专利名称：荧光灯的亮度控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制荧光灯亮度的改进方法和用于操作该方法的设备。
背景技术：
交流主电源供电的电灯的亮度的控制需要控制供应到照明光源的能 量。照明光源是热灯丝的白炽灯表现为纯粹的电阻负载，从而能够通过控 制供应到灯的能量来容易地获得亮度控制。通常地，这是通过使用所谓的调光开关(dimmer switches)来实现的，在调光开关中，电源正弦波的每 个周期的一部分被前沿或后沿抑制。荧光灯具有比白炽灯相当大的照明效率。光源是灯管中的气体或蒸 气，通过通电流来激发该气体或蒸气。激发的气体发射射线，该射线使覆 盖灯管内部的荧光发射可见光。光源供电装置包括热灯丝激发系统和限制 流过光源的电流的镇流器(通常是电感器)，光源不表现为电阻负载。发明内容荧光灯的亮度的控制是可能的，但是通常需要复杂的电路和到灯镇流 器的额外导线。本发明提供一种用于荧光灯的镇流系统，其允许使用标准 串联调光开关。本发明还提供用于荧光灯亮度控制的镇流系统，其允许使 用标准串联开关。该镇流系统可与荧光灯管保持器成一体，即所谓的一体 的紧凑型荧光灯(iCFLs)，或作为被包含在独立单元中的模块，灯管插入 该独立单元中。后一种形式是优选的，因为镇流系统的潜在寿命远大于灯 管的寿命。根据本发明，提供一种根据低频交流主电源来控制荧光灯的亮度的方 法，其中灯具有相关的、提供更高频电源的镇流器，其特征在于，镇流器
包括微处理器，该微处理器控制通过镇流器供应到灯的电力的频率，通过 启动供应到灯的频率的周期变化和当达到期望亮度时结束该周期变化，使 电力的频率根据操作员的期望变化。
在一实施例中，本发明提供一种根据使用开关的交流主电源来控制荧 光灯的亮度的方法，通过启动供应到灯的周期可变频率(镇流器中内部地 产生的但由开关启动的)，然后当达到期望亮度时结束该周期变化，或者
通过利用外部信号(例如传给集成在镇流器中的IR传感器的红外信号或 传给集成在镇流器中的无线电接收器的无线电频率信号)，来使供应到灯 的电力的频率根据操作员的期望变化。
在优选方式中，该方法需要由每个周期的抑制部分、或IR或RF 发射器、或标准开/闭串联开关的启动得出的控制信号；适用于提供与每 个周期抑制的量、或IR或RF信号的持续时间、或开关一启动周期的持续 时间相关的可变频率信号的处理装置；给灯丝供电的可变频率电源；和紧 凑型荧光灯的阴极。
为了能够清楚地理解本发明，将通过结合附图来说明本发明，附图以 框图形式显示主要电路元件。根据电力抑制调光开关的控制包括最多的电 路元件，因此先说明。
图l是显示本发明的主要电路元件的框图。
具体实施例方式
在根据串联调光开关的控制中，通常是110或230伏、频率在50 — 60 赫兹的交流电源l与周期抑制调光器(cycle su卯ression dimmer) 2串联 连接到镇流系统的输入端3和4，镇流系统(ballast system)连接到荧光灯5。
镇流系统的第一个元件是桥式整流器6，其给功率因数校正单元7和有 源负载电路(active load circuit) 8供应单极脉冲电压。桥式整流器6的输出 也给低等级和稳定电源(未图示)供电，低等级和稳定电源(reduced level and stabilized supply)给微处理器控制电路9供电。
功率因数校正单元7也向可变频率电源11提供增高的直流电压供应
(boosted direct voltage supply)。电源l 1给灯5的灯丝12和13提供电力。当 具有足以使这些电极之间放电的电压的高频电源(例如25 — 100kHz)供电 时，灯丝12和13也形成灯5的阴极。电源11具有控制输入14，其控制在灯5 中提供放电的电力的频率。
有源负载电路8接收来自桥式整流器6的脉冲源波形，并且在一实施例 中提供与波形的抑制角度成比例的信号15。优选地，该比例性是以时域输 出表示的一系列可变持续脉冲。
来自电路8的输出15被传到与辅助电路元件结合的控制电路9，并被转 换成频率信号，该频率信号的频率被设计成与谐振电路(谐振电路与灯串 联)相互作用，从而该电路的阻抗允许通过灯的电极间的特定电流产生已 通过调光器2提供的照明等级，该调光器2可与白炽灯连接。
无论主电源如何，为了保持稳定亮度，通过灯的电流被监控，并且电 源镇流供应频率电路9按照程序变化，以便产生灯管的已知特性的期望亮 度。
响应外部激励，微处理器控制电路9单独或与辅助电路元件结合产生 周期可变频率(a cycle of variable frequency)。这可由与50或60Hz周期的 主电源的定时打开/定时关闭对应的调光开关的输入提供，该50或60Hz周 期的主电源由微处理器提供的脉冲宽度的周期变化启动或由微处理器控 制电路9提供的频率的周期变化启动，随后可变频率的周期被分立电路元 件或设立在荧光灯电子镇流"驱动芯片"内部的元件转换成周期频率。可 选地，微处理器通过响应激励，该周期频率在微处理器内产生，前述激励 为a)通过关闭开关电力的瞬时断路，然后按普通开关打开，当达到期望 亮度时再次关闭开关，或b)来自集成在镇流系统中的IR探测器的IR信号， 或c)来自集成在镇流系统中的接收器的RF信号。
当本发明与传统照明电路的开/闭开关结合使用时，电路就变得更简 单。在调光开关切断电力的期间，功率因数校正单元7不需要持续使电力 加热灯丝或保持到电极的电压。有源负载电路(active load circuit) 8也不 需要改变从调光开关流出的电力的定时打开到定时关闭的周期。当开关打 开时，幵/闭开关电力恒定地流动。控制电路9可代替这些元件而适用于响 应不同信号来改变控制频率14。
在没有发射的IR或RF信号、仅有开关系统的情况下，控制电路9 可被感应产生频率14的周期变化，例如通过快速地关闭灯开关来瞬间地 切断到电路的电流，并再次打开。这导致灯亮度的周期性循环，操作员通 过再次切断电力可以将灯停止在期望的亮度。随后打开电力将导致先前确 定的频率14被提供给可变频率电源11。可选地，频率14的周期性循环可 被装入微处理器控制电路9的IR或RF探测器的输出激励感应起。利用 IR或RP发射器，IR或RF探测器可被布置成将激励物(stimulus)装入 微处理器控制电路9。发射器的信号的停止将导致来自控制电路9的频率 14的变化的停止，使得灯产生恒定亮度，并保留在期望的亮度等级。
控制本发明的紧凑型荧光灯的亮度的方法允许灯的亮度在整个大范 围内被控制，而不会对己有的包括调光器和开关的照明电路有任何改变。 在一个优选实施例中，荧光灯管可拆卸地安装到形成为灯座的一部分的镇 流单元(balkstimit)。镇流单元也包括传统供电连接，例如接合销钉插接 (bayonet)或ES座(ESbase)。通过这种方式，紧凑型荧光灯可经济地 安装到现有照明电路上并如需地放置。
本发明的原理可应用到紧凑型荧光灯和普通的荧光灯。
权利要求
1.一种根据低频交流主电源控制荧光灯的亮度的方法，其中，荧光灯具有相关的、提供更高频电源的镇流器，其特征在于，镇流器包括微处理器，该微处理器控制通过镇流器供应到荧光灯的电力的频率，通过启动提供给荧光灯的频率的周期变化和当达到期望亮度时结束该周期变化，使电力的频率根据操作员的期望变化。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，频率的周期变化由与主电源 串联的控制开关的操作启动。
3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，控制开关是开/闭开关，频率 的周期变化由控制开关的瞬间操作启动。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，控制开关是抑制主电源的每 个周期的一部分的调光开关，频率的变化是由控制开关启动的。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，频率的周期变化是由微处理 器接收的外部发射信号启动的。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，外部发射信号是引导向镇流 器中的IR传感器的红外信号。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，外部发射信号是引导向集成 在镇流器中的无线电接收器的无线电频率信号。
8. 如前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，荧光灯管可拆 卸地安装到形成灯座的一部分的镇流单元。
9. 一种用于权利要求1一8中的方法的荧光灯镇流器，该镇流器包括微处理器，该微处理器控制通过镇流器供应到荧光灯的电力的频率，通过 启动供应到荧光灯的频率的周期变化和当达到期望亮度时结束该周期变 化，使电力的频率根据操作员的期望变化。
全文摘要
一种根据低频交流主电源来控制荧光灯的亮度的方法，其中灯具有相关的、提供更高频电源的镇流器，镇流器包括微处理器，该微处理器控制通过镇流器供应到灯的电力的频率，通过启动供应到灯的频率的周期变化和当达到期望亮度时结束该周期变化，使电力的频率根据操作员的期望变化。频率的周期变化由与主电源串联的控制开关(例如开/闭开关)的操作启动。频率的周期变化由控制开光的瞬间操作启动。在一可选实施例中，控制开关是抑制主电源的每个周期的一部分的调光开关，频率的变化是由控制开关启动的。在进一步的实施例中，频率的周期变化是由微处理器接收的外部发射信号启动的，例如引导向镇流器中的IR传感器的红外信号或引导向集成在镇流器中的无线电接收器的无线电频率信号。荧光灯管可拆卸地安装到形成灯座的一部分的镇流单元。还提供一种用于所述方法的荧光灯镇流器，该镇流器包括微处理器，该微处理器控制通过镇流器供应到灯的电力的频率，通过启动供应到灯的频率的周期变化和当达到期望亮度时结束该周期变化，使电力的频率根据操作员的期望变化。
文档编号H05B41/39GK101167411SQ200680014064
公开日2008年4月23日 申请日期2006年4月19日 优先权日2005年4月25日
发明者安东尼·詹姆士·道尔, 安德烈·普斯柯 申请人:安东尼·詹姆士·道尔;安德烈·普斯柯