用于气体放电灯的镇流器的制造方法
【专利摘要】用于向气体放电灯供电的多级镇流器包括：功率因数校正级，配置成接收AC输入电力并且产生经相位校正的DC电力；降压调节器级，耦合到经相位校正的DC电力并且配置成产生经调节的DC电力。降压调节器级包括降压开关。镇流器还包括：DC-AC逆变器级，耦合到经调节的DC电力并且配置成产生AC灯电力；以及微控制器，耦合到逆变器级和降压开关。微控制器配置成确定逆变器进入转变的时间，以及在逆变器进入转变之后将降压开关切断预定时间期间。
【专利说明】用于气体放电灯的镇流器
【技术领域】
[0001]一般来说，本公开的方面涉及气体放电灯，以及具体来说，涉及用于对气体放电灯供电的改进电子镇流器。
【背景技术】
[0002]属于照明装置系列的气体放电灯、例如住宅和工业照明中使用的荧光灯以及体育场照明和汽车前灯中使用的高强度放电灯具有专门的电力要求。当启动或点亮气体放电灯时，高电压用于电离灯管中包含的气体，并且在灯中发起电弧。一旦建立电弧并且将灯加热到其预期工作温度，灯进入正常工作阶段，其中它呈现负电阻特性。负电阻是一种状况，其中灯电流随所施加电压相反地改变，并且能够创建导致过度灯电流的不稳定状况，这可使灯退化或受到破坏。因此，需要仔细控制灯电流，以便避免损坏灯。当灯出故障时，需要切断到灯的电力，以便防止灯管的过热以及可能释放灯中包含的有害化学品的可能碎裂。当取下灯时还期望关闭灯电流，以便避免更换故障灯的维护人员的电击危险。
[0003]镇流器是用于向诸如气体放电灯之类的负载提供电力并且调节其电流的电气设备。当驱动气体放电灯时，镇流器配置成提供高电压以便点亮灯，在正常工作期间以安全工作水平来调节电流，以及当灯出故障或者被取下时关闭灯电力。如果点亮电压施加过长时间，则灯可过应力或者损坏。在某些条件下，点亮电压的施加可能无法在安全时间期间内点亮灯。当这种情况发生时，点亮电压必须去除，以便在进行另一次点亮尝试之前允许灯冷却。施加点亮电压、检查点亮、然后等待冷却期间的过程称作点亮周期。镇流器通常配置成向灯施加若干点亮周期，以便在大范围的环境条件下实现可靠的灯启动，以及如果灯在尝试了预定义数量的点亮周期之后无法启动，则进入关闭灯电力的故障模式。
[0004]典型的现代灯镇流器包括多个功率转换级。虽然可使用级的各种组合，但是级的常见集合包括AC-DC转换级、功率因数校正(PFC)级、功率调节器级以及DC-AC逆变器级。交流(AC)电网电力由AC-DC转换级来整流和滤波，以便创建经整流的直流(DC)电力。经整流的电力经过PFC级，以便使从电力网所吸取的电流保持与电力网的电压同相，由此保持接近统一的功率因数供有效的电力使用。PFC级之后可接着通常配置为降压调节器(buckregulator)的功率调节器，功率调节器从PFC级接收经功率因数校正的DC电力，并且产生经调节的DC电力以控制输送给灯的电力。DC-AC逆变器将经调节的DC电力转换为驱动负载的AC电力。
[0005]镇流器中的每级通常使用工作电压、例如共集电极电压Vcc来操作到每级内部的控制和逻辑电路。这些工作电压常常从磁耦合到PFC级中的能量存储电感器的二次绕组来提供。当灯出故障或者从镇流器取下时以及在点亮周期之间，关闭灯电力，从而引起镇流器中的低负载或无负载状况。在这些低负载或无负载状况期间，存在流经PFC级以提供操作每级中的控制电路的充分Vcc电力的不充分电流。为了在低负载或无负载期间提供控制电压，通常包含线性电源以保持控制电压。这种类型的线性电源耗散大量电力，从而引起降低的镇流器效率以及对昂贵且较大功率组件的需要。因此，需要用于降低灯镇流器中的功率耗散的方法和设备。
[0006]如多级镇流器中包含的典型DC-AC逆变器级使用可控传导开关装置来对经调节的DC电力进行斩波，以便产生用于灯的AC输出电力。逆变器级操作开关装置，以便交替地向输出电力施加正向电流、然后向输出电力施加反向电流。其中电流改变方向、即从正向电流转变到反向电流以及从反向电流转变到正向电流的期间称作转变期间，并且当逆变器使电流方向反向时，说成是进于转变中。此外，当逆变器开始使电流反向时，说成时进入转变。在这些转变期间，负载所吸取的电力比正常工作期间明显要小，并且可以仅为大约正常电力的三分之一。这种降低的电流要求引起电流尖峰被传送给灯，同时逆变器在转变中用于配置成具有恒定功率输出的镇流器。当镇流器驱动放电灯时，这些电流尖峰能够使灯受应力，从而导致降低的灯性能和使用寿命。
[0007]电流峰值因数(CCF)是用于评估气体放电灯镇流器的质量的常见量度。波形的峰值因数定义为峰值除以均方根(RMS)值。理想方波具有一的峰值因数，因为其峰值和RMS值相同。电流的尖峰、例如在逆变器转变期间出现的尖峰具有大幅度，但是包含极少RMS功率，从而引起高CCF值。具有接近一的CCF的灯镇流器将提供比具有大CCF、例如大于大约2的CCF的镇流器要高许多的灯使用寿命。
[0008]相应地，期望提供解决以上认识的问题的至少一部分的镇流器电路。
【发明内容】
[0009]如本文所述,示范实施例克服本领域已知的上述或其它缺点的一个或多个。
[0010]本公开的一个方面涉及用于向气体放电灯供电的多级镇流器。在一个实施例中，多级镇流器包括:功率因数校正级，配置成接收AC输入电力并且产生经相位校正的DC电力；降压调节器级，耦合到经相位校正的DC电力并且配置成产生经调节的DC电力。降压调节器级包括降压开关。镇流器还包括=DC-AC逆变器级，耦合到经调节的DC电力并且配置成产生AC灯电力；以及微控制器，耦合到逆变器级和降压开关。微控制器配置成确定逆变器进入转变的时间，以及在逆变器进入转变之后将降压开关关断预定时间期间。
[0011 ] 本公开的另一方面涉及一种电致发光装置。在一个实施例中，该电致发光装置包括=AC-DC整流器装置，配置成接收AC输入电力并且产生经整流的DC电力；功率因数校正级，耦合到经整流的DC电力并且配置成产生经相位校正的DC电力；以及降压调节器级，耦合到经相位校正的DC电力并且配置成产生经调节的DC电力。降压调节器级包括降压开关。该电致发光装置还包括=DC-AC逆变器级，耦合到经调节的DC电力并且配置成产生AC灯电力；微控制器，耦合到逆变器级和降压开关；内部电源，耦合到经调节的DC电力并且配置成产生第一工作电压；以及气体放电灯，耦合到AC灯电力。功率因数校正级、降压调节器级和逆变器级各包括耦合到第一工作电压的控制电路，以及微控制器配置成确定镇流器处于备用模式的时间，并且在镇流器处于备用模式的同时关断第一工作电压。
[0012]通过结合附图思考以下详细描述，示范实施例的这些及其它方面和优点将变得显而易见。但是要理解，附图仅设计用于便于说明而不是对本发明的限制的定义，该定义应当参照所附权利要求。本发明的其它方面和优点将在以下描述中提出，并且部分通过描述将是显而易见或者可通过实施本发明来了解。此外，通过所附权利要求中具体指出的工具及组合，可实现和获得本发明的方面和优点。【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图中:
图1示出结合本公开的方面的用于向气体放电灯供电的多级镇流器的框图。
[0014]图2示出结合本公开的方面、用于向多级镇流器中的控制电路提供工作电压的示范架构的框图。
[0015]图3示出结合本公开的方面的开关电路的一个示范实施例的示意图。
[0016]图4示出结合本公开的方面的降压调节器和逆变器的一个实施例。
[0017]图5是示出由典型多级镇流器输送给负载的电流的图表。
[0018]图6是示出结合本公开的方面、由多级镇流器采用CCF控制方法输送给负载的灯电流的图表。
[0019]图7示出结合本公开的方面、可用于在多级镇流器中实现CCF控制方法的降压控制电路的一个实施例。
【具体实施方式】
[0020]现在详细参照各个实施例，在附图中示出它们的一个或多个示例。各示例作为说明而不是限制来提供。例如，作为一个实施例的一部分所示或所述的特征能够在其它实施例使用或者与其配合使用，以便产生又一些实施例。预计本公开包括这类修改和变更。
[0021]现在参照图1，能够看到适合于为诸如高强度放电(HID)灯或其它类型的气体放电灯和电致发光装置之类的负载110提供电力和电流调节的多级镇流器100的框图。镇流器100配置成从本地主电力网或其它适当AC电源、例如在美国可用的120伏60赫兹电力、在许多欧洲国家可用的50赫兹230伏以及其它本地可用电网电力接收输入电力101。整流器级102将AC电网电力101转换成经整流的电力103，将经整流的电力103提供给功率因数校正(PFC)级104。PFC级104配置成使从电网电力101所吸取的电流与电网电力的电压同相，因而将镇流器的功率因数保持在一或接近一。PFC级104包括开关模式功率转换器128，功率转换器128通常配置为具有电感能量存储元件(未示出)和可控传导开关装置(未示出)的升压拓扑。控制电路130配置成操作处于转变模式的开关模式功率转换器128，使得从输入电力101所吸取的电流与输入电力101的电压同相。控制电路130包括各种分立组件和集成电路，例如由STMICR0ELECTR0NICS制造的转变模式PFC控制器L6562D，以便监测PFC级104中的信号，并且操作开关模式功率转换器128。工作电压120由工作电压电源112提供给控制电路130，以便向其组件和集成电路提供工作电力。将由PFC级104所产生的将相位校正的电力105提供给功率调节器级106，功率调节器级106产生经调节的DC电力107。功率调节器通常配置为开关模式降压调节器132，降压调节器132包括称作降压开关的可控传导开关装置。降压开关由降压控制电路134快速接通和关断，以便保持经调节的DC电力107中的电力的基本上恒定水平。备选地，控制电路134能够配置成保持经调节的DC电力107中的基本上恒定电压或基本上恒定电流。降压控制电路134可包括分离组件和集成电路，例如上述L6562D或者类似集成电路，并且还从工作电压电源112接收工作电压120。DC-AC逆变器级108将经调节的DC电力107转换成AC灯电力109，AC灯电力109用于驱动要求经调节的AC电力的气体放电灯或其它负载110。DC-AC逆变器级108中的逆变器电力段136包括开关装置，该开关装置配置在桥式电路中对经调节的DC电力107进行斩波，以便产生AC电力；以及包括谐振槽，以便根据驱动灯或其它负载110的需要对经斩波的DC电力进行整形。逆变器控制电路138从微控制器单元114接收命令信号，并且生成控制信号126以驱动逆变器电力段136。控制信号126还包括由逆变器控制电路138所生成的状态信号，逆变器控制电路138为微控制器114提供用于进行确定和判定的信息。与其它电力级104、106中的控制电路130、134相似，逆变器控制电路138接收工作电压120，以便操作其组件和集成电路。
[0022]多级镇流器100包括用于提供操作镇流器中的控制电路的电压的工作电压电源112。两个源用于提供工作电压电源112的输入电力。在正常镇流器工作期间，从磁耦合到开关模式转换器128的能量存储电感器的二次绕组来接收耦合电力118。下面将进一步论述，在某些工作状况期间，耦合电力118是不充分的，因而通过将备选电源或第二电源116直接耦合到整流器级102来将其提供给工作电压电源112。工作电压电源112用于向电力级104、106、108的每个中的低电平控制电路130、134、138提供称作工作电压120的共集电极电压(VCC)，并且还提供操作微控制器114的低电平电压(VDD)124。在镇流器100处于低功率或无功率状况时、例如灯110正吸取极少或没有功率的期间，存在流经PFC级以提供满足工作电压电源112的要求的充分耦合电力118的不充分电流。低负载或无负载状况在负载灯110关闭的期间、例如各点亮周期之间或者灯已经出故障或者取下的冷却期间发生。在这些期间，输入电力116的备选源直接从经整流的输入电力103吸取。
[0023]微控制器114耦合到DC-AC逆变器级108。控制信号126允许微控制器确定DC-AC逆变器级108中可影响PFC控制器104和功率调节器级106的各种状况。这些状况包括阻止PFC控制器104向工作电压电源112提供充分初级耦合电力118的低负载或无负载状况以及可包括由功率调节器级106所产生的经调节的DC电力107中的有害电压尖峰的DC-AC逆变器级108的转变。
[0024]微控制器单元114提供高级控制和协调功能，以便使PFC控制器级104、功率调节器级106和DC-AC逆变器级108保持有效地工作，并且提供例如灯重启和冷却的功能性。微控制器114能够包括通常在包含处理器、存储器和可编程输入/输出外设的单个集成电路或小电路板上构成的小型通用计算机。在一些实施例中，微控制器单元114包括能够向多级镇流器100提供控制的模数转换器、数模转换器和/或板载计数器。微控制器单元114包括能够运行计算机指令以及操纵和移动数据的处理器以及能够存储计算机指令和数据的存储器。
[0025]图2示出用于适合于向多级镇流器100中的控制电路提供工作电压VDD的工作电压电源112的示范架构200的框图。线性电源202直接耦合到诸如经整流的输入电力103之类的第二电源116，以便允许线性电源202在诸如输入电力101之类的输入电力施加到镇流器100时立即提供电力。线性电源202能够在启动PFC级104之前并且当关闭DC-AC逆变器级108时提供电力206。线性电源202提供采取内部电压形式的电力206，内部电压由低电平电源212用于提供由微控制器114使用的VDD 124。电力206的内部电压还由工作电压功率调节器214用于向电力级104、106和108中的控制电路提供工作电压。耦合电源204从开关模式功率转换器128接收耦合电力118，并且提供工作电压功率调节器214的备选源。[0026]在工作期间，多级镇流器100需要支持若干灯工作模式。当负载或灯110点亮时，镇流器100处于稳态中，并且镇流器100在正常负载下工作，即镇流器100向灯110提供正常电流量。在点亮期间，镇流器100将高点亮电压施加到灯110，并且承受轻负载。在作为在启动时、在灯故障期间或者当去除灯时施加的点亮电压的突发之间的期间的冷却期间，镇流器100处于停机模式，并且承受其中没有灯电流或极少灯电流流动的低负载或无负载。
[0027]线性电源、例如线性电源202耗散与所提供电流量成比例的电力量。诸如耦合电源204之类的耦合电源从PFC级104中的诸如升压调节器之类的开关调节器接收经调节的电力，并且因而耗散明显更少的电力。因此，期望尽可能多地使用耦合电源204，并且当耦合电源204不能够提供所需工作电压206时仅从线性电源202吸取电力。耦合电源204使用磁耦合从通常是升压类型开关调节器的PFC级104中的能量存储电感器吸取电力，并且因此仅当电流流经PFC级的电感器时才提供电力。耦合电源204的设计能够支持轻和正常负载期间的VCC 120和VDD 124的电力耗散。但是，当镇流器100处于低负载或无负载状况时，存在由耦合电源204所产生的不充分电力，并且电力206必须由线性电源202来提供。工作电压调节器214配置成每当可能的时候从耦合电源204吸取电力，以及仅当耦合电源204没有提供充分电力时才从线性电源202吸取电力。
[0028]典型镇流器设计使用可靠的但浪费大量电力的功率电阻器来创建线性电源。备选地，开关电源用于降低浪费电力量，但是增加镇流器的成本并且不利地影响可靠性。本文所公开的一种备选方式是包括工作电压控制开关216，以便控制工作电压功率调节器214。工作电压控制开关216耦合到微控制器114，从而允许微控制器114在不需要操作电力级104、106、108中的控制电路的期间将工作电压功率调节器214从线性电源202断开。例如，当镇流器100进入低负载或无负载状况时，开关216可关断。由于在这些期间不要求灯电流，所以PFC控制器级104、功率调节器级106和DC-AC逆变器级108的模拟电路和其它控制电路不需要工作，因此镇流器100可进入备用模式，其中工作电压功率耗散量显著降低。备用模式是镇流器100向灯110提供极少或者没有提供电流的情况，例如在冷却期间或者当灯出故障或取下时。在典型灯镇流器中，控制电路继续接收电力，并且继续工作，即使它没有向负载提供任何电力。通过从控制电路去除电力，包括工作电压控制开关216以及编程为操作开关216的微控制器114的多级镇流器100能够显著降低备用模式期间所耗散的功率。
[0029]例如，典型多级镇流器100使用工作电压120来提供大约8毫安的大约15伏的共集电极电压。VDD 124要求不到I毫安的大约5伏的低许多的电力电平。在这些条件下，使用线性电源202中的功率电阻器的镇流器将通常耗散大约2.2瓦特。这个耗散等级要求线性电源中的一对2瓦特功率电阻器或等效功率电阻器。使用其中工作电压调节器214在备用模式中断开的新解决方案，功率耗散可降低到小于大约0.4瓦特。除了提高的能量效率之外，小于一半瓦特数的降低功率耗散还允许采用较低成本的表面安装电阻器来取代传统解决方案中使用的功率电阻器。
[0030]图3示出适合于使镇流器100进入备用模式的开关电路的一个示范实施例的示意图。这种类型的电路可用作上述低电平电源架构200中的工作电压功率控制开关216。开关电路接收正供电轨VCC_IN处的共集电极电压。开关晶体管Q22有选择地将供电轨VCC_IN连接到输出电压VCC_0UT。二极管D21不仅防止输出电压VCC_0UT超过输入电压VCC_IN，而且还提供电流以从VCC_OUT提供VDD。滤波电容器C20与齐纳二极管D22并联连接在输出电压VCC_OUT与电路接地302之间，以便将输出电压VCC_OUT稳定并且保持在恒定电压、例如大约18伏。控制信号VCC_CTR施加到场效应晶体管Q21的栅极，并且电阻器R30用于提供偏压，以便在控制信号VCC_CTR保持为高电平时使晶体管Q21保持截止。一对电阻器R28和R29形成串联连接在电源电压VCC_IN与晶体管Q21之间的电阻分压器网络。晶体管Q21有选择地将电阻分压器R28、R29连接到电路接地302。两个电阻器R28与R29之间的中心节点304连接到开关晶体管Q22的基极。在将控制信号VCC_CTR拉到低电平时，使晶体管Q21导通，这将电阻器对R28、R29连接到地，从而创建电阻器R28两端的电压以使开关晶体管Q22导通。当开关晶体管Q22导通时，输出VCC_OUT连接到输入VCC_IN，从而将输入电压提供给连接到输出VCC_OUT的任何组件。
[0031]诸如以上参照多级镇流器100所述的微控制器114之类的微控制器可连接到VCC_CTR,以便操作开关电路300。在诸如示范镇流器100之类的镇流器中，微控制器114能够确定镇流器处于无负载状况的时间。通过包括诸如具有工作电压控制开关216的架构200之类的低电平电源架构，微控制器114能够编程为利用关于镇流器的工作模式的知识，并且通过断开工作电压控制开关216以降低镇流器所耗散的电力量来使镇流器进入备用模式。
[0032]图4示出可用于降低经调节的DC电力107、由此降低通过DC-AC逆变器级108传递给负载410的电流尖峰的CCF的功率调节器级106和DC-AC逆变器级108的一个实施例。在一个实施例中作为降压调节器的功率调节器级106中的电路包括电源电路402和控制电路406。电源电路402是使用本领域已知的降压调节器拓扑所配置的开关模式类型调节器，并且包括称作降压开关的可控导电开关404。降压开关404由控制电路406来接通和关断，以便调节DC电力107。控制电路406配置成监测功率调节器级106中的各种值、例如输出电力量、输出电压值、输入电压值以及适当的其它值，并且调整降压开关404的占空t匕，以便保持预期DC电力107特性。本文所使用的“占空比”指的是可控导电开关装置404的作为降压开关404传导电流的时间期间的接通时间与作为降压开关404没有传导电流的时间期间的关断时间的比率。控制电路406从如上所述的适当工作电压电源接收又称作共集电极电压(Vcc)的控制电压120。控制电路406可具有适合于控制电源电路402并且保持预期降压调节器输出电力107特性的任何适当类型，包括分立电子组件和/或集成电路。
[0033]DC-AC逆变器级108配置成接收经调节的DC电力107，并且将AC逆变器电压Vinv提供给负载410。负载410包括灯，并且还可包括谐振槽电路和/或帮助从逆变器电压Vinv来形成所需灯电力的其它电流控制组件。逆变器包括H桥电源电路422，H桥电源电路422由诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)之类的四个可控导电开关装置412、414、416、418来形成，从适当电源接收其工作电压120，并且提供一种外部控制信号126，该组外部控制信号126允许DC-AC逆变器级108由诸如微控制器114之类的外部装置来控制。在工作中，四个开关装置412、414、416、418由控制电路420成对地交替接通和关断，以便产生驱动负载410的方波逆变器电压Vinv。第一开关装置412和418接通，同时开关装置414和416关断，以便对负载410施加正向极性或正逆变器电压Vinv，然后开关装置414和416接通，同时开关装置412和418关断，以便对负载410施加反向极性逆变器电压Vinv。当改变逆变器电压Vinv的极性时，全部四个开关装置412、414、416和418 —般应当在接通交替开关对之前关断短时间量，以便防止潜在有害直通电流。一旦激活交替开关对，需要有限时间量使开关装置开始传导。逆变器电压改变极性的时间期间称作逆变器转变期间或者只称作逆变器转变。
[0034]在逆变器转变期间，灯110仅要求正常工作期间所需电力的大约三分之一。期望在气体放电灯中以恒定功率模式来操作镇流器，但是由于降低的灯功率要求，这种控制方案可在逆变器转变期间引起电流尖峰。图5是示出由H桥422传递给负载410的电流502的图表500。灯电流的幅值在垂直轴上以安培来表不,其中每个大格表不一安培。时间在水平轴上以秒来表示，其中每格表示10毫秒。从图表500能够看到，每次逆变器在正与负电压之间转变时产生大电流尖峰504。在所示示例图表500中，灯电流502的RMS值大约为
1.4安培，而峰值504大约为2.5安培，从而产生大约1.8的CCF。这些高电流尖峰引起应力并且降低灯使用寿命。
[0035]按照本文所公开的新实施例，附加控制输入144被包含，以及配置成停止脉宽调制，并且在激活控制信号144时关断降压开关404。上述示范镇流器100包括微控制器114，微控制器114配置成通过控制信号126来操作DC-AC逆变器级108。因此，微控制器114能够通过检查控制信号126来确定DC-AC逆变器级108处于转变中的时间，并且激活降压控制信号144。微控制器114编程为执行CCF控制方法，其中每当微控制器确定逆变器级108进入转变时将降压控制信号144激活预定时间期间。通过激活降压控制信号144，降压开关404在转变期间关断，由此显著降低电流尖峰并且降低镇流器的CCF。图6是示出由镇流器采用刚描述的CCF控制方法传递给负载410的灯电流602的图表600。灯电流的幅值在垂直轴上以安培来表不，其中每个大格表不一安培。时间在水平轴上以秒来表不，其中每格表示10毫秒。图表600示出在各转变发生的电流尖峰604差不多被降压控制方案消除，因而产生接近一的CCF。
[0036]图7示出可用于启用和停用功率调节器级106的某些实施例中的开/关的降压控制电路700的一个示范实施例。降压控制电路700可用于使微控制器114能够实现上述CCF控制方法。常见的是使用集成电路U80来控制功率控制器级106中的降压开关404。使用诸如 STMICR0ELECTR0NICS 制造的 L6562 或者 TEXAS INSTRUMENTS 制造的 UCC 28050 之类的集成电路U80的降压调节器是已知的，并且这些降压调节器实现包括零电流检测(ZCD)输入引脚5，它用于以转变模式来操作开关电源。通常，降压电感器电流通过升压电感器上的偏置绕组来间接地感测，并且用于生成零电流检测信号702，以便驱动集成电路U80的Z⑶输入。集成电路U80配置成使得Z⑶输入引脚5上的负沿使降压开关404接通。因此，如果ZCD输入保持在高电压电平、例如集成电路U80的工作电压或者微处理器114的工作电压VDD，则负沿将不会出现在Z⑶输入5，并且降压开关404将不会接通。简单峰值因数控制信号CF_C0N输入能够通过利用Z⑶输入引脚5的功能性来产生。将二极管D80的阳极连接到图7所示的零电流检测信号702并且将CF_C0N输入或者二极管D80的阴极连接到图1所示的微控制器114的CCF控制信号输出126允许微控制器114在DC-AC逆变器级108的转变期间将降压开关404关断预定时间期间。在这种配置中，当微控制器114在连接到CCF_C0N信号的CCF控制信号输出126上输出逻辑‘零’或‘假’值时，二极管D80变成反向偏压，并且允许过零检测信号702驱动Z⑶引脚5。当微控制器114在CCF控制信号126上输出逻辑‘一’或‘真’值时，二极管D80被正向偏压，ZCD引脚5将不会提供有负沿，并且降压开关404将保持关断，直到微控制器114在输出引脚126输出逻辑‘零’。备选地，其它电路可用于提供功率调节器级106上的CCF控制输入144，使得CCF控制输入的激活使降压开关404关断。
[0037]因此，虽然示出、描述和指出将本发明应用于示范实施例的新基本特征，但是将会理解，可由本领域的技术人员对所示装置的形式和细节及其操作进行各种省略、替换和变更，而没有背离本发明的精神和范围。此外，明显地预计按照基本相同的方式执行基本相同的功能以获得同样结果的那些元件的所有组合均属于本发明的范围之内。此外，应当知道，结合本发明的任何公开形式或实施例所示和/或所述的结构和/或元件可作为设计选择的一般方面结合到任何其它所公开或所述或建议的形式或实施例中。因此，预计仅受所附权利要求的范围所指示的限制。
【权利要求】
1.一种用于向气体放电灯供电的多级镇流器，所述镇流器包括: 功率因数校正级，配置成接收AC输入电力并且产生经相位校正的DC电力； 降压调节器级，耦合到所述经相位校正的DC电力，并且配置成产生经调节的DC电力，所述降压调节器级包括降压开关； DC-AC逆变器级，耦合到所述经调节的DC电力，并且配置成产生AC灯电力；以及 微控制器，耦合到所述逆变器级和所述降压开关， 其中所述微控制器配置 成确定所述逆变器进入转变的时间，并且在所述逆变器进入转变之后将所述降压开关切断预定时间期间。
2.如权利要求1所述的多级镇流器，其中，所述功率因数校正级包括:整流器，耦合到所述AC输入电力，并且配置成产生经整流电力；以及功率因数校正控制器，耦合到所述经整流电力，并且配置成产生所述经相位校正的电力。
3.如权利要求2所述的多级镇流器，还包括配置成产生工作电压的工作电源，以及其中，所述功率因数校正级、所述降压调节器级和所述逆变器级各包括耦合到所述工作电压的控制电路，并且其中所述微控制器还配置成确定所述镇流器处于备用模式的时间以及在所述镇流器处于备用模式时关断所述工作电压。
4.如权利要求3所述的多级镇流器，其中，所述工作电源包括: 线性电源，耦合到所述经整流电力，并且配置成产生内部电压； 工作电压调节器，耦合到所述内部电压，并且配置成产生所述工作电压；以及 工作电压控制开关，耦合在所述内部电压与所述工作电压调节器之间， 其中所述工作电压控制开关在操作上耦合到所述微控制器，并且所述微控制器配置成当所述镇流器处于备用模式时断开所述工作电压控制开关，使得所述内部电压与所述工作电压调节器断开。
5.如权利要求1所述的多级镇流器，其中，所述降压调节器级还包括: 集成电路，耦合到所述降压开关，所述集成电路包括过零检测输入； 电流感测电路，耦合到所述经调节的DC电力并且提供电流感测信号，所述电流感测信号耦合到所述过零检测输入； 以及二极管，耦合到所述过零检测输入， 其中所述二极管将所述微控制器的电流峰值因数控制输出耦合到所述过零检测信号，使得所述降压开关在所述微控制器的输出保持在高电压电平时切断，以及 其中所述微控制器配置成在所述逆变器进入转变之后将所述电流峰值因数控制输出保持为高电平预定时间期间。
6.一种电致发光装置，包括: 功率因数校正级，耦合到经整流的DC电力级，并且配置成产生经相位校正的DC电力；降压调节器级，耦合到所述经相位校正的DC电力，并且配置成产生经调节的DC电力，所述降压调节器级包括降压开关； DC-AC逆变器级，耦合到所述经调节的DC电力级，并且配置成产生AC灯电力； 微控制器，耦合到所述DC-AC逆变器级和所述降压开关； 内部电源，耦合到所述经整流的DC电力级，并且配置成产生第一工作电压； 气体放电灯，耦合到所述AC灯电力，其中所述功率因数校正级、所述降压调节器级和所述DC-AC逆变器级各包括耦合到所述第一工作电压的控制电路，以及 其中所述微控制器配置成确定所述镇流器处于备用模式的时间，并且在所述镇流器处于备用模式时关断所述第一工作电压。
7.如权利要求6所述的电致发光装置，其中，所述工作电源包括: 线性电源，耦合到所述经整流的DC电力级，并且配置成产生内部电压； 工作电压调节器，耦合到所述内部电压，并且配置成产生所述第一工作电压；以及 工作电压控制开关，耦合在所述内部电压与所述工作电压调节器之间， 其中所述工作电压控制开关在操作上耦合到所述微控制器，并且其中所述微控制器配置成当所述镇流器处于备用模式时断开所述工作电压控制开关，使得所述内部电压与所述工作电压调节器断开。
8.如权利要求7所述的电致发光装置，其中，所述工作电源还包括耦合电源，所述耦合电源配置成从所述功率因数校正级接收电力，并且对所述工作电压调节器产生第二工作电压， 其中所述工作电压调节器配置成当所述第二工作电压包括用于所述控制电路的充分电力时从所述第二工作电压吸取电力，而当所述第二工作电压包括用于所述控制电路的不充分电力时从所述线性电源吸取电力。
9.如权利要求8所述的电致发光装置，其中，所述微控制器还配置成确定所述逆变器进入转变的时间，并且在所述逆变器进入转变之后将所述降压开关切断预定时间期间。
10.如权利要求9所述的电致发光装置，其中，所述降压调节器级还包括: 集成电路，耦合到所述降压开关，所述集成电路包括过零检测输入； 电流感测电路，耦合到所述经调节的DC电力并且提供电流感测信号，所述电流感测信号耦合到所述过零检测输入； 以及二极管，耦合到所述过零检测输入， 其中所述二极管将所述微控制器的电流峰值因数控制输出耦合到所述过零检测信号，使得所述降压开关在所述微控制器的输出保持在高逻辑真值时切断，以及 其中所述微控制器配置成在所述逆变器进入转变之后将所述电流峰值因数控制输出保持在逻辑真值预定时间期间。
11.一种用于控制驱动气体放电灯的多级镇流器的方法，所述多级镇流器包括:升压调节器，配置成提供功率因数校正；降压调节器，配置成调节传递给气体放电灯的电力；以及逆变器，配置成产生用于灯的AC电力，所述方法包括: 检测所述逆变器的转变状态； 在检测到所述转变状态之后将降压调节器关断预定时间。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述多级镇流器还包括工作电压电源，并且其中所述升压调节器、所述降压调节器和所述逆变器各包括配置成从所述工作电压电源接收工作电压的控制电路，所述方法还包括: 检测所述镇流器处于备用模式的时间； 当所述镇流器处于备用模式时关断所述工作电压。
【文档编号】H05B41/28GK103582269SQ201210267884
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】Z.罗 申请人:通用电气公司