专利名称：用于操作高压灯的电路和方法
技术领域：
本发明涉及用于操作高压放电灯的电路和方法。所述电路和方法可以例如用于在 汽车工业中使用的高压放电灯。
背景技术：
WO 98/106M中公开了用于操作高压放电灯的电路布置。该电路布置提供有第一 电容性装置和换向器，该换向器用于从存在于第一电容性装置两端的DC电压生成通过高 压放电灯的低频交变电流。该换向器包括负载分支和耦合到第一电容性装置的输入端，负 载分支包括用于连接高压放电灯和电感性装置的端子。第一电容性装置由分支K进行分 路，分支K包括第二电容性装置和单向元件的串联电路，该单向元件用于阻断第二电容性 装置对第一电容性装置进行充电的电流。可以在第二电容性装置上产生的电压脉冲大部分取决于电感性装置中的电流。
发明内容
本发明的目的是提供一种其中电压脉冲被更好地控制的改进的电路或者上述电 路的替换电路。按照本发明的实施例，提供一种用于操作高压放电灯的电路，该电路包括 用于连接到供电电压源的输入端；
耦合到所述输入端的第一电容性装置；
耦合到所述输入端与第一电容性装置并联的第二电容性装置；以及 第一电容性装置和第二电容性装置之间的可开关元件，用于阻断使用中的第二电容性 装置对第一电容性装置进行充电的电流；
用于连接高压放电灯和电感性装置的输出端；
耦合到所述输入端和所述输出端的换向器，用于当灯连接到所述输出端时向高压放电 灯提供交变电流；其中该电路包括用于在交变电流的半周期的后面部分(later part)向输 出端提供电流脉冲的脉冲源。通过在交变电流的半周期的后面部分利用脉冲源提供电流脉冲，恰好在换向器切 换电流之前电感性装置中的电流可得到控制。恰好在换向之前电感性装置中的电流决定第 二电容性装置上的电压脉冲，并且通过利用电流脉冲控制电流，可在换向期间控制电压脉 冲。控制电压脉冲是有利的，因为它在高压放电灯的重燃(re-ignition)中起到重要作用。按照本发明的实施例，脉冲源被构造和被布置用于提供与所述交变电流方向相同 的电流脉冲。恰好在换向之前额外电流可以在高压放电灯上产生电压脉冲，其帮助该灯换 向以及可以防止灯的闪烁。按照本发明的实施例，脉冲源被构造和被布置用于提供与所述交变电流方向相反 的电流脉冲。结果将是在电感性装置中的电流较小以及在第二电容性装置上的电压脉冲较 小。这在灯中的电流可能已经高于灯的正常操作期间的电流以启动灯的升高(rim-up)阶段中可能是有利的。恰好在换向之前相反方向的脉冲可以限制换向器上的电压脉冲。由于 升高阶段的较高电流，换向器可能被换向器上的很大的电压脉冲破坏。所述电路可以包括用于将换向器的交变电流与脉冲源的脉冲同步的控制器。所 述脉冲将被同步，使得电流脉冲将在交变电流的半周期的后面部分流动从而影响电感性装 置。该控制器可以控制可开关元件，该可开关元件例如可以是场效应发射器(FET)。该控制 器可以被构造和被布置成控制所述开关以便按照提供给控制器的可编程存储器上所预编 程的那样在第一电容性装置和第二电容性装置上分配电荷。可开关元件可以是可以根据电 流方向在闭合和断开状态之间进行切换的二极管。按照本发明的另一实施例，提供一种用于操作高压放电灯的方法，该方法包括 提供供电电压给电路的输入端；
对耦合到输入端的第一电容性装置充电；
对耦合到该输入端与第一电容性装置并联的第二电容性装置充电； 阻断使用中的第二电容性装置对第一电容性装置充电的电流； 利用换向器在输入端的极之间切换以便向用于连接高压放电灯和电感性装置的输出 端提供交变电流；其中在交变电流的半周期的后面部分提供脉冲。本发明的这些和其它方面根据下文描述的实施例将很清楚，并且参考下文描述的 实施例得以说明。
本发明的实施例将参考附图更为详细地解释，其中
图1描绘了按照本发明的用于操作高压放电灯的电路的电路图； 图加-c描绘了示出用于操作高压放电灯的电路图中的电流和信号的图； 图3a_c描绘了示出按照本发明实施例的用于操作高压放电灯的电路图中的电流和信 号的图如-c描绘了示出按照本发明另一实施例的用于操作高压放电灯的电路图中的电流 和信号的图。
具体实施例图1描绘了按照本发明的用于操作高压放电灯的电路的电路图。所述电路图包括 电感器和高压放电灯，不过，该电路、电感器和灯也可以提供为单独的单元。DC-DC转换器DC在电路的输入端上提供DC电流并且可以是可调节的以提供用于 操作电路的适当电流。输入端被耦合到第一电容器和第二电容器C1、C2。C2可以小于Cl， 例如C2可以是Cl的1/10。在Cl为470nF以及C2为22nF或47nF时已经获得好的结果。 作为电容器的替换产品，可以使用任何电存储器(如电池)来作为电容性装置，不过由于电 容器简单，可以优选电容器。在电容器之间，二极管Dl被耦合在电路中。输入端还耦合到换 向器BR(换向桥)以便生成AC电流，该AC电流经由电感器Ll被提供给高压放电灯La。换 向器BR可以例如包括4个场效应晶体管(FET)。两个FET可断开的同时另外两个可闭合。 通过断开闭合的FET以及闭合断开的FET，可在输出端上产生交变电流。控制器Con向换向 器BR提供信号用于AC电流的换向定时。控制器Con还连接到DC-DC转换器DC以便同步DC-DC转换器DC可以利用晶体管BR的换向在输入端上提供的电流脉冲。该电流脉冲可以 被定时，使得它将恰好在换向之前发生，从而该电流脉冲将导致换向期间由电感器Ll导致 的电压脉冲。控制器的更为详细的电路图在US5608^4中公布，其通过引用合并于此。 US5608294的图2公开了装置III，其可以提供用于换向器BR的控制信号以及同时提供同 步信号以经由驱动器电路控制DC-DC转换器DC的电流脉冲，从而在输出端上产生电流脉 冲。图加-c描绘了示出用于操作高压放电灯的电路图中的电流和信号的图。图加示 出了 DC转换器可以在电路的输入端上传递的作为时间的函数的不变电流。图2b公开了控 制器Con可以提供给换向器BR的作为时间的函数的信号。该信号在高和低(零信号)电压 之间交替，其将控制换向器交替DC电流以产生AC电流。图2c中示出了最终的交变灯电流。图3a_c描绘了示出按照本发明实施例的用于操作高压放电灯的电路图中的电流 和信号的图。图3a示出了 DC转换器可以在电路的输入端上传递的作为时间的函数的不变 电流。该电流是不变的，除由DC-DC转换器产生的正电流脉冲之外。图北公开了控制器 Con可提供给换向器BR的作为时间的函数的信号。该信号相对于图2b的信号不被改变。 图3c中示出了具有换向前的电流脉冲的最终交变灯电流。该电流脉冲导致恰好在换向之 前的灯中较高的电流，其经由电感器L导致存储在第二电容器中的较高的电压脉冲。该较 高的电压脉冲在高压放电灯的重燃中是有利的。换向期间的高压脉冲可以避免灯的闪烁。 这对于使用较久的灯(其中灯电压比新灯的高并且灯电流比新灯的低)也是有利的，因为使 用较久的灯需要较高的电压脉冲以便重燃，这在现在可以发生。图如-c描绘了示出按照本发明另一实施例的用于操作高压放电灯的电路图中的 电流和信号的图。图如示出了 DC转换器可以在电路的输入端上传递的作为时间的函数的 不变电流。该电流是不变的，除由DC-DC转换器产生的负电流脉冲之外。图4b公开了控制 器Con可提供给换向器BR的作为时间的函数的信号。该信号相对于图2b的信号不被改变。 图如中示出了具有换向前的负电流脉冲的最终交变灯电流。该电流脉冲恰好在换向之前 导致灯中较低的电流，其经由电感器L导致存储在第二电容器中的较低的电压脉冲。该较 低的电压脉冲在灯的升高阶段期间可以是有利的。在升高期间，灯电流可能比正常操作期 间高的多。较高的升高电流可以经由电感器Ll和电容器C2在换向器上产生很高的电压脉 冲。实际上，在升高期间的电压脉冲可能很高以致换向器可能被破坏。负电流脉冲可以避 免升高期间换向器被破坏。通过选择不变脉冲，还可以组合正脉冲和负脉冲的想法。例如，灯的最佳升高电流 可以是4A，以及灯的正常操作电流可以是1A。不变电流脉冲可以被选择为2A，使得在升高 期间，2A的负电流脉冲是必要的，以及在正常操作期间，IA的正脉冲对于得到2A电流是必 要的。在升高期间，负电流脉冲保护换向器，以及在正常操作期间，正电流脉冲避免灯的闪烁。作为替换方案，可以利用调节控制器在交变电流的半周期的后面部分独立调节电 流脉冲。该调节控制器可以依赖于灯的使用年限使正电流脉冲较高，因为使用较久的灯较 难以重燃。该调节控制器还可以在灯变暗的情况下提供较高的正电流脉冲，因为在灯变暗 期间闪烁机会增加。
作为另一替换方案，可以使用可开关元件(像例如场发射发射器FET这样一类的)。 该FET将代替图1中的二极管D1，并且可以控制电压脉冲在第二电容器和第一电容器上的 分布。例如，在电流高于正常操作期间的电流的升高期间，存在由太高的电压脉冲破坏可开 关发射器的风险。如果FET处于闭合状态，则电流将流过FET，并且电压脉冲将分布在两个 电容器上，这将限制电压脉冲并保护换向器而无需使用负电流脉冲。这可在提供给控制器 的存储器中被预编程。
权利要求
1.一种用于操作高压放电灯的电路，包括 用于连接到供电电压源的输入端；耦合到所述输入端的第一电容性装置；耦合到所述输入端与第一电容性装置并联的第二电容性装置；以及 第一电容性装置和第二电容性装置之间的可开关元件，用于阻断使用中的第二电容性 装置对第一电容性装置进行充电的电流；用于连接高压放电灯和电感性装置的输出端；耦合到所述输入端和所述输出端的换向器，用于当灯连接到所述输出端时向高压放电 灯提供交变电流；其中该电路包括用于在交变电流的半周期的后面部分向输出端提供电流脉冲的脉冲源。
2.按照权利要求1的电路，其中脉冲源被构造和被布置用于提供与所述交变电流方 向相同的电流脉冲。
3.按照权利要求1的电路，其中脉冲源被构造和被布置用于提供与所述交变电流方 向相反的电流脉冲。
4.按照权利要求1的电路，其中可开关元件是可以根据电流方向在闭合和断开状态 之间进行切换的二极管。
5.按照权利要求1的电路，其中所述电路包括用于将换向器的交变电流与脉冲源的 脉冲同步的控制器。
6.按照权利要求5的电路，其中所述可开关元件可以利用控制器进行控制。
7.按照权利要求6的电路，其中所述可开关元件是场效应发射器(FET)。
8.按照权利要求6的电路，其中所述控制器被构造和被布置成控制所述可开关元件 以便按照提供给控制器的可编程存储器上所预编程的那样在第一电容性装置和第二电容 性装置上分配电荷。
9.按照权利要求1的电路，其中所述电容性装置是电容器，并且第二电容性装置具有 比第一电容性装置小的电容。
10.一种用于操作高压放电灯的方法，该方法包括 提供电源电压给电路的输入端；对耦合到输入端的第一电容性装置充电；对耦合到该输入端与第一电容性装置并联的第二电容性装置充电； 利用第一电容性装置和第二电容性装置之间的可开关元件阻断使用中的第二电容性 装置对第一电容性装置充电的电流；利用换向器在输入端的极之间切换以便向用于连接高压放电灯和电感性装置的输出 端提供交变电流；其中在交变电流的半周期的后面部分提供脉冲。
11.按照权利要求10的方法，其中可开关元件在灯的升高期间闭合，使得第二电容性 装置可对第一电容性装置充电。
全文摘要
本发明涉及一种用于操作高压放电灯La的电路，该电路包括用于连接到供电电压源的输入端；耦合到输入端的第一电容性装置C1以及耦合到所述输入端与第一电容性装置C1并联的第二电容性装置C2。在第一电容性装置C1和第二电容性装置C2之间提供有可开关元件D1，用于阻断使用中的第二电容性装置C2对第一电容性装置C1进行充电的电流。提供了用于连接高压放电灯La和电感性装置的输出端,以及耦合到所述输入端和所述输出端的换向器BR，用于当灯连接到所述输出端时向高压放电灯La提供交变电流。该电路包括用于在交变电流的半周期的后面部分向输出端提供电流脉冲的脉冲源。
文档编号H05B41/292GK102124818SQ200980132210
公开日2011年7月13日 申请日期2009年8月18日 优先权日2008年8月19日
发明者M·C·范米尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司