CN1273018A - 电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及驱动电灯的电路装置,它包括:连接到供电电压源的电路输入端子;连接到电路输入端子并备有逆变器输出端子的逆变器,用以由供电电压源提供的电源电压产生频率f的交流电压;包括连接到逆变器输出端子的变压器输入端子和变压器输出端子的压电变压器;连接到逆变器输出端子的电灯连接端子;用来检测电灯是否已经点燃的检测器。根据本发明,变压器输入端子仅仅通过无源元件连接到逆变器输出端子,并且,逆变器包括连接到检测器的、用来随着电灯的点燃而改变频率f的装置。结果,该电路装置是简单的和便宜的,并且不必包括用来在电灯点燃之后把压电变压器与该电路装置断开的装置。

Description

电路装置
本发明涉及用于驱动电灯的电路装置，它包括：
-连接到供电电压源的电路输入端子，
-连接到所述电路输入端子并且备有逆变器输出端子的逆变器，用以由所述供电电压源提供的电源电压产生频率f的交流电压，
-包括连接到逆变器输出端子的变压器输入端子和变压器输出端子的压电变压器，
-连接到逆变器输出端子的电灯连接端子，
-用来检测所述电灯是否已经点燃的检测器。
从日本专利H6-89789知道这种电路装置。这种已知的电路装置非常适用于驱动放电灯并且包括在电灯点燃期间把逆变器输出端连接到变压器输入端的开关电路部分。所述电灯直接连接到变压器输出端子。由逆变器产生的交流电压的频率f非常接近所述压电变压器的谐振频率之一。因此，压电变压器把所述交流电压变换到具有相同频率但是具有出现在电灯上的非常高的幅度的点火电压。在所述电灯在这种点火电压的作用下已经点燃之后，作为所述电路装置的一部分的检测器检测到电灯电流并且产生触发所述开关电路部分以便将逆变器输出端子与变压器输入端子断开的信号。在变压器输入端子已经与逆变器输出端子断开之后，压电变压器不再产生点火电压，于是，所述电灯借助于由逆变器产生的具有频率f的交流电压工作。这种已知的电路装置的重要优点是所述逆变器既用于产生在稳定状态期间驱动电灯的电压又用于产生点火电压。由于这种原因，这种已知的电路装置包括比较少量的元件并且因此而比较便宜和紧凑。然而，这种已知的电路装置的缺点是：虽然可以不需要在点火期间用来驱动压电变压器的单独的振荡器，但是，被包括在该已知电路装置中的开关电路是比较昂贵和复杂的。
本发明的目的是提供一种用于驱动电灯的电路装置，其中，可以不需要在点火期间用于驱动压电变压器的单独的振荡器，并且备有用于在电灯已经点燃之后改变该电路装置的工作的比较简单和便宜的装置。
因此，开篇中所述的电路装置具有以下特征：所述逆变器包括连接到检测器的频率控制装置，用来随着电灯的点燃而改变所述频率f。
包括在本发明的电路装置中的逆变器在点火期间所产生的交流电压的频率f非常接近压电变压器的谐振频率。由于这种原因，所述压电变压器有效地将交流电压变换成具有比较高的幅度的点火电压。点火之后，用于响应电灯的点燃而改变频率f的频率控制装置将所述频率变成显著地不同于该压电变压器的所有谐振频率的值，使得该压电变压器的变压比(Vout/Vin)非常小。结果，出现在电灯上的工作电压基本上决定于由逆变器产生的交流电压，因此，所述频率变化已经有效地将所述压电变压器断开。可以利用比较简单和便宜的装置来完成逆变器所产生的交流电压的频率f的变化。由于不需要将变压器输入端子和逆变器输出端子断开，所以，它们之间的连接可以仅仅利用无源元件来实现。
所述频率控制装置最好响应电灯的点燃而将频率从第一固定值改变到第二固定值。
利用本发明的电路装置已经获得良好的结果，其中，变压器输出端子连接到电灯连接端子，并且，滤波器连接在逆变器输出端子和电灯连接端子之间。在这种布局中，通过在电灯连接端子之间产生点火电压而点燃所述电灯。但是，由于逆变器输出端子仍然连接到电灯连接端子，所以，往往需要保护逆变器免于在该逆变器输出端子之间出现比较高的电压。可以通过滤波器来实现这种保护。另一种可供选择的方法是：可以把变压器第一输出端子连接到电灯连接端子之一，并且把变压器第二输出端子连接到辅助电极。点火期间，该辅助电极在电灯的外面，在该电灯外壳的近旁。所述点火电压出现在辅助电极和电灯的第一电极之间，后者连接到耦合到所述变压器第一输出端子的电灯连接端子。由于可以调整所述电灯第一电极和所述辅助电极之间的距离，使它比电灯电极之间的距离小得多，所以，辅助电极的应用把非常有效的电灯点火变成可能的。所述辅助电极可以是电灯的一部分，但是，也可以是电路装置的一部分。
检测器可以包括直接或者间接测量通过电灯的电流的电流传感器。这样，可用比较简单和有效的方法来实现所述检测器。
对于本发明的电路装置，已经获得良好的结果，其中，所述逆变器包括桥式电路。
在把变压器输入端子直接连接到逆变器输出端子的情况下，获得根据本发明的电路装置的比较简单和便宜的实施例。
下面将利用附图举例说明根据本发明的电路装置的实施例。
附图中：
图1显示连接有电灯的本发明的电路装置的第一实施例的示意的表示，以及
图2显示连接有电灯的本发明的电路装置的第二实施例的示意的表示。
图1中，K1和K2是用于连接到供电电压源的电路输入端子。K1和K2连接到整流器电桥RB的相应的输入端子。整流器电桥RB的各输出端子通过起缓冲电容器作用的电容器C1而相连接。电容器C1的一端连接到地电位。电容器C1的相应端连接到直流-直流变换器DDC的各输入端，所述直流-直流变换器DDC包括感应装置、单向装置和至少一个开关元件。所述开关元件的控制电极连接到第一控制电路CCI，后者用来产生使所述开关元件以高的频率导通和截止的控制信号。图1中用把第一控制电路CCI的输出端子与直流-直流变换器DDC的输入端子连接的虚线示意地表示这种连接。直流-直流变换器的输出端子连接到全桥式电路的相应的输入端子，所述全桥式电路由开关元件S1和S2的串联电路、开关元件S3和S4的串联电路以及用来使开关元件S1-S4以频率f导通和截止的第二控制电路CCII构成。第二控制电路CCII的相应的输出端子连接到开关元件S1-S4的相应的控制电极。用把第二控制电路CCII连接到全桥式电路的虚线示意地表示这些连接。直流-直流变换器DDC和第一控制电路CCI、全桥式电路一起构成逆变器，后者用来由电源电压产生频率f的交流电压。第二控制电路CCII包括电路部分I。电路部分I构成用来响应电灯的点燃而改变频率f的装置。为此，电路部分I连接到电阻R。用虚线表示这种连接。K3和K4是逆变器输出端子。K5和K6是压电变压器PT的输入端子。K7和K8是电灯连接端子。输出端子K3连接到输入端子K5，而输出端子K4经由欧姆电阻R既连接到输入端子K6又连接到电灯连接端子K8。输入端子K5通过扼流圈L连接到端子K7。输入端子K5还通过电容器C2连接到地电位。扼流圈L和电容器C2一起形成滤波器。欧姆电阻R形成用来检测电灯是否已经点燃的检测器。压电变压器PT的输出端子K9连接到电灯连接端子K7。在图1所示的实施例中，K6构成压电变压器PT的另一个输出端子。包括电极EL1和EL2的高压气体放电灯La连接到电灯连接端子。
图1中所示的电路装置的操作如下。
当所述电路输入端子连接到提供低频交流电源电压的供电电压源的电极时，通过整流器电桥RB将低频交流电源电压整流，因此，在电容器C1上出现直流电压。第一控制电路CCI使包含在直流-直流变换器DDC中的开关元件以高的频率导通和截止。结果，出现在电容器C1上的直流电压被直流-直流变换器DDC变换成出现在全桥式电路的各输入端子之间的基本上不变的直流电压。第二控制电路CCII一方面使开关元件K1和K4、另一方面使开关元件K2和K3以频率f交替地导通和截止。所述全桥式电路利用出现在其各输入端子之间的基本上不变的直流电压产生出现在逆变器的输出端子K3和K4之间的具有频率f的基本上方波形状的交流电压。这种基本上方波形状的交流电压还出现在变压器输入端子K5和K6之间。在电灯点燃期间，这样选择频率f，使得它非常接近所述压电变压器PT的谐振频率之一。所述压电变压器将所述基本上方波形状的具有频率f的交流电压变换成具有频率f和比较高的幅度的正弦波点火电压，后者出现在变压器输出端子K6和K9之间以及电灯连接端子K7和K8之间。由扼流圈L和电容器C2构成的滤波器保护全桥式电路免受出现在电灯La上的点火电压。当电灯在点火电压的作用下点燃时，电灯和电阻R开始导通电流。对电阻R上出现的电压降作出反应，包含在第二控制电路CCII中的电路部分1把包含在所述全桥式电路中的开关元件导通和截止的频率改变成对应于电灯稳定操作的值。频率f被改变成显著地不同于压电变压器的所有谐振频率的值，使得在该频率下该变压器的变压比非常低，因此，电灯上的电压几乎完全决定于所述逆变器。
图2中所示的本发明的电路装置的实施例在很大程度上与图1中所示的实施例相同。与图1中所示的实施例中的元件和/或电路部分相似的图2中所示的实施例中的元件和/或电路部分被标以相同的标号。图1和图2中所示的实施例之间的重要的差别在于：图2中，压电变压器PT的变压器输出端子K9连接到辅助电极AEL，而不是电灯连接端子K7。辅助电极是诸如Ni的导电材料体，它出现在电灯外壳的外面、在电灯电极之一的近旁，在本实施例中出现在电灯电极EL1的近旁。在图2中所示的实施例中，K5既起变压器输入端子的作用又起变压器输出端子的作用。因此，在电灯点火期间，在电灯电极EL1和辅助电极AEL之间出现点火电压。由于使用辅助电极AEL，所以可以不需要出现在图1中所示的实施例中的滤波器。此外，由于可以把电灯电极EL1和辅助电极AEL之间的距离选择得比较小，所以大大地改善了电灯的点火性能。在电灯点火期间，在电灯电极EL1和辅助电极AEL之间产生放电。这种放电把如此多的电荷载体引入电灯的等离子体中，以致在电灯电极EL1和辅助电极AEL之间放电之后几乎马上在电灯电极EL1和EL2之间产生另外的放电。
电灯点火之后，频率f被改变到对应于电灯的稳定工作状态的值，在这种稳定工作状态期间，电灯直接由逆变器驱动。

Claims (7)

1.一种用于驱动电灯的电路装置，它包括：
-连接到供电电压源的电路输入端子，
-连接到所述电路输入端子并且备有逆变器输出端子的逆变器，用以由所述供电电压源提供的电源电压产生频率f的交流电压，
-包括连接到所述逆变器输出端子的变压器输入端子和变压器输出端子的压电变压器，
-连接到所述逆变器输出端子的电灯连接端子，
-用来检测所述电灯是否已经点燃的检测器，
其特征在于：
所述逆变器包括连接到所述检测器的频率控制装置，用来随着电灯的点燃而改变所述频率f。
2.根据权利要求1的电路装置，其特征在于：所述变压器输入端子仅仅通过无源元件连接到逆变器输出端子。
3.根据权利要求1或2的电路装置，其特征在于：所述频率控制装置响应电灯的点燃而将所述频率从第一固定值改变到第二固定值。
4.根据权利要求1、2或3的电路装置，其特征在于：变压器第一输出端子连接到所述电灯连接端子之一，并且变压器第二输出端子连接到辅助电极。
5.根据上述权利要求中的一个或者多个的电路装置，其特征在于：所述检测器包括电流传感器。
6.根据上述权利要求中的一个或者多个的电路装置，其特征在于：所述逆变器包括桥式电路。
7.根据上述权利要求中的一个或者多个的电路装置，其特征在于：所述变压器输入端子直接连接到所述逆变器输出端子。
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