放电灯系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种放电灯系统及其控制方法，包含：放电灯；交流电源，用以提供一交流电；整流器，用以将该交流电转化为一直流电；功率因数校正电路，其连接至该整流器，用以产生一输出电压；半桥电路，其连接至该功率因数校正电路及该放电灯，用以将该输出电压转变为该放电灯所需电压；以及控制器，其连接至该功率因数校正电路及该半桥电路，且具有一计时器，该计时器用以计时，其中该控制器根据该计时器的计时时间控制该功率因数校正电路的输出电压大小。本发明专利技术所提出的放电灯系统及其控制方法，通过计时器计时，来快速控制功率因数校正电路的输出电压，从而控制半桥逆变器的开路电压，进而给放电灯提供点燃所需电压及稳定工作时所需电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种放电灯系统，尤其是关于功率因数校正电路的输出电压控制的。
技术介绍
高强度气体放电灯(high intensity discharge (HID) lamps)由于具有较高的效率、良好的显色性(color rendering)与较长的使用寿命,而被广泛应用于许多方面。气体放电灯通常需要通过镇流器将低压220V电瞬间提高至一定高压，而激发石 英管内的物质，使其在电弧中发光，而所产生的超强白色电弧光，近似于白昼的太阳光，由于其不具有灯丝，因此不会产生灯丝断裂而报废的问题，且其相较于现有的卤素灯，除了具有使用寿命长的功效外，其进一步并能增进其穿透度与照度，且其耗电量极低，而能大幅节省电能，因此其被广泛的研究、开发，以取代现有的光源。但是，由于高强度气体放电灯在点亮时，需将低压220V电瞬间提高至所需高压，所以高强度气体放电灯无法单独使用，其必需要有特殊的供电电路，方可使高强度气体放电灯被点燃及稳定发光。就目前设计的高强度气体放电灯供电电路，一般包含功率因数校正(PFC, power factor correction)电路及与该PFC电路相连接的逆变器,而逆变器通常选择全桥逆变器或半桥逆变器，但由于半桥逆变器的低成本优势，所以行业里通常选择半桥逆变器，但是，由于半桥逆变器其特殊性，即，其提供给高强度气体放电灯的最大电压(即，所谓的“开路电压”或0CV(0pen Circuit Voltage))为仅为PFC电路输出电压的一半，如，当PFC的输出电压为400V时，半桥逆变器的OCV为200V，而高强度气体放电灯被点燃所需OCV通常为250 350V，因此如采用通常的PFC输出电压400V加上半桥逆变器电路构架，将不利于点燃高强度气体放电灯。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种放电灯系统，包含一放电灯；一交流电源，用以提供一交流电；一整流器，用以将该交流电转化为一直流电；一功率因数校正电路，其连接至该整流器，用以产生一输出电压；一半桥电路，其连接至该功率因数校正电路及该放电灯，用以将该输出电压转变为该放电灯所需电压；以及一控制器，其连接至该功率因数校正电路及该半桥电路，且具有一计时器，该计时器用以计时，其中，该控制器根据该计时器的计时时间控制该功率因数校正电路的输出电压大小。优选地，上述控制器包含一控制单元，其包含上述计时器；一第一驱动器，用以产生一第一驱动信号；以及一功率因数校正电路控制器，连接至所述控制单元及所述第一驱动器，用以根据所述计时器计时时间透过所述第一驱动器控制所述功率因数校正电路。优选地，当上述计时器的计时时间小于或等于一预定时间时，上述功率因数校正电路输出一第一电压，当上述计时器的计时时间大于上述预定时间时，功率因数校正电路输出一第二电压，其中，上述第一电压大于上述第二电压。优选地，上述预定时间大于或等于放电灯被点燃所需时间。优选地，上述放电灯系统还包含一点火器，点火器于上述预定时间内正常工作，点火器于上述预定时间外停止工作。优选地，上述功率因数校正电路包含一第一开关，上述第一驱动信号用以驱动该第一开关。优选地，上述半桥电路包含一第二开关、一第三开关。优选地，上述控制器还包含一第二驱动器，连接至上述控制单元，用以产生一第二驱动信号及一第三驱动信号，该第二驱动信号与该第三驱动信号分别用以驱动上述第二开关及上述第三开关。优选地，上述放电灯为高强度气体放电灯。优选地，上述第一开关、第二开关及第三开关为金属氧化物半导体场效晶体管。本专利技术还提出了一种放电灯系统的控制方法，该方法包含判断上述计时器的一计时时间是否大于一预定时间；如果上述计时器的上述计时时间不是大于上述预定时间，上述功率因数校正电路输出一第一电压，否则上述功率因数校正电路输出一第二电压，其中，上述第一电压大于上述第二电压。优选地，上述预定时间大于或等于上述放电灯被点燃所需时间。优选地，在上述预定时间内一点火器正常工作，在上述预定时间外点火器停止工作。本专利技术还提出了一种放电灯系统的控制方法，该方法包含判断一计时时间是否在一时间段Tn内，Tn包括一第一时间段Atnl及紧随第一时间段Atnl的一第二时间段Λ U，且η为I至N中的任一正整数；如果计时时间在第一时间段Atnl内，一功率因数校正电路输出一第一预定电压Vnl ;以及，如果计时时间在第二时间段Atn2内，功率因数校正电路输出一第二预定电压Vn2，其中Vn2 < Vnl。较佳地，上述控制方法还包含当上述计时时间大于上述时间段Tn时，上述功率因数校正电路输出一上述第二预定电压Vn2。较佳地，上述控制方法还包含当上述计时时间小于时间段T1时，上述功率因数校电路输出一第三预定电压。较佳地，上述控制方法还包含当上述计时时间在上述第一时间段Atnl内，一点火器正常工作，当上述计时时间在上述第二时间段Atn2内，上述点火器停止工作。较佳地，上述控制方法还包含当上述计时时间在时间段Ti的第一时间段Atil内时，上述功率因数校正电路输出第一预定电压Vil ;当上述计时时间在时间段L的第一时间段Atjl内时，上述功率因数校正电路输出第一预定电压Vjl ;其中，Vil古Vjl, i、j均为I至N中的正整数且i关j，Vil也可以Vjltl较佳地，上述控制方法还包含当上述计时时间在时间段Ti的第二时间段Ati2内时，上述功率因数校正电路输出第二预定电压Vi2 ;当上述计时时间在时间段L的第二时间段Atj2内时，上述功率因数校正电路输出第二预定电压Vj2 ;其中，Vi2古Vj2，i、j均为I至N中的正整数且i关j，Vi2也可以VJ2。本专利技术所提出的，通过计时器计时，来快速控制PFC电路的输出电压，从而控制半桥逆变器的0CV，进而给放电灯提供点燃所需电压及稳定工作时所需电压，实为一简单高效方案。另，由于本专利技术所提出的技术方案采用的是半桥拓扑，从而节省了成本。附图说明图I绘示依照本专利技术一实施方式的放电灯系统的电路结构示意图；图2绘示依照本专利技术一实施方式的放电灯系统的PFC电路输出电压的波形示意图；图3绘示本专利技术一实施方式的放电灯系统的控制方法的流程图；图4A、4B绘示本专利技术的另一实施方式的放电灯系统的控制时序图；图5是图4A所示的控制时序图的控制方法的流程图。具体实施方式·以下将以附图及详细说明来清楚阐释本专利技术的实施方式，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与组件在附图中将以简单示意的方式绘示。参照图1，图I绘示了本专利技术一实施方式的放电灯系统100的电路结构示意图。如图I所不，该放电灯系统100包含一电源AC、一电磁干扰滤波器110、一整流器120、一功率因数校正(PFC)电路130、一半桥电路140、一放电灯150及一控制器160。其中，放电灯150可以为高强度气体放电灯；电源AC可以为交流电压源；电磁干扰滤波器110，其一端连接于电源AC，用以滤除对电源AC的干扰信号，但，需说明的是，在本实施方式中的放电灯系统100也可以不具有该电磁干扰滤波器110，不以此为限；整流器120，其一端连接于电磁干扰滤波器110的另一端，该整流器120可用于将交流电压源AC所提供的交流电转化为直流电。PFC电路130为一升压型(Boost)PFC电路,包含一电感LI、一二极管D1、一第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯系统，包含一放电灯，其特征在于，包含：一交流电源，用以提供一交流电；一整流器，其用以将所述交流电转化为一直流电；一功率因数校正电路，其连接至所述整流器，用以产生一输出电压；一半桥电路，其连接至所述功率因数校正电路及所述放电灯，用以将所述输出电压转变为所述放电灯所需电压；以及一控制器，其连接至所述功率因数校正电路及所述半桥电路，且具有一计时器，所述计时器用以计时，其中，所述控制器根据所述计时器的计时时间控制所述功率因数校正电路的输出电压大小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应建平，张琪，张伟强，周子颖，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：