使用自激栅极电路的调光控制技术制造技术

本发明专利技术描述了用于提供低成本荧光灯的调光控制的方法和技术，其中，该荧光灯由自激栅极电路驱动并被标称为非可调的。调光功能通过将可变ＤＣ电压输入提供至镇流器而获得。有可能将现有的非可调的灯反向改为可调光的灯，或者形成新的低成本可调光的荧光灯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于提供低成本荧光灯调光控制的装置，并特别涉及对由自激栅极电路驱动的对荧光灯进行调光。本专利技术扩展到从非调光灯到调光灯的反向(retroactive)转换，以及扩展到用于低成本荧光可调灯的新设计。
技术介绍
自激栅极/基极电路已经被提出且通常用作驱动整流器中的图腾柱(totem pole switch)开关的低成本解决方法，尤其用在非可调的电子镇流器的应用方面。基于低成本模拟自振荡电路，能够产生互补开关信号而不使用双电源(power)电子开关的集成电路。通常，使用自激栅极/基极驱动电路的非可调电子镇流器由标称为恒定DC电压源或仅具有有限波动的DC电压进行供电。图1表示线性和小型荧光灯的典型的“低成本”非可调电子镇流器的示意图。其由包括如下(i)输入额电磁干扰(EMI)滤波器，(ii)用于低功率应用(通常＜25W)的AC-DC电源转换级，其通常可以是由输出大容量电容器跟随的二极管整流器，以及(iii)负载为放电灯的半桥电源转换器电路。对于更高的电源应用(通常高于25W)而言，第二AC-DC电源级也可以是河谷堆积(valley fill)和/或提供功率因数校正的电荷泵电路。在一些情况下，第二级和转换器“集成”在一起，以形成所谓的单级电源电路。供给半桥转换器的DC链电压(link voltage)是具有一定电压波动的标称常量，或具有有限的电压变化，或者如果河谷堆积型电路被用于无源AC-DC电源转换级，用于功率因数校正。对于低成本应用，由于用于栅极/基极驱动的集成电路的去除能够显著地减少镇流器的成本，所以自激的栅极/基极驱动电路已经普遍用于非可调的电子镇流器中。图2示出用于驱动荧光灯的电子镇流器的非可调自激基极驱动电路的示意图。该设计是广泛用于线性和小型荧光灯的低成本的非可调电子镇流器的设计。该自激电路的工作细节已广为人知，且在这里被简要概述。C1是用于减少DC电压纹波的DC稳定电容器。C4是隔直流电容器，用于消除由L1和C5组成的谐振回路(resonant tank)中的DC电压分量。自激基极驱动电路包括变压器，其包含两个次级线圈T1和T2。T1和T2磁性耦合于与谐振电感器L1串联连接的初级线圈，并且它们在它们各自的基极驱动电路中以相反的极性进行连接，该基极驱动电路包括电阻器(对于开关Q1的R3和对于开关Q2的R4)和二极管(对于Q1的D5和对于Q2的D6)。功率二极管D3和D4分别是用于功率开关Q1和Q2的续流(freewheeling)二极管。当DC电压被施加到电容器C2上时，电容器C2将会通过R1进行充电。当跨在C2上的DC电压达到双向击穿二极管(diac)D2的击穿电压时(通常为32V)，双向击穿二极管D2将导通而电流会流过R1进入Q2的基极，且因此Q2导通。DC链电压将接着被施加到以放电灯为负载的谐振体。当电流经过谐振体正在逐渐流入变压器的初级线圈的同名端(dotted end)时，在线圈中产生抵抗流入电流的反电动势(back eletromotive force)。因此，T2中产生感应变压，以帮助底部功率开关Q2保持导电，并且(相对于T2而言相反极性的)T1中产生感应电压，以保持Q1截止(off)。由于谐振体的工作，电流将大致符合正弦波形。当电流开始减少时，即，当电流的di/dt的变化为负比率时，在变压器初级线圈中产生的电压将会被反向，且因此T1和T2中的电压也被反向，导致Q2截止而Q1导通。变压器初级线圈中的谐振电流因此在T1和T2中产生感应电压，用于以加载的谐振体频率确定的频率、以适当的时间进行转换。该自激基极驱动工作不需要任何集成电路，并因此是低成本的解决方法。需要强调的是，该自激电路的工作频率由加载的谐振体确定。谐振体的工作频率将仅根据负载状况而稍微改变。因此，自激基极/栅极驱动电路不允许半桥转换器改变其主要用于调光目的的工作频率，且通常只用于非调光镇流器。另外，自激电路通常被设计用于具有限定变化的DC链电压，且不能在很宽的DC电压范围上工作。应当注意到，对由镇流器控制的灯的传统的调光是通过频率控制而获得的。通常，半桥转换器的工作频率从每单元1变化为大约每单元2，从而对放电灯从100％到大约10％进行调光。基于DC链电压控制对电子照明系统进行调光控制已经在US 6486615的申请中提出。与频率调光控制相比，该DC链电压-控制调光方法已经使能量效率更佳，还使EMI辐射更少。在US 5416386中已经提及了重点在于dc链电压控制的电子镇流器，其中，逐步增大或加强型电源转换器被用作预-转换器。然而，在US 5416386中，DC链电压一定比输入的ac电压的峰值更高。因此，DC链电压必须比输入电压的均方根值rms高1.41倍(即，对于220V作为电源(mains)而言，高于310V)，且不能用作调光的目的。在一些电子照明应用中，诸如桌面灯/台灯/落地灯，调光功能通常不可用，尤其是当使用节能非可调的小型荧光灯时。本专利技术的目的，至少以其优选的形式，是用于提供一种装置，由此传统非可调照明装置，例如桌面灯/台灯/落地灯能够被简易地改为可调光的灯，即使使用了用于线性和小型荧光灯的非可调镇流器的标准产品。例如，使用所提出的方法，调光特征能够结合到使用通常可用的非调光小型荧光灯的台灯中。可调的特征允许用户对“非可调”的小型荧光灯产品进行调光。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种可调光的照明系统，其包括由电子镇流器驱动的荧光灯，该电子镇流器包括自激驱动电路，以及用于提供可变DC电压作为输出的装置，所述可变DC电压是所述镇流器的输入。优选地，用于提供可变DC电压的装置包括连接在AC电源和镇流器之间的AC-DC电源转换器。该转换器可以是逐步增大/逐步下降后向(flyback)转换器，或者是逐步下降前向转换器，或者是能够提供可变DC电压的任何其它适用的转换器。该转换器还可以是功率因数校正的AC-DC转换器。在优选实施例中，用于提供可变DC电压的装置包括连接到AC电源的AC-DC转换器，该AC-DC转换器跟随有提供所述可变DC电压作为输出至所述镇流器的DC-DC电源转换器。在某些情况下，AC-DC以及DC-DC转换器可以集成在单级转换器中。这尤其适用当系统具有多个并联的灯的情况，且优选为AC-DC转换器是功率因数校正的转换器。在一些实施例中，用于提供可变DC电压的装置分别由所述镇流器和所述灯提供，且提供有使用于提供可变DC电压的装置能够连接在AC电源和所述灯之间的连接装置。在这个实施例中，有可能通过简单地插入模块而使传统的非调光灯转换为可调光灯，该模块包括用于提供在AC电源和灯之间的可变DC电压的装置。该模块可以提供有适用的连接(例如，螺纹或者卡口)，其使该模块能够连接到与电源相连的灯插座，且将提供有允许灯与模块相连的对应的连接。当然可选地，用于提供可变DC电压的装置可以与所述镇流器成为一体。从另一更宽的方面来看，本专利技术提供一种用于使标称为非可调灯能够进行调光控制的装置，其包括用于提供可变DC电压的装置，所述用于提供可变DC电压的装置具有连接装置，该连接装置使得所述用于提供可变DC电压的装置位于灯接头(fitting)和所述灯之间。从更宽的方面来看，本专利技术还提供一种用于提供由电子镇流器驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调光照明系统，其包括由电子镇流器驱动的荧光灯，所述电子镇流器包括自激驱动电路，以及用于将可变ＤＣ电压作为输出的装置，所述可变ＤＣ电压是所述镇流器的输入。

【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：SR回，SHH钟，
申请(专利权)人：研能双树有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]