专利名称：Hid灯的成组调暗的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于调暗高密度气体放电灯的方法并且特别地涉及是调暗一串(组)这样的灯。
成组调暗(block dimming)系统在本领域是公知的。这种成组调暗电路被配置为在一定功率范围内，即从额定或最大功率到小于额定或最大功率的功率，驱动多个高密度气体放电(HID)灯。该成组调暗系统适合于同时调暗所述多个灯。HID灯具有其特定的镇流器电路来驱动所述HID灯。已知的成组调暗电路降低了在HID灯和相应无源镇流器电路上的电压，由此降低了提供的功率。
然而上述的已知成组调暗方法只适合于将HID灯(例如金属卤化物灯)调暗到其最大功率的50％左右。由于在灯上的电压低于需要的复燃(reignition)电压，在相应的电压HID灯熄灭。在通常的操作中，由于周期的电流反向，在每个周期中灯被高于所述预定复燃电压的电压峰值重新点燃。如果电压峰值被降低并接近所述预定复燃电压，则灯可能不能再次点燃。而且，由于较低的灯电流，灯还会开始闪烁。
此外，如果灯电压在短期内被降低，那么由于灯的等离子体的动态特性，即使在电压低于所述预定复燃电压之前灯也会熄灭。
DE2931794公开了通过控制HID灯的电子镇流器电路来控制成组形式的HID灯电流的频率来调暗HID灯。当控制多个HID灯时，每个镇流器电路都必需被控制以输出期望的频率。这样的镇流器电路需要复杂的系统来控制每个镇流器电路，并因此不适合于调暗大量的HID灯。
本发明的目的是提供一种用于将多个HID灯调暗到小于其最大功率的50％的电路和方法。
上述目的由如权利要求1所述的灯调暗电路、如权利要求4所述的调暗灯的方法、以及如权利要求5所述的成组调暗多个HID灯的方法来实现。
根据本发明的灯调暗电路可以通过改变由频率可调电压源输出的电源电压的频率来驱动并调暗一个或多个HID灯。与所述HID灯串联连接的电感具有与频率相关的阻抗。当电压源输出的电压的频率改变时，电感的阻抗改变，由此改变通过阻抗的电流。然而，灯两端上的电压没有实质上的改变。因此，通过灯的电流改变了而电压保持基本上相等，由此改变了灯输出的光而防止了灯熄灭。
当电压的频率升高时，电感的阻抗增加。因此，高频率时通过灯的电流会降低，由此降低灯的光输出。由于高频率，灯的闪烁没有问题，因为这种高频率的灯的闪烁对于人眼是不可见的。
流过电感的电流包含大量能量。所述能量使得能够在短期内，即基本上瞬时地，调暗一个或多个HID灯。该能量然后被用于在调暗期间防止灯熄灭。当提供的电流频率改变时，储存在电感上的能量可以在短时间内将灯电压增加到标称电压的两倍。
使用根据本发明的灯调暗电路，有可能将HID灯，例如金属卤化物灯，调暗至其标称功率的25％，而传统的调暗电路限制在标称功率的50％左右。
根据本发明的调暗电路和方法适合驱动并调暗一个或多个诸如金属卤化物灯的HID灯。这种金属卤化物灯实际上通过传统的调暗电路和方法不可调暗。根据本发明，金属卤化物灯甚至可以如上面所述被基本上瞬时地调暗。
在本发明的一个实施例中，频率可调电压源是电动机驱动，其在本领域中是公知的用于提供具有可调频率和高功率的高AC电压的设备。因此，这样的电动机驱动适合驱动并调暗成组的，即大量的，HID灯，例如金属卤化物灯。
参考下文描述的实施例，本发明的这些以及其他方面将变得清楚并被阐述。
附图显示了非限制性的典型的实施例，其中
图1示意性地示出了根据本发明的成组调暗电路。
在附图中，相同的参考数字表示相似的部件或具有相似功能的部件。
图1示出了包括AC电压源10、多个电感L1、L2和L3以及相应数量的HID灯21、22和23的电路。
电压源10是频率可调的电压源。输出电压被提供给多个(在图示的电路中是三个)由电感L1、L2、L3和HID灯21、22、23分别串联连接组成的并联电路。每个灯21、22、23可以具备启动电路来点燃HID灯21、22、23。然而，由于启动电路与本发明不相关，这种启动电路没有在图1中显示出来。
HID灯21、22、23和电感L1、L2、L3由电压源10(例如已知的电动机驱动)提供交流(例如正弦形状)的电压。HID灯21、22、23例如是使用电源电压(mains voltage)(例如50Hz、230V AC)并具有预定额定功率的HID灯。与每个灯串联的各个电感L1、L2、L3为所述灯起到镇流器电路的作用，并且电感L1、L2、L3的值被选择为当施加这种电源时灯21、22、23工作在其额定功率。
当电压源10的输出电压改变时，特别是当其频率改变时，电感L1、L2、L3的阻抗改变。随着频率的提高，电感L1、L2、L3的阻抗随着频率线性地增加。由于增加的阻抗，通过电感L1、L2、L3的电流并且由此通过灯21、22、23的电流被降低。因此，例如，当频率从50Hz提高到250Hz，并保持电压为230V，则电感L的阻抗增加5倍，由此降低通过电感L的电流5倍，因此将HID灯的功率减少到只有其标称功率的20％。
根据本发明的电路可以有利地用于在短时间内提高HID灯的光输出。例如，上面提及的想要使用50Hz、230V AC的电源电压的HID灯可以由65Hz、300V AC驱动。由于提高的频率，电感的阻抗增加，由此使提供的电流降低了系数50/65。灯的功率等于电压乘以电流。由于电压从230V增加到300V，HID灯大约在其额定功率下工作，这是因为300/65大约等于230/50。现在，将频率降低到50Hz使灯提高至其额定功率的130％。注意到HID灯适合在短时间内进行这样的提高。还注意到，与在50Hz驱动HID灯相比较，这样的电路设计减少了HID灯的任何可见的闪烁，因为人眼对于65Hz更加不敏感。
有利地，本发明可以被用于缩短HID灯的启动时间。在启动时间期间，该时间对于HID灯来说相对较长，HID灯达到稳定运行。在本领域公知的是，在启动时间期间增加灯的电流以缩短启动时间。通过降低电流频率，根据本发明的电流被增加。
而且，本发明可以被用于校正不稳定的电源电压，从而使得灯的功率基本上保持恒定。例如，如果电路中没有稳压器，灯电流的频率可以被控制以便跟随电源电压中的任何变化而改变，以保持灯消耗的功率恒定。
在上面的描述以及所附的权利要求书中，“包括”被理解为不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。而且，权利要求书中的任何参考标记不应被解释为本发明范围的限制。
权利要求
1.一种用于调暗至少一个HID灯(21、22、23)的灯调暗电路，该电路包括与每个HID灯串联连接的电感(L1、L2、L3)，以及向所述电感和所述HID灯的所述串联连接提供具有预定频率的交流电压的频率可调电压源(10)。
2.如权利要求1所述的灯调暗电路，其中交流电压是正弦波电压。
3.如权利要求1或2所述的灯调暗电路，其中频率可调电压源是电动机驱动。
4.如权利要求1、2或3所述的灯调暗电路的使用，其中HID灯是金属卤化物灯。
5.用于调暗HID灯(21、22、23)的方法，该方法包括设置由电压源(10)输出的交流电源电压的频率；并将所述电源电压提供给所述HID灯和电感(L1、L2、L3)的串联连接。
6.成组调暗多个HID灯(21、22、23)的方法，该方法包括设置由电压源(10)输出的交流电源电压的频率；并将所述电压提供给HID灯和电感(L1、L2、L3)的多个串联连接中的每一个。
全文摘要
为了调暗高密度气体放电(HID)灯，电感和所述HID灯串联连接。电感起为镇流器的作用。HID灯由频率可调的AC电压源供电。由于电感的阻抗取决于电源电压的频率，所以流过电感的电流取决于所述频率。因此，灯电流可以通过改变电源电压的频率来控制，而电压保持足够高以防止灯熄灭。本发明的方法和电路适合同时驱动多个HID灯。而且，HID灯可以根据其类型被调暗到其标称功率的20％左右。调暗可以基本上瞬时执行而不会使灯熄灭。
文档编号H05B41/24GK101027944SQ200580032640
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月19日 优先权日2004年9月27日
发明者H·A·范埃斯维尔德 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司