專利名稱：燈驅(qū)動器的制作方法
技術領域：
燈驅(qū)動器技術領域[0001]本實用新型涉及高強度放電燈(HID燈)技術領域，尤其涉及一種用于操作HID燈的燈驅(qū)動器。
背景技術：
[0002]這種燈驅(qū)動器通常是已知的。在HID燈的情況下，在較高頻率操作所述燈會產(chǎn)生聲諧振。通常這些聲諧振是不期望的，因為它們會引起燈的不穩(wěn)定。但所謂的弧矯直聲諧振是一個例外，它能穩(wěn)定所述放電。因此，通常期望選擇一種方式來操作所述燈以確保所述弧矯直諧振被激發(fā)而其它聲諧振的激發(fā)被抑止。本實用新型致力于獲得這樣的燈操作其確保了所述弧矯直諧振被激發(fā)而其它聲諧振的激發(fā)被抑止。發(fā)明內(nèi)容[0003]根據(jù)本實用新型，提供一種燈驅(qū)動器，包括輸入端子，用于連接到低頻供電電壓的電極；整流裝置，其耦接到所述輸入端子，以用于對所述低頻供電電壓進行整流；緩沖電容器裝置，其耦接到所述整流裝置的輸出端，以用于對整流的低頻供電電壓進行濾波； DC-AC轉(zhuǎn)換器，其耦接到所述緩沖電容器裝置，用于根據(jù)所述緩沖電容器裝置上的電壓生成一具有平均頻率f的高頻交流(AC)燈電流，所述DC-AC轉(zhuǎn)換器包括一電路部件I，其用于生成一具有平均頻率f的控制信號，其中所述驅(qū)動器還裝配有一電路部件II，其耦接在所述整流裝置的輸出端和所述電路部件I之間，用于以等于所述低頻供電電壓的頻率的兩倍的一頻率來調(diào)制所述控制信號的頻率。請注意，原則上可以通過一適當選擇的f來確?；〕C直諧振的激發(fā)。然而，對所述燈和所述燈驅(qū)動器二者的容差分析顯示，當DC-AC轉(zhuǎn)換器在一固定頻率工作時很難總是保證弧矯直。[0004]在根據(jù)本實用新型的燈驅(qū)動器中，利用整流的供電電壓或利用一導出電壓(諸如所述緩沖電容器裝置上的紋波)來實現(xiàn)頻率調(diào)制。本實用新型的燈驅(qū)動器具有非常簡單的結構。所述頻率調(diào)制確保了燈電流的頻譜被展寬，同時所述頻譜中各頻率的幅值又足夠低以避免聲諧振的激發(fā)。與此同時，可以以可靠的方式來激發(fā)弧矯直諧振。[0005]另外，請注意當所述緩沖電容器裝置上的瞬時電壓為低并且瞬時燈電流為小的時候，HID燈的阻抗將增加。這是由HID燈的熱屬性造成的。增加的燈阻抗會導致燈的熄滅。 然而，這個不期望的結果也能夠通過使用所述頻率調(diào)制得以避免。[0006]優(yōu)選地，所述控制信號的頻率的調(diào)制與所述整流的供電電壓同步，或者與所述緩沖電容器裝置上的電壓的交流分量同步，換而言之與所述電壓紋波同步。所述同步優(yōu)選使得當緩沖電容器裝置上的電壓的幅值為低時，所示控制信號的頻率(并由此，燈電流的頻率)為低；并且當緩沖電容器裝置上的電壓的幅值為高時，所述控制信號的頻率為高。以這種方式，由于阻抗變得太高而導致的燈熄滅得以避免。進一步地，這個同步使得所述燈阻抗在低頻供電電壓的一周期內(nèi)變化較小，并增加了燈壽命。[0007]所述電路部件I能夠以簡單且可靠的方式實現(xiàn)，其包括一電流源CS，一電容器Cl，一比較器COMP和一開關元件S。[0008]根據(jù)本實用新型的燈驅(qū)動器的這些實施例能夠獲得好的結果，其中所述電路部件 II包括耦接在整流裝置的輸出端和電容器Cl之間的一電容器C2和一電阻器R1。


[0009]參考附圖來進一步討論本實用新型的各實施例。附圖中，[0010]圖1示出了已與燈連接的燈驅(qū)動器的兩個不同的實施例，其中能夠?qū)嵤┍緦嵱眯滦停籟0011]圖2示出了根據(jù)本實用新型的燈驅(qū)動器的一實施例，一燈連接到所述燈驅(qū)動器；[0012]圖3示出了圖2所示實施例中燈電流的包絡和燈電流的頻率與時間的關系，并且[0013]圖4示出了圖2所示實施例所包含的緩沖電容器裝置上的電壓與時間的關系。
具體實施方式
[0014]在圖2中，Kl和K2是用于連接到低頻供電電壓的輸入端子。二極管D1-D4構成整流裝置，其耦接到所述輸入端子用于對所述低頻供電電壓進行整流。電容器C6形成緩沖電容器裝置，其耦接到所述整流裝置的輸出端用于對所述整流的低頻供電電壓進行濾波； 電容器C6被串聯(lián)連接的歐姆電阻器Rl和R2、串聯(lián)連接的開關元件Ml和M2以及串聯(lián)連接的電容器C3和C4分流。開關元件Ml和M2的公共端通過電感器Li、燈連接端子K3、電容器C5和燈連接端子K4的串聯(lián)連接與電容器C3和C4的公共端相連接。燈被連接到燈連接端子K3和K4。電阻器Rl和R2形成電阻式分壓器。電阻器Rl和R2的公共端通過電容器 C2和電阻器R3的串聯(lián)連接被連接到比較器COMP的第一輸入端。所述比較器COMP的第一輸入端還被連接到電流源CS和電容器Cl的公共端。電容器Cl被開關元件S分流。開關元件S的控制電極被耦接到所述比較器COMP的輸出端。所述比較器的第二輸入端被連接到一存在有參考電壓Vref的端子。所述比較器COMP的輸出端被耦接到控制電路CC的輸入端。所述控制電路CC的各個輸出端被連接到開關元件Ml和M2的控制電極。電流源CS、 電容器Cl、比較器C0MP、開關元件S、控制電路CC和所述存在有參考電壓Vref的端子一起形成電路部件I，用于生成一具有平均頻率f的控制信號。電阻器R1、R2和R3，以及電容器 C2 一起形成電路部件II，其耦接在整流裝置的輸出端與電路部件I之間，用于以等于所述低頻供電電壓的頻率的兩倍的一頻率來調(diào)制所述控制信號的頻率。開關元件Ml和M2，電容器C3、C4和C5，電感器Ll以及燈連接端子K3和K4與電路部件I以及形成DC-AC轉(zhuǎn)換器。 所述DC-AC轉(zhuǎn)換器耦接到緩沖電容器裝置C6以用于根據(jù)所述緩沖電容器裝置上的電壓生成一具有平均頻率f的高頻交流(AC)燈電流。[0015]圖2所示的燈驅(qū)動器的工作如下[0016]當輸入端子Kl和K2被連接到提供低頻供電電壓的供電電壓源，電路部件I所生成的控制信號使開關元件Ml和M2以平均頻率f交替導通和不導通。由此，在開關元件Ml 和M2之間的一端出現(xiàn)具有平均頻率f的電壓，并且具有平均頻率f的交流(AC)電流流過所述燈。[0017]在圖2所示的燈驅(qū)動器的工作期間，電流源CS為電容器Cl和開關元件S的公共端提供一恒定電流。除此之外，第二電流經(jīng)過由電阻器Rl和R2形成的分壓器，電容器C2和電阻器R3也被提供到這個公共端，其中電阻器Rl和R2，電容器C2和電阻器R3 —起形成電路部件II。當開關元件S非導通時，這些電流為電容器Cl充電。當電容器Cl上的電壓達到等于參考電壓Vref的電壓時，比較器COMP的輸出端的信號從低變到高以使得開關元件S導通并且電容器Cl被放電。這引起所述比較器COMP的輸出從高變到低以使得開關元件S呈非導通并且電流源CS和電路部件II 一起再次為電容器Cl充電。這個序列連續(xù)重復以使得電容器Cl上出現(xiàn)具有平均頻率f的電壓。如果輸入端子Kl和K2連接到提供一 50Hz頻率的AC供電電壓的供電電壓源時，緩沖電容器裝置C6上出現(xiàn)如圖4所示的具有 IOOHz紋波的電壓，并且為電容器Cl充電的第二電流也以IOOHz的頻率進行調(diào)制。接下來這又引起電容器Cl上的電壓的頻率以及比較器COMP輸出端信號的頻率將以IOOHz的頻率進行調(diào)制。由于被用于控制DC-AC轉(zhuǎn)換器中的開關元件Ml和M2的控制信號是通過電路部件CC中所包含的電路根據(jù)比較器COMP輸出端的電壓來得出的，這些控制信號的頻率以及燈電流的頻率也以IOOHz頻率進行頻率調(diào)制并因此也具有平均值f。FM調(diào)制的幅值由電阻器Rl、R2和R3，電容器Cl、C2和緩沖電容器裝置C6的電容，以及燈功率確定。[0018]圖3示出了所得出的FM形狀。瞬時頻率圍繞平均頻率f變化。當緩沖電容器裝置C6上的瞬時電壓為低并且所述燈電流較小時，HID燈的燈阻抗將增加。這是由HID燈的熱屬性引起的。所述增加的燈阻抗可能會導致燈的熄滅。當HID燈工作在由整流的市電供電電壓進行供電的DC-AC轉(zhuǎn)換器上時，這是一個確實存在的缺陷。然而，通過FM調(diào)制，如果滿足了下列要求，這個不期望的缺陷能夠避免[0019]a)所述FM算法與市電紋波(IOOHz)同步；[0020]b)所述市電紋波與所述FM之間的相位定義如下[0021]-當紋波電壓為低時FM信號導致低的半橋頻率，以及[0022]-當紋波電壓為高時FM信號導致高的半橋頻率。[0023]在圖2所示的燈驅(qū)動器中，這兩個要求都滿足了，因為FM調(diào)制直接從緩沖電容器裝置C6上的紋波得出。當所述紋波電壓為高時由電路部件II提供給電容器Cl的第二電流也較高。由此，電容器Cl的充電較快地發(fā)生，從而電容器Cl上的電壓的頻率也較高。因此，所述控制信號的頻率以及燈電流的頻率也較高。類似地，當所述紋波電壓為低時所述燈電流的頻率為低。由于所述頻率調(diào)制，在供電電壓的一周期期間，燈電阻變化較小。這也增加了燈的壽命。[0024]除了頻率調(diào)制(FM)，緩沖電容器裝置C6上的紋波電壓引起了所述燈電流的振幅調(diào)制(AM)。圖3的上半部分示出了所述燈電流的AM調(diào)制。除了所述頻率調(diào)制，所述振幅調(diào)制也導致了展寬的頻譜。這有助于觸發(fā)HID燈管的弧矯直諧振。所述燈電流的頻譜中的譜分量由平均電流頻率、FM參數(shù)、AM參數(shù)、DC-AC轉(zhuǎn)換器的部件以及燈功率確定。[0025]在點火之后，所述燈驅(qū)動器將立即生成觸發(fā)所述HID燈管的弧矯直頻率所需的正確的頻譜。[0026]請注意，根據(jù)組成所述燈驅(qū)動器的電路，所述電路部件II和所述整流裝置輸出端之間的耦接能夠以不同的方式實現(xiàn)。緩沖電容器裝置能夠直接連接到整流裝置的輸出端， 如圖2所示實施例的情況。在這個第一組的實施例中，所述電路部件II直接連接到整流裝置的輸出端。然而，在第二組實施例中，整流裝置的輸出端之一經(jīng)由一二極管耦接到所述緩沖電容器裝置。在這些實施例中，整流裝置的各輸出端能夠通過一(較小的)電容器相連接。在圖1左側示出這樣一實施例。在屬于第二組的實施例中，電路部件II能夠直接耦接到整流裝置的輸出端。在第三組實施例中，一功率因數(shù)校正(PFC)電路耦接在整流裝置和緩沖電容器裝置之間。這種功率因數(shù)校正電路例如可以是一向上轉(zhuǎn)換器。在圖1右側示出了這樣一實施例。在后一情況下，所述整流裝置的輸出端之一經(jīng)由一扼流圈和一二極管的串聯(lián)設置耦接到所述緩沖電容器裝置。在第三組實施例中，電路部件II可以直接連接到所述整流裝置的輸出端，也可以例如連接到功率因數(shù)校正電路的輸出端。如果所述功率因數(shù)校正電路是一向上轉(zhuǎn)換器，這些輸出端通過所述向上轉(zhuǎn)換器的二極管的陰極和整流裝置的輸出端之一形成。在后一情況中，所述電路部件II經(jīng)由所述扼流圈和所述二極管的串聯(lián)設置耦接到整流裝置的第一輸出端，并且直接耦接到整流裝置的第二輸出端。在所有這些實施例中，獲得了所述電路部件II的正確功能。[0027]在一已測試的示例性實施例中所使用的一特定HID燈(20W)需要以下FM參數(shù)來執(zhí)行弧矯直[0028]-平均頻率faverage=52kHz[0029]- FM 的幅值 FMamplitude=AkHz[0030]- FM 的重復頻率 B^epetiti。nfte(luen。y=100HZ (與市電電源同步)。
權利要求1.一種用于操作HID燈的燈驅(qū)動器，包括輸入端子，用于連接到低頻供電電壓的電極；整流裝置，其耦接到所述輸入端子，用于對所述低頻供電電壓進行整流；緩沖電容器裝置，其耦接到所述整流裝置的輸出端，用于對整流的低頻供電電壓進行濾波；DC-AC轉(zhuǎn)換器，其耦接到所述緩沖電容器裝置，用于根據(jù)所述緩沖電容器裝置上的電壓生成一具有平均頻率f的高頻AC燈電流，所述DC-AC轉(zhuǎn)換器包括一電路部件I，其用于生成一具有平均頻率f的控制信號；其特征在于，所述燈驅(qū)動器還裝配有電路部件II，其耦接在所述整流裝置的輸出端和所述電路部件I之間，用于以等于所述低頻供電電壓的頻率的兩倍的一頻率來調(diào)制所述控制信號的頻率。
2.根據(jù)權利要求1所述的燈驅(qū)動器，其特征在于在工作期間，所述控制信號的頻率的調(diào)制與所述緩沖電容器裝置上的電壓的AC分量同步。
3.根據(jù)權利要求2所述的燈驅(qū)動器，其特征在于當所述緩沖電容器裝置上的電壓的幅值低時，所述控制信號的頻率為低，而當所述緩沖電容器裝置上的電壓的幅值高時，所述控制信號的頻率為高。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的燈驅(qū)動器，其特征在于所述電路部件I包括電流源CS，電容器Cl，比較器COMP和開關元件S。
5.根據(jù)權利要求4所述的燈驅(qū)動器，其特征在于所述電路部件II包括耦接在所述緩沖電容器裝置和所述電容器Cl之間的電容器C2 和電阻器R3。
專利摘要本實用新型涉及一種用于操作HID燈的燈驅(qū)動器，包括輸入端子，用于連接到低頻供電電壓的電極；整流裝置，耦接到所述輸入端子，用于對所述低頻供電電壓進行整流；緩沖電容器裝置，耦接到所述整流裝置的輸出端，用于對整流的低頻供電電壓進行濾波；DC-AC轉(zhuǎn)換器，耦接到所述緩沖電容器裝置，用于根據(jù)所述緩沖電容器裝置上的電壓生成一具有平均頻率f的高頻AC燈電流，所述DC-AC轉(zhuǎn)換器包括一電路部件I，其用于生成一具有平均頻率f的控制信號。根據(jù)本實用新型，所述燈驅(qū)動器還裝配有一電路部件II，其耦接在所述整流裝置的輸出端和所述電路部件I之間，用于以等于所述低頻供電電壓的頻率的兩倍的一頻率來調(diào)制所述控制信號的頻率。這個頻率調(diào)制以簡單的方式實現(xiàn)并確保在燈等離子體中激發(fā)弧矯直諧振。
文檔編號H05B41/288GK202276533SQ20112006306
公開日2012年6月13日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2010年7月8日
發(fā)明者J.S.赫希, P.A.M.德布魯克, R.范杭斯庫滕 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司