气体放电灯驱动方法技术

使用高频灯电流来驱动气体放电灯。灯驱动电路包括用于提供所述灯电流的高频桥电路。为了防止灯熄灭，当灯电压低于预定的灯工作电压时，在灯驱动电路中，在灯和高频桥电路之间设置谐振电路。选择桥电路的频率，以使谐振电路可以进行谐振以将提供给气体放电灯的电压扫描上升到高于所述灯工作电压的电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及驱动气体放电灯，特别是高强度气体放电(HID)灯。特别是，本专利技术涉及一种和一种具有高功率因数的单级气体放电灯驱动电路。需要灯驱动电路来向气体放电灯、特别是高强度放电(HID)灯提供合适的电压(和电流)，以便使灯能够工作。为了点燃灯，需要点燃电压，并且需要预定工作电压和电流来保持灯接通。气体放电灯驱动电路、特别是高强度气体放电灯驱动电路在现有技术中是公知的，并且例如与由AC电源电压供电的放电灯一起使用。已知的是，将提供的AC电压转换成DC电压并将所述DC电压提供给快速切换的桥电路以产生高频AC电压，由此例如提供高频方波电压。为了提供所述DC电压，AC电源电压在提供给所述桥电路之前被灯驱动电路整流。使用这种驱动电路具有以下缺点提供的能量被驱动电路消耗，由此降低了驱动电路的效率。某些已知的灯驱动电路设计和相应的灯驱动方法包括功率因数校正级。然而这种功率因数校正级本身消耗能量，并因此降低了驱动电路的效率。其它已知的驱动电路设计的目的在于消除功率因数校正级。在W.Chen和F.Lee的“An improved charge pump electronic ballast with lowthd and low crest factor”，APEC 1996中，提出了具有功率反馈的单级转换器。这种驱动电路只在预定条件下实现了低总谐波失真(THD)。为了实现所述预定条件，驱动电路变得复杂了。这种复杂的驱动电路是昂贵的，并且对故障是敏感的。此外，在上述单级转换器中，能量存储是必要的。这种能量存储需要大部件，从而产生大的驱动电路。所述大能量存储部件对于故障也是非常敏感的。本专利技术的目的是提供一种不用能量存储的高效且简单的低成本和驱动电路。上述目的是在根据权利要求1的用于驱动气体放电灯的方法中和在根据权利要求5的气体放电灯驱动电路中实现的。在根据本专利技术的方法中，AC电压被整流成DC电压，就像半正弦波那样从零变化到AC电压的最大电压，该半正弦波电压的频率是AC电源电压的频率的两倍。提供给灯的电压可以下降到工作电压以下。DC电压未被转换成具有很少或没有波纹的DC电压。因此，在该灯驱动电路中基本上不需要用于补偿DC电压的周期性下降的能量存储。根据本专利技术的驱动电路的高频半桥由控制电路控制来输出高频电压。所述高频电压被提供给放电灯比如气体放电灯。然而，该高频桥输出电压变得周期性地低于上述预定工作电压。因此，在根据本专利技术的方法和驱动电路中，在负载电路中设置谐振电路。所述谐振电路防止每当桥输出电压变得低于所述工作电压时HID灯熄灭，这将在下面更详细说明。驱动电路以及特别是其谐振电路被设计成使得，当桥输出电压下降时，在谐振电路上的电压增加，并且将(再)点燃电压提供给灯以确保灯不熄灭。根据本专利技术的灯驱动电路可以设有低通输入滤波器，以从提供的AC电压、特别是电源电压中滤掉高频部分。而且，在驱动电路中产生的高频，例如基频的较高次谐波以及任何高频噪声信号，可能干扰电源电路。输入滤波器还可以防止在驱动电路中产生的高频信号被传输到电源电路。为了点燃气体放电灯，桥输出电压的频率可以向下扫描到谐振电路的谐振频率或者其谐波，以扫描上升(sweep up)提供给气体放电灯的电压。因此，高电压可以被提供给灯，需要该高电压来点燃灯，而不需要附加点燃电路。在灯驱动电路的工作期间，谐振频率可以是由桥电路输出的电源电压的频率的一次或高次谐波。选择具有这种关系的谐振频率和桥输出电压频率保证了谐振电路扫描上升在灯上的电压，因为当由桥电路输出的电压下降时，灯的阻抗增加。由于灯阻抗的所述增加，所以谐振电路的阻尼变得更小，并且扫描上升在谐振电路上的电压。如果谐振频率是高次谐波，则优选是高奇次谐波。由于桥输出电压基本上是高频方波，因此它由所述方波的基频的一系列高奇次谐波正弦波构成，这可以通过方波的傅里叶分析来获得。因此，如果谐振频率是方波的基频的高奇次谐波，则该方波将适合于在谐振电路中产生谐振。在一个实施例中，灯电路包括气体放电灯和第一谐振器电容的并联电路，该并联电路与电感串联连接，该第一谐振器电容和电感是所述谐振电路的一部分。如上所述，当由桥电路输出的电源电压下降时，灯阻抗增加，并且灯电路的阻尼变得更小。在此简单实施例中，结果在第一谐振器电容上的电压增加，因此在包括该灯的并联电路上的电压增加。在所述并联电路上增加的电压防止灯熄灭。在另一实施例中，第二谐振器电容与所述电感和所述并联电路串联连接。增加第二谐振器电容使得能够减小第一谐振器电容的值。利用较小的第一谐振器电容，需要较小的电流来产生(再)点燃电压。可以采取附加措施来提高功率因数。例如，半桥频率的频率调制可以对输入电流进行整形，以使功率因数增加。低通输入滤波器可以包括第一输入滤波器电容、输入滤波器变压器和第二输入滤波器电容。在输入滤波器的这种实施例中，第一输入滤波器电容可以连接在输入滤波器的第一和第二输入端之间，并且第二输入滤波器电容可以连接在输入滤波器的第一和第二输出端之间。输入滤波器变压器的第一绕组可以连接在输入滤波器的第一输入端和第一输出端之间。输入滤波器变压器的第二绕组可以连接在输入滤波器的第二输入端和第二输出端之间。这种输入滤波器是EMI滤波器，其是在现有技术中已知的用于防止高频信号在两个独立电路之间、在这种情况下例如是在电源电路和灯驱动电路之间进行通信的滤波器类型。下文将参考示出了非限制性典型实施例的附图来更详细地说明本专利技术，其中附图说明图1示意性地说明根据本专利技术的气体放电灯驱动电路；图2示出根据本专利技术的气体放电灯驱动电路的实施例的电路图；图3A-3C分别示意性地说明由AC电压源、输入滤波器、整流器电路和半桥电路输出的电压；图4示出在本专利技术实施例中的灯电流和灯电压；以及图5示出在本专利技术实施例中的电感电流和灯电压。图1示意性地说明气体放电灯驱动电路20和与其连接的气体放电灯10。灯驱动电路20还被连接到AC电压源70，例如以50Hz或60Hz的频率交变的电源电压。灯20包括输入滤波器30、整流器电路40和半桥电路50。灯10被连接到谐振电路60，该谐振电路60与气体放电灯10一起形成半桥电路50的负载电路。根据本专利技术的灯驱动电路20不包括任何能量存储电路或任何功率因数校正电路。由电压源70提供的AC电压被输入滤波器30进行滤波。输入滤波器30是低通滤波器，例如本领域公知的电磁干扰(EMI)滤波器，用于从输入电压中滤掉高频信号，并且可能用于防止高频信号被传输到AC电压源70，例如电源电压源。整流器电路40从输入滤波器30接收滤波的AC电压，并将所述电压进行整流。整流器电路40可以是公知的全二极管桥电路，但也可以是任何其他有源或无源的整流器电路。整流器电路40不从DC电压中除去任何波纹，因此不需要能量存储。由于对AC电压进行整流而不用除去任何波纹，因此，如果由电压源70提供50Hz电源电压，则所得到的DC电压以供应电压的频率的两倍的频率例如100Hz从最大电压变为零。然而，当提供低于预定工作电压的电压时，气体放电灯10将熄灭。半桥电路50接收具有大波纹的所述DC电压。半桥电路50被构造为将高频AC电流提供给气体放电灯10。向气体放电灯10提供高频AC电流以防止灯10的可见光闪烁。高频电本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于驱动气体放电灯（１０）的方法，包括：－给整流器电路（４０）提供ＡＣ电源电压，该整流器电路（４０）输出双向整流电压；－给高频桥电路（５０）提供高频控制信号；－给所述高频桥电路（５０）提供所述双向整流电压，该桥电路（５０）输出高频桥输出电压；以及－给包括气体放电灯（１０）和谐振电路（６０）的负载电路提供所述桥输出电压；其中控制桥输出电压的频率，以使在气体放电灯（１０）的稳态工作期间，每当桥输出电压低于预定工作电压时，所述谐振电路（６０）可以进行谐振以将提供给气体放电灯（１０）的电压扫描上升到高于预定点燃电压的电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RH范德沃特，OJ多尔卢，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[]