專利名稱：帶有升壓電路的并聯(lián)諧振鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種并聯(lián)諧振鎮(zhèn)流器，特別是涉及一種帶有升壓電路的并聯(lián)諧振鎮(zhèn)流器。
為氣體放電燈供電的電子鎮(zhèn)流器必須提供高的功率因數(shù)、低的總諧波畸變、以及高的效率。同時(shí)，鎮(zhèn)流器的制造成本必須低。此外，鎮(zhèn)流器必須迅速啟動燈。
電子鎮(zhèn)流器將較低頻率的交流電(約60赫茲)轉(zhuǎn)換成較高頻率的交流電。為了得到優(yōu)良的燈的壽命，加到氣體放電燈上的交流電應(yīng)該是正弦形的。
采用共振電路來獲得正弦形交流電供燈使用。兩種類型的共振電路是串聯(lián)共振電路和并聯(lián)共振電路。串聯(lián)共振電路有一個(gè)與電容器串聯(lián)的電感器。并聯(lián)共振電路有一個(gè)與電容器并聯(lián)的電感器。選擇電感器的電感和電容器的電容，使共振電路在一個(gè)選定的高頻(通常30千赫數(shù)量級)共振。
具有并聯(lián)共振電路的鎮(zhèn)流器的制作成本一般比具有串聯(lián)共振電路的鎮(zhèn)流器低。但并聯(lián)共振電路的效率較串聯(lián)共振電路也低，這是因?yàn)榧釉诓⒙?lián)共振電路兩端的電壓很低的條件下電壓損失很大的緣故造成的。
因此期望得到一種能提供高功率因數(shù)和低的總諧波畸變的、使用并聯(lián)共振電路的鎮(zhèn)流器。


圖1是使用并聯(lián)共振電流的鎮(zhèn)流器的示意圖。
圖1表示出一個(gè)鎮(zhèn)流器，用于從一個(gè)交流電源(未示出)向一對氣體放電燈供電，交流電源在終端8連到鎮(zhèn)流器。
現(xiàn)在參照圖1的總體構(gòu)成，升壓電路10的輸入端連到終端8，因此連到了交流電源。終端8按可斷開的方式連到交流電源，在大多數(shù)情況下是通過一個(gè)開關(guān)進(jìn)行這種連接的。升壓電路10的輸出端向變換器14的輸入端提供高壓直流電。變換器控制器12禁止變換器14操作，直到升壓電路10產(chǎn)生了足夠高的激勵(lì)燈的電壓時(shí)為止。變換器14與電流反饋電感器20共同作用，向并聯(lián)共振回路16提供高頻交流電。并聯(lián)共振回路16將高頻交流電轉(zhuǎn)換成正弦形交流電，然后向氣體放電燈68、70供電。
現(xiàn)在詳細(xì)參照圖1，終端8將交流電源連到該電路。升壓電路10(具有過沖)的輸入端連到了終端8上。啟動時(shí)需要高壓才能激勵(lì)這兩個(gè)燈。因此，升壓電路10要提供“過沖”，即在啟動時(shí)升壓電路10的輸出極高，以有助于燈的激勵(lì)。啟動后的升壓電路10的輸出端的電壓也比在終端8提供的交流電壓的峰值高。在授與Konopka的美國專利5,191,263中詳細(xì)說明了帶有過沖的升壓電路，這里參考引用了該專利。
但是，升壓電路10的操作并不是立即開始的。在將終端8連到交流電源后，升壓電路10的輸出要隔一段時(shí)間才能激勵(lì)放電燈。在這期間要禁止變換器14操作。
升壓電路10耦合到電流反饋電感器20。由于使用了并聯(lián)共振電路16，所以需要有一個(gè)電流源才能準(zhǔn)確無誤地工作。這樣一個(gè)電流源是由電流反饋電感器20提供的。
與電流反饋電感器20耦合的電容器22可消除由于電流反饋電感器20的漏泄引起的“阻尼振蕩”。這種“阻尼振蕩”是可能破壞鎮(zhèn)流器其它元件正常工作的電流反饋電感器的次諧波振蕩。
電阻器24、26形成了一個(gè)分壓器網(wǎng)路，節(jié)點(diǎn)25是該分壓器網(wǎng)路的輸出點(diǎn)。兩端交流開關(guān)元件34將節(jié)點(diǎn)25與變換器14連接起來。在啟動時(shí)，節(jié)點(diǎn)25的電壓不足以使兩端交流開關(guān)元件34導(dǎo)通。
當(dāng)升壓電路10的電壓輸出足夠高時(shí)，兩端交流開關(guān)元件34導(dǎo)通擊穿。通過改變電阻器24、26的數(shù)值，可調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)25的電壓，以便利于兩端交流開關(guān)元件34的擊穿。
當(dāng)兩端交流開關(guān)元件34擊穿時(shí)，連在該開關(guān)元件34和鎮(zhèn)流器的下軌端間的電阻器28限制了穿過該開關(guān)元件34的電流。在這期間，對通過電阻器28連到節(jié)點(diǎn)25的電容器30進(jìn)行充電，而后變換器14才開始工作。在開關(guān)元件34擊穿后，存貯在電容器30中的能量通過電阻器28和開關(guān)交流元件34釋放到變換器14內(nèi)。存貯在電容器30中的能量使變換器14啟動。
連接在節(jié)點(diǎn)25和變換器14之間的二極管32在變換器14開始工作后將節(jié)點(diǎn)25的電壓維持在一個(gè)標(biāo)稱值上。二極管32的陽極連到晶體管38、48之間的結(jié)合點(diǎn)上，二極管32的陰極連接到節(jié)點(diǎn)25上。
變換器14是一個(gè)自激振蕩半橋式變換器。晶體管38和48連接在鎮(zhèn)流器的上、下軌端之間。晶體管38、48以大約50％的占空因數(shù)周期性地導(dǎo)通和截止。當(dāng)晶體管48截止時(shí)(即不導(dǎo)通)，晶體管38導(dǎo)通；反之亦然。晶體管38、48的導(dǎo)通和截止的頻率等于并聯(lián)共振回路16的共振頻率。
晶體管38通過由和電容器42并聯(lián)的電阻器42、以及繞組45組成的振蕩回路控制。晶體管48通過由和電容器46并聯(lián)的電阻器44、以及繞組47組成的振蕩回路控制。繞組47的極性與繞組45的極性相反。
二極管36、50分別并聯(lián)連接在晶體管38、48的兩端，使截止的那個(gè)晶體管的電流能在晶體管的外圍流過。
并聯(lián)共振振蕩回路16的電容器61與變壓器63的初級繞組62并聯(lián)。選擇電容器61的電容和初級繞組62的電感，使該并聯(lián)共振振蕩回路的振蕩頻率在30千赫附近。
當(dāng)并聯(lián)共振振蕩回路16共振時(shí)，在變壓器63的次級繞組65中產(chǎn)生的電流也將在繞組45、47中產(chǎn)生電流。在繞組45中產(chǎn)生的電流相對于繞組47中的電流有180度的相位差。因此，當(dāng)晶體管48截止時(shí)，晶體管38導(dǎo)通；當(dāng)晶體管38截止時(shí)，晶體管48導(dǎo)通。
變壓器63的次級繞組65與燈68、70并聯(lián)。鎮(zhèn)流器電容64與燈70串聯(lián)，而鎮(zhèn)流器電容66與燈68串聯(lián)。鎮(zhèn)流器電容64、66限制了通過燈68、70的電流。
在不離開這里描述的本發(fā)明的范圍的條件下，在上述元部件的結(jié)構(gòu)和形式方向還可以作出許多改變。
權(quán)利要求
1.一種鎮(zhèn)流器，用于從以第一頻率工作的交流電源向至少一個(gè)熒光燈供電，該鎮(zhèn)流器包括以可斷開的方式連到交流電源的終端；一個(gè)電壓升壓電路，它具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其輸入端耦合到交流電源，其輸出是直流；一個(gè)變換器，它具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其輸入端耦合到電壓升壓電路的輸出端，變換器輸出的交流電壓的第二頻率高于第一頻率；以及一個(gè)并聯(lián)諧振電路，它具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其輸入端耦合到變換器輸出端，其輸出基本上是正弦形的，并聯(lián)諧振電路的輸出端耦合到至少一個(gè)熒光燈上。
2.如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，進(jìn)一步還包括一個(gè)變換器控制器，用于在終端開始連到交流電源時(shí)禁止變換器操作一個(gè)短的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中的變換器是一種自激共振半橋式變換器。
4.如權(quán)利要求3所述的鎮(zhèn)流器，其中的控制器包括一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)，使分壓網(wǎng)絡(luò)的輸出能控制變換器的啟動。
5.如權(quán)利要求4所述的鎮(zhèn)流器，其中的分壓網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)第一電阻器，該第一電阻器與一個(gè)并聯(lián)電路串接，該并聯(lián)電路是一個(gè)第二電阻器和一個(gè)串接的電阻器與電容器的并聯(lián)電路。
6.如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中第一電阻器和該并聯(lián)電路的結(jié)合點(diǎn)是該分壓器網(wǎng)路的輸出端。
7.如權(quán)利要求6所述的鎮(zhèn)流器，其中的變換器至少包括一個(gè)晶體管，該晶體管有一個(gè)基極、一個(gè)發(fā)射極和一個(gè)集電極。
8.如權(quán)利要求7所述的鎮(zhèn)流器，其中分壓器網(wǎng)絡(luò)的輸出端連接到晶體管的基板，使得升壓電路獲得足夠高的激勵(lì)燈的電壓之前沒有任何電流從晶體管的集電極流到發(fā)射極。
9.一種鎮(zhèn)流器，用于從以第一頻率工作的交流電源向至少一個(gè)熒光燈供電，該鎮(zhèn)流器包括以可斷開的方式連到交流電源的終端；一個(gè)電壓升壓電路，它具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其輸入端連接到交流電源，在升壓電路啟動期間的一個(gè)短時(shí)間內(nèi)升壓電路的輸出電壓大于升壓電路的輸入電壓；一個(gè)自激共振半橋式變換器，它具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，該變換器的輸入端連到升壓電路的輸出端，該變換器輸出一個(gè)交流電壓，該交流電壓具有高于第一頻率的第二頻率；一個(gè)并聯(lián)諧振電路，它具有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其輸入端連到變換器輸出端，其輸出基本上是正弦形的，且其輸出被耦合到至少一個(gè)熒光上；一個(gè)變換器控制器，包括一個(gè)由第一和第二電阻器組成的分壓器網(wǎng)絡(luò)，其中第一和第二電阻器的接點(diǎn)是變換器控制器的輸出，其中變換器控制器的輸出連接到半橋式變換器的一個(gè)晶體管的基板，使得在終端開始連到交流電源后的升壓電路啟動期間能延遲變換器操作一個(gè)短的時(shí)間。
全文摘要
一種操作氣體放電燈的鎮(zhèn)流器，具有一個(gè)電壓升壓器、一個(gè)半橋式變換器、以及一個(gè)并聯(lián)共振電路。在鎮(zhèn)流器開始通電時(shí)，變換器控制器禁止變換器操作。
文檔編號H05B41/282GK1113101SQ94190558
公開日1995年12月6日 申請日期1994年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月5日
發(fā)明者胡比·諾托哈米布勞德 申請人:莫托羅拉照明公司