专利名称：启动辅助装置、镇流器以及照明装置的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及气体放电灯的驱动，具体而言，涉及一种启动辅助装置，用于驱动 气体放电灯组。此外，本发明还涉及一种具有这种启动辅助装置的镇流器以及照明装置。
背景技术：
在将多个气体放电灯串联耦合形成气体放电灯组时，由于分压作用往往会造成气 体放电灯组中的各个气体放电灯的启动困难。为了保证气体放电灯组中的各个气体放电灯 的正常启动，根据现有技术在镇流器中设置了主启动电容器和辅助启动电容器，且主启动 电容器和辅助启动电容器数目之和对应于气体放电灯组中的气体放电灯的数目。但是，即 便如此也未能充分保证气体放电灯组中的各个气体放电灯不受串联分压影响而正常启动。 此外，数量众多的启动电容器一方面会造成镇流器体积较大而另一方面其制造费用也随之 上升。同时，现有技术中为了进一步改进各个气体放电灯的启动，还提出将镇流器中的主启 动电感器选择得较大。然而，这同样会造成镇流器体积过大。而且，较大的主启动电感器也 带来制造费用过高的缺点。
发明内容
针对上述问题，本发明的实施例提出了一种启动辅助装置，用于驱动气体放电灯 组，该气体放电灯组包括依次串联的η个气体放电灯，其中η是大于或等于2的自然数，该 启动辅助装置包括主启动电路，其具有串联耦合的主启动电容器和主启动电感器；以及 升压单元，其包括第一端子、第二端子和第三端子，其中升压单元的第一端子通过气体放 电灯组的第一气体放电灯的未与气体放电灯组的其他气体放电灯耦合的灯丝端而耦合到 主启动电容器的一端，升压单元的第二端子通过第η气体放电灯的未与气体放电灯组的其 他气体放电灯耦合的灯丝端而耦合主启动电容器的另一端，第一气体放电灯的灯丝与主启 动电容器耦合的耦合点被耦合到主启动电感器的一端，并且该主启动电感器的另一端形成 该启动辅助装置的馈电输入端，升压单元的第三端子与气体放电灯组中的第m气体放电灯 和第m+1气体放电灯的耦合在一起的灯丝端相耦合，以使得升压单元在受到主启动电路激 励的情况下在第三端子的输出电压足以为气体放电灯组中的各个气体放电灯提供启动电 压，其中m彡n-1且m为自然数。此外，本发明的实施例还提出了一种具有该启动辅助装置的镇流器，其中该镇流 器还包括电源电路，该电源电路的输出端与该启动辅助装置的馈电输入端耦合以便为该启 动辅助装置提供其工作所需的电能。另外，本发明的实施例还进一步提出了一种照明装置，其中该照明装置包括该镇 流器和照明单元，该镇流器用于驱动照明单元。
本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的 详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本 发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中图1示出了 根据现有技术的用于由两个气体放电灯串联形成的气体放电灯组的 启动辅助电路；图2示出了根据本发明的一个实施例的用于由两个气体放电灯串联形成的气体 放电灯组的启动辅助装置的示意图；图3示出了根据本发明的一个实施例的用于由三个气体放电灯串联形成的气体 放电灯组的启动辅助装置的示意图；图4示出了根据本发明的一个实施例的用于由η个气体放电灯串联形成的气体放 电灯组的启动辅助装置的示意图；图5a示出了根据本发明的一个实施例的用于气体放电灯组的启动辅助装置中的 升压单元的一个具体例子的示意框图；图5b示出了图5a所示的升压单元的另一变形形式的示意框图；以及图6a示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组左侧部分具有多个加速 启动单元的启动辅助装置的示意图；图6b示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组左侧部分具有多个加速 启动单元的启动辅助装置的另一种实施形式的示意图；图6c示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组右侧部分具有多个加速 启动单元的启动辅助装置的示意图；图6d示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组右侧和左侧部分都具有 多个加速启动单元的启动辅助装置的示意图；图6e示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯右侧和左侧部分都具有多 个加速启动单元的启动辅助装置的另一种实施形式的示意图；图7a至7b分别放大地示出了图6a中的虚线框A所示的耦合关系的实施形式；图8a至8c分别放大地示出了图6d中的虚线框B所示的耦合关系的实施形式；图9a至9b分别放大地示出了图6d中的虚线框C和D所示的耦合关系的实施形 式；图10示出了具有根据本发明的一个实施例的用于气体放电灯组的启动辅助装置 的镇流器。
具体实施例方式在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见， 在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施 方式的过程中需要做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且 这些决定可能会随着实施方式的不同而有所改变。在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中 仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构，而省略了与本发明关系不大的其他 细节。
图1示出了根据现有技术的用于由两个气体放电灯串联形成的气体放电灯组的 启动辅助电路。在该图中示出了串联耦合的两个气体放电灯Lpl和Lp2，其中气体放电灯 Lpl用其中一个灯丝端4与气体放电灯Lp2的其中一个灯丝端6耦合。在该启动辅助电路 中设置有主启动电路，其包括主启动电感器Lll和主启动电容器C11。气体放电灯Lpl的灯 丝端1通过主启动电感器Lll与电源电路(在图中未示出)在该启动辅助电路的馈电输入 端I处耦合。气体放电灯Lpl的灯丝端2和3以及气体放电灯Lp2的灯丝端5和8分别悬 空。当然，气体放电灯Lpl和L p2的各个灯丝端也可以短接在一起，即Lpl的灯丝端1与2 短接，其灯丝端3与4短接，以及气体放电灯Lp2的灯丝端5与6短接，其灯丝端7与8短 接。此外，该电路还设置有辅助启动电容器C12。主启动电容器Cll并联在气体放电灯Lpl 和Lp2构成的气体放电灯组两端，即该主启动电容器Cll的一端与气体放电灯Lpl的未与 气体放电灯Lp2的灯丝串联的灯丝的灯丝端1耦合，而其另一端与气体放电灯Lp2的未与 气体放电灯Lpl的灯丝串联的灯丝的灯丝端7耦合。辅助启动电容器C12并联在气体放电 灯Lpl的两端，即辅助启动电容器C12的一端与气体放电灯Lpl的未与气体放电灯Lp2的灯 丝耦合的灯丝的灯丝端2耦合而另一端与气体放电灯Lpl和Lp2彼此耦合的灯丝的灯丝端 4和6的耦合点Pl耦合。对于多于两个的气体放电灯串联形成的气体放电灯组，需要设置 有与气体放电灯数目对应的启动电容器(主启动电容器与辅助启动电容器数目之和等于 气体放电灯的数目)来确保气体放电灯组中的各个气体放电灯正常启动。然而即便如此， 也不能充分保证气体放电灯组中的各个气体放电灯不受串联分压影响而正常启动，反而会 造成该启动辅助电路体积过大。为了进一步确保这种气体放电灯组中的各个气体放电灯正 常启动，现有技术中还将主启动电感器Lll选择得较大。然而，由于较大的主启动电感器 Lll其相应的体积也会较大，所以会增加集成的难度。而且，较大的主启动电感器Lll还会 导致制造费用过高。图2示出了根据本发明的一个实施例的启动辅助装置，其应用于由两个气体放电 灯构成的气体放电灯组。对于图1和图2中相同和相似的部分设置有相同的附图标记。出 于简洁的目的，以下仅就附图中所示的本发明的实施形式与图1中所示的现有技术的不同 之处予以详细描述，而省去了相同或者作用相同的部分的描述。图2所示的启动辅助装置 也包括主启动电路，其包括主启动电容器Cl和主启动电感器Li，它们分别对应于图1中所 示电路中的主启动电容器Cll和主启动电感器L11。图2所示的电路与图1所示的电路不同 之处在于，省去了辅助启动电容器C12而增加了升压单元Tl。在该图中，升压单元Tl为三 端器件，分别为第一端子101、第二端子102和第三端子103。升压单元Tl的第一端子101 和第二端子102分别与该气体放电灯组中的气体放电灯Lpl的灯丝端2和气体放电灯Lp2 的灯丝端8耦合，其第三端子103与这两个气体放电灯Lpl和Lp2的灯丝端4和6的耦合点 Pl耦合。在启动气体放电灯Lp 1和Lp2时，升压单元Tl受到主启动电路中的主启动电容器 Cl和主启动电感器Ll组成的LC谐振回路的激励作用而在气体放电灯Lpl和Lp2的灯丝端 4和6的耦合点Pl处提供足够高的电压，以便为气体放电灯Lpl和Lp2提供组足够的启动 电压。也就是说，在Lpl与Lp2具有基本相同的电气特性的情况下，在升压单元Tl的第三 端子103与主启动电容器Cl的两个端之间形成分别作用于气体放电灯Lpl和Lp2上的近 似相等的电压差。该电压差明显高于在仅使用主启动电路的情况下由主启动电容器Cl提 供的分配到气体放电灯Lpl和Lp2上的电压，从而保证了在气体放电灯Lpl和Lp2的两端分别存在足以将其启动的电压。当然，如果各个气体放电灯Lpl、Lp2的电气特性(例如阻 抗)不同，则分配在Lpl和Lp2上的启动电压也会相应不同，即相当于Lpl、Lp2形成了串联 分压电路。此外，该启动辅助装置不需要较大的主启动电感器Li，节省了由于选择较大的主 启动电感器Ll而带来的制造费用。还应该指出的是，在若干其他可替选实施方式中，气体 放电灯Lpl和Lp2的各个灯丝端也可以短接在一起，即Lpl的灯丝端1与2短接，其灯丝端 3与4短接，以及气体放电灯Lp2的灯丝端5与6短接，其灯丝端7与8短接；或者，气体放 电灯Lpl和Lp2的各个灯丝端也可以采用任何其他适当的耦接方式。气体放电灯的各个灯 丝端所采用的具体耦接方式属于根据本发明的实施例的启动辅助装置在应用于其负载，即 气体放电灯时的具体电路配置，可由本领域技术人员根据实际需要(诸如气体放电灯的电 气特性、对于气体放电灯所需要达到的驱动要求(例如对保护灯丝的需要)等)进行选用 或者调整，而不会影响根据本发明的实施例的启动辅助装置的功能实现。图3进一步示出了根据本发明的另一个实施例的启动辅助装置，其应用于由三个 气体放电灯串联形成的气体放电灯组。该电路与图2中所述的电路不同之处在于气体放 电灯组由三个气体放电灯Lpl、Lp2、Lp3串联形成，即增加了一个气体放电灯Lp3。升压单 元Tl的第三端子103示例性地与气体放电灯Lpl和Lp2的灯丝端4和6的耦合点Pl耦合。 然而，升压单元Tl的第三端子103也可以与气体放电灯Lp2和Lp3的灯丝端8和10的耦 合点P2耦合。无论升压单元Tl的第三端子103与耦合点Pl耦合还是与耦合点P2耦合， 图3所示的启动辅助装置的工作都与图2所示的根据本发明实施例的、应用于由两个气体 放电灯构成的气体放电灯组的启动辅助装置的工作类似，在此不再逐一详细阐述。同样，在 此所示的三个气体放电灯Lpl、Lp2和Lp3的各个灯丝端也可以分别短接在一起或者采用 任何其他适当的耦接配置方式，而不会影响根据本发明的实施例的启动辅助装置的功能实 现。 图4示出了根据本发明的又一个实施例的启动辅助装置，其应用于由η个气体放 电灯串联形成的气体放电灯组(η是大于或等于2的自然数)。容易理解，图4中示出的启 动辅助装置是如图2-3的实施例中示出的启动辅助装置的更为一般的形式。气体放电灯 组由η个气体放电灯Lpl，…，Lpn依次串联形成。尽管在此仅仅示出了 η个气体放电灯 Lpl, -,Lpn的串联耦合的灯丝有一端悬空的情况，但这只是一种示例而不构成限制，也可 以根据实际需要将η个气体放电灯Lpl，-,Lpn的串联耦合的灯丝的四个灯丝端耦合在一 起或者采用其他任何合适的耦合方式，这对于根据本发明的实施例的启动辅助装置的功能 没有影响。在图4所示出的实施例中，主启动电路同样包括主启动电感器Ll和主启动电容 器Cl，它们串联耦合并且主启动电容器Cl并联在气体放电灯组的两端，即主启动电容器Cl 并联在气体放电灯Lpl的未与气体放电灯Lp2的灯丝耦合的灯丝的灯丝端1与气体放电灯 Lpn的未与气体放电灯Lp (n-1)的灯丝耦合的灯丝的灯丝端4n_l之间。如该图所示，升压 单元Tl的第一端子101和第二端子102分别通过在气体放电灯组的气体放电灯Lpl和气 体放电灯Lpn的未与其他气体放电灯Lp2^"、Lp(n-l)耦合的灯丝端而与主启动电容器Cl 的两端耦合。气体放电灯Lpl的灯丝端1与主启动电容器Cl耦合的耦合点E与主启动电 感器Ll的一端耦合并且该主启动电感器Ll的另一端形成该启动辅助装置的馈电输入端I。 在各种可能的可替选具体实现方式中，升压单元Tl的第一端子101可与气体放电灯组的气 体放电灯Lpl的未与气体放电灯组的其他气体放电灯Lp2、…、Lpn耦合的灯丝的灯丝端1或2以及主启动电容器Cl的一端耦合在一起，灯丝端1和2可以短接在一起或其中一端悬 空；升压单元Tl的第二端子102可与气体放电灯Lpn的未与气体放电灯组的其他气体放电 灯Lpl、-,Lp(n-l)耦合的灯丝的灯丝端4n-l或4η以及主启动电容器Cl的另一端耦合， 灯丝端4η-1和4η可以短接在一起或其中一端悬空。在此，启动辅助装置的升压单元Tl的 第三端子103示例性地与气体放电灯Lpl和气体放电灯Lp2的耦合点Pl耦合。然而，也可 以将升压单元Tl的第三端子103耦合到该气体放电灯组中的任意两个气体放电灯的灯丝 耦合点。无论升压单元Tl的第三端子103与气体放电灯组中的哪两个气体放电灯的耦合 点耦合，图4所示的启动辅助装置的工作都与图2和图3中所示的应用于气体放电 灯组的 启动辅助装置的工作类似，在此不再逐一阐述。优选地，在气体放电灯组中各个气体放电灯的电气特性(例如阻抗)相似的情况 下，升压单元Tl的第三端子103可与气体放电灯组中的第m气体放电灯和第m+1气体放电 灯的耦合点耦合，其中m= Iη/2 (Iη/2 I表示对(η/2)的值取整)，即，使得升压单元Tl的 第三端子103耦合在气体放电灯的串联回路的近似中点的位置，以便使在气体放电灯组中 的各个气体放电灯承受的启动电压更为均衡。由此，也避免了由于启动电压不均衡而使承 受较高启动电压的气体放电灯的使用寿命缩短，可以进一步优化启动特性。容易理解，在气 体放电灯组中各个气体放电灯的电气特性差异较大的情况下，也可以根据阻抗与所承受的 启动电压尽量匹配和均衡的原则选择升压单元Tl的第三端子103的耦接位置，以实现优化 的启动特性。相比于现有技术中使用一个主启动电路和多个辅助启动电容器来启动多个气体 放电灯，根据本发明的实施例的启动辅助装置可以可靠且高效地实现多个串联的气体放电 灯的启动，从而优化了启动特性。此外，由于省去了多个辅助启动电容器而使启动辅助装置 更为简单且便于制造。由此也降低了制造成本。需要注意，在参照上述图2-4对根据本发明的若干实施例的启动辅助装置进行描 述的过程中，是结合根据本发明各个实施例的启动辅助装置所适用的负载，即气体放电灯 组一起来描述的。但是本领域技术人员容易理解，这只是为了更清楚地说明根据本发明各 个实施例的启动辅助装置的工作过程和原理，而并不是意在进行限制，换句话说，在各个实 施例中的气体放电灯组不是根据本发明各个实施例的启动辅助装置的组成部分，而是作为 其应用对象。图5a示出了根据本发明的实施例的用于气体放电灯组的启动辅助装置中的升压 单元Tl的一个具体例子。该升压单元Tl包括电容器C2和电感器L2。电容器C2和电感 器L2串联耦合并且它们的未耦合的相应端分别是升压单元Tl的第一端子101和第二端子 102，其串联耦合点形成升压单元Tl的第三端子103。假设将图5a示出的升压单元Tl的该 具体例子应用于图2-4中分别示出的根据本发明的实施例的启动辅助装置，则其中启动辅 助装置的工作过程简述如下主启动电路的主启动电容器Cl与主启动电感器Ll组成的谐 振回路谐振而在主启动电容器Cl与主启动电感器Ll的耦合点产生高压。该高压作用于由 电容器C2和电感器L2组成的升压单元Tl。该升压单元Tl的电容器C2和电感器L2组成 的谐振电路在主启动电路提供的高压激励下产生谐振，从而在该电容器C2和电感器L2的 耦合点103产生了比在主启动电容器Cl的两端上的电压更高的启动电压。该启动电压相 对于主启动电容器Cl的两个端子之间分别形成电压差。该电压差明显高于在仅使用主启动电路的情况下由主启动电容器Cl提供的分配到气体放电灯组的电压，因此能够为气体放电灯组中各个气体放电灯提供可靠地启动所需要的启动电压。图5b示出了图5a所示的升压单元Tl的一种变形形式，其中电容器C2和电感器 L2的位置互换而不影响升压单元Tl的升压功能的实现。具体工作过程与上面参照图5a中 描述的类似，具体细节不再赘述。本领域技术人员应理解的是，也可将在此所示的电容器C2和电感器L2构成的串 联谐振电路替换为任何其他能够在主启动电容器Cl和主启动电感器Ll组成的谐振回路的 激励下在第三端子103提供升高的电压的升压单元。根据所要驱动的气体放电灯组中的气体放电灯的数目，依据如下规则中的至少一 个可以确定根据本发明的实施例的启动辅助装置的主启动电路中的主启动电容器Cl和主 启动电感器Ll以及升压单元Tl中的电容器C2和电感器L2的参数(例如电容量或电感 量)1)主启动电容器Cl和主启动电感器Ll的电容量和电感量适当选择以便谐振点在相 关的气体放电灯的标准IEC61347-2-3以下(通常电感量在大约几毫亨和电容量在大约几 法拉左右)；2)升压单元Tl中的电容器C2和电感器L2的电容量和电感量选择得比主启动 电路中的主启动电容器Cl和主启动电感器Ll的电容量和电感量略小；3)如上所述，在一 种优选实施方式中，如果气体放电灯组中各气体放电灯的电气特性相似(例如阻抗相似)， 升压单元Tl的第三端子103可耦合在串联的气体放电灯组的中点附近，则在这种情况下使 得电容器C2和电感器L2的阻抗尽可能相同，以便可以保证升压单元Tl中的电容器C2和 电感器L2串联的耦合点103分别相对于主启动电容器Cl的两端的电压差近似相等，从而 使施加到各个气体放电灯上的启动电压较为均衡。对于上述的电路组成部件的参数的具体 值，以及根据本发明的实施例的启动辅助装置中的其他电路组成部件的参数的具体值，可 由于本领域技术人员根据具体情况来具体地设定，细节在此不再赘述。下面结合图6a_6e描述根据本发明的实施例的启动辅助装置的其他变形形式。图6a示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组左侧具有多个加速启动 单元的启动辅助装置，其应用于由η个气体放电灯串联形成的气体放电灯组(η是大于或等 于3的自然数)。该图所示的启动辅助装置与图4所示的启动辅助装置不同之处在于，该图 6a所示的启动辅助装置还设置有多个加速启动单元CL1、CL2、"^CUm-Ih根据图6a所 示，升压单元Tl的第三端子103将气体放电灯组划分成两部分，即左侧部分和右侧部分。在 此所提及的“左侧部分”和“右侧部分”并非要在方位关系上对气体放电灯的布置进行限制， 而是仅仅出于描述的便利。气体放电灯组的左侧部分包括m个气体放电灯而其右侧部分包 括n-m个气体放电灯，m是小于η的自然数。如图所示，m_l个加速启动单元CL1、CL2、…、 CL(m-l)的一端通过第m气体放电灯Lpm的与第m+1气体放电灯Lp (m+1)耦合的灯丝而与 升压单元Tl的第三端子103耦合，而这m-1个加速启动单元CL1、CL2、-XL(m-l)另一端 分别耦合到左侧部分的m个气体放电灯彼此间的耦合点。根据图4的启动辅助装置的升压 单元Tl受主启动电路的谐振激励而将升压单元Tl的第三端子103上提供的电压相对于主 启动电容器Cl的两端上的电压形成的电压差作用于每个气体放电灯(在所串联的各个气 体放电灯的电气特性近似相同或相近的情况下作用于每一个气体放电灯的启动电压近似 均等)，从而保证气体放电灯组中的各个气体放电灯的启动。在图6a所示的启动辅助装置 中在启动气体放电灯组时升压单元Tl同样受到主启动电路的主启动电容器Cl和主启动电感器Ll谐振激励而在其第三端子103上提供高于主启动电容器Cl与主电感器Ll的耦合点 E上的电压。第三端子103提供的电压分别通过各个加速启动单元CL1、CL2、-,CL(m-l) 的充电过程而耦合到各个气体放电灯彼此耦合的耦合点上。这样在气体放电灯组启动时， 近似于将升压单元Tl的第三端子103上的电压相对于主启动电容器Cl和主启动电感器Ll 的耦合点E上的电压形成的电压差首先直接作用于气体放电灯Lpl两端，从而气体放电灯 Lpl可被快速地启动。随后，由于气体放电灯Lpl启动，气体放电灯Lpl近似视为导体(其 上只降落与其阻抗相适应的电压)，则气体放电灯Lp2与气体放电灯Lpl耦合的一侧上的 电压可近似视为等于主启动电容器Cl和主启动电感器Ll的耦合点E上的电压而其另一侧 由于加速启动单元CL(m-2))已将升压单元Tl的第三端子103上的电压耦合过来，所以类 似于气体放电灯Lpl的启动的情形，近似于将升压单元Tl的第三端子103上的电压相对于 主启动电容器Cl和主启动电感器Ll的耦合点E上的电压形成的电压差直接作用于气体放 电灯Lp2两端，从而气体放电灯Lp2也可被快速地启动。同样地，气体放电灯Lp3、…、Lpm 可相继快速地启动。当然，应注意的是，由于上述过程比较短暂，因此在各气体放电灯启动 时并不会显现出明显的启动顺序，即这些气体放电灯几乎可认为是同时被启动。由此可见， 加速启动单元的引入进一步提高了气体放电灯组中的左侧部分中的各个气体放电灯的启 动速度。此外，尽管在图6a中为m-1个气体放电灯均配备有相应的加速启动单元，但也可 以只为这m-1个气体放电灯中的任意个数的一部分气体放电灯配备加速启动单元，即有针 对地加速气体放电灯组中的左侧部分中的若干气体放电灯的启动，而并非必需为所有m-1 个气体放电灯都配备相应的加速启动单元，这样仍然可以从整体上实现气体放电灯组启动 的加速，从而进一步优化启动特性。换言之，在这种情况下可以配备最多m-1个加速启动单兀。
图6b示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组左侧具有加速启动单元 组的启动辅助装置的另一种实施形式，其应用于由η个气体放电灯串联形成的气体放电灯 组(η是大于或等于3的自然数)。与图6a中所示的实施例不同在于，m_l个加速启动单元 CL1、CL2、-XL(m-1)分别耦合在气体放电灯组的左侧部分的m个气体放电灯彼此间的耦 合点与主启动电路的主启动电感器Ll和主电感器Cl的耦合点E之间。该图所示的启动辅 助装置的工作原理与图6b中所示的工作原理相似，只是存在如下不同在气体放电灯组启 动时m-Ι个加速启动单元CL1、CL2、…、CL(m_l)将主启动电路的主启动电容器Cl和主电 感器Ll的耦合点E上的电压耦合到左侧部分的各个气体放电灯彼此间的耦合点，从而首先 启动放电灯Lpm，然后依次启动气体放电灯Lp (m-1)、Lp (m-2)、…、Lpl0在此不再详细阐 述。该启动辅助装置同样进一步提高了气体放电灯组中的左侧部分中的各个气体放电灯的 启动速度。此外，同样可以根据需要而有针对地为m个气体放电灯中的一部分而不是全部 配备相应数量的加速启动单元。图6c示出了根据本发明的一个实施例的在气体放电灯组右侧具有加速启动单元 的启动辅助装置，其应用于由η个气体放电灯串联形成的气体放电灯组(η是大于或等于3 的自然数)。与图6a中所示的实施例不同在于，针对气体放电灯组右侧的m个气体放电灯 (m是小于η的自然数)，将η-m-l个加速启动单元CR1、CR2、…、CR(n-m-l)通过第m+1气 体放电灯Lp(m+1)的与第m气体放电灯Lp (m+1)耦合的灯丝端与升压单元Tl的第三端子 103耦合，而另一端分别耦合到右侧部分的n-m个气体放电灯彼此间的耦合点。该图所示的启动辅助装置的工作原理与图6a中所示的工作原理类似，在此不再详细阐述。与图6a中所 示的实施例类似，图6c中示出的启动辅助装置进一步提高了气体放电灯组中的右侧部分 中的各个气体放电灯的启动速度，从而进一步优化了启动特性。此外，同样可以根据需要而 有针对性地为右侧的m个气体放电灯的一部分而不是全部配备相应数量的加速启动单元。结合图6a和图6c的实施例得到了图6d所示的实施例。图6d所示的启动辅助装 置进一步提高了气体放电灯组中的左侧部分和右侧部分中的各个气体放电灯的启动速度。 而结合图6b和图6c的实施例得到了图6e所示的实施例，图6e所示的启动辅助装置进一步 提高了气体放电灯组中的左侧部分和右侧部分中的各个气体放电灯的启动速度。图6d和 图6e所示出的实施例的启动 辅助装置的具体配置及其工作过程可参见上述结合图6a_6c 的描述，具体细节在此不再赘述。在上述图6a_6e示出的实施例中，尽管以电容器为例示出了其中的加速启动单 元，然而并不排除还可以采用其他具备耦合电压功能从而对启动进行加速的器件。如上所述，上面参照图6a_6e所描述的增加了加速启动单元的启动辅助装置根据 串联连接的气体放电灯的特性还可以省去其中一些加速启动单元而在整体上并不影响其 功能的实现。此外，在一种具体实现方式中，可以选取基本相同电容量的加速启动单元CL1、 CL2、…、CL(m-l)或CR1、CR2、…、CR(n-m-l)。这些加速启动单元的电容量的选取主要 要考虑两个方面这些加速启动单元的电容量低于主启动电路中的主启动电容器Cl的电 容量以便不影响主启动电路的谐振频率；其次，这些加速启动单元的电容量选择得足够小 (因而容抗足够大)以便在气体放电灯组启动之后这些加速启动单元不会对气体放电灯的 灯电流造成过大的分流作用。本领域技术人员基于本发明的公开内容以及实际应用需要通 过适当的试验足以确定这些加速启动单元的电容量而无需花费创造性劳动，细节在此不再 赘述。此外，如图2至4以及图6a至图6e中所示，气体放电灯组可以通过以电容器CO为 例的隔直元件接地，以便使启动辅助装置工作更为稳定。本领域技术人员应理解的是，即便 不使用上述的隔直元件也仍然可以保证根据本发明的实施例的启动辅助装置的正常工作。 此外，还可以采用不同于隔直流电容器CO其他起到隔离直流作用的部件或者器件。图7a和图7b针对图6a中的虚线框A所示的耦合关系示出了其另外两种不同的 实施形式。图7a以气体放电灯Lp (m-1)和Lp m为例放大地示出了该气体放电灯与加速启 动单元CLl的另一耦合关系，即气体放电灯Lp (m-1)和Lpm的灯丝端耦合成回路，加速启动 单元的一端耦合在气体放电灯Lp (m-1)和Lp m的灯丝耦合回路中的一个耦合点上。图7b 同样以气体放电灯Lp (m-1)和Lp m为例放大地示出了该气体放电灯与加速启动单元的另 一耦合关系，即气体放电灯Lp (m-1)和Lp m的灯丝的四端以及加速启动单元CLl的一端耦 合在一起。虽然图7a和图7b仅以图6a中所述的实施例为例阐述了相应气体放电灯的灯 丝与加速启动单元的耦合关系，但这些耦合关系同样适用于图6b至图6e中所示的各辅助 启动装置，即不管是气体放电灯组的左侧部分还是右侧部分，均可以采用图7a和图7b所示 的耦合关系来将气体放电灯组中的各个气体放电灯与相应的加速启动单元耦合在一起。各 个气体放电灯的灯丝端的耦合方式可由本领域技术人员根据实际需要(例如看哪种耦合 方式对保护灯丝而言更为有利)来具体选择，在此不再赘述。图8a、8b和8c针对图6d所示的启动辅助装置的实施例进一步示出了如虚线框B所示出的升压单元Tl的第三端子103、气体放电灯Lpm和Lp (m+1)的对应灯丝以及加速启 动单元的耦合关系的实施形式。如图8a所示，气体放电灯Lpm和Lp(m+1)的对应灯丝耦合 成回路，并且升压单元Tl的第三端子103以及左侧部分和右侧部分的加速启动单元的一端 均耦合到气体放电灯Lpm和Lp (m+1)的对应灯丝的其中一个耦合点上。图8b则示出了升 压单元Tl的第三端103、左侧部分和右侧部分的加速启动单元的一端以及气体放电灯Lpm 和Lp (m+1)的对应灯丝端的两端(在此分别为气体放电灯Lpm的灯丝端4m和4m-l以及 气体放电灯Lp (m+1)的灯丝端4m+2和4m+l)均耦合在一起。图8c示出了气体放电灯Lpm 和Lp (m+1)的对应灯丝耦合成回路，升压单元Tl的第三端103耦合到气体放电灯Lpm和 Lp (m+1)的对应灯丝的其中一个耦合点，而左侧部分和右侧部分的加速启动单元的一端耦 合到气体放电灯Lpm和Lp (m+1)的对应灯丝的另一耦合点上。 如图6d中的虚线框B所示的，将升压单元Tl的第三端103、左侧部分和右侧部分 的加速启动单元的一端和气体放电灯Lpm和Lp (m+1)的对应灯丝相耦合可以在气体放电灯 未启动之前让电流流经气体放电灯的灯丝以预热灯丝，从而更为容易地启动。图9a和9b以图6d所示的启动辅助装置的实施例为例进一步示出升压单元Tl的 第一端子101与气体放电灯Lpl的对应灯丝以及主启动电路的耦合关系的实施形式。如图 9a所示，气体放电灯Lpl的对应灯丝的两端(在此为灯丝端1和2)以及升压单元Tl的第 一输入端子101均耦合到主启动电路的主启动电容器Cl与主启动电感器Ll的耦合点E上。 如图9b所示，气体放电灯Lpn的对应灯丝的两端(在此为气体放电灯Lpn的灯丝端4η和 4η-1)与升压单元Tl的第二端子102以及主启动电路的主启动电容器Cl的未与主启动电 感器Ll耦合的端子耦合在一起。应该理解的是，虽然在此以图6d中所示的启动辅助装置 为例示出了虚线框C和D的耦合关系，但上述两个耦合关系同样适用于本发明的其他各实 施例。另外，针对图5a和5b所描述的主启动电路和升压单元Tl的相关参数的选择的规 则也同样适用于图6a_6e中所示的启动辅助装置。在此需要指出，在本说明书中描述各实施例的启动辅助装置时所涉及的气体放电 灯包含四个灯丝端(双灯丝结构)。在提及各气体放电灯的灯丝与其他气体放电灯的灯丝 相耦合或者与根据本发明实施例的启动辅助装置的各组成单元(例如主启动电路和升压 单元等)相耦合时，指的是为了实现满足所需电路功能和结构而采取的、气体放电灯的灯 丝之间的以及气体放电灯的灯丝与其他电路单元之间的各种适当的耦接配置关系(体现 为各气体放电灯的灯丝端之间以及相应的灯丝端与其他电路单元的耦接关系)。这种与气 体放电灯的灯丝相关的耦接配置关系可以由本领域技术人员根据实际需要来具体地确定 而无需付出创造性劳动。在某些具体实施方式
中以灯丝端的编号的方式给出了相应灯丝端 的具体的耦接方式的示例，但这只是为了描述清楚和简洁起见，并不意在对本发明构成限 制。对于具有其他灯丝结构(例如三灯丝结构)的气体放电灯，上述情形也同样适用。图10示出了具有根据本发明的实施例的启动辅助装置的镇流器。该镇流器还包 括电源电路12。该电源电路12的输出端0与根据本发明的实施例的启动辅助电路的馈电 输入端I耦合。在此以示例性且最为简化的半桥逆变器为例示出了电源电路12。这种逆变 器的结构以及工作原理对本领域技术人员而言已熟知，故在此不再详述。在此以图2中所 示的启动辅助装置为例对图10所述的镇流器进行了阐述，但并不限于此。例如，还可以将图3，4，6a_6e中所示的启动辅助装置以及图5a_5b中示出的升压单元Tl的例子应用于图10中所示的镇流器中。此外，本领域技术人员根据本发明的公开内容也可以将能够实现为 气体放电灯供电的其他电源电路与根据本发明的实施例的启动辅助装置结合来实现辅助 气体放电灯组中的各个气体放电灯的启动。此外，将图10所示的根据本发明的实施例的镇流器应用于照明单元中可以得到 一种照明装置。该照明装置中的照明的单元可包括由多个气体放电灯串联形成的气体放电 灯组，并且借助根据本发明的实施例的镇流器来驱动该气体放电灯组，例如，至少用于启动 气体放电灯组。虽然在上述各实施例中，以串联的多个气体放电灯作为待被驱动的放电灯组的示 例对各实施例进行了详细描述，但是，本领域技术人员理解，也可以将根据发明的实施例的 启动辅助装置应用于启动包含串联和并联的混合连接关系的放电灯组。也就是说，对于多 个气体放电灯构成的等组在启动时对启动电压的大小有较严格要求的场合，都可以适用根 据本发明的实施例的启动辅助装置。容易理解，根据发明的实施例的启动辅助装置的应用 场合并不限于上述场景。应该指出的是，本申请中所提及的气体放电灯包括高压气体放电灯和低压气体放 电灯，例如是荧光灯。最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的
要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在
包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实 施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可 以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的 范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。
权利要求
1.一种启动辅助装置，用于驱动气体放电灯组，该气体放电灯组包括依次串联的η个 气体放电灯(Lpl，Lp2，…，Lpn)，其中η是大于或等于2的自然数，该启动辅助装置包括 主启动电路，其具有串联耦合的主启动电容器(Cl)和主启动电感器(Li)；以及升压单元 (Tl)，其包括第一端子(101)、第二端子(10 和第三端子(103)，其中升压单元(Tl)的 第一端子(101)通过气体放电灯组的第一气体放电灯(Lpl)的未与气体放电灯组的其他 气体放电灯(Lp2，…，Lpn)耦合的灯丝端而耦合到主启动电容器(Cl)的一端，升压单元 (Tl)的第二端子(10 通过第η气体放电灯(Lpn)的未与气体放电灯组的其他气体放电 灯(Lpl，-,Lp(n-l))耦合的灯丝端而耦合主启动电容器(Cl)的另一端，第一气体放电灯 (Lpl)的灯丝与主启动电容器(Cl)耦合的耦合点被耦合到主启动电感器(Li)的一端，并且 该主启动电感器(Li)的另一端形成该启动辅助装置的馈电输入端(I)，升压单元(Tl)的第 三端子(103)与气体放电灯组中的第m气体放电灯(Lpm)和第m+1气体放电灯(Lp(m+1)) 的耦合在一起的灯丝端相耦合，以使得升压单元(Tl)在受到主启动电路激励的情况下在 第三端子(10 的输出电压足以为气体放电灯组中的各个气体放电灯(Lpl，Lp2，-,Lpn) 提供启动电压，其中m < n-1且m为自然数。
2.根据权利要求1所述的启动辅助装置，其中升压单元(Tl)包括串联耦合的电容器 (C2)和电感器(L2)，电容器(C2)和电感器(L2)之间的耦合点形成升压单元(101)的第三 端子(103)，电容器(以)和电感器(U)的未彼此耦合的端子分别形成升压单元(Tl)的第 一端子(101)和第二端子(102)。
3.根据权利要求1或2所述的启动辅助装置，其中分别在第m气体放电灯的与第m+1气 体放电灯的耦合在一起的灯丝端与从第m气体放电灯(Lpm)到第一气体放电灯(Lpl)的各 个气体放电灯彼此的耦合点之间耦合有最多m-1个加速启动单元(CLl、CL2、《"、CL(m-l))， 用于在气体放电灯组启动时将升压单元(Tl)的第三端子(10 上的输出电压快速地依次 耦合到从第一气体放电灯(Lpl)到第m气体放电灯(Lpm)的各个气体放电灯彼此的耦合点 上。
4.根据权利要求1或2所述的启动辅助装置，其中分别在主启动电路的主启动电容器 (Cl)和主启动电感器(Li)的耦合点(E)与从第一气体放电灯(Lpl)到第m气体放电灯 (Lpm)的各个气体放电灯彼此的耦合点之间耦合有最多m-1个加速启动单元(CL1、CL2、···、 CL(m-l))，用于在气体放电灯组启动时将主启动电路的主启动电容器(Cl)和主启动电感 器(Li)的耦合点(E)上的电压快速地依次耦合到从第m气体放电灯(Lpm)到第一气体放 电灯(Lpl)的各个气体放电灯彼此的耦合点上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的启动辅助装置，其中分别在第m气体放电灯的 与第m+1气体放电灯的耦合在一起的灯丝端与从第m+1气体放电灯(Lp(m+1))到第η气 体放电灯(Lpn)的各个气体放电灯彼此的耦合点之间耦合有最多η-m-l个加速启动单元 (CRl、CR2、*"、CR(n-m-l))，用于在气体放电灯组启动时将升压单元(Tl)的第三端子(103) 上输出的电压快速地依次耦合到从第η气体放电灯(Lpn)到第m+1气体放电灯(Lp(m+1)) 之间的各个气体放电灯彼此的耦合点上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的启动辅助装置，其中m=|n/2|，即m取使得 η/2为整数的值。
7.根据权利要求3至11所述的启动辅助装置，其中所述最多m-1个加速启动单元(CL1、CL2、...、CL(m-l))和所述最多 n-m-l 个加速启动单元(CR1、CR2、…、CR(n-m-l))为电容器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的启动辅助装置，其中气体放电灯组中的第η气 体放电灯(Lpn)的灯丝与主启动电容器(Cl)相耦合的耦合点通过隔直元件与该启动辅助 装置的接地端(GND)耦合。
9.根据权利要求8所述的启动辅助装置，其中隔直元件是电容器(CO)。
10.一种具有根据权利要求1至9中任一项所述的启动辅助装置的镇流器，其中该镇 流器还包括电源电路(12)，该电源电路(12)的输出端(0)与该启动辅助装置的馈电输入端 (I)耦合以便为该启动辅助装置提供其工作所需的电能。
11.根据权利要求10所述的镇流器，其中电源电路(1 是半桥逆变器。
12.一种照明装置，其中该照明装置包括权利要求10或11所述的镇流器和照明单元， 该镇流器用于驱动照明单元。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其中所述照明单元包括由多个气体放电灯串联 形成的气体放电灯组。
14.根据权利要求13所述的照明装置，其中所述照明单元包括由多个气体放电灯串联 和并联形成的气体放电灯组。
15.根据权利要求13或14所述的照明装置，其中气体放电灯为荧光灯。
全文摘要
本发明涉及一种启动辅助装置，用于驱动气体放电灯组，该气体放电灯组包括串联的n个的气体放电灯，该启动辅助装置包括主启电路，其具有主启动电容器(C1)和主启动电感器(L1)；以及升压单元(T1)，该升压单元(T1)包括第一端(101)、第二端(102)和第三端(103)，该升压单元(T1)在受到主启电路的主启动电容器(C1)和电感器(L1)激励的情况下在第三端子(103)输出高辅助启动电压以启动气体放电灯组中的各个气体放电灯。此外，本发明还涉及一种具有该启动辅助装置的镇流器以及具有这种镇流器的照明装置。
文档编号H05B41/14GK102105013SQ20091026201
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者李术东, 陈为 申请人:奥斯兰姆有限公司