專利名稱：高壓放電燈點(diǎn)亮裝置和使用該高壓放電燈點(diǎn)亮裝置的燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置和一種使用該高壓放電燈點(diǎn)亮裝 置的燈具。 .
背景技術(shù)：
盡管已經(jīng)廣泛地將高壓放電燈用作高亮度和高光輸出的燈，但需要一 種被稱為穩(wěn)定器的點(diǎn)亮裝置用于穩(wěn)定點(diǎn)亮，這種穩(wěn)定器是一種放電燈。點(diǎn) 亮裝置主要包括由電感構(gòu)成的銅鐵型裝置和利用電子電路開關(guān)控制的電子 型裝置。近年來，考慮到省電的因素，電子型裝置已得到迅速增加。
(常規(guī)范例1)
圖48示出了電子型高壓放電燈點(diǎn)亮裝置的范例。這種高壓放電燈點(diǎn)亮 裝置包括整流器DB，連接到商用AC電源1，用于對(duì)其AC電壓進(jìn)行整 流；DC電源電路2，用于接收整流器DB整流過的電壓作為輸入并輸出DC 電壓Vdc;倒相電路4，用于將DC電壓Vdc轉(zhuǎn)換成方波AC電壓并將其施 加到高壓放電燈DL;起動(dòng)電路5，用于產(chǎn)生高電壓以啟動(dòng)和重新啟動(dòng)高壓 放電燈DL;檢測(cè)電路單元6，用于檢測(cè)高壓放電燈DL的狀態(tài)；控制電路 7，用于控制倒相電路4的開關(guān)元件Q3到Q6;以及控制電路9，用于控制 DC電源電路2的開關(guān)元件Ql 。
檢測(cè)電路單元6裝備有檢測(cè)電路6a，用于檢測(cè)施加到高壓放電燈DL 兩端的電壓；以及半波放電檢測(cè)單元6b，用于接收檢測(cè)電路6a的輸出并檢 測(cè)是否存在半波放電狀態(tài)。
控制電路7裝備有點(diǎn)亮決定單元7a，用于根據(jù)檢測(cè)電路單元6的檢 測(cè)結(jié)果在高壓放電燈DL點(diǎn)亮和不點(diǎn)亮之間做決定；開關(guān)電路7b，用于接 收點(diǎn)亮決定單元7a的點(diǎn)亮決定信號(hào)并將倒相電路4的工作切換到用于產(chǎn)生 啟動(dòng)高壓放電燈DL的高電壓的第一工作狀態(tài)以及用于使高壓放電燈DL穩(wěn) 定點(diǎn)亮的第二工作狀態(tài)；以及運(yùn)算電路7c，用于接收檢測(cè)電路單元6的檢測(cè)結(jié)果以確定開關(guān)元件Q5和Q6的斬波頻率和導(dǎo)通時(shí)長(zhǎng)。運(yùn)算電路7c的輸 出通過開關(guān)電路7b，然后在第二工作狀態(tài)期間控制幵關(guān)元件Q3到Q6中的
每一個(gè)。
控制電路9裝備有Vdc檢測(cè)電路9a，用于檢測(cè)DC電源電路2的輸出 電壓Vdc;以及Ql控制電路9b，用于根據(jù)Vdc檢測(cè)電路9a的檢測(cè)結(jié)果控 制開關(guān)元件Q1。
圖49示出了圖48的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置相應(yīng)部分的波形。其中示出 了從輸入商用AC電源1到高壓放電燈DL穩(wěn)定點(diǎn)亮的操作，從上到下示出 了商用AC電源1的AC電壓Vs、充當(dāng)DC電源電路2的升壓斬波電路的 輸出電壓Vdc、高壓放電燈，例如高強(qiáng)度放電燈(HID燈)DL的兩端電壓 Vo、燈電流Io、點(diǎn)亮決定單元7a的輸出以及開關(guān)元件Q3到Q6的工作狀 態(tài)。
在輸入商用AC電源1時(shí)，DC電源電路2通過允許控制電路9以幾十 KHz頻率接通和斷開開關(guān)元件Ql，在高壓放電燈DL不點(diǎn)亮的不點(diǎn)亮狀態(tài) 期間和高壓放電燈DL點(diǎn)亮的點(diǎn)亮狀態(tài)期間都將DC電壓Vdc保持恒定在預(yù) 定值，并根據(jù)DC電壓Vdc適當(dāng)控制脈沖寬度。而且，DC電源電路2用于 改善來自商用AC電源1的輸入功率因子并抑制輸入電流失真。
當(dāng)DC電壓Vdc達(dá)到預(yù)定值時(shí)，倒相電路4開始其工作。在這個(gè)時(shí)間 段中，高壓放電燈DL處于未點(diǎn)亮狀態(tài)，這等價(jià)于開路狀態(tài)，于是，高壓放 電燈DL處于等效阻抗接近無(wú)窮大的高阻態(tài)。此時(shí)，倒相電路4在其第一工 作狀態(tài)開始工作，用于啟動(dòng)高壓放電燈DL，以預(yù)定頻率,fO(大約幾百kHz) 交替重復(fù)開關(guān)元件Q3和Q6的接通狀態(tài)和開關(guān)元件Q4Q5的接通狀態(tài)。
頻率f0是接近包括脈沖變壓器L3的主線圈Nl和電容器C3的串聯(lián)諧 振電路的諧振頻率fr的頻率，其中在主線圈N1中產(chǎn)生正弦波的高電壓。主 線圈Nl中產(chǎn)生的正弦波高電壓被脈沖變壓器L3的主線圈Nl和副線圈N2 之間的繞組比率提升，并通過電容器C2被施加到高壓放電燈DL。結(jié)果， 高壓放電燈DL介電擊穿并啟動(dòng)。
在啟動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)，高壓放電燈DL變?yōu)榻咏搪返牡妥锠顟B(tài)， 高壓放電燈DL兩端電壓Vo降低到大約為0V。如果高壓放電燈DL的兩端 電壓Vo低于點(diǎn)亮決定電壓的閾值，點(diǎn)亮決定單元7a判定高壓放電燈DL被點(diǎn)亮，然后點(diǎn)亮決定單元7a的輸出信號(hào)從H電平變成L電平，并被輸入 到控制電路7的開關(guān)電路7b。開關(guān)電路7b接收該信號(hào)并將倒相電路4的工 作切換到第二工作狀態(tài)，用于穩(wěn)定地點(diǎn)亮高壓放電燈DL。
在倒相電路4的第二工作狀態(tài)期間，以預(yù)定頻率fa (大約幾百Hz)交 替接通和斷開開關(guān)元件Q3和Q4。此時(shí)，開關(guān)元件Q5和Q6重復(fù)以下操作-在開關(guān)元件Q3接通的時(shí)間段期間，以預(yù)定頻率fb (大約幾十kHz)接通和 斷開開關(guān)元件Q6，在開關(guān)元件Q4接通的時(shí)間段期間，以預(yù)定頻率fb(大 約幾十kHz)接通和斷開開關(guān)元件Q5。通過這種極性反轉(zhuǎn)型降壓斬波操作， 將頻率為fa的方波AC電壓施加到高壓放電燈DL。此時(shí)，電容器C2和電 感器L2充當(dāng)降壓斬波電路的濾波電路，開關(guān)元件Q5和Q6中并入的反并 聯(lián)二極管充當(dāng)降壓斬波電路的再生電流輸運(yùn)二極管。
在剛啟動(dòng)燈之后，高壓放電燈DL兩端的電壓低，隨著燈中電壓和溫度 變高而升高，然后，在到達(dá)額定值時(shí)，高壓放電燈DL變?yōu)榉€(wěn)定的點(diǎn)亮狀態(tài)。
控制電路7通過檢測(cè)電路6a檢測(cè)高壓放電燈DL的狀態(tài)，并基于高壓 放電燈DL兩端電壓由運(yùn)算電路7C適當(dāng)控制開關(guān)元件Q5和Q6的斬波頻 率或接通時(shí)長(zhǎng)，從而向高壓放電燈DL提供適當(dāng)功率，并穩(wěn)定地點(diǎn)亮高壓放 電燈DL。
在常規(guī)范例中，在啟動(dòng)過程中，停止半波放電檢測(cè)功能，以防止錯(cuò)誤 檢測(cè)。于是，在高壓放電燈DL偏移到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)之后開始檢測(cè)操作。如 果檢測(cè)到半波放電，則判定高壓放電燈DL壽命的末期已經(jīng)到來，從而將放 電燈DL轉(zhuǎn)移到保護(hù)操作，以停止或減小照明裝置的輸出。
(常規(guī)范例2)
圖50示出了另一高壓放電燈點(diǎn)亮裝置的范例。這種高壓放電燈點(diǎn)亮裝 置包括整流器DB，連接到商用AC電源1，用于對(duì)其AC電壓進(jìn)行整流； DC電源電路2，用于接收整流器DB整流過的電壓作為輸入并輸出DC電 壓Vdc;降壓斬波電路3，受到控制以利用DC電壓Vdc作為功率源向高壓 放電燈DL提供適當(dāng)功率；倒相電路4，用于將降壓斬波電路3的DC輸出 轉(zhuǎn)換成方波AC電壓并將其施加到高壓放電燈DL;啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路，用 于產(chǎn)生和施加啟動(dòng)高壓放電燈DL所需的高電壓；以及控制電路，用于控制 以上部件以正常工作。將介紹啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路配置的細(xì)節(jié)。啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路裝備有脈
沖變壓器PT，其副線圈N2連接在倒相電路4的輸出和高壓放電燈DL之 間；電壓響應(yīng)型開關(guān)元件Q7，當(dāng)兩端電壓超過預(yù)定值時(shí)其是接通的；串聯(lián) 在脈沖變壓器PT的主線圈Nl和開關(guān)元件Q7之間的電容器C7;以及并聯(lián) 到開關(guān)元件Q7的電阻器R7，用于控制當(dāng)開關(guān)元件Q7斷開時(shí)為電容器Q7 充電的電流。
將描述控制電路的配置。半波放電檢測(cè)電路單元6、點(diǎn)亮決定單元7a 和功率因子改善控制電路單元9可以具有與圖48相同的配置。降壓斬波輸 出檢測(cè)單元7d檢測(cè)降壓斬波電路3的輸出電壓，降壓斬波控制電路單元8 控制開關(guān)元件Q2，以根據(jù)降壓斬波電路3的輸出電壓具有預(yù)定電流，以向 高壓放電燈DL提供適當(dāng)?shù)墓β?。極性反轉(zhuǎn)控制電路7e對(duì)倒相電路4的開 關(guān)元件Q3到Q6進(jìn)行開關(guān)控制。
在下文中，將參考圖51的波形圖描述這種電路的運(yùn)行。在不點(diǎn)亮高壓 放電燈DL期間，降壓斬波電路3輸出比穩(wěn)定點(diǎn)亮期間高壓放電燈DL的電 壓更高的DC電壓以平穩(wěn)地啟動(dòng)高壓放電燈DL，由倒相電路4將其轉(zhuǎn)換成 方波AC電壓并將其通過啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路施加到高壓放電燈DL。
在啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路中，通過脈沖變壓器PT的主線圈Nl和電阻器R7 為電容器C7充電。在這里，將倒相電路4的輸出電壓和電容器C7的電壓 Vc7之和施加到電壓響應(yīng)型開關(guān)元件Q7。其間，如果倒相電路4的輸出電 壓值幾乎等于降壓斬波電路3的輸出電壓值并且將降壓斬波電路3的輸出 電壓設(shè)置為Vc2，當(dāng)方波穩(wěn)定時(shí)，提供了電壓IVc2HVc71，于是無(wú)法達(dá)到開 關(guān)元件Q7的接通電壓并接通開關(guān)元件Q7。然而，如果方波電壓的極性被 反轉(zhuǎn)，電容器C7的電壓不會(huì)迅速改變，因?yàn)殡娮杵鱎7連接到其上，并將 電壓IVc2MVc7l施加到開關(guān)元件Q7，由此達(dá)到開關(guān)元件Q7的接通電壓并接 通開關(guān)元件Q7。
于是，陡脈沖電流在脈沖變壓器N1的主線圈N1中流動(dòng)，并且在副線 圈N2中產(chǎn)生是由繞組比率在主線圈Nl中產(chǎn)生的電壓多倍的高電壓，并利 用連接到降壓斬波電路3的輸出端的電容器C2和啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路的電容 器C7作為功率源將其施加到高壓放電燈DL，由此介電擊穿高壓放電燈DL。
在啟動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)，由點(diǎn)亮決定單元7a檢測(cè)高壓放電燈DL的啟動(dòng)，由降壓斬波輸出檢測(cè)單元7d撿測(cè)降壓斬波電路3的輸出電壓，由降 壓斬波控制電路單元8控制開關(guān)元件Q2以根據(jù)輸出電壓具有預(yù)定電流，并 通過倒相電路4向高壓放電燈DL供應(yīng)具有矩形波形的適當(dāng)功率，于是穩(wěn)定 地點(diǎn)亮高壓放電燈DL。
眾所周知，高壓放電燈DL處于所謂的"半波放電"狀態(tài)，這是壽命末 期的異常情況之一，在這種狀態(tài)下，放電是不對(duì)稱的，因?yàn)榉烹妰H是從一 個(gè)電極形成的，或從一個(gè)電極的放電被抑制。在"半波放電"的情況下， 不能進(jìn)行正常的點(diǎn)亮控制，于是存在高壓放電燈點(diǎn)亮裝置異常發(fā)熱或構(gòu)成 高壓放電燈點(diǎn)亮裝置的電子部件電應(yīng)力增加的風(fēng)險(xiǎn)。因此，提供了一種高 壓放電燈點(diǎn)亮裝置，其具有安裝于其中的半波放電檢測(cè)電路單元6并具有 保護(hù)功能，用于在檢測(cè)到高壓放電燈DL的半波放電時(shí)停止鎮(zhèn)流器的工作。
圖52示出了通過檢測(cè)圖50的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置中的半波放電實(shí)現(xiàn) 的保護(hù)功能的工作圖。通過由圖50的半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)降壓斬 波電路3的輸出電壓變化來檢測(cè)半波放電現(xiàn)象。如果檢測(cè)到半波放電，通 過停止從降壓斬波控制電路單元8到開關(guān)元件Q2的控制信號(hào)來停止向高壓 放電燈DL供電。
在常規(guī)范例中，在啟動(dòng)過程中，停止半波放電檢測(cè)功能，以防止錯(cuò)誤 檢測(cè)。于是，在高壓放電燈DL轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)之后開始檢測(cè)操作。如 果檢測(cè)到半波放電，將氣體放電燈DL轉(zhuǎn)換到保護(hù)運(yùn)行，以停止或減小點(diǎn)亮 裝置的輸出。
(常規(guī)范例3)
圖54是日本專利特開申請(qǐng)No.2005-100829中披露的高壓放電燈點(diǎn)亮裝 置的電路圖。向DC電源電路2并聯(lián)電容器Cel和Ce2的串聯(lián)電路和開關(guān) 元件Q5與Q6的串聯(lián)電路。在電容器Cel和Ce2的連接點(diǎn)以及開關(guān)元件 Q5和Q6的連接點(diǎn)之間連接電感器L2和電容器C2的串聯(lián)電路。通過起動(dòng) 電路5的脈沖變壓器PT的副線圈將高壓放電燈DL連接到電容器C2的兩 端。開關(guān)元件Q5和Q6由MOSFET構(gòu)成，其中包括反向并聯(lián)的二極管。額 外提供由二極管D9、開關(guān)元件Q9和電感器L9構(gòu)成的輔助斬波電路9。
圖55示出了從未點(diǎn)亮狀態(tài)到點(diǎn)亮狀態(tài)各部分的工作波形。施加到開關(guān) 元件Q5、 Q6和Q9的控制信號(hào)具有圖55中所示的工作波形。由控制電路71輸出的控制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路72控制開關(guān)元件Q5和 Q6的接通和斷開。在穩(wěn)定點(diǎn)亮期間，在第一期間T1中，以高頻接通和斷 開開關(guān)元件Q5，于是開關(guān)元件Q6被斷開。在第二時(shí)間段T2中，以高頻接 通和斷開開關(guān)元件Q6，于是開關(guān)元件Q5被斷開。電容器Cel和Ce2具有 充分大的電容，在時(shí)間段Tl和T2交替變化的時(shí)間段上電容器Cel的電壓 Vcel和電容器Ce2的電壓Vce2不會(huì)變化。DC電源電路2的電壓Vdc被電 容器Cel和Ce2分壓，于是Vdc=Vcel+Vce2。如果電容器Cel和Ce2的電 容幾乎相同，則Vcel—Vce2。 ，
在第一時(shí)間段T1中，當(dāng)開關(guān)元件Q5接通時(shí)，電流按照電容器Cel、 開關(guān)元件Q5、電感器L2、電容器C2 (起動(dòng)電路5和高壓放電燈DL)和電 容器Cel的次序流動(dòng)。當(dāng)開關(guān)元件Q5斷開時(shí)，由電感器L2中存儲(chǔ)的能量 使電流按照電感器L2、電容器C2 (起動(dòng)電路5和高壓放電燈DL)、電容器 Ce2、開關(guān)元件Q6 (其反向并聯(lián)的二極管)和電感器L2的次序流動(dòng)。
在第二時(shí)間段T2中，當(dāng)開關(guān)元件Q6接通時(shí)，電流按照電容器Ce2、 電容器C2 (高壓放電燈DL和起動(dòng)電路5)、電感器L2、開關(guān)元件Q6和電 容器Ce2的次序流動(dòng)。當(dāng)開關(guān)元件Q6斷開時(shí)，由電感器L2中存儲(chǔ)的能量 使電流按照電感器L2、開關(guān)元件Q6 (其反向并聯(lián)的二極管)、電容器Ce、 電容器C2 (高壓放電燈DL和起動(dòng)電路5)和電感器L2的次序流動(dòng)。因此， 在穩(wěn)定點(diǎn)亮期間，高壓放電燈DL的電壓Vo變?yōu)閳D55右側(cè)所示的低頻方 波電壓(周期T1和T2在周期T3之后)。 '
在高壓放電燈DL的未點(diǎn)亮狀態(tài)期間，起動(dòng)電路5產(chǎn)生高脈沖電壓用于 啟動(dòng)。在圖55的左側(cè)(周期T3之前)示出了起動(dòng)電路5工作的未點(diǎn)亮狀 態(tài)期間的工作波形。在高壓放電燈DL的未點(diǎn)亮狀態(tài)期間，燈電壓Vo的幅 值為Vdc/2，向其上疊加高脈沖電壓，由此達(dá)到峰值電壓Vp。
根據(jù)第三常規(guī)范例，在未點(diǎn)亮狀態(tài)以及從高壓放電燈DL啟動(dòng)到確定過 渡到電弧放電之間的時(shí)間段中，僅以高頻接通和斷開開關(guān)元件Q5，保持開 關(guān)元件Q6斷開，由此通過進(jìn)行DC啟動(dòng)(DC電壓輸入)防止半波放電。 如果在從未點(diǎn)亮狀態(tài)過渡到點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)發(fā)生半波放電，電流在放電燈DL 中僅沿一個(gè)方向流動(dòng)。然而，如果僅接通和斷開開關(guān)元件Q5，即使不能打 開放電燈DL，也可以防止由于發(fā)生半波放電而導(dǎo)致電流僅沿一個(gè)方向流動(dòng)。
如圖55的燈電壓Vo波形所示，在從燈DL啟動(dòng)到確定過渡到電弧放電的時(shí)間段中，設(shè)置幾十秒到幾分鐘的時(shí)間段T3，在時(shí)間段T3中，在未點(diǎn)亮狀態(tài)下僅不斷接通和斷開開關(guān)元件Q5，從而穩(wěn)定放電，之后也接通和斷開開關(guān)元件Q6，以便與開關(guān)元件Q5交替切換。
在用于穩(wěn)定放電的時(shí)間段T3中，在開關(guān)元件Q5接通的同時(shí)，電流Il通過電感器L2在高壓放電燈DL (和電容器C2)中流動(dòng)，從而在電感器L2中存儲(chǔ)能量。當(dāng)開關(guān)元件Q5斷開時(shí)，電感器L2中存儲(chǔ)的能量被釋放，電流I1'通過電容器Ce2、開關(guān)元件Q6反向并聯(lián)的二極管和電感器L2在高壓放電燈DL (和電容器C2)中流動(dòng)。此時(shí)，從電容器Cel釋放的能量被施加到電容器Ce2。 '
然而，在時(shí)間段T3中僅驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q5，因此在進(jìn)行DC啟動(dòng)時(shí)沒有用于釋放電容器Ce2中存儲(chǔ)的能量的路徑，于是僅僅導(dǎo)致在電容器Ce2中存儲(chǔ)了電壓。因此，以虛線表示的輔助斬波電路9被安裝在圖54的電路中，以提供要在電容器Ce2中充電的能量的釋放路徑。
通過增加如圖54所示的輔助斬波電路9，如果電容器Ce2中存儲(chǔ)的電壓超過預(yù)定值，接通開關(guān)元件Q9，通過開關(guān)元件Q9釋放電容器Ce2中所充的能量并存儲(chǔ)在電感器L9中。接下來，當(dāng)開關(guān)元件Q9斷開時(shí)，通過二極管D9釋放電感器L9中存儲(chǔ)的能量并在電容器Cel中充電。此時(shí)，以高頻接通和斷開開關(guān)元件Q9。結(jié)果，可以釋放電容器Ce2中存儲(chǔ)的能量并可以防止施加過電壓。
眾所周知，"半波放電"現(xiàn)象不僅發(fā)生在上述壽命末期中，而且發(fā)生于啟動(dòng)高壓放電燈DL期間。圖53A到53C示出了波形，該波形示出了在啟動(dòng)期間發(fā)生的"半波放電"，其中圖53A示出了展示第一常規(guī)范例(圖48的電路)中啟動(dòng)期間"半波放電" 一個(gè)范例的波形，圖53B和53C示出了展示第二常規(guī)范例(圖50的電路)中啟動(dòng)期間"半波放電"的一個(gè)范例的波形，圖53A和53B表示在半波放電時(shí)間段之后從放電到典型全波的過渡，圖53C表示繼續(xù)半波放電。
出現(xiàn)"半波放電"是因?yàn)閺钠湎蜿?yáng)極電極發(fā)射電子的陰極電極不能從輝光放電過渡到電弧放電，這是由于來自陰極電極的熱電子發(fā)射不穩(wěn)定造成的。其原因可能是電極溫度低、粘附雜質(zhì)等。
啟動(dòng)期間的"半波放電"是如圖53A和53B所示引'起正常點(diǎn)亮的過程期間發(fā)生的現(xiàn)象。于是，如果運(yùn)行了用于由前述半波放電檢測(cè)電路單元6通過檢測(cè)來停止鎮(zhèn)流器工作的保護(hù)功能，就會(huì)發(fā)生故障，即未點(diǎn)亮高壓放電燈DL。因此，從高壓放電燈DL啟動(dòng)開始的預(yù)定時(shí)間段內(nèi)停止前述保護(hù)功能。
日本專利特開申請(qǐng)No.2005-100829公開了如圖54和55所示的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，還公開了一種技術(shù)，其中，通過控制開關(guān)元件，使得在從高壓放電燈DL啟動(dòng)到可靠過渡到電弧放電的時(shí)間段T3中施加DC電壓，從而防止半波放電，但因?yàn)樵黾恿溯o助斬波電路9，導(dǎo)致部件數(shù)量增多。此外， 一旦施加DC電壓，且確定地過渡到電弧放電，高壓放電燈的電弧燈管溫度增高，容易從兩個(gè)電極發(fā)射電子，于是使過渡到穩(wěn)定點(diǎn)亮更容易。然而，在施加DC電壓的情況下， 一個(gè)電極固定為陽(yáng)極，相對(duì)電極固定為陰極，于是根據(jù)DC電壓的持續(xù)時(shí)間，在兩個(gè)電極的狀態(tài)之間容易產(chǎn)生差異。此外，根據(jù)高壓放電燈的類型或狀態(tài)改變用于可靠抑制半波放電發(fā)生的DC電壓施加時(shí)間，因此非常難以適當(dāng)設(shè)置DC電壓施加時(shí)間。
此外，如果"半波放電"繼續(xù)進(jìn)行，則在兩個(gè)電極的狀態(tài)之間產(chǎn)生差異，難以過渡到穩(wěn)定的全波放電。此外，由于在一側(cè)電弧放電，導(dǎo)致高壓放電燈的電弧燈管內(nèi)部蒸汽壓增大，也難以維持"半波放電"。盡管因?yàn)榘l(fā)生熄火使高壓放電燈返回到未點(diǎn)亮狀態(tài)，電弧燈管內(nèi)部也具有高溫高壓。于是，必需要一直等到電弧燈管中溫度與壓力降低以進(jìn)入所謂的重新啟動(dòng)模式并再次啟動(dòng)高壓放電燈為止，這使得啟動(dòng)高壓放電燈較為耗時(shí)。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到以上問題，本發(fā)明提供了一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，在啟動(dòng)高壓放電燈期間發(fā)生半波放電的情況下，這種裝置能夠迅速轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)娜ǚ烹姟?br>
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，包括DC電源電路；供電電路，用于將來自所述DC電源電路的輸出轉(zhuǎn)換成將供應(yīng)給高壓放電燈的方波AC輸出；啟動(dòng)電路，用于向所述高壓放電燈施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出；控制電路，用于控制所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路；以及半波放電檢測(cè)電路，用于檢測(cè)半波放電，在半波放電中，方波AC輸出的兩個(gè)不同極性的兩個(gè)半周期的負(fù)載電壓或負(fù)載電流彼此不對(duì)稱。所述半波放電檢測(cè)電路在從所述高壓放電燈介龜擊穿直到所述高壓放電燈的燈電壓接近額定燈電壓的燈啟動(dòng)初期檢測(cè)所述半波放電，如果檢測(cè)到兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的絕對(duì)值大于所述放電燈正常點(diǎn)亮期間方波AC輸出兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的最大變化，則判定發(fā)生了半波放電。此外，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，所述控制電路調(diào)節(jié)所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路的至少一個(gè)的每個(gè)的輸出，由此控制負(fù)載電壓幅值較大的一個(gè)極性的方波半周期電壓幅值和負(fù)載電壓幅值較小的另一極性的方波半周期電壓幅值，使其彼此接近。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，包括DC電源電路；供電電路，用于將來自所述DC電源電路的輸出轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給高壓放電燈的方波AC輸出；啟動(dòng)電路，用于向所述高壓放電燈施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出；控制電路，用于控制所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路；以及半波放電檢測(cè)電路，用于檢測(cè)半波放電，在半波放電中，方波AC輸出的兩個(gè)不同極性的兩個(gè)半周期的負(fù)載電壓或負(fù)載電流彼此不對(duì)稱。所述半波放電檢測(cè)電路在從所述高壓放電燈介電擊穿直到所述高壓放電燈的燈電壓接近額定燈電壓的燈啟動(dòng)初期檢測(cè)所述半波放電，如果檢測(cè)到兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的絕對(duì)值大于所述放電燈正常點(diǎn)亮期間方波AC輸出兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的最大變化，則判定發(fā)生了半波放電情況。此外，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，所述控制電路將所述高壓放電燈關(guān)閉預(yù)定時(shí)間段并然后重新啟動(dòng)所述燈，且其中重新啟動(dòng)所述燈時(shí)，所述控制電路調(diào)節(jié)所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路的至少一個(gè)的每個(gè)的輸出，由此控制負(fù)載電壓幅值較大的一個(gè)極性的方波半周期的電壓或電流幅值，使其近似等于負(fù)載電壓幅值較小的另一極性的方波半周期的電壓或電流幅值。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種燈具，所述燈具包括本發(fā)明第一和第二方面的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置之一。
根據(jù)本發(fā)明，如果檢測(cè)到另一極性的電壓差或電流差的絕對(duì)值大于正常點(diǎn)亮期間方波AC輸出的每個(gè)半周期的電壓差或電流差的最大變化，半波放電檢測(cè)電路在從高壓放電燈介電擊穿到達(dá)到高壓放電燈的近似客^定燈電壓的啟動(dòng)初期判定己發(fā)生半波放電現(xiàn)象。
所述控制電路進(jìn)行控制，通過一旦半波放電檢測(cè)電路判定有半波放電
時(shí)調(diào)節(jié)DC電源電路、供電電路和啟動(dòng)電路的至少一個(gè)的輸出，使得具有較
大幅值的負(fù)載電壓的極性的方波半周期的電壓值與具有較小幅值的負(fù)載電壓的極性的方波半周期的電壓值彼此近似相等，由此實(shí)現(xiàn)到半波改善模式操作的過渡以有助于在陰極周期中從電極放電，并在預(yù)定時(shí)間段上使高壓放電燈熄滅。
之后，當(dāng)重新啟動(dòng)時(shí)，能夠防止啟動(dòng)過程中出現(xiàn)半波放電現(xiàn)象的持續(xù)
時(shí)間，因?yàn)橥ㄟ^調(diào)節(jié)DC電源電路、供電電路和啟動(dòng)電路的至少一個(gè)的輸出，執(zhí)行半波改善控制，使得具有較大幅值的負(fù)載電壓的極性的方波半周期的電壓值與具有較小幅值的負(fù)載電壓的極性的方波半周期的電壓值彼此近似相等，從而有助于在陰極周期從電極放電。結(jié)果，能夠迅速過渡到穩(wěn)定點(diǎn)
亮模式。
從結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的目的和特征將變得顯而易見，在附圖中
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的電路圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的工作波形圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的電路圖4是本發(fā)明第二實(shí)施例的工作波形圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的電路圖6是本發(fā)明第三實(shí)施例的工作波形圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的工作波形圖8是本發(fā)明第四實(shí)施例的電路圖9是本發(fā)明第四實(shí)施例的工作波形圖；圖IO是本發(fā)明第四實(shí)施例的工作波形圖11是本發(fā)明第五實(shí)施例的工作波形圖12是本發(fā)明第五實(shí)施例的工作波形圖13是本發(fā)明第五實(shí)施例的工作波形圖14是本發(fā)明第六實(shí)施例的工作波形圖15是本發(fā)明第六實(shí)施例的工作波形圖16是本發(fā)明第六實(shí)施例的工作波形圖17是本發(fā)明第七實(shí)施例的工作波形圖18是本發(fā)明第七實(shí)施例的工作波形圖19是本發(fā)明第八實(shí)施例的工作波形圖20是本發(fā)明第九實(shí)施例的電路圖21是本發(fā)明第九實(shí)施例的工作波形圖22是本發(fā)明第九實(shí)施例的修改范例的電路圖23是本發(fā)明第九實(shí)施例修改范例的工作波形圖;
圖24是本發(fā)明第十實(shí)施例的工作波形圖25是本發(fā)明第十實(shí)施例的工作波形圖26是本發(fā)明第十實(shí)施例的工作波形圖27是本發(fā)明第十實(shí)施例的工作波形圖28是本發(fā)明第十一實(shí)施例的工作波形圖29是本發(fā)明第十二實(shí)施例的工作波形圖30是本發(fā)明第十三實(shí)施例的工作波形圖31是本發(fā)明第十四實(shí)施例的工作波形圖32是本發(fā)明第十五實(shí)施例的工作波形圖33是本發(fā)明第十五實(shí)施例的工作波形圖34是本發(fā)明第十六實(shí)施例的工作波形圖35是本發(fā)明第十七實(shí)施例的工作波形圖36是本發(fā)明第十七實(shí)施例的工作波形圖37是本發(fā)明第十八實(shí)施例的工作波形圖38是本發(fā)明第十八實(shí)施例的工作波形圖39是本發(fā)明第十九實(shí)施例的工作波形圖；圖40是本發(fā)明第二十實(shí)施例的工作波形圖； 圖41是本發(fā)明第二十一實(shí)施例的工作波形圖； 圖42是本發(fā)明第二十一實(shí)施例的工作波形圖； 圖43是本發(fā)明第二十二實(shí)施例的工作波形圖； 圖44是本發(fā)明第二十三實(shí)施例的工作波形圖； 圖45是本發(fā)明第二十四實(shí)施例的工作波形圖； 圖46是本發(fā)明第二十五實(shí)施例的工作波形圖47A到47C是示出了本發(fā)明第二十六實(shí)施例的燈具外觀的透視圖48是第一常規(guī)范例的電路圖49是第一常規(guī)范例的工作波形圖50是第二常規(guī)范例的電路圖；
圖51是啟動(dòng)時(shí)第二常規(guī)范例的工作波形圖52是穩(wěn)定點(diǎn)亮之后發(fā)生半波放電時(shí)第二常規(guī)范例的工作波形圖； 圖53A到53C是示出了第一和第二常規(guī)范例中剛剛啟動(dòng)之后的半波放 電的工作波形圖54是第三常規(guī)范例的電路圖；以及 圖55是第三常規(guī)范例的工作波形圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考形成實(shí)施例一部分的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。 (實(shí)施例1)
圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置的電路圖。AC電源1被整流 器DB進(jìn)行全波整流，并由DC電源電路2轉(zhuǎn)換成DC電壓。DC電源電路 2由升壓斬波電路構(gòu)成，升壓斬波電路具有電感器L1、開關(guān)元件Q1、 二極 管D1和電容器C1。由功率因子改善控制電路單元9以高頻接通和斷開DC 電源電路2的開關(guān)元件Q1?？梢岳檬袌?chǎng)上買得到的集成電路(MC33262 等)容易地實(shí)現(xiàn)功率因子改善控制電路單元9。盡管未示出，由功率因子改 善控制電路單元9監(jiān)測(cè)開關(guān)元件Ql的電流、電感器Ll的電流以及DC電 源電路2的輸入和輸出電壓，將來自商用AC電源1的AC輸入轉(zhuǎn)換成預(yù)定 DC電壓，進(jìn)行功率因子改善控制以為電路帶來電阻，使得輸入電流的相位和輸入電壓的相位彼此相同。
充當(dāng)功率變換電路的降壓斬波電路3和倒相電路4連接到DC電源電路 2的輸出端。降壓斬波電路3包括開關(guān)元件Q2、 二極管D2、電感器L2和 電容器C2，是一個(gè)輸出通過對(duì)輸入電壓降壓獲得的DC電壓的電路，被用 作穩(wěn)定器，該穩(wěn)定器通過來自降壓斬波控制電路單元8的PWM信號(hào)控制開 關(guān)元件Q2的接通與斷開來調(diào)節(jié)供應(yīng)到高壓放電燈DL的功率。
倒相電路4是包括開關(guān)元件Q3到Q6的全橋電路。由于用來自控制電 路單元7的控制信號(hào)以幾十到幾百Hz的低頻交替接通一對(duì)開關(guān)元件Q3和 Q6以及一對(duì)幵關(guān)元件Q4和Q5，倒相電路4向放電燈DL供應(yīng)方波AC電。 此外， 一旦啟動(dòng)，以幾十到幾百kHz的高頻交替接通開關(guān)元件Q3和Q4， 該頻率接近諧振啟動(dòng)電路5的諧振頻率或接近其整數(shù)分之一的頻率，由此 向高壓放電燈DL供應(yīng)高壓用于啟動(dòng)。
諧振啟動(dòng)電路5由諧振升壓電路、電容器C3的串聯(lián)電路以及電阻器 R3構(gòu)成，諧振升壓電路包括連接在高壓放電燈DL —端和開關(guān)元件Q3、 Q4的連接點(diǎn)之間的脈沖變壓器L3，電阻器R3插入于脈沖變壓器L3的中 間抽頭和地之間。
控制電路單元7通過檢測(cè)單元(未示出)檢測(cè)高壓放電燈DL的燈電壓 Vo和燈電流Io，基于其檢測(cè)結(jié)果對(duì)開關(guān)元件Q2進(jìn)行接通與斷開控制，對(duì) 降壓斬波電路3的開關(guān)元件Q2進(jìn)行控制并對(duì)倒相電路4的開關(guān)元件Q3到 Q6進(jìn)行控制以向高壓放電燈DL供應(yīng)期望的電流或功率。例如，通過包括 微型計(jì)算機(jī)來配置控制電路單元7。
放電燈DL是高亮度高壓放電燈(HID)，例如金屬鹵化物燈或高壓汞燈。
半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)啟動(dòng)過程中的半波放電狀態(tài)，當(dāng)在啟動(dòng) 過程中檢測(cè)到半波放電狀態(tài)時(shí)將控制電路單元7的工作切換到半波改善模式。
為了利用這種電路使高壓放電燈DL從無(wú)負(fù)載(未點(diǎn)亮)狀態(tài)到達(dá)穩(wěn)定 的點(diǎn)亮狀態(tài)，點(diǎn)亮裝置經(jīng)歷如下三個(gè)主要過程。
無(wú)負(fù)載模式高壓放電燈DL處于未點(diǎn)亮狀態(tài)下，通過在構(gòu)成諧振電路 的脈沖變壓器L3的主線圈Nl和電容器C3的LC諧振頻率(或諧振頻率的整數(shù)分之一)附近交替接通/斷開開關(guān)元件Q3和Q4產(chǎn)生的諧振脈沖電壓被 升高脈沖變壓器L3的繞組比率(N2/N1)倍，且被施加在燈電極之間，由 此介電擊穿高壓放電燈DL并實(shí)現(xiàn)過渡到啟動(dòng)模式。
啟動(dòng)模式在由諧振脈沖電壓介電擊穿高壓放電燈DL時(shí)，進(jìn)行從輝光 放電到電弧放電的過渡。在從開始電弧放電到電弧燈管溫度穩(wěn)定的過程中， 燈電壓Vo在幾分鐘內(nèi)從幾V逐漸升高到穩(wěn)定電壓。
穩(wěn)定點(diǎn)亮模式在點(diǎn)亮高壓放電燈DL之后過去幾分鐘時(shí)，高壓放電燈 DL的電弧燈管的溫度升高并變得穩(wěn)定，燈電壓Vo變得幾乎恒定，點(diǎn)亮在 這種狀態(tài)下繼續(xù)。
然而，可能會(huì)發(fā)生半波放電，導(dǎo)致在剛啟動(dòng)后AC點(diǎn)亮的放電燈的一對(duì) 電極之間在正負(fù)周期中電子發(fā)射不對(duì)稱。發(fā)生這個(gè)問題是因?yàn)樵陉帢O周期 中不能將一個(gè)電極從輝光放電轉(zhuǎn)移到電弧放電。換言之，這個(gè)問題是由不 穩(wěn)定形成電極亮斑導(dǎo)致的，即由熱電子發(fā)射不穩(wěn)定導(dǎo)致的。如果這種半波 放電狀態(tài)繼續(xù)，燈可能會(huì)熄滅，這成為損壞燈起動(dòng)性的一個(gè)因素。
在本發(fā)明中，如圖2的"半波檢測(cè)"周期所示，半波放電檢測(cè)電路單 元6檢測(cè)到半波放電狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時(shí)間段，半波放電狀態(tài)由發(fā)生正常放
電的方波半周期(燈電壓Vtl)和不發(fā)生正常放電的方波半周期(燈電壓
Vt2)構(gòu)成，將控制電路單元7的工作切換到半波改善模式。
在這里，對(duì)于半波放電的檢測(cè)而言，當(dāng)半波放電檢測(cè)電路單元6在接 通開關(guān)元件Q3和Q6期間檢測(cè)到的燈電壓(絕對(duì)值)和半波放電檢測(cè)電路 單元6在接通開關(guān)元件Q4和Q5期間檢測(cè)到的燈電壓(絕對(duì)值)之間的電 壓差高于預(yù)定判斷閾值時(shí)，判定發(fā)生了半波放電。例如，如果正常放電期 間正負(fù)極性的燈電壓之間的差異小于20V,優(yōu)選將半波放電檢測(cè)的判斷閾 值設(shè)置為20V。
此外，在檢測(cè)到高于半波放電檢測(cè)判斷閾值的電壓差時(shí)，對(duì)于判斷發(fā) 生哪種極性的正常放電以及未發(fā)生哪種極性的正常放電，將檢測(cè)到的燈電 壓Vtl和Vt2中較高一個(gè)判定為未發(fā)生正常放電的極性可能是合適的。
在半波改善模式中，如圖2所示，在極性反轉(zhuǎn)到未發(fā)生正常放電(未 發(fā)生熱電子發(fā)射)的極性之前設(shè)置高頻切換工作周期。于是，像在無(wú)負(fù)載 模式中那樣，利用啟動(dòng)電路5產(chǎn)生諧振電壓，并有助于放電，使得高壓放電燈DL可以迅速轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。根據(jù)半波改善模式，如果檢測(cè)到在 正負(fù)周期中形成了對(duì)稱放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝置終止半波改善模式，并 被控制在正常穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
至于是否實(shí)現(xiàn)了到正常放電的過渡，如果檢測(cè)到的燈電壓Vtl'和Vt2' 之間的電壓差落在正常放電時(shí)正負(fù)極性之間燈電壓差異的變化范圍(例如 小于20V)之內(nèi)，可以判定實(shí)現(xiàn)了到正常放電的過渡。
如上所述，如果在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)檢測(cè)到在高壓放電燈啟動(dòng)過程中的半 波放電狀態(tài)持續(xù)時(shí)間，則再次執(zhí)行諧振操作，使得在未發(fā)生正常放電的極 性中也導(dǎo)致放電，并有助于電場(chǎng)發(fā)射的引發(fā)。于是，消除了高壓放電燈的 不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有 較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施例2)
圖3示出了本發(fā)明第二實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置的電路圖。在本實(shí)施例中， 省掉了圖1的降壓斬波電路3，而是以低頻驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q3和Q4，以高 頻驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q5和Q6，從而在單個(gè)電路中組合了第一實(shí)施例的降壓斬 波電路3和倒相電路4的功能。亦即，在穩(wěn)定點(diǎn)亮期間，以低頻交替接通 和斷開開關(guān)元件Q3和Q4，以低頻交替進(jìn)行在開關(guān)元件Q4接通期間開關(guān) 元件Q5的高頻接通/ 開操作以及在開關(guān)元件Q3接通期間開關(guān)元件Q6的 高頻接通/斷開操作，由此向高壓放電燈DL供應(yīng)低頻方波電壓。在這里， 電感器L2和電容器C2充當(dāng)著降壓斬波電路的低通濾波器。此外，開關(guān)元 件Q5和Q6中包括的反向并聯(lián)二極管充當(dāng)著降壓斬波電路的再生電流輸運(yùn) 二極管。
作為啟動(dòng)電路5，使用了包括脈沖發(fā)生器PG和脈沖變壓器PT的組合 的高壓發(fā)生電路，以取代圖1中的諧振升壓電路。脈沖發(fā)生器PG是產(chǎn)生施 加到脈沖變壓器PT的主線圈的脈沖電壓的電路。在這里，脈沖發(fā)生器PG 是能夠響應(yīng)于來自控制電路單元7的命令在給定的定時(shí)產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖電壓 的電路。關(guān)于脈沖發(fā)生器PG的具體電路配置，脈沖發(fā)生器PG可以與例如 常規(guī)范例(圖50)具有相同配置，只要其在極性剛剛反轉(zhuǎn)之后產(chǎn)生脈沖電 壓即可，但用于產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖的開關(guān)元件Q7的接通/斷開優(yōu)選可由控制電 路單元7控制。此外，半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)啟動(dòng)過程中的半波放電狀態(tài)，一
旦在啟動(dòng)過程中檢測(cè)到半波放電狀態(tài)，將控制電路單元7的工作切換到半
波改善模式。
為了利用這種電路使高壓放電燈DL從無(wú)負(fù)載(未點(diǎn)亮)狀態(tài)到達(dá)穩(wěn)定 的點(diǎn)亮狀態(tài)，點(diǎn)亮裝置經(jīng)歷如下三個(gè)主要過程。
無(wú)負(fù)載模式高壓放電燈DL處于未點(diǎn)亮狀態(tài)下，由脈沖發(fā)生器PG產(chǎn) 生的脈沖電壓被脈沖變壓器PT升高，且通過電容器C2被施加在高壓放電 燈DL的電極之間，由此介電擊穿高壓放電燈DL并實(shí)現(xiàn)過渡到啟動(dòng)模式。
啟動(dòng)模式在由高脈沖電壓介電擊穿高壓放電燈DL時(shí)，進(jìn)行從輝光放 電到電弧放電的過渡。在從開始電弧放電到電弧燈管溫度穩(wěn)定的過程中， 燈電壓Vo在幾分鐘內(nèi)從幾V逐漸升高到穩(wěn)定電壓。
穩(wěn)定點(diǎn)亮模式在點(diǎn)亮高壓放電燈DL之后過去幾分鐘時(shí)，高壓放電燈 DL的電弧燈管的溫度升高并變得穩(wěn)定，燈電壓Vo變得幾乎恒定，點(diǎn)亮在 這種狀態(tài)下繼續(xù)。
然而，可能會(huì)發(fā)生半波放電，導(dǎo)致在剛啟動(dòng)后AC點(diǎn)亮的高壓放電燈的 一對(duì)電極之間在正負(fù)周期中電子發(fā)射不對(duì)稱。發(fā)生這個(gè)問題是因?yàn)樵陉帢O 周期中不能將一個(gè)電極從輝光放電轉(zhuǎn)換到電弧放電。換言之，這個(gè)問題是 由電極亮斑的不穩(wěn)定形成導(dǎo)致的，即由熱電子發(fā)射不穩(wěn)定導(dǎo)致的。如果這 種半波放電狀態(tài)繼續(xù)，燈可能會(huì)熄滅，這成為損壞燈起動(dòng)性的一個(gè)因素。
在本發(fā)明中，如圖4的"半波檢測(cè)"周期所示，半波放電檢測(cè)電路單 元6檢測(cè)到半波放電狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時(shí)間段，半波放電狀態(tài)由發(fā)生正常放 電的方波半周期(燈電壓Vtl)和不發(fā)生正常放電的方波半周期(燈電壓: Vt2)構(gòu)成，然后切換到半波改善模式。
在這里，對(duì)于半波放電的檢測(cè)而言，當(dāng)半波放電檢測(cè)電路單元6在接 通開關(guān)元件Q3期間(在開關(guān)元件Q6斬波期間)檢測(cè)到的燈電壓(絕對(duì)值) 和半波放電檢測(cè)電路單元6在接通開關(guān)元件Q4期間(在開關(guān)元件Q5斬波 期間)檢測(cè)到的燈電壓(絕對(duì)值)之間的電壓差高于預(yù)定判斷閾值時(shí)，判 定發(fā)生了半波放電。例如，如果正常放電期間正負(fù)極性的燈電壓之間的差 小于20V，優(yōu)選將半波放電檢測(cè)的判斷閾值設(shè)置為20V。
此外，在檢測(cè)到高于半波放電檢測(cè)判斷閾值的電壓差時(shí)，對(duì)于判斷發(fā)生哪種極性的正常放電以及未發(fā)生哪種極性的正常放電，將檢測(cè)到的燈電
壓Vtl和Vt2中較高一個(gè)判定為未發(fā)生正常放電的極性可能是合適的。
在半波改善模式中，在未發(fā)生正常放電(未發(fā)生熱電子發(fā)射)的極性 的方波半周期中，利用啟動(dòng)電路5施加脈沖電壓，像在無(wú)負(fù)載模式中那樣， 有助于放電，使得高壓放電燈DL能夠迅速轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。根據(jù)半波 改善模式，如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形成了對(duì)稱放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝 置終止半波改善模式，并被控制在正常穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
至于是否實(shí)現(xiàn)了到正常放電的過渡，如果檢測(cè)到的燈電壓Vtl'和Vt2' 之間的電壓差落在正常放電時(shí)正負(fù)極性之間燈電壓差的變化范圍(例如小 于20V)之內(nèi)，可以判定實(shí)現(xiàn)了到正常放電的過渡。
如上所述，如果在預(yù)定時(shí)間段上檢測(cè)到在高壓放電燈啟動(dòng)過程中的半 波放電狀態(tài)持續(xù)時(shí)間，則施加脈沖電壓，使得在未發(fā)生正常放電的極性中 也導(dǎo)致放電，并促進(jìn)電場(chǎng)發(fā)射的引發(fā)。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱 放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟 動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施例3)
圖5示出了本發(fā)明第三實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置的電路圖。在本實(shí)施例中， 使用半橋型倒相電路作為電力變換電路。在本實(shí)施例中，倒相電路4還充 當(dāng)?shù)谝粚?shí)施例的降壓斬波電路3。將電感器L2和電容器C2的串聯(lián)電路用 作降壓斬波器的低通濾波器。開關(guān)元件Q5和Q6的串聯(lián)電路與DC電源電 路2的電解電容器C4和C5的串聯(lián)電路并聯(lián)，電容器C2和電感器L2的串 聯(lián)電路連接在電容器C4和C5的連接點(diǎn)與開關(guān)元件Q5和Q6的連接點(diǎn)之間， 高壓放電燈DL通過脈沖變壓器PT的副線圈與電容器C2并聯(lián)。
由控制電路單元7的控制信號(hào)以幾十到幾百Hz的低頻交替進(jìn)行開關(guān)元 件Q5幾十到幾百kHz高頻的接通/斷開周期和開關(guān)元件Q6幾十到幾百kHz 高頻的接通/斷開周期，由此在電容器C2的兩端產(chǎn)生低頻方波電壓。
此外，作為啟動(dòng)電路5，使用了包括脈沖發(fā)生器PG和脈沖變壓器PT 的組合的高壓發(fā)生電路，以取代圖1中的諧振升壓電路。脈沖發(fā)生器PG是 在倒相電路4剛剛極性反轉(zhuǎn)之后產(chǎn)生脈沖電壓的電路，可以與常規(guī)范例具 有相同配置(圖50)。此外，半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)啟動(dòng)過程中的半波放電狀態(tài)，一
旦在啟動(dòng)過程中檢測(cè)到半波放電狀態(tài)時(shí)將控制電路單元.7的工作切換到半
波改善模式。
為了利用這種電路使高壓放電燈DL從無(wú)負(fù)載(未點(diǎn)亮)狀態(tài)到達(dá)穩(wěn)定 的點(diǎn)亮狀態(tài)，點(diǎn)亮裝置經(jīng)歷如下三個(gè)主要過程。
無(wú)負(fù)載模式高壓放電燈DL處于未點(diǎn)亮狀態(tài)下，由脈沖發(fā)生器PG產(chǎn) 生的脈沖電壓被從脈沖變壓器PT的主線圈到副線圈升高，并被疊加在方波 電壓上，且被施加在電極之間，由此介電擊穿高壓放電燈DL并實(shí)現(xiàn)過渡到 啟動(dòng)模式。
啟動(dòng)模式在由脈沖電壓介電擊穿高壓放電燈DL時(shí)，進(jìn)行從輝光放電 到電弧放電的過渡。在從開始電弧放電到電弧燈管溫度穩(wěn)定的過程中，燈 電壓Vo在幾分鐘內(nèi)從幾V逐漸升高到穩(wěn)定電壓。
穩(wěn)定點(diǎn)亮模式在點(diǎn)亮高壓放電燈DL之后過去幾分鐘時(shí)，高壓放電燈 DL的電弧燈管的溫度升高并變得穩(wěn)定，燈電壓Vo變得幾乎恒定，點(diǎn)亮在 這種狀態(tài)下繼續(xù)。
然而，可能會(huì)發(fā)生半波放電，導(dǎo)致在剛啟動(dòng)后AC點(diǎn)亮的高壓放電燈的 一對(duì)電極之間在正負(fù)周期中電子發(fā)射不對(duì)稱。發(fā)生這個(gè)問題是因?yàn)樵陉帢O 周期中一個(gè)電極不能實(shí)現(xiàn)從輝光放電到電弧放電的過渡。換言之，這個(gè)問 題是由電極亮斑的不穩(wěn)定形成導(dǎo)致的，即由熱電子發(fā)射不穩(wěn)定導(dǎo)致的。如 果這種半波放電狀態(tài)繼續(xù)，燈可能會(huì)熄滅，這成為損壞燈起動(dòng)性的一個(gè)因 素。
在本發(fā)明中，如圖6的"半波檢測(cè)"周期所示，半波放電檢測(cè)電路單 元6檢測(cè)到半波放電狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時(shí)間段，半波放電狀態(tài)由發(fā)生正常放 電的方波半周期(燈電壓Vtl)和不發(fā)生正常放電的方波半周期(燈電壓-Vt2)構(gòu)成，然后切換到半波改善模式。
在這里，對(duì)于半波放電的檢測(cè)而言，當(dāng)半波放電檢測(cè)電路單元6在開 關(guān)元件Q5斬波期間檢測(cè)到的燈電壓(絕對(duì)值)和半波放電檢測(cè)電路單元6 在開關(guān)元件Q6斬波期間檢測(cè)到的燈電壓(絕對(duì)值)之間的電壓差高于預(yù)定 判斷閾值時(shí)，判定發(fā)生了半波放電。例如，如果正常放電期間正負(fù)極性的 燈電壓之間的差小于20V，優(yōu)選將半波放電檢測(cè)的判斷閾值設(shè)置為20V。此外，在檢測(cè)到高于半波放電檢測(cè)判斷閾值的電壓差時(shí)，對(duì)于判斷發(fā) 生哪種極性的正常放電以及未發(fā)生哪種極性的正常放電，優(yōu)選將檢測(cè)到的
燈電壓VU和Vt2中較高一個(gè)判定為未發(fā)生正常放電的極性。
在半波改善模式中，在未發(fā)生正常放電(未發(fā)生熱電子發(fā)射)的極性
的方波半周期中，利用啟動(dòng)電路5施加脈沖電壓，像在無(wú)負(fù)載模式中那樣， 有助于放電，使得高壓放電燈DL能夠迅速轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。根據(jù)半波 改善模式，如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形成了對(duì)稱放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝 置終止半波改善模式，并被控制在正常穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
此外，在半波改善模式中，將DC電壓Vdc升高到比根據(jù)極性反轉(zhuǎn)到 未發(fā)生正常放電的極性的正常時(shí)更高的電壓(圖6)。此時(shí)，DC電壓Vdc 的增長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)可以是如圖7所示的剛剛極性反轉(zhuǎn)之后的預(yù)定時(shí)間。亦即，控 制電路調(diào)節(jié)DC電源電路或供電電路的輸出，使得僅在具有更大幅值負(fù)載電 壓的極性的方波半周期的整個(gè)供電時(shí)間段期間，或者僅在具有更大幅值負(fù) 載電壓的極性的方波半周期的供電周期開始部分期間增大DC電源電路或 供電電路的輸出電壓幅值。通過從控制電路單元7向功率因子改善控制電 路單元9應(yīng)用升壓命令來進(jìn)行DC電壓Vdc的升高可能是適當(dāng)?shù)摹?br>
盡管未示出具體電路配置，功率因子改善控制電路單元9通過電阻分 壓電路對(duì)DC電壓Vdc進(jìn)行分壓，并控制開關(guān)元件Ql的脈沖寬度，使得 DC電壓Vdc具有預(yù)定值。于是，優(yōu)選通過臨時(shí)將電阻^壓電路的分壓比切 換到低水平來臨時(shí)提高升壓比。
因此，迅速將高壓放電燈轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。根據(jù)半波改善模式， 如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形成了對(duì)稱放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝置終止半波 改善模式，并被控制在正常穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
至于是否實(shí)現(xiàn)了到正常放電的過渡，如果檢測(cè)到的燈電壓Vtl'和Vt2' 之間的電壓差落在正常放電時(shí)正負(fù)極性之間燈電壓差異的變化范圍(例如 小于20V)之內(nèi)，可以判定實(shí)現(xiàn)了到正常放電的過渡。
如上所述，如果在預(yù)定時(shí)間段上檢測(cè)到在高壓放電燈啟動(dòng)過程中的半 波放電狀態(tài)持續(xù)時(shí)間，則在預(yù)定時(shí)間內(nèi)升高未發(fā)生正常放電一側(cè)的DC電源 電路2的輸出電壓Vdc，由此實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)生再點(diǎn)亮電壓時(shí)保持點(diǎn)亮。而且， 在形成作為熱電子發(fā)射源的熱點(diǎn)時(shí)，可能會(huì)有瞬時(shí)電流.源。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由 此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。 (實(shí)施例4)
圖8示出了本發(fā)明第四實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置的電路圖。在本實(shí)施例中， 省掉了圖1的降壓斬波電路3，而是在穩(wěn)定點(diǎn)亮期間以低頻驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件 Q3和Q4，以高頻驅(qū)動(dòng)幵關(guān)元件Q5和Q6，從而在單個(gè)電路中組合了第一 實(shí)施例的降壓斬波電路3和倒相電路4的功能。亦即，.在穩(wěn)定點(diǎn)亮期間， 以低頻交替接通和斷開開關(guān)元件Q3和Q4，以低頻交替進(jìn)行在開關(guān)元件Q4 接通期間開關(guān)元件Q5的高頻開關(guān)操作以及在開關(guān)元件Q3接通期間開關(guān)元 件Q6的高頻開關(guān)操作，由此向高壓放電燈DL辨應(yīng)低頻方波電壓。
在這里，電感器L2和電容器C2充當(dāng)著降壓斬波電路的低通濾波器。 此外，開關(guān)元件Q5和Q6中包括的反向并聯(lián)二極管充當(dāng)著降壓斬波電路的 再生電流輸運(yùn)二極管。圖1的諧振升壓電路被用作啟動(dòng)電路5，于是，在啟 動(dòng)期間，以高頻驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q3和Q4，由此通過諧振操作產(chǎn)生用于啟動(dòng) 的高壓。
為了利用這種電路使高壓放電燈DL從無(wú)負(fù)載(未點(diǎn)亮)狀態(tài)到達(dá)穩(wěn)定 的點(diǎn)亮狀態(tài)，點(diǎn)亮裝置經(jīng)歷如下三個(gè)主要過程。
無(wú)負(fù)載模式高壓放電燈DL處于未點(diǎn)亮狀態(tài)下，通過在構(gòu)成諧振電路 的脈沖變壓器L3的主線圈Nl和電容器C3的LC諧振頻率(或諧振頻率的 整數(shù)分之一)附近交替接通/斷開開關(guān)元件Q3和Q4產(chǎn)生的諧振脈沖電壓被 升高脈沖變壓器L3的繞組比率(N2/N1)倍，且被施加在燈電極之間，由 此介電擊穿高壓放電燈DL并實(shí)現(xiàn)過渡到啟動(dòng)模式。
啟動(dòng)模式在由諧振脈沖電壓介電擊穿高壓放電燈DL時(shí)，進(jìn)行從輝光 放電到電弧放電的過渡。在從開始電弧放電到電弧燈管溫度穩(wěn)定的過程中， 燈電壓Vo在幾分鐘內(nèi)從幾V逐漸升高到穩(wěn)定電壓。
穩(wěn)定點(diǎn)亮模式在點(diǎn)亮高壓放電燈DL之后過去幾分鐘時(shí)，高壓放電燈 DL的電弧燈管的溫度升高并變得穩(wěn)定，燈電壓Vo變得幾乎恒定，點(diǎn)亮在 這種狀態(tài)下繼續(xù)。
然而，可能會(huì)發(fā)生半波放電，導(dǎo)致在剛啟動(dòng)后AC方式導(dǎo)通的高壓放電 燈的一對(duì)電極之間在正負(fù)周期中電子發(fā)射不對(duì)稱。發(fā)生這個(gè)問題是因?yàn)樵陉帢O周期中不能將一個(gè)電極從輝光放電轉(zhuǎn)移到電弧放電。換言之，這個(gè)問 題是由不穩(wěn)定形成電極亮斑導(dǎo)致的，即由熱電子發(fā)射不穩(wěn)定導(dǎo)致的。如果 這種半波放電狀態(tài)繼續(xù)，燈可能會(huì)熄滅，這成為損壞燈起動(dòng)性的一個(gè)因素。
在本發(fā)明中，如圖9和10所示，半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)到半波 放電狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定時(shí)間段，然后實(shí)現(xiàn)到半波改善模式的過渡。
在附圖中，Ip目標(biāo)值表示斬波器電流峰值的目標(biāo)值，L2電流值表示電 感器L2中流動(dòng)的電流的瞬間值。電感器L2中流動(dòng)的電流由檢測(cè)單元(未 示出)檢測(cè)并輸入到控制電路單元7中。當(dāng)L2電流達(dá)到Ip目標(biāo)值時(shí)，控 制電路單元7斷開被高頻驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件。而且，當(dāng)L2電流變成零時(shí)，接 通被高頻驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件。
更具體而言，如果在開關(guān)元件Q3接通的方波半周期中接通了開關(guān)元件 Q6，電感器L2中流動(dòng)的電流組件增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)Ip目標(biāo)值時(shí)，幵關(guān)元件Q6 斷開。然后，電感器L2中存儲(chǔ)的能量作為再生電流通過開關(guān)元件Q5中反 向并聯(lián)的二極管流動(dòng)，電感器L2中流動(dòng)的電流組件減小，當(dāng)電流變?yōu)榱銜r(shí)， 再次接通開關(guān)元件Q6。
此外，如果在開關(guān)元件Q4接通的方波半周期中接通了開關(guān)元件Q5， 電感器L2中流動(dòng)的電流逐漸增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)Ip目標(biāo)值時(shí)，開關(guān)元件Q5斷開。 然后，電感器L2中存儲(chǔ)的能量作為再生電流通過開關(guān)元件Q6中反向并聯(lián) 的二極管流動(dòng)，電感器L2中流動(dòng)的電流組件減小，當(dāng)電流變?yōu)榱銜r(shí)，再次 接通開關(guān)元件Q5。
至于半波模式的檢測(cè)，作為在驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q3和Q6時(shí)檢測(cè)燈電壓 Vtl并在驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q4和Q5時(shí)檢測(cè)燈電壓Vt2的結(jié)果，當(dāng)lVtl-Vt2l處 于預(yù)定判斷闞值的范圍之內(nèi)時(shí)判定發(fā)生了半波放電。例如，如果正常時(shí)正 負(fù)極性的燈電壓之間的差異小于20V,可以將半波放電檢測(cè)的判斷閾值設(shè) 置為20V<|Vtl-Vt2|<Vdc。
此外，在檢測(cè)到處于半波放電檢測(cè)判斷閾值范圍之內(nèi)的值時(shí)，對(duì)于判 斷發(fā)生哪種極性的正常放電以及未發(fā)生哪種極性的正常放電，將檢測(cè)到的 燈電壓Vtl和Vt2中較高一個(gè)判定為未發(fā)生正常放電的極性可能是合適的。
在半波改善模式中，在未發(fā)生正常放電的(輝光放電)極性的方波半 周期中，臨時(shí)增大電流控制目標(biāo)值(Ip目標(biāo)值)，如圖9所示，由此促進(jìn)放電，使得高壓放電燈DL能夠迅速轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。'
或者，可以使未發(fā)生正常放電的極性的方波半周期比如圖IO所示的正
常周期(t2)更長(zhǎng)，以使電極預(yù)熱并促進(jìn)放電。
此外，盡管因?yàn)閳D10中T2'>T2，由關(guān)系T2〈T2'延伸了方波的1個(gè)周期，但通過改變發(fā)生正常放電的方波半周期和未發(fā)生正常放電的方波半周期之間的占空比，同時(shí)維持方波l周期相等，也能夠?qū)崿F(xiàn)相同的效果。
根據(jù)半波改善模式，如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形成了幾乎對(duì)稱的放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝置終止半波改善模式，并被控制在正常穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
至于是否發(fā)生了正常放電，作為在驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q3和Q6時(shí)檢測(cè)燈電壓Vtl'和在驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件Q4和Q5時(shí)檢測(cè)燈電壓Vt2'的結(jié)果，優(yōu)選在IVtl'-Vt2'l小于正常時(shí)正負(fù)極燈電壓之間差異的變化(例如20V)時(shí)判定發(fā)生了正常放電。
郊上所述，如果在預(yù)定時(shí)間段上檢測(cè)到在高壓放電燈DL啟動(dòng)過程中的半波放電狀態(tài)持續(xù)時(shí)間，則增大電流目標(biāo)值以從輝光放電極性也發(fā)起電弧放電，由此在形成了作為熱電子發(fā)射源的熱點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)電流源。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。
在上述實(shí)施例的每個(gè)中，例示了降壓斬波電路和全橋電路(圖1)的組合、充當(dāng)降壓斬波電路的全橋電路(圖3和8)以及也充當(dāng)降壓斬波電路的半橋電路(圖5)作為電力變換電路，例示了使用諧振電路的啟動(dòng)電路(圖l和8)和使用脈沖發(fā)生器PG和脈沖變壓器PT的啟動(dòng)電路(圖3和5)作為啟動(dòng)電路。然而，無(wú)需說明，本發(fā)明不受其限制，可以適當(dāng)?shù)馗淖兯鼈兊木唧w電路配置。這也適用于以下各實(shí)施例。
(實(shí)施例5)
圖11至U 13示出了本發(fā)明第五實(shí)施例的運(yùn)行。可以采用第一到第四實(shí)施例的電路配置之一，例如圖8的配置。如果剛啟動(dòng)之后正常點(diǎn)亮側(cè)的方波半周期燈電壓高于預(yù)定閾值，則如圖ll所示，在啟動(dòng)第一到第四實(shí)施例中解釋的半波改善模式之前或同時(shí)，降低發(fā)生正常放電的極性的電流峰值目標(biāo)值(Ip目標(biāo)值)，從而減慢電弧燈管中蒸汽壓的升高速度。這也促進(jìn)了從未發(fā)生正常放電的極性發(fā)起熱電子發(fā)射，由此迅速使高壓放電燈轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。
此外，如圖12和13所示，通過使發(fā)生正常放電的極性的方波占空寬 度短于未發(fā)生正常放電的極性的方波占空寬度也可以實(shí)現(xiàn)相同效果。盡管
圖12的范例示出在tl42的狀態(tài)下將方波占空寬度控制為11'<11=12<12'，圖 13的范例示出了通過將方波周期縮短為tl>t2得到tl'<tl=t2。
如前文所述，根據(jù)半波改善模式，如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形成了幾 乎對(duì)稱的放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝置終止半波改善模式，并被控制在正常 穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
如上所述，在第一到第四實(shí)施例所述啟動(dòng)半波改善模式之前或與之同 時(shí)改變發(fā)生正常放電的極性的電流量。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱 放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟 動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施例6)
圖14到16示出了本發(fā)明第六實(shí)施例的運(yùn)行?？梢圆捎玫谝坏降谒膶?shí) 施例的電路配置之一，例如圖8的配置。 ，
如果剛啟動(dòng)之后正常點(diǎn)亮側(cè)的方波半周期燈電壓低于預(yù)定閾值，則如 圖14所示，在啟動(dòng)第一到第四實(shí)施例中解釋的半波改善模式之前或同時(shí)， 提高發(fā)生正常放電的極性的電流峰值目標(biāo)值，從而提高未發(fā)生正常放電的 極性的電極溫度。這也促進(jìn)了熱電子發(fā)射的啟動(dòng)，由此迅速使高壓放電燈 轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。
此外，如圖15和16所示，通過使發(fā)生正常放電的極性的方波占空寬
度長(zhǎng)于未發(fā)生正常放電的極性的方波占空寬度也可以實(shí)現(xiàn)相同效果。盡管 圖15的范例示出在TK2的狀態(tài)下將方波占空寬度控制為t2'<tl=t2<tl'， 圖13的范例示出了通過將方波周期縮短為T1>T2得到t2'<tl=t2。
如前文所述，根據(jù)半波改善模式，如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形成了幾 乎對(duì)稱的放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝置終止半波改善模式，并被控制在正常 穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。 .
如上所述，在第一到第四實(shí)施例所述啟動(dòng)半波改善模式之前或與之同 時(shí)改變發(fā)生正常放電的極性的電流量。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱 放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。 (實(shí)施例7)
圖17和18示出了本發(fā)明第七實(shí)施例的運(yùn)行。可以采用第一到第四實(shí) 施例的電路配置之一，例如圖8的配置。
采用第一到第六實(shí)施例中所述的半波改善模式，提高極性反轉(zhuǎn)頻率以 促進(jìn)放電，由此使高壓放電燈能夠迅速轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)。此時(shí)，可以 將極性反轉(zhuǎn)頻率固定到比如圖17所示的正常點(diǎn)亮期間更高的頻率，或者可 以如圖18所示進(jìn)行變化。根據(jù)半波改善模式，如果檢測(cè)到在正負(fù)周期中形 成了幾乎對(duì)稱的放電，高壓放電燈點(diǎn)亮裝置終止半波改善模式，并被控制 在正常穩(wěn)定點(diǎn)亮模式中。
在這里，如第四實(shí)施例的圖IO所示，在增大未發(fā)生正常放電的極性的 占空寬度以促進(jìn)放電的情況下，已經(jīng)降低了極性反轉(zhuǎn)頻率，于是不能進(jìn)行 對(duì)第七實(shí)施例的頻率提高的控制。因此，必需要由任一個(gè)單元來改善半波 放電。
如上所述，與第一到第六實(shí)施例的半波改善模式同時(shí)提高極性反轉(zhuǎn)頻 率。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換成 穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓放電燈 點(diǎn)亮裝置。 '
(實(shí)施例8)
圖19示出了本發(fā)明第八實(shí)施例的運(yùn)行?？梢圆捎玫谝坏降谒膶?shí)施例的 電路配置之一，例如圖8的配置。
在第一到第七實(shí)施例中所述的半波改善模式中，如圖19所示，根據(jù)發(fā) 生正常放電的方波半周期的燈電壓Vo采用適當(dāng)控制，或改變控制目標(biāo)值(Ip 目標(biāo)值)可以針對(duì)燈的每種狀態(tài)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)的改善。
在下文中，將解釋圖19的控制。如果檢測(cè)到半波模式且當(dāng)時(shí)的燈電壓 為圖中的Vtla,則開始半波改善模式。在這種半波改善模式A中，增大了 電流峰值目標(biāo)值(Ip目標(biāo)值)，在發(fā)生正常放電的極性中進(jìn)一步加快了熱電 子發(fā)射，以提高電子接觸的電極溫度。
在未發(fā)生正常放電的極性中， 一形成作為熱電子發(fā)射源的熱點(diǎn)，就有 電流流動(dòng)。此外，在從發(fā)生正常放電的方波半周期到未'發(fā)生正常放電的方波半周期進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，以促進(jìn)電場(chǎng)發(fā)射。
在Vtlb的情況下，由于半波模式的檢測(cè)或由于在半波改善模式A的狀 態(tài)下燈電壓的增大，燈電壓是高的，控制電路單元7進(jìn)行半波改善模式B 的控制。在半波改善模式B中，與半波改善模式A中相比，進(jìn)一步提高了 未發(fā)生正常放電的極性中的電流峰值目標(biāo)值，以增大發(fā)起熱電子發(fā)射之后 的電流水平，同時(shí)降低發(fā)生正常放電的極性中的電流峰值目標(biāo)值，以促進(jìn) 降低電弧燈管中蒸汽壓的操作。
如上所述，針對(duì)高壓放電燈的每種狀態(tài)采用第一到第七實(shí)施例的控制 或改變控制目標(biāo)值。于是，消除了高壓放電燈的不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放 電燈迅速轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng) 性的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施例9)
圖20示出了本發(fā)明第九實(shí)施例的點(diǎn)亮裝置的電路圖。AC電源1被整 流器DB進(jìn)行全波整流，并由DC電源電路2轉(zhuǎn)換成DC電壓Vdc。 DC電 源電路2包括升壓斬波電路，升壓斬波電路具有電感器L1、開關(guān)元件Q1、 二極管D1和電容器C1。
由控制電路單元7以高頻接通和斷開DC電源電路2的開關(guān)元件Q1。 盡管未示出，由控制電路單元7監(jiān)測(cè)開關(guān)元件Q1的電流、電感器L1的電 流以及DC電源電路2的輸入和輸出電壓，將來自商用AC電源1的AC輸 入轉(zhuǎn)換成預(yù)定DC電壓，進(jìn)行功率因子改善控制以為電路帶來電阻，使得輸 入電流的相位和輸入電壓的相位彼此相同。
將供電電路P連接到DC電源電路2的輸出，供電電路P充當(dāng)用于控 制供應(yīng)到高壓放電燈DL的電力的穩(wěn)定器。盡管圖20示出了降壓斬波電路 3和倒相電路4被組合成供電電路P的電路配置，如常規(guī)范例中所述，可以 將降壓斬波電路3的功能用作倒相電路4。
降壓斬波電路3包括開關(guān)元件Q2、 二極管D2、電感器L2和電容器 C2，是一個(gè)輸出通過對(duì)輸入電壓降壓獲得的DC電壓的電路。此外，降壓 斬波電路3被用作穩(wěn)定器，穩(wěn)定器用來自控制電路單元7的PWM信號(hào)控制 開關(guān)元件Q2的開關(guān)，從而調(diào)節(jié)供應(yīng)到高壓放電燈DL的電力。
倒相電路4是包括開關(guān)元件Q3到Q6的全橋電路。由于用來自控制電路單元7的控制信號(hào)以幾十到幾百Hz的低頻交替接通一對(duì)開關(guān)元件Q3和 Q6以及一對(duì)開關(guān)元件Q4和Q5，該倒相電路4向放電燈DL供應(yīng)方波AC 電。
此外，在啟動(dòng)時(shí)，以幾十到幾百kHz的高頻交替接通一對(duì)開關(guān)元件Q3 和Q6以及一對(duì)開關(guān)元件Q4和Q5，該頻率接近諧振啟動(dòng)電路5的諧振頻 率或接近來自控制電路單元7的控制信號(hào)的其整數(shù)分之一的頻率，由此向 高壓放電燈DL供應(yīng)高壓用于啟動(dòng)。
諧振啟動(dòng)電路5包括連接到倒相電路4的輸出的電感器L3和電容器 C3的LC串聯(lián)諧振電路，高壓放電燈DL與電容器C3并聯(lián)。
由半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)燈電壓Vo。此外，控制電路單元7通 過檢測(cè)單元(未示出)檢測(cè)高壓放電燈DL的燈電流l0、.開關(guān)元件Q2的電 流和電感器L2的電流，基于其檢測(cè)結(jié)果對(duì)開關(guān)元件Q2進(jìn)行開關(guān)控制，對(duì) 降壓斬波電路3的開關(guān)元件Q2進(jìn)行控制并對(duì)倒相電路4的開關(guān)元件Q3到 Q6進(jìn)行控制以向高壓放電燈DL供應(yīng)期望的電流或功率。通過包括例如微 型計(jì)算機(jī)來配置該控制電路單元7。
放電燈DL是高亮度高壓放電燈(HID)，例如金屬鹵化物燈或高壓汞 燈。如果在啟動(dòng)時(shí)被介電擊穿，高壓放電燈變成低阻狀態(tài)，燈電壓Vo降低 到幾V，但之后，燈電壓Vo在幾分鐘內(nèi)逐漸升高到穩(wěn)定電壓并在額定燈電 壓(幾十到幾百V)處變得幾乎恒定，因此高壓放電燈繼續(xù)在這種狀態(tài)下 被點(diǎn)亮。
半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)啟動(dòng)過程(燈電壓逐漸升高的過程)中 的半波放電狀態(tài)，當(dāng)在啟動(dòng)過程中檢測(cè)到半波放電狀態(tài)時(shí)將控制電路單元7 的工作切換到半波改善模式。
在下文中將參考圖21描述具體操作。首先，如啟動(dòng)周期Ta中所示， 在輸入商用AC電源1時(shí)，通過形成一對(duì)開關(guān)元件Q3和Q6以及一對(duì)開關(guān) 元件Q4和Q5，以高頻交替接通和斷開開關(guān)元件Q3到Q6，通過啟動(dòng)電路 5的LC諧振操作產(chǎn)生高壓。
之后，倒相電路4的開關(guān)元件Q3到Q6在低頻下工作，將圖21所示 的低頻方波電壓施加到高壓放電燈DL的兩端。如果未使高壓放電燈DL進(jìn) 入點(diǎn)亮狀態(tài)，重復(fù)以上操作，但通過操作倒相電路4的開關(guān)元件Q3到Q6，使得可以在圖21中所示的反轉(zhuǎn)極性中交替施加低頻電壓。
在通過LC諧振操作獲得的高壓?jiǎn)?dòng)高壓放電燈DL時(shí)，如圖中點(diǎn)A那 樣降低高壓放電燈DL兩端的電壓。然而，由于在剛剛啟動(dòng)高壓放電燈DL 之后放電變得不穩(wěn)定，所以一個(gè)極性的電壓降低，但另一極性的電壓未降 低，如半波放電檢測(cè)周期Tb中所示。在圖21的下部示出了此時(shí)的燈電流 Io的波形。觀察燈電流Io的波形， 一個(gè)極性的電流和另一個(gè)極性的電流具 有不同的值。這種現(xiàn)象被稱為半波放電。
在這里，盡管圖21的燈電流Io波形展示了電流在兩個(gè)極性中都流動(dòng)的 狀態(tài)，但常常會(huì)在一個(gè)極性中根本沒有電流流動(dòng)。亦即，半波放電狀態(tài)是 指一個(gè)極性的電流或電壓和另一個(gè)極性的電流或電壓大于設(shè)定的電壓值或 電流值并變得不平衡的狀態(tài)。簡(jiǎn)而言之，半波放電狀態(tài)是另一極性的電壓 差或電流差的絕對(duì)值大于半波放電判斷閾值的狀態(tài)。
始終由半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)施加到高壓放電燈DL兩端的燈電 壓Vo。于是，如果半波放電狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段Tb，電力變換電路P(降 壓斬波電路3和倒相電路4)停止向高壓放電燈DL供電。這是圖中的斷開 時(shí)間段Td。
在過去斷開時(shí)間段Td之后，操作供電電路P以便再次啟動(dòng)高壓放電燈 DL。此時(shí)，在重新啟動(dòng)時(shí)間段期間，供電電路P優(yōu)選從在半波放電檢測(cè)周 期Tb中具有較小幅值負(fù)載電流的極性開始，施加用于啟動(dòng)的高壓和方波半 周期的負(fù)載電壓。
結(jié)果，在過去斷開周期Td之后重新啟動(dòng)時(shí)幾乎不會(huì)發(fā)生半波放電現(xiàn)象。
而且，如圖21所示，在高壓放電燈DL在高壓下?lián)舸┲?，兩個(gè)極性的負(fù)
載電壓同時(shí)降低，從而保持了良好的起動(dòng)性。
這一系列操作允許高壓放電燈DL被重新啟動(dòng)而不會(huì)繼續(xù)半波放電。 盡管圖20的電路圖和圖21的波形圖表明，通過LC串聯(lián)諧振電路的諧
振操作產(chǎn)生用于啟動(dòng)的高壓，但用于產(chǎn)生高壓的啟動(dòng)電路5的配置不限于此。
(實(shí)施例9')
圖22是第九實(shí)施例的修改范例的電路圖。在這個(gè)電路中，啟動(dòng)電路5 具有不同的配置，脈沖發(fā)生器PG和脈沖變壓器PT被組合。脈沖發(fā)生器PG是產(chǎn)生施加到脈沖變壓器PT的主線圈的脈沖電壓的電路。在這里，脈沖發(fā)
生器PG是能夠響應(yīng)于來自控制電路單元7的命令在給定時(shí)刻產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖 電壓的電路。關(guān)于脈沖發(fā)生器PG的具體電路配置，脈沖發(fā)生器PG可以與 例如常規(guī)范例(圖50)具有相同配置，只要其在例如剛剛極性反轉(zhuǎn)之后產(chǎn) 生脈沖電壓即可，但用于產(chǎn)生啟動(dòng)脈沖的開關(guān)元件Q7的開關(guān)優(yōu)選可由控制 電路單元7控制。
將在圖23中描述具體操作。首先，如圖中的啟動(dòng)周期Ta中所示，在 輸入商用AC電源1時(shí)，通過形成一對(duì)開關(guān)元件Q3和Q6以及一對(duì)開關(guān)元 件Q4和Q5，從啟動(dòng)開始以低頻交替操作倒相電路4的開關(guān)元件Q3到Q6， 并將圖23所示的低頻方波電壓施加到高壓放電燈DL的兩端。
脈沖發(fā)生器PG在低頻方波電壓的極性反轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生脈沖電壓。由脈沖變 壓器PT對(duì)這一脈沖電壓進(jìn)行升壓，并從脈沖變壓器PT的副線圈通過電容 器C2將其施加到高壓放電燈DL的兩端。如果未使高壓放電燈DL進(jìn)入點(diǎn) 亮狀態(tài)，重復(fù)以上操作并通過操作倒相電路4的幵關(guān)元件Q3到Q6，使得 可以在圖21中所示的反轉(zhuǎn)極性中交替施加低頻電壓。
在通過脈沖發(fā)生操作獲得的高壓?jiǎn)?dòng)高壓放電燈DL時(shí)，如圖中點(diǎn)A 那樣降低高壓放電燈DL兩端的電壓。然而，由于在剛剛啟動(dòng)高壓放電燈 DL之后放電變得不穩(wěn)定，所以一個(gè)極性的電壓降低，但另一極性的電壓未 降低，如半波放電檢測(cè)周期Tb中所示。在圖23的下部示出了此時(shí)的燈電 流Io的波形。觀察燈電流Io的波形， 一個(gè)極性的電流和另一個(gè)極性的電流 具有不同的值。這種現(xiàn)象被稱為半波放電。
在這里，盡管圖23的燈電流Io波形展示了電流在兩個(gè)極性中都流動(dòng)的 狀態(tài)，但常常會(huì)在一個(gè)極性中根本沒有電流流動(dòng)。亦即，半波放電狀態(tài)是 指一個(gè)極性的電流或電壓和另一個(gè)極性的電流或電壓大于設(shè)定的電壓值或 電流值并變得不平衡的狀態(tài)。簡(jiǎn)而言之，半波放電狀態(tài)是另一極性的電壓 差或電流差的絕對(duì)值大于半波放電判斷閾值的狀態(tài)。
始終由半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)放電燈DL兩端的電壓Vo。于是， 如果半波放電狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段Tb，電力變換電路P停止向放電燈DL 供電。這是圖中的斷開時(shí)間段Td。
在過去斷開時(shí)間段Td之后，操作供電電路P以便再次啟動(dòng)高壓放電燈DL。此時(shí)，在重新啟動(dòng)時(shí)間段期間，供電電路P優(yōu)選從在半波放電檢測(cè)周期Tb中具有較小幅值負(fù)載電流的極性開始，施加用于啟動(dòng)的高壓和方波半周期的負(fù)載電壓。
通過這種操作，在過去斷開時(shí)間段Td之后重新啟動(dòng)時(shí)幾乎不會(huì)發(fā)生半波放電現(xiàn)象。而且，如圖23所示，在高壓放電燈DL在高壓下?lián)舸┲?，兩個(gè)極性的負(fù)載電壓同時(shí)降低，從而保持了良好的起動(dòng)性。
這一系列操作允許高壓放電燈DL被重新啟動(dòng)而不會(huì)繼續(xù)半波放電。
(實(shí)施例10)
將參考圖24到27描述本發(fā)明的第十實(shí)施例。第十實(shí)施例介紹了半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中半波放電檢測(cè)的具體形式。其電路配置可以與圖20或22的配置相同。
在高壓放電燈中，由于電極溫度不均勻等，在剛剛啟動(dòng)之后可能看到半波放電。然而，通常在啟動(dòng)期間在半波放電之后，放電變?yōu)閮蓸O且穩(wěn)定。
如上所述，本實(shí)施例能夠防止在啟動(dòng)后的短時(shí)期(在半波放電連續(xù)發(fā)生的情況下在該時(shí)期內(nèi)甚至在一定時(shí)間之后可以以良好的精確度檢測(cè)到半波放電)之內(nèi)檢測(cè)半波放電。將參考圖24和25解釋具體操作。
在圖24中，在高壓放電燈DL的啟動(dòng)時(shí)間段Ta之后，在點(diǎn)A處燈介電擊穿，然后在點(diǎn)B處發(fā)起半波放電檢測(cè)。結(jié)果，變得能夠忽略高壓放電燈DL剛剛啟動(dòng)之后發(fā)生的半波放電(點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的半波)。此時(shí)，將點(diǎn)A和點(diǎn)B之間的時(shí)間段設(shè)置成足以供高壓放電燈DL在被檢測(cè)半波放電導(dǎo)致關(guān)閉之后由重新啟動(dòng)來理解啟動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)度。
圖24是這樣的范例，其中，如果圖中極性(1)和(2)之間的電壓差絕對(duì)值大于半波放電判斷閾值，則判定發(fā)生半波放電。
圖25是這樣的范例，其中，計(jì)算圖中極性(1)和(2)之間的電壓差絕對(duì)值，僅在第一電壓差和第二電壓差不同時(shí)才認(rèn)為發(fā)生了半波放電。
圖26是這樣的范例，其中，在高壓放電燈DL剛剛啟動(dòng)之后(具體而言，，例如從恰在燈介電擊穿的點(diǎn)A之后的轉(zhuǎn)換點(diǎn))發(fā)生半波放電檢測(cè)的啟動(dòng)(點(diǎn)B)，當(dāng)半波放電狀態(tài)時(shí)間段重復(fù)多次時(shí)認(rèn)為發(fā)生了半波放電。例如，在圖26中，當(dāng)半波放電狀態(tài)發(fā)生五次(五個(gè)周期)時(shí)認(rèn)為發(fā)生了半波放電。
圖27是這樣的范例，其中，在高壓放電燈DL剛剛啟動(dòng)之后(具體而言，，例如從恰在燈介電擊穿的點(diǎn)A之后的轉(zhuǎn)換點(diǎn))發(fā)生半波放電檢測(cè)的啟
動(dòng)(點(diǎn)B)，當(dāng)預(yù)定時(shí)期之內(nèi)發(fā)生半波放電狀態(tài)的比例超過預(yù)定值時(shí)判定發(fā)
生了半波放電。例如，如果在十次中半波放電狀態(tài)時(shí)間段發(fā)生超過六次， 則檢測(cè)到發(fā)生了半波放電。在圖示的范例中，當(dāng)半波放電狀態(tài)在十次中發(fā)
生七次(7個(gè)周期)時(shí)，即比例為十比七時(shí)，認(rèn)為發(fā)生了半波放電。 (實(shí)施例11)
將參考圖28描述本發(fā)明的第十一實(shí)施例。其電路配置可以與圖22的 相同。與第一和第二實(shí)施例的差異在于，在斷開時(shí)間段Td之前提供半波放 電抑制控制(或啟動(dòng)促進(jìn)控制)時(shí)間段Tc。
對(duì)于圖28中所示的半波放電抑制控制時(shí)間段Tc的操作，在判定在半 波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中發(fā)生了半波放電時(shí)，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)操作啟動(dòng)電路 5，從而在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中向具有高壓值的極性(或具有低電流 值的極性)施加高壓脈沖。通過這種操作，通過施加高壓脈沖，在半波放 電檢測(cè)時(shí)間段Tb中幾乎沒有電流流經(jīng)的極性中，電流容易流動(dòng)。結(jié)果，高 壓放電燈DL變得容易恰在斷開時(shí)間段Td之前放電，由此抑制了過去斷開 時(shí)間段Td之后重新啟動(dòng)時(shí)發(fā)生半波放電。
(實(shí)施例12)
將參考圖29描述本發(fā)明的第十二實(shí)施例。其電路配置可以與圖20的 相同。在第十二實(shí)施例中，通過諧振操作執(zhí)行在啟動(dòng)和重新啟動(dòng)燈時(shí)施加 高壓的方法，在半波放電抑制控制時(shí)間段Tc期間，向在半波放電檢測(cè)時(shí)間 段Tb中具有高壓值的極性(或具有低電流值的極性)施加與DC電壓疊加
的諧振高壓。
通過這種操作，即使在諧振下進(jìn)行產(chǎn)生用于啟動(dòng)的高壓的方法，也可 以向在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中幾乎沒有電流流動(dòng)的極性施加高壓。結(jié)果， 高壓放電燈DL變得容易恰在斷開時(shí)間段Td之前放電，由此抑制了重新啟 動(dòng)時(shí)發(fā)生半波放電。
(實(shí)施例13)
將參考圖30描述本發(fā)明的第十三實(shí)施例。其電路配置可以與圖22的 相同。在第十三實(shí)施例中，在半波放電抑制控制時(shí)間段Tc中，將電流控制 目標(biāo)值IPref增大到高于對(duì)于在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中具有高壓值的極性(或具有低電流值的極性)而言的正?；鶞?zhǔn)值，由此提高燈電流的水平。
在這里，電流控制目標(biāo)值IPref是降壓斬波電路3的斬波器電流的峰值 目標(biāo)值。電感器L2中流動(dòng)的斬波器電流被檢測(cè)裝置(未示出)檢測(cè)并輸入 到控制電路單元7，當(dāng)電感器L2中流動(dòng)的電流達(dá)到電流控制目標(biāo)值IPref 時(shí)，控制電路單元7斷開降壓斬波電路3的開關(guān)元件Q2。而且，當(dāng)流經(jīng)二 極管D2的再生電流變?yōu)榱銜r(shí)，降壓斬波電路3的開關(guān)元件Q2導(dǎo)通?？梢?通過增大電流控制目標(biāo)值IPref來提高燈電流的水平。
結(jié)果，恰在斷開時(shí)間段Td之前為溫度低且電子難以飛出一側(cè)的電極預(yù) 熱，由此使得兩個(gè)電極溫度均勻并抑制重新啟動(dòng)時(shí)半波放電的發(fā)生。
(實(shí)施例14)
將參考圖31描述本發(fā)明的第十四實(shí)施例。其電路配置可以與圖22的 相同。在本發(fā)明的第十四實(shí)施例中，在半波放電抑制控制時(shí)間段Tc中，使 在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中電壓值較大的極性(或電流值較小的極性)的 方波半周期長(zhǎng)于正常時(shí)間。
結(jié)果，恰在斷開時(shí)間段Td之前為溫度低一側(cè)的電極預(yù)熱，由此使得兩
個(gè)電極溫度均勻并抑制重新啟動(dòng)時(shí)半波放電的發(fā)生。 (實(shí)施例15)
將參考圖32和33描述本發(fā)明的第十五實(shí)施例。其電路配置可以與圖 22的相同。在本實(shí)施例中，將描述檢測(cè)半波放電之后的中斷時(shí)間(斷開時(shí) 間段Td)。
如圖32所示，在判定在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb (圖中的C點(diǎn))中發(fā) 生了半波放電時(shí)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)到斷開時(shí)間段Td的過渡，在斷開預(yù)定 時(shí)間之后，實(shí)現(xiàn)到半波放電避免時(shí)間段Te的操作的過渡。在這里，預(yù)定時(shí) 間的斷開時(shí)間段Td涉及到必然包括發(fā)生半波放電的極性和未發(fā)生半波放電 的極性兩者的時(shí)間段(至少一個(gè)時(shí)間段)。于是，高壓放電燈DL可以完全 熄滅，并暫時(shí)對(duì)高壓放電燈DL的狀態(tài)復(fù)位，實(shí)現(xiàn)到時(shí)間段Te的過渡。
此外，在圖33中，中斷點(diǎn)C與圖32的不同。在圖33中，當(dāng)判定在半 波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中發(fā)生了半波放電時(shí)，必需要在兩個(gè)極性中具有高壓 值的極性(或具有低壓值的極性)的半周期過去后的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行到斷開時(shí) 間段Td的過渡。在這種情況下，斷開時(shí)間段Td的停止時(shí)間對(duì)應(yīng)于半周期。因此，可以停止工作，徹底熄滅高壓放電燈DL，并復(fù)位高壓放電燈DL的 狀態(tài)，使得必然包括具有低壓值的極性(未發(fā)生半波放電的極性)。 (實(shí)施例16)
將參考圖34描述本發(fā)明的第十六實(shí)施例。其電路配置可以與圖22的 相同。在本實(shí)施例中，對(duì)于在半波放電避免時(shí)間段Te中施加高壓，這對(duì)應(yīng) 于在重新啟動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)的半波改善控制，僅向在半波放電檢測(cè)時(shí)間 段Tb中具有高壓值的極性(或具有低壓值的極性)施加高壓，有效促進(jìn)了 在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中不容易放電的極性的放電。因此，可以相對(duì)于 不容易放電的極性在高壓下剛啟動(dòng)之后使方波電流流入高壓放電燈DL中， 并可以避免半波放電持續(xù)時(shí)間。
(實(shí)施例17)
將參考圖35和36描述本發(fā)明的第十七實(shí)施例。圖35是通過諧振操作 產(chǎn)生啟動(dòng)高壓的點(diǎn)亮裝置(圖20)的時(shí)序圖，圖36是通過脈沖發(fā)生操作產(chǎn) 生啟動(dòng)高壓的點(diǎn)亮裝置(圖22)的時(shí)序圖。
在下文中，盡管將參考圖35描述操作，但在圖36中將執(zhí)行相同操作。
始終由半波放電檢測(cè)電路單元6檢測(cè)高壓放電燈的兩端電壓。于是， 如果半波放電狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時(shí)間段Tb，供電電路P停止其工作以中斷向高 壓放電燈DL供電。這對(duì)應(yīng)于圖中的斷開時(shí)間段Td。在過去斷開時(shí)間段Td 之后，操作供電電路P以便再次啟動(dòng)高壓放電燈DL。
在這里，在對(duì)應(yīng)于重新啟動(dòng)時(shí)的半波改善控制的半波放電避免時(shí)間段 Te中，供電電路P以與啟動(dòng)時(shí)間段Ta中相同的方式如圖35所示重復(fù)高頻 操作、低頻操作和中斷。在這里，在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中未降低電壓 的極性上，即不容易放電的極性上，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行在半波放電避免 時(shí)間段Te中的供電電路P的低頻操作。
通過這種操作，可以僅使電流在在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中沒有電流 流動(dòng)的極性中流動(dòng)，可以在時(shí)間段Te中升高在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb中 沒有電流流動(dòng)的極性中的電極溫度。
在半波放電避免時(shí)間段Te過去之后，供電電路P以和啟動(dòng)時(shí)間段Ta 中相同的方式工作。而且，如圖所示，通過施加用于啟動(dòng)的高壓使高壓放 電燈DL擊穿，然后同時(shí)降低兩個(gè)極性的負(fù)載電壓，于是維持了良好的起動(dòng)性。
亦即，由于半波放電避免時(shí)間段T3的原因，能夠升高在半波放電檢測(cè) 時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的極性的電極溫度。此夕卜，當(dāng)在半波放電避免
時(shí)間段Te過去之后執(zhí)行與啟動(dòng)時(shí)間段Ta中相同的操作時(shí)，兩側(cè)的電極溫 度變得幾乎均勻，于是可以啟動(dòng)高壓放電燈DP而不會(huì)繼續(xù)有半波放電。 (實(shí)施例18)
將參考圖37和38描述本發(fā)明的第十一實(shí)施例。圖38是通過諧振操作 產(chǎn)生啟動(dòng)高壓的點(diǎn)亮裝置(圖20)的時(shí)序圖，圖37是通過脈沖發(fā)生操作產(chǎn) 生啟動(dòng)高壓的點(diǎn)亮裝置(圖22)的時(shí)序圖。
在圖37中，在斷開時(shí)間段Td之后的半波放電避免時(shí)間段Te期間，再 次操作供電電路P以延長(zhǎng)在啟動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)的半波放電檢測(cè)時(shí)間段 Tb期間沒有電流流動(dòng)的極性時(shí)長(zhǎng)，并使該極性中溫度大大升高。此外，在 半波放電避免時(shí)間段Te期間啟動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)，僅向在半波放電檢測(cè) 時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的極性施加高脈沖電壓，從而導(dǎo)致高脈沖電壓 下的介電擊穿，并且必然將在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的 極性用作燈電流流向的極性。通過這種控制，可以使兩個(gè)電極的溫度幾乎 均勻，可以防止半波放電持續(xù)時(shí)間，并可以確保良好的起動(dòng)性。
圖38是在LC諧振下產(chǎn)生啟動(dòng)高壓時(shí)的工作波形圖。同樣，在這種情 況下，如圖37所示，在半波放電避免時(shí)間段Te期間，當(dāng)在LC諧振電壓下 啟動(dòng)燈時(shí)，僅使時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的極性的方波半周期比正常時(shí) 間長(zhǎng)。
(實(shí)施例19)
將參考圖39描述本發(fā)明的第十九實(shí)施例。其電路配置可以與圖22的 相同。在圖22的電路中，在未點(diǎn)亮高壓放電燈DL時(shí)，DC電源電路2的 輸出電壓Vdc和供電電路P的輸出電壓值幾乎相等。接下來，在點(diǎn)亮高壓 放電燈DL時(shí)，操作電路，使得供電電路P的輸出電壓等于燈電壓Vo。
在圖39中，Vdc表示在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間發(fā)生半波放電但 該電壓未降低的極性的電壓，即，未點(diǎn)亮高壓放電燈DL的極性的電壓。如 果半波放電持續(xù)預(yù)定時(shí)間段Tb，供電電路P停止其工作。這就是斷開時(shí)間 段Td。在過去斷開時(shí)間段Td之后，過渡回到用于啟動(dòng)高壓放電燈DL的操作。 然而，如圖中半波放電避免時(shí)間段Te中所示，僅在在半波放電檢測(cè)時(shí)間段 電壓未降低的極性中升高DC電源電路2的輸出電壓Vdc，使得在半波放電 檢測(cè)時(shí)間段Tb期間難以點(diǎn)亮高壓放電燈DL的極性變?yōu)槿菀子伤痈邏簩?dǎo) 致放電的狀態(tài)。通過這樣做，不需要使DC電源電路2的輸出電壓Vdc始 終保持在高電壓，因此可以減小電路的壓力。此外，可以防止半波放電持 續(xù)時(shí)間。
(實(shí)施例20)
將參考圖40描述本發(fā)明的第二十實(shí)施例。其電路配置可以與圖22的 相同。除了半波放電避免時(shí)間段Te的操作之外，本實(shí)施例與第十九實(shí)施例相同。
在本實(shí)施例中，檢測(cè)在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間一個(gè)極性和另一個(gè) 極性之間的電壓差，基于該電壓差設(shè)置半波放電避免時(shí)間段Te期間DC電 源電路2的輸出電壓Vdc的升高。亦即，當(dāng)電壓差大時(shí)，使DC電源電路2 的輸出電壓Vdc升高得大，當(dāng)電壓差小時(shí)，使DC電源電路2的輸出電壓 Vdc升高得小。在包括放電和非放電期間的整個(gè)半波放電避免時(shí)間段Te中 提高DC電源電路2的輸出電壓Vdc。
結(jié)果，可以進(jìn)一步降低電路的壓力，并可以防止半波放電持續(xù)時(shí)間。
(實(shí)施例21)
將參考圖41和42描述本發(fā)明的第二十一實(shí)施例。圖42是通過諧振操 作產(chǎn)生啟動(dòng)高壓的點(diǎn)亮裝置(圖20)的時(shí)序圖，圖41是通過脈沖發(fā)生操作 產(chǎn)生啟動(dòng)高壓的點(diǎn)亮裝置(圖22)的時(shí)序圖。
時(shí)間段Te的操作與第十八實(shí)施例的不同。直到時(shí)間段Td的操作都與 第十實(shí)施例完全相同，因此將省去相同的描述。在圖41中，在斷開時(shí)間段 Td過去之后，當(dāng)再次操作供電電路P以啟動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)，使在半波 放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間有很大電流流動(dòng)的極性的期間短于正常時(shí)間，從而 使該極性中的電極溫升盡可能小。此外，在半波放電避免時(shí)間段Te期間， 僅向在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的極性施加用于啟動(dòng)高壓 放電燈DL的重新啟動(dòng)高脈沖電壓，從而導(dǎo)致高脈沖電壓下的介電擊穿，并 且必然將在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的極性用作燈電流流向的極性。因此，可以使兩個(gè)電極的溫度幾乎均勻，可以防止半波放電持 續(xù)時(shí)間，并可以獲得良好的起動(dòng)性。
圖42是當(dāng)在LC諧振下產(chǎn)生高電壓時(shí)的工作波形圖。在這種情況下， 如圖41所示，在半波放電避免時(shí)間段Te期間，當(dāng)在LC諧振電壓下啟動(dòng)燈 時(shí)，僅使在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間有很大電流流動(dòng)的極性中的方波電 壓半周期比正常時(shí)間短。
(實(shí)施例22)
將參考圖43描述本發(fā)明的第二十二實(shí)施例。其電路配置可以與圖22 的相同。在圖22的電路中，當(dāng)高壓放電燈DL處于未點(diǎn)亮狀態(tài)時(shí)，DC電 源電路2的輸出電壓Vdc和供電電路P的輸出電壓值變得幾乎彼此相等。 接下來，在點(diǎn)亮高壓放電燈DL時(shí)，操作電路，使得供電電路P的輸出電壓 等于燈的兩端電壓Vo。
在圖43中，DC電源電路2的輸出電壓Vdc表示在半波放電檢測(cè)時(shí)間 段Tb期間發(fā)生半波放電但該電壓未降低的極性的電壓，S卩，未點(diǎn)亮高壓放 電燈DL的極性的電壓。如果半波放電持續(xù)預(yù)定時(shí)間段Tb，供電電路P停 止其工作。這對(duì)應(yīng)于斷開時(shí)間段Td。在過去斷開時(shí)間段Td之后，過渡回 到用于啟動(dòng)高壓放電燈DL的操作。
然而，如圖中半波放電避免時(shí)間段Te中所示，僅在在半波放電檢測(cè)時(shí) 間段負(fù)載電壓未降低的極性中降低DC電源電路2的輸出電壓Vdc，使得在 半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間容易點(diǎn)亮高壓放電燈DL的極性變?yōu)殡y以由所 加低壓導(dǎo)致放電的狀態(tài)。結(jié)果，可以降低DC電源電路2的輸出電壓Vdc， 因此可以降低電路的壓力，并進(jìn)一步可以防止半波放電持續(xù)時(shí)間。
(實(shí)施例23)
將參考圖44描述本發(fā)明的第二十三實(shí)施例。半波放電避免時(shí)間段Te 的操作與第十一實(shí)施例中的不同。直到斷開時(shí)間段Td的操作都與第十一實(shí) 施例完全相同，因此將省去相同的描述。
在圖44中，當(dāng)斷開時(shí)間段Td過去之后，當(dāng)再次操作供電電路P以啟 動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)，將在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間沒有電流流動(dòng)的極 性的電流控制目標(biāo)值IPref升高到高于基準(zhǔn)值的值，由此增大發(fā)起熱電子發(fā) 射 后的電流水平。于是，消除了高壓放電燈DL的不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放電燈DL迅速 轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓 放電燈點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施例24)
將參考圖45描述本發(fā)明的第二十四實(shí)施例。半波放電避免時(shí)間段Te 的操作與第二十三實(shí)施例中的不同。直到斷開時(shí)間段Td的操作都與第二十 三實(shí)施例完全相同，因此將省去相同的描述。
在圖45中，當(dāng)斷開時(shí)間段Td過去之后，當(dāng)再次操作供電電路P以啟 動(dòng)高壓放電燈DL時(shí)，將在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間容易有電流流動(dòng)的 極性的電流控制目標(biāo)值IPref降低到低于基準(zhǔn)值的值，由此降低發(fā)起熱電子 發(fā)射之后的電流水平。此外，此時(shí)，可以將在半波放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間 沒有電流流動(dòng)的極性的電流控制目標(biāo)值IPref升高到高于基準(zhǔn)值的值。
于是，消除了高壓放電燈DL的不對(duì)稱放電狀態(tài)，高壓放電燈DL迅速 轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定點(diǎn)亮狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)了具有較少啟動(dòng)故障和良好起動(dòng)性的高壓 放電燈點(diǎn)亮裝置。
(實(shí)施例25)
將參考圖46描述本發(fā)明的第二十五實(shí)施例。半波放電避免時(shí)間段Te 的操作與第二十二實(shí)施例中的不同。直到斷開時(shí)間段Td的操作都與第二十 二實(shí)施例完全相同。
在圖46中，DC電源電路2的輸出電壓Vdc表示在半波放電檢測(cè)時(shí)間 段Tb期間發(fā)生半波放電但該電壓未降低的極性的電壓，即，未點(diǎn)亮高壓放 電燈DL的極性的電壓。如果半波放電持續(xù)預(yù)定時(shí)間段Tb，供電電路P停 止其工作。這對(duì)應(yīng)于斷幵時(shí)間段Td。在過去斷開時(shí)間段Td之后，過渡回 到用于啟動(dòng)高壓放電燈DL的操作。
然而，如圖中半波放電避免時(shí)間段Te中所示，僅在在半波放電檢測(cè)時(shí) 間段電壓未降低的極性中降低DC電源電路2的輸出電壓Vdc，使得在半波 放電檢測(cè)時(shí)間段Tb期間容易點(diǎn)亮高壓放電燈DL的極性變?yōu)殡y以由所加低 壓導(dǎo)致放電的狀態(tài)。此外，如圖46所示，利用短于半波放電避免時(shí)間段Te 中的正常極性反轉(zhuǎn)時(shí)間段的極性反轉(zhuǎn)時(shí)間段操作放電燈。通過這樣做，可 以降低DC電源電路2的輸出電壓Vdc，因此可以減小電路的壓力并且進(jìn)一步可以在較短時(shí)間段內(nèi)操作放電燈。結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)啟動(dòng)故障少且起動(dòng)性 可靠的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置。
此外，無(wú)需說明，可以適當(dāng)組合和采用第九到第二十五實(shí)施例的控制。
(實(shí)施例26)
圖47A到47C示出了利用本發(fā)明的高壓放電燈點(diǎn)亮裝置的燈具的配置 范例。圖47A和47B中是將HID燈用作聚光燈的范例，圖47C是將HID 燈用作嵌頂燈的范例。在圖中，DL為高壓放電燈，附圖標(biāo)記81是其中安 裝有高壓放電燈的燈體，附圖標(biāo)記82是電線，附圖標(biāo)記83是存放點(diǎn)亮裝 置電路的穩(wěn)定器。
將上述高壓放電燈點(diǎn)亮裝置用作這種類型的點(diǎn)亮裝置，可以防止啟動(dòng) 期間的不對(duì)稱放電狀態(tài)持續(xù)時(shí)間，并可以使高壓放電燈迅速轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定點(diǎn) 亮狀態(tài)。于是，能夠提供啟動(dòng)故障較少和起動(dòng)性良好的燈具。此外，可以 通過組合多個(gè)這種燈具來提供照明系統(tǒng)。
盡管已經(jīng)相對(duì)于實(shí)施例展示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 要理解，可以做出各種變化和修改而不脫離如以下權(quán)利要求所界定的發(fā)明 范圍。
權(quán)利要求
1、一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，包括DC電源電路；供電電路，用于將來自所述DC電源電路的輸出轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給高壓放電燈的方波AC輸出；啟動(dòng)電路，用于向所述高壓放電燈施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出；控制電路，用于控制所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路；以及半波放電檢測(cè)電路，用于檢測(cè)半波放電，在半波放電中，方波AC輸出的兩個(gè)不同極性的兩個(gè)半周期的負(fù)載電壓或負(fù)載電流彼此不對(duì)稱，其中，所述半波放電檢測(cè)電路在從所述高壓放電燈介電擊穿直到所述高壓放電燈的燈電壓接近額定燈電壓的燈啟動(dòng)初期檢測(cè)所述半波放電，如果檢測(cè)到所述兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的絕對(duì)值大于所述放電燈正常點(diǎn)亮期間方波AC輸出兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的最大變化，則判定發(fā)生了所述半波放電，并且其中，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，所述控制電路調(diào)節(jié)所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路中的至少一個(gè)中的每一個(gè)的輸出，由此控制負(fù)載電壓幅值較大的一個(gè)極性的方波半周期電壓幅值和負(fù)載電壓幅值較小的另一極性的方波半周期電壓幅值，使其彼此接近。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，在所述負(fù)載電壓幅值較 大的極性的方波半周期期間或恰在其之前，所述控制電路調(diào)節(jié)所述DC電源 電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路中的至少一個(gè)中的每一個(gè)的輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路調(diào)節(jié)所述 啟動(dòng)電路的輸出，使得在所述負(fù)載電壓幅值較大的極性的方波半周期期間 施加用于所述燈啟動(dòng)的高壓輸出。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路調(diào)節(jié)所述 DC電源電路或所述供電電路的輸出，使得僅在所述負(fù)載電壓幅值較大的極 性的方波半周期的整個(gè)供電時(shí)間段期間，或僅在所述負(fù)載電壓幅值較大的 極性的方波半周期的供電時(shí)間段的開始部分期間，增大所述DC電源電路或 所述供電電路的輸出電壓幅值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路調(diào)節(jié)所述 供電電路的輸出，使得僅在所述負(fù)載電壓幅值較大的極性的方波半周期的 整個(gè)供電時(shí)間段期間，或僅在所述負(fù)載電壓幅值較大的極性的方波半周期 的供電時(shí)間段的開始部分期間，增大從所述供電電路供應(yīng)的電流幅值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路調(diào)節(jié)所述 供電電路的輸出，從而將所述負(fù)載電壓幅值較大的極性的方波半周期的供 電周期設(shè)置得較長(zhǎng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路在所述負(fù) 載電壓幅值較小的極性的方波半周期期間調(diào)節(jié)所述DC電源電路或所述供電電路的輸出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，通過在所述負(fù)載電壓幅 值較小的極性的方波半周期的供電時(shí)間段期間減小來自所述DC電源電路或所述供電電路的供電電流或輸出電壓，控制所述高壓放電燈的電弧燈管中 的蒸汽壓的升高，使其得到抑制。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，通過縮短所述負(fù)載電壓 幅值較小的極性的方波半周期的供電周期來控制所述高壓放電燈電弧燈管 中蒸汽壓的升高，使其得到抑制。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，通過在所述負(fù)載電壓 幅值較小的極性的方波半周期的供電時(shí)間段期間增大來自所述供電電路的供電電流來控制所述高壓放電燈的電極，使其被預(yù)熱。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，通過延長(zhǎng)所述負(fù)載電壓幅值較小的極性的方波半周期的供電周期來控制所述高壓放電燈的電 極，使其被預(yù)熱。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l到ll中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，在所述 控制電路控制所述電壓的絕對(duì)值時(shí)，將所述供電電路的方波AC輸出頻率設(shè) 置成高于所述放電燈正常點(diǎn)亮期間的輸出頻率。
13、 根據(jù)權(quán)利要求l到ll中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，基于所 述高壓放電燈的電氣狀態(tài)或點(diǎn)亮消逝時(shí)間來選擇性調(diào)節(jié)所述DC電源電路、 所述供電電路和所述啟動(dòng)電路的輸出。
14、 一種燈具，所述燈具包括根據(jù)權(quán)利要求l到ll中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置。
15、 一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，包括 DC電源電路；供電電路，用于將來自所述DC電源電路的輸出轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給高壓放 電燈的方波AC輸出；啟動(dòng)電路，用于向所述高壓放電燈施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出； 控制電路，用于控制所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路；以及半波放電檢測(cè)電路，用于檢測(cè)半波放電，在半波放電中，方波AC輸出 的兩個(gè)不同極性的兩個(gè)半周期的負(fù)載電壓或負(fù)載電流彼此不對(duì)稱，其中，所述半波放電檢測(cè)電路在從所述高壓放電燈介電擊穿直到所述 高壓放電燈的燈電壓接近額定燈電壓的燈啟動(dòng)初期檢測(cè)所述半波放電，如 果兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的絕對(duì)值大于所述放電燈正常 點(diǎn)亮期間方波AC輸出的兩個(gè)不同極性的負(fù)載電壓差或負(fù)載電流差的最大變化，則判定發(fā)生了半波放電情況，其中，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，則所述控制電路將所述高壓放電燈關(guān)閉預(yù)定時(shí)間段并然后重新啟動(dòng)所述燈，且其中在重新啟動(dòng)所述燈時(shí)，所述控制電路調(diào)節(jié)所述DC電源電路、所述供電電路和所述啟動(dòng)電路中的至少一個(gè)中的每一個(gè)的輸出，由此控制負(fù)載電壓幅值較大的一個(gè)極性的方波半周期的電壓或電流幅值，使其近似等于負(fù)載電壓幅值較小的另一極性的方波半周期的電壓或電流幅值。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果連續(xù)檢測(cè)到多次所述半波放電情況，則所述半波放電檢測(cè)電路判定己發(fā)生半波放電。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果檢測(cè)到的半波放電情況的累積次數(shù)等于或大于預(yù)定值，則所述半波放電檢測(cè)電路判定已發(fā)生半波放電。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)發(fā)生半波放電情況的比例等于或大于閾值，則所述半波放電檢測(cè)電路判定已發(fā)生半波放電。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波放電檢測(cè)電路在啟動(dòng)所述高壓放電燈之后的預(yù)定時(shí)間開始判斷所述半波放電情況。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，設(shè)置判斷所述半波放電的預(yù)定時(shí)間，從而允許在關(guān)閉所述高壓放電燈之后進(jìn)行重新啟動(dòng)時(shí)立即啟動(dòng)所述高壓放電燈。
21、 根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果所述半波放電檢測(cè)電路判定已發(fā)生所述半波放電，所述控制電路在將所述高壓放電燈關(guān)閉所述預(yù)定時(shí)間段之前執(zhí)行啟動(dòng)促進(jìn)控制。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述啟動(dòng)促進(jìn)控制涉及到由所述啟動(dòng)電路向在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較大幅值的負(fù)載電壓的極性施加高壓。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述啟動(dòng)促進(jìn)控制涉及到由所述啟動(dòng)電路向在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較大幅值的負(fù)載電壓的極性上疊加高頻高壓。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述啟動(dòng)促進(jìn)控制涉及到由所述供電電路僅增大在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較大幅值的負(fù)載電壓的極性的方波半周期AC輸出。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述啟動(dòng)促進(jìn)控制涉及到在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)控制所述供電電路，使得僅針對(duì)具有較大幅值的負(fù)載電壓的極性增大供電電流。
26、 根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，則所述控制電路使所述高壓放電燈熄滅預(yù)定時(shí)間段，所述預(yù)定時(shí)間段至少包括在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)負(fù)載電壓幅值較小的極性的方波半周期。
27、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，則從負(fù)載電壓幅值較大的極性的方波半周期結(jié)束開始，所述控制電路在一個(gè)方波半周期上停止向所述高壓放電燈供電。
28、 根據(jù)權(quán)利要求26所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，如果所述半波放電檢測(cè)電路檢測(cè)到所述半波放電，則所述控制電路在兩個(gè)方波半周期期間停止向所述高壓放電燈供電。
29、 根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路在重新啟動(dòng)燈時(shí)執(zhí)行半波改善控制，在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較大幅值負(fù)載電壓的極性的方波半周期期間或恰在此之前執(zhí)行所述半波改善控制。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制重新啟動(dòng)涉及到由所述啟動(dòng)電路僅向在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較大幅值的負(fù)載電壓的極性施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出。
31、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及設(shè)置若干操作時(shí)間段，每個(gè)操作時(shí)間段包括施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出的時(shí)間段和在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較大幅值負(fù)載電壓的極性的方波半周期期間供電的時(shí)間段。
32、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及由所述供電電路僅增大在檢測(cè)到半波放電達(dá)預(yù)定時(shí)間段時(shí)具有較大幅值負(fù)載電壓的極性的方波半周期的長(zhǎng)度。
33、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及在預(yù)定時(shí)間段上控制所述供電電路，以便僅針對(duì)在檢測(cè)到半波放電時(shí)具有較大幅值負(fù)載電壓的極性增大供電電流。
34、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及在預(yù)定時(shí)間段上控制所述供電電路的輸出電壓，以便僅針對(duì)在檢測(cè)到半波放電時(shí)具有較大幅值負(fù)載電壓的極性使輸出電壓得到增大。
35、 根據(jù)權(quán)利要求34所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，提高所述DC電源電路的DC輸出電壓以提高所述供電電路的輸出電壓。
36、 根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述控制電路在重新啟動(dòng)燈時(shí)執(zhí)行半波改善控制，在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較小幅值負(fù)載電壓的極性的方波半周期期間執(zhí)行所述半波改善控制。
37、 根據(jù)權(quán)利要求36所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及在預(yù)定時(shí)間段上控制所述供電電路，以便僅減小在檢，測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較小幅值負(fù)載電壓的極性的方波半周期。
38、 根據(jù)權(quán)利要求36所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及在預(yù)定時(shí)間段上控制所述供電電路，以便僅針對(duì)在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較小幅值負(fù)載電壓的極性來減小供電電流。
39、 根據(jù)權(quán)利要求36所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，所述半波改善控制涉及在預(yù)定時(shí)間段上控制所述供電電路的輸出電壓，以便僅針對(duì)在檢測(cè)到所述半波放電時(shí)具有較小幅值負(fù)載電壓的極性使所述輸出電壓得到減小。
40、 根據(jù)權(quán)利要求39所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，降低所述DC電源電路的DC輸出電壓以降低所述供電電路的輸出電壓。
41、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的燈點(diǎn)亮裝置，其中，在進(jìn)行所述半波改善控制時(shí)，在預(yù)定時(shí)間段上控制所述供電電路的方波AC輸出頻率，使其高于檢測(cè)所述半波放電期間的頻率。
42、 一種燈具，所述燈具包括根據(jù)權(quán)利要求15到20中任一項(xiàng)所述的燈點(diǎn)亮裝置。
全文摘要
一種高壓放電燈點(diǎn)亮裝置，包括DC電源電路；供電電路，用于將來自所述DC電源電路的輸出轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給高壓放電燈的方波AC輸出；啟動(dòng)電路，用于向所述高壓放電燈施加用于燈啟動(dòng)的高壓輸出；控制電路；以及半波放電檢測(cè)電路，用于檢測(cè)半波放電。所述檢測(cè)電路在燈啟動(dòng)初期檢測(cè)半波放電，所述控制電路控制具有較大幅值負(fù)載電壓的一個(gè)極性的方波半周期的電壓幅值和具有較小幅值負(fù)載電壓的另一極性的方波半周期的電壓幅值，使其彼此近似相等。
文檔編號(hào)H05B41/36GK101686594SQ20091017862
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者小松直樹, 山原大輔, 松崎宣敏, 熊谷潤(rùn), 長(zhǎng)田曉, 鴨井武志 申請(qǐng)人:松下電工株式會(huì)社