专利名称：带低压输出的电子镇流器的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域是高频镇流器系统，具体而言是带低压输出的高频电子镇流器。
高强度放电(HID)灯如汞蒸气灯、金属卤化物灯、高压钠灯和低压钠灯用于各种照明任务。随着HID灯变得更加普及，开发了HID灯的电子镇流器。
HID灯电子镇流器的一个挑战是提供高效、调节完善的低压电源。HID灯的电子镇流器经常提供120伏抽头用于辅助电源。该抽头可以用来为在断电之后等待HID灯再触发时所需的备用照明供电，供电给外部控制装置，或者供电给其他装置。目前，120伏抽头必须通过变压器或者其他外部电路来连接到被供电装置。公知的电子抽头具有受限的电压调节，并且可能由于高电流波峰因数和高电磁干扰而缩短从辅助电源馈电的装置的寿命。
从而，需要有一种将克服上述缺点的带低压输出的电子镇流器。
本发明的一方面提供了一种带低压输出的电子镇流器。
本发明的另一方面提供了一种具有改良电压调节的带低压输出的电子镇流器。
本发明的另一方面提供了一种提供具有较低电流波峰因数和较小电磁干扰的功率的带低压输出的电子镇流器。
通过下面结合附图阅读的对本发明优选实施例的详细描述，本发明的前述和其他特性和优点将会变得更加清楚。该详细描述和附图仅是为了示例说明本发明，而不是限制由所附权利要求及其等价物限定的本发明范围。
图1示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的方框图。
图2A-2C示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的电源的示意图。
图3示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的灯功率电路的示意图。
图4A-4F示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的镇流器控制电路的电路。
图5示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的低压输出电路的方框图。
本发明提供了一种带低压输出的高频电子镇流器，包括高压电源200，以某一电压和频率产生高压功率234；低压微控制器214，响应高压功率234的电压和频率，并且产生低压驱动信号240；以及开关216，可操作地连接到高压电源200，并且响应低压驱动信号240。开关216的低压输出可以用来驱动辅助低压负载200如备用白炽灯116。低压输出可以响应HID灯功率，从而当HID灯不提供照明时使备用白炽灯116通电。
图1示出根据本发明制作的电子镇流器的方框图。为了说明简洁起见，省略了块间的一些连接。电子镇流器100包括电源110，由电网电压(mains voltage)120馈电；灯功率电路130，供电给高强度放电(HID)灯140；以及镇流器控制电路150。电源110调节和修正用于电子镇流器100的功率，灯功率电路130输送功率给HID灯140，并且镇流器控制电路150控制电子镇流器100的操作。
电源110包括电磁干扰(EMI)滤波器112，位于电源110的输入侧；120V电源114，用于为备用白炽灯116供电；功率因数校正(PFC)电路117；以及辅助低压电源118，用于为镇流器控制电路150供电。灯功率电路130包括电容器组134、谐振半桥136以及点火电路138。镇流器控制电路150包括调光电路152、功率因数校正(PFC)控制电路154、微控制器电路156、功率调节电路158、电流调节电路160以及驱动器电路162。
图2A-2C示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的电源的示意图。参照图2A，在引接端X1、X2、X3上提供电网电压。电网电压的变化范围可以为约180V到305V，并且典型地为约200V到277V。连接到电网电压的EMI滤波器112包括变压器L3；电容器C1、C2、C4、C6；以及桥式整流器BD1。电路保护可以由浪涌电流限制器RT1和电压抑制变阻器RV1提供。EMI滤波器112的输出作为Aux_Line功率延伸至低压电源。辅线电压在变压器L3之后分支，以作为电网电压信号Vmains供给120V电源。
参照图2B，120V电源114将200-277伏Aux_Line功率降压至120伏以供电给备用白炽灯。HID灯在预热阶段具有低光输出，其中，预热阶段发生于供电之后的大约前一分钟。另外，HID灯在可以被重新点火之前需要冷却，典型地约为5到15分钟。当HID灯未点燃或者以低亮度级点燃时，备用白炽灯提供照明。备用白炽灯根据需要可以是卤素灯或者任何其他120V灯。只要电子镇流器通电，120V电源114就通电。来自镇流器控制电路的ELON信号确定何时120V电源114供电给备用白炽灯。每当HID灯功率小于预定设置点如一半额定HID灯功率从而表示HID灯不提供充足光时，ELON信号导通该灯。
120V电源114包括比较器电路，响应Aux_Line电压信号，并且提供辅线过零信号；120V微控制器，响应辅线过零信号和辅线电压幅度信号，并且提供120V驱动信号；以及120V驱动器电路，响应120V驱动信号，并且提供120V功率给备用白炽灯。来自镇流器控制电路的ELON控制信号开关比较器电路和120V微控制器以根据需要导通和关断供给备用白炽灯的120V功率。
包括二极管D1、D2、D3和D4的全桥对240-277伏Aux_Line功率整流。整流信号在由电压调节器U2调节之后提供Aux_Line基准信号给比较器U1。整流信号还在由包括电阻器R1和R2的分压器按比例调整之后提供可变Aux_Line电压信号给比较器U1。比较器U1比较Aux_Line基准信号与Aux_Line电压信号，并且提供辅线过零信号给120V微控制器U3。辅线过零信号用来确定辅线频率。
Aux_Line功率由包括电阻器R3和R4的分压器按比例调整，并且在采用二极管D5、电容器C10和电阻器R3、R4进一步调节之后作为辅线电压幅度信号提供给120V微控制器U3。
120V微控制器U3使用辅线过零信号和辅线电压幅度信号以确定用于三端双向可控硅开关元件Q1的120V驱动信号。120V微控制器U3采用预编程查询表来根据辅线电压幅度信号查询三端双向可控硅开关元件Q1的期望定时/相位角，并且针对由辅线过零信号表示的辅线频率来校正。120V驱动信号通过变压器T1开关三端双向可控硅开关元件Q1以提供调节完善的120V功率给备用白炽灯。120V电源114提供调节完善的120V功率，这将延长备用白炽灯的寿命，并且向备用白炽灯提供过电压保护。
来自镇流器控制电路的ELON控制信号开关光隔离器ISO1以根据需要导通和关断供给备用白炽灯的120V功率。为了关断120V功率，光隔离器ISO1将比较器U1以及120V微控制器U3上的主清除引脚的基准电压接地。
图2C示出根据本发明制作的电子镇流器的功率因数校正和低压电源的示意图。功率因数校正电路117接收EMI滤波器的输出电压，并且对提供给辅助低压电源118和灯功率电路的功率升压。
功率因数校正电路117提供高功率因数和低总谐波畸变。功率因数校正电路117相对于电网电压调整供给灯功率电路的干线电压，以减小由于与电网电压无关地保持固定基准电压而将发生的功率损耗。功率因数校正电路117包括变压器T2、开关Q3和二极管D10。电网电压信号Vmains通过电阻器R10以将电网电压信号Vmains提供给镇流器控制电路中的PFC控制电路。PFC控制电路处理电网电压信号Vmains、PFC电流信号Ipfc以及PFC电压信号Vpfc，并且将PFC门信号Gpfc返回给功率因数校正电路117。PFC门信号Gpfc循环开关Q3，从而满足输出电压要求和输入电流要求。在一个实施例中，干线电压Vrail可以针对特定电网电压设为离散值。例如，如果电网电压低于约210-215伏，则干线电压可以设为约400伏。同样地，对于约210到255伏以及约250伏以上的电网电压，干线电压可以分别设为约450伏和约465-480伏。可以使用滞后来防止干线电压在电网功率电压设置点附近的疏忽开关。本领域的技术人员应该理解，可以使用不同电网电压范围和干线电压以适于具体应用。变压器T2还将零电流输入信号ZCin提供给PFC控制电路，以表示变压器T2中的电流何时到达零。变压器T2还通过Vdimm+和Vdimm-提供功率给镇流器控制电路中的调光电路。功率因数校正电路117通过PFC电压信号Vpfc和比例化PFC输出电压信号Vpf提供电压信号给镇流器控制电路。
辅助低压电源118提供功率给镇流器控制电路部件。辅助低压电源118从功率因数校正电路117的输出获得功率，并且使用开关模式电源IC U5产生15伏的低压功率。电压调节器Q5调节来自开关模式电源IC U5的输出。电压调节器Q5的输出通过Vccpfc线提供功率给PFC控制器，并且通过+15线提供功率给其他镇流器控制电路部件。
图3示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的灯功率电路的示意图。灯功率电路130包括电容器组134、谐振半桥136和点火器138。电容器组134充当能量缓冲器。谐振半桥136从EMI滤波器接收功率，并且转换功率以驱动HID灯。点火器138在灯启动期间提供高压给HID灯。
位于功率因数校正电路输出侧的电容器组134包括电解电容器C15和C16。谐振半桥136包括开关Q7、Q9，电感器L4和电容器C17。供给HID灯的功率由电感器L4和电容器C17的阻抗以及开关Q7和Q9分别响应高门信号Hgate和低门信号Lgate而交替开关的频率来控制。高门信号Hgate和低门信号Lgate以及它们各自的地HSource和Lsource由镇流器控制电路提供。
来自谐振半桥136的信号也提供信息给镇流器控制电路。灯功率信号Psense+通过测量电阻器R12两端的电压来提供以表示向谐振半桥136的功率输入。检测灯电流信号Isense+到Isense-通过测量流经与电感器L4和电容器C17串联的变压器T3的电流来提供。HID灯的电压可以通过将灯功率除以灯电流来确定。
点火器138包括DC偏置电路139，可操作地连接到电感器L4和电容器C17的接点；箝位电路137，可操作地连接到电感器L4上的次级绕组、以及电容器C19。结合由DC偏置电路139施加于电容器C17的DC偏置电压，通过电感器L4和电容器C19之间的谐振来生成HID灯的点火电压。谐振是第一谐波共振。
DC偏置电路139包括二极管D12、D14、D16，电容器C21、C23、C25，电阻器R14和二极管D18。在生成点火电压的期间，DC偏置电路139将DC偏置电压提供给电容器C17，以减小开关Q7和Q9中的电流。DC偏置电压的幅度是电感器电压的固定比率。DC偏置电压由电感器L4上的谐振电压控制，该谐振电压由流经电感器L4的电流确定。当变压器T3测量流经电感器L4的电流，并且将检测灯电流信号Isense+到Isense-提供给镇流器控制电路中的镇流器微控制器时，提供反馈回路。镇流器控制电路以供给开关Q7和Q9的Hgate、Lgate、Hsource和Lsource信号控制频率扫描。DC偏置电压根据具体应用可以设在约1kV与2.5kV之间。
还提供了硬件控制/限制电路以控制电感器L4上的电压。硬件控制/限制电路包括线圈L6、二极管D21、电容器C27、电阻器R16以及齐纳二极管D20。流经线圈L6的电流产生由二极管D21整流且由电容器C27滤波的电压，以产生压控振荡器(VCO)反馈信号VCOfb.VCO反馈信号作为反馈控制和限制提供给镇流器控制电路中的压控振荡器(VCO)，从而允许镇流器控制电路控制电感器L4上的电压。在一个实施例中，线圈L6是饱和线圈，以减小二极管D24、D25、D26、D27的开关效应。
箝位电路137包括电感器L4的次级绕组，二极管D24、D25、D26、D27的整流器电桥，电容器C29和二极管D21。如果次级绕组电压变得太高，则箝位电路137导通，从而将电感器L4上的电压限制于电路地之上的干线电压。电感器L4的次级绕组的绕组比率可以用来设置箝位电路137导通的电压。
在另一个实施例中，可以与电容器C19串联来提供响应来自镇流器控制电路的点火信号的点火开关(未示出)。点火开关可以允许镇流器控制电路根据提供给镇流器控制电路的控制信息对HID灯的点火进行正控制。
图4A-4F示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的镇流器控制电路的电路图。图4A示出根据本发明制作的电子镇流器的调光电路的示意图。模拟调光信号是在插口J2由调光电路152接收的手工或自动可调整输入信号。模拟调光信号根据具体应用的要求可以是0-10伏或者其他电压范围。镇流器控制电路150中的调光电路152由正温度系数(PTC)过电流保护器RT2和齐纳二极管D30保护以防止插口J2处的高输入电压。模拟调光信号供给压控振荡器U9，压控振荡器U9将模拟调光信号转换成其频率与模拟调光信号电压成正比的频率调光信号Dimm。频率调光信号Dimm提供给光耦合器ISO1，这将调光电路152输出与微控制器电路相隔离。功率因数校正电路通过Vdimm+和Vdimm-提供功率给调光电路152，其中电压调节器U7提供电压稳定化。
图4B示出根据本发明制作的电子镇流器的镇流器控制电路150中的功率因数校正(PFC)控制电路154的示意图。使用功率因数校正U10，PFC控制电路154处理电网电压信号Vmains、PFC电流信号Ipfc以及来自功率因数校正电路的PFC电压信号Vpfc，并且将PFC门信号Gpfc返回给功率因数校正电路。PFC控制电路154接收零电流输入信号ZCin以表示PFC电路中的变压器的电流何时达到零。
特定电网电压范围的目标干线电压由电阻器R20、R21、R22和R23的电阻器组设置。镇流器微控制器响应电网电压信号Vmains，并且提供电源功率因数电压信号Vpf_3、Vpf_2、Vpf_1和Vpf_0，它们将电阻器组中的各个电阻器通过开关接地。电阻器组提供对应于可能干线电压的不同电压，它们偏置供给功率因数校正U10的PFC电压信号Vpfc。
图4C和4D分别示出根据本发明制作的电子镇流器的微控制器电路和镇流器微控制器细节的示意图。镇流器微控制器U12是电子镇流器和镇流器控制电路的主控制部件。微控制器电路156接收有关整个电子镇流器内的各参数的信息，并且将控制信号提供给各部件。振荡器Y1将典型地约为4MHz的振荡信号提供给镇流器微控制器U12。镇流器微控制器U12从功率调节电路接收5V功率，而功率调节电路从辅助低压电源接收15V功率。EEPROM U14存储提供给镇流器微控制器U12的信息，以将电子镇流器调至适当的功率电平、起动电流和点火电压。
来自调光电路的调光信号Dimm是向微控制器电路156的输入，它引导镇流器微控制器U12以通过调整供给功率调节电路的功率基准信号Pref设置供给HID灯的功率。
Sweep信号是从微控制器电路156到驱动器电路的输出，以在点火期间扫描频率并且产生所需电压。Sweep信号是点火电压信号Vign的函数。Sweep信号还调制稳定状态操作期间的灯电流频率，以提高弧光稳定性。稳定状态操作在转让给与本发明相同的受让人的美国专利申请No.10/043,586中有描述，在此将其引作参考。
功率基准信号Pref是来自镇流器微控制器U12的输出，并且向功率调节电路提供功率基准信号，以将其与经过处理的检测功率信号进行比较以调整HID灯的输出。功率基准信号Pref控制HID灯功率，并且是测量干线电压Vpf和检测功率信号Pwr的函数。功率基准信号Pref也可以是频率调光信号Dimm和来自EEPROM U14的校准常数的函数。SCL和SDA信号将来自EEPROM U14的存储信息如功率电平、起动电流和点火电压传送到镇流器微控制器U12。
电源功率因数电压信号Vpf_3、Vpf_2、Vpf_1和Vpf_0是来自镇流器微控制器U12的输出，从而向PFC控制电路中的电阻器组提供接地以设置目标干线电压。Vpf_3、Vpf_2、Vpf_1和Vpf_0的接地是电网电压Vmains的函数。
Tx和Rx信号使用RS232接口协议通过端口J1提供镇流器微控制器U12与外部于电子镇流器的装置之间的通信。
输入电压信号Vmains是从PFC控制电路154到镇流器微控制器U12的输入，并且表示电网电压电平。输入电压信号Vmains确定镇流器微控制器U12设置电源功率因数电压信号Vpf_3、Vpf_2、Vpf_1和Vpf_0的输出。
比例化PFC输出电压信号Vpf是从功率因数校正电路117到镇流器微控制器U12的输入，并且表示干线电压。
处理功率信号Pwr是从功率调节电路到镇流器微控制器U12的输入，并且表示供给HID灯的功率。除以灯电流信号Isense+之后的处理功率信号Pwr提供HID灯电压。处理功率信号Pwr、比例化PFC输出电压信号Vpf、来自EEPROM U14的校准常数以及调光信号Dimm用来确定控制HID灯功率的功率基准信号Pref。
温度信号Ts是从微控制器电路156的过电流保护器RT3到镇流器微控制器U12的输入，并且表示电子镇流器的温度。温度信号Ts可以由镇流器微控制器U12使用以判定是否应切断电子镇流器以避免破坏镇流器微控制器通过切换切断信号SD来切断电子镇流器。
点火电压信号Vign是从点火器到镇流器微控制器U12的输入，并且表示提供给HID灯以点火的电压。点火电压信号Vign可以由镇流器微控制器U12用来确定扫描信号Sweep的幅度以启动HID灯。
灯电流信号Isense+是从电流调节电路到镇流器微控制器U12的输入，其中电流调节电路从谐振半桥接收信号。灯电流信号Isense+表示供给HID灯的电流，并且用来控制起动电流限制信号Iworm。灯电流信号Isense+还用来计算灯电压，该电压可以用于诸如确定故障情形的功能。
镇流器微控制器U12可以通过将处理功率信号Pwr除以灯电流信号Isense+来确定HID灯的电压。镇流器微控制器U12可以使用处理功率信号aPwr、电流信号Isense+以及算出的HID灯电压来确定功率基准信号Pref的幅度以控制HID灯。功率基准信号Pref也可以是频率调光信号Dimm和来自EEPROM U14的校准常数的函数。
ELON信号是从镇流器微控制器U12到120V电源的输出，并且确定120V电源何时供电给备用白炽灯。每当由供给镇流器微控制器U12的Pwr信号表示的HID灯功率达到预定设置点时，ELON信号关断备用白炽灯。可以使用诸如约50％额定HID灯功率的预定设置点来表示HID灯提供充足光的点。
起动电流限制信号Iworm是从镇流器微控制器U12到驱动器电路的压控振荡器的输出。起动电流限制信号Iworm设置灯电流限制电平，并且在低HID灯电压下需要它来限制起动电流。起动电流限制信号Iworm是表示供给HID灯的电流的灯电流信号Isense+的函数。
反相通电信号-Pwr_On是用于初始化镇流器微控制器U12的加电/复位信号。
切断信号SD是从镇流器微控制器U12到驱动器电路的高端和低端驱动器的输出。切断信号SD在诸如无灯点火、灯电压超出范围、镇流器温度高和电网电压低的故障状态下关断HID灯。
图4E示出根据本发明制作的电子镇流器的功率调节电路158和电流调节电路160的示意图。功率调节电路158将检测灯功率信号与功率基准信号进行比较，以确定传给电流调节电路160的功率误差信号。电流调节电路160使用功率误差信号和检测灯电流以确定传给驱动器电路162的总误差信号。
功率调节电路158包括运算放大器U16和U17。运算放大器U16接收表示通过谐振半桥的开关Q9的功率的灯功率信号Psense+(参见图3)。运算放大器U16调节和限制灯功率信号以产生处理功率信号Pwr，该信号提供给运算放大器U17以及微控制器电路。运算放大器U17将处理功率信号Pwr与来自微控制器电路的功率基准信号Pref进行比较以产生提供给电流调节电路160的功率误差信号Perr。功率调节电路158还包括电压调节器U21以供电给微控制器电路。
电流调节电路160包括运算放大器U18和U19。运算放大器U18将功率误差信号Perr与来自谐振半桥的检测灯电流信号Isense+进行比较以产生提供给运算放大器U19的功率/电流误差信号PIerr。运算放大器U19调节和限制功率/电流误差信号PIerr，并且产生提供给驱动器电路的总误差信号Err。
从微控制器电路到运算放大器U19的扫描信号Sweep在点火期间扫描频率并且产生所需电压，并且在稳定状态操作期间调制灯电流频率以提高弧光稳定性。稳定状态操作在转让给与本发明相同的受让人的美国专利申请No.10/043,586中有描述，在此将其引作参考。
图4F示出根据本发明制作的电子镇流器的驱动器电路162的示意图。驱动器电路162从电流调节电路接收总误差信号Err来表示要提供给HID灯的期望功率，并且将高门信号Hgate和低门信号Lgate提供给谐振半桥以控制供给HID灯的功率。
驱动器电路162包括压控振荡器(VCO)U24，驱动器门U26、U27、U28、U29、U30以及高端和低端驱动器U32。VCO U24从电流调节电路接收总误差信号Err，并且提供与总误差信号Err的电压成正比的时钟控制VCO输出信号VCOUT。如果需要，来自微控制器电路的起动电流限制信号1worm或运行切断信号SD可以切断VCO U24以关断HID灯。
这些驱动器门接收VCO输出信号VCOUT，该信号经三个驱动器门U26、U27、U28产生高输入信号Hin，并且经两个驱动器门U29和U30产生低输入信号Lin。采用奇数个数的驱动器门以产生高输入信号Hin和采用偶数个数的驱动器门以产生低输入信号Lin导致高输入信号Hin和低输入信号Lin具有相反的极性，其中这两个信号之间存在死区时间。
高端和低端驱动器U32调节来自驱动器门的高输入信号Hin和低输入信号Lin，并且将高门信号Hgate和低门信号Lgate提供给谐振半桥。如果需要，来自微控制器电路的运行切断信号SD可以切断VCOU24以关断HID灯。
图5示出根据本发明制作的带低压输出的电子镇流器的低压输出电路的方框图。来自高压电源200的高压功率降至较低电压以供电给诸如备用白炽灯的辅助低压负载220。如果用来为备用白炽灯供电，则低压输出电路可以响应HID灯功率以根据需要导通和关断备用白炽灯。在其他实施例中，低压输出218可以用来供电给其他部件或电路如绝缘检测器。
在本例中，高压电源200提供等同于电网电压的约200-277伏。本领域的技术人员应该理解，高压电源200可以是电子镇流器中期望降压至用于具体应用的较低电压的任何电源，包括电网电压电源。低压输出218的电压可以通过对低压微控制器214进行编程以提供特定辅助低压负载220所需的特定电压例如用于备用白炽灯的约120伏来确定。
HID灯系统的备用照明经常是需要的，因为HID灯在对HID灯加电之后约一秒内发生的预热阶段期间具有低光输出。另外，HID灯在被关断之后需要冷却，典型地在约5到15分钟内不可用。当HID灯未点燃或者以低亮度级点燃时，备用白炽灯提供照明。备用白炽灯根据需要可以是卤素灯或任何其他120V灯。
高压电源200通过开关216提供低压输出218到低压负载220。开关216可以是三端双向可控硅开关元件如图2B的三端双向可控硅开关元件Q1或者其他开关如高功率开关晶体管或闸流晶体管。示例性三端双向可控硅开关元件是由Phillips Semiconductors制造的BTA216和BT136。参照图5，供给低压负载220的低压输出218响应来自低压微控制器214的低压驱动信号240通过开关216的开关来确定。低压微控制器214使用高压电源200的电压和频率以确定低压驱动信号240。来自高压电源200的高压(HV)电压幅度信号230表示供给低压微控制器214的高压电源200的电压。HV过零信号238表示高压电源200的频率。本领域的技术人员应该理解，高压电源200的电压和频率可以采用多个其他方法来确定，例如电阻分压器、电容电路和电容分压器。
为了产生HV过零信号228，高压电源200提供高压功率234给整流器206，整流器206将高压功率234转换成HV电压信号236。比较器212将基准电压信号208与HV电压信号236进行比较以产生代表高压电源200的频率的HV过零信号238。低压微控制器214采用预编程查询表来根据HV电压幅度信号230查询开关216的期望定时/相位角，并且针对由HV过零信号238表示的高压电源200的频率来校正。查询表中的值可以通过计算和实验来确定，并且可以解决系统中的非线性。
低压微控制器214可以响应开关信号232以导通和关断低压输出218。镇流器信号204可以提供给镇流器微控制器206以产生开关信号232。镇流器信号204可以根据低压输出电路的具体应用表示镇流器内部或外部的多个参数。镇流器微控制器206可以对照预定设置点或电子镇流器参数测量镇流器信号204以确定开关信号232的期望状态。低压微控制器214可以响应开关信号232以根据需要导通和关断低压驱动信号240。本领域的技术人员应该理解，可以使用多个采用微控制器的开关电路、晶体管、机械开关及其组合来提供开关信号232。
在一个本实施例中，低压输出电路用来供电给作为低压负载220的备用白炽灯，其中镇流器信号204是HID灯功率信号而开关信号232是ELON控制信号。参见图2B。低压输出电路可以响应HID灯功率信号以根据需要导通和关断备用白炽灯。HID灯功率信号表示HID灯功率。HID灯功率信号提供给镇流器微控制器206，镇流器微控制器206将HID灯功率信号与预定HID灯功率设置点如约50％额定HID灯功率进行比较以判定是否应导通或关断备用白炽灯。如果HID灯功率高于预定HID灯功率设置点，则镇流器微控制器206设置ELON控制信号以便低压微控制器214关断供给开关216的低压驱动信号240，从而关断备用白炽灯。如果HID灯功率低于预定HID灯功率设置点，则镇流器微控制器206设置ELON控制信号以便低压微控制器214导通供给开关216的低压驱动信号240，从而导通备用白炽灯。
值得注意的是，图1-5示出了本发明的特定应用和实施例，并且不旨在限制本公开内容或者在其中提供的权利要求的范围。当阅读说明书和查阅其附图时，本领域的技术人员应该立即清楚本发明的各种其他实施例是可能的，并且这些实施例也落在本发明的范围内。
尽管在此公开的本发明实施例目前被认为是优选的，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改和变更。本发明的范围在所附权利要求中限定，并且在等价物的含义和范围内的所有变更旨在包括在其中。
权利要求
1.一种用于电子镇流器的低压输出电路，包括高压电源(200)，所述高压电源(200)产生具有一个电压和一个频率的高压功率(234)；低压微控制器(214)，所述低压微控制器(214)响应所述高压功率(234)的电压和频率，并且产生低压驱动信号(240)；以及开关(216)，所述开关(216)可操作地连接到所述高压电源(200)，并且响应所述低压驱动信号(240)。
2.如权利要求1所述的低压输出电路，其中，所述高压电源(200)是电网电压(120)电源。
3.如权利要求1所述的低压输出电路，其中，所述低压微控制器(214)响应开关信号(232)。
4.如权利要求3所述的低压输出电路，还包括镇流器微控制器(206)，所述镇流器微控制器(206)响应镇流器信号(204)并且产生所述开关信号(232)。
5.如权利要求4所述的低压输出电路，其中，所述镇流器信号(204)是HID灯功率信号，并且当该HID灯功率信号达到预定设置点时，所述镇流器微控制器(206)切换开关信号(232)。
6.如权利要求5所述的低压输出电路，其中，所述预定设置点为约50％额定HID灯功率。
7.如权利要求1所述的低压输出电路，其中，所述开关(216)提供低压输出(218)到白炽灯(116)。
8.如权利要求1所述的低压输出电路，其中，所述开关(216)是三端双向可控硅开关元件。
9.一种产生电子镇流器的低压输出的方法，包括提供高压电源(200)，所述高压电源(200)产生高压功率(234)；确定该高压功率(234)的电压；确定该高压功率(234)的频率；根据所述电压和所述频率确定低压驱动信号(240)；以及响应该低压驱动信号(240)切换可操作地耦合于所述高压电源(200)的开关(216)。
10.如权利要求9所述的方法，其中，确定所述高压功率(234)的频率包括对所述高压功率(234)整流以产生高压(HV)电压信号(236)；将该高压电压信号(236)与基准电压信号(208)进行比较以产生表示频率的高压过零信号(238)。
11.如权利要求9所述的方法，其中，根据所述电压和所述频率确定低压驱动信号(240)还包括提供具有查询表的低压微控制器(214)；以及在该查询表上查询对应于所述电压和所述频率的低压驱动信号(240)。
12.如权利要求9所述的方法，还包括响应开关信号(232)切换所述低压驱动信号(240)。
13.如权利要求12所述的方法，还包括提供镇流器微控制器(206)，所述镇流器微控制器(206)响应镇流器信号(204)产生所述开关信号(232)。
14.如权利要求9所述的方法，还包括将低压输出(218)从开关(216)提供到白炽灯(116)。
15.如权利要求14所述的方法，还包括确定供给HID灯的功率；以及当供给HID灯的功率超过预定功率时，关断白炽灯(116)。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述预定功率为约50％额定HID灯功率。
17.一种产生电子镇流器的低压输出的系统，包括用于提供高压功率(234)的装置；用于确定该高压功率(234)的电压的装置；用于确定该高压功率(234)的频率的装置；用于根据所述电压和所述频率确定低压驱动信号(240)的装置；以及可操作地耦合于所述高压功率提供装置的开关装置，所述开关装置响应所述低压驱动信号(240)。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述频率确定装置还包括用于对所述高压功率(234)整流以产生高压电压信号(236)的装置；用于将该高压电压信号(236)与基准电压信号(208)进行比较以产生表示所述频率的高压过零信号(238)的装置。
19.如权利要求17所述的系统，其中，所述低压驱动信号(240)确定装置还包括用于存储查询表的装置；以及用于从该查询表查询对应于所述电压和所述频率的低压驱动信号(240)的装置。
20.如权利要求17所述的系统，还包括用于切换所述低压驱动信号(240)装置，所述低压驱动信号(240)切换装置响应开关信号(232)。
21.如权利要求17所述的系统，还包括可操作地连接到所述开关装置的备用照明装置。
22.如权利要求17所述的系统，还包括用于确定供给HID灯的功率的装置；以及用于当供给该HID灯的功率超过预定功率时关断所述备用照明装置的装置。
全文摘要
本发明提供了一种带低压输出的高频电子镇流器，包括高压电源(200)，以某一电压和频率产生高压功率(234)；低压微控制器(214)，响应高压功率(234)的电压和频率，并且产生低压驱动信号(240)；以及开关(216)，可操作地连接到高压电源(200)，并且响应低压驱动信号(240)。开关(216)的低压输出可以用来驱动辅助低压负载(200)如备用白炽灯(116)。低压输出可以响应HID灯功率，从而当HID灯不提供照明时使备用白炽灯(116)通电。
文档编号H05B41/282GK1606767SQ02825478
公开日2005年4月13日 申请日期2002年12月19日 优先权日2001年12月21日
发明者O·J·德尔洛, J·霍兰德, D·奥洛夫 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司, 美特罗照明灯有限公司