[发明专利]用于气体放电灯如HID灯的镇流器

说明书

技术领域

本发明涉及高电位(高压侧)晶体管的控制，高电位晶体管例如可被用在发光器件的控制装置中，例如用在气体放电灯或LED的镇流器中，确切地说，例如用在例如像逆变器这样的开关调节器中。

背景技术

具有半桥电路(逆变器)的镇流器是已知的。尤其当要通断高功率时，FET、MOSFET或者IGBT被用作逆变器的开关元件。这些元件本身的特点不仅在于能以低功率通断，而且能非常快速地通断。可是，上述元件设有欧姆值很高的输入端(栅极)，这也使具有欧姆值很高的输出端的激励电路成为必需的。激励电路必须确保至少处于高电位(高压侧)的开关元件对地电绝缘。这是如此做到的，即，采用具有变压器的激励电路，变压器的原级绕组和次级绕组仅感应耦合，但电隔离开。

发明内容

本发明的任务在于提出一种开关元件控制技术，该技术尤其为带有全桥逆变器或半桥逆变器或其它开关调节器的镇流器中的状况而设。

按照本发明，该任务将通过独立权利要求的特征来完成。从属权利要求以非常有利的方式改进本发明的中心构想。

本发明的第一方面涉及一种例如处于高电位的开关元件尤其是晶体管的控制输入端的控制方法，其中，所述控制输入端依靠变压器被电去耦。此外，所述控制输入端的导通和截止通过呈时钟信号源形式的控制单元依靠变压器传输电流脉冲或电压脉冲来实现。

所述导通和截止例如通过双极性电压脉冲来实现。这种电压脉冲是开关脉冲，在功能上例如电流脉冲与电压脉冲是等同的。

此外，本发明不仅可被用作处于高电位的开关元件的控制输入端的控制(此时可能需要电流隔离)，而且本发明也可被用于未处于高电位的开关元件的控制输入端的电去耦控制，但该开关元件的控制输入端的控制要求电流隔离。

第一极性的电压脉冲例如通过第一电路元件给控制输入端充电，电荷在第一极性的电压脉冲之后仍然保留，因而开关元件导通，极性相反的电压脉冲通过第二控制元件如此将控制输入端上的电荷放电，即开关元件被截止。

作为第一控制元件，可以采用二极管，最好是齐纳二极管。

作为第二控制元件，可以采用二极管和/或晶体管。

电流脉冲或电压脉冲最好比被控的开关元件的导通时间或截止时间短。此时，多个脉冲序列也是可行的，以将开关元件保持在期望状态。

控制单元可以像时钟信号源那样按照预定节拍发出电压脉冲，无论开关元件状态是否应该被改变。

此外，对于开关元件的状态应被改变的情况，控制单元可以向第一电压脉冲发出具有与第一电压脉冲相反极性的第二脉冲。

对于开关元件的状态应保持不变的情况，控制单元可以对于第一极性的电压脉冲再次发出同一极性的电压脉冲。

本发明也涉及控制单元，尤其是集成电路例如ASIC，其被构造用来执行如前述权利要求之一所述的方法。

本发明还涉及半桥逆变器或全桥逆变器或者具有至少一个开关的其开关调节器。此时，至少一个开关借助按照前述权利要求之一所述的方法被控制。

用于气体放电灯尤其是HID灯的镇流器可以具有这种逆变器。

此外，本发明的另一个方面涉及一种用于控制发光器件的控制装置的晶体管的方法。在这里，晶体管的控制输入端借助变压器被电去耦，其中，该控制输入端与变压器的次级侧相连，变压器的次级侧具有第一绕组和反向极化的串联的第二绕组；并且控制输入端的通断通过呈时钟信号源形式的控制单元依靠变压器传输电流脉冲或者电压脉冲来实现。

为了导通晶体管，在原级侧产生第一极性的电压脉冲，晶体管借此通过第一次级侧绕组被导通，并且在导通状态下放电晶体管通过第二次级侧绕组被主动截止，该放电晶体管用于将晶体管的控制输入端放电。

为了截止晶体管，在原级侧产生具有与第一极性相反的第二极性的电压脉冲，通过第二极性的电压脉冲并借助第二次级侧绕组来导通放电晶体管，该放电晶体管因此将晶体管的控制输入端放电，从而将晶体管的控制输入端截止。

所述次级侧绕组可以整合有负载电路的扼流圈(就是说与负载电路的扼流圈一起被绕在共同的铁芯上)，该负载电路与两个串联的晶体管的连接点相连，其中电位较高的晶体管依靠变压器地通过电压脉冲被控制。

附图说明

以下将结合附图来描述本发明的实施例，其中：

图1表示用于控制气体放电灯的镇流器，

图2表示镇流器中的信号曲线，

图3到图5表示将变压器设计成高压侧晶体管的电位隔离，

图6到图8表示用于控制高压侧晶体管的示意电路的实施例，

图9表示根据图7b的电路中的信号曲线，