專利名稱：具有改善的輸出功率范圍的升壓轉(zhuǎn)換器的電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制氣體放電燈的亮度的電子鎮(zhèn)流器，尤其地， 涉及具有適于在增加的輸出功率范圍內(nèi)進(jìn)行操作的升壓轉(zhuǎn)換器的電子 調(diào)光鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
為了使諸如熒光燈的氣體放電燈照明，通常由鎮(zhèn)流器來(lái)驅(qū)動(dòng)燈。 電子鎮(zhèn)流器從交流(AC)電源接收AC干線電壓，并且將該AC干線 電壓轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷翰ㄐ蝸?lái)驅(qū)動(dòng)燈。
圖1是用于驅(qū)動(dòng)熒光燈15的現(xiàn)有技術(shù)的電子鎮(zhèn)流器10的簡(jiǎn)化框 圖。電子鎮(zhèn)流器10包括"前端"電路20和"后端"電路40。前端電 路20包括用于最小化在AC干線上所提供的噪聲的射頻干擾(RFI)濾 波器22，以及用于接收AC干線電壓(例如，120VAC)并且生成整流 電壓的全波整流器24。前端電路20還包括升壓轉(zhuǎn)換器26，該升壓轉(zhuǎn) 換器26提升整流電壓的強(qiáng)度高于線路電壓的峰值，以產(chǎn)生直流(DC) 總線電壓32。升壓轉(zhuǎn)換器26還改善對(duì)鎮(zhèn)流器10的輸入電流的總諧波 失真(THD)和功率因數(shù)。
前端電路20將DC總線電壓32提供給后端電路40。在前端電路 20和后端電路40之間提供總線電容器30 (即，能量存儲(chǔ)器件)，用
7于對(duì)DC總線電壓32進(jìn)行濾波，并且該總線電容器30具有例如15jiF 的電容。鎮(zhèn)流器后端電路40包括用于將DC總線電壓32轉(zhuǎn)換成高頻 AC電壓的開(kāi)關(guān)逆變器42，以及用于將該高頻AC電壓耦合到燈15的 電極的輸出電路44 (例如，具有相對(duì)高的輸出阻抗的諧振儲(chǔ)能電路)。
鎮(zhèn)流器IO進(jìn)一步包括控制電路50，該控制電路50控制開(kāi)關(guān)逆變 器42的操作，并且因此控制燈15的亮度。該控制電路50通過(guò)電阻器 R52和二極管D54接收相位控制輸入(例如，由調(diào)光器電路提供的相 位控制的信號(hào))。電阻器R52 (例如，200 kQ)與電阻器R56 (例如， 6.67 kQ)形成電阻分壓器，以將相位控制輸入的強(qiáng)度按比例縮減到適 合于控制電路50進(jìn)行處理的水平。該相位控制輸入還被提供給升壓轉(zhuǎn) 換器26。將電源58耦合到整流器24的輸出，并且生成DC電壓Vcc (例如，約15 VDC)，用于為控制電路50和鎮(zhèn)流器10的其它低壓電 路供電。
該相位控制輸入表示熒光燈15的期望亮度。優(yōu)選地，該相位控制 輸入對(duì)于AC電源的第一部分的半周期基本上等于0伏特，而對(duì)于剩余 部分的半周期基本上等于AC干線電壓。響應(yīng)于每個(gè)半周期相位控制輸 入基本上等于AC干線電壓的時(shí)間量，控制電路50可操作成(有效地) 控制燈15的亮度?？刂齐娐?0有效地在從低端(LE)亮度(即，最 小非零亮度，諸如1%)到高端(HE)亮度(例如，最大亮度，諸如 100%)的燈15的調(diào)光范圍內(nèi)控制亮度。
圖2是鎮(zhèn)流器10的升壓轉(zhuǎn)換器26的簡(jiǎn)化示意圖。整流器24的輸 出被供應(yīng)到電感器L1 (例如，810 nH)，該電感器L1與升壓二極管 Dl串聯(lián)耦合，該升壓二極管D1的陰極被耦合到總線電容器30。將功 率開(kāi)關(guān)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET) Ql (例如，由International Rectifier (國(guó) 際整流器公司)制造的型號(hào)為IRFS840的部件)耦合到電感器L1和二 極管D1的陽(yáng)極的結(jié)點(diǎn)、并通過(guò)電流感測(cè)電阻器R1 (例如，0.281 Q) 耦合到電路公共端。控制集成電路(IC) Ul (例如，由InfmeonTechnologies (英飛凌科技公司)制造的型號(hào)為T(mén)DA4862的部件)控制 晶體管Q1的操作。特定地，通過(guò)延遲電路60將控制IC Ul的驅(qū)動(dòng)引 腳GTDRV耦合到晶體管Q1的柵極，在下文中將更加詳細(xì)地描述該延 遲電路60。將晶體管Q1切換至高頻(例如，30kHz)來(lái)提供跨電容器 30上的期望DC電壓，以實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正(PFC)，使得對(duì)鎮(zhèn)流器 10的AC輸入電流緊密跟隨AC干線電壓，并且通過(guò)將輸入電流波形 保持為正弦曲線來(lái)最小化總諧波失真(THD)。為了防止生成音聲噪 聲，升壓轉(zhuǎn)換器26優(yōu)選地不以低于20 KHz的頻率操作。
第一電阻分壓器為控制IC Ul的輸入引腳MULTIN提供表示整流 電壓的信號(hào)。該第一電阻分壓器包括分別具有例如996 kQ和lOkQ的 電阻的兩個(gè)電阻器R2、 R3。為了實(shí)現(xiàn)總線電壓32的期望強(qiáng)度，控制 IC 34監(jiān)視反饋引腳Vs跟sE處的反饋電壓。該反饋電壓由包括兩個(gè)電阻 器R4、 R5 (例如，分別為1.86 MQ和10 kQ)的第二分壓器產(chǎn)生，并 且還通過(guò)電容器C1 (例如，100nF)提供給控制ICU1的引腳VA0UT。
升壓轉(zhuǎn)換器26優(yōu)選地以臨界導(dǎo)通模式而不是連續(xù)或非連續(xù)導(dǎo)通模 式來(lái)操作。在連續(xù)導(dǎo)通模式中，通過(guò)電感器L1的電流是連續(xù)的，并且 不會(huì)下降到0安培。相反地，非連續(xù)導(dǎo)通模式允許通過(guò)電感器L1的電 流在升壓轉(zhuǎn)換器的每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中下降到0安培并且保持在0安培一 段時(shí)間。臨界導(dǎo)通模式處于連續(xù)和非連續(xù)導(dǎo)通模式的交叉處。通過(guò)電 感器L1的電流允許下降到O安培，但是不會(huì)在O安培處保持明顯的時(shí) 間量。升壓轉(zhuǎn)換器26中的臨界導(dǎo)通模式的使用最有效地最小化鎮(zhèn)流器 10的THD，并且提供在升壓轉(zhuǎn)換器的傳導(dǎo)損耗和開(kāi)關(guān)損耗之間的良好 折衷。
圖3A是在升壓轉(zhuǎn)換器26以臨界導(dǎo)通模式進(jìn)行操作時(shí)通過(guò)電感器 Ll的電流的電流波形70。當(dāng)晶體管Q1導(dǎo)通時(shí)，電流流經(jīng)電感器L1、 晶體管Ql和電阻器Rl，并且隨時(shí)間增加?？刂艻C Ul的引腳ISENSE 接收跨電阻器Rl上的電壓，該電壓表示通過(guò)電阻器Rl和電感器Ll的電流。在臨界導(dǎo)通模式中，通過(guò)電感器L1的充電電流增加到閾值電 流ITH，然后在剛好再次開(kāi)始增加之前減小到0安培。
當(dāng)通過(guò)電感器L1的電流超過(guò)閾值電流ITH時(shí)，控制ICU1使晶體
管Q1不導(dǎo)通。如圖3A中所示，通過(guò)電感器的電流開(kāi)始減小。附加繞 阻L2被磁耦合到電感器L1，并且通過(guò)電感器R6 (例如，22kQ)提供 給控制IC Ul的過(guò)零(zero-cross)檢測(cè)引腳DETIN。使用由過(guò)零檢測(cè)引 腳DETIN提供的輸入，控制IC Ul有效地確定通過(guò)電感器Ll的電流 何時(shí)達(dá)到零安培。作為響應(yīng)，控制ICU1再次使晶體管Q1導(dǎo)通，以開(kāi) 始對(duì)電感器L1進(jìn)行充電。
期望調(diào)光鎮(zhèn)流器能夠提供大范圍的輸出功率。例如，可能需要單 個(gè)鎮(zhèn)流器在高端亮度下向一盞燈(或多盞燈)提供相當(dāng)大量的輸出功 率，并且然后在低端亮度(例如，1%)下提供相當(dāng)少量的輸出功率。 如果鎮(zhèn)流器具有大范圍的的輸出功率，則該鎮(zhèn)流器也必須具有大范圍 的輸入功率。圖4是調(diào)光鎮(zhèn)流器的期望輸入功率對(duì)連接的熒光燈的亮 度的圖。該鎮(zhèn)流器和燈在高端亮度下可能消耗相當(dāng)大量的輸入功率(例 如，120 W)，而在低端亮度(例如，1%)下消耗少量的功率(例如， 6 W)。
典型的升壓轉(zhuǎn)換器控制IC (諸如控制IC Ul)受限于一些特定的 特性，諸如控制晶體管Ql使其導(dǎo)通的最小導(dǎo)通時(shí)間(例如，250 nsec)。 由于晶體管Ql必須導(dǎo)通至少最小導(dǎo)通時(shí)間，因此升壓轉(zhuǎn)換器的輸出功 率無(wú)法下降到最小輸出功率水平以下。升壓轉(zhuǎn)換器26的輸入功率等于 升壓轉(zhuǎn)換器的輸出功率加上升壓轉(zhuǎn)換器的損耗(例如，典型地2-3 W)。 鎮(zhèn)流器10的輸入功率基本上等于升壓轉(zhuǎn)換器26的輸入功率。因此， 升壓轉(zhuǎn)換器26的最小輸出功率水平建立了用于鎮(zhèn)流器10的最小輸入 功率水平，例如，如果控制ICU1的最小導(dǎo)通時(shí)間是250 nsec，則該最 小輸入功率水平可以是10 W。例如，如果控制ICU1的最小輸入功率 是10W，則如圖4中所示，最小燈亮度可以是約3%。如果燈15被控制在約3%以下而使得升壓轉(zhuǎn)換器26的輸出功率下 降到最小輸出功率水平以下，則升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)始以突發(fā)模式來(lái)操作， 其中，在DC總線電壓32上，即，跨在總線電容器30上，生成額外的 電壓波動(dòng)。然后，該電壓波動(dòng)可能造成燈15閃爍。因此，控制IC Ul 的最小導(dǎo)通時(shí)間限制影響能夠由鎮(zhèn)流器IO提供的輸出功率的范圍。換 言之，如果鎮(zhèn)流器IO被設(shè)計(jì)成驅(qū)動(dòng)高功率燈，則鎮(zhèn)流器可能不能將燈 15的亮度調(diào)暗至諸如1%的亮度的低光水平而沒(méi)有閃爍。
為了使升壓轉(zhuǎn)換器26的輸入功率減小到由控制IC Ul的最小導(dǎo)通 時(shí)間限制確定的最小水平以下，升壓轉(zhuǎn)換器包括延遲電路60來(lái)將某種 延遲引入升壓轉(zhuǎn)換器的操作中，以因此使升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)始以非連續(xù)導(dǎo) 通模式進(jìn)行操作。返回參考圖2，將相位控制輸入提供給延遲電路60， 使得延遲電路60有效地響應(yīng)于燈15的期望亮度來(lái)控制晶體管Q1的操 作。當(dāng)通過(guò)電感器L1的電流減小到O安培時(shí)，控制ICU1通過(guò)將驅(qū)動(dòng) 引腳GTDRV驅(qū)動(dòng)至高電平(即，約為DC電壓Vcc的強(qiáng)度)來(lái)企圖使 晶體管Ql導(dǎo)通。當(dāng)晶體管Ql開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)，延遲電路60延遲tDELAY 的延遲時(shí)間，該延遲時(shí)間取決于燈的期望亮度。圖3B是示出了延遲時(shí) 間tMLAY的通過(guò)電感器Ll的電流的電流波形72。
升壓轉(zhuǎn)換器26進(jìn)一步包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管Q2，該晶體管Q2的柵極 通過(guò)電阻器R7 (例如，lkQ)耦合到控制ICU1的驅(qū)動(dòng)引腳GTDRV。 當(dāng)控制IC Ul將驅(qū)動(dòng)引腳GTDRV驅(qū)動(dòng)到高電平時(shí)，使晶體管Q2導(dǎo)通， 并且該晶體管Q2將過(guò)零檢測(cè)引腳DETIN保持在大體上的電路公共端， 使得控制ICU1繼續(xù)將驅(qū)動(dòng)引腳GTDRV保持在高電平。因此，由于延 遲電路60允許升壓轉(zhuǎn)換器26的輸入功率下降到由控制IC Ul的最小 導(dǎo)通時(shí)間確定的最小輸入功率水平以下，所以鎮(zhèn)流器IO有效地將燈15 的亮度向下驅(qū)動(dòng)到約1%。
圖5是延遲電路60的簡(jiǎn)化示意圖。該延遲電路60包括相位控制
11-DC電壓(control-to-DC-voltage)電路62、柵極驅(qū)動(dòng)比較電路64和驅(qū) 動(dòng)電路66。該延遲電路60從相位控制輸入端接收相位控制信號(hào) PH_CNTL，并且從控制IC Ul的驅(qū)動(dòng)引腳GTDRV接收柵極驅(qū)動(dòng)控制 信號(hào)GATE一DRV。延遲電路60向晶體管Ql的柵極提供驅(qū)動(dòng)信號(hào) DLY一OUT。
將相位控制信號(hào)PH一CNTL耦合到比較器U10 (例如，由National Semiconductor (國(guó)家半導(dǎo)體公司)制造的型號(hào)為L(zhǎng)M2903的部件)的 負(fù)輸入。將包括兩個(gè)電阻器R10、 R12的電阻分壓器耦合在DC電壓 Vcc和電路公共端之間。例如，電阻器R10、 R12具有10kQ和2.2kQ 的電阻，使得電阻分壓器向比較器U10的正輸入提供約2.7V的參考電 壓。當(dāng)相位控制信號(hào)PH一CNTL低于該參考電壓時(shí)，比較器U1的輸出 被驅(qū)動(dòng)到約電路公共端。當(dāng)相位控制信號(hào)PH一CNTL上升到該參考電壓 以上時(shí)，通過(guò)電阻器R14(例如，10kQ)將比較器U10的輸出上拉到 基本上DC電壓Vrc。由于相位控制信號(hào)PH—CNTL僅僅是提供給鎮(zhèn)流 器的相位控制輸入的成比例的(scaled)版本，因此比較器U10的輸出 對(duì)于每個(gè)半周期的第一部分基本上等于0伏特，而對(duì)于每個(gè)半周期的 剩余部分基本上等于DC電壓Vcc。換言之，比較器U10的輸出處的電 壓具有取決于燈15的期望亮度的占空比。
將比較器U1的輸出提供給包括電阻器R16 (例如，10 kQ)和電 容器C12 (例如，10 pF)的低通濾波器，該低通濾波器對(duì)比較器的輸 出進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生基本上的DC電壓。由于在比較器的輸出處的電壓 的占空比取決于燈15的期望亮度，因此由該低通濾波器產(chǎn)生的DC電 壓的強(qiáng)度也取決于燈的期望亮度。因此，相位控制-DC電壓電路62生 成具有響應(yīng)于相位控制信號(hào)PH一CNTL的強(qiáng)度的大致的DC電壓。
將來(lái)自低通濾波器的濾波的DC電壓提供給柵極驅(qū)動(dòng)比較電路64， 該柵極驅(qū)動(dòng)比較電路64還接收柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE一DRV。通過(guò) 具有例如5.6V的導(dǎo)通電壓的齊納二極管Z10將濾波的DC電壓耦合到比較器U12的負(fù)輸入。通過(guò)電阻器R18 (例如，44.2 kQ)將比較器U12 的負(fù)輸入耦合到電路公共端。將濾波后的DC電壓提供作為用于比較器 U12的參考電壓。
通過(guò)電阻器R20(例如，6.34kQ)將柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE—DRV 耦合到比較器U12的正輸入，該電阻器R20與電容器C12(例如，lnF) 形成低通濾波器。當(dāng)柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE_DRV從低電平跳變到高 電平(即，控制ICU1正企圖控制晶體管Q1變成導(dǎo)通)時(shí)，跨在電容 器C12上的電壓初始地基本上是0伏特，并且將比較器U12的輸出保 持在約電路公共端。由于柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE—DRV是高電平，因 此比較器U12的正輸入處的電壓隨時(shí)間增加。當(dāng)比較器U12的正輸入 處的電壓上升到高于該比較器的負(fù)輸入處的電壓(其取決于燈15的期 望亮度)時(shí)，允許該比較器的輸出上升到高達(dá)柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào) GATE_DRV (即，由電阻器R22 (例如，10kQ)上拉)。當(dāng)將柵極驅(qū) 動(dòng)控制信號(hào)GATE_DRV再次驅(qū)動(dòng)到低電平時(shí)，電容器C12通過(guò)二極管 D10快速放電。
將比較器U12的輸出提供給包括標(biāo)準(zhǔn)圖騰柱結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路66。 該驅(qū)動(dòng)電路66包括NPN雙極型晶體管Q10 (例如，型號(hào)為MPSA06 的部件)和PNP雙極型晶體管Q12 (例如，型號(hào)為2N3906的部件)。 將晶體管QIO、 Q12的發(fā)射極耦合在一起，并且通過(guò)電阻器R26 (例如， 100 Q)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)DLY_OUT。該發(fā)射極的結(jié)點(diǎn)還經(jīng)由二極管D12 被耦合到柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE一DRV。當(dāng)比較器的輸出是低電平時(shí)， 晶體管Q12將驅(qū)動(dòng)信號(hào)DLY—OUT下拉到基本上電路公共端。當(dāng)比較 器U12的輸出是高電平時(shí)，晶體管Q10將驅(qū)動(dòng)信號(hào)DLY一OUT上拉到 基本上柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE—DRV。
因此，包括電阻器R16和電容器C12的低通濾波器將延遲量帶入 驅(qū)動(dòng)信號(hào)DLY一OUT中提供給晶體管Ql。該延遲量響應(yīng)于燈15的期 望亮度。當(dāng)延遲電路60將延遲引入到經(jīng)由電感器Ll的電流時(shí)，升壓
13轉(zhuǎn)換器26以非連續(xù)導(dǎo)通模式來(lái)操作。由于升壓轉(zhuǎn)換器26以非連續(xù)導(dǎo) 通模式進(jìn)行操作，因此與在升壓轉(zhuǎn)換器以臨界導(dǎo)通模式進(jìn)行操作的時(shí) 候，升壓轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通損耗和鎮(zhèn)流器10的THD均增加。然而，鎮(zhèn)流 器IO有效地將燈15的亮度向下驅(qū)動(dòng)到低亮度(諸如1%)而沒(méi)有來(lái)自 突發(fā)模式的閃爍。
圖6是由延遲電路60提供的延遲量對(duì)燈15的期望亮度的圖。盡 管當(dāng)期望亮度非常低，即，10%以下時(shí)，僅在通過(guò)電感器L1的電流中 需要延遲，但是延遲電路60將延遲引入跨在燈15的調(diào)光范圍上的升 壓轉(zhuǎn)換器26的操作中。由于比較器U10的限制，所以無(wú)法將由相位控 制-DC電壓電路62提供的濾波的DC電壓驅(qū)動(dòng)到零伏特。因此，由延 遲電路60提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)DLY—OUT總是具有一些延遲量(例如， lpsec)。因此，延遲不可能是零秒，并且升壓轉(zhuǎn)換器26不可能以臨界 導(dǎo)通模式操作。
為了使鎮(zhèn)流器10接收大范圍的輸入電壓(例如，從約90到300 VAC)，必須改變電阻器RIO、 R12的電阻，以便改變提供給比較器UIO 的參考電壓的強(qiáng)度。因此，鎮(zhèn)流器IO無(wú)法作為有效地接收大范圍的輸 入電壓的通用輸入鎮(zhèn)流器來(lái)提供。
因此，需要一種具有升壓轉(zhuǎn)換器的通用輸入電子調(diào)光鎮(zhèn)流器，該 升壓轉(zhuǎn)換器通常以臨界導(dǎo)通模式操作，但僅當(dāng)期望燈亮度低于預(yù)定亮 度時(shí)才以非連續(xù)的導(dǎo)通模式來(lái)操作。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明， 一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器包括 整流器、升壓轉(zhuǎn)換器、逆變器和控制電路。該整流器從AC電源接收 AC輸入電壓，并且產(chǎn)生具有峰值強(qiáng)度的整流電壓。該升壓轉(zhuǎn)換器接收 該整流電壓，并且產(chǎn)生基本上的DC總線電壓，該總線電壓具有大于該 整流電壓的峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度。該逆變器將該DC總線電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)燈。該控制電路接收表示燈的期望亮度的期望光 水平信號(hào)，以及向逆變器提供第一控制信號(hào)，并且向升壓轉(zhuǎn)換器提供 第二控制信號(hào)。該升壓轉(zhuǎn)換器在當(dāng)燈的期望亮度接近高端亮度時(shí)以臨 界導(dǎo)通模式操作，并且在當(dāng)期望亮度接近低端亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模 式操作。特定地，升壓轉(zhuǎn)換器在當(dāng)燈的期望亮度低于第一閾值亮度時(shí) 以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作，并且在當(dāng)期望亮度高于第二閾值亮度時(shí)以臨 界導(dǎo)通模式操作。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種用于將氣體放電燈驅(qū)動(dòng)到期望亮度的電 子鎮(zhèn)流器的升壓轉(zhuǎn)換器。該升壓轉(zhuǎn)換器接收整流電壓，并且對(duì)總線電
容器充電以產(chǎn)生具有基本上的DC總線電壓，該總線電壓大于該整流電
壓的峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度。該升壓轉(zhuǎn)換器包括半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、能量存儲(chǔ)
元件(例如，電感器)和控制電路。該能量存儲(chǔ)元件在當(dāng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān) 導(dǎo)通時(shí)充電，并且在當(dāng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通時(shí)放電到總線電容器。該控 制電路有效地耦合到半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的控制輸入來(lái)使半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和不 導(dǎo)通，用以選擇性地對(duì)能量存儲(chǔ)元件充電和放電。該升壓轉(zhuǎn)換器在當(dāng) 燈的期望亮度接近高端亮度時(shí)以臨界導(dǎo)通模式操作，并且在當(dāng)期望亮 度接近低端亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作。
此外，本發(fā)明提供了一種使用用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器
的升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)使整流電壓升高以產(chǎn)生基本上的DC總線電壓的方法。 該方法包括下述步驟(1)接收燈的期望亮度；(2)以臨界導(dǎo)通模 式操作升壓轉(zhuǎn)換器；(3)確定該期望亮度是否低于第一閾值亮度；以 及(4)當(dāng)該燈的期望亮度低于該第一閾值亮度時(shí)，以非連續(xù)導(dǎo)通模式 操作升壓轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面， 一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子調(diào)光 鎮(zhèn)流器包括(1)整流器，該整流器有效地從AC電源接收AC輸入 電壓，并且產(chǎn)生具有峰值強(qiáng)度的整流電壓；(2)升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓 轉(zhuǎn)換器有效地接收該整流電壓，并且產(chǎn)生基本上的DC總線電壓，該總線電壓具有大于該整流電壓的峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度；(3)逆變器，該 逆變器有效地將該DC總線電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)燈；以
及(4)控制電路，該控制電路有效地接收表示燈的期望亮度的期望光
水平信號(hào)，以及將第一控制信號(hào)提供給逆變器，并且將第二控制信號(hào) 提供給升壓轉(zhuǎn)換器。該升壓轉(zhuǎn)換器的特征在于最小輸入功率和最大輸
入功率，其中，該最大輸入功率與該最小輸入功率的比率大于20。
從參考附圖的本發(fā)明的下面的描述中，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn) 將變得顯而易見(jiàn)。


圖1是用于驅(qū)動(dòng)熒光燈的現(xiàn)有技術(shù)的電子鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化框圖； 圖2是圖1的鎮(zhèn)流器的升壓轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化示意圖； 圖3A是當(dāng)圖2的升壓轉(zhuǎn)換器以臨界導(dǎo)通模式操作時(shí)通過(guò)該升壓轉(zhuǎn)
換器的電感器的電流的電流波形；
圖3B是當(dāng)圖2的升壓轉(zhuǎn)換器以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作時(shí)通過(guò)該升壓
轉(zhuǎn)換器的電感器的電流的電流波形；
圖4是典型的鎮(zhèn)流器的輸入功率對(duì)熒光燈的亮度的圖5是圖2的升壓轉(zhuǎn)換器的延遲電路的簡(jiǎn)化示意圖6是由圖5的延遲電路提供的延遲量對(duì)熒光燈的期望亮度的圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)熒光燈的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化框圖8是圖7的鎮(zhèn)流器的升壓轉(zhuǎn)換器的簡(jiǎn)化框圖9是圖8的升壓轉(zhuǎn)換器的延遲電路的簡(jiǎn)化框圖IO是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的由圖8的延遲電路引入的延遲
量對(duì)燈的期望發(fā)光亮度的圖11是由圖7的鎮(zhèn)流器的控制電路執(zhí)行的線路電壓感測(cè)程序的簡(jiǎn)
化流程圖12是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的由圖7的鎮(zhèn)流器的控制電路執(zhí) 行的延遲程序的簡(jiǎn)化流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的由圖8的延遲電路引入的延遲 量對(duì)燈的期望發(fā)光亮度的圖；以及
圖14是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的由圖7的鎮(zhèn)流器的控制電路執(zhí) 行的延遲程序的簡(jiǎn)化流程圖。
具體實(shí)施例方式
當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，可以更好地理解前述的概述以及下面的優(yōu)選 實(shí)施例的詳細(xì)描述。為了說(shuō)明本發(fā)明的目的，在附圖中示出了目前優(yōu) 選的實(shí)施例，其中，在附圖的數(shù)個(gè)視圖中，相同的附圖標(biāo)記表示類似 的部件，然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的特定方法和手段。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于驅(qū)動(dòng)熒光燈105的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器100 的簡(jiǎn)化框圖。該電子調(diào)光鎮(zhèn)流器100以與圖1的現(xiàn)有技術(shù)的電子調(diào)光 鎮(zhèn)流器相似的方式進(jìn)行操作，并且包括具有與前文所述相同的功能的 許多類似的模塊。下文將僅更加詳細(xì)地描述與現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器10不 同的本發(fā)明的鎮(zhèn)流器100的那些組件。
本發(fā)明的鎮(zhèn)流器100包括由控制電路150控制的升壓轉(zhuǎn)換器126， 如下文將更加詳細(xì)描述的。例如，該控制電路150優(yōu)選地包括微處理 器，但是可以包括任何適當(dāng)類型的控制器，諸如可編程邏輯器件(PLD)、 微處理器或者專用集成電路(ASIC)。鎮(zhèn)流器IOO進(jìn)一步包括通信 電路190和多個(gè)輸入192，例如，該多個(gè)輸入192用于從諸如感測(cè)傳感 器、日光傳感器、紅外(IR)接收器或小鍵盤(pán)等多個(gè)外部設(shè)備(未示 出)接收控制信號(hào)。電源158生成具有適于對(duì)控制電路150供電的強(qiáng) 度(例如，5VDC)的DC電壓Vcc。
將控制電路150耦合到相位控制輸入、通信電路190和多個(gè)輸入 192，使得控制電路有效地響應(yīng)于相位控制輸入、經(jīng)由通信電路接收到 的數(shù)字消息或者從多個(gè)輸入接收到的輸入來(lái)控制逆變器42和升壓轉(zhuǎn)換 器126的操作。在共同受讓的未決的2004年4月14日提交的標(biāo)題為MULTIPLE-INPUT ELECTRONIC BALLAST WITH PROCESSOR (具
有處理器的多輸入電子鎮(zhèn)流器)的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 10/824,248和2004 年12月14日提交的標(biāo)題為"DISTRIBUTED INTELLIGENCE BALLAST SYSTEM AND EXTENDED LIGHTING CONTROL PROTOCOL (分布式智能鎮(zhèn)流器系統(tǒng)和擴(kuò)展的照明控制協(xié)議)"的美 國(guó)專利申請(qǐng)No. 11/011,933中更加詳細(xì)地描述了有效地耦合到通信鏈 路和多個(gè)其它輸入源的數(shù)字電子調(diào)光鎮(zhèn)流器的示例。這兩個(gè)申請(qǐng)的全 部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入于此。
本發(fā)明的控制電路150還響應(yīng)于AC干線電壓的強(qiáng)度。特定地， 控制電路150從包括兩個(gè)電阻器R194、R196的電阻分壓器接收表示由 整流器24提供的整流電壓的強(qiáng)度的信號(hào)。優(yōu)選地，電阻器R194、 R196 的電阻分別是996 kQ和10 kQ。
圖8是升壓轉(zhuǎn)換器126的簡(jiǎn)化框圖，該升壓轉(zhuǎn)換器126與現(xiàn)有技 術(shù)的鎮(zhèn)流器10的升壓轉(zhuǎn)換器26 (如圖2中所示)非常相似。此處將僅 更加詳細(xì)地描述與現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器10的升壓轉(zhuǎn)換器26不同的升壓 轉(zhuǎn)換器126的組件。升壓轉(zhuǎn)換器126包括控制ICU110，例如，優(yōu)選地 型號(hào)為T(mén)DA4863的部件(由Infineon Technologies (英飛凌科技公司) 制造)，該控制ICU110能夠跨大范圍的輸入電壓操作。延遲電路160 被耦合到控制IC U110的驅(qū)動(dòng)引腳GTDRV，并且直接從控制電路150 接收控制信號(hào)BST_DLY。
圖9是延遲電路160的簡(jiǎn)化框圖，該延遲電路160與現(xiàn)有技術(shù)的 鎮(zhèn)流器10的延遲電路60 (如圖5中所示)非常相似。再一次，此處將 僅更加詳細(xì)地描述與現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器10的延遲電路60不同的延遲 電路160的組件。由于根據(jù)本發(fā)明的延遲電路160不接收相位控制信 號(hào)PH—CNTL，因此該延遲電路不包括現(xiàn)有技術(shù)的延遲電路60的相位 控制-DC電壓電路62。
18通過(guò)低通濾波器165僅將來(lái)自控制電路150的控制信號(hào)BST—DLY 耦合到柵極驅(qū)動(dòng)比較電路64，該低通濾波器165包括兩個(gè)電阻器R116、 R118和電容器C112。優(yōu)選地，電阻器R116、 R118具有392 kQ的電 阻并且電容器C112具有1.0 (iF的電容?？刂齐娐?50優(yōu)選地提供具有 占空比的控制信號(hào)BST_DLY，該占空比取決于燈15的期望亮度。低 通濾波器165對(duì)控制信號(hào)BST—DLY進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生基本上DC的電 壓。柵極驅(qū)動(dòng)比較電路164接收柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE一DRV，將該 柵極驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)GATE_DRV與低通濾波器165所產(chǎn)生的DC電壓作 比較。由于該DC電壓Va僅具有5 Vdc的強(qiáng)度，因此柵極驅(qū)動(dòng)比較電 路164不包括用以將比較器U12的負(fù)輸入處的電壓減小至適當(dāng)水平的 齊納二極管ZIO。由柵極驅(qū)動(dòng)比較電路164引入的延遲量取決于控制信 號(hào)BST一DLY的占空比。
圖IO是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的由延遲電路160引入的延遲量 對(duì)燈105的期望發(fā)光亮度的圖。優(yōu)選地，控制電路150將控制信號(hào) BST一DLY驅(qū)動(dòng)至高電平(即，至約電源158的DC電壓Vcc)或低電 平(即，至約電路公共端)，使得延遲電路160以兩個(gè)分立(discrete) 水平將延遲引入到經(jīng)由電感器L1的電流。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例， 當(dāng)期望亮度低于第一閾值亮度(例如，約高端亮度的55%)時(shí)，延遲 電路160將第一延遲量(例如，10 psec)引入升壓轉(zhuǎn)換器126的操作 中。當(dāng)期望亮度高于第二閾值亮度(例如，約高端亮度的60%)時(shí)， 延遲電路160基本上不將延遲引入升壓轉(zhuǎn)換器126的操作中。優(yōu)選地， 如圖10中所示的提供滯后。
而且，控制電路150響應(yīng)于AC干線電壓的強(qiáng)度，即，表示電阻 器R194、R196提供的整流電壓的強(qiáng)度的信號(hào)，來(lái)對(duì)控制信號(hào)BST一DLY 的占空比進(jìn)行控制。優(yōu)選地，當(dāng)AC干線電壓的強(qiáng)度約為120Vac吋， 控制信號(hào)BST_DLY的占空比被控制，使得從不將延遲引入升壓轉(zhuǎn)換器 126的操作中，即，升壓轉(zhuǎn)換器126獨(dú)立于燈105的期望亮度來(lái)操作。 另一方面，如果AC干線電壓約為277 VAc,則控制電路150對(duì)控制信號(hào)BST_DLY的占空比進(jìn)行控制，使得升壓轉(zhuǎn)換器126如圖10中所示 操作。
圖11是由控制電路150周期性地，例如，每208 psec，執(zhí)行的線 路電壓感測(cè)程序1100的簡(jiǎn)化流程圖?？刂齐娐?50在當(dāng)AC干線電壓 的強(qiáng)度約為277 Vac吋，設(shè)置變量LV一SENSE,并且在當(dāng)AC干線電壓 的強(qiáng)度約為120 V^時(shí)，清除變量LV—SENSE。該線路電壓感測(cè)程序 1100包括一些滯后，即，在當(dāng)AC干線電壓的強(qiáng)度上升至約190 VAC 以上時(shí)，控制電路150設(shè)置變量LV—SENSE，而不清除變量LV—SENSE， 直到AC干線電壓的強(qiáng)度下降至約170 Vac以下(反之亦然)。
參考圖11，在步驟1110處，控制電路150使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 來(lái)對(duì)表示電阻器R194、 R196提供的整流電壓的強(qiáng)度的信號(hào)進(jìn)行采樣。 在步驟1112處，從整流電壓的最后480個(gè)樣本計(jì)算平均值VAve (即， 對(duì)在最后100 msec上獲取的樣本取平均)。如果在步驟1114處設(shè)置了 變量LV—SENSE，并且在步驟1116處，在步驟1112處所計(jì)算的平均 值Vavg小于約170Vac，則在步驟1118處清除變量LV—SENSE。如果 在步驟1114處沒(méi)有設(shè)置變量LV—SENSE,而在步驟1120處平均值VAV(3 大于或等于約190 VAC，則在步驟1122處設(shè)置變量LV一SENSE。否則， 在程序1100退出之前，不改變變量LV—SENSE。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的由控制電路150周期性地，例 如，每2.5 msec,執(zhí)行的延遲程序1200的簡(jiǎn)化流程圖。使用該延遲程 序1200，控制電路150響應(yīng)于燈105的期望亮度和變量LV—SENSE，
(經(jīng)由控制信號(hào)BST_DLY)來(lái)控制晶體管Ql的操作。控制電路150 將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)至高電平，使得延遲電路160將延遲量(即， lO)isec)引入升壓轉(zhuǎn)換器126的操作中?？刂齐娐?50將控制信號(hào) BST—DLY驅(qū)動(dòng)至低電平來(lái)以臨界導(dǎo)通模式操作升壓轉(zhuǎn)換器126。
如果在步驟1210處沒(méi)有設(shè)置變量LV SENSE (即，將鎮(zhèn)流器耦合到120 VAc的AC干線電壓)，則在步驟1212處，控制電路150將控 制信號(hào)BST1DLY驅(qū)動(dòng)至低電平，使得延遲電路160不將任何延遲引入 升壓轉(zhuǎn)換器126的操作中。如果在步驟1210處設(shè)置了變量LV一SENSE， 則在步驟1214處做出關(guān)于控制信號(hào)BST—DLY目前是否被驅(qū)動(dòng)至高電 平的確定。如果在步驟1214處控制信號(hào)BST一DLY是低電平，并且在 步驟1216處期望亮度不小于55%，則在步驟1218處將控制信號(hào) BST—DLY驅(qū)動(dòng)至低電平。然而，如果在步驟1216處期望亮度已經(jīng)被 控制在55%以下，則在步驟1220處將控制信號(hào)BST一DLY驅(qū)動(dòng)至高電 平，使得升壓轉(zhuǎn)換器126開(kāi)始以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作。
如果在步驟1214處變量BST_DLY是高電平，并且在步驟1222 處期望亮度還沒(méi)有上升至60%以上，則在步驟1220處，控制電路150 繼續(xù)將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)至高電平。然而， 一旦在步驟1222處 期望亮度大于或等于60%，就在步驟1224處將控制信號(hào)BST一DLY驅(qū) 動(dòng)至低電平，并且該延遲程序1200退出。
替選地，控制電路160可以有效地對(duì)控制信號(hào)BST_DLY進(jìn)行脈 寬調(diào)制(PWM)，使得以在第一閾值亮度和第二閾值亮度之間的一個(gè) 或多個(gè)中間級(jí)處提供由延遲電路160產(chǎn)生的延遲量。圖13是根據(jù)本發(fā) 明的第二實(shí)施例的由延遲電路160引入的延遲量對(duì)燈105的期望發(fā)光 亮度的圖。當(dāng)期望亮度低于約55%時(shí)，控制電路150將控制信號(hào) BST一DLY驅(qū)動(dòng)至高電平，以將約10 iiisec的延遲引入升壓轉(zhuǎn)換器126 的操作中。當(dāng)期望亮度高于約61%時(shí)，控制電路150將控制信號(hào) BST一DLY驅(qū)動(dòng)至低電平，使得不提供延遲。當(dāng)期望亮度低于約60%， 但是高于約56%時(shí)，控制電路150生成作為PWM信號(hào)的控制信號(hào) BST一DLY，以提供約5 psec的延遲。優(yōu)選地，控制信號(hào)BST—DLY具 有50%的占空比和5msec的周期。再一次，如圖13所示，在延遲的高、 中和低水平之間提供滯后。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的延遲程序1400的簡(jiǎn)化流程圖。由控制電路150周期性地，即，每2,5 msec執(zhí)行該延遲程序1400。如果在步驟1410處沒(méi)有設(shè)置變量LV—SENSE,則將鎮(zhèn)流器耦合到約120VAc的AC干線電壓。因此，在步驟1142處，控制電路150將控制信號(hào)BST一DLY驅(qū)動(dòng)至低電平，使得延遲電路160不提供延遲，并且該程序1400退出。
如果在步驟1410處設(shè)置了變量LV_SENSE,并且在步驟1414處控制信號(hào)BST—DLY當(dāng)前被驅(qū)動(dòng)至低電平，則在步驟1416處作出關(guān)于期望亮度是否小于60%的確定。如果在步驟1416處期望亮度小于60%，則在步驟1418處控制信號(hào)繼續(xù)將控制信號(hào)BST_DLY驅(qū)動(dòng)至低電平。否則，在步驟1420處將控制信號(hào)BST—DLY的狀態(tài)改變成PWM，使得控制電路150開(kāi)始驅(qū)動(dòng)具有占空比的控制信號(hào)BST一DLY，以提供中間延遲量，艮口， 5 psec。
如果在步驟1414處沒(méi)有將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)至低電平，而在步驟1422處控制信號(hào)BST_DLY處于PWM狀態(tài)，則在步驟1424處作出關(guān)于期望亮度是否上升至約61%以上的確定。如果是，則在步驟1426處，控制電路150再次將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)至低電平來(lái)以臨界導(dǎo)通模式操作升壓轉(zhuǎn)換器126。然而，如果在步驟1424處期望亮度不大于61%，并且在步驟1428處期望亮度不小于55%，則控制電路150觸發(fā)(toggle)控制信號(hào)BST—DLY，以向延遲電路160提供PWM信號(hào)，并且因此提供中間延遲量。特定地，如果在步驟1430處控制信號(hào)BST—DLY是低電平，則在步驟1432處，控制電路150將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)至高電平，并且該程序1400退出。如果在步驟1430處控制信號(hào)BST—DLY是高電平，則在步驟1434處控制電路150將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)至低電平，并且該程序1400退出。由于約每2.5msec地執(zhí)行該延遲程序1400，因此當(dāng)控制信號(hào)BST—DLY處于PWM狀態(tài)時(shí)，控制信號(hào)BST—DLY具有50。/。的占空比的約5 ms的周期。當(dāng)在步驟1422處控制電路150驅(qū)動(dòng)作為PWM信號(hào)的控制信號(hào)BST DLY，并且在步驟1428處期望亮度下降至低于55%時(shí)，控制電路150將控制信號(hào)BST一DLY驅(qū)動(dòng)至高電平，以提供約10jisec的延遲。
如果在步驟1422處控制信號(hào)BST_DLY沒(méi)有處于PWM狀態(tài)(即，控制信號(hào)BST一DLY目前被驅(qū)動(dòng)至高電平)，則在步驟1438處作出關(guān)于期望亮度是否大于56%的確定。如果在步驟1438處期望亮度大于56%，則在步驟1440處，控制電路150僅繼續(xù)將控制信號(hào)BST_DLY驅(qū)動(dòng)至高電平。然而，如果在步驟1438處期望亮度己經(jīng)下降至低于56%，則在步驟1442處，控制電路150開(kāi)始將控制信號(hào)BST—DLY驅(qū)動(dòng)為PWM信號(hào)。
因此，本發(fā)明的鎮(zhèn)流器100的升壓轉(zhuǎn)換器126不受現(xiàn)有技術(shù)的升壓轉(zhuǎn)換器26的最小輸出功率要求的限制。根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器100提供了對(duì)應(yīng)于例如從6 W到120 W的大范圍的輸入功率的大范圍的輸出功率。鎮(zhèn)流器100能夠提供比最小輸入功率大至少二十(20)倍的最大輸入功率，g卩，最大輸入功率與最小輸入功率的比率等于至少二十。本發(fā)明的鎮(zhèn)流器100還是通用輸入鎮(zhèn)流器，即，該鎮(zhèn)流器可以跨一定范圍的輸入電壓(例如，從約120 Vac到277 Vac)操作。
盡管關(guān)于本發(fā)明的特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，許多其它變化和修改以及其它的用途將變得顯而易見(jiàn)的。因此，優(yōu)選的是，本發(fā)明不由此處的特定公開(kāi)內(nèi)容來(lái)限定，而是僅由所附權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流器，所述整流器有效地從AC電源接收AC輸入電壓，并且產(chǎn)生具有峰值強(qiáng)度的整流電壓；升壓轉(zhuǎn)換器，所述升壓轉(zhuǎn)換器有效地接收所述整流電壓，并且產(chǎn)生基本上的DC總線電壓，所述總線電壓具有大于所述整流電壓的所述峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度；逆變器，所述逆變器有效地將所述DC總線電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)所述燈；以及控制電路，所述控制電路有效地接收表示所述燈的期望亮度的期望光水平信號(hào)，以及向所述逆變器提供第一控制信號(hào)，并且向所述升壓轉(zhuǎn)換器提供第二控制信號(hào)；其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器有效地在當(dāng)所述燈的所述期望亮度接近高端亮度時(shí)以臨界導(dǎo)通模式操作，并且在當(dāng)所述期望亮度接近低端亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器有效地 在當(dāng)所述燈的所述期望亮度低于第一閾值亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模式操 作，并且在當(dāng)所述期望亮度高于第二閾值亮度時(shí)以臨界導(dǎo)通模式操作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器包括延 遲電路，所述延遲電路有效地接收所述第二控制信號(hào)，并且控制通過(guò) 所述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通，所述第二控制信號(hào)表示所述期望亮度， 使得所述延遲電路響應(yīng)于所述燈的所述期望亮度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述延遲電路有效地在 當(dāng)所述期望亮度低于所述第一閾值亮度時(shí)將第一延遲量引入到經(jīng)由所 述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通，并且在當(dāng)所述期望亮度高于所述第二閾值亮度時(shí)不引入延遲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述延遲電路有效地在 當(dāng)所述期望亮度在所述第一閾值亮度和第二閾值亮度之間時(shí)將第二延 遲量引入到經(jīng)由所述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通，所述第二延遲量小于 所述第一延遲量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述控制電路有效地提 供作為脈寬調(diào)制信號(hào)的所述第二控制信號(hào)，以提供所述第二延遲量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述第一延遲量約為10 微秒，并且所述第二延遲量約為5微秒。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述第一延遲量約為10 微秒。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述控制電路接收表示 所述整流電壓的強(qiáng)度的信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述控制電路響應(yīng)于 所述整流電壓的強(qiáng)度向所述延遲電路提供所述第二控制信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述第一閾值亮度大 于所述第二閾值亮度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的鎮(zhèn)流器，其中，當(dāng)所述期望亮度下降 至所述第一閾值亮度以下時(shí)，所述升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)始以非連續(xù)模式操作， 此后，僅當(dāng)所述期望亮度上升回到所述第二閾值亮度以上時(shí)，所述升 壓轉(zhuǎn)換器才開(kāi)始以所述臨界導(dǎo)通模式操作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述第一閾值亮度和所述第二閾值亮度是可編程的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述控制電路包括微 處理器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述第二控制信號(hào)包 括脈寬調(diào)制信號(hào)。
16. —種用于將氣體放電燈驅(qū)動(dòng)至期望亮度的電子鎮(zhèn)流器的升壓 轉(zhuǎn)換器，所述升壓轉(zhuǎn)換器有效地接收整流電壓，并且對(duì)總線電容器充 電，以產(chǎn)生基本上的DC總線電壓，所述總線電壓具有大于所述整流電 壓的峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度，所述升壓轉(zhuǎn)換器包括-半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)具有控制輸入；能量存儲(chǔ)元件，所述能量存儲(chǔ)元件有效地在當(dāng)所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)導(dǎo) 通時(shí)充電，并且在當(dāng)所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)不導(dǎo)通時(shí)放電到所述總線電容器；控制電路，所述控制電路有效地耦合到所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的所述控 制輸入來(lái)使所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)導(dǎo)通和不導(dǎo)通，用以選擇性地對(duì)所述能量 存儲(chǔ)元件充電和放電，使得所述升壓轉(zhuǎn)換器在當(dāng)燈的所述期望亮度接 近高端亮度時(shí)以臨界導(dǎo)通模式操作，并且在當(dāng)所述期望亮度接近低端 亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的升壓轉(zhuǎn)換器，其中，所述控制電路有 效地控制所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，以在當(dāng)所述燈的所述期望亮度低于第一閾 值亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作所述升壓轉(zhuǎn)換器，并且在當(dāng)所述期望 亮度高于第二閾值亮度時(shí)以臨界導(dǎo)通模式操作所述升壓轉(zhuǎn)換器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的升壓轉(zhuǎn)換器，進(jìn)一步包括 延遲電路，所述延遲電路被耦合在所述控制電路和所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的所述控制輸入之間，所述延遲電路響應(yīng)于所述控制電路來(lái)控制通過(guò)所述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通，以在當(dāng)所述期望亮度低于所述第一 閾值亮度時(shí)，將第一延遲量引入到經(jīng)由所述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通， 并且在當(dāng)所述期望亮度高于所述第二閾值亮度時(shí)不引入延遲。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的升壓轉(zhuǎn)換器，其中，所述控制電路有效地以脈寬調(diào)制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述延遲電路。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的升壓轉(zhuǎn)換器，其中，所述控制電路有 效地以脈寬調(diào)制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述延遲電路，以將第二延遲量提供到通 過(guò)所述升壓轉(zhuǎn)換器的所述電流的導(dǎo)通中。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的升壓轉(zhuǎn)換器，其中，所述能量存儲(chǔ)元 件包括電感器。
22. —種使用用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器的升壓轉(zhuǎn)換器來(lái) 使整流電壓升高以產(chǎn)生基本上DC的總線電壓的方法，所述DC總線電 壓具有大于所述整流電壓的峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度，所述方法包括下述步 驟接收燈的期望亮度；以臨界導(dǎo)通模式來(lái)操作所述升壓轉(zhuǎn)換器； 確定所述期望亮度是否低于第一閾值亮度；以及 當(dāng)所述燈的所述期望亮度低于所述第一閾值亮度時(shí)，以非連續(xù)導(dǎo) 通模式來(lái)操作所述升壓轉(zhuǎn)換器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，以非連續(xù)導(dǎo)通模式來(lái)操 作所述升壓轉(zhuǎn)換器的步驟包括將第一延遲量引入到經(jīng)由所述升壓轉(zhuǎn) 換器的電流的導(dǎo)通。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，以臨界導(dǎo)通模式來(lái)操作 所述升壓轉(zhuǎn)換器的步驟包括不將延遲引入到經(jīng)由所述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括下述步驟將第二延遲量引入到經(jīng)由所述升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括下述步驟 確定所述期望亮度是否高于第二閾值亮度；以及 當(dāng)所述燈的所述期望亮度高于所述第二閾值亮度時(shí)，以臨界導(dǎo)通模式來(lái)操作所述升壓轉(zhuǎn)換器。
27. —種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流器，所述整流器有效地從AC電源接收AC輸入電壓，并且產(chǎn) 生具有峰值強(qiáng)度的整流電壓；升壓轉(zhuǎn)換器，所述升壓轉(zhuǎn)換器有效地接收所述整流電壓，并且產(chǎn) 生基本上DC的總線電壓，所述總線電壓具有大于所述整流電壓的所述 峰值強(qiáng)度的DC強(qiáng)度；逆變器，所述逆變器有效地將所述DC總線電壓轉(zhuǎn)換成高頻AC 輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)所述燈；以及控制電路，所述控制電路有效地接收表示所述燈的期望亮度的期 望光水平信號(hào)，以及將第一控制信號(hào)提供給所述逆變器，并且將第二 控制信號(hào)提供給所述升壓轉(zhuǎn)換器，其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器的特征在于最小輸入功率和最大輸入功率，使得所述最大輸入功率與所述最小輸入功率的比率大于20。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的鎮(zhèn)流器，其中，所述升壓轉(zhuǎn)換器的特 征在于20kHz的最小操作頻率。
全文摘要
一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器的升壓轉(zhuǎn)換器具有增加的輸出功率范圍。該升壓轉(zhuǎn)換器在當(dāng)燈的期望亮度低于第一閾值亮度時(shí)以非連續(xù)導(dǎo)通模式操作，并且在當(dāng)期望亮度高于第二閾值亮度時(shí)以臨界導(dǎo)通模式操作。該升壓轉(zhuǎn)換器包括延遲電路，該延遲電路用于將延遲量引入到經(jīng)由該升壓轉(zhuǎn)換器的電流的導(dǎo)通。鎮(zhèn)流器的控制電路有效地驅(qū)動(dòng)該延遲電路，并且因此響應(yīng)于燈的期望亮度來(lái)控制該升壓轉(zhuǎn)換器的操作。該控制電路進(jìn)一步有效地通過(guò)脈寬調(diào)制信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)該延遲電路，以將多個(gè)延遲量提供到該升壓轉(zhuǎn)換器的操作中。
文檔編號(hào)H05B41/282GK101682972SQ200880015600
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者亞歷山大·J·羅夫南, 文卡特什·基塔 申請(qǐng)人:盧特龍電子公司