专利名称：用于气体放电灯供电和启动的电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于气体放电灯供电和启动的电源，所述电源含有a)用于与一具有主电源频率的AC主电源相连的输入端，b)用于与一具有一对放电极的气体放电灯相连的输出端子，在灯工作期间放电管在该对电极之间维持放电，c)在所述输入端和所述输出端之间连接的镇流装置，所述镇流装置在所述输出端提供AC电压用以交替地以一种极性和相反极性的大大高于主电源频率的频率来维持放电灯的放电极之间的放电管放电，和d)用于检测该灯的不平衡工作状态的寿命终点检测装置，其中，用于一种极性的放电管放电的灯电流和用于另外一种极性的放电管放电的灯电流不同，如果检测到所述不平衡工作状态则关闭该灯，寿命终点检测装置含有DC电压检测装置，用以检测由所述不平衡工作状态引起的从标准电压值的DC电压偏移。
从US5475284可知此类镇流器。在灯工作期间，用于气体放电灯的镇流器一般提供跨接该灯的AC电压，所以灯电流是交变的并且在AC输出电压的正和负半周期间维持灯电极之间的放电管放电。在正半周期间一个电极是阴极而另一个是阳极。在负半周期间该对电极则相反。当一电极为阴极时，它在各自半周内发射电子来启动和维持放电管放电。当该对电极为阴极时，其典型地含有提供丰富电子的电子发射材料。在灯寿命期间该放电极老化并以公知的方式失去发射材料，一般以稍微不同的速度。结果一般使灯达到寿命终点时一个电极作为阴极时不能提供足够的电子来启动和维持放电管放电，结果使只能在AC输出电压的负或正半周维持放电管放电。在此半波放电条件下该灯基本上作为一个整流器。
上述的JP1-251591揭示了该灯的不放电电压高于放电电压，结果使灯两端之间的AC电压幅值高于正常工作时的幅值。JP1-251591含有一测量灯两端AC电压的检测电路，其并检测灯在半波条件下所出现的较高AC电压。
因为发射材料从一个电极被消耗，则阴极下降电压增加会提高电极区域的温度，而密封中的灯外壳的玻璃相邻该电极。在此部分整流条件下，温度提高能使在达到全半波条件前，甚至在看到任何闪烁之前该灯的容器破裂。这特别适合于小尺寸的灯。灯两端的AC电压改变太小而无法可靠检测此部分整流现象。检测因为下列事实而复杂化不同生产厂以及周围环境温度的变化引起的相同类型的灯之间的AC灯电压的差异经常高于对于一具体的灯来说的标准和全半波条件下的AC灯电压的改变。然而该灯两端的DC电压改变是较大的并且能够更可靠地检测到。
US-5475284揭示了带有一给负载电路供电的变换器的镇流器，该负载电路含有一荧光灯，并且该镇流器带有一装置，当灯两端的DC电压与标准电压(0V)相比的变化超过一界限值时，该装置关闭该变换器。此后把DC电压与其标准值相比的变化也称作电压偏差。在灯启动期间，即使灯没有达到寿命终点，也可能发生灯两端之间的电压偏差。结果使界限值不得不定得非常高以阻止在启动期间关闭一个新用的灯。此装置的敏感度有限，然而通过它该检测装置能检测到该灯的寿命终点条件。
本发明的目的是提供一镇流器，其使检测装置的更高敏感度成为可能。
根据本发明在开头段落所述类型的镇流器的特征在于，寿命终点检测装置另外含有计时装置，如果DC电压检测装置检测到的一个DC电压与其标准值的差异维持的时间超过一界限时间值，则该计时装置检测不平衡工作状态。灯点燃只持续相当短的时间，而寿命终点的条件是逐渐达到的。界限时间值选择高于希望时间，其为在点燃期间一“好”灯产生电压偏差的时间。因为在本发明的镇流器中检测是否被检测到的电压偏差时间超过第一时间界限，如果发生电压偏差，该变换器不会被关闭。这允许了相对敏感的DC电压检测装置。因为高敏感度，第一时间界限能定得比较长而不会引起有害情况。
本发明的电源的一优选实施例的特征在于，该计时装置含有多个装置，其当不再检测到DC电压时存储一个时间值而当依次检测到DC电压时累计该时间值。这使寿命终点检测装置的敏感度的进一步改进成为可能。
按照本发明的电源的一有吸引力的实施例的特征在于，该电源含有再启动装置，用以在超过界值时间值之后在预定时间内再次启动该灯。如果一方面该灯被错误关闭，例如由主电源的瞬时干扰引起，该灯在再启动之后会继续正常工作。如果另一方面该灯达到寿命终点，该检测装置会在相应于时间界限值的一段时间之后再次关闭该灯。这使放电灯在预定的停留时间，例如几秒之间反复地熄灭和启动。此“打嗝”工作可以作为一显示给用户，该灯需要替换了。该灯处于工作和不工作状态的时间周期都可以选择来保持足够低的温度以避免有害的情况。
该DC电压检测装置在标准值为0V时，可以检测该灯本身两端的电压偏差，但是也可能检测不正确。例如当放电管放电从一种极性变为另外一种极性时灯电流是不同的，而一个设备可以与该灯耦合，以致其也反映在电压偏差中。该设备可以是一容性设备，并且处在一不太特别昂贵的设施中是一镇流器中的DC阻塞电容，其一般在工作过程中阻塞该灯中的低压DC分量。可替换的，如果该镇流器含有一电流限制镇流器电容。在此该镇流器电容的电压偏差也可以检测到。在另一实施例中，由该灯的不平衡工作所产生的电压偏差也可以在含有放电灯的负载支路的端部的桥式电路中检测到。
本发明的电源的优选实施例的特征在于，所述镇流装置含有一具有DC电压的DC电源，含有一对开关的桥式变换器与所述DC电源串联，一负载电路含有用于放电灯的输出端，所述负载电路具有的第一端耦合到所述开关和第二端之间的节点，一半桥电源电容耦合到DC电源和所述负载电路的所述第二端，和切换所述开关在放电灯两端产生AC信号的装置，所述开关被切换以使在所述负载电路第二端处的DC电压在该灯的不平衡工作状态时具有等于一半所述DC电压的标准值，所述检测装置检测由该灯的所述不平衡工作状态所产生的电压偏差。
在所述实施例的设施中，该检测装置含有用于设置一高界限电压等于所述标准值加上一DC界限值和一低界限电压等于所述标准值减去所述DC界限值的装置，用于把所述负载电路的第二端处的DC电压与所述高和低界限电压进行比较的装置，当所述负载电路的所述第二端处的DC电压高于所述高临电压或低于所述低界限电压时，该装置输出一控制信号。
本发明的电源的另一优选实施例的特征在于，该DC电压检测装置含有用于确定与标准值不同的电压偏差的数值的装置，和把所述数值与一界限电压相比较的装置，并且当所述数值高于所述界限电压时其用于输出一控制信号。在此实施例中，它只要能把DC电压与一单个界限电压相比较就够了。
本发明的这些和其他目的、特点和优点参照附图和下面详细的说明和权利要求会变得清楚。
图中
图1示意性示出了含有一电源和荧光灯的灯系统的简单型式，图2示出了能使灯外壳破裂的该灯的部分整流条件下的正半周和负半周之间的灯电流波形，图3是本发明的电源的方块图，图4更详细地示出了图3实施例的一部分，图5A是本发明的电源的第二实施例的方块图，图5B更详细地示出了图5A的实施例的一部分，图6示出了本发明的电源的第三实施例。
图1示意性示出的灯系统含有一低压汞蒸气放电灯400，一般已知为一荧光灯，和一用于启动和操作该灯的电源300。该电源300含有可以是高或低频的限流AC电压源，还含有与灯400串联的电容320。该灯具有一对惰性灯丝电极414，每一个上面配有的电子发射材料具有比该惰性材料低的工作功能，并且该灯填充有水银和稀有气体以维持放电。在工作期间，在AC电压源的正和负半周在电极414之间维持放电管放电。当电极414是阴极时，它发射电子以启动和维持各个半周期间的放电管放电。在灯使用寿命期间，电子发射材料被从电极上消减，典型的每个极具有不同的速度。这种消减通过电极区域的灯外壳变黑显示。当发射材料接近全部消减时，该惰性材料发射更多的电子以维持放电。既然该惰性材料具有更高的工作能力，则阴极下降电压升高。这使阴极区域的温度升高，并使封闭区域412处的温度升高。结果是升高的阴极全电压使灯消耗更高的功率，多余的功率以热的形式分布到该灯的一端。如果灯以此方式连续工作，则可能使该灯损坏，甚至很严重。
电极之间的不平衡影响了该灯电流波形的轮廓。
当正和负半周之间的灯电流波形的差异小于全波整流状态时，灯外壳的损坏致使的过热经常发生在全波整流状况达到之前。图2示出了发现致使灯外壳损坏的部分整流情况下的典型灯电流波形。正和负半周的该数值基本一致的。唯一的区别是负半周靠近峰值(参见箭头A)处的轮廓与正半周的轮廓不同。在波形上的此微小差异使不可能应用AC灯电流或相应的AC电压来检测此部分整流状态。
然而，灯电流中的差异使该灯两端的DC电压具有一数值，在绝对项中和作为标准灯电压的一百分比，其是很容易检测的。图1中，各箭头示意性表示灯电流，而计量器500、510示出了DC灯电压。当两个半周的灯电流至少基本等于实线箭头所表示的值时，例如在一个比较新的灯上，没有或几乎没有横跨该灯的DC电压。然而，在部分整流状态的老化灯(如虚线箭头所示)中，该灯产生阻抗和灯电流波形的微小差异所产生的灯两端的DC电压(计量器500上的虚线指针所示)是很容易被检测的。例如在26W的灯中，此电压从一个新灯0V到一个接近寿命终点的灯的30V之间变化，此是在标准灯电压大约为80VAC情况下所作的比较。
此DC电压能以多种方式测定。一个非常方便的电路利用了灯电压在其他电路元件上的反映。如图1所示，等于该灯两端的DC电压的一DC电压反映到与该灯串联的电容320两端，如计量器510所示。依靠镇流器的设计，此电容能是一限流镇流器电容或一DC阻塞电容。
图3是本发明电源的第一实施例的方块图。图3所示的电源具有的输入端K1、K2与具有主电源频率的一AC主电源相连。该电源另外具有的输出端T1、T2与一气体放电灯相连，该灯具有一对放电极，在该灯工作期间在放电极之间可维持放电。该灯还可以另外具有与其他放电灯相连的输出端。该镇流装置在输出端处提供一AC电压以维持放电灯的放电极之间的放电管放电。电压从一种极性向相反极性的切换频率要大大高于主电源频率。在该实施例中所示的镇流装置含有一个EMI和三端双向阻尼滤波器“A”、一全桥输入整流器“B”、一预调电路“C”、一含有DC-AC变换器或变换器“E”、谐振回路输出电路“F”和控制变换器E的控制器“G”的镇流电路。
全桥输入整流器“B”与该EMI和三端双向阻尼滤波器“A”相连，共同将一AC电源线电压转化为预调节电路“C”处的整流滤波DC电压。电路“C”含有用于有功功率因数修正的电路，其也用于提高和控制从整流电路B而来的DC电压，该DC电压通过一对DC导轨RL1、RL2提供。电路“D”控制该灯的工作。变换器E例如是一半桥结构，其处于半桥控制器或驱动器的控制之下。变换器E提供一高频的大致方波输出电压到输出电路F。谐振回路输出电路F将半桥的大致方波输出转变为一正弦灯电流。
安全电路“H”具有开关装置(未示出)，当一个或多个与电源相连的荧光灯损坏后或从插座上拔出时，该装置会阻止在该灯的接线上出现输出电压。当检测到每个灯上的两个灯丝电极是好的时，该安全电路也重新启动该控制器G。该安全电路还具有用于检测该灯的不平衡工作状态的寿命终点检测装置，其中，用于一种极性的放电管放电的灯电流与用于另一种极性的放电管放电的灯电流不同。如果检测到不平衡工作状态，则该寿命终点检测装置关闭该灯。该寿命终点检测装置含有DC电压检测装置用于检测由该灯的不平衡工作状态引起的与一标准值不同的DC电压偏差。该寿命终点检测装置另外含有计时装置，如果检测到的电压偏差的持续时间超过一界限时间值时，该计时装置检测到一不平衡工作状态。
一调光接口电路“I”连在预调节电路“C”和以控制器G表示的镇流电路的控制输入端之间以控制灯的调光。该调光接口电路给控制器G提供一与相角调光器的设置成比例的调光电压信号。这种镇流器全文记载在美国专利08/414859中，其于1995年3月31日提交，题为“具有用于相角调光控制的接口电路的电子镇流器”，现在也共同参考了美国专利5559395。
图4更详细地示出了图3实施例的DC电压检测装置。DC阻塞电容C25、变压器T4、电源变压器T2、变换器开关Q2和Q3、集成电路IC U4与US5559395中的图2所示相同。寿命终点检测装置“J”含有用于启动一由光耦合器O1形成的一控制电路的DC电压检测装置“VD”，其轮翻启动计时装置“Ti”。该计时装置检测该灯的不平衡工作状态，并且如果检测到阻塞电容C25上的DC电压相对于标准值(0V)的变化持续时间超过一界限时间值，该计时器使寿命终点检测装置关闭该灯。
该DC电压检测装置含有一击穿设备，形式为一对齐纳二极管D25、D26和一电阻R40与光耦合器的输出端串联。所有的这些再串联在DC阻塞电容C25两端。任何由灯在一个方向上所产生的DC分量被阻塞并反映到该DC阻塞电容C25两端。然而，该DC阻塞电容C25用于阻塞在一“好”灯中产生的低电平DC分量，其相反也影响了输出变压器T4的工作。在图4中，每个齐纳二极管D25、D26标准为25V。一旦该对齐纳二极管击穿而它们的组合击穿电压施加到该DC阻塞电容C25上时，电阻R40起到限制流入到光耦合器的输入端的电流和用于光耦合器的适合电流的作用，在正常工作期间，AC输出电压正半周时的灯电流与负半周时的灯电流基本相同。因此，存在一用于灯电流的基本平衡条件。结果使每个灯两端的DC电压分量非常小。接下来的DC阻塞电容C25两端的与标准DC电压值的偏差不足以使齐纳二极管D25、D26击穿。然而如图2所示，当一个灯中的灯电流变为不平衡时，则该灯电压的DC分量不再为小并会使齐纳二极管D25、D26击穿。这会使光耦合器中的发光二极管发光，并关闭光耦合器O1中的开关，该开关的一端与地相连而另一端与计时装置“Ti”相连。如果检测到该电压偏差持续超过该界限时间值则该计时装置检测到一不平衡工作状态，并去激活控制半桥变换器开关Q2、Q3的切换的集成电路IC U4。通过关闭IC U4该变换器停止振荡并且该灯熄灭。通过关闭该灯避免了危害不平衡工作状态中灯工作的镇流器元件。更重要的是由于消耗的阴极过热所引起的灯外壳和周围玻璃的损坏。
该IC U4含有接收一调光信号的调光输入端(脚4，DIM)。该IC U4控制开关Q2、Q3的切换以控制放电灯的发光维持在相应于该调光信号的水平上。此处共同参照的上述申请US5559395的实施例中，该调光信号是由接收三端双向开关调光器的整流输出的调光接口电路所提供的一电压。然而，该调光信号也能以其他方式提供，例如直接由第三条线提供。
在灯启动期间即使在一“好”灯中也可能有一简短时间的不平衡，为此不希望切断该变换器。这例如可以由该方式该电极被预加热。在此情况下该计时装置“Ti”阻止了该镇流器被切断。特别地，该计时装置测量该DC电压高于所选定的界限电压的时间周期。如果该时间周期超过该界限时间值，设置比一个“好”灯的典型启动时间更长的时间，该灯会被关闭。
图5A和图5B示出了本发明的电源的第二实施例。在此实施例中，该电源含有反馈装置用以在超过第一界限时间值之后在预定的时间内启动该灯。在预定时间内该镇流器保持关闭，其后尝试启动。对一个“好”灯来说，该灯会正常启动和工作。对一个整流电灯来说，该灯会启动并保持发光相应于界限时间值的一段时间，然后在预定时间内熄灭。该灯会以此方式连续循环或“打嗝”，告诉用户该灯需要替换了。
图5A是电源的方块图。在镇流器电容N两端由该灯的不平衡工作状态所产生的电压偏差被检测。所示的电源具有输入端K1、K2和输出端T1、T2。图5A中的电源中的镇流装置含有一全波桥式整流器“K”，一电源振荡器“L”、一变压器“M”和一镇流器电容“N”。该全波桥式整流器“K”从其输入端K1、K2的AC主电压提供一DC电压给电源振荡器“L”。该电源振荡器含有一对开关并且提供一高频的AC输出电压到变压器“M”。该放电灯与输出端T1、T2相连并通过镇流器电容“N”串联到变压器“M”的次极绕组。该镇流器变压器提供一恒定电压源而该电容N限制灯电流。
该电源带有全部由图5B所示的寿命终点检测装置“P”。
该计时装置主要由14级脉动二进制计数器CTR构成。该计时装置另外含有半导体开关Q20和Q21、二极管D36-D39、电容C54、C55和电阻R54-R59。该计时装置测量该DC电压超过该界限电压的时间，一但该界限被超过则控制该灯的打嗝工作并在启动期间阻止该灯被关断。该计数器CTR由一低压电源在输入端P1(地)和P3进行供电，其例如可以是变压器“M”的多抽头线圈。该齐纳二极管D35在输入端1、3两端与共同提供电压调节和滤波的电容C53并联。计数器CTR的电源输入端VCC连到输入端P3。该电阻R58和电容C55具有控制计数器CTR内的内部振荡器的振荡频率的RC时间常数，并且分别与各个输入端RTC和CTC相连。该电阻R58和电容C55由下拉电阻R57通过Q21与地相连。该内部振荡器只在Q21不导通时，即关闭状态时，振荡，当开关Q21变为导通时，该振荡器通过把RS输入端接地而停止振荡。另外，无论何时提供电能到输入端P1、P3将计数器CTR开启，该多级计数器CTR都可以通过由电阻R56和电容C54之间的节点和管理重置输入端MR所产生的脉冲重置成逻辑“0”。
该DC电压检测装置“Vd”含有二极管D30-D33、齐纳二极管D34、电阻R50-R53和电容C50-C52。该DC电压由分别与镇流器电容“N”的各自终端相连的一对电阻R50、R51检测到。因为该镇流器电容控制流过该灯的电流，传感电阻应选择得能检测到当流过较小电流时镇流器两端的电压。电阻R50、R51的其它端应与由二极管D30、D31、D32和D33组成的全桥整流器相连。该桥式整流器形成用于确定与测量DC电压的标准值相比的偏差的最大值的装置。电容C50和C51滤掉由电阻R50、R51检测出的DC电压中的高频脉动部分。齐纳二极管D34的阴极在D30和D31的阴极与全桥整流器的输出端相连。该齐纳二极管具有的击穿电压选作为用于DC电压水平的预定界限值，并且该齐纳二极管也阻止了影响DC电压检测装置工作的干扰。该齐纳二极管形成把上述的最大值与一界限电压相比较的装置。当二极管D34击穿时，开关Q20把击穿电压转变为一逻辑电平。开关Q20的基极与齐纳二极管D34的阳极通过限制基极电流的串联电阻R52相连。开关Q20的发射极与二极管D32、D33的阳极并与地相连。电容C52提供另外的滤波。电阻R53为一下拉电阻并且保证了当检测电压低于界限电压时开关Q20关断。开关Q20的集电极通过电阻R54与输入端P3相连，并且与开关Q21的基极相连。开关Q21用于转换开关20的逻辑输出。开关Q20、电阻R52、R53和电容C52形成输出一控制信号的装置。
该计数器CTR含有一14级二进制计数器，当输入RS为高时，其计量内部振荡器的振荡。这些输出级的耦合确定了界限时间值的和用于重激活的预定时间的长度。在此实施例中，级11-13的输出Q11、Q12、Q13通过二极管D36、D37、D38被逻辑“或”在一起。二极管D36-D37的阴极通过电阻R59与地相连，并与mosfet开关Q22的控制极相连，该开关形成切断装置SW，并通过串联的电阻R55和二极管D39与开关Q20的基极相连。mosfet开关Q22的源极与电源振荡器“L”的开关QL2的基极相连，并且开关Q22的漏极与地相连。当任何一个级Q11、Q12或Q13的输出为高时，计数器CTR的输出为高。
寿命终点检测装置的工作如下所述。当电能供应到输入端P1、P3时，计数器CTR的多个级被置成逻辑0。开关Q20一般打开而开关Q21一般关闭，所以计数器CTR的内部振荡器关闭。当镇流器电容“N”上的DC电压高于界限电压时，齐纳二极管D34击穿，关闭开关Q20，使开关Q21导通。这使内部振荡器振荡并且该14个计数级计量内部振荡。如果检测到的电容“N”两端的DC电压降到低于界限值电压，该开关Q20导通，关闭开关Q21并停止计数器CTR的内部振荡器。计数器CTR有效地存储了存在的时间。当齐纳二极管再次击穿时，开关Q20关闭，导通开关Q21并且重新启动内部振荡器和计数器CTR的计数。如此该计数器有效地累计了镇流器电容“N”两端的DC电压超过界限电压的时间。
当第11级的逻辑输出Q11为高时，逻辑或之后的计数器输出是高。这使mosfet开关Q22关闭，该开关将振荡器“L”的开关QL2的基极接地，并使振荡器“L”的振荡停止和熄灭该灯。由电阻R55和二极管D39提供到开关Q20的基极的高逻辑或输出使开关Q20关闭和开关QL2导通，以此使计数器CTR计数。计数器CTR保持计数直到级Q11-Q13的逻辑或输出变低，其表明了达到第二时间段的终点。当该逻辑或输出变低时，mosfet开关Q22和双极开关Q20导通。后者关闭开关QL2，重置了计数器CTR到0。一旦开关Q22导通，开关QL2的基极不再接地并且该变换器启动并使该灯工作。在一实施例中，该界限时间值选为1.25秒而该用于重激活的预定时间为8.57秒。因此，一旦该灯达到使灯电流整流的级时由此而产生的DC电压高于该界限值，则该灯会发光1.25秒而熄灭8.75秒。重复这种循环并且告诉用户该灯需要替换。
应该注意的是，该界限时间值应长于在一个好灯的启动过程中可能出现的并且超过界限电压的任何不平衡灯电流的时间。如果此不平衡性出现在启动过程，该计数器CTR会开始计数，但镇流器两端的DC电压会接下来低于该界限值，因此会在逻辑或计数器输出变高之前停止计数器CTR。因此计数器CTR停止计数并且该计数在灯工作期间保持一致，对于一个好灯则不会使该灯关闭，该DC电压会保持低于该界限电压。
图6示出了本发明电源的第三实施例。该电路的优点是该DC灯电压反映在非独立的高频(HF)镇流器的桥式变换器的中点，即在上述的US5559395中所述的不具有输出独立变压器的一HF镇流器，这种电源例如可以应用在一紧凑型荧光灯上。图6中只示出桥式变换器的相关部分，其在此设备中为一半桥，其带有一地电势的第一DC母线RL3和一电压为HV+，例如320V的第二DC母线RL4。该母线RL3和RL4和一低压母线VDD与一具有与AC主电源相连的输入端的AC/DC变换器(未示出)相连。该桥式电路含有一第一支路，其具有与母线RL3、RL4串联的一对开关S1、S2(示意性描述)和一第二支路，其与第一支路并联，含有也与母线RL3、RL4串联的半桥电源电容C61、C62。一谐振负载支路串联在分别是电容C61、C62和开关S1、S2之间的中点M1、M2之间。该负载支路含有与电感L10串联的连在输出端子T1、T2之间的灯L，含有与该灯并联的并与灯丝电极串联的灯丝加热电容C63。应该注意的是，该镇流器电容C61、C62能被一单个镇流器电容C64(虚线所示)所替换，并且其具有电容C61和C62的组合值。该DC/AC变换器和该桥式电路相连，以此形成镇流装置。
用于驱动开关S1、S2的控制电路在先有技术是公知的并且与寿命终点检测装置无关，因此不再对其进一步讨论。在每个开关S1和S2的50％工作循环的正常工作时，中点M1处的正常DC电压值为HV+/2。以整流状态出现的该灯两端的电压偏差会如同在该点的DC电压偏差一样反映在点M1。这能被检测到并能用来停止该变换器振荡并能使该灯关闭。
寿命终点检测装置含有的一些元件和逻辑如上述的实施例。因此如图5B中相同的元件使用相同的参考符号。一低压母线VDD在VCC端向计数器CTR供电。电阻R61和R62串联在中点M1和地之间。并且明显地减小在中点M1处所检测到的电压以保护该检测电路的保持元件。电容C65与电阻R62并联并和电阻R62共同形成一低通滤波器以滤除由半桥开关S1、S2的高频开关在节点M所产生的信号的高频分量。电阻R63、R64和R65串联在VDD母线和地之间并形成一分压器，其在电阻R64和R65之间的节点提供一低界限电压和在电阻R63和R64之间的节点提供一高界限电压。该两个界限电压相应于该正常电压(HV+/2)加上和减去(+/-)用于不平衡工作的希望界限值。比较器COMP1具有与电阻R63和R64之间的节点相连的反相(-)输入端，并且比较器COMP2具有与电阻R64和R65之间的节点相连的非反相(+)输入端。比较器COMP1的非反相输入端(+)和比较器COMP2的反相输入端(-)连到电阻R61和R62之间的节点。比较器COMP1和COMP2的输出端连到NOR门G1的输入端。该NOR的一个输入端与计数器CTR的Q11、Q12、Q13的逻辑“或”输出相连。NOR门G1的输出端耦合到双极性开关Q21的基极。开关Q21的集电极连到RS端。该集电极还通过电阻R57和电容C55连到CT端子。该集电极另外通过电阻R57和R58连到RT端子。开关Q21的发射极以图5B所示的方式接地。
该寿命终点检测装置工作如下当节点M1处的DC电阻高于高界限电压时，比较器COMP1的输出为高，并且如果节点M1处的DC电压低于低界限电压，比较器COMP2的输出为高。每一情况都相应于高于所选定的界限的不平衡工作所产生的灯两端的DC电压。当COMP1或COMP2的任一输出为高时，NOR门G1的输出为低，开关Q22导通，并且计数器CTR开始计数。在达到时间界限值之后，逻辑或后的计数器CTR的输出变高，关闭mosfet开关Q22。mosfet Q22的漏极QD接地而源极QS与变换器开关S1、S2之一的基极或控制门相连。可替换的，开关Q22的源极可以与开关S1、S2的控制电路的一控制或电源输入端相连。在每种情况下，当开关Q22导通时阻止变换器振荡并使该灯熄灭。该电路提供图5B所示的相同打嗝工作。也可能使NOR门G1的输出与用于开关S1、S2的控制电路的控制或电源输入端相连。
已经示出了所考虑的本发明的优选实施例，对本领域的一般熟练技术人员来说，很明显其所作出的各种变型也不会超出随后的权利要求所定义的本发明范围。因此本发明不只受说明所限。
权利要求
1.一用于气体放电灯供电和启动的电源，所述电源含有a)用于与具有主电源频率的一AC主电源相连的输入端(K1、K2)，b)用于与具有一对放电极的一气体放电灯相连的输出端(T1，T2)，在灯工作期间在放电极之间维持放电管放电，c)在所述输入端和所述输出端之间相连的镇流装置(K、L、M、N)，所述镇流装置在所述输出端提供一AC电压以在该放电灯的放电极之间维持放电管放电，一种极性和相反极性的反复频率大大高于主电源的频率，和d)用于检测该灯的不平衡工作状态的寿命终点检测装置(P)，其中的用于一种极性的放电管放电的灯电流与用于另一种极性的放电管放电的灯电流不同，并且如果检测到所述不平衡工作状态，则其用于关闭该灯，该寿命终点检测装置含有用于检测由于所述不平衡工作状态所产生的与标准电压不同的DC电压偏差的DC电压检测装置(VD)，其特征在于，该寿命终点检测装置(P)另外含有计时装置(Ti)，如果该DC电压检测装置检测到该DC电压与其标准值的偏差延续时间超过一界限时间值时，该计时装置(Ti)检测一不平衡工作状态。
2.根据权利要求1的电源，其特征在于，该计时装置(Ti)含有当不再检测到该DC电压时用于存储一时间值(CTR)和当该DC电压接下来被检测到时用于累加该时间值的装置。
3.根据权利要求1或2的电源，其特征在于，该电源含有一重激活装置(Ti)，其在超过该第一界限时间值时在一预定时间内启动该灯。
4.根据权利要求1、2或3的电源，其特征在于，所述镇流装置含有一具有DC电压的DC电源(GND，HV+)，一具有与所述DC电源串联的一对开关(S1，S2)的桥式变换器，一含有用于该放电灯的输出端(T1，T2)的负载电路(L10，C63，T1，T2)，所述负载电路的一第一端耦合到所述开关之间的一节点(M2)并且其还具有第二端，耦合到该DC电源和所述负载电路的所述第二端的一半桥电源电容(C61)，和用于切换所述开关以在该放电灯两端产生AC信号的装置，所述开关被切换以使在所述负载电路的所述第二端处的DC电压在该灯的平衡工作状态时具有等于一半所述DC电压的一标准值，所述检测电路(VD)检测由该灯的所述不平衡工作状态所产生的与标准值不同的DC电压的偏差。
5.根据权利要求4的电源，其特征在于，该检测装置含有用于设置一高界限电压等于所述标准值加上一DC界限值和设置一低界限电压等于所述标准值减去所述DC界限值的装置(R63-R65)，在所述负载电路的所述第二端将该DC电压与所述高和低界限电压相比较的装置(COMP1，COMP2)，和当所述负载电路的所述第二端处的DC电压高于所述高界限电压或低于所述低界限电压时用于输出一控制信号的装置(G1)。
6.根据权利要求1、2、3或4的电源，其特征在于，该DC电压检测装置(VD)含有用于确定与标准值不同的DC电压偏差的幅值(D30-D31)的装置和把所述幅值与一界限值相比较的和当所述幅值高于所述界限电压时用于输出一控制信号的装置(34)。
全文摘要
按照本发明的为一气体放电体供电和启动的电源含有镇流装置(K、L、M、N),用以提供AC电压来维持放电灯的放电极之间交替的以一种极性和相反极性以大大高于主电源频率的频率进行的放电管放电。该电源另外含有用于检测该灯的不平衡工作状态的寿命终点检测装置(P),其中用于一种极性的放电管放电的灯电流与用于另一极性的放电管放电的灯电流不同,并且如果检测到不平衡工作状态则关闭该灯。该寿命终点探测装置含有用于检测由所述不平衡工作状态引起的从标准值的DC电压偏移的DC电压检测装置(VD)。该寿命终点检测装置(P)另外含有计时装置(Ti),如果检测到一电压偏移超过一界限时间值则其关闭该灯。
文档编号H05B41/298GK1197586SQ97190837
公开日1998年10月28日 申请日期1997年5月5日 优先权日1996年5月10日
发明者S·文基拉苏布拉马尼安, C·马森, 夏永平, 胡峰康, J·施勒耶 申请人:菲利浦电子有限公司