專利名稱：燈驅動器的制作方法
技術領域：
燈驅動器技術領域[0001]本實用新型涉及高強度放電燈(HID燈)技術領域，尤其涉及一種用于HID燈的燈驅動器。
背景技術：
[0002]在HID燈的工作中，存在多個不同的階段。首先是點火階段，在點火階段期間，向燈提供一高電壓來點燃所述燈。[0003]點火階段之后的下一階段是“接續(xù)”階段，在“接續(xù)”階段期間所述燈內放電穩(wěn)定。 在“接續(xù)”階段之后，所述燈處于“爬升”階段，在“爬升”階段期間所述燈變熱并且等離子體的組成發(fā)生。當燈達到穩(wěn)定工作條件時，其進入被稱為“穩(wěn)定工作”的階段。除了所述燈隨后進入的這些階段之外，在正常工作的情況下，所述燈仍然可能進入一不平常的階段，例如 “壽命終止(E0L)”階段。在這個“壽命終止”階段，燈被嚴重消耗以使得不再可能保持正常工作。在上面提到的(除了“穩(wěn)定工作”和“爬升”階段之外的)所有工作階段內，所述燈兩端的平均電壓高于“穩(wěn)定工作”階段的平均電壓。如果這種較高電壓維持一長的時間，所述燈或燈驅動器可能被損壞或者變得太熱而導致危險狀況。發(fā)明內容[0004]本實用新型的目的是在HID燈的每個工作階段防止出現(xiàn)危險狀況。[0005]根據(jù)本實用新型，提供一種用于HID燈的燈驅動器，所述燈驅動器裝配有[0006]-用于連接到電源的輸入端子；[0007]-耦接到所述輸入端子的電路部件I，用于點燃所述燈并用于根據(jù)由所述電源提供的供電電壓生成一燈電流，并且裝配有燈連接端子；[0008]-耦接到所述電路部件I的電路部件II，用于生成表示燈電壓幅值的信號Sl；[0009]-耦接到所述電路部件II的電路部件III，用于在一時間間隔之后生成一停止信號S2，所述時間間隔由所述信號Sl的幅值確定；[0010]-耦接到所述電路部件I和電路部件III的停止電路，用于在所述停止信號S2的影響下停止所述電路部件I的工作；以及[0011]-耦接到所述電路部件I的再激活電路，用于在一預定時間間隔之后再激活所述電路部件I。[0012]在燈的工作期間，電路部件II生成表示燈電壓幅值的信號Si。電路部件III在時間間隔之后生成一停止信號，所述時間間隔由信號Si表示的燈電壓幅值確定。通常，燈電壓的幅值越小，時間間隔越大，反之亦然。所述時間間隔被選擇來在燈驅動器的電路或所述燈被損壞或出現(xiàn)危險狀況之前生成所述停止信號。所述停止電路在所述停止信號S2的影響下停止所述電路部件I的工作。通常期望再次激活所述電路部件I并嘗試獲得穩(wěn)定的工作。然而，電路部件I的再激活不能在電路部件I的工作被停止之后立即進行，因為所述燈及其驅動器都還是熱的，應該僅在一預定時間間隔之后再激活所述電路部件I。在根據(jù)本實用新型的燈驅動器中，所述再激活電路僅僅在一預定時間間隔之后再激活所述電路部件I。 當然，所述預定時間間隔的持續(xù)時間被選擇以使得所述燈和電路能夠足夠的冷卻。例如所述預定時間間隔的持續(xù)時間能夠在電路部件I被停止之前根據(jù)所述信號Sl的幅值來確定， 但也能夠被選擇為一與信號Sl的幅值無關的恒定值。[0013]停止電路能以一種便宜且有效的方式來實現(xiàn)，其包括一電路部件IV，所述電路部件IV可工作在第一和第二工作狀態(tài)，如果所述電路部件IV處于第二工作狀態(tài)所述停止電路保持所述電路部件I不工作，如果所述電路部件IV處于第一工作狀態(tài)則保持所述電路部件I處于工作狀態(tài)。[0014]優(yōu)選地，所述電路部件IV通過所述停止信號S2從第一工作狀態(tài)改變到第二工作狀態(tài)，并通過暫時降低所述電路部件IV的供電電壓來從第二工作狀態(tài)重置到第一工作狀態(tài)。[0015]在這種情況下，所述再激活電路優(yōu)選包括一電路，用于當所述電路部件IV處于第二工作狀態(tài)時降低所述電路部件IV的供電電壓，并用于在等于所述預定時間間隔的一時延結束時恢復所述供電電壓且在所述工作狀態(tài)從第一工作狀態(tài)變化到第二工作狀態(tài)就開始。[0016]所述電路部件IV優(yōu)選包括一集成電路或是一集成電路的一部分。

[0017]參考附圖，將進一步討論本實用新型的燈驅動器的實施例。在附圖中，[0018]圖1示出了根據(jù)本實用新型的燈驅動器的一實施例；[0019]圖2示出了信號Sl的幅值與所述時間間隔的持續(xù)時間的關系。
具體實施方式
[0020]在圖1中，Kl和K2為用于連接到電源的輸入端子。二極管D3、D5、D1和D6，電容器C1、C4-C6，開關元件Ml和M2，扼流圈Li，燈連接端子K3和K4，以及生成用于開關元件Ml 和M2的控制信號的驅動電路CC，一起形成電路部件I，以用于點燃所述燈并用于根據(jù)由所述電源提供的供電電壓生成燈電流。[0021]電阻器R3和R4，電容器C2，以及二極管Dl和D2 —起形成電路部件II，其耦接到電路部件I以用于生成表示燈電壓幅值的信號Si。電阻器R5，電容器C3，比較器COMP以及生成參考電壓Vl的參考電壓源Vref—起形成電路部件III，其耦接到電路部件II以用于在一時間間隔之后生成一停止信號S2，所述時間間隔由信號Sl的幅值確定。所述比較器COMP的輸出端連接到驅動電路CC的輸入端。所述驅動電路的一部分形成停止電路，以用于在所示停止信號S2的影響下停止所述電路部件I的工作。所述停止電路還包括電路部件IV，其能夠工作在第一和第二工作狀態(tài)，如果電路部件IV處于第二工作狀態(tài)則所述停止電路保持所述電路部件I不工作而如果電路部件IV處于第一工作狀態(tài)則保持所述電路部件I處于工作狀態(tài)。[0022]電路部件Vsup用于生成一供電電壓。電路部件Vsup的第一端子接地。電路部件 Vsup的第二端子連接到電容器C6的正極端子。[0023]電路部件RC的輸入端子耦接到驅動電路CC的一輸出端子，所述輸出端子還連接4到開關元件M2的控制電極。電路部件RC的輸出端子耦接到電路部件Vsup的輸入端子。驅動電路CC的供電電壓輸入端子連接到電路部件Vsup的輸出端子。電路部件RC形成再激活電路，以用于在一預定時間間隔之后再激活電路部件I。[0024]圖1所示燈驅動器的工作描述如下。當輸入端子Kl，K2連接到電源時，驅動電路 CC使開關元件Ml和M2交替地導通和不導通，由此連接在燈連接端子之間的所述燈的兩端出現(xiàn)高頻電壓。燈兩端的這個電壓生成一電流流經電阻器R3和電容器C2。這個電流的正電流部分流過二極管D2和電阻器R4，而負電流部分流過二極管Dl。由此，為電阻器R4上提供了一正電壓脈沖，其幅值取決于所述燈電壓的幅值。這些正電壓脈沖為電容器C3充電。 在燈電壓幅值較低的情況下，就是在穩(wěn)定工作期間的情況下，電容器C3上的電壓不會達到參考電壓源Vref生成的電壓值VI。由此，比較器COMP的輸出信號不會從低變到高，這使得停止電路不會被激勵并且電路部件I的工作不會被停止。然而，如果所述燈電壓足夠高，電阻器R4上的電壓將電容器C3充電到一個比電壓值Vl更高的值，停止電路則會被激勵以使得電路部件I的工作被停止。停止電路的激勵是通過電路部件IV在停止信號S2的影響下從其第一工作狀態(tài)改變到第二工作狀態(tài)來實現(xiàn)的。在圖1所示的實施例中，由于驅動電路 CC在所述電路部件IV處于其第二工作狀態(tài)時不生成用于開關元件Ml和M2的控制信號，電路部件I的工作被停止。[0025]請注意，當所述燈兩端的電壓增加時電阻器R4上的電壓將會增加，由此電容器C3 被充電到電壓值Vl的時長將會更短。換而言之，在停止電路的被激勵之前，更高的燈電壓出現(xiàn)在更短的時長期間。圖2示出了這個效果。沿著圖2的水平軸以任意單位示出了燈電壓，沿著垂直軸以任意單位示出了時間。所述曲線示出了燈電壓的幅值和時長之間的關系， 所述時長為停止電路被激勵之前所述燈電壓存在的持續(xù)時間?？梢钥闯?，當燈電壓增加時， 這個時長變短。對于燈電壓的低電壓值(穩(wěn)定工作)，所述持續(xù)時間為無限長，換而言之停止電路不會被激勵。燈電壓越高，所述燈以及燈驅動器的部分就會更快地變得過熱或被損壞。 停止電路被激勵前的時長與燈電壓之間的所選擇關系確保了 對于燈電壓幅值的每個值， 都能夠在燈或燈驅動器被損壞之前停止所述燈驅動器。在燈的點火、接續(xù)和壽命終止期間， 出現(xiàn)較高的燈電壓。[0026]當停止電路被激勵且燈的工作被停止時，這被電路部件RC感測到，因為這時沒有用于較低開關元件M2的控制信號出現(xiàn)在其輸入端。由此，電路部件RC使得其輸出端的信號從高降到低，使得電路部件Vsup生成的供電電壓被降低。受其影響，驅動電路CC的供電電壓輸入端的電壓以及由此電路部件IV的供電電壓也被降低。在一預定時間間隔之后，電路部件RC輸出端的信號從低升到高，使得電路部件Vsup生成的供電電壓恢復到其正常值。 由此，電路部件IV被重置到第一工作狀態(tài)，且驅動電路CC被提供以適當?shù)墓╇婋妷簭亩_始一新的燈工作序列，所述工作序列以點火開始并隨后為燈提供一燈電流。[0027]停止電路和再激活電路的后續(xù)動作使得燈的兩端在時間間隔期間存在有較高燈電壓，然后停止電路停止燈的工作，并且在預定時間間隔之后恢復燈的工作。這個序列被稱為斷續(xù)操作。所述預定時間間隔例如通過電路部件RC內置的數(shù)字計時器進行計時，并且從電路部件RC感測到燈的工作被停止時開始計時?？商鎿Q地，所述這個計時當然也可以通過電阻器電容器組合或其它任何已知方式來完成。[0028]如果例如所述燈點火失敗，在由燈電壓確定的時間間隔期間，點火電壓存在于燈的兩端；在間間隔之后，燈驅動器的工作被中斷預定時間間隔(在這個實施例中所述預定時間間隔與燈電壓無關)。當預定時間間隔結束時，點火電壓再次提供給燈，等等。當然，如果燈點火成功且燈電壓在所述時間間隔結束之前降低，所述停止電路不會被激勵且燈的工作將繼續(xù)。[0029]在所述燈沒有成功接續(xù)或者處于壽命終止階段的情況下，也進行類似的斷續(xù)操作。[0030]在壽命終止階段，燈的內放電管泄漏。這意味著內放電管的氣體現(xiàn)在位于外泡殼內。這很容易在外泡殼內實現(xiàn)點火。當外泡殼點火導致了一持續(xù)的外泡殼放電時，問題就出現(xiàn)了。當內支撐線的溫度超過了一高值時就是這樣的情況。這在驅動器輸送過多能量到外泡殼時就會發(fā)生。為了避免這個高能量，只要一進入EOL階段，所述停止電路和再激活電路就將引入斷續(xù)模式(工作時間由EOL階段的燈電壓確定，停止時間是固定的)。將會發(fā)生下面的事項[0031]EOL很容易導致外泡殼內的擊穿。然而，由于在外泡殼內不存在著接續(xù)，典型的均方根(rms)電壓將會很高。由于燈電壓將超過130V所述停止-再激活電路將會被觸發(fā)。在圖1所示的燈驅動器的一實際應用中，由燈電壓確定的時間間隔為5秒，因此所示工作在5 秒后停止。[0032]由于驅動器將在時間間隔后自動重新啟動，因此將會出現(xiàn)斷續(xù)模式，其中所述時間間隔對于這個實際應用為7秒(工作5秒，停止7秒)。所述斷續(xù)模式不是足夠的長，從而允許接續(xù)或者支撐線的熱電子發(fā)射。這意味著外泡殼內不可能具有強放電。[0033]將會存在一個所述燈的金屬部件到外泡殼壁的噴射或輸運機制。這個機制由斷續(xù)模式觸發(fā)。其結果是外泡殼的金屬化。這個大的金屬表面將開始充當吸氣劑并收集外泡殼內的氣體(例如氬氣)。[0034]通過吸氣減少外泡殼內的氬氣量提高了點火電壓并最終導致不會發(fā)生任何擊穿事件。[0035]不發(fā)生外泡殼擊穿事件保證了系統(tǒng)的安全的E0L。燈泡將不會遭受外泡殼放電或白熾模式。
權利要求1.一種用于HID燈的燈驅動器，其裝配有輸入端子，用于連接到電源；電路部件I，其耦接到所述輸入端子，用于點燃HID燈并用于根據(jù)由所述電源提供的供電電壓生成燈電流，并裝配有燈連接端子；其特征是，所述燈驅動器還包括電路部件II，其耦接到電路部件I，用于生成表示燈電壓幅值的信號Sl ；電路部件III，其耦接到電路部件II，用于在時間間隔之后生成停止信號S2，所述時間間隔由信號Sl的幅值確定；停止電路，其耦接到電路部件I和電路部件III，用于在所述停止信號S2的影響下停止電路部件I的工作；再激活電路，其耦接到電路部件I，用于在一預定時間間隔之后再激活電路部件I。
2.根據(jù)權利要求1所述的燈驅動器，其特征是，當信號Sl表示的燈電壓升高時所述時間間隔減少。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的燈驅動器，其特征是，所述停止電路包括一電路部件IV， 其工作在第一和第二工作狀態(tài)，如果所述電路部件IV處于第二工作狀態(tài)所述停止電路保持電路部件I不工作，如果所述電路部件IV處于第一工作狀態(tài)則保持所述電路部件I處于工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權利要求3所述的燈驅動器，其特征是，所述電路部件IV的工作狀態(tài)通過所述停止信號S2從第一工作狀態(tài)改變到第二工作狀態(tài)，并通過暫時降低所述電路部件IV的供電電壓所述電路部件IV能從第二工作狀態(tài)重置到第一工作狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求4所述的燈驅動器，其特征是，所述再激活電路包括一電路，用于當所述電路部件IV處于第二工作狀態(tài)時降低所述電路部件IV的供電電壓，并用于在等于所述預定時間間隔的一時延結束時恢復所述供電電壓，且在所述工作狀態(tài)從第一工作狀態(tài)變化到第二工作狀態(tài)時就開始。
6.根據(jù)權利要求3所述的燈驅動器，其特征是，所述電路部件IV包括一集成電路或是一集成電路的一部分。
7.根據(jù)權利要求4或5所述的燈驅動器，其特征是，所述電路部件IV包括一集成電路或是一集成電路的一部分。
專利摘要本實用新型提供一種用于HID燈的燈驅動器，其裝配有輸入端子，用于連接到電源；電路部件I，其耦接到所述輸入端子，用于點燃HID燈并用于根據(jù)由所述電源提供的供電電壓生成燈電流，并裝配有燈連接端子；電路部件II，其耦接到電路部件I，用于生成表示燈電壓幅值的信號S1；電路部件III，其耦接到電路部件II，用于在時間間隔之后生成停止信號S2，所述時間間隔由信號S1的幅值確定；停止電路，其耦接到電路部件I和電路部件III,用于在所述停止信號S2的影響下停止電路部件I的工作；再激活電路，其耦接到電路部件I，用于在一預定時間間隔之后再激活電路部件I。所述燈和燈驅動器由此被保護以免遭過高溫度導致的損害。
文檔編號H05B41/288GK202276534SQ20112006332
公開日2012年6月13日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2010年7月8日
發(fā)明者J.S.赫希, P.A.M.德布魯克, R.范杭斯庫滕 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司