專利名稱：：使小型熒光燈能全調(diào)光運(yùn)行的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電子照明系統(tǒng)，尤其涉及能夠在輸出提供負(fù)載如小型熒光燈及其它氣體放電燈的方法和裝置。
背景技術(shù)：
：最近已開(kāi)發(fā)出新的、改進(jìn)的、可與白熾及鎢-鹵素光源及燈泡有力競(jìng)爭(zhēng)的熒光光源。電子鎮(zhèn)流器領(lǐng)域的最新發(fā)展已開(kāi)發(fā)出更小及更可靠的鎮(zhèn)流器用于照明應(yīng)用。當(dāng)設(shè)計(jì)成與相控三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)型調(diào)光器一起使用時(shí)，電子鎮(zhèn)流器電路必須滿足三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)與保持電流需求有關(guān)的要求。當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，其必須具有高于最小保持電流的電流量以傳導(dǎo)電流，而不會(huì)在AC電力線電壓饋送的每半周期期間出現(xiàn)不希望的中斷。否則，所述運(yùn)行將導(dǎo)致不希望的燈閃爍。用于一般AC電力線所支持運(yùn)行的小型熒光燈(組合的熒光燈和電子鎮(zhèn)流器)通常包括全波整流器、儲(chǔ)能電容器、由開(kāi)關(guān)晶體管制成并由所述儲(chǔ)能電容器供電的高頻逆變器、及用以啟動(dòng)氣體放電燈并使其運(yùn)行為光源的諧振電路。現(xiàn)有技術(shù)方案通常包括具有高功率因數(shù)的單級(jí)電子鎮(zhèn)流器，其中從AC電力線引出的電流具有較低的諧波失真，所述方案將來(lái)自鎮(zhèn)流器輸出的能量反饋組合到輸入中。如現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品中所使用的那樣，從輸出到輸入的能量反饋按下述方式設(shè)計(jì)或滿足三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)保持電流的要求，或滿足無(wú)可見(jiàn)閃爍的全調(diào)光范圍?？梢?jiàn)閃爍與在儲(chǔ)能電容器出現(xiàn)的紋波電壓有關(guān)。電壓紋波在所有調(diào)光程度均應(yīng)保持最小。燈的調(diào)光范圍及其與調(diào)光器范圍的關(guān)系也是能量反饋的結(jié)果。能量反饋不可自調(diào)節(jié)，實(shí)際上，在執(zhí)行調(diào)光功能的同時(shí)從輸出提供增加的能量反饋給輸入。這導(dǎo)致不希望的自激振蕩逆變器工作頻率的下降并在諧振電路具有電容性阻抗特性時(shí)產(chǎn)生危險(xiǎn)的情形，所述電容性阻抗特性導(dǎo)致開(kāi)關(guān)晶體管的破壞性交叉?zhèn)鲗?dǎo)。然而，盡管已進(jìn)行了許多嘗試但均尚未成功開(kāi)發(fā)出能使小型熒光燈全調(diào)光運(yùn)行的電子鎮(zhèn)流器或其它機(jī)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)的各種不足由能使小型熒光燈可全調(diào)光的本發(fā)明方法和裝置解決。具體地，在一實(shí)施例中，用于供電氣體放電負(fù)載的裝置包括橋式整流器，用于響應(yīng)于所接收的AC信號(hào)跨一對(duì)輸出端子產(chǎn)生整流電壓信號(hào)；儲(chǔ)能電容器，其跨橋式整流器輸出端子連接并用于存儲(chǔ)由整流電壓信號(hào)提供的能量；逆變器，其跨橋式整流器連接并用于在輸出端子產(chǎn)生交流電壓信號(hào)；電感器，其連接在逆變器輸出端子和負(fù)載端子之間；包括所述電感器的第一諧振電路，用于向所述儲(chǔ)能電容器提供DC反饋信號(hào)，所述DC反饋信號(hào)被AC箝位到所接收的AC信號(hào)；及包括所述電感器的第二諧振電路，用于向負(fù)載端子提供負(fù)載電流；其中所述第一諧振電路響應(yīng)于所接收AC信號(hào)的變化調(diào)節(jié)DC反饋信號(hào)。在另一實(shí)施例中，第一諧振電路還包括DC反饋電容器，用于向儲(chǔ)能電容器提供充電電壓；較小的AC箝位電容器，用于在相對(duì)高頻諧振振蕩模式期間向橋式整流器輸入提供高電壓；及較大的AC箝位電容器，用于在相對(duì)高頻諧振振蕩模式期間向橋式整流器輸入提供高電流。通過(guò)考慮下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述可容易地理解本發(fā)明的教示，其中圖1為包括根據(jù)一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。圖2-8為包括根據(jù)備選實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。圖9A-9F為適于在圖1-8實(shí)施例中使用的EMI/RFI濾波電路的備選實(shí)施例。圖10A-10B為光輸出隨調(diào)光器位置而變的圖形表示，用于理解各個(gè)實(shí)施例。圖11為振蕩頻率隨調(diào)光程度而變的圖形表示，用于理解各個(gè)實(shí)施例。圖12為根據(jù)實(shí)施例的第一諧振電路的框圖。圖13為電流隨時(shí)間而變的圖形表示，用于理解圖12的實(shí)施例。圖14為根據(jù)實(shí)施例的第二諧振電路的框圖。圖15為電流隨時(shí)間而變的圖形表示，用于理解圖14的實(shí)施例。圖16A-16D和圖17A-17D為電壓波形的圖形表示，用于理解各個(gè)實(shí)施例；及圖18A-18B為無(wú)電極氣體放電光源的實(shí)施例。為有助于理解，在可能時(shí)均使用同一附圖標(biāo)記指代所有附圖中的同一元件。具體實(shí)施例方式發(fā)明人己確定在滿足幾個(gè)條件時(shí)可實(shí)現(xiàn)小型熒光燈的全調(diào)光。第一，所希望的能量反饋將正比于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)調(diào)光器設(shè)定的調(diào)光程度而自調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)無(wú)可見(jiàn)閃爍的調(diào)光，及燈的調(diào)光范圍總是正比于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)調(diào)光器范圍。換言之，在調(diào)光模式期間的光輸出應(yīng)在使用調(diào)光器的整個(gè)范圍之前降低到最低設(shè)置。該要求特別重要，因?yàn)樵诜答伳芰繘](méi)有自調(diào)節(jié)功能的情況下，在調(diào)光模式期間逆變器和諧振電路由于其內(nèi)的循環(huán)諧振電流出現(xiàn)不希望的增加而過(guò)載?？扇{(diào)光小型熒光燈的另一基本要求是要求始終將諧振電路的阻抗特性控制為電感性(i)在非常低及非常高環(huán)境溫度下和在任何調(diào)光器設(shè)置全部、最低或之間的任何設(shè)置情況下對(duì)燈加電時(shí)；及(ii)在非常冷及非常熱環(huán)境溫度下進(jìn)行調(diào)光期間。阻抗特性的這種控制通過(guò)在三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)調(diào)光器執(zhí)行調(diào)光功能時(shí)將逆變器的工作頻率控制為自增長(zhǎng)而實(shí)現(xiàn)。為了滿足用可加熱燈絲制成放電電流發(fā)射極的全調(diào)光小型熒光燈的經(jīng)久耐用要求，提供給所述燈絲的熱能量必須反比于調(diào)光程度增加。當(dāng)燈的光輸出由于使用三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)調(diào)光器執(zhí)行調(diào)光功能而降低時(shí)，施加到燈絲的燈絲電壓和通過(guò)燈絲的電流必須按比例增加。圖1為包括根據(jù)一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，電子鎮(zhèn)流器100經(jīng)調(diào)光器110從常規(guī)AC電力線105接收AC功率并將所述AC功率轉(zhuǎn)換為受控電流Il，以由氣體放電負(fù)載如裝備有可加熱燈絲的熒光光源或無(wú)電極熒光光源使用。電子鎮(zhèn)流器100包括EMI/RFI濾波器115、全波橋式整流器120、及半橋式逆變器125和構(gòu)造成形成第一和第二諧振電路的各個(gè)電路組件。常規(guī)AC電力線105(—般交流源如北美120伏特/60赫茲或其它常規(guī)電力工業(yè)電力線)通過(guò)調(diào)光器連接到EMI/RFI濾波器115的一對(duì)輸入端子mi和im。emi/rfi濾波器115具有一對(duì)輸出端子oni和0t12，其連接到全波橋式整流器120的一對(duì)輸入端子Rill和ri12。EMI/RFI濾波器115用于降低高頻噪聲及AC輸入功率中出現(xiàn)的其它偽信號(hào)成分以向全波橋式整流器120傳送相對(duì)純凈的AC信號(hào)。全波橋式整流器120包括多個(gè)二極管D1、D2、D3和D4。全波橋式整流器120在輸入端子Rill和RI12從EMI/RFI濾波器115接收AC信號(hào)并在輸出端子B+和B-相應(yīng)產(chǎn)生整流電壓信號(hào)。儲(chǔ)能電容器CS1跨端子B+和B-連接。如圖所示，半橋式逆變器125包括在結(jié)點(diǎn)A互相連接的一對(duì)NPN型開(kāi)關(guān)晶體管Qll和Q12。Qll的集電極連接到正DC輸入端子B+，Qll的發(fā)射極連接到Q12的集電極(圖示為結(jié)點(diǎn)A)，Q12的發(fā)射極連接到負(fù)DC輸入端子B-。晶體管Qll和Q12電路的基極驅(qū)動(dòng)未被示出。諧振電感器LR1連接到逆變器125的結(jié)點(diǎn)A和輸出負(fù)載端子(圖示為結(jié)點(diǎn)B)。結(jié)點(diǎn)B是諧振電容器CR1、諧振電容器CR2和負(fù)載L0AD1的互連點(diǎn)，所述負(fù)載圖示為氣體放電負(fù)載。諧振電感器lr1、諧振電8容器CR2及負(fù)載形成第二諧振電路，其中所述氣體放電負(fù)載與電容器CR2實(shí)際上并聯(lián)連接。DC反饋電容器DCF1連接在結(jié)點(diǎn)C處的諧振電容器CR1(即CR1未連接到結(jié)點(diǎn)B的那一側(cè))和DC輸入端子B+之間。此外，兩個(gè)AC箝位電容器ACCL1和ACCL2分別連接在結(jié)點(diǎn)C和整流器輸入端子RIll、結(jié)點(diǎn)C和RI12之間。如圖12的典型電路所示，諧振電感器LR1、諧振電容器CR1及合成負(fù)載Rs(t)由下述元件制成(i)DC反饋電容器DCF1;(ii)AC箝位電容器ACCL1、ACCL2;(iii)二極管Dl、D2;及(iv)儲(chǔ)能電容器CS1。如果使用電解類型，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，儲(chǔ)能電容器具有其由下述構(gòu)成的合成內(nèi)部阻抗內(nèi)部電阻、內(nèi)部等效電感及內(nèi)部電容。圖12為表示根據(jù)實(shí)施例的第一諧振電路的模型的框圖。具體地，第一諧振電路模型示出了RLC諧振電路，其中下述元件串聯(lián)連接以在諧振工作模式下產(chǎn)生電流iR1(t):電源V"t)、開(kāi)關(guān)、合成電阻元件Rs(t)、電感元件V,(t)及電容性元件VL(t)。圖13為電流隨時(shí)間變化的圖像表示，用于理解圖12的實(shí)施例。具體地，圖13示出了不同電阻負(fù)載Rs(t)時(shí)的電流iR1(t)，包括小(振蕩負(fù)載)、中等(臨界負(fù)載)及大(過(guò)載)情況。圖14為根據(jù)實(shí)施例的第二諧振電路模型的框圖。具體地，第二諧振電路模型示出了RLC諧振電路，其中下列元件串聯(lián)連接以在諧振工作模式下產(chǎn)生電感器壓降V,(t):電源VDe(t)、開(kāi)關(guān)、電感元件V,(t)、及電容性元件V,(t)和電阻元件Rs(t)的并聯(lián)組合，其中電容性元件代表CR2、電阻元件代表氣體放電負(fù)載電阻R"圖15為電壓隨頻率變化的圖形表示，用于理解圖14的實(shí)施例。具體地，圖15示出了對(duì)于不同&值，包括開(kāi)路和正常燈負(fù)載情況，電感器LR的電壓降W(t)。通過(guò)觀察可以看出，正常燈負(fù)載曲線峰值在零交叉頻率fZC，及安全工作區(qū)在最小工作頻率fRmin和最大工作頻率fRmax之間。在此所述的各個(gè)電阻器、電容器及電感器值選擇為支持安全工作區(qū)內(nèi)的運(yùn)行。圖18為無(wú)電極氣體放電光源的實(shí)施例。具體地，圖18A示出了無(wú)電極燈泡型的感應(yīng)光源，而圖18B示出了彎曲及橋接的管狀無(wú)電極光源。兩種類型的無(wú)電極光源均可在于此所述的各個(gè)實(shí)施例中使用。運(yùn)行特性圖1所示電路的運(yùn)行特性現(xiàn)在將在每一調(diào)光器位置電路處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的情況下進(jìn)行描述。此外，圖16-17所示的波形圖形表示用于幫助說(shuō)明運(yùn)行特性。具體地，圖16所示的多個(gè)波形(即電壓隨時(shí)間而變)說(shuō)明提供給EMI/RFI濾波翠的AC電壓(圖示為VAC)及跨儲(chǔ)能電容器CS1的DC電壓(圖示為VDC)。圖17所示多個(gè)波形說(shuō)明在全波橋式整流器120的輸出處的整流AC電壓(圖示為VACR)。通過(guò)觀察可以看出，使能傳輸100%(調(diào)光器短路)、75%、50%和20%的AC功率的調(diào)光器操作導(dǎo)致整流電壓水平、瞬時(shí)電壓差、振蕩區(qū)域及其它參數(shù)的特定變化。全功率模式-100%(調(diào)光器短路)在該工作模式下，AC電力線提供如波形VAC所示的正弦AC電壓及如波形VDC所示的跨儲(chǔ)能電容器CS1的電壓；兩個(gè)波形均在圖16A中示出。在全波橋式整流器120的輸出處的整流AC電壓被圖示為圖17A中的波形VACR。VDC100y。和VACR10(Fo之間的瞬時(shí)電壓差圖示為AV100%(t)，其具有在AC電力線電壓的每半周期中從"零"調(diào)節(jié)到"max=VDC100%"然后調(diào)節(jié)到"零"的大小。該AV100。/。電壓通過(guò)本發(fā)明電路的運(yùn)行以動(dòng)態(tài)方式添加到VACR100%。所述電路通過(guò)經(jīng)多種己知技術(shù)中的任何技術(shù)提供的觸發(fā)事件而開(kāi)始振蕩。例如，圖2的電路包括使用二端交流開(kāi)關(guān)元件的標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)機(jī)構(gòu)。其它觸發(fā)機(jī)構(gòu)是眾所周知的且可用在各個(gè)實(shí)施例中。第一諧振電路提供DC反饋和AC箝位。然而，由于第一和第二諧振電路共享共用電感器LR1，第一諧振電路電流的任何變化(例如由于反饋/箝位效應(yīng)引起的變化)將被反映在第二諧振電路電流中。具體地，通過(guò)LR1的電流的第一部分向作為第二諧振電路的一部分的負(fù)載提供功率，而通過(guò)LR1的電流的其余部分通過(guò)第一諧振電路。第一諧振電路產(chǎn)生一定大小的諧振電流IR1，如圖12中所示，其取決于合成負(fù)載電阻Rs(t)。通過(guò)DC反饋電容器DCF1和一對(duì)箝位電容器ACCL1和AC(〕L2的IR1電流提供另外的電流以將儲(chǔ)能電容器CS1充電到整流電壓VACR10(^的峰值量。為使所述電路運(yùn)行為高功率因數(shù)裝置(P.F.在0.7-0.9之間)，箝位電容器ACCL1和ACCL2的值選擇為具有大約從470nF:0.5nF到330nF:10nF的比值范圍。感興趣的一個(gè)比值為390nF:10nF。總的來(lái)說(shuō)，大值箝位電容器具有約200nF到600nf范圍內(nèi)的電容，而小值箝位電容器具有約0.2nF到20nF范圍內(nèi)的電容。大和小值電容器之間的電容比在約20:1到2000:1的范圍內(nèi)。兩個(gè)箝位電容器的電容值的這種大差異使每一電容器在將電解電容器充電到其最大電壓時(shí)能執(zhí)行特定功能。小值箝位電容器在諧振振蕩的高頻周期期間充電和放電較快，因而提供高電壓源功能。大值箝位電容器在諧振振蕩的高頻周期期間充電和放電較慢，因而提供高電流源功能。電容器的這種反饋及箝位結(jié)構(gòu)的作用在于在諧振電容器CR1的電壓Vc(t)被動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，其與合成負(fù)載Rs(t)的瞬時(shí)值直接相關(guān)，并符合圖13所示的典型電路響應(yīng)波形的規(guī)律。，主要希望在儲(chǔ)能電容器始終獲得接近直線的VDC以使提供給氣體放電負(fù)載的電流保持恒定(未被調(diào)整)大小。否則，將出現(xiàn)不希望的燈閃爍。通過(guò)使用共用諧振電感器組合第一和第二諧振電路，兩個(gè)諧振電路從振蕩觸發(fā)之后的第一脈沖開(kāi)始、在穩(wěn)定工作模式下的諧振振蕩期間自然且諧振地交互作用。兩個(gè)諧振電路被高度組合并箝位到AC電力線并被使得以相同振蕩頻率振蕩。例如，在沒(méi)有第一諧振電路的情況下，第二諧振電路以"無(wú)負(fù)載頻率"開(kāi)始(見(jiàn)圖15)，如果未被適ii當(dāng)調(diào)諧，將損壞其自身。反饋及箝位結(jié)構(gòu)使得第二諧振電路在"安全工作區(qū)"內(nèi)開(kāi)始和運(yùn)行，根據(jù)合成負(fù)載Rs(t)和燈負(fù)載RL的情況自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率(見(jiàn)圖15)。兩個(gè)反饋及箝位諧振電路和結(jié)構(gòu)的所述組合使得電子鎮(zhèn)流器在所有燈負(fù)載情況均以極安全的方式運(yùn)行。半橋式逆變器的運(yùn)行在任何時(shí)候均不可能出現(xiàn)晶體管交叉?zhèn)鲗?dǎo)的情況。調(diào)光模式-75%在該模式下，調(diào)光器"去除"AC電力線提供的AC電壓的一部分正弦波。圖16B將該電壓示為VACD75%。圖17B示出該電壓整流為VACD75%R。電路按與上面全部模式一樣的方式工作，但通過(guò)運(yùn)行在此所述的實(shí)施例，75Q/^模式的AV75Q/o電壓以動(dòng)態(tài)方式添加到VACR75%。電路自動(dòng)調(diào)節(jié)及自調(diào)節(jié)其振蕩頻率，及中心頻率將在安全工作區(qū)內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)其自身，見(jiàn)圖11和15。反饋和箝位按非常動(dòng)態(tài)的方式根據(jù)VACD75。/。大小自動(dòng)自調(diào)節(jié)以確保燈負(fù)載的較低光輸出。調(diào)光模式-50%在該模式下，調(diào)光器"去除"AC電力線提供的AC電壓的一半正弦波。圖16C將該電壓示為VACD50%。圖17C示出該電壓整流為VACD50%R。電路按與上面75%模式一樣的方式工作。在該模式下，通過(guò)本發(fā)明電路的運(yùn)行，AV5(B電壓以動(dòng)態(tài)方式添加到VACR50%。電路將自動(dòng)調(diào)節(jié)及自調(diào)節(jié)其振蕩頻率，及中心頻率將在安全工作區(qū)內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)其自身，見(jiàn)圖11和15。反饋和箝位按非常動(dòng)態(tài)的方式根據(jù)VACD50y。大小自動(dòng)自調(diào)節(jié)以確保燈負(fù)載的較低光輸出。調(diào)光模式-20%在該模式下，調(diào)光器"去除"AC電力線提供的AC電壓的一半正弦波。圖16D將該電壓示為VACD20%。圖17D示出該電壓整流為VACD20%R。電路按與上面50%模式一樣的方式工作。在該模式下，通過(guò)運(yùn)行本發(fā)明電路，AV20Q/。電壓以動(dòng)態(tài)方式添加到VACR20%。電路將自動(dòng)調(diào)節(jié)及自調(diào)節(jié)其振蕩頻率，及中心頻率將在安全工作區(qū)內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)其自身，見(jiàn)圖11和15。反饋和箝位按非常動(dòng)態(tài)的方式根據(jù)VACD2(^大小自動(dòng)自調(diào)節(jié)以確保燈負(fù)載的較低光輸出。在一實(shí)施例中，圖1電路的元件值選擇為如表1所示。其它元件選擇對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)并由在此所述的教示包含。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖2為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖2的電路類似于圖1的電路，但圖2的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。半橋式逆變器125現(xiàn)在被示為具有適當(dāng)?shù)幕鶚O驅(qū)動(dòng)變壓器BD2作為開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)變壓器以使晶體管Q21和Q22按交替模式切換。繞組W21為與諧振電感器LR21串聯(lián)連接的諧振電感器電流感測(cè)繞組。所述驅(qū)動(dòng)變壓器具有纏繞在環(huán)形鐵氧體磁心上的兩個(gè)次級(jí)繞組W22、W23。每一晶體管均裝備有一組驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性元件，如下基極電阻器R23與繞組W22及晶體管Q21的基極-發(fā)射極結(jié)點(diǎn)串聯(lián)連接；二極管D22跨晶體管Q21的集電極-發(fā)射極結(jié)點(diǎn)連接；二極管D25跨晶體管Q21的基極-發(fā)射極結(jié)點(diǎn)連接；及(iv)二極管D24跨基極電阻器R23連接。晶體管Q22裝備有與晶體管Q21—樣的驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性元件。諧振電感器LR2具有分別連接到氣體放電負(fù)載L0AD2的燈絲F21和F22的兩個(gè)次級(jí)繞組LR22和LR23。由電阻器R22、電容器C23、二極管D21和二端交流開(kāi)關(guān)DD2形成的觸發(fā)器電路按已知方式連接以觸發(fā)逆變器的振蕩。限壓器件VLD2跨儲(chǔ)能電容器CS2連接。圖3為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖3的電路類似于圖1的電路，但圖3的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。在此，可飽和基極驅(qū)動(dòng)變壓器用非可飽和基極驅(qū)動(dòng)變壓器BD3代替。初級(jí)繞組與諧振電感器LR31串聯(lián)連接，及兩個(gè)次級(jí)基極驅(qū)動(dòng)繞組W32和W33分別連到晶體管Q31和Q32的基極-發(fā)射極結(jié)點(diǎn)。圖4為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖4的電路類似于圖1的電路，但圖4的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。諧振電容器CR42連接到L0AD4對(duì)面的一側(cè)上，使得流過(guò)該電容器CR42的電流現(xiàn)在流過(guò)燈絲F41和F42?；鶚O驅(qū)動(dòng)變壓器BD4為如圖3中所示的非飽和類型。圖5為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖5的電路類似于圖1的電路，但圖5的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。在該實(shí)施例中，第二諧振電路包括諧振電感器LR51、諧振電容器CR52、L0AD5及DC分隔電容器CB5。該諧振電路現(xiàn)在連接在結(jié)點(diǎn)A和DC輸入端子B+之間，而不是端子B-?；鶚O驅(qū)動(dòng)變壓器BD6為如圖2所示實(shí)施例中的可飽和類型。燈絲F51和F52分別從諧振電感器次級(jí)繞組LR52和LR53供電。圖6為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖6的電路類似于圖1的電路，但圖6的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。在該實(shí)施例中，第二諧振電路包括諧振電感器LR6、諧振電容器CR61、L0AD6及DC分隔電容器CB6。該諧振電路現(xiàn)在連接在結(jié)點(diǎn)A和DC輸入端子B+之間，而不是端子B-?；鶚O驅(qū)動(dòng)變壓器BD6為如圖3中所示的非可飽和類型。燈絲F61和F62由諧振電容器CR62的電流供電。圖7為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖7的電路類似于圖1的電路，但圖7的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。在該實(shí)施例中，逆變器125包括一對(duì)互補(bǔ)的P和N型M0S晶體管Q71和Q72，且為自振蕩類型。交替?zhèn)鹘o每一晶體管柵極的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)由諧振電感器LR7的次級(jí)繞組提供。圖8為包括根據(jù)另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器的電路的框圖。具體地，圖8的電路類似于圖1的電路，但圖8的電路包括另外的細(xì)節(jié)和幾個(gè)修改，如下所述。.在該實(shí)施例中，逆變器125包括一對(duì)N型M0S晶體管Q81和Q82。交替?zhèn)鹘o每一晶體管柵極的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)由集成電路驅(qū)動(dòng)器IC提供。該IC可以是標(biāo)準(zhǔn)半橋式驅(qū)動(dòng)器或定制的驅(qū)動(dòng)器，其被使得適應(yīng)兩個(gè)諧振電路的振蕩。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，在此所述的電路、器件、布局和方法在使用一般切相調(diào)光器進(jìn)行深度調(diào)光的所有工作模式期間均提供關(guān)鍵性能參數(shù)的實(shí)質(zhì)穩(wěn)定性。調(diào)光器類型可以是前緣切相或后緣切相類型。此外，調(diào)光器可用一般三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)或其它半導(dǎo)體類型器件如IGBT或MOSFET制成。所述電路的運(yùn)行與所有類型的調(diào)光器一樣。反饋及箝位結(jié)構(gòu)為電路安全且可靠運(yùn)行的實(shí)質(zhì)，特別是在調(diào)光模式下更是如此。在共用諧振電感器內(nèi)流通的諧振電流被最小化以獲得最高的電路效率及抗高環(huán)境溫度性，所述器件在其中必須安全且可靠地工作。應(yīng)意識(shí)到，本發(fā)明的實(shí)施例可用相對(duì)低的元件數(shù)量實(shí)施并可容易適于所有電力線電壓和負(fù)載類型、可在生產(chǎn)過(guò)程中重復(fù)、及成本低。應(yīng)當(dāng)理解，所有其它類型的諧振振蕩電路如自振蕩或由IC驅(qū)動(dòng)的、半橋或全橋、反激、正向或E類諧振振蕩電路均可在于此所述的發(fā)明中使用。本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例已在此公開(kāi)和描述。例如，在一實(shí)施例中，適于從低頻AC電力線運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路包括濾波器電路，其具有連接到AC電力線的第一和第二輸入端子，且所述濾波器具有第一和第二輸出端子；整流器電路，其具有連接到所述濾波器電路的第一輸出端子的第一整流器輸入端子及連接到所述濾波器電路的第二輸出端子的第二整流器輸入端子，及所述整流器電路具有一對(duì)DC輸出端子(B+、B-);連接到所述DC輸出端子的自振蕩諧振逆變器電路，其中自振蕩諧振逆變器電路包括:(i)連接到DC輸出端子并在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A互連的一對(duì)半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件；(ii)第一和第二諧振電路，其具有在諧振結(jié)點(diǎn)B連接的第一和第二諧振電容器及連接在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A和諧振結(jié)點(diǎn)B之間的一個(gè)共用諧振電感器；(iii)連接到DC端子B-和氣體放電負(fù)載的第二諧振電容器；(iv)連接到反饋結(jié)點(diǎn)C的第一諧振電容器；及(v)與諧振電感器串聯(lián)連接的驅(qū)動(dòng)變壓器，其向半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件對(duì)提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以有效維持諧振逆變器的振蕩。該實(shí)施例還包括連接到DC端子B+和反饋結(jié)16點(diǎn)C的DC反饋電容器；連接到第一整流器輸入端子和反饋結(jié)點(diǎn)C的第一AC箝位電容器及連接到第二整流器輸入端子及反饋結(jié)點(diǎn)C的第二AC箝位電容器。上面結(jié)合圖5-6所述的另一實(shí)施例包括適于從低頻AC電力線運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路，包括濾波器電路，其具有連接到AC電力線的第一和第二輸入端子，并具有第一和第二輸出端子；整流器電路，其具有連接到所述濾波器電路的第一輸出端子的第一整流器輸入端子及連接到所述濾波器電路的第二輸出端子的第二整流器輸入端子，及所述整流器電路具有一對(duì)DC輸出端子(B+、B-);連接到DC輸出端子(B+、B-)的儲(chǔ)能電容器；連接到所述DC輸出端子的自振蕩諧振逆變器電路，包括(i)連接到DC輸出端子并在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A互連的一對(duì)半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件；(ii)第一和第二諧振電路，其具有在諧振結(jié)點(diǎn)B連接的第一和第二諧振電容器及連接在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A和諧振結(jié)點(diǎn)B之間的一個(gè)共用諧振電感器；(iii)連接到反饋結(jié)點(diǎn)C的第一諧振電容器；(iv)連接到DC端子B+和氣體放電負(fù)載的第二諧振電容器；及(v)與諧振電感器串聯(lián)連接的驅(qū)動(dòng)變壓器，其向半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件對(duì)提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以有效維持諧振逆變器的振蕩。該實(shí)施例還包括連接到DC端子B+和反饋結(jié)點(diǎn)C的DC反饋電容器；連接到第一整流器輸入端子和反饋結(jié)點(diǎn)C的第一AC箝位電容器；及連接到第二整流器輸入端子及反饋結(jié)點(diǎn)C的第二AC箝位電容器o上面結(jié)合圖7所述的另一實(shí)施例包括適于從低頻AC電力線運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路，包括濾波器電路，其具有連接到AC電力線的第一和第二輸入端子，且所述濾波器具有第一和第二輸出端子；整流器電路，其具有連接到所述濾波器電路的第一輸出端子的第一整流器輸入端子及連接到所述濾波器電路的第二輸出端子的第二整流器輸入端子，及所述整流器電路具有一對(duì)DC輸出端子(B+、B-);連接到DC輸出端子(B+、B-)用于存儲(chǔ)的儲(chǔ)能電容器；連接到所述DC輸出端子的自振蕩諧振逆變器電路，包括(i)連接到DC輸出端子并在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A互連的一對(duì)半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件；(ii)第一和第二諧振電路，其具有在諧振結(jié)點(diǎn)B連接的第一和第二諧振電容器及連接在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A和諧振結(jié)點(diǎn)B之間的一個(gè)共用諧振電感器；(iii)連接到DC端子B+和氣體放電負(fù)載的第二諧振電容器；(iv)連接到反饋結(jié)點(diǎn)C的第一諧振電容器；及(V)采用諧振電感器的兩個(gè)次級(jí)繞組的驅(qū)動(dòng)電路，其向半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件對(duì)提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以有效維持諧振逆變器的振蕩。該實(shí)施例還包括連接到DC端子B+和反饋結(jié)點(diǎn)C的DC反饋電容器；連接到第一整流器輸入端子和反饋結(jié)點(diǎn)C的第一AC箝位電容器；及連接到第二整流器輸入端子及反饋結(jié)點(diǎn)C的第二AC箝位電容器。上面結(jié)合圖8所述的另一實(shí)施例包括適于從低頻AC電力線運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路，包括濾波器電路，其具有連接到AC電力線的第一和第二輸入端子，并具有第一和第二輸出端子；整流器電路，其具有連接到所述濾波器電路的第一輸出端子的第一整流器輸入端子及連接到所述濾波器電路的第二輸出端子的第二整流器輸入端子，及所述整流器電路具有一對(duì)DC輸出端子(B+、B-);連接到DC輸出端子(B+、B-)用于存儲(chǔ)的儲(chǔ)能電容器；連接到所述DC輸出端子的驅(qū)動(dòng)振蕩諧振逆變器電路，包括(i)連接到DC輸出端子并在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A互連的一對(duì)半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件；(ii)第一和第二諧振電路，其具有在諧振結(jié)點(diǎn)B連接的第一和第二諧振電容器及連接在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A和諧振結(jié)點(diǎn)B之間的一個(gè)共用諧振電感器；(iii)連接到DC端子B+和氣體放電負(fù)載的第二諧振電容器；(iv)連接到反饋結(jié)點(diǎn)C的第一諧振電容器；及(v)連接到DC端子(B+、B-)并具有至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出端子的集成驅(qū)動(dòng)電路，其向半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件對(duì)提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以有效產(chǎn)生諧振逆變器的振蕩。該實(shí)施例還包括-連接到DC端子B+和反饋結(jié)點(diǎn)C的DC反饋電容器；連接到第一整流器輸入端子和反饋結(jié)點(diǎn)C的第一AC箝位電容器；及連接到第二整流器輸入端子及反饋結(jié)點(diǎn)C的第二AC箝位電容器?？蛇x地，該實(shí)施例和其它實(shí)施例可使用驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)驅(qū)動(dòng)振蕩諧振逆變器。能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于使用調(diào)節(jié)的光輸出運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路的另一實(shí)施例包括(i)裝備有逆變器的高頻振蕩器，其連接到具有一個(gè)共用諧振電感器的兩個(gè)串聯(lián)諧振電路；及(ii)連接到所述高頻振蕩器和低頻AC電力線的箝位及反饋電路，當(dāng)調(diào)光器在低于最大光輸出的任何光輸出水平時(shí)，箝位及反饋電路在氣體放電負(fù)載運(yùn)行期間均隨振蕩頻率增加運(yùn)行。另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器電路能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于運(yùn)行氣體放電負(fù)載，所述電子鎮(zhèn)流器包括由兩個(gè)組合及同步諧振電路組成的振蕩器電路，所述諧振電路具有兩個(gè)諧振電容器和一個(gè)共用諧振電感器，其中一個(gè)諧振電路用于運(yùn)行氣體放電負(fù)載，另一諧振電路用于向AC電力線提供振蕩器電路的能量反饋和箝位以由調(diào)光器執(zhí)行氣體放電負(fù)載的調(diào)光功能。另一實(shí)施例的電子鎮(zhèn)流器電路能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于使用調(diào)節(jié)的光輸出運(yùn)行氣體放電負(fù)載，所述電子鎮(zhèn)流器包括用于連接到調(diào)光器調(diào)節(jié)的低頻AC電力線電壓源的輸入電路；具有連接到所述輸入電路的輸入端子及具有連接到儲(chǔ)能電容器的DC輸出端子的整流器；連接到儲(chǔ)能電容器并在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A互連的半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件；連接到結(jié)點(diǎn)A和DC輸出端子的諧振振蕩器電路；所述諧振振蕩器用于從DC輸出端子引出脈動(dòng)電流，包括(i)第一諧振負(fù)載電路，其具有在結(jié)點(diǎn)B串聯(lián)連接的諧振電感器和第一諧振電容器，并具有實(shí)際上并聯(lián)連接到第一諧振電容器的氣體放電負(fù)載；(ii)第二諧振反饋電路，其具有串聯(lián)連接并用于在DC輸出端子提供脈動(dòng)DC電壓的諧振電感器、第二諧振電容器及DC反饋電容器；及(iii)AC箝位電路，其具有連接到整流器的輸入端子和DC反饋電容器的第一和第二箝位電容器。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，任何上述實(shí)施例還包括在AC電源系列的至少一導(dǎo)線中使用負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻器。所述NTC的使用提供自調(diào)節(jié)電阻從而在AC電力線的同一支路上使用多個(gè)調(diào)光器時(shí)提供穩(wěn)19定性，燈之間無(wú)相互作用及獨(dú)立調(diào)光而每一調(diào)光器操作的燈無(wú)閃爍。根據(jù)其自然特性，自調(diào)節(jié)電阻直接取決于NTC的溫度。然而，NTC的溫度依賴于由AC電力線電壓源運(yùn)行的燈吸引的RMS電流。當(dāng)高功率因數(shù)時(shí)，由全功率(100%)運(yùn)行的燈吸引的麗S電流較低而NTC電阻較高對(duì)運(yùn)行性能有利，及在低功率因數(shù)時(shí)，由調(diào)光模式運(yùn)行的燈吸引的RMS電流較高而NTC電阻較低對(duì)調(diào)光性能也有利?？梢哉J(rèn)為，本發(fā)明及其幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)和特征可從前述描述得以理解。然而，在不背離本發(fā)明精神的情況下，可對(duì)其形式、結(jié)構(gòu)和元件的相互關(guān)系進(jìn)行變化，在此出現(xiàn)的形式僅代表當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例。在前述內(nèi)容致力于本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的同時(shí)，本發(fā)明的其它及進(jìn)一步的實(shí)施例可被想出而不背離其基本范圍。這樣，本發(fā)明的適當(dāng)范圍將根據(jù)所附權(quán)利要求進(jìn)行確定。權(quán)利要求1、用于供電氣體放電負(fù)載的裝置，包括橋式整流器，用于響應(yīng)于所接收的AC信號(hào)跨一對(duì)輸出端子產(chǎn)生整流電壓信號(hào)；儲(chǔ)能電容器，其跨橋式整流器輸出端子連接并用于存儲(chǔ)由整流電壓信號(hào)提供的能量；逆變器，其跨橋式整流器連接并用于在輸出端子產(chǎn)生交流電壓信號(hào)；電感器，其連接在逆變器輸出端子和負(fù)載端子之間；包括所述電感器的第一諧振電路，用于向所述儲(chǔ)能電容器提供DC反饋信號(hào)，所述DC反饋信號(hào)被AC箝位到所接收的AC信號(hào)；及包括所述電感器的第二諧振電路，用于向負(fù)載端子提供負(fù)載電流；其中所述第一諧振電路響應(yīng)于所接收AC信號(hào)的變化調(diào)節(jié)DC反饋信號(hào)。2、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中第一諧振電路還包括DC反饋電容器，用于向儲(chǔ)能電容器提供充電電壓；較小的AC箝位電容器，用于在相對(duì)高頻諧振振蕩模式期間向橋式整流器輸入提供高電壓；及較大的AC箝位電容器，用于在相對(duì)高頻諧振振蕩模式期間向橋式整流器輸入提供高電流。3、根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中所述較大的AC箝位電容器選擇為390nF，所述較小的AC箝位電容器選擇為10nF。4、根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，還包括濾波器電路，用于濾波提供給橋式整流器的AC信號(hào)。5、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述逆變器包括至少一半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件。6、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述氣體放電負(fù)載包括下述之一具有可加熱燈絲的熒光光源及無(wú)電極熒光光源。7、根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，還包括與所述諧振電感器串聯(lián)連接的驅(qū)動(dòng)變壓器，其向半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件對(duì)提供開(kāi)關(guān)信號(hào)以維持所述諧振逆變器的振蕩。8、根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中所述驅(qū)動(dòng)變壓器包括下述之一可飽和鐵氧體磁心及非可飽和鐵氧體磁心。9、根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述逆變器包括一對(duì)互補(bǔ)的半導(dǎo)開(kāi)關(guān)晶體管，其按半橋式結(jié)構(gòu)和推挽式結(jié)構(gòu)之一進(jìn)行連接。10、根據(jù)權(quán)利要求l的裝置，還包括與所述儲(chǔ)能電容器并聯(lián)連接的限壓器件。11、能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于使用調(diào)節(jié)的光輸出運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器，該電子鎮(zhèn)流器包括(i)裝備有逆變器的高頻振蕩器，其連接到具有一個(gè)共用諧振電感器的兩個(gè)串聯(lián)諧振電路；及(ii)連接到所述高頻振蕩器和低頻AC電力線的箝位及反饋電路，當(dāng)調(diào)光器在低于最大光輸出的任何光輸出水平時(shí)，箝位及反饋電路在氣體放電負(fù)載運(yùn)行期間均隨振蕩頻率增加運(yùn)行。12、能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路，所述電子鎮(zhèn)流器包括由兩個(gè)組合及同步諧振電路組成的振蕩器電路，所述諧振電路具有兩個(gè)諧振電容器和一個(gè)共用諧振電感器，其中一個(gè)諧振電路用于運(yùn)行氣體放電負(fù)載，另一諧振電路用于向AC電力線提供振蕩器電路的能量反饋和箝位以由調(diào)光器執(zhí)行氣體放電負(fù)載的調(diào)光功能。13、能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器電路，所述電子鎮(zhèn)流器包括由至少一諧振電路組成的振蕩器電路，用于運(yùn)行氣體放電負(fù)載及向AC電力線提供能量反饋和對(duì)其自身箝位以由調(diào)光器執(zhí)行氣體放電負(fù)載的調(diào)光功能。14、能夠從低頻AC電力線電壓源接收調(diào)光器調(diào)節(jié)的功率并適于使用調(diào)節(jié)的光輸出運(yùn)行氣體放電負(fù)載的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括用于連接到調(diào)光器調(diào)節(jié)的低頻AC電力線電壓源的輸入電路；具有連接到所述輸入電路的輸入端子及連接到儲(chǔ)能電容器的DC輸出端子的整流器；連接到儲(chǔ)能電容器并在逆變器輸出結(jié)點(diǎn)A互連的半導(dǎo)開(kāi)關(guān)器件；連接到所述結(jié)點(diǎn)A和DC輸出端子的諧振振蕩器電路；用于從DC輸出端子引出脈動(dòng)電流的諧振振蕩器，包括(i)第一諧振負(fù)載電路，其具有在結(jié)點(diǎn)B串聯(lián)連接的諧振電感器和第一諧振電容器，并具有并聯(lián)連接到第一諧振電容器的氣體放電負(fù)載；(ii)第二諧振反饋電路，其具有串聯(lián)連接并用于在DC輸出端子提供脈動(dòng)DC電壓的諧振電感器、第二諧振電容器及DC反饋電容器；及(iii)AC箝位電路，其具有連接到整流器的輸入端子和DC反饋電容器的第一和第二箝位電容器。15、根據(jù)權(quán)利要求14的電子鎮(zhèn)流器，其中氣體放電負(fù)載的調(diào)節(jié)后的光輸出與調(diào)光器調(diào)節(jié)的AC電力線電壓成線性關(guān)系。16、根據(jù)權(quán)利要求14的電子鎮(zhèn)流器，其中濾波器電路具有至少一負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器。17、根據(jù)權(quán)利要求14的電子鎮(zhèn)流器，其中所述輸入電路具有至少一電感性元件。18、根據(jù)權(quán)利要求14的電子鎮(zhèn)流器，其中所述輸入電路具有至少一電阻器。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了包括電子鎮(zhèn)流器的電路及相關(guān)方法，所述電路包括橋式整流器、儲(chǔ)能電容器、逆變器、電感器、包括所述電感器的第一諧振電路、及包括所述電感器的第二諧振電路。本發(fā)明可使氣體放電負(fù)載如小型熒光燈能全范圍調(diào)光。文檔編號(hào)H05B41/295GK101640965SQ200810129968公開(kāi)日2010年2月3日申請(qǐng)日期2008年7月30日優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日發(fā)明者安德魯·鮑拜爾申請(qǐng)人:安德魯·鮑拜爾