專利名稱：電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過DC電流啟動一個燈并且對燈供電的電路裝置，含有-輸入端子，用于連接到提供DC電壓的電源的端子，-一個耦合到輸入端子的DC-DC轉(zhuǎn)換器并且具有-一個感性元件，-一個單向元件，-一個第一開關(guān)元件，-一個耦合到第一開關(guān)元件的控制電極的控制電路，以使第一開關(guān)元件以頻率f導(dǎo)通和不導(dǎo)通，-用于連接該燈的輸出端子，和-一個第一電路，其在運(yùn)行期間連接輸出端子并且含有一個第二開關(guān)元件和使第二開關(guān)元件導(dǎo)通和不導(dǎo)通的裝置。
本發(fā)明還涉及一個緊湊的燈。
如開頭所述的電路裝置在美國專利5，581，161中公開。在已知的電路裝置中該DC-DC轉(zhuǎn)換器含有一個下轉(zhuǎn)換器。在已知的電路裝置投入運(yùn)行之后，該第二個開關(guān)元件立即導(dǎo)通。控制電路使第一開關(guān)元件以頻率f導(dǎo)通和不導(dǎo)通。在已知的電路裝置運(yùn)行期間，第一個和第二個燈電極同時構(gòu)成第一電路的一部分。該電感元件和第一電路在第一時間間隔期間傳輸電流，以使連接到電路裝置的燈電極被預(yù)熱。在第一時間間隔結(jié)束時，第二開關(guān)元件被不導(dǎo)通，以使第一電路不再傳輸電流。該電感元件然后產(chǎn)生啟動電壓。在燈啟動之后和穩(wěn)定運(yùn)行期間，該控制電路使第一開關(guān)元件高頻地導(dǎo)通和不導(dǎo)通，并且連接到電路裝置的一個燈被供以由下轉(zhuǎn)換器提供的DC電流。因?yàn)樵撓罗D(zhuǎn)換器只含有少量的元件，該已知的電路裝置能夠被相對簡單地和以此低費(fèi)用地制造。
當(dāng)?shù)诙€開關(guān)元件變?yōu)椴粚?dǎo)通時，啟動電壓的幅值依賴于在電感元件中的電流的瞬間的幅值。實(shí)際上，DC-DC轉(zhuǎn)換器經(jīng)常工作在斷續(xù)的模式以限制開關(guān)損耗。這意味著與頻率f相聯(lián)系的在每一個周期中的電感元件的電流在給定的時間間隔中基本等于零。通過使第一個開關(guān)元件導(dǎo)通，在電感元件中的電流基本上等于零，在單向元件中的較大的功率消散被阻止以使電路裝置具有一個相對高的頻率。如果當(dāng)在電感元件中的電流基本為零時或者具有瞬間的相對低的幅值時，第二個開關(guān)元件變?yōu)椴粚?dǎo)通的，出現(xiàn)在電感元件中的能量不足以產(chǎn)生具有足夠高的幅值的啟動電壓。這個問題以如下的方法通過某裝置使第二個開關(guān)元件導(dǎo)通和不導(dǎo)通，當(dāng)在電感元件中的電流的瞬間幅值具有相對高的值時，該裝置使第二個開關(guān)元件不導(dǎo)通。此用于使第二個開關(guān)元件導(dǎo)通和不導(dǎo)通的裝置的實(shí)現(xiàn)然而使電路裝置相對復(fù)雜和昂貴。
本發(fā)明的目的是提供一個相對簡單的和低費(fèi)用的電路裝置以通過DC電流啟動和對一個燈進(jìn)行供電，以此該燈能夠以有效的和可靠的方式進(jìn)行啟動。
根據(jù)本發(fā)明，如開頭所述的電路裝置以此的特征為，該控制電路具有一個電路部分I以在燈啟動之后降低頻率f。
用于啟動燈的頻率的相對高的值使DC-DC轉(zhuǎn)換器使燈以連續(xù)的方式運(yùn)行在燈運(yùn)行的階段，并且在電感元件中的電流由具有幅值相對高的DC成分和具有幅值相對低的AC成分的總和構(gòu)成。在電感元件中的電流的這種形狀之下，此電流的幅值的瞬間值在任何時刻是足夠高的以在此情況下產(chǎn)生具有用于啟動該燈的足夠高的幅值的啟動脈沖，即第二個開關(guān)元件在此時刻變?yōu)椴粚?dǎo)通的。
通過選擇用于啟動該燈的頻率是相對高的，也可以保證，在當(dāng)?shù)谝粋€開關(guān)元件為不導(dǎo)通的周期時，如果該燈的等離子發(fā)生崩潰，在崩潰發(fā)生之后，第一個開關(guān)元件再一次導(dǎo)通一相對短的時間間隔，以使該燈能夠傳輸電流，而由崩潰形成的充電載體仍然出現(xiàn)在等離子中。這導(dǎo)致了該燈的一個令人滿意的接管性能。在燈啟動之后，該電路部分I降低了頻率f。在該燈啟動之后的頻率f可以被選擇以使該DC-DC轉(zhuǎn)換器運(yùn)行在斷續(xù)的模式，以致于該燈在穩(wěn)定供電時的開關(guān)損耗是非常低的。如果在頻率f的每一個周期期間在電感元件中的電流變?yōu)榱阋粋€非常短的時間，可以達(dá)到最高的效率。因?yàn)樵陔娐费b置投入運(yùn)行的時刻和該燈啟動之間的時間間隔實(shí)際上是非常短的，在運(yùn)行在連續(xù)模式中的DC-DC轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)損耗沒有使溫度上升的相對高的程度，該溫度可以損壞DC-DC轉(zhuǎn)換器部件。
通過本發(fā)明的電路裝置的實(shí)施例可以得到滿意的結(jié)果，其中該DC-DC含有一個下轉(zhuǎn)換器。
該單向元件可以相對簡單地實(shí)現(xiàn)，以此如果該單向元件含有一個二極管則是低費(fèi)用的方式。
也可以使第二個開關(guān)元件作為半導(dǎo)體開關(guān)元件實(shí)現(xiàn)，并且也可以使該半導(dǎo)體開關(guān)元件通過第二個控制電路連續(xù)地導(dǎo)通和不導(dǎo)通，該控制電路耦合到半導(dǎo)體開關(guān)元件的控制電極。然而，如果該第二個開關(guān)元件作為低充電啟動器實(shí)現(xiàn)，分開的控制電路不是必需的用于實(shí)現(xiàn)第二個開關(guān)元件的連續(xù)的導(dǎo)通和不導(dǎo)通。該電路裝置以此含有一個相對小數(shù)量的部件，并且以此能夠以相對簡單和低費(fèi)用的方式進(jìn)行制造。
為了提高由本發(fā)明的電路裝置驅(qū)動的燈的啟動性能，可以以此方式實(shí)現(xiàn)電路裝置，該第一電路在運(yùn)行期間含有一個燈電極。
當(dāng)?shù)诙€開關(guān)元件導(dǎo)通時，流過第一電路的電流也流過燈電極，以使其預(yù)熱。因?yàn)樵摕粼趩又蟊还┙o了DC電流，如果只有該燈電極被預(yù)熱，則能夠?qū)崿F(xiàn)啟動性能的較大的改進(jìn)，該燈電極在穩(wěn)定運(yùn)行期間構(gòu)成了燈的陰極。
還可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的電路裝置尤其適合于用在緊湊燈的鎮(zhèn)流器電路中，其含有-一個傳輸光的放電容器，其具有含有稀有氣體的填充物和兩個電極，-一個用于保護(hù)放電容器的燈外殼，-一個燈帽，其具有電接觸端子和用于保護(hù)燈外殼，和-一個鎮(zhèn)流器電路，其耦合在端子和電極之間以從電壓源產(chǎn)生燈電流。
更特別的是本發(fā)明的電路裝置可以尤其用在緊湊的熒光燈的鎮(zhèn)流器電路中，或者一個燈，它的放電容器填充物含有水銀并且在其放電容器的壁上具有發(fā)光的覆層。
參考下面的實(shí)施例通過不受限制的實(shí)施例描述本發(fā)明的這些和其他方面。
在附圖中

圖1示意性示出了本發(fā)明的電路裝置的一個實(shí)施例，其上連接有一個燈LA，圖2示意性示出了在附圖1的實(shí)施例中的電流和電壓作為時間函數(shù)的形狀，圖3示出了本發(fā)明的緊湊的熒光燈。
在圖1中，參考符號K3、K4標(biāo)出了用于連接到AC電壓源的端子。并且端子K3和K4分別連接到電路部分M得到輸入端以從由AC電壓源提供的AC電壓產(chǎn)生一個DC電源電壓。K1和K2構(gòu)成了輸入端以連接到用于提供DC電壓的電源的端子上。在此實(shí)施例中，此電源由AC電壓源與電路部分RM共同構(gòu)成。輸入端子K1和K2分別連接到電路部分RM的輸出端。輸入端K1通過二極管D1、開關(guān)元件S1和電流傳感器SE的串聯(lián)裝置連接到輸入端K2。在此實(shí)施例中，二極管D1構(gòu)成了單向的元件并且開關(guān)元件S1構(gòu)成了第一開關(guān)元件。開關(guān)元件S1的第一個控制電極耦合到電路部分SC的輸出端，該部分構(gòu)成了一個控制電路以使第一個開關(guān)元件S1導(dǎo)通和不導(dǎo)通。電路部分SC含有一個電路部分I用于在燈啟動之后降低頻率f。電流傳感器SE耦合在電路部分SC的輸入端。此耦合通過斷線示出在圖1中。二極管D1通過發(fā)光的放電啟動器S2、燈LA的第一個燈電極EL1和線圈L1構(gòu)成的串聯(lián)裝置被分流。在此實(shí)施例中，發(fā)光的放電啟動器S2與用于使第二個開關(guān)元件導(dǎo)通和不導(dǎo)通的裝置共同構(gòu)成第二個開關(guān)元件。線圈L1構(gòu)成了一個電感元件。第二個燈電極EL2的一端被連接到輸出端K6以連接該燈。用于連接該燈的第二個輸出端K5作為第一個燈電極EL1和線圈L1的共同的連接點(diǎn)示意性示出。開關(guān)元件S1、電路部分SC、二極管D1、線圈L1和輸出端K5和K6共同構(gòu)成了一個下轉(zhuǎn)換器類型的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
圖1中的實(shí)施例如下進(jìn)行工作。
端子K3和K4連接到AC電壓源的端子，電路部分RM從通過AC電壓源提供的AC電壓產(chǎn)生一DC電源電壓，該DC電源電壓出現(xiàn)在輸入端子K1和K2之間。立即在電路裝置投入運(yùn)行之后，該發(fā)光放電啟動器變?yōu)閷?dǎo)通，而開關(guān)元件S1通過電路裝置SC以頻率f導(dǎo)通和不導(dǎo)通。在發(fā)光放電啟動器和開關(guān)元件S1導(dǎo)通期間，一電流從輸入端子K1經(jīng)過發(fā)光放電啟動器S2、第一個燈電極EL1、線圈L1、開關(guān)元件S1和電流傳感器SE輸入到輸入端子K2。在發(fā)光放電啟動器S2導(dǎo)通并且開關(guān)元件S1不導(dǎo)通期間，一電流從線圈L1的第一個端點(diǎn)經(jīng)過二極管D1、發(fā)光放電啟動器和第一個燈電極EL1傳輸?shù)骄€圈L1的第二個端點(diǎn)。頻率f和電路部分SC使開關(guān)元件S1導(dǎo)通的工作周期如此選擇，在線圈L1中的電流是具有相對高的最小幅值的連續(xù)電流。
時間被描述在圖2的水平軸上的任意單元。電流和電壓被描述在垂直軸上的任意單元。在圖2中，在線圈L1中的電流的外形(IL1)和燈LA的電壓(VLA)的外形作為時間的函數(shù)示出。時刻t1是發(fā)光放電啟動器S2從導(dǎo)通變?yōu)椴粚?dǎo)通的時刻。也可以看到，用于啟動燈的電流IL1是具有相對大的幅值的DC電流和具有相對小的幅值的AC電流的和。線圈L1因此在任何時刻都能夠傳輸足夠的電流，以使其能夠在任何時刻當(dāng)發(fā)光放電啟動器變?yōu)椴粚?dǎo)通時產(chǎn)生足夠高的啟動電壓。在燈LA上的電壓基本上為零，直到時刻t1。在時刻t1，發(fā)光放電啟動器S2變?yōu)椴粚?dǎo)通的以使啟動電壓脈沖PLA產(chǎn)生在燈LA上。在此啟動電壓脈沖的影響下，燈LA變?yōu)閷?dǎo)通。VLA的幅值以及燈LA的電流的幅值(等于線圈L1的電流)在時刻t2快速地下降到零。開關(guān)元件S1在時刻t3由控制電路SC導(dǎo)通。在此情況下，主要的是在時刻t2和t3之間的時間間隔是相對短的以阻止在此時間間隔中燈LA沒有傳輸電流，基本上所有的充電載體在燈的等離子中消失并且啟動過程必需重新開始。然而，因?yàn)轭l率f具有相對高的值，在時刻t2和t3之間的時間間隔是相對短的以實(shí)現(xiàn)燈LA的滿意的接管性能。如果當(dāng)開關(guān)元件S1變?yōu)閷?dǎo)通時，電流傳感器的電流基本上是零(在時刻t3的第一時間)，電路部分SC使頻率f下降，該開關(guān)元件S1被導(dǎo)通和不導(dǎo)通，以致于該DC-DC轉(zhuǎn)換器以斷續(xù)的模式運(yùn)行，并且在時刻t3之后，線圈L1的電流在每一個高頻階段變?yōu)榱?，如圖2所示。該燈接下來被供以斷續(xù)的DC電流。燈LA的運(yùn)行電壓具有一個值以使該電壓在發(fā)光放電啟動器中沒有產(chǎn)生發(fā)光的放電，以致于發(fā)光放電啟動器S2在燈LA的啟動之后保持不導(dǎo)通。
可以通過沒有在圖1中示出的裝置測量燈電流并且將其與參考值進(jìn)行比較，并且與此比較的結(jié)果無關(guān)地通過電路部分SC調(diào)節(jié)開關(guān)元件S1的頻率和/或工作周期。以此方式，提供給燈的DC電流的幅值以一個基本恒定的值進(jìn)行控制。
還能夠給電路裝置提供一個沒有在圖1示出的裝置，立即在線圈L1中的電流變?yōu)榱阒?，該裝置使開關(guān)元件S1在穩(wěn)定的燈工作期間導(dǎo)通。以此也可以實(shí)現(xiàn)該電路裝置在穩(wěn)定運(yùn)行期間可以有效地工作。
在圖3中，參考符號8示出了具有水銀和稀有氣體填充物以及兩個電極(未示出)的光傳輸?shù)姆烹娙萜?。一個發(fā)光的覆層被提供在放電容器的壁上。參考符號6示出了燈外殼，其用于保護(hù)放電容器8，并且參考符號3示出了一個燈帽，其具有電接觸端(1和2)和用于保護(hù)燈外殼，而一個本發(fā)明的鎮(zhèn)流器電路B經(jīng)過導(dǎo)體E和電極(通過導(dǎo)體9)耦合在端子(1、2)之間用于從電源電壓產(chǎn)生DC燈電流。
權(quán)利要求
1．用于啟動和給一個燈(LA)供以DC電流的電路裝置，具有-輸入端子(K1，K2)，用于連接到提供DC電壓的電源的端子，-一DC-DC轉(zhuǎn)換器，耦合到輸入端子并且具有-一個電感元件(L1)，-一個單向元件(D1)，-一個第一個開關(guān)元件(S1)，-一個控制電路(SC)，耦合到第一開關(guān)元件的控制電極以使第一開關(guān)元件以頻率f導(dǎo)體和不導(dǎo)通，-輸出端子(K5，K6)，用于連接該燈，和-一個第一電路(S2+EL1)，其在運(yùn)行期間連接輸出端子并且含有一個第二開關(guān)元件(S2)和裝置(S2)用于使第二開關(guān)元件導(dǎo)體和不導(dǎo)通，其特征在于，該控制電路具有一個電路部分I，用于在燈啟動之后降低頻率f。
2．如權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，該DC-DC轉(zhuǎn)換器含有一個下轉(zhuǎn)換器。
3．如權(quán)利要求1或者2的電路裝置，其特征在于，該單向元件含有一個二極管(D1)。
4．如權(quán)利要求1、2或者3的電路裝置，其特征在于，第二個開關(guān)元件和用于使第二個開關(guān)元件導(dǎo)通和不導(dǎo)通的裝置含有一發(fā)光放電啟動器(S2)。
5．如上述權(quán)利要求之一的電路裝置，其特征在于，該第一電路在運(yùn)行期間含有一個燈電極(EL1)。
6．如上述權(quán)利要求之一的電路裝置，其特征在于，第一開關(guān)元件被控制電路以如下方式導(dǎo)通和不導(dǎo)通，該電感元件在燈啟動之前傳輸一連續(xù)的電流。
7．如上述權(quán)利要求之一的電路裝置，其特征在于，第一開關(guān)元件被控制電路以如下方式導(dǎo)通和不導(dǎo)通，該電感元件在燈啟動之后傳輸一連續(xù)的電流。
8．一緊湊的燈，含有-一光傳輸?shù)姆烹娙萜?8)，具有含有稀有氣體的填充物和兩個電極，-一燈外殼(6)，用于保護(hù)放電容器，-一燈帽(3)，具有電接觸端(1，2)和用于保護(hù)該燈外殼，和，-一鎮(zhèn)流器電路(B)，耦合在接觸端子和電極之間以用于從電源電壓產(chǎn)生一燈電流，其特征在于，該鎮(zhèn)流器電路含有一如上述權(quán)利要求之一的電路裝置。
9．如權(quán)利要求8的緊湊的燈，其特征在于，該緊湊的燈是一個緊湊的熒光燈。
全文摘要
用于緊湊的熒光燈的鎮(zhèn)流器電路含有一個下轉(zhuǎn)換器用于在穩(wěn)定運(yùn)行時以DC電流運(yùn)行該燈。在預(yù)熱和啟動階段期間,該下轉(zhuǎn)換器以連續(xù)的方式運(yùn)行,并且在穩(wěn)定運(yùn)行期間以斷續(xù)的方式運(yùn)行。
文檔編號F21S2/00GK1287770SQ99801888
公開日2001年3月14日 申請日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月22日
發(fā)明者E·N·K·P·M·埃貝森, A·A·M·馬里努斯 申請人:皇家菲利浦電子有限公司