專利名稱：放電燈保護(hù)電路、電子鎮(zhèn)流器以及放電燈燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種放電燈保護(hù)電路、電子鎮(zhèn)流器以及放電燈燈具。
背景技術(shù)：
放電燈廣泛應(yīng)用于各種需要照明的場合。通常，放電燈包含以氣密方式密封于放電空間中的發(fā)光管、放電空間中的可電離填充物以及一對電極。在工作時，放電燈的電極上被加載驅(qū)動電壓，相應(yīng)地，這對電極之間的放電空間內(nèi)會發(fā)生氣體放電并形成燈電流，從而使得放電燈發(fā)光。然而，對于許多放電燈，例如高強(qiáng)度放電燈(High Intensity ischarge，HID)在其工作壽命后期(或稱為“壽終”)會出現(xiàn)放電不穩(wěn)定及燈電壓異常等現(xiàn)象，放電燈的溫度有可能會顯著升高。放電燈溫度的升高會引起燈座以及電線發(fā)熱并可能導(dǎo)致其中的塑料或其他絕緣材料融化等問題。因此，需要提供一種保護(hù)電路來避免放電燈因壽終而發(fā)熱。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的基本思想是利用放電燈的燈壓來判斷其是否壽終，并通過降低放電燈的驅(qū)動電流來降低其壽終功率，從而減少壽終時放電燈的發(fā)熱。為了解決上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種放電燈保護(hù)電路，包括比較模塊，用于接收燈壓檢測信號，并比較所述燈壓檢測信號與參考燈壓以生成過壓檢測信號；調(diào)制模塊，用于以所述過壓檢測信號來對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出被調(diào)制的功率控制信號。根據(jù)本實(shí)用新型的另一個方面，還提供了一種放電燈保護(hù)電路，包括第一開關(guān)、定時電容、比較器以及調(diào)制模塊，其中，所述第一開關(guān)與所述定時電容串聯(lián)耦接，所述第一開關(guān)的控制端耦接到燈壓檢測信號，在所述第一開關(guān)閉合時，所述定時電容被充電；所述比較器的一個輸入端耦接到所述定時電容的第一端，另一個輸入端耦接到閾值電壓，其輸出端輸出過壓比較信號；所述調(diào)制模塊的一個輸入端耦接到所述比較器的輸出端，另一個輸入端耦接到功率控制信號，其輸出端輸出被調(diào)制的功率控制信號。根據(jù)本實(shí)用新型的又一方面，還提供了一種用于驅(qū)動放電燈的電子鎮(zhèn)流器，包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、點(diǎn)亮模塊、逆變模塊以及前述方面中所述的放電燈保護(hù)電路。根據(jù)本實(shí)用新型的再一方面，還提供了一種放電燈燈具，包括放電燈以及根據(jù)前述方面中所述的電子鎮(zhèn)流器。相比于傳統(tǒng)放電燈的驅(qū)動電路，本實(shí)用新型的放電燈保護(hù)電路通過放電燈的燈壓來確定其是否處于壽終狀態(tài)。當(dāng)放電燈壽終時，該保護(hù)電路能夠迅速地降低放電燈的驅(qū)動電流，從而限制放電燈的壽終功率。這既有效地減少了壽終狀態(tài)下放電燈的發(fā)熱，又使得放電燈的驅(qū)動電路能夠得到有效的保護(hù)，提高了使用安全性。[0011]本實(shí)用新型的以上特性及其他特性將在下文中的實(shí)施例部分進(jìn)行明確地闡述。

通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述，能夠更容易地理解本實(shí)用新型的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)。其中，相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的裝置。圖1示出了應(yīng)用根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的保護(hù)電路的電子鎮(zhèn)流器100的框圖；圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的放電燈保護(hù)電路200的框圖；圖3示出了圖1的電子鎮(zhèn)流器100的電路示意圖；圖4示出了圖2的放電燈保護(hù)電路200中比較模塊的電路示意圖；圖5示出了采用雙極型晶體管的圖2的保護(hù)電路200的比較模塊的電路示意圖；圖6示出了采用場效應(yīng)晶體管的圖2的保護(hù)電路200的比較模塊的電路示意圖；圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的保護(hù)電路700 ；圖8示出了采用雙極型晶體管的圖7的保護(hù)電路700的比較模塊與點(diǎn)亮檢測模塊的電路示意圖；圖9示出了采用場效應(yīng)晶體管的圖7的保護(hù)電路700的比較模塊與點(diǎn)亮檢測模塊的電路示意圖；圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的用于放電燈的驅(qū)動方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)討論實(shí)施例的實(shí)施和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所討論的具體實(shí)施例僅僅示范性地說明實(shí)施和使用本實(shí)用新型的特定方式，而非限制本實(shí)用新型的范圍。圖1示出了應(yīng)用根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的保護(hù)電路的電子鎮(zhèn)流器100的框圖。如圖1所示，該電子鎮(zhèn)流器100包括電壓轉(zhuǎn)換模塊101、逆變模塊103、點(diǎn)亮模塊 105、控制模塊107以及保護(hù)電路109，其中電壓轉(zhuǎn)換模塊101用于將交流電源提供的交流電源電壓轉(zhuǎn)換為直流電源電壓；逆變模塊103用于接收電壓轉(zhuǎn)換模塊101提供的直流電源電壓，并在功率控制信號的控制下，將該直流電源電壓轉(zhuǎn)換為交流工作電壓并提供給放電燈111，該放電燈111例如為高強(qiáng)度放電燈；點(diǎn)亮模塊105用于接收電壓轉(zhuǎn)換模塊101提供的直流電源電壓并生成高幅值的點(diǎn)亮電壓，并在點(diǎn)亮信號的控制下，向放電燈111提供該點(diǎn)亮電壓以點(diǎn)亮該放電燈；控制模塊107用于提供各種控制信號，包括向逆變模塊103提供功率控制信號，向點(diǎn)亮模塊105提供點(diǎn)亮信號；以及可選地，向電壓轉(zhuǎn)換模塊101提供功率因素校正信號，該功率因素校正信號通過控制電壓轉(zhuǎn)換模塊101的工作狀態(tài)來調(diào)整電路的功率因素，即有效功率與視在功率的比率。保護(hù)電路109用于接收放電燈111的燈壓檢測信號，并比較燈壓檢測信號與參考燈壓來確定放電燈111是否處于壽終狀態(tài)在放電燈111壽終狀態(tài)時，該保護(hù)電路109對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，從而改變逆變模塊103提供給放電燈111的驅(qū)動功率。[0031]具體地，電壓轉(zhuǎn)換模塊101包括整流單元與功率因素校正單元，其中該整流單元用于將交流電源電壓轉(zhuǎn)換為直流脈動電壓，而功率因素校正單元則進(jìn)一步將整流單元生成的直流脈動電壓進(jìn)行濾波及功率因素校正，以將直流脈動電壓轉(zhuǎn)換為適于電子鎮(zhèn)流器100 中后級電路模塊的基本穩(wěn)定的直流電源電壓。應(yīng)該認(rèn)識到，上述的電壓轉(zhuǎn)換模塊101的電路結(jié)構(gòu)是示例性的而非限制性的，任何其他能夠?qū)⒔涣麟娫措妷恨D(zhuǎn)換為直流電源電壓的電路均可應(yīng)用于本實(shí)用新型。逆變單元103采用開關(guān)電源電路，在功率控制信號的控制下，電路中的開關(guān)的閉合或打開狀態(tài)被改變，從而使得加載在放電燈111兩端的電壓的幅值以及電壓方向都可以相應(yīng)變化，進(jìn)而將直流電源電壓轉(zhuǎn)換為適于放電燈111正常工作的交流驅(qū)動電壓，并實(shí)現(xiàn)對放電燈111驅(qū)動功率的控制。需要說明的是，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的不同，本實(shí)用新型的電子鎮(zhèn)流器以及保護(hù)電路既可以用于高強(qiáng)度放電燈，也可以用于其它放電燈，不應(yīng)限制其范圍。圖2示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的放電燈保護(hù)電路200的框圖。如圖2所示，該保護(hù)電路200包括比較模塊201，用于接收燈壓檢測信號，并比較所述燈壓檢測信號與參考燈壓以生成過壓檢測信號；調(diào)制模塊203，用于以所述過壓檢測信號來對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出被調(diào)制的功率控制信號。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)放電燈處于正常工作狀態(tài)下，即其能夠在發(fā)光管內(nèi)建立電弧并穩(wěn)定地發(fā)光時，放電燈兩個電極之間的燈壓通常維持在150伏以下，例如對于高強(qiáng)度放電燈，其燈壓大約在70至150伏的范圍內(nèi)；而當(dāng)放電燈壽終時，即其不能夠在發(fā)光管內(nèi)建立電弧并持續(xù)發(fā)光時，放電燈兩個電極之間的燈壓通常會跳變到150伏以上。因此，放電燈的燈壓變化即可以用于確定其是否處于壽終狀態(tài)。可以理解，對于不同類型或規(guī)格的放電燈，其壽終狀態(tài)與正常工作狀態(tài)的燈壓范圍可能會有所不同，上述的燈壓范圍僅為示例，不應(yīng)限制其范圍。另一方面，正如前述，對于電子鎮(zhèn)流器中的逆變模塊，由其提供在放電燈兩個電極之間的驅(qū)動電壓的幅值可以由功率控制信號來控制。例如，對于采用開關(guān)電源電路的逆變模塊，其通過提供不同占空比及不同頻率的功率控制信號來控制其中的開關(guān)打開或閉合。 具體地，對應(yīng)于各個開關(guān)的功率控制信號的占空比越高，逆變模塊所能夠提供的驅(qū)動功率通常也就越大。因此，對于處于正常工作狀態(tài)下的放電燈，調(diào)制模塊203不需要改變正常的功率控制信號；而對于處于壽終狀態(tài)的放電燈，需要降低或限制其功率到預(yù)定限值以下，相應(yīng)地，調(diào)制模塊205需要對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，以使得被調(diào)制后的功率控制信號的占空比大幅降低。圖3示出了圖1的電子鎮(zhèn)流器100的電路示意圖。如圖3所示，該電子鎮(zhèn)流器100包括電壓變換模塊101、逆變模塊103、點(diǎn)亮模塊 105、控制模塊107以及保護(hù)電路109。具體地，電壓變換模塊101包括整流單元301與功率因數(shù)校正單元302，其中，整流單元301包括橋式連接的四個二極管，其將交流電源303提供的交流電源電壓轉(zhuǎn)換為直流脈動電壓。功率因數(shù)校正單元302包括電感303以及開關(guān)304，其中電感303的一端與整流
6單元301的輸出端相耦接，其另一端與開關(guān)304的一端相耦接，而開關(guān)304的另一端耦接至參考電位，例如地電位。在實(shí)際應(yīng)用中，在控制模塊提供的功率因素校正信號的控制下，開關(guān)304的閉合與打開狀態(tài)變化，從而使得開關(guān)304的等效電阻改變。這使得該功率因素校正單元302作用為一個低通濾波電路，其可以對整流單元301輸出的直流脈動電壓進(jìn)行低通濾波，從而生成基本穩(wěn)定的直流電源電壓并提供給后級電路模塊。電壓變換模塊101輸出端通過二極管305耦接到串聯(lián)連接的第一分壓電容306以及第二分壓電容307。該串聯(lián)耦接的第一分壓電容306與第二分壓電容307耦接在直流電源電壓(第一節(jié)點(diǎn)308)與參考電位(第三節(jié)點(diǎn)310)之間，并作用為分壓電路。在實(shí)際應(yīng)用中，第一分壓電容306與第二分壓電容307通常具有相等的電容值，這使得第一分壓電容306與第二分壓電容307的公共端(第二節(jié)點(diǎn)309)形成了處于直流電源電壓與參考電位之間的中間電位，而第一分壓電容306與第二分壓電容307與逆變模塊 103配合，形成了對稱的兩個回路。這兩個對稱回路周期性地分別導(dǎo)通，以向放電燈111交流地供電。逆變模塊103包括開關(guān)311、開關(guān)312以及電感313，其中，開關(guān)311的一端耦接到第一節(jié)點(diǎn)308，其另一端與開關(guān)312的一端相耦接，而開關(guān)312的另一端耦接到參考電位， 即第三節(jié)點(diǎn)310。開關(guān)311與開關(guān)312的公共端(第四節(jié)點(diǎn)314)與電感313的一端耦接， 而電感313的另一端耦接到第一負(fù)載電容316與第二負(fù)載電容317的公共端(第五節(jié)點(diǎn) 315)，其中該第一負(fù)載電容316與第二負(fù)載電容317串聯(lián)耦接在第一節(jié)點(diǎn)308與第三節(jié)點(diǎn) 310之間。點(diǎn)亮模塊105包括變壓單元318、點(diǎn)亮開關(guān)319、升壓電容320以及升壓電阻321。 其中，該變壓單元318包括初級繞組318a與次級繞組318b，該初級繞組318a具有遠(yuǎn)小于次級繞組318b的線圈數(shù)。升壓電阻321與升壓電容320串聯(lián)耦接在第一節(jié)點(diǎn)308與第三節(jié)點(diǎn)310之間，該升壓電阻321與升壓電容320的公共端耦接到初級繞組318a的一端，而該初級繞組318a的另一端通過點(diǎn)亮開關(guān)319耦接到第三節(jié)點(diǎn)310。次級繞組318b耦接在放電燈111與電感313之間。在運(yùn)行時，點(diǎn)亮開關(guān)319在控制模塊107提供的點(diǎn)亮信號控制下周期性地打開或閉合，以使得電壓轉(zhuǎn)換模塊101提供的直流電源電壓周期性地通過升壓電阻321向升壓電容320充電，而該升壓電容320上的電壓通過變壓單元318進(jìn)一步放大。 這樣，變壓單元318的次級繞組318b可以響應(yīng)于點(diǎn)亮開關(guān)319的變化而周期性地向放電燈 111提供高幅值的點(diǎn)亮電壓，直至放電燈111被點(diǎn)亮。在放電燈111點(diǎn)亮后，點(diǎn)亮開關(guān)319 保持打開，從而使得變壓單元318僅作用為與放電燈111串聯(lián)耦接的電感。在一個實(shí)施例中，電感313通過鐵芯與檢測繞組322耦合，以使得電感313兩端的電壓正比于檢測繞組322兩端的電壓。在應(yīng)用中，由于電感313兩端的電壓與放電燈111 的燈壓的電壓和基本等于第二節(jié)點(diǎn)309與第三節(jié)點(diǎn)310之間的電位差，而該電位差由基本恒定的直流電源電壓確定。因此，檢測繞組322兩端的電壓變化關(guān)聯(lián)于放電燈111的燈壓變化。這樣，檢測繞組322輸出的電壓即可反映放電燈111燈壓變化，可以以其作為燈壓檢測信號。具體而言，相比于正常工作的放電燈111，當(dāng)處于壽終狀態(tài)時，放電燈的燈壓較高， 相應(yīng)地，燈壓檢測信號較低。圖4示出了圖2的放電燈保護(hù)電路200中比較模塊的電路示意圖。[0049]如圖4所示，比較模塊包括定時電容401以及比較器403。定時電容401在燈壓檢測信號的控制下被充電；而比較器403用于接收定時電容401的電壓與閾值電壓，并基于定時電容401的電壓與閾值電壓的比較結(jié)果輸出燈壓檢測信號。具體地，比較模塊還包括第一開關(guān)405，其用于接收燈壓檢測信號，并響應(yīng)于燈壓檢測信號的變化而控制定時電容401的充電。定時電容401與第一開關(guān)405串聯(lián)耦接在第一電位Vdd與第二電位V。。之間，而該第一開關(guān)405的控制端耦接到燈壓檢測信號。其中，第一開關(guān)405的第一端耦接到第一電位Vdd，第一開關(guān)405的第二端耦接到定時電容401的第一端，定時電容401的第二端耦接到第二電位V。。。在應(yīng)用中，第一開關(guān)405響應(yīng)于該燈壓檢測信號的變化而相應(yīng)打開或閉合。在第一開關(guān)405閉合時，第一電位Vdd與第二電位V。。之間的電勢差使得定時電容401被充電。 例如，對于前述電壓互感器所檢測的燈壓檢測信號，當(dāng)燈壓檢測信號較高時，例如燈壓檢測信號與第一電位Vdd配合使得第一開關(guān)405打開，定時電容401不會被充電；而當(dāng)燈壓檢測信號較低時，例如燈壓檢測信號與第一電位Vdd配合使得第一開關(guān)405閉合，定時電容403 即被耦接在第一電位Vdd與第二電位V。。之間，從而其被充電。比較器403具有兩個輸入端與一個輸出端，其中一個輸入端耦接到定時電容401 的第一端，以接收定時電容401的電壓。比較器403的另一個輸入端耦接到閾值電壓。通過比較兩個輸入端信號之間的差異，比較器403在其輸出端相應(yīng)地輸出過壓檢測信號。具體地，當(dāng)定時電容401未充電或剛開始充電時，其電壓低于閾值電壓，在這種情況下，比較器403輸出第一狀態(tài)的過壓檢測信號，例如為邏輯‘1’。而當(dāng)定時電容401持續(xù)充電一段時間后，其上的電壓超過閾值電壓，這使得比較器403輸出與第一狀態(tài)相反的第二狀態(tài)的過壓檢測信號，例如為邏輯‘0’。正如前述，保護(hù)電路的調(diào)制模塊用于以過壓檢測信號來對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出被調(diào)制的功率控制信號。其中，調(diào)制模塊通常包括兩個輸入端，其中一個輸入端耦接到比較器403的輸出端以接收過壓檢測信號，而另一個輸入端耦接到功率控制信號， 即控制模塊中提供功率控制信號的引腳；調(diào)制模塊在其輸出端輸出被調(diào)制的功率控制信號。在一個實(shí)施例中，調(diào)制模塊包括乘法器或與門，或者其他邏輯電路元件。以調(diào)制模塊為與門為例，當(dāng)其接收到邏輯‘1’的過壓檢測信號時，其輸出信號取決于功率控制信號， 因此調(diào)制模塊的輸出信號與其所述接收的功率控制信號相同，例如其占空比保持不變。當(dāng)調(diào)制模塊接收到邏輯‘0’的過壓檢測信號時，其輸出信號保持為邏輯‘0’，不受功率控制信號的影響，這使得功率控制信號的占空比改變。在應(yīng)用中，功率控制信號占空比的改變會使得流過放電燈的電流發(fā)生變化，并進(jìn)一步改變電子鎮(zhèn)流器提供給放電燈的驅(qū)動功率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)過壓檢測信號的不同、參考電位的不同或者調(diào)制模塊邏輯的不同，該比較模塊的結(jié)構(gòu)可以相應(yīng)變化，不應(yīng)限制其范圍。在實(shí)際的保護(hù)電路200中，第一開關(guān)405可以采用雙極型晶體管或場效應(yīng)晶體管， 或者其他開關(guān)結(jié)構(gòu)。接下來，以采用雙極型晶體管與場效應(yīng)晶體管為例，對保護(hù)電路200的具體電路作進(jìn)一步的說明。圖5示出了采用雙極型晶體管的圖2的保護(hù)電路200的比較模塊的電路示意圖。如圖5所示，比較模塊包括第一輸入電阻501、輸入電容502、第一偏置電阻503、第一雙極型晶體管504、限流電阻505、定時電容506以及比較器(圖中未示出)。其中，該第一雙極型晶體管504為PNP型晶體管，可以理解，在實(shí)際應(yīng)用中，其亦可以為NPN型晶體管并作為開關(guān)使用。具體地，第一輸入電阻501與輸入電容502串聯(lián)耦接在第一節(jié)點(diǎn)511與第二電位 Vcc之間，該第一節(jié)點(diǎn)511耦接至燈壓檢測信號。第一輸入電阻501與輸入電容502的公共端(第二節(jié)點(diǎn)51 耦接到第一雙極型晶體管504的基極。第一偏置電阻503、第一雙極型晶體管504、限流電阻505以及定時電容506串聯(lián)地耦接在第一電位Vdd與第二電位V。。之間。其中第一偏置電阻503的一端耦接至第一電位 Vdd，其另一端耦接至第一雙極型晶體管504的發(fā)射極。第一雙極型晶體管504的集電極則通過限流電阻505耦接到定時電容506的一端(第三節(jié)點(diǎn)513)，而定時電容506的另一端耦接到第二電位V。。。同時，第三節(jié)點(diǎn)513進(jìn)一步耦接到比較器的一個輸入端，以將定時電容506上的電壓輸出。在一個可選的實(shí)施例中，第一雙極型晶體管504的集電極與第三節(jié)點(diǎn)513之間還可以進(jìn)一步串聯(lián)耦接二極管，該二極管的N極耦接到定時電容506上。通過接入二極管，可以避免因定時電容506的電壓過高而經(jīng)由第一雙極型晶體管504放電。在運(yùn)行中，當(dāng)放電燈正常工作時，放電燈的燈壓低于參考燈壓，這使得燈壓檢測信號高于某預(yù)定值。相應(yīng)地，第二節(jié)點(diǎn)512上的電壓較高，這使得第一雙極型晶體管504截止， 定時電容506不會被充電，第三節(jié)點(diǎn)513的電壓低于閾值電壓。因此，比較器比較第三節(jié)點(diǎn) 513上的電壓與閾值電壓后，輸出第一狀態(tài)的過壓檢測信號。相應(yīng)地，調(diào)制模塊在接收到該第一狀態(tài)的過壓檢測信號后，不改變功率控制信號。當(dāng)放電燈處于壽終狀態(tài)時，放電燈的燈壓高于參考燈壓，這使得燈壓檢測信號低于某預(yù)定值。相應(yīng)地，第二節(jié)點(diǎn)512上的電壓較低，配合第一雙極型晶體管504發(fā)射極上加載的較高的第一電位Vdd，使得第一雙極型晶體管504導(dǎo)通，定時電容506被充電，以使得第三節(jié)點(diǎn)513的電壓高于閾值電壓。因此，比較器比較第三節(jié)點(diǎn)513上的電壓與閾值電壓后， 輸出第二狀態(tài)的過壓檢測信號。相應(yīng)地，調(diào)制模塊在接收到該第二狀態(tài)的過壓檢測信號后， 會相應(yīng)改變功率控制信號，例如降低功率控制信號的占空比。需要說明的是，由于功率控制信號通常是周期信號，因此過壓檢測信號也要求是適于該功率控制信號的周期信號。為生成該周期性的過壓檢測信號，定時電容506會周期性地放電，例如通過并聯(lián)耦接在其兩端的定時開關(guān)。這樣，當(dāng)燈壓檢測信號較低而使得第一雙極型晶體管導(dǎo)通時，定時電容506可以周期性地充電與放電，從而輸出周期性的過壓檢測信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，定時電容506的充電時間(例如從0充電到超過閾值電壓以上的時間)取決于充電電流以及定時電容506的電容值，而該充電電流與第一偏置電阻503以及限流電阻505的電阻值相關(guān)。通過調(diào)節(jié)第一偏置電阻503、限流電阻505和/ 或定時電容506，可以實(shí)現(xiàn)對定時電容506的充電時間的控制，進(jìn)而對功率控制信號的占空比進(jìn)行調(diào)制。圖6示出了采用場效應(yīng)晶體管的圖2的保護(hù)電路200的比較模塊的電路示意圖。 如圖6所示，該比較模塊包括第一輸入電阻601、輸入電容602、第一MOS晶體管604、限流電阻605、定時電容606以及比較器(圖中未示出)。其中，該第一 MOS晶體管604為PMOS晶體管，可以理解，在實(shí)際應(yīng)用中，其亦可以為匪OS型晶體管并作為開關(guān)使用。第一輸入電阻601與輸入電容602串聯(lián)耦接在第一節(jié)點(diǎn)611與第二電位V。。之間， 該第一節(jié)點(diǎn)611耦接至燈壓檢測信號。第一輸入電阻601與輸入電容602的公共端(第二節(jié)點(diǎn)612)耦接到第一 MOS晶體管604的基極。第一 MOS晶體管604、限流電阻605以及定時電容606串聯(lián)地耦接在第一電位Vdd 與第二電位V。。之間。其中第一 MOS晶體管604的源極通過限流電阻605耦接到定時電容 606的一端(第三節(jié)點(diǎn)613)，而定時電容606的另一端耦接到第二電位V。。。同時，第三節(jié)點(diǎn)613耦接到比較器的一個輸入端，以將定時電容606的電壓輸出。在一個可選的實(shí)施例中，第一 MOS晶體管604的漏極與第三節(jié)點(diǎn)613之間還可以進(jìn)一步串聯(lián)耦接二極管，該二極管的N極耦接到定時電容606上。通過接入二極管，可以避免因定時電容606的電壓過高而經(jīng)由第一 MOS晶體管604放電。在運(yùn)行中，當(dāng)放電燈正常工作時，放電燈的燈壓低于參考燈壓，這使得燈壓檢測信號高于某預(yù)定值。相應(yīng)地，第二節(jié)點(diǎn)612上的電壓較高，這使得第一 MOS晶體管604截止， 定時電容606不會被充電，第三節(jié)點(diǎn)613的電壓低于閾值電壓。因此，比較器比較第三節(jié)點(diǎn) 613上的電壓與閾值電壓后，輸出第一狀態(tài)的過壓檢測信號。當(dāng)放電燈處于壽終狀態(tài)時，放電燈的燈壓高于參考燈壓，這使得燈壓檢測信號低于某預(yù)定值。相應(yīng)地，第二節(jié)點(diǎn)612上的電壓較低，配合第一 MOS晶體管604源極上加載的較高的第一電位Vdd，使得第一 MOS晶體管604導(dǎo)通，第一電位Vdd對定時電容606充電以使得第三節(jié)點(diǎn)613的電壓高于閾值電壓。因此，比較器比較第三節(jié)點(diǎn)613上的電壓與閾值電壓后，輸出第二狀態(tài)的過壓檢測信號，即說明定時電容606電壓高于閾值電壓。相應(yīng)地，調(diào)制模塊在接收到第二狀態(tài)的過壓檢測信號后，會相應(yīng)改變功率控制信號，例如降低功率控制信號的占空比。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)點(diǎn)亮模塊向放電燈提供高幅值的點(diǎn)亮電壓時，放電燈兩個電極之間的燈壓亦較高，但此時放電燈并非處于壽終狀態(tài)。因此，有必要確定放電燈的點(diǎn)亮狀態(tài)，以便在電子鎮(zhèn)流器對放電燈進(jìn)行點(diǎn)亮?xí)r，保護(hù)電路不會對基于不同的燈壓檢測信號而對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制。圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的保護(hù)電路700。如圖7所示，保護(hù)電路700包括比較模塊701、調(diào)制模塊703以及點(diǎn)亮檢測模塊 705。其中，該點(diǎn)亮檢測模塊705用于接收點(diǎn)亮信號，并響應(yīng)于有效的點(diǎn)亮信號而使得比較模塊701對燈壓檢測信號的接收無效。具體地，該點(diǎn)亮檢測模塊705包括第二開關(guān)707，該第二開關(guān)707的一端與比較模塊703并聯(lián)耦接，其中第二開關(guān)707的控制端耦接到點(diǎn)亮信號，在點(diǎn)亮信號有效時，第二開關(guān)707閉合，從而使得比較模塊703被旁路。在實(shí)際的保護(hù)電路700中，與第一開關(guān)相類似，第二開關(guān)707可以采用雙極型晶體管或場效應(yīng)晶體管，或者其他開關(guān)結(jié)構(gòu)。接下來，以采用雙極型晶體管與場效應(yīng)晶體管為例，對保護(hù)電路700的具體電路作進(jìn)一步的說明。圖8示出了采用雙極型晶體管的圖7的保護(hù)電路700的比較模塊與點(diǎn)亮檢測模塊的電路示意圖。如圖8所示，該比較模塊包括第一輸入電阻801、輸入電容802、第一偏置電阻803、第一雙極型晶體管804、限流電阻805、定時電容806以及比較器(圖中未示出)。點(diǎn)亮檢測模塊包括第二雙極型晶體管807、第二輸入電阻808、第二偏置電阻809以及比較器(圖中未示出)。其中，該第一雙極型晶體管804與PNP型晶體管，而第二雙極型晶體管807為 NPN型晶體管?？梢岳斫?，在實(shí)際應(yīng)用中，這兩個晶體管亦可以為相反類型的晶體管并作為開關(guān)使用。第一輸入電阻801與輸入電容802串聯(lián)耦接在第一節(jié)點(diǎn)811與第二電位V。。之間， 該第一節(jié)點(diǎn)811耦接至燈壓檢測信號。第一輸入電阻801與輸入電容802的公共端(第二節(jié)點(diǎn)81 耦接到第一雙極型晶體管804的基極。第一偏置電阻803、第一雙極型晶體管804、限流電阻805以及定時電容806串聯(lián)地耦接在偏置電位Vb與第二電位V。。之間，該偏置電位Vb由第一偏置電阻903、第二偏置電阻809以及第一電位Vdd確定。第一偏置電阻803的一端耦接至第一電位Vdd，其另一端耦接至第一雙極型晶體管804的發(fā)射極。第一雙極型晶體管804的集電極則通過限流電阻805 耦接到定時電容806的一端(第三節(jié)點(diǎn)81 ，而定時電容806的另一端耦接到第二電位V。。。 同時，第三節(jié)點(diǎn)813進(jìn)一步耦接到比較器的一個輸入端，以將定時電容806的電壓輸出。第二雙極型晶體管807的集電極耦接到第一雙極型晶體管804的發(fā)射極，第二雙極型晶體管807的基極通過第二輸入電阻808接收點(diǎn)亮信號，而第二雙極型晶體管807的發(fā)射極耦接到第二電位V。。。第二偏置電阻809的一端與第二雙極型晶體管807的集電極耦接，而第二偏置電阻809的另一端耦接到第二電位V。。。在運(yùn)行中，當(dāng)?shù)诙p極型晶體管807接收到低電平的點(diǎn)亮信號時(即無效的點(diǎn)亮信號)，第二雙極型晶體管807截止。因此，第一雙極型晶體管804仍可以響應(yīng)于燈壓檢測信號的變化而相應(yīng)導(dǎo)通或截止，從而基于放電燈的燈壓變化而對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制。然而，當(dāng)?shù)诙p極型晶體管807接收到高電平的點(diǎn)亮信號時(即有效的點(diǎn)亮信號)，第二雙極型晶體管807導(dǎo)通，其將第一雙極型晶體管804的發(fā)射極耦接到第二電位 V。。，從而使得第一雙極型晶體管804截止，其不再響應(yīng)于燈壓檢測信號的變化而導(dǎo)通或截止，也就停止對功率控制信號的調(diào)制。圖9示出了采用場效應(yīng)晶體管的圖7的保護(hù)電路700的比較模塊與點(diǎn)亮檢測模塊的電路示意圖。如圖9所示，該比較模塊包括第一輸入電阻901、輸入電容902、第一 MOS晶體管 904、限流電阻905、定時電容906以及比較器(圖中未示出)；而點(diǎn)亮檢測模塊包括第二MOS 晶體管907。其中，該第一 MOS晶體管904為PMOS晶體管，而第二 MOS晶體管為NMOS晶體管?？梢岳斫?，在實(shí)際應(yīng)用中，這兩個MOS晶體管亦可以為相反類型的MOS型晶體管并作為開關(guān)使用。第一輸入電阻901與輸入電容902串聯(lián)耦接在第一節(jié)點(diǎn)911與第二電位V。。之間， 該第一節(jié)點(diǎn)911耦接至燈壓檢測信號。第一輸入電阻901與輸入電容902的公共端(第二節(jié)點(diǎn)912)耦接到第一 MOS晶體管904的基極。第一 MOS晶體管904、限流電阻905以及定時電容906串聯(lián)地耦接在第一電位Vdd 與第二電位Vdd之間。其中第一 MOS晶體管904的源極通過限流電阻905耦接到定時電容 906的一端(第三節(jié)點(diǎn)913)，而定時電容906的另一端耦接到第二電位V。。。同時，第三節(jié)點(diǎn)913進(jìn)一步耦接到比較器的一個輸入端，以將定時電容906的電壓輸出。[0089]第二 MOS晶體管907的漏極耦接到第一 MOS晶體管904的源極，第二 MOS晶體管 907的源極耦接到第二電位V。。，第二 MOS晶體管907的柵極用于接收點(diǎn)亮信號。在運(yùn)行中，當(dāng)?shù)诙?MOS晶體管907接收到低電平的點(diǎn)亮信號時(即無效的點(diǎn)亮信號)，第二 MOS晶體管907截止，第一 MOS晶體管904的源極耦接到第一電位Vdd。因此，第一 MOS晶體管904仍可以響應(yīng)于燈壓檢測信號的變化而相應(yīng)導(dǎo)通或截止，從而基于放電燈的燈壓變化而對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制。然而，當(dāng)?shù)诙?MOS晶體管907接收到高電平的點(diǎn)亮信號時(即有效的點(diǎn)亮信號)， 第二 MOS晶體管907導(dǎo)通，其將第一 MOS晶體管904的源極耦接到第二電位V。。，從而使得第一 MOS晶體管904截止，并且不再響應(yīng)于燈壓檢測信號的變化而導(dǎo)通或截止，也就停止對功率控制信號的調(diào)制。圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例的用于放電燈的驅(qū)動方法的流程圖。如圖10所示，該驅(qū)動方法包括執(zhí)行步驟S1002，接收燈壓檢測信號，比較所述燈壓檢測信號與參考燈壓以生成過壓檢測信號；執(zhí)行步驟S1004，基于所述過壓檢測信號來對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出被調(diào)制的功率控制信號。具體地，當(dāng)放電燈處于正常工作狀態(tài)下，放電燈兩個電極之間的燈壓通常維持在 150伏以下，例如70至150伏的范圍內(nèi)；而當(dāng)放電燈壽終時，即其不能夠在發(fā)光管內(nèi)建立電弧并持續(xù)發(fā)光時，放電燈兩個電極之間的燈壓通常會跳變到150伏以上。因此，放電燈的燈壓的變化即可以用于判斷其是否處于壽終的依據(jù)。另一方面，正如前述，對于電子鎮(zhèn)流器中的逆變模塊，由其提供在放電燈兩個電極之間的工作電壓的幅值可以由功率控制信號來控制。例如，對于采用開關(guān)電源電路的逆變模塊，其通過提供不同占空比以及頻率的功率控制信號來控制其中開關(guān)的打開或閉合。具體地，對應(yīng)于各個開關(guān)的功率控制信號的占空比越高，逆變模塊所能夠提供的工作功率通常也就越大。因此，對于處于正常工作狀態(tài)下的放電燈，不需要改變正常的功率控制信號； 而對于處于壽終狀態(tài)的放電燈，需要降低或限制其壽終功率到預(yù)定限值以下，相應(yīng)地，通過對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制來使得被調(diào)制后的功率控制信號的占空比大幅降低，從而降低提供給放電燈的功率。需要說明的是，當(dāng)點(diǎn)亮模塊向放電燈提供高幅值的點(diǎn)亮電壓時，放電燈兩個電極之間的燈壓亦較高，但此時放電燈并非處于壽終狀態(tài)。因此，在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，在執(zhí)行步驟S1002之前，還包括檢測放電燈是否出于點(diǎn)亮狀態(tài)，如果該放電燈處于點(diǎn)亮狀態(tài)，則停止執(zhí)行步驟S1002與S1004 ；而如果放電燈未處于點(diǎn)亮狀態(tài)，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S1002與 S1004。這樣，在電子鎮(zhèn)流器對放電燈進(jìn)行點(diǎn)亮?xí)r，不會對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制。盡管在附圖和前述的描述中詳細(xì)闡明和描述了本實(shí)用新型，應(yīng)認(rèn)為該闡明和描述是說明性的和示例性的，而不是限制性的；本實(shí)用新型不限于所上述實(shí)施方式。那些本技術(shù)領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以通過研究說明書、公開的內(nèi)容及附圖和所附的權(quán)利要求書，理解和實(shí)施對披露的實(shí)施方式的其他改變。在權(quán)利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一個”不排除復(fù)數(shù)。在實(shí)用新型的實(shí)際應(yīng)用中，一個零件可能執(zhí)行權(quán)利要求中所引用的多個技術(shù)特征的功能。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為對范圍的限制。
權(quán)利要求1.一種放電燈保護(hù)電路，包括比較模塊，用于接收燈壓檢測信號，并比較所述燈壓檢測信號與參考燈壓以生成過壓檢測信號；調(diào)制模塊，用于以所述過壓檢測信號來對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出被調(diào)制的功率控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述比較模塊包括定時電容以及比較器，其中所述定時電容在所述燈壓檢測信號的控制下被充電；所述比較器用于接收所述定時電容的電壓與閾值電壓，并基于所述定時電容的電壓與所述閾值電壓的比較結(jié)果輸出燈壓檢測信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述比較模塊還包括第一開關(guān)，其與所述定時電容串聯(lián)耦接，其中所述第一開關(guān)的控制端耦接到所述燈壓檢測信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述第一開關(guān)的第一端耦接到第一電位，所述第一開關(guān)的第二端耦接到所述定時電容的第一端，所述定時電容的第二端耦接到第二電位；所述比較器的一個輸入端耦接到所述定時電容的第一端，另一個輸入端耦接到所述閾值電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，還包括點(diǎn)亮檢測模塊，用于接收點(diǎn)亮信號，并響應(yīng)于有效的所述點(diǎn)亮信號而使得所述比較模塊對所述燈壓檢測信號的接收無效。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述點(diǎn)亮檢測模塊包括第二開關(guān)，所述第二開關(guān)與所述比較模塊并聯(lián)耦接，其中所述第二開關(guān)的控制端耦接到所述點(diǎn)亮信號，在所述點(diǎn)亮信號有效時，所述第二開關(guān)閉合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述調(diào)制模塊包括乘法器或與門。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，還包括燈壓檢測模塊，用于檢測所述放電燈的燈壓并生成燈壓檢測信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述燈壓檢測模塊包括電壓互感器，所述電壓互感器具有相互耦合的初級繞組與次級繞組，其中所述初級繞組與所述放電燈串聯(lián)耦接，所述次級繞組在其兩端之間輸出所述燈壓檢測信號。
10.一種放電燈保護(hù)電路，包括第一開關(guān)、定時電容、比較器以及調(diào)制模塊，其中，所述第一開關(guān)與所述定時電容串聯(lián)耦接，所述第一開關(guān)的控制端耦接到燈壓檢測信號，在所述第一開關(guān)閉合時，所述定時電容被充電；所述比較器的一個輸入端耦接到所述定時電容的第一端，另一個輸入端耦接到閾值電壓，其輸出端輸出過壓比較信號；所述調(diào)制模塊的一個輸入端耦接到所述比較器的輸出端，另一個輸入端耦接到功率控制信號，其輸出端輸出被調(diào)制的功率控制信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，還包括第二開關(guān)，其與所述串聯(lián)耦接的第一開關(guān)及定時電容并聯(lián)耦接，所述第二開關(guān)的控制端耦接到點(diǎn)亮信號，在所述點(diǎn)亮信號有效時，所述第二開關(guān)閉合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，所述調(diào)制模塊包括乘法器或與門。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放電燈保護(hù)電路，其特征在于，還包括電壓互感器，所述電壓互感器具有相互耦合的初級繞組與次級繞組，其中所述初級繞組與所述放電燈串聯(lián)耦接，所述次級繞組在其兩端之間輸出所述燈壓檢測信號。
14.一種用于驅(qū)動放電燈的電子鎮(zhèn)流器，包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、點(diǎn)亮模塊、逆變模塊以及前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的放電燈保護(hù)電路。
15.一種放電燈燈具，包括放電燈以及根據(jù)權(quán)利要求14中所述的電子鎮(zhèn)流器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種放電燈保護(hù)電路、電子鎮(zhèn)流器以及放電燈燈具。該放電燈保護(hù)電路包括比較模塊，用于接收燈壓檢測信號，并比較所述燈壓檢測信號與參考燈壓以生成過壓檢測信號；調(diào)制模塊，用于以所述過壓檢測信號來對功率控制信號進(jìn)行調(diào)制，并輸出被調(diào)制的功率控制信號。相比于傳統(tǒng)放電燈的驅(qū)動電路，本實(shí)用新型的放電燈保護(hù)電路通過放電燈的燈壓來確定其是否處于壽終狀態(tài)。當(dāng)放電燈壽終時，該保護(hù)電路能夠迅速地降低放電燈的驅(qū)動電流，從而限制放電燈的壽終功率。這既有效地減少了壽終狀態(tài)下放電燈的發(fā)熱，又使得放電燈的驅(qū)動電路能夠得到有效的保護(hù)，提高了使用安全性。
文檔編號H05B41/36GK202262008SQ20112035182
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者丁九良, 孫世光, 孫驍, 蔣玲, 黃陸建 申請人:飛利浦(中國)投資有限公司