荧光灯安全启动器 【技术领域】
本发明总体上涉及安全启动器，更具体地涉及荧光灯启动器保护电路。
背景技术
荧光灯启动器电路基本上是一种允许预热电路在灯点亮之前加热荧光灯各端的灯丝的延时开关。最普通的自动启动器是一种通常包含常开的辉光开关的“辉光管启动器”电路。当电流施加到该辉光管启动器电路时，由其引起的辉光放电加热双金属片触点，导致辉光开关触点短时间(1-2秒)闭合，从而为预热电路提供电流并熄灭辉光放电。当灯丝加热的时候，双金属片最后冷却使触点打开从而中断通过预热电路的电流并产生通过镇流器的感应“反冲”来点亮灯。但是，感应反冲的大小依赖于供给辉光管启动器电路的电流，而且有时不足以点亮灯，因此需要数次连续的尝试。此外，如果镇流器驱动的灯是有缺陷的，辉光管启动器就会无限制地循环。
加入脉冲启动器电路来试图提高辉光管启动器电路的可靠性是公知的。脉冲启动器电路设计成通过电子探测分离预热电路的合适的时间来减少点亮尝试的失败次数以使镇流器产生的感应反冲最优化。为了增加辉光管启动器电路的安全性，已知的方法是加入热开关，以便在进行了过多次点火尝试地情况下，分离辉光管启动器电路，从而消除灯无法启动时发生的持久闪烁。一旦分离，这种现有的“安全启动器”电路必须依靠通常是安装在天花板上的灯具上的手动复位按钮复位。如果灯真的坏了，这个复位过程可在更换灯时进行。但是，没有故障的灯偶尔难以启动仅仅是因为温度低，所以没有必要更换灯。在这种情况下，接近安装在天花板上的灯具只为了执行手动复位过程是非常不方便并因此是没有好处的。
尽管脉冲启动器电路和安全启动电路提供了改善，现有的辉光管启动器结构仍具有另外的缺点。操作时间(即，点亮灯的第一次和最后一次尝试之间经过的时间)依赖于预热电路中的电流电平。因此，现有的安全启动器只能在能够保持某一电流电平的灯电路中实现，此电流电平足够高以至于当进行了最大允许次数的启动灯尝试后能产生触发热控开关的温度。此外，该安全启动器电路通常配置成热控开关暴露于周围环境(例如，温度和湿度)，这有时会导致粘性接触，引起由于过热产生的危险故障。
尽管有认识到的需要，但本领域中一直未能提供可靠、安全、通用和便于操作的自动启动器。
发明概述
本发明的电路通过实现包含安全启动器电路的自动启动器满足上述要求，该安全启动器电路包含定时开关和计时器，例如与定时开关耦合的电子计时器，并防止辉光开关连续冲击已有故障的灯。该安全启动器电路能够配置为只要辉光开关循环结束就自动复位，不管该辉光开关循环结束是由于灯被点亮还是因为安全启动器电路停止了辉光开关的循环。计时器可选在电源电压打开或关闭的时候复位。该安全启动器电路的特性不受外界环境或预热电流的影响。
本发明的示范性实施例是控制点亮荧光灯的安全启动器。操作期间电源电压为包含镇流器、灯丝和安全启动器的串联装置供电。该安全启动器包含辉光开关和定时开关的串联装置。定时开关的控制电极与计时器例如固态计时器耦合。当辉光开关和定时开关都导通时，预热电流流过荧光灯的灯丝，从而在点亮灯的冲击电压产生之前预热灯电极。该辉光开关允许电流流过灯丝足够长的时间以便电极充分预热。辉光开关的触点随后打开，从而感应点亮灯的冲击脉冲。如果灯没有点亮，辉光开关再次循环。所述计时器和定时开关限制辉光开关循环的持续时间，以使循环不超过预定最大操作时间间隔，例如5分钟的IEC最大值。仅当电流流过辉光开关时固态计时器递增，检测电阻(可能与固态计时器成一整体)探测流过辉光开关的电流。抑制射频(RF)干扰的电容集成在该安全启动器中。在此示范性实施例中，该电容与辉光开关并联。
在可选择的实施例中，所述电容与荧光灯并联。在此可选择的实施例中，计时器持续递增，而且电容不受该定时开关保护。
本发明的其它目标、优势和新颖的特征中的一部分将在下面的说明中的提出，一部分将通过研究下面的说明而为本领域的技术人员所更清楚地理解，或通过实践本发明而了解。
附图简述
当参考描述来看时，包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图阐述了本发明，其中：
图1示出一个根据本发明一个实施例的示范性的安全启动器电路的电路图，此安全启动器电路连接有一个灯和一个镇流器；和
图2示出一个根据本发明一个实施例的可选择的示范性的安全启动器电路的电路图，此安全启动器电路连接有一个灯和一个镇流器。
实施例详述
依照要求，本发明的详细实施例在此处公开；但是，应该理解此公开的本发明的实施例仅是示范性的，本发明可使用各种各样的和可选择的形式实施。附图不一定是按比例绘制的；有些特征可能被夸大或缩小来表现特殊元件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能性细节不应理解为限制性的，而仅仅是权利要求的基础，并作为教导本领域的技术人员以不同的方式实现本发明的具有代表性的基本原则。
图1示出根据本发明的一个实施例的示范性安全启动器电路的电路图。参考图1，安全启动器电路包含带有集成定时开关的计时器、开关S、电容Ca和检测电阻Rs。计时器是一种没有暴露于外界环境的机械触点的固态器件。开关S是一种辉光开关，其具有相对便宜和简单的优势。在此例中，虽然可以实现其它手段，但附加电容Ct1和Ct2充当了电压缓冲器并帮助计时。
再次参考图1，在本发明的第一个实施例中，电容Ca与开关S并联。电容Ca用来除去射频干扰。开关S和电容Ca从计时器连接到灯L第一端的电极。计时器从灯L的第二端的电极连接到开关S和电容Ca。电容Ct1和Ct2和检测电阻Rs在计时器和灯L的第二端的电极之间并联。灯L第一端的电极还与镇流器相连用来限制通过灯L的电流。电源Pmain连接镇流器和灯L。电源电阻Rp与计时器和开关S相连。
当电源打开时，预热电路通过开关S激活。在这个示范性的实施例中，开关S即为辉光开关，其包含两个触点，其一是由双金属片形成的，密封在包含惰性气体混合物的小玻璃泡中。上述玻璃泡安装在小的铝制或聚碳酸酯圆柱容器中。辉光开关触点之间的辉光放电加热双金属片并使其弯曲，直到辉光开关的两个触点相接触。当触点彼此相互接触时，辉光开关导通并且预热电流流过灯电极。当预热电流流过时，辉光开关的触点冷却并随后打开，由此感应足够点亮灯的冲击脉冲。但是，如果点亮灯的尝试失败，只要保护电路允许，辉光开关就持续循环点亮灯的尝试。保护电路包含计时器、定时开关和检测电阻Rs。当电流流过辉光开关S(和感应电阻Rs)时计时器递增直到到达最大时间间隔。
当灯被点亮时，灯和灯镇流器传送电流。结果是灯两端的电压减少，并且辉光开关两端的电压也因此减少。由于辉光开关两端的电压减少，触点之间无法产生辉光放电以至于辉光开关保持非导通状态。当灯在最大时间间隔到来之前点亮时，计时器不会进一步递增，以至于定时开关保持导通。因此电容Ca是与灯并联的传导串联装置(包括电容Ca、定时开关和电阻Rs)的一部分，并且在静态操作期间抑制射频干扰(RFI)。当用户打开或关闭电源时，计时器自动复位。如果计时器到达最大时间间隔时灯没被点亮，定时开关变为非导通来停止点亮灯的更多尝试。
图2示出根据本发明的实施例的可选择的示范性的安全启动器电路的电路图。在此可选实施例中，电容Ca与灯L并联，并抑制射频干扰，而不管定时开关的导通状态。在此结构中，计时器在预定最大操作时间间隔之内递增，并且在最大时间间隔结束时将定时开关变为非导通。预定最大操作时间间隔这样选择，使得包括足够点亮无故障的灯的辉光开关循环。如果灯是有故障的，辉光开关S能够在预定最大操作时间间隔之内连续循环。当灯在计时器计时到达预定最大操作时间间隔之前点亮时，由于灯两端的电压降低，辉光开关停止循环。如果灯没有点亮，由于计时器将定时开关变为非导通，辉光开关循环停止并且不再进行点亮灯的尝试。同样在此实施例中，当电源电压关闭或打开时计时器复位。
见于以上所述，应当理解，本发明提供了一种用于精确、高效和费用低廉的电极加热和限制点亮灯的尝试的次数的系统。还应该理解，上述仅涉及本发明示范性的实施例，并且在不背离下述权利要求确定的实质和范围的情况下，可对本发明进行许多改动。