专利名称：反用换流器电压补充线路及其补充方法
技术领域：
本发明是有关金属灯或汞灯之类的高压放电灯的反用换流器电压 补充线路及其补充方法的发明。特别是，在放电灯的点灯初期，给放 电灯连接高电压，以此不让电流流过的反用换流器电压补充线路及其 补充方法相关的发明。
背景技术：
最近，考虑到节约能源，开发出各种高效能光源，因此迫切要求 开发一种低耗电的放电灯。但是放电灯是利用放电现象把电能转换为 光能，由于其在点灯时出现负电阻，因此需要点灯控制线路。
图1是现有晶体管反用换流器方式的放电灯的点灯设备线路图。参照上述图1，随着开关sw的短路，直流电源电压v通过其开关SW及感应器线團L施加到放电灯LP,使其点灯。这时，直流电源 电压V的电流波形如图2的(a)所示，二极管D和放电灯LP的电流波 形分别如图2的(b)和图2的(c)所示。但这样的现有设备在放电灯LP放电开始的初期状态，几秒内引发 不稳定放电后，转换为稳定状态，并在此过程中放电灯LP的等效电阻 值较正常高电压放电状态剧减1/10左右。上述放电灯LP降低的等效电阻值在其管内电压变为正常高电压 状态过程中，逐渐上升。因此，当上述放电灯LP的等效电阻值降低时， 如果采用与正常高电压放电时相同的方式连接电压，控制放电灯LP的
开/关，就有可能产生正常放电状态IO倍左右的过电流流入放电灯LP 从而导致损坏放电灯LP及其周边线路的问题。因此，在放电开始的初期状态，为使其输出非常大的电压，只能 减少负载的电流量。但如上述那样，具有这样的问题，即电压上升时， 工作频率(operating frequency)也同时上升，作为高负栽起作用。发明内容本发明的目的在于，提供一种反用换流器电压补充线路及其补充 方法，在^L电灯的^t电开始的初期状态， 一定时间内连接高电压，过 电流不会流入放电灯，从而保护上述放电灯及其周边线路，并使放电 灯能够始终稳定放电。根据本发明技术思想的反用换流器电压补充线路包括放电灯； 为放电灯提供驱动电源的电源供应部；控制放电灯动作的微处理器； 在放电灯的放电开始初期状态，维持一定时间的关闭状态，之后转换 为开启状态的开关；把电源供应部提供的直流电源转换为交流电源的 反用换流器；在开关维持开启状态的时间内，使一定电压连接反用换 流器，过滤过大状态以上电压的稳压二极管。此外，本发明的反用换流器电压补充方法包括以下步骤微处理 器输出复位输入的步骤；在复位输入输出后，把开关维持一定设置时 间的关闭状态的步骤；经过一定的设置时间，开关转换为开启状态的 步骤。另外，还还包括以下步骤微处理器输出复位输入的步骤；根据 复位输入的输出，从电源供应部向反用换流器连接电压的步骤； 一定 设置时间过后，输入给反用换流器的电压减少一定比率连接的步骤。
本发明的反用换流器电压补充线路及其补充方法在放电灯的放电 开始初期状态，当其^t电灯管内电压上升时，也不会流入比正常高电 压放电时高的过电流，因此，具有可以保护其》丈电灯及其周边线路的 效果。附困说明图1是现有晶体管反用换流器方式的放电灯的点灯设备线路图。图2是图l动作关系的电流波形图。图3是根据本发明技术思想的放电灯的结构图。图4是根据本发明技术思想的给反用换流器连接电压的示意图。图5是根据本发明技术思想的反用换流器电压补充线路的驱动过 程的流程图。<附图主要部分符号说明〉100:电源供应部130:开关160:双向晶体管190:微处理器110: 二极管 150:稳压二极管 180:反用换流器 200:放电灯具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。本发明不局限 于下面说明的实施例，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思
想的范围内，对本发明的构成进行附加、限制、删除、追加等操作。图3是根据本发明技术思想的放电灯的结构图。参照图3，电源供应部100提供放电灯200动作所需的电源，上述 电源通过针对电源整流的二极管IIO提供到反用换流器180和微处理 器190。二极管110是具有整流性的二端子固定部件的总称。在真空管时 代，二极管是指二极真空管，但现在一般是指半导体二极管。整流性 是指根据流入二端子的电压方向，区分使电流顺利流通的顺方向和几 乎不流电流的逆方向的特点。二极管的整流性已不仅局限于整流作用，还应用于多方面。人们 很早便知道把金属与半导体接触会出现整流性，硒整流器、氧化亚铜 整流器实现了实用化，也应用于无线电波的检波用矿石检波器。通过二极管110提供给反用换流器180的电源可以在开关130处 分流，开关130只在根据微处理器190的控制信号设置的时间以内， 做出动作。比如，若设置时间为2秒，则开启放电灯200的电源2秒后，开 关130动作为关闭状态。经过上述2秒后，开关BO转换为开启(ON) 状态，通过电源供应部IOO传输的电流通过稳压二极管150流出。一般来说，二极管是反方向连接电压时其电阻较大，并几乎不会 流电流，但电压若增大到一定程度，则会出现电流剧增的情况。这一 电流的剧增是一种破坏性现象，可以分成被称为稳压效果的电子隧道 电流可恢复的现象和被称为泛滥(avalanche)效果的电子雪崩导致的现象。稳压二极管150是半导体p-n结合二极管之一，利用稳压恢复现象， 取得一定电压的元件。在硅的p-n结合，约以10mA电流动作，才艮据其 品种，取得3-12V的定额电压。作为定额电压直流电源内的标准电压元件、在电子线路内，移动 一定值电位的元件、替代标准电的电压标准器等使用。若晶体管线路 使用定额电压二极管，就可以在5-100V范围内维持几乎一定值的线路电压。假设上述电源供应部IOO提供的电源电压为12V，当稳压二极管 150和接地两端连接的电压超过12V时，把超过部份的电压转移给双 向晶体管160方向，从而可以维持输入到反用换流器180的电压。与开关130 —端连接的反用换流器(inverter) 180是把直流电转换 为交流电的装置(逆变换装置)。至今主要使用了闸流管、泵整流器， 但除了直流传输之类的大容量高电压线路以外的 一般反用换流器大部 份替换为半导体闸流管。反用换流器根据动作方式分类可分为主动式和被动式。主动式是 根据线路自身的进相装置(通过装置)转换流向，不会从外部接收无 效电力补充，线路方式有串联型和并联型。被动式是从外部接收无效 电力补充。线路上有单相和多相整流线路直接形成反用换流器。稳压二极管150的一侧连接电阻140，另一侧连接双向晶体管160 的集电极。双向晶体管160的基极与微处理器190连接，从微处理器 190流出的电流与通过稳压二极管150的电流会合，通过双向晶体管 160的发射极，流入接地。
双向晶体管160的发射极一侧连接用于检测过电流的电阻170，若 检测到流经电阻170的电流比正常高电压;^文电时的最高电流值更高， 就使电源供应部100提供的输出信号流入接地。双向晶体管160是利用半导体的导电作用的扩大振幅用元件。1948 年，美国贝尔电话研究所的W'H'布拉顿、J'巴登、W'肖克利发现，若 把细的导体线接触半导体格子结构的试验片，就表现出电子信号的扩 大振幅作用，把它命名为晶体管。这成为取代真空管的晶体管的&出。 因晶体管本身属于小型元件，因此使用这类晶体管的机器与使用真空 管的机器相比具有以下特点小型化，轻便，耗电量低，以及方便。 初期，杂音和频率特性也不理想，并且扩大振幅程度也不够充分，但 现在已得到很多方面的改进，因此，除了驱动较大电力等特殊情况以 外，上述晶体管顶替真空管使用。双向晶体管160的基极一侧连接微处理器l卯。微处理器190包括 算术逻辑单元和控制单元，其中算术逻辑单元承担比较、判断和计算，控制单元承担指令的解释和运行。算术逻辑单元(ALU)包括加法器、 累加寄存器以及寄存器，其中加法器进行各种加法运算并运行其结果， 累加寄存器临时储存计算和逻辑算术结果，寄存器是中央处理设备上 的一种临时记忆设备。控制单元包括程序计数器，指令寄存器以及指令译码器，其中程 序计数器控制程序运行顺序，指令寄存器临时记忆现在运行中的指令 内容，指令解码器将指令寄存器中的指令进行译码，翻译成相应的控 制信号并传输给要运行的设备。微处理器190的一端连接放电灯200。放电灯200是利用气体或蒸汽中的放电产生光的光源。放电方式有电弧放电、辉光放电和把荧光 物涂覆在低压泵灯的管内等方式。利用电弧放电的有碳弧灯、钠灯、汞弧灯等。碳弧灯是在空气中， 碳电极之间引发电弧放电，使电极部份达到高温，并把这一部份的发 光作为光源。钠灯是利用钠蒸汽中的电弧放电产生发光的方式，发出 黄色光，用于高速公路和一般公路等的照明。汞弧灯是利用泵蒸汽中 的电弧放电导致发光的方式，有低压和高压及超高压等泵灯。低压是指蒸汽压为0.01-0.1气压，高压是指1气压-几个气压，超高压是指10气压以上。低压泵灯的例有杀菌灯。高压泵灯简单地说是泵灯，用于 公园和庭园及公路等的照明用灯，超高压泵灯用于工厂照明和放映用 的光源、拔造灯等。利用辉光放电发光的有霓虹灯。根据管内放入的气体种类，发光 的颜色也不同，红色是放入氖气，蓝色是放入泵和氩混合的气体，白 色是放入氦气体，紫色是》认氩气体。这一放电灯属于冷阴极放电灯， 发光是根据正柱区进行。利用阴极辉光发光的有氖灯。这灯发出带有 黄色的红色光线。因属于小型，并且其耗电量低，用于夜灯、指示灯、 验电器等。把荧光物涂抹在低压泵灯管内的是称为荧光放电灯，或简称为荧 光灯，主要用于普通照明。这些各种放电灯的共同点是放电的特性属 于阴性，即，具有随着电流的增加，即使放电所需的电压较小也能放 电的特点。若放电灯没有与电阻或感应器串联连接，则其不能进行稳 定放电。图4是根据本发明技术思想连接反用换流器电压的示意图。
参照上述图4，开关130维持关闭状态时，若从微处理器190得到 复位输入信号，就在收到复位信号约2秒后，转换为开启状态。开关130状态的转换使电源供应部100和稳压二极管150形成连 接，电源供应部IOO传输的部份电压通过稳压二极管150。详细地说， 微处理器190的复位输入连接的瞬间，开关130将维持关闭状态，电 源供应部100输出的电压直接输入到反用换流器180。从电源供应部 IOO输入到反用换流器180的电压在正常状态下，具有比传输给放电灯 200的电压约高出10-15%的值。比如，若正常状态下传输给放电灯200 的电压为12V，约有13.2-13.8V左右的电压输入到反用换流器180。若微处理器190产生复位信号后约过2秒，开关130就转换为开 启状态，因此电源供应部100提供的12V以上的电压通过稳压二极管 150传输给双向晶体管160。即，通过上述电压分配，传输给反用换流 器180的电压在正常状态下，调整为反用换流器180驱动所需的电压。图5是根据本发明技术思想的反用换流器电压补充线路的驱动过 程的流程图。参照图5，根据放电灯的电源动作状态，决定反用换流器180的电 压补充线路的驱动过程(SIOO)。若放电灯的电源开启，在设置的一定 时间内，开关130维持关闭状态(SllO)。相反，若放电灯的电源维持 关闭状态，将终止。若放电灯的电源维持开启状态，设置的一定时间以内，开关130 维持关闭状态，就根据上述设置时间的经过与否，开关130的动作状 态发生变化(S120)。若没有经过上述设置的一定时间，开关130维持关闭状态，将等
待设置时间的通过。相反，若经过了上述设置时间，开关130的状态 就转换为开启状态(S130)。放电灯做出动作的时间以内，开关130维持开启状态，并根据放 电灯电源关闭与否，决定其状态(S140)。放电灯电源维持开启状态的 时间以内，开关130也将维持开启状态，若放电灯的电源关闭，上述 过程就终止。
权利要求
1、一种反用换流器电压补充线路，包括放电灯；为放电灯提供驱动电源的电源供应部；控制放电灯动作的微处理器；在放电灯的放电开始的初期状态，维持一定时间的关闭状态，之后转换为开启状态的开关；把电源供应部提供的直流电源转换为交流电源的反用换流器；和在开关维持开启状态的时间内，使一定电压连接反用换流器，过滤过大状态以上电压的稳压二极管。
2、 如权利要求1所述的反用换流器电压补充线路，其特征在于， 所述开关根据樣￡处理器的控制信号做出动作。
3、 如权利要求1所述的反用换流器电压补充线路，其特征在于， 所述开关从关闭状态转换为开启状态的一定的设置时间为2秒。
4、 如权利要求1所述的反用换流器电压补充线路，其特征在于， 所述设置时间以内，连接反用换流器的电源电压的值在正常状态下， 比传输给;^文电灯的电压高10-15%。
5、 如权利要求1所述的反用换流器电压补充线路，其特征在于， 所述开关和稳压二极管形成在电源供应部和反用换流器之间。
6、 一种反用换流器电压补充方法，包括以下步骤 微处理器输出复位输入的步骤；复位输入输出后，开关维持一定设置时间的关闭状态的步骤； 经过一定设置时间后，开关转换为开启状态的步骤。
7、 如权利要求6所述的反用换流器电压补充方法，其特征在于， 所述一定的设置时间为2秒。
8、 一种反用换流器电压补充方法，包括以下步骤 微处理器输出复位输入的步骤；根据复位输入的输出，从电源供应部向反用换流器连接电压的步骤；一定设置时间过后，输入给反用换流器的电压减少一定比率连接 的步骤。
9、 如权利要求8所述的反用换流器电压补充方法，其特征在于， 所述一定的设置时间为2秒。
10、 如权利要求8所述的反用换流器电压补充方法，其特征在于， 一定设置时间过后，输入到反用换流器的电压比微处理器输入给复位 输入的输出时连接的电压减少10-15%。
全文摘要
根据本发明技术思想的反用换流器电压补充线路包括放电灯；为放电灯提供驱动电源的电源供应部；控制放电灯动作的微处理器；在放电灯的放电开始初期状态，维持一定时间的关闭状态，之后转换为开启状态的开关；把电源供应部提供的直流电源转换为交流电源的反用换流器；在开关维持开启状态的时间内，使一定的电压连接反用换流器，过滤过大状态以上电压的稳压二极管。本发明的反用换流器电压补充线路在放电灯的放电开始初期状态，其放电灯管内电压上升时，也不会流比以正常高电压放电时高的过电流，因此，具有可以保护其放电灯及其周边线路的效果。
文档编号H05B41/14GK101150906SQ20061009633
公开日2008年3月26日 申请日期2006年9月20日 优先权日2006年9月20日
发明者李柱秉 申请人:南京Lg同创彩色显示系统有限责任公司