高亮度放电灯的控制制造技术

一种用于高亮度放电灯（４）的控制器（５），包括：主镇流器，用于向该灯（４）提供初级电流；和电流注入器，其在所示情形中包括控制镇流器（８）和由控制单元（１２）控制的开关（９）（例如触发三极管）。所述电流注入器将次级电流注入到所述灯（４）中，该次级电流小于所述初级电流，并且可由控制单元（１２）改变，例如通过改变该控制镇流器（８）被切换进该电路的交流周期内的时间量。该控制器（５）允许所述灯（４）被控制为，例如以恒定功率（可变的光输出）或者以恒定的光输出（可变功率）运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及用于控制高亮度放电灯运行的控制器和电路。它还主要涉及控制高亮度放电灯运行的方法。
技术介绍
高亮度放电(HID)灯包括高压钠灯、金属卤化物灯和水银蒸汽灯。它们与例如荧光灯截然不同。例如，它们往往在高压和高温下运行，它们直接发出可见光(尽管它们可能也包括一些荧光粉涂层)，并且它们通常是具有带小电极间距的电弧管的紧凑光源。它们往往具有较高额定功率，例如150瓦以上。气体放电灯通常需要某些形式的调节元件，以允许它们启动和运行。市场上有许多种用于荧光灯的不同的控制器，但是用于HID的较少。一般来说，HID灯系统将使用电感镇流器，该电感镇流器被设计为使得灯以假定恒定电源电压的其近似设计功率运行。然而在实际安装中，输入电源电压可能由于电源线的扰动等而改变，并且这可导致灯被过驱动或欠驱动。其它因素也可能影响灯的正常运行，比如由灯老化、制造公差造成的灯之间的不同和由环境情况引起的改变。如果灯被过驱动，它可能呈现不利特性，比如过热、灯寿命降低、电极损伤、效率降低和低色温。相反，如果灯被欠驱动，往往会导致光输出低、效率降低、高色温和电弧管破裂的不利特性。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于控制HID灯运行的新的有益的控制器、电路和方法。从一个方面看，本专利技术提供一种用于高亮度放电灯的控制器，该控制器包括电路，该电路具有主镇流器，用于电源和灯之间的电连接，该主镇流器被配置为向所述灯提供初级电流；电流注入器，用于向所述灯注入次级电流，所述次级电流比所述初级电流弱，并且所述注入器包括用于改变所述次级电流量的控制单元，所述控制单元被配置为监测一或多个与所述灯和/或所述电源有关的参数，并基于所述被监测的一个参数或多个参数，改变提供的次级电流量。本专利技术使用固定的主镇流器，能够提供不在主动控制下的主要灯电流，同时还使用可变的较小注入电流，以基于与灯和电源情况相关的反馈，改变总的灯电流。本专利技术能实现一种基于灯特性改变或电源变化的灯的适当控制，同时使用只需额定的针对较小注入电流的控制电子装置，因而允许使用小而便宜的元件。因此本专利技术提供一种用于HID灯的实用智能控制器，能够监测灯和电源情况，并且能够修改灯功率以提高灯的运行，例如提供稳定的功率运作和/或稳定的光输出。优选地，该控制单元监测流过灯的电流，并且据此改变所述次级电流。这允许所述控制器补偿例如电源的改变，以便所述灯可以运行在稳定功率，而不管例如电源电压的各种变化。进一步优选地，所述控制单元监测灯两端的电压，并基于此电压确定希望的灯电流。于是该控制单元可向所述灯提供合适的次级电流。通过监测灯电压，所述控制器可以随时间补偿灯特性的改变。例如，控制单元可改变灯电流以使所述灯以恒定功率运行，或可以操作灯电流，以提供希望的电流曲线。在后一种情形，例如，灯电流可以在整个灯寿命期间增加，以维持合适的光输出(否则可能会因为灯的改变而下降，例如由于放电材料的损失)。因此本专利技术可以在一个实施例中提供一种具有电流和电压传感装置的电流注入装置，以创建一种可以在各种电源和灯情况下提供灯功率的全面控制的智能系统。将灯维持在基本不变的功率水平，有助于确保灯不被欠或过驱动，并增加所述灯的寿命，同时在很长时间内维持灯的光输出，有助于提高所述灯可被使用的效率，例如它不需要在其寿命的开始阶段为过度照明而被运行，以在其寿命的结束阶段维持足够高的光输出。所述电流注入装置可以被操作，以在电路内任意的合适点将电流注入进所述电路。在一种形式中，所述电流注入装置运行，以在所述主镇流器和灯之间的点将电流注入到所述电路中。所述电流注入装置可以采用任意合适的形式。例如它可以采取开关模式电源的形式。在一种形式中，所述电流注入装置包括无源电流限制器(passivecurrent limiter)(例如电阻或电容器，但优选是控制镇流器)，和在有效位置和无效位置之间转换所述控制镇流器的开关(例如，触发三极管)，其中所述控制镇流器在所述有效位置将电流注入到所述灯中。该电流注入器可以配备与所述主镇流器分离的电源，例如大约为100伏。然而，在一个优选实施例中，所述电流注入器被连接到与所述主镇流器相同的电源上。在此情形中，例如所述控制镇流器可以被置于与所述主镇流器成并联型排布，尽管通常这将只是暂态方式，并且仅用于所述电源周期的一部分持续时间，在所述开关处于有效位置期间。所述控制单元优选监测跨过所述镇流器的电压，以提供用于所述次级电流的输入的同步信号。所述控制镇流器可以具有任意合适的阻抗和额定值。优选地，所述控制镇流器具有大于主控制镇流器阻抗的阻抗。当以稳定功率运行灯时，所述控制镇流器与所述主镇流器的伏-安额定功率之比可以在大约0.2到0.4之间，例如0.3，并且所述控制镇流器具有约为所述主镇流器阻抗的1.2倍的阻抗。在额定电源电压下，初级电流与次级电流之比可以在2.5到8.0的范围内，例如4.0。如此，例如初级电流可以是次级电流的大约4倍。通常，当试图补偿电源的变化时，在额定电源电压下的灯电流需要包括所述初级电流和次级电流两者的成分，而非所述次级电流为零。这是因为所述次级电流不能是负的，因此在额定电源电压下必定已经存在次级电流成分，从而在电源电压增加时，可以减少所述次级电流进行补偿。当操作所述灯以在稳定的光输出下运行很长一段时间时，所述次级电流可以被控制来随时间增加所述灯功率，以补偿所述灯效率的损失，效率是指每单位输入功率的光输出。所述主镇流器和电流注入器可以被配置为使得在最大次级电流处，比如在所述灯寿命的结束，初级电流与次级电流之比在大约2.0到9.0之间，且优选为大约3.0。例如在一个实施例中，所述主镇流器与次级镇流器的阻抗之比大约可在0.7到0.9之间，优选为大约0.8。通常，电流注入装置通过控制所述控制镇流器被切换进主电路的时间量，来将变化的电流量注入到所述电路中，并且所述电流注入装置仅在每个周期的部分中运行。优选地，所述电流注入装置作为暂态现象操作。例如，所述电流注入装置可以运行，以在每个周期内两次把电流注入到所述电路中。它也可以额外地或可替代地运行，以在每个周期的90°和270°处，把绝对值最大的电流注入到所述电路中。在另一种形式中，当电源频率是50赫兹时，所述电流注入装置运行，以每秒钟100次把电流注入到所述电路中。在使用开关模式电源时，可以与控制镇流器一起提供进一步的控制开关，或者所述开关模式电源自身可以基于灯电流和电压被合适地控制，并且在此情形中，可以在所述初级电流的整个交流周期中提供所述次级电流。在本专利技术的又一形式中，所述电路包括变压器，比如升压变压器，把电压注入到所述电路中，以便于所述灯的启动。例如，这可以把50伏注入到所述电路中，以帮助所述灯的启动。这在启动旧灯中特别有帮助。作为对启动的另一个帮助，所述控制单元可以被配置为不管灯电流和电压如何，启动时以例如最大的高次级电流运行，以便帮助所述灯启动。在启动时，例如所述控制单元可在电源的最初100个周期内以高次级电流运行。在另一实施例中，所述控制单元可以包括降低亮度特征。如此，所述控制单元可以包括定时器或手动开关等，以便在希望的时间，所述灯可以通过降低次级电流量，例如降低到零，来运行于通常的光输出要求之下。本专利技术还扩展为包括根据上面的控制器在内的照明系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高亮度放电灯的控制器，该控制器包括一电路，该电路具有：主镇流器，用于电源和该灯之间的电连接，该主镇流器被配置为向所述灯提供初级电流；电流注入器，用于向所述灯注入次级电流，所述次级电流比所述初级电流弱，并且所述注入器包括用于改变所述次级电流量的控制单元，所述控制单元被配置为监测一或多个与所述灯和／或电源有关的参数，以便基于所述被监测的一个参数或多个参数，改变被供应的次级电流量。

【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：理查德杜鲁兹耐克，
申请(专利权)人：活性反应堆有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]