多灯电子镇流器的重启电路 相关申请的交叉参考
与此同时提交了共同发明并共同拥有的美国专利申请序列号 12/474,049 的申 请， 其名称为 “电子镇流器控制电路” ， 该申请的全部内容以参考的方式并入本发明。另外， 与此同时提交了共同发明并共同拥有的美国专利申请序列号为 12/474,080 的申请， 其名 称为 “发生故障时电子镇流器的复位” ， 该申请的全部内容以参考的方式并入本发明。
技术领域
本发明通常涉及一种用于为一对灯供电的电子镇流器。更特别地， 本发明涉及响 应于替换任一个灯而使镇流器重启。背景技术
用于为两个荧光灯供电的镇流器在接收到来自例如家庭电源开关 ( 即 120V 交流 电 ) 的电源的功率时， 同时启动这两个灯。启动镇流器包括检查故障情况， 并且当没有发现 故障时， 驱动镇流器的逆变器进行开关操作， 从而经由镇流器的谐振电流为灯供电。 当灯从 镇流器断开或者一个灯发生故障 ( 例如灯丝损坏或者变得不导电 ) 时， 镇流器阻止逆变器 执行开关操作。即， 将逆变器关断。逆变器保持关断， 直至从电源到镇流器的功率被切断并 且随后重新连接为止， 或者直至两个灯的被监控的灯丝从镇流器断开并且随后重新连接为 止， 从而导致镇流器的重启 ( 即重新发亮 )。例如， 如果用户移除并替换具有被监控的灯丝 的灯， 当灯被重新连接至镇流器 ( 例如被重新插入容纳镇流器的夹具 ) 时， 镇流器自动重 启。如果用户改为移除并替换不具有被监控的灯丝的另一个灯， 则当灯被移除时镇流器关 断， 并且即使在灯被重新连接至镇流器之后也保持关断。 为了重启镇流器， 用户必须移除并 替换具有被监控的灯丝的灯， 或者循环为镇流器供电 ( 即， 将供给镇流器的功率关断并且 随后将其导通 )。 发明内容 本发明的各方面包括一种电子镇流器， 以及一种用于响应于用户替换由镇流器供 电的第一灯或第二灯中的任何一个而使镇流器重启 ( 即重新发亮 ) 的方法。该镇流器包括 控制器、 逆变器、 谐振电路、 灯丝正常检查电路和 dv/dt( 电压变化率或电压斜率 ) 电路。该 控制器将代表经过第二灯的第二灯丝的电流的第一电流与第二电流比较， 其中所述第二电 流是参考电流。如果第一电流与第二电流的确定比值小于或等于预定比值， 则控制器阻止 逆变器的开关操作。如果确定比值大于预定比值， 则控制器驱动逆变器的开关操作。该控 制器响应于确定比值从低于预定比值过渡到等于或高于预定比值， 而重启镇流器。 该 dv/dt 电路响应于经过第一灯的第二灯丝的电流的直流 (DC) 分量的扰动而减少过渡时期的第一 电流， 从而在第一灯或第二灯中的任何一个被重新连接至镇流器时使镇流器重新发亮或重 启。确定比值可以是第二电流与第一电流的比值。另外或者可替换地， 如果确定比值大于 预定比值， 则该控制器可以阻止逆变器的开关操作， 并且如果确定比值小于预定比值， 该控
制器可以驱动逆变器的开关操作， 而不会背离本发明的保护范围。
在下文中将会部分地显示并且部分地指出其他目的和特征。 附图说明
图 1 是根据本发明一个实施例的为灯供电的电子镇流器的部分方框形式的示意 图 2 是根据本发明一个实施例的图 1 的电子镇流器的控制器的部分示意图。 图 3 是根据本发明一个实施例的图 1 的镇流器的示意图。 在所有附图中， 相应的参考符号表示相应的部件。图。
具体实施方式
参照图 1， 电子镇流器 100 接收来自交流 (AC) 电源 102( 例如， 标准的 120V 交流家 庭电源 ) 的 AC 功率。镇流器 100 包括整流器 104、 逆变器 110、 谐振电路 112、 控制器 114、 dv/dt( 电压变化率或电压斜率 ) 电路 116、 灯丝正常检查电路 160 和各种电阻器、 电容器和 端子。整流器 104 将从 AC 电源 102 接收的 AC 功率变换为直流 (DC) 功率。可以将多种可 选的部件连接至或者内置于整流器 104， 以用于调整和 / 或改变整流器 104 的 DC 电压输出。 这些部件包括但是不限于母线电容器 ( 如图 1 中的元件 C1 所示 )， 电压调节器 ( 未示出 )， 电压限制器 ( 未示出 )， 功率因数校正电路 ( 未示出 )， 以及 DC 至 DC 变换器 ( 未示出 )。整 流器 104 在用于镇流器 100 的 DC 电压母线 106 和地 108 上输出 DC 电压。连接在 DC 电压 母线 106 和地 108 之间的可选电容器 C1 调整经由 DC 电压母线 106 传输的 DC 电压。逆变 器 110 连接至 DC 电压母线 106 和地 108。当被控制器 114 驱动时， 逆变器 110 向谐振电路 112 提供 AC 输出。在一些实施例中， 逆变器可以是半桥逆变器。 在稳态操作过程中， 控制器 114 通过利用作为该控制器 114 的一部分的脉冲宽度 调制单元 214 而驱动逆变器 110 的开关操作。控制器 114 驱动逆变器 110 的开关操作导致 逆变器 110 向谐振电路 112 供电。接下来， 谐振电路 112 使用所提供的功率为第一灯 L1 和 第二灯 L2 供电。灯 L1、 L2 中的每一个包括第一灯丝和第二灯丝， 并且每一个灯丝包括第一 端子和第二端子。谐振电路包括第一输出对 121、 第二输出对 122 和第三输出对 123。在一 些实施例中， 谐振电路可以包括谐振电感器 ( 例如图 3 中所示的电感器 L4-A) 和谐振电容 器 ( 例如图 3 中所示的电容器 C16)。
谐振电路 114 的输出对如下所述地连接至灯 L1、 L2。第一输出对 121 跨接第一灯 L1 的第一灯丝 130。即， 第一输出对 121 连接至第一灯 L1 的第一灯丝 130 的第一端子 144 和第二端子 146。第二输出对 122 连接至第一灯 L1 的第二灯丝 132 的第二端子 142 和第二 灯 L2 的第一灯丝 134 的第一端子 150。镇流器 100 还将第一灯 L1 的第二灯丝 132 的第一 端子 148 连接至第二灯 L2 的第一灯丝 134 的第二端子 152。第三输出对 123 跨接第二灯 L2 的第二灯丝 136。即， 第三输出对 123 连接至第二灯的第二灯丝 136 的第一端子 156， 并 且连接至第二灯的第二灯丝的第二端子 154。第一输出对 121、 第二输出对 122 和第三输出 对 123 中的每一个都具有第一端子和第二端子， 用于连接至灯 L1、 L2 的对应第一或第二端 子， 从而可以将端子 144、 146、 142、 148、 150、 152、 154 和 156 称为输出对的端子或者灯丝的 端子。
如果控制器确定第二灯 L2 的第二灯丝 136 不导电， 则控制器 114 阻止逆变器 110 的开关操作。例如， 第二灯 L2 可能被损坏、 不完整、 或者可能从第三输出对 123 断开。灯丝 正常检查电路 160 用于检测第二灯 L2 的第二灯丝 136 中的故障。灯丝正常检查电路 160 包括电阻 R25。当第二灯 L2 的第二灯丝 136 连接至第三输出对 123 时， 不管其他灯丝是否 连接至其他输出对， 灯丝正常检查电路 160 向控制器 114 提供第一电流。在如图 1 所示的 电子镇流器 100 中， 灯丝正常检查电路还包括电阻器 R31、 R21 和 R23。电阻 R25 连接在 DC 电压母线 106 和第三输出对 123 的第一端子 156 之间。第三输出对 123 的第二端子 154 经 由电阻器 R31、 R21 和 R23 连接至控制器 114 的第一电流输入端 160。因此， 第一电流至少部 分地代表从 DC 母线经过第二灯 L2 的第二灯丝 136 到控制器的 DC 电流。包括电阻器 R29、 R33 和 R22 的电阻网络给控制器 114 的第二电流输入端 162 提供参考电流。因此， 在这里 可以认为参考电流可以与第二电流互换。控制器 114 将第一电流与第二电流相比较， 并且 确定第一电流与第二电流的比值。如果确定比值小于或等于预定比值， 则控制器 114 阻止 逆变器 110 的开关操作。即， 控制器 114 阻止逆变器 110 为谐振电路 112 和灯 L1 和 L2 供 电。如果确定比值大于预定比值， 则控制器 114 驱动逆变器 110 的开关操作， 从而为谐振电 路 112 和灯 L1 和 L2 供电。在一些实施例中， 预定比值可以是 3/4。当由控制器 114 确定的 确定比值从低于预定比值过渡至预定比值时， 控制器 114 检查电子镇流器 100 和灯 L1 和 L2 的故障。故障可以包括但是不限于灯寿命的终止， 灯丝不完整， 以及整流器效应。如果控制 器 114 没有发现故障， 则控制器 114 重启电子镇流器 100。 参照图 2， 图 1、 2 和 3B 的控制器 114 在第一电流输入端 160 接收第一电流。第一 控制器二极管 206 的阳极连接至第一电流输入端 160， 并且第一控制器二极管 206 的阴极 连接至第一控制器电阻器 208 的第一侧。第一控制器电阻器 208 的第二侧连接至控制器 114 的运行电压节点 216。第二控制器二极管 202 的阳极连接至第二电流输入端 162， 并且 第二控制器二极管 202 的阴极连接至第二控制器电阻器 204 的第一侧。第二控制器电阻器 204 的第二侧连接至控制器 114 的运行电压节点 216。在一些实施例中， 可以将电容器 ( 图 2 中未示出 ) 连接在运行电压节点 216 和地 108 之间。控制器还包括比较器 210， 其具有连 接至第二控制器二极管 202 的阴极的反向输入端， 和连接至第一控制器二极管 206 的阴极 的正向输入端。比较器 210 的输出端连接至控制器 114 的逻辑电路 212。逻辑电路 212 确 定是否阻止或驱动逆变器 110 的开关操作。逻辑电路 212 将参数装载到控制器 114 的脉冲 宽度调制 (PWM) 单元 214 中， 以用于驱动或阻止逆变器 110 的开关操作。PWM 单元 214 根 据所装载的参数而驱动逆变器。当将第一和第二电流提供给控制器 114 时， 运行电压节点 216 为控制器 114 产生运行电压， 并且控制器从该节点汲取运行电流， 使得能够启动电子镇 流器 100。在一些实施例中， 控制器可以是德国 Neubiberg 的 Infineon Technologies AG 生产的 OS2331418 或 ICB2FLOSRAM。控制器 114 还分析第一电流和第二电流以确定其他灯 问题， 例如但不限于灯寿命的终止和整流器效应。
再次参照图 1， dv/dt 电路 116 响应于第一灯 L1 或第二灯 L2 的替换而减少过渡 时期的第一电流。dv/dt 电路 116 包括第一电阻器 R44、 第二电阻器 R46、 第一电容器 C28、 第三电阻器 R45、 第二电容器 C27 和开关 Q5。第一电阻器 R44 连接在第三输出对 123 的第 一端子 156 和第二输出对 122 的第一端子 152 之间。第二电阻器 R46 具有连接至第二输出 对 122 的第二端子 142 的高压侧和连接至地 108 的低压侧。第一电容器 C28 具有连接至第
二电阻器 R46 的高压侧的输入侧。第一电容器 C28 的输出侧连接至第三电阻器 R45 的高压 侧， 并且第三电阻器 R45 的低压侧连接至地 108。第二电容器 C27 与第三电阻器 R45 并联连 接。开关 Q5 具有连接至第一电容器 C28 的输出侧的输入端， 连接至地 108 的低压侧和连接 至控制器 114 的第一电流输入端 160 的高压侧。在如图 1 所示的电子镇流器 100 中， dv/dt 电路 116 还包括， 并且在一些实施例中可以选择地包括， 与第三电阻器 R45 并联连接的第二 电容器 C27 ； 与第三电阻器 R45 并联连接的第一二极管 D12， 其阳极连接至地 108 ； 与第二电 阻器 R46 并联连接的第二二极管 D13， 其阳极连接至地 108 ； 以及与第二电阻器 R46 并联连 接的第三电容器 C33。除此之外在如图 1 所示的电子镇流器 100 中， 第一电容器 C28 的输入 侧经由第四电阻器 R47 连接至第二输出对 122 的第一端子 142， 并且开关 Q5 的高压侧经由 第五电阻器 R34 连接至第一电流输入端 160。
在运行过程中， dv/dt 电路 116 监控连接至第一灯 L1 的第二端子 142 的第二输出 对 122 的电压， 以发现急剧的电压变化。当相对于时间的电压变化超过阈值时， 这样的急剧 电压变化激活开关 Q5。开关保持激活的时间 ( 即过渡时期 ) 是形成 dv/dt 电路 116 的电阻 器和电容器的值以及所监控的电压的时间变化率的函数。在如图 1 所示的电子镇流器 100 中， 当第一灯 L1 的第二端子 132 或第二灯 L2 的第一端子 134 在断开一段时间之后重新连 接至电子镇流器 100 时， dv/dt 电路激活开关 Q5。开关 Q5 的激活导致第一电流下降， 并且 由控制器 114 确定的第一电流与第二电流的确定比值降低到预定比值以下。当经过过渡时 期时， 第一电流返回至与开关 Q5 的激活之前大致相同的水平， 并且此时由控制器 114 确定 的第一电流与第二电流的确定比值达到或超过预定比值。作为响应， 控制器 114 通过驱动 逆变器 110 的开关操作而重启电子镇流器 100。
图 3A、 3B 和 3C 详细说明了光源的实施例， 所述光源包括在图 1 中详细示出的电子 镇流器 100， 灯 L1 和 L2， 以及电源 102。由图 3A、 3B 和 3C 说明的光源包括根据本发明的一 个实施例的电子镇流器 100 的逆变器 110、 整流器 104、 谐振电路 112 和多种其他部件。
在图 3A 中， 变压器 T1 将由电源 102 提供的 AC 线电压升高， 并且将升高的电压提供 给整流器 104。包括二极管 D1-D4 的整流器 104 将整流电压提供给功率因数校正电路 310， 其包括变压器 T2 和 T3 以及开关 Q1、 Q2 和 Q2A( 参见图 3B)。
在图 3B 中， 逆变器 110 包括由控制器 114 控制的开关 Q3 和 Q4， 以产生提供给谐振 电路 112 的经整流、 逆变的电压。
在图 3C 中， 说明谐振电路 112 并且该谐振电路 112 包括电感器 L4-A 和 C16， 其与 如图 3C 所说明的各种其他电感器和电容器合作， 以确定谐振电路 112 的谐振频率。dv/dt 电路 116 包括电阻器 R45、 R46 和 R47， 电容器 C27、 C28 和 C35， 二极管 D12 和 D13， 以及开关 Q5。
当介绍本发明或其 ( 一个或多个 ) 优选实施例的元件时， 冠词 “一个” 、 “一个” 、 “该” 和 “所述” 意图指的是存在一个或多个元件。术语 “包含” 、 “包括” 和 “具有” 的意图将 被包括在内， 并且指的是除了列出的元件以外可以存在另外的元件。
如上所述， 将会看出本发明的几个目的得以实现， 并且获得了其他有利的结果。
在此已经详细描述了本发明的各方面， 应该明白能够进行改进和改变而不会背离 如所附权利要求限定的本发明的各方面的保护范围。由于可以在上述构造、 产品和方法中 进行多种改变而不会背离本发明的保护范围， 所以意味着在上述描述中包含的和在附图中示出的所有内容应该解释为说明性的， 而不是限制的意义。