高压放电灯点亮装置制造方法及图纸

一种高压放电灯的点亮装置，包括通过使至少一对开关元件导通和截止的方法把直流电转换成交流电的逆变电路，其中，在未点亮状态，开关元件的转换频率被设置成大于与灯并联连接的串联谐振电路的谐振频率，能启动灯，但在放电灯点亮状态时被设置成小于谐振电路的谐振频率，并处于不发生共鸣的范围内，同时，可利用串联谐振电路内的电容器上的电压将点亮高压放电灯。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【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启动和点亮高压放电灯的装置。所涉及的这类装置适用于以平稳的方式启动和点亮诸如汞弧灯、钠气灯、金属卤化灯之类的高压放电灯。一般高压放电灯点亮装置使用了诸如方波点亮装置，其中，简言之，有一包括开关装置并与直流电源相连的DC斩波电路，一工作于低频并连接到DC斩波电路的输出端的极性转换电路，高压放电灯则通过包含电感元件和电容器的滤波电路连接到DC斩波电路的输出端。在这种情况下，通过DC斩波电路内开关装置的操作对直流电源提供的直流电进行斩波，而直流斩波电路的一输出端以例如约为100至400Hz的低频由极性转换电路予以交替变换。而且，极性转换电路输出中的高频分量被滤波电路旁路，而把低频分量的方波电流提供给高压放电灯，由此靠这种点亮装置实现用方波点亮高压放电灯。在这种情况下，高压放电灯要求在启动时向其施加高压。例如，灯点亮电路作了这样的配置，即脉冲发生电路的脉冲输出在脉冲变压器中升压后转换成高压脉冲，并把该高压脉冲施加于高压放电灯使其作正向启动。然而，这种配置需要多种诸如开关装置、电感元件、电容器、脉冲变压器等类似的电路部件，而这些部件体积相对较大，因此，悬而未决的问题是装置的整体体积不得不增大，制造成本不得不提高。另一方面，在美国专利第4,592,849号中，揭示了一种高频点亮系统的灯点亮装置，其中，转换电路包含一高频转换器，交流电源直接施加于负载电路内的荧光灯上，这样可以减少高频点亮系统中使装置体积增大的部件，使整体装置的体积和成本最小。然而，向高压放电灯提供高频电源有这样一个问题即产生共鸣，放电弧产生不稳定，所以，很可能产生闪烁，使灯本身受损。进一步，在美国专利4,868,463中，建议了一种高频点亮时有效地避免发生共鸣的手段。由于在这种情况下，通常需要在启动时把高压施加于高压放电灯，因此，必须根据点亮装置的类型向该装置提供两种启动操作的操作状态，一种是把高压施加于高压放电灯的启动操作，另一种是高压放电灯稳定点亮的点亮操作，同时，从启动状态到稳定点亮状态连续地以平稳方式实现这些操作。运用该美国专利建议的手段，可以避免高频点亮时发生的共鸣，然而却没有完全地把平稳地实现从启动到平稳点亮操作作为一个问题加以解决，它仍是一个有待解决的任务。因此，本专利技术的首要任务在于提供一种能克服上述问题的高压放电灯点亮装置，另外，它除了可以避免高频点亮时的共鸣以外，还能平滑地实现从高压放电灯启动到平稳点亮的连续操作，并仍使这种装置的体积最小，制造成本最低。本专利技术的上述目的可以通过一种高压放电灯点亮装置来实现，在该点亮装置中，逆变电路连接到DC电源上，通过接通和关闭至少一对开关无件把直流电转换成交流电，由电感元件和电容器组成的串联谐振电路连接到逆变电路，高压放电灯与该串联谐振电路中的电容器并联连接，一检测高压放电灯点亮状态的装置连接到灯上，一控制电路连接到逆变电路，以在高压放电灯点亮状态和空载状态改变逆变电路中开关元件的转换频率，其特征在于，当串联谐振电路的谐振频率为fR时，在高压放电灯处于空载状态时的逆变电路的转换频率由开关元件的控制装置设置为频率f0，它高于串联谐振电路的谐振频率fR且接近于谐振频率fR，高压放电灯设置成可由串联谐振电路内的电容器上的高压启动，在高压放电灯点亮时的逆变电路的转换频率被设置成一谐振频率f1，它低于串联谐振电路的谐振频率fR，但不至于引起由于共鸣产生的不稳定的放电弧，并且高压放电灯的点亮状态由串联谐振电路中电容器上的电压维持。本专利技术的其它目的和优点将随着下面参照附图中所示的本专利技术的最佳实施例对本专利技术的改进所作的详细描述而变得明显。附图说明图1是本专利技术的高压放电灯的点亮装置的一个实施例的示意性框图；图2是图1点亮装置的详细电路图；图3是解释图1点亮装置的转换频率的曲线图；图4是表示图1点亮装置内串联谐振电路的设定状态的曲线图；图5是本专利技术另一个实施例的解释图；图6是图5实施例中点亮装置的局部电路图；图7是本专利技术再一个实施例的解释图；图8是本专利技术再一个实施例的局部电路图；图9是本专利技术另一个实施例的解释图；图10是本专利技术另一个实施例的操作解释图；图11是图10实施例的灯电流减小的解释图；图12是本专利技术再一个实施例的电路图；图13是图12实施例的局部电路图；图14A和14B是图12实施例操作的电流波形图；图15是图12实施例另一工作状况的电路图。尽管现在参照附图所示的各实施例来描述本专利技术，但应当理解，这些描述并不是把本专利技术仅限于这些所示的实施例中，而应包括可能在所附权利要求书的范围内的所有的替换、改变和等效的装置。参见图1，图1示出了本专利技术的高压放电灯点亮装置的一个实施例，在该实施例中，逆变电路11连接到直流电源E上，以便通过适当地使逆变电路11内的至少一对开关元件的导通和截止把直流电转换成交流电供给下级电路。而且，该逆变电路11设置成接收开关控制装置12的输出，并与谐振电路13相连，谐振电路13包含作为电感元件的电感器L和电容器C的串联结构。更进一步，高压放电灯DL和用于检测放电灯DL点亮/关闭状态的装置14与串联谐振电路13内的电容器C并联，装置14的检测输出提供给开关控制装置12以设定控制装置12的转换频率。在给定串联谐振电路13的谐振频率为fR的情况下，开关控制装置12在高压放电灯点亮结束关闭时，把逆变电路11的转换频率设定为f0，频率f0大于串联谐振电路13的谐振频率fR，但接近谐振频率fR，它能用串联谐振电路13内的电容器C上的高压启动高压放电灯DL。而且，开关控制装置12还在高压放电灯点亮时把逆变电路11的转换频率设定为f1，频率f1低于串联谐振电路13的谐振频率fR，但处于基本上不发生由于共鸣引起的不稳定的放电弧的范围内，且能以串联谐振电路13内的电容器C上的高压保持高压放电灯的点亮状态。在图2中，更详细地示出了图1的高压放电灯点亮装置的电路图，在图中，相应于图1中构成元件的电路部分分别用封闭的点划线表示，并且用与图1中所用的相同的参考号表示。请进一步参见图2电路的主要部分的工作原理，直流电流E提供的直流电通过逆变电路11中的点亮驱动部分LO转换成高频电源，该高频电源通过串联谐振电路13提供给高压放电灯DL，使灯启动并点亮。在这种情况下，对于直流电源E可以使用这类升压斩波电路，它从工业用交流电源AC接收交流电来提供直流电。对于这种用作直流电源E的升压斩波电路的控制装置IC1，用UNITRODE公司制造的UC3852。此时，由RRC系统的控制电源15向控制装置IC1供电。把升压斩波电路用作直流电源E，有许多优点，可以获得高的功率因数，还可以获得，能克服任何高次谐波失真，且相对于输入电压和负载中任何波动呈稳定的输出电压。进一步，把点亮驱动部分LO设置成一种经改进的半桥，在该部分中，开关元件Q2和Q3与直流电源E的输出端串联连接，包括有电感器L2和电容器C6的串联谐振电路13通过直流隔离电容C5与开关元件Q3并联连接。对于开关元件Q2和Q3作为例子图中所示采用了MOSFET，但是也可以使用有一二极管与其反向并联的晶体管等类似器件。另一方面，如果使用MOSFET，存在一个寄生二极管，它起着与晶体管反向并联的二极管同样的作用，并且它不需要连接任何单独的二极管。对于包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压放电灯点亮装置，包含直流电源、至少包括一对开关元件并与所述的直流电源相连以通过所述开关元件的导通和截止使所述直流电源的直流电转换成交流电的逆变电路、连接到所述逆变电路并包括一电感元件和电容器的串联谐振电路、与所述串联谐振电路的所述电容器并联的高压放电灯、检测所述高压放电灯点亮状态的装置以及在所述高压放电灯处于点亮状态和空载状态时改变在所述逆变电路的所述开关元件的转换频率的控制装置，其特征在于，当所述串联谐振电路的谐振频率定为ｆ↓［Ｒ］时，由所述控制装置把所述高压放电灯处于所述空载状态时的所述逆变电路的所述转换频率设定成高于但接近串联谐振电路的所述谐振频率ｆ↓［Ｒ］的频率ｆ↓［ｏ］，用串联谐振电路内的所述电容器上的高压启动高压放电灯，在高压放电灯处于点亮状态时把所述逆变器电路的所述转换频率设定为ｆ↓［１］，频率ｆ↓［１］低于串联谐振电路的所述谐振频率ｆ↓［Ｒ］，但在用串联谐振电路内的电容器上的电压维护灯的点亮状态时，不会由于共鸣而引起不稳定的弧光放电。

【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：江里口裕康，西村広司，山本実，岩堀裕，鸭井武志，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]