卤素灯的电源的制作方法

专利名称：卤素灯的电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对灯供电的电路这一总主题。更特别地，本发明涉及用 于对需要低灯丝电压的卣素灯供电的电路。
背景技术：
与通过典型交流(AC)电源(例如，120伏或更高)激励灯丝的卣素灯 相比，包括低电压灯丝(例如，以50伏或更低的灯丝电压工作的灯丝)的 囟素灯提供了显著的优点。低电压卣素灯以较大的电流并在较高的温度工 作，且提供了具有相对于更高电压囟素灯提供的色谱更优选的色谱的可见 光。此外，低电压卣素灯的灯丝具有更大的横截面面积和更短的长度，这样 使该灯持续时间更长。从光学上说，低电压卣素灯的灯丝更接近理想点光源， 因为(与具有更长的长度的灯丝相比)低电压面素灯利用灯内的反射器 (reflector)提供了改进的聚焦(focus)。因此，包括低电压灯丝的卣素灯提 供了令人非常满意的照明.低电压卣素灯不能直接连接到传统的AC电源上。因为AC电源的电压 远高于灯丝/灯的额定电压，所以对该灯直接施加AC电源电压将会毁坏灯 丝。因此，需要某种形式的电源，以至少将AC电源提供的电压逐步减低(即， 减小)到适于操作该灯的水平。用于该目的的主要的电源通常被称为"电子 变压器"，其实质上作为恒压源工作。实际上，电子变压器耦合在AC电源 与卣素灯之间，且一般以与灯分离的外壳布置，关于后者，出于安全考虑要 求该电子变压器必须具有与地面电隔离的输出，以排除包括电击的任何潜在 危险。通常，通it^电源内包括输出变压器来提供该电隔离。遗憾的是，输 出变压器趋向于增加较大的材料成本和物理尺寸，而且还有损于电源的总能 效。在鹵素灯的灯丝"冷"时(即在刚对该灯供电时)，灯丝的电阻比灯丝 "热"时(即在对该灯供了一段时间电时)<^艮多。冷灯丝的电阻可以是热 灯丝的电阻的二十分之一。当通过实质上作为恒压源工作的电路(例如电子 变压器)对灯供电时，在刚供电之后的初始时间段内(即，在灯丝冷时)流过灯的电流将比该灯丝被加热后流过该灯的稳态工作电流大^艮多。初始时间段内流过的相对大的电流使灯丝以及电源内的部件经受大量的应力(stress )， 这可能毁坏灯丝和/或电源内的部件，且随着时间的流逝对灯的工作寿命和/ 或电源的可靠性有不利的影响。因此，需要一种能够以非常经济和高能效的方式实现的用于低电压卣素 灯的电源电路。还需要一种可容易地置于灯的底座内的电源电路。进一步需 要一种减小和/或者限制提供给冷灯丝的灯电流，以保护灯丝和电源电路，从 而维护灯的工作寿命和电源电路的可靠性的电源电路。具有这些优点的电源 电i^相对于现有技术将呈现相当大的进步。发明内容根据本发明的一个实施例，提供了一种电路，用于对至少一个卤素灯 供电，该电路包括逆变器；以及输出电路，耦合在逆变器和至少一个卣 素灯之间；其中，逆变器和输出电路可工作以向至少一个卣素灯提供限幅 电流，使得在初始时间段期间的灯功率实质上小于稳态工作时间段期间的 灯功率。根据本发明的另一个实施例，提供了一种电路，用于对具有实质上低 于传统交流(AC)电线电压源提供的电压的额定工作灯丝电压的齒素灯 供电，该电路包括逆变器，包括第 一和第二逆变器输入端，用于接收实质上直流(DC)的电压源； 逆变器输出端；第一和第二逆变器开关，耦合到逆变器输入端和逆变器输出端；以及 逆变器控制电路，耦合到第一和第二逆变器开关，该逆变器控制电路 包括逆变器驱动器电路，耦合到第一和第二逆变器开关，该逆变器驱 动器电路包括DC源输入、第一频率控制输入和第二频率控制输入；启动电路，耦合在第一和第二逆变器输入端和逆变器驱动器电路 的所述DC源输入之间；自举电路，耦合在逆变器的所述输出端和逆变器驱动器电路的DC源输入之间；以及频率控制电路，耦合到自举电路以及逆变器驱动器电路的第一和 第二频率控制输入，其中该频率控制电路可工作以(i)在笫一时间段期 间，指引逆变器驱动器电路以所述第一频率对逆变器开关换流；以及(ii) 在笫一时间段之后的第二时间段期间，指引逆变器驱动器电路以实质上小 于笫一频率的所述第二频率对逆变器开关换流；以及非隔离输出电路，耦合在逆变器和离素灯之间。根据本发明的又一个实施例，提供了一种电路，用于对至少一个卤素 灯供电，该电路包括逆变器，包括第一和第二逆变器输入端，被适配成接收实质上直流(DC)的电压源；逆变器输出端；第一和第二逆变器开关，耦合到逆变器输入端和逆变器输出端； 逆变器控制电路，耦合到第一和第二逆变器开关，该逆变器控制 电路包括逆变器驱动器电路，耦合到第一和第二逆变器开关，该逆变 器驱动器电路包括DC源输入、第一频率控制输入和第二频率控制输入；启动电路，耦合在第一和第二逆变器输入端与逆变器驱动器 电路的DC源输入之间；自举电路，耦合在逆变器的所述输出端与逆变器驱动器电路 的所述DC源输入之间；以及频率控制电路，耦合到自举电路和逆变器驱动器电路的第一 和第二频率控制输入，其中频率控制电路包括频率确定电阻，耦合在逆变器驱动器电路的第一和第二 频率控制输入之间；第一频率确定电容，耦合在逆变器驱动器电路的笫二频 率控制输入和电路地端之间；第二频率确定电容，耦合到逆变器驱动器电路的笫二频 率控制输入；以及频移电路，包括电子开关，具有栅极端子、漏极端子和源极端子， 其中漏极端子耦合到所述第二频率确定电容，且源极端子耦合到电路地，第一偏置电阻，可工作地耦合在自举电路和电子开关的*&极端子之间；第二偏置电阻，耦合在电子开关的栅极端子和电路地端之间；以及定时电容，耦合在电子开关的所述栅极端子和电路地端之间；以及 输出电路，包括第一和第二输出连接，被适配成耦合到至少一个卣素灯；限流电感，耦合在逆变器输出端和第一输出连接之间；以及 以下中的至少一个第一直流(DC)隔离电容，耦合在第一逆变器输入端和第二 输出连接之间；以及第二直流(DC)隔离电容，耦合在第二输出连接和电路地端之间。


图1示出根据本发明的优选实施例对至少对一个卣素灯供电的电路。
具体实施方式
图1示出用于对至少一个卣素灯20供电的电路10。电路10包括逆变器 100和输出电路300。在工作期间电路10通过逆变器100和输出电路300将 限幅电流提供给卣素灯20，使得在初始时间段(以下还称为"软启动(soft start)"时间段)期间的灯功率实质上小于稳态工作时间段期间的灯功率.有利地，电路10实质上作为恒流源工作，并提供了 "软启动"特征， 该"软启动，，特征对于低电压卣素灯，通过限制初始工作阶段(即灯丝仍然 冷且电阻相对应地低)期间灯丝上的电应力，提高灯20的有效工作寿命。这与在初始工作阶段灯丝经受高水平的电应力的许多现有方法(如所谓的 "电子变压器")的工作形成对比。通过在此进一步详细说明的各种优选结构和操作改进增强电路10的"软启动"特征。在电路10的优选实施例中，逆变器100包括第一和第二逆变器输入端 102、 104、逆变器输出端108、第一和第二逆变器开关Ql、 Q2以及逆变器 控制电路(包括图1中的框100内描绘的其余部件)。第一和第二逆变器输 入端102、 104被适配成接收实质上直流(DC)的电压源，VraIL，例如通常 通ittL合全波整流器(其接收如60赫兹的120 V rms的AC电压的传统源) 和适当的DC — DC转换器电路(例如降压转换器(buck converter))而提供 的直流电压源；作为例子，在使用电路10来对PAR38型35瓦离素灯供电时， 将vrajl选择为具有约120伏的值。逆变器100接收vra^，并在逆变器输出端108提供实质上交流(AC) 的输出电压。更具体地，在图l所描绘的优选的半桥式布置中，逆变器输出电压(在逆变器输出端108与电路地端60之间取的电压)实质上是在vra!l与O之间周期性变化的方波电压.第一和第二逆变器开关Q1、 Q2(通常由 N沟道场效应晶体管实现)耦合到逆变器输入端102、 104和逆变器输出端 108。逆变器控制电路连接到第一和第二逆变器开关Q1、 Q2。在工作期间， 逆变器控制电路提供逆变器开关Ql、 Q2的实质上互补的换流 (commutation),使得在Q1导通时，Q2关断，反之亦然。在电路10的优选实施例中，逆变器控制电路工作，使得(i)在第一时 间段期间，逆变器控制电路以第一 (即相对高的)频率对逆变器开关Ql、 Q2换流；以及(ii)在第一时间段之后的第二时间段，逆变器控制电路以低 于第一频率的第二频率对逆变器开关Ql、 Q2换流。第一时间段对应于电路IO刚开始工作且对灯20供电的时间段。在第一 时间段期间，灯20的灯丝最初是冷的，且加热过程开始。因此，在第一时 间段期间，逆变器100优选地以较高频率工作，以确保提供给灯的电流处于 相对低的水平。在电流被限制到相对低的水平的情况下，随着灯丝被加热且 其电阻相应地增加，灯功率也增加。在第一时间段之后出现的笫二时间段对应于稳态工作时间段，在该稳态 工作时间段，灯20的灯丝充分加热以安全地允许电路10提供更高水平的电 流，而不4吏灯丝和电路10的部件经受任何不适当的应力。因此，在第二时 间段期间，逆变器100优选地以低于第一频率的频率工作。在此，将进一步详细讨论用于实现该逆变器控制电路的优选结构。如图l所示，输出电路300优选地作为非隔离输出电路实现。非隔离输出电路(即没有用于提供电路10与灯20之间的电隔离的输出变压器的输出 电路)是优选的，因为与其他可能的方式相比，非隔离输出电路允许以更具 有成本效率和空间效率的方式实现电路IO。除了其它好处之外，非隔离输出 电路使得有可能以足够小的物理体积来实现电路10，该物理体积足够小使得 电路10可放置在卣素灯20的灯基座部分内。本领域技术人员应理解将电路 10和卣素灯20容纳在一个包装内这一选项是非常有吸引力的能力，该能力 促进如下改进应用通过包含电路10和卣素灯20的组合的单个包装快速而 经济地替换现有的AC线电压供电(例如，120伏)的卣素灯。参考图l，输出电路300包括第一和第二输出连接302、 304，限流电感 310，以及第一直流(DC)隔离电容320和笫二直流(DC)隔离电容330 中的一个或两个。第一和笫二输出连接302、 304被适配成耦合到卣素灯20。 限流电感310耦合在逆变器输出端108和第一输出连接302之间。第一 DC 隔离电容320耦合在第一逆变器输入端102和第二输出连接304之间。第二 DC隔离电容330耦合在第二输出连接304和电路地端60之间。本领域技术 人员将理解输出电路300 —般能够以存在DC隔离电容器320、330中的一个 或两个来实现，并提供适当的操作。在电路10的工作期间，输出电路300接收逆变器100提供的AC输出电 压，并将限幅电流提供给灯20。限流电感310的存在对该功能是重要的，因 为其使电路10实质上用作电流源。因此，与实质上用作电压源的现有方案 相对照，提供给灯20的灯丝的电流量在很大程度上不受该灯丝的电阻影响。 因此，在灯丝冷且其电阻相应地低时的初始时间段期间，灯丝的功率量(在 此还叫做"灯功率")不会过高。另外，因为电感310提供了与频率成比例 的阻抗，所以通过恰当地控制逆变器工作频率，可以调节电感310呈现的串 联阻抗以^4目应的提供给灯20的电流(如上所述)。存在DC隔离电容器320、 330 (通常还叫做"半桥电容器")，以提供电压偏移(voltage offset)(约等 于Vra仏的一半)，使得提供给灯20的电压(即第一与第二输出连接302、 304 之间的电压)没有任何实质DC分量。如上所述，且如本领域技术人员所知 道的那样，输出电路300可以或者以DC隔离电容器320、 330二者(如图1 所示)来实现，或者仅以DC隔离电容器320、 330中的一个来实现；使用 DC隔离电容器320、 330 二者与但j吏用DC隔离电容器320、 330中的一个 之间的相关联的区别涉及对实践本发明不重要的某些实际的设计考虑因素 (例如电磁干扰)。在电路10的优选实施例中，逆变器控制电路包括许多子电路，包括逆 变器驱动器电路200、启动电路(Rl， C3 )、自举电路(bootstrapping circuit)(C5， Dl， D2， D6)以及频率控制电路(R2， C4， C7, Q3， R3, R5， C8 )。 该逆变器控制电路还包括一些相关联的外围部件，如电阻器R4、 R6，电容 器C6和二极管D5,其功能为本技术领域内的技术人员>^p。逆变器驱动器电路200耦合到第一和第二逆变器开关Q1、 Q2,且包括 DC源输入(引脚1 )、笫一频率控制输入(引脚2 )和第三频率控制输入(引 脚3);逆变器驱动器电路200还包括其它输V输出(引脚4， 5, 6， 7， 8), 其功能为本技术领域内的技术人员〃iH^,且在此不再进一步详细说明。逆变 器驱动器电路200可通过适当的电路或合适的器件，如International Rectifier 制造的IR2153高边驱动器集成电路来实现。启动电路(R1， C3)耦合在第一和第二逆变器输入端102、 104与逆变 器驱动器电路200的DC源输入(引脚l)之间。启动电路(R1， C3)的功 能是提供用于在最初激活逆变器驱动器电路200的电压/功率。优选地，如图 l所示，启动电路包括启动电阻器R1和启动电容器C3。启动电阻器R3耦 合在第一逆变器输入端102和DC源榆入(引脚1)之间。启动电容器C3 耦合在DC源输入(引脚1)和电路地端60之间。在工作期间，在刚对电路 10供电时(即在逆变器输入端102、 104之间出现vra化或至少其稳态工作值 的一部分时)，充电电流通过第一逆变器输入端102和电阻器Rl C3。 该充电电流使C3上的电压增大， 一旦C3上的电压达到了对应于逆变器驱动 器电路200的预定接通电压(turn-on voltage)的特定水平，逆变器驱动器 电路200接通且开始提供逆变器晶体管Ql、 Q2的换流。电容器C3中所存 储的能量的一部分确保逆变器驱动器电路200继续工作，至少直到自举电路(C5， Dl， D2， D6)开始工作的时间。自举电路(C5， Dl, D2, D6)耦合在逆变器输出端108和逆变器驱动 器电路200的DC源输入(引脚1)之间.自举电路(C5， Dl， D2， D6) 的功能是提供用于在稳态M上操作逆变器驱动器电路200的电压/功率，即 在通过启动电路(Rl, C3 )最初激活逆变器驱动器电路200之后的短时间内， 自举电路(C5， Dl, D2, D6)接管过来并提供逆变器驱动器电路200的工 作电压/功率需求。优选地，如图l所示，通过包括自举电容器C5、笫一二 极管D6、第二二极管Dl以及第三二级管D2的所谓的电荷泵电路实现该自 举电路。自举电容器C5耦合在逆变器输出端108与第一节点120之间。第 一二极管D6 (如图1所示取向)耦合在第一节点120和电路地端60之间。 笫二二极管Dl(如图1所示取向條合在第一节点120和第二节点122之间。 第三二级管D2 (如图1所示取向)M在第二节点122和逆变器驱动器电路 200的DC源输入(引脚1)之间。在工作期间， 一旦逆变器驱动器电路200开始工作并提供逆变器晶体管Ql、 Q2的互补换流，则在逆变器输出端108 与电路地端60之间出现(在Vra化和0之间周期性地变化的)实质上方波的 电压。来自逆变器输出端108的小电流(通过自举电容器C5)被电^合， (通过二极管D6、 Dl的操作)被半波整流，然后(通过二极管D2 )耦合到 电容器C3和逆变器驱动器电路200的DC源输入(引脚1 )，从而将稳态工 作电流提供给逆变器驱动器电路200，并确保电容器C3上的电压(即逆变器 驱动器电路200的引脚1与电地端60之间的电压)足以使逆变器驱动器 电路200继续工作。二极管D2用来有效地隔离自举电路和启动电路(Rl， C3 )，从而阻断任何可能从逆变器输入端102流过电阻器Rl，且对频率控制 电路(R2， C4， C7， Q3、 R3、 R5、 C8)的期望操作产生不利影响的电流。 频率控制电路(R2， C4， C7， Q3、 R3、 R5、 C8)耦合到自举电路(C5， Dl， D2， D6)以及逆变器驱动器电路200的第一和第二频率控制输入(引 脚2和3),频率控制电路(R2， C4， C7， Q3、 R3、 R5、 C8)的基^功能是控制逆变器驱动器电路200对逆变器晶体管Qi， Q2换流的频率，以;M目应地控制逆变器输出电压(即，在逆变器输出端108与电路地端60之间提 供的实质上方波的电压)的频率，且最终控制提供给卣素灯20的电流的频 率和幅度。逆变器驱动器电路200可以以单个频率工作，且仍然允许电路10将灯 电流/功率有效地限制在适当的水平，尽管it^本发明的预期范围内，然而优 选的是在第一时间段期间(即在灯丝处于加热过程时)以及在第二时间段期 间(在灯丝达到相当高的工作温度时)逆变器驱动器电路200在不同的频率 工作。因此，在镇流器10的优选实施例中，频率控制电路(R2， C4， C7, Q3、 R3、 R5、 C8)控制逆变器驱动器电路200的工作，使得(i)在笫一时 间段期间，逆变器驱动器电路200以笫一频率对逆变器晶体管Ql， Q2换流； 且(ii)在第二时间段期间，逆变器驱动器电路200以低于第一频率的第二 频率对逆变器晶体管Q1， Q2换流。如图1所示，频率控制电路优选地包括频率确定电阻R2,笫一频率确 定电容C4、第二频率确定电容C7以及频移电路(Q3, R3， R5， C8).频 率确定电阻R2耦合在逆变器驱动器电路200的笫一和第二频率控制输入(引 脚2和3)之间。第一频率确定电容C4耦合在第二频率控制输入(引脚3) 和电路地端60之间。第二频率确定电容C7耦合到第二频率控制输入(引脚 3)。频移电路(Q3， R3， R5， C8)耦合到自举电路(C5， Dl， D2， D6) 和第二频率确定电容C7。在工作期间，频移电路(Q3， R3， R5， C8)在第一时间段期间不起作用，因此逆变器驱动器电路200的工作频率由R2的电阻和C4的电容(即与 其乘积成反比)来确定。在第二时间段期间，频移电路(Q3， R3， R5， C8) 有效地^^第二频率确定电容C7与第一频率确定电容C4并联。这将等效频率 确定电^AC4 (第一时间段期间的等效频率确定电容)增加到C4 + C7 (第 二时间段期间的等效频率确定电容)，从而将逆变器驱动器电路200的工作 频率从第 一时间段期间的第 一频率(与R2的电阻和C4的电容的乘积成反比) 降到第二时间段期间的第二频率(与R2的电阻和C4、 C7的电容之和的乘 积成反比)。这样，频移电路(Q3， R3， R5， C8)控制逆变器控制电路200 的工作频率，且使电路10有能力提供增强的"软启动"特征，其中灯20最 初(即在第一时间段期间)在实质上减小的功率水平工作，这使得对灯丝和 电路IO内的部件的应力最小。在电路10的优选实施例中，如图1所示，频移电路包括电子开关Q3、 第一偏置电阻R3、第二偏置电阻R5和定时电容(timing capacitance) C8。 电子开关Q3优选地通过具有栅极端子112、漏极端子114以及源极端子116 的N沟道场效应晶体管(FET )实现。漏极端子114耦合到第二频率确定电 容C7，而源极端子116耦合到电路地端60。第一偏置电阻R3可操作地(即， 不必直接地)耦合在第二节点122和FET Q3的栅极端子112之间。第二偏 置电阻R5和定时电容C8都耦合在栅极端子112和电路地端60之间。在工作期间，在第一时间段期间FETQ3关断，并保持关断状态直到栅 极端子112与电路地端60之间的电压达到足以激活FET Q3的水平(例如+ 5伏左右)的时间(即在第二时间段开始时)。因此，在第一时间段期间，FET Q3 (在漏极114与源极116之间)不导通，因此电容器C7不与电容器C4 并^合。因此，在第一时间段期间，逆变器控制电路200的工作频率由R2 和C4控制。在第一时间段期间， 一旦逆变器100和自举电路(C5, Dl， D2， D6) 开始工作，定时电容器C8就开始通过电阻器R3从第二节点122充电。在第 一时间段结束时(即在第二时间段开始时)，定时电容器C8上的电压达到足 以激活FETQ3的水平(例如，+5伏左右)。此时，随着FETQ3导通，电 容器C7有效地与电路地端60耦合，即电容器C7有效地与电容器C4并联 耦合，从而增加在逆变器驱动器电路200的引脚3 "看到"的有效频率确定 电容。因此，逆变器100的工作频率从第一频率降低到第二频率，且只要FET Q3保持导通其工作频率就保持在第二频率.应理解第一时间段的持续时间由涉及电阻R3， R5和定时电容C8的RC 时间常数来确定。对于涉及PAR38型的35瓦卣素灯的应用，为了确保足够的"软启动"时间段，优选将第一时间段的持续时间设为约0.5至1秒之间。 为了对第一时间段提供该优选的持续时间，建议选择定时电容C8具有约1 微法的电容，电阻器R3具有约2兆欧的电阻，且电阻器R5具有约2兆欧的 电阻.
优选地，如图l所示，频移电路进一步包括用于对电路10提供过温保 护的正温度系数(positive-temperature-coefficient, PTC)电阻R7 (耦合在 第二节点122和第三节点124之间)。
在不存在PTC电阻R7的情况下， 一旦在第二时间段开始时FET Q3导 通，FET Q3将保持导通不确定的时间段(即只要逆变器100继续工作就保 持导通)，因此逆变器100继续在第二 (更低的)频率工作，且电路10继续 提供相对高水平的电流，以便卣素灯20稳态工作。
在存在PTC电阻R7时，在电路10内的过温情况下，R7用作断开电路； 在不存在过温情况时，R7用作低值电阻(即与R3的电阻相比，R7的电阻 可以忽略不计)。在出现过温情况时，R7用作断开电路，C8没有充电电流； 同时C8中所存储的能量由于主要通过R5放电而逐渐^。因此，C8两端 的电压最终降至低到足以使FET Q3不工作的水平。在FET Q3关断的情况 下，频移电5&^L有效分离，从而导致逆变器100的工作频率从第二 (即更低 的)频率变为第一 (即更高的)频率。在逆变器100以第一频率工作时，电 路10将相对应的更少量的电^/功率提供给囟素灯20。这样，通过减小电路 IO提供的电流量，PTC电阻R7允许电路10对过温情况做出响应，期望电
路io提供给灯20的相对应的更少量的电ay功率足以减小/消除过温情况，
从而避免对电路10和面素灯20的安全或可靠性产生任何不利影响.
尽管参考特定优选实施例说明了本发明，但是在不脱离本发明的新颖的 精神和范围的情况下，本领域技术人员可作出大量修改和变形。
权利要求
1. 一种电路，用于对至少一个卤素灯供电，该电路包括逆变器；以及输出电路，耦合在所述逆变器和所述至少一个卤素灯之间；其中，所述逆变器和输出电路可工作以向所述至少一个卤素灯提供限幅电流，使得在初始时间段期间的灯功率实质上小于稳态工作时间段期间的灯功率。
2. 根据权利要求l所述的电路，其中所述逆变器包括 第一和第二逆变器输入端，用于接收实质上直流(DC)的电压源； 逆变器输出端，在该逆变器输出端逆变器提供实质上交流(AC)的输出电压；第 一和第二逆变器开关，耦合到所述逆变器输入端和所述逆变器输出 端；以及逆变器控制电路，耦合到所述第一和第二逆变器开关，且可工作以(i) 在第一时间段期间，以第一频率对所述逆变器开关换流；以及(ii) 在所述第一时间段之后的第二时间段期间，以低于所述第 一频率的第二频率对所述逆变器开关换流。
3. 根据权利要求l所述的电路，其中所述输出电路是非隔离的。
4. 根据权利要求l所述的电路，其中所述输出电路包括 第一和第二输出连接，被适配成耦合到所述至少一个卤素灯； 限流电感，耦合在所述逆变器输出端和所述第一输出连接之间；以及 以下中的至少一个第一直流(DC)隔离电容，耦合在所述第一逆变器输入端和所述 第二输出连接之间；以及第二直流(DC)隔离电容，耦合在所述第二输出连接和电路地端之间。
5. 根据权利要求2所述的电路，其中所述逆变器控制电路包括 逆变器驱动器电路，耦合到所述第一和第二逆变器开关，所述逆变器驱动器电路包括DC源输入、第一频率控制输入和第二频率控制输入； 启动电路，耦合在所述第一和第二逆变器输入端与所述逆变器驱动器电路的所述DC源输入之间；自举电路，耦合在所述逆变器的所述输出端与所述逆变器驱动器电路的所述DC源输入之间；以及频率控制电路，耦合到所述自举电路和所述逆变器驱动器电路的所述第一和第二频率控制输入，其中所述频率控制电路可工作以(i)在所述第一时间段期间，指引所述逆变器驱动器电路以所述第一频率对所述逆变器开关换流；以及(ii)在所述第二时间段期间，指引所述逆变器驱动器电路以所述第二频率对所述逆变器开关换流。
6.根据权利要求5所述的电路，其中所述自举电路是电荷泵电路。
7，根据权利要求5所述的电路，其中所述自举电路包括自举电容器，耦合在所述逆变器输出端和第一节点之间；第一二极管，耦合在所述第一节点和电路地端之间；第二二极管，连接在所述第一节点和第二节点之间；以及第三二级管，连接在所述第二节点和所述逆变器驱动器电路的所述DC源输入之间。
8. 根据权利要求5所述的电路，其中所述频率控制电路包括 频率确定电阻，耦合在所述逆变器驱动器电路的所述第 一和第二频率控制输入之间；第一频率确定电容，耦合在所述逆变器驱动器电路的所述第二频率控 制输入和电路地端之间；第二频率确定电容，耦合到所述逆变器驱动器电路的所述第二频率控 制输入；以及频移电路，耦合到所述自举电路和所述第二频率确定电容，且可工作 以在所述第二时间段期间有效地使所述第二频率确定电容与所述第 一频 率确定电容并联。
9. 根据权利要求8所述的电路，其中所述频移电路包括 电子开关，具有栅极端子、漏极端子和源极端子，其中所述漏极端子耦合到所述第二频率确定电容，且所述源极端子耦合到电i^地端；第一偏置电阻，可工作地耦合在所述第二节点和所述电子开关的所述栅极端子之间；第二偏置电阻，耦合在所述电子开关的所述栅极端子和电路地端之 间；以及定时电容，耦合在所述电子开关的所述栅极端子和电路地端之间。
10. 根据权利要求9所述的电路，其中所述电子开关是N沟道场效 应晶体管。
11. 根据权利要求9所述的电路，其中所述频移电路进一步包括耦 合在所述第二节点和第三节点之间且与所述笫一偏置电阻串联耦合的正 温度系数(PTC)电阻。
12. —种电路，用于对具有实质上低于传统交流(AC)电线电压源 提供的电压的额定工作灯丝电压的卣素灯供电，所述电路包括逆变器，包括第一和第二逆变器输入端，用于接收实质上直流(DC)的电压源； 逆变器输出端；第一和第二逆变器开关，耦合到所述逆变器输入端和所述逆变器输出 端；以及逆变器控制电路，耦合到所述第一和第二逆变器开关，所述逆变器控 制电路包括逆变器驱动器电路，耦合到所述第一和第二逆变器开关，所述逆 变器驱动器电路包括DC源输入、第一频率控制输入和第二频率控制输入；启动电路，M在所述第一和第二逆变器输入端和所述逆变器驱动器电路的所述DC源输入之间；自举电路，耦合在所述逆变器的所述输出端和所述逆变器驱动器 电路的所述DC源输入之间；以及频率控制电路，耦合到所述自举电路以及所述逆变器驱动器电路 的所述第一和第二频率控制输入，其中所述频率控制电路可工作以(i) 在第一时间段期间，指引所述逆变器驱动器电路以所述第一频率对所述逆 变器开关换流；以及(ii)在第一时间段之后的第二时间段期间，指引所述逆变器驱动器电路以实质上小于所述第一频率的所述第二频率对所述逆变器开关换流；以及非隔离输出电路，耦合在所述逆变器和所述面素灯之间。
13. 根据权利要求12所述的电路，其中所述卣素灯的额定工作灯丝 电压约为40伏。
14. 根据权利要求12所述的电路，其中所述电路占据了足够小以使 所述电路位于所述卣素灯的灯座部分内的物理体积。
15. 根据权利要求12所述的电路，其中所述非隔离输出电路包括 第一和第二输出连接，适配于耦合到所述卤素灯；限流电感，耦合在所述逆变器输出端和所述第一输出连接之间；以及 以下中的至少一个第一直流(DC)隔离电容，耦合在所述第一逆变器输入端和所述 第二输出连接之间；以及第二直流(DC)隔离电容，耦合在所述第二输出连接和电路地端之间。
16. 根据权利要求12所述的电路，其中所述频率控制电路包括 频率确定电阻，耦合在所述逆变器驱动器电路的所述第一和第二频率控制输入之间；第一频率确定电容，耦合在所述逆变器驱动器电路的所述第二频率控 制输入和电路地端之间；第二频率确定电容，耦合到所述逆变器驱动器电路的所述第二频率控 制输入；以及频移电路，耦合到所述自举电路和所述第二频率确定电容，且在所述 第二时间段期间可工作以有效地使所述第二频率确定电容与所述第 一频 率确定电容并联。
17. 根据权利要求16所述的电路，其中所述频移电路包括 电子开关，具有栅极端子、漏极端子和源极端子，其中所述漏极端子耦合到所述第二频率确定电容，且所述源极端子耦合到电路地端；第一偏置电阻，可工作地耦合在所述自举电路和所述电子开关的所述 栅极端子之间；以及第二偏置电阻，耦合在所述电子开关的所述栅极端子和电路地端之间。
18. —种电路，用于对至少一个卣素灯供电，所述电路包括 逆变器，包括第一和第二逆变器输入端，被适配成接收实质上直流(DC )的电压源；逆变器输出端；第一和第二逆变器开关，耦合到所述逆变器输入端和所述逆变器输出端；逆变器控制电路，耦合到所述第一和第二逆变器开关，所述逆变 器控制电路包括逆变器驱动器电路，耦合到所述第一和第二逆变器开关，所 述逆变器驱动器电路包括DC源输入、第一频率控制输入和第二频率控制 输入；启动电路，耦合在所述第一和第二逆变器输入端与所述逆变 器驱动器电路的所述DC源输入之间；自举电路，耦合在所述逆变器的所述输出端与所述逆变器驱 动器电路的所述DC源输入之间；以及频率控制电路，耦合到所述自举电路和所述逆变器驱动器电 路的所述第一和第二频率控制输入，其中所述频率控制电路包括频率确定电阻，耦合在所述逆变器驱动器电路的所述第 一和第二频率控制输入之间；第一频率确定电容，耦合在所述逆变器驱动器电路的所 述第二频率控制输入和电路地端之间；第二频率确定电容，耦合到所述逆变器驱动器电路的所 述第二频率控制输入；以及频移电路，包括电子开关，具有栅极端子、漏极端子和源极端子， 其中所述漏极端子耦合到所述第二频率确定电容，且所述源极端子耦合到 电路地端；第一偏置电阻，可工作地耦合在所述自举电路和所述电子开关的所述栅极端子之间；第二偏置电阻，耦合在所述电子开关的所述栅极端 子和电路地端之间；以及定时电容，耦合在所述电子开关的所述栅极端子和电路地端之间；以及 输出电路，包括第一和第二输出连接，被适配成耦合到所述至少一个卣素灯；限流电感，耦合在所述逆变器输出端和所述第一输出连接之间；以及以下中的至少一个第一直流(DC)隔离电容，耦合在所述第一逆变器输入端和 所述第二输出连接之间；以及第二直流(DC)隔离电容，耦合在所述第二输出连接和电路地端之间。
19. 根据权利要求18所述的电路，其中所述自举电路包括 自举电容器，耦合在所述逆变器输出端和第一节点之间； 第一二极管，耦合在所述第一节点和电路地端之间； 第二二极管，耦合在所述第一节点和第二节点之间；以及 第三二级管，耦合在所述第二节点和所述逆变器驱动器电路的所述DC源输入之间。
20. 根据权利要求18所述的电路，其中所述频移电路进一步包括耦 合在所述第二节点和第三节点之间且与所述第一偏置电阻串联耦合的正 温度系数(PTC)电阻。
全文摘要
本发明涉及一种卤素灯的电源。一种电路(10)，用于对卤素灯(20)供电，该电路(10)包括逆变器(100)和输出电路(300)。在工作中逆变器(100)和输出电路(300)对卤素灯提供限幅电流，使得初始时间段期间的灯功率实质上小于稳态工作时间段期间的灯功率。优选地，输出电路(300)是包括限流电感的非隔离电路，且逆变器(100)包括频率控制电路(R2，C4，C7，Q3，R3，R5，C8)，用于在初始时间段以更高的频率操作逆变器，从而减小对该灯丝的应力并保持该灯的工作寿命。该电路(10)尤其适于对低电压卤素灯供电。
文档编号H05B39/04GK101282607SQ20081008895
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年4月5日
发明者于清红, 约瑟夫·L·帕里塞拉 申请人:奥斯兰姆施尔凡尼亚公司