气体放电灯亮度调节电路和可调节亮度的气体放电灯的制作方法

本实用新型涉及照明技术领域，特别是涉及一种气体放电灯亮度调节电路和可调节亮度的气体放电灯。

背景技术：

气体放电灯是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的灯，通过气体放电将电能转换为光的一种电光源。一般的，气体放电灯是将储存在电容中的能量通过气体放电灯释放从而产生瞬间很高的亮度，而亮度的高低取决于闪光时释放的能量的大小，这部分能量由储能电容提供。若储能电容的电容值为C，放电开始时储能电容上的电压值为U₁，放电结束时储能电容上的电压值为U₂，则放电过程中释放的能量为：(C*U₁²-C*U₂²)/2。

现有技术中，储能电容的输入电压为对市电电压经过倍压整流处理后的电压，且倍压整流后的电压是不可调节的。因此，在气体放电灯管放电回路中串联IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，闪光时当储能电容电压放电至U₂时控制电路关断IGBT，通过调节U₂达到对气体放电灯亮度调节的目的。但是，由于灯管放电时的电流很大，电路中串联的IGBT需要承受大电流而导致IGBT价格昂贵，使得气体放电灯的成本比较高。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种气体放电灯亮度调节电路和可调节亮度的气体放电灯，以降低气体放电灯的成本。具体技术方案如下：

本实用新型实施例公开了一种气体放电灯亮度调节电路，包括：

充电控制电路，用于对气体放电灯管的储能电容的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制输入电压向所述储能电容充电，以使所述储能电容在充电状态下的电压达到所述预设基准电压；

所述储能电容，与所述气体放电灯管并联，当与所述气体放电灯管连接的外部触发电路接收到外部触发信号时，输出高压触发信号到所述气体放电灯管的触发电极，所述气体放电灯管的阴极和阳极导通，所述储能电容通过所述气体放电灯管放电，以使所述气体放电灯管闪光。

可选的，所述充电控制电路，包括：

电压比较器，用于将储能电容的采样电压与预设基准电压进行比较，向控制电路输出比较结果；

所述控制电路，用于根据所述比较结果输出控制信号控制驱动电路开通或者关断充电开关器件；

所述驱动电路，用于根据所述控制电路的控制驱动所述充电开关器件开通或者关断；

所述充电开关器件，连接在所述输入电压与所述储能电容之间。

可选的，所述控制电路具体用于，当所述比较结果为：所述采样电压高于或等于所述预设基准电压时，控制所述驱动电路关断所述充电开关器件；当获取的比较结果为：所述采样电压低于所述预设基准电压时，控制所述驱动电路开通所述充电开关器件。

可选的，所述充电开关器件包括：三极管、绝缘栅型场效应管、可控硅或绝缘栅双极型晶体管。

本实用新型实施例还公开了一种可调节亮度的气体放电灯，包括：

整流电路，用于对市电电压进行整流处理，得到第一直流电压；

充电控制电路，用于对气体放电灯管的储能电容的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制所述第一直流电压向所述储能电容充电，以使所述储能电容在充电状态下的电压达到所述预设基准电压；

所述储能电容，与所述气体放电灯管并联，当外部触发电路接收到外部触发信号时，输出高压触发信号到气体放电灯管的触发电极，使气体放电灯管的阴极和阳极导通，所述储能电容通过所述气体放电灯管放电，以使所述气体放电灯管闪光；

所述外部触发电路，用于在接收到所述外部触发信号时，触发所述气体放电灯管闪光；

所述气体放电灯管，与所述外部触发电路连接。

可选的，所述充电控制电路，包括：

电压比较器，用于将储能电容的采样电压与预设基准电压进行比较，向控制电路输出比较结果；

所述控制电路，用于根据所述比较结果输出控制信号控制驱动电路开通或者关断充电开关器件；

所述驱动电路，用于根据所述控制电路的控制驱动所述充电开关器件开通或者关断；

所述充电开关器件，连接在输入电压与所述储能电容之间。

可选的，所述控制电路具体用于，当所述比较结果为：所述采样电压高于或等于所述预设基准电压时，控制所述驱动电路关断所述充电开关器件；当获取的比较结果为：所述采样电压低于所述预设基准电压时，控制所述驱动电路开通所述充电开关器件。

可选的，所述外部触发电路，包括：

闪光控制电路，用于在接收到外部触发信号时，控制闪光触发电路触发所述气体放电灯管闪光；

所述闪光触发电路，用于根据所述闪光控制电路的控制触发所述气体放电灯管闪光。

可选的，所述充电开关器件包括：三极管、绝缘栅型场效应管、可控硅或绝缘栅双极型晶体管。

本实用新型实施例提供的气体放电灯亮度调节电路和可调节亮度的气体放电灯，通过对气体放电灯管的储能电容的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制输入电压向储能电容充电，以使储能电容在充电状态下的电压达到预设基准电压。当与气体放电灯管连接的外部触发电路接收到外部触发信号时，储能电容输出高压触发信号到气体放电灯管的触发电极，气体放电灯管的阴极和阳极导通，储能电容通过气体放电灯管放电，以使气体放电灯管闪光。本实用新型实施例通过充电控制电路调节储能电容的充电电压，减少了与气体放电灯管串联的IGBT，降低了气体放电灯的成本。当然，实施本实用新型的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的可调节亮度的气体放电灯的结构图；

图2为本实用新型实施例的气体放电灯亮度调节电路结构图；

图3为本实用新型实施例的可调节亮度的气体放电灯的结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

气体放电灯是通过气体放电将电能转换为光的一种电光源，由于辐射光谱具有可选择性、寿命长等优点，被广泛应用于工业、农业和科学研究等领域。气体放电灯的亮度由储能电容提供，且气体放电灯的亮度根据储能电容在充电后的能量与放电后的能量的差值确定。在储能电容的电容值确定的情况下，储能电容充电后的能量和放电后的能量分别由储能电容充电后的电压和放电后的电压确定。

参见图1，图1为现有技术的可调节亮度的气体放电灯的结构图。通过对市电电压进行倍压整流处理之后得到储能电容的输入电压，一般的，倍压整流后的输入电压大于600V，因此，必须使用耐压很高的气体放电灯管，因此实现成本高。由于该输入电压是不可调节的，气体放电灯亮度调节的方式是在气体放电灯管放电回路中串联IGBT，闪光时当储能电容的电压放电至预设关断电压时控制电路关断IGBT。当输入电压一定时，调节预设关断电压的值就可以实现气体放电灯亮度的调节。因为气体放电灯管放电时的电流非常大，一般在200A以上，因此IGBT要承受很大的电流冲击，必须要选用能够承受此电流的IGBT，该IGBT不仅电路复杂，而且价格高昂。

本实用新型实施例提供了一种气体放电灯亮度调节电路和可调节亮度的气体放电灯，下面首先对气体放电灯亮度调节电路进行详细介绍。

参见图2，图2为本实用新型实施例的气体放电灯亮度调节电路结构图，包括：

充电控制电路200，用于对气体放电灯管的储能电容210的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制输入电压向储能电容210充电，以使储能电容210在充电状态下的电压达到预设基准电压。

需要说明的是，储能电容210是一种储存能量的元件，而储存能量的大小由该储能电容210的基本属性电容值和向该储能电容210充电的电压值决定。对于给定的电容，其电容值是固定的，且本实用新型实施例中储能电容210在放电后的能量，即储能电容210的放电电压是固定的，那么，储能电容210在充电后的能量大小由该储能电容210的充电电压决定。

更为具体的，通过对气体放电灯管的储能电容210的电压进行采样，得到储能电容210的当前电压值，即采样电压，将该采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制输入电压向储能电容210充电，例如：当采样电压达到预设基准电压时，控制输入电压不向该储能电容210充电；当采样电压没有达到预设基准电压时，控制输入电压向该储能电容210充电，以使储能电容210在充电状态下的电压达到预设基准电压。当然，该预设基准电压是可以调节的，通过调节该预设基准电压而调节储能电容210在充电后的充电电压，最终达到调节与储能电容210并联的气体放电灯管的亮度的目的。例如，预设基准电压可以在300V～350V范围内，也可以是根据储能电容210的放电电压、储能电容210的电容值等设定的其他范围，在此不做限定。

储能电容210，与气体放电灯管并联，当与气体放电灯管连接的外部触发电路接收到外部触发信号时，输出高压触发信号到气体放电灯管的触发电极，气体放电灯管的阴极和阳极导通，储能电容210通过气体放电灯管放电，以使气体放电灯管闪光。

本实用新型实施例中，气体放电灯管是通过和该气体放电灯管并联的储能电容210在放电时释放的能量进行闪光的。当气体放电灯管接收到外部触发信号时，气体放电灯管的阴极和阳极导通，储能电容210将通过气体放电灯管释放存储的能量，即，储能电容210通过放电使气体放电灯管闪光。

其中，充电控制电路200，包括：

电压比较器201，用于将储能电容210的采样电压与预设基准电压进行比较，向控制电路202输出比较结果。

具体的，储能电容210的电压在充电和放电过程中是一直改变的，因此，通过对储能电容210的电压进行采样，得到实时的采样电压，将该采样电压与预设基准电压进行比较，并向控制电路202输出比较结果。因储能电容210电压较高，电压比较器201无法承受如此高的电压，因此，必须对储能电容210的电压进行分压处理，使得采样电压在电压比较器201可以承受的电压范围之内。当然，预设基准电压也要做相应的调整。

举例而言，在对储能电容210进行采样时，可在储能电容210两端并接两个串联的电阻来实现分压，使得采样电压的值为储能电容210的实际电压值的几十或者几百分之一。假设储能电容210的实际电压值为350V，通过调节分压电阻的阻值，就可使电压比较器201获得的电压为储能电容210的实际电压值的1/100，即，3.5V。相应地，预设基准电压也按照相应的比例缩减即可。

控制电路202，用于根据比较结果输出控制信号控制驱动电路203开通或者关断充电开关器件204。

驱动电路203，用于根据控制电路202的控制驱动充电开关器件204开通或者关断。

充电开关器件204，连接在输入电压与储能电容210之间，可以是三极管、绝缘栅型场效应管、IGBT或者可控硅等可控开关器件。

需要说明的是，电压比较器201仅仅是对两个电压值的比较，输出的是一个比较结果，控制电路202根据该比较结果控制充电开关器件204的开通或关断。一般的，电压比较器201和控制电路202的电流比较小，仅仅通过控制电路202无法实现对充电开关器件204的开通或关断。因此，在控制电路202和充电开关器件204之间添加可以承受大电流的驱动电路203，通过驱动电路203实现对充电开关器件204的控制。其中，控制电路202可以为运算放大器，也可以为IC(integrated circuit，集成电路)，驱动电路203可以为专用的驱动IC或者晶体管搭建的驱动电路。当然，任何可实现控制电路202、驱动电路203和充电开关器件204相关功能的器件都属于本实用新型实施例的保护范围。

本实用新型实施例中，充电开关器件204包括：三极管、绝缘栅型场效应管、IGBT或可控硅。需要解释的是，当充电开关器件204为IGBT时，该IGBT与现有技术中与气体放电灯管串联的IGBT是不同的，现有技术中的IGBT因为与气体放电灯管串联，需要承受很大的电流，因此，价格比较昂贵。本实用新型实施例中的IGBT不需要承受很大的电流，降低了气体放电灯的成本。

举例而言，电压比较器201为LM393，控制电路为LM358，驱动电路为晶体管电路，充电开关器件为可控硅。在对储能电容的电压进行分压处理之后，LM393获取的采样电压为5V，预设基准电压为6V，采样电压小于预设基准电压，储能电容的电压值未达到预设电压，那么，LM393向LM358发送比较结果信号，LM358根据比较结果输出控制信号，由于LM393和LM358的信号比较小，该控制信号需要经过晶体管将信号放大，进而驱动可控硅开通或关断。

可选的，本实用新型实施例的气体放电灯亮度调节电路中，控制电路202具体用于，当比较结果为：采样电压高于或等于预设基准电压时，控制驱动电路203关断充电开关器件204；当获取的比较结果为：采样电压低于预设基准电压时，控制驱动电路203开通充电开关器件204。

更为具体的，充电控制电路200的目的是，使储能电容210在充电状态下的电压达到预设基准电压。那么，当采样电压高于或等于预设基准电压时，表明储能电容210的当前电压已经达到了预设基准电压，不需要再对储能电容210进行充电，因此，控制电路202将控制驱动电路203关断充电开关器件204。相反地，当采样电压低于预设基准电压时，表明储能电容210的当前电压没有达到预设基准电压，需要对储能电容210充电，控制电路202将控制驱动电路203开通充电开关器件204，进而对储能电容210充电。

可见，本实用新型提供的气体放电灯亮度调节电路，通过对气体放电灯管的储能电容210的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制输入电压向储能电容210充电，以使储能电容210在充电状态下的电压达到预设基准电压。当气体放电灯管接收到外部触发信号时，气体放电灯管的阴极和阳极导通，储能电容210通过气体放电灯管放电，以使气体放电灯管闪光。本实用新型实施例通过充电控制电路200调节储能电容210的充电电压，减少了与气体放电灯管串联的IGBT，降低了气体放电灯的成本。

本实用新型实施例还提供了一种可调节亮度的气体放电灯，参见图3，图3为本实用新型实施例的可调节亮度的气体放电灯的结构图，包括：

整流电路300，用于对市电电压进行整流处理，得到第一直流电压。

更为具体的，市电电压为交流电压，而对储能电压进行充电的输入电压为直流电压，因此，需要对市电电压进行整流处理，将交流电压转换为直流电压，得到第一直流电压。可选的，在转换之前，可先对市电电压先进行EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容)滤波处理，用以实现EMS(Electromagnetic Susceptibility，电磁防护)和EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)滤波；然后再将滤波后的交流电压转换为直流电压。整流电路300可以是倍压整流电路，即，将交流电转换为直流电的同时，将电压值增大，例如，处理后电压是处理前电压的两倍、三倍等。当然，还需为充电控制电路310提供辅助供电电源。例如：可以通过辅助供电电路或者外接电源适配器为充电控制电路310中的器件供电。

充电控制电路310，用于对气体放电灯管340的储能电容320的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制第一直流电压向储能电容320充电，以使储能电容320在充电状态下的电压达到预设基准电压。

储能电容320，与气体放电灯管340并联，当外部触发电路330接收到外部触发信号时，输出高压触发信号到气体放电灯管340的触发电极，使气体放电灯管340的阴极和阳极导通，储能电容320通过气体放电灯管340放电，以使气体放电灯管340闪光。

外部触发电路330，用于在接收到外部触发信号时，触发气体放电灯管340闪光。

气体放电灯管340，与外部触发电路330连接。

需要说明的是，储能电容320与气体放电灯管340组成的并联电路是断开的，只有在外部触发电路330接收到外部触发信号时，才会输出高压触发信号到气体放电灯管340的触发电极使得气体放电灯管340的阴极和阳极导通，然后储能电容320通过气体放电灯管340开始放电，最终使气体放电灯管340闪光。

其中，充电控制电路310，包括：

电压比较器311，用于将储能电容320的采样电压与预设基准电压进行比较，向控制电路312输出比较结果。

控制电路312，用于根据比较结果输出控制信号控制驱动电路313开通或者关断充电开关器件314。

驱动电路313，用于根据控制电路312的控制驱动充电开关器件314开通或者关断。

充电开关器件314，连接在输入电压与储能电容320之间。其中，充电开关器件314包括：三极管、绝缘栅型场效应管、IGBT或可控硅。

可见，本实用新型提供的可调节亮度的气体放电灯，通过对气体放电灯管340的储能电容320的电压进行采样，将采样得到的采样电压与预设基准电压进行比较，根据比较结果控制输入电压向储能电容320充电，以使储能电容320在充电状态下的电压达到预设基准电压。当外部触发电路330接收到外部触发信号时，向气体放电灯管340的触发电极输出高压触发信号，使气体放电灯管340阴极和阳极导通，储能电容320通过气体放电灯管340放电，以使气体放电灯管340闪光。本实用新型实施例通过充电控制电路310调节储能电容320的充电电压，减少了与气体放电灯管340串联的IGBT，降低了气体放电灯的成本。

需要说明的是，本实用新型实施例的可调节亮度的气体放电灯是应用上述气体放电灯亮度调节电路的气体放电灯，则上述气体放电灯亮度调节电路的所有实施例均适用于该气体放电灯，且均能达到相同或相似的有益效果。

可选的，本实用新型实施例的可调节亮度的气体放电灯中，控制电路312具体用于，当比较结果为：采样电压高于或等于预设基准电压时，控制驱动电路313关断充电开关器件314；当获取的比较结果为：采样电压低于预设基准电压时，控制驱动电路313开通充电开关器件314。

可选的，本实用新型实施例的可调节亮度的气体放电灯中，外部触发电路330，包括：

闪光控制电路，用于在接收到外部触发信号时，控制闪光触发电路触发气体放电灯管340闪光。

闪光触发电路，用于根据闪光控制电路的控制触发气体放电灯管340闪光。

本实用新型实施例中，外部触发电路330包括：闪光控制电路和闪光触发电路。闪光触发电路，用于根据闪光控制电路的控制触发气体放电灯管340闪光，指的是，闪光触发电路将闪光控制电路的控制信号转化为高压触发信号送到气体放电灯管340的触发电极，使气体放电灯管340的阴极和阳极导通，使得储能电容320通过气体放电灯管340放电，使气体放电灯管340闪光。其中，闪光控制电路可以为IC，闪光触发电路可以为变压器或者晶体管电路等，在此不对闪光控制电路和闪光触发电路的具体器件形态做限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。