[发明专利]荧光调光镇流器

说明书

相关申请的引用

本申请要求2009年2月23日提交的美国临时专利申请序列号第61/154,580号的优先权及权益，其标题为“FLUORESCENT DIMMING BALLAST”(荧光调光镇流器)，该申请的全部内容通过引用并入本文。本申请涉及2006年1月31日提交的、授予Nerone等人的美国专利第7,436,124号，该专利的标题为“VOLTAGE FED INVERTER FOR FLUORESCENT LAMPS”(用于荧光灯的电压馈电逆变器)，以及涉及2008年2月29日提交的、授予Nerone等人的待决美国专利申请序列号第12/040,216号，该专利申请的标题为“DIMMABLE INSTANT START BALLAST”(可调光瞬间启动镇流器)。

技术领域

背景技术

采用可调光镇流器系统来提供多种等级的光输出。常规调光镇流器包括多个离散镇流器，通过选择性地将一个或多个断电以提供更低的光输出。但是，此方法无法实现连续调光，而是限定于有限数量的离散光输出等级。此技术还受限于多个灯安装的情况。常规连续调光方法操作串联的灯。但是此技术可能由于非期望的灯冷却和/或熄灭而导致灯的性能过早下降或故障。而且，此方法在一个或多个灯故障时会遇到无法发光的问题。还建议了另一个方法，其中通过脉宽调制(PWM)控制来改变DC总线幅度，以对用于驱动一个或多个灯的电压馈电逆变器或电流馈电逆变器供电，但是此技术增加了成本并仅对额定灯电流的约10％证明是可行的，并因此对于某些应用来说未提供期望的调光量。因此，一直需要改进的荧光灯调光设备和技术，用于提供节省成本的变化光等级，而不会导致灯压力或损坏。

发明内容

本公开提供简单且低成本的调光镇流器装置和控制技术，可采用它们以促进宽范围的输出电平上(低至小于额定电流的1％)的调光操作，同时不会有灯损坏以及多灯设备中的灯之间的不均匀光强度，在并联输出镇流器中更换一个或多个灯时产生光。

公开一种调光镇流器，其包括驱动产生AC信号以对一个或多个荧光灯供电的频率受控自激振荡逆变器的输入整流器和DC-DC转换器。提供一种逆变器控制系统，其包括第一调节器和第二调节器，以控制逆变器工作频率，从而调整逆变器输出电流和电压。第一控制调节器至少部分地基于感测的灯电流值和电流设定点值(例如，外部调光控制信号)来修改逆变器工作频率。第二调节器根据电压设定点值和感测的AC总线节点电压值来调整逆变器输出。镇流器因此能够用于在多灯配置中执行调光控制，同时适应一个或多个灯的拆除而不允许过电流情况出现。

在一个实施例中，该逆变器提供跨过DC输入串联耦合的第一开关器件和第二开关器件以及相关联的驱动电路，这些驱动电路各包括驱动控制电感和谐振电感。在本实施例中，逆变器还包括谐振电路，该谐振电路具有与驱动电路电感电感耦合并且连接在开关器件的中心节点与AC总线节点之间的电感，以使得这些驱动电路振荡，用于按逆变器工作频率来互补促动第一开关器件和第二开关器件。该逆变器提供输出，该输出具有在AC总线节点与灯负载(一个或多个)之间耦合的一个或多个镇流器电容，从而以受控方式驱动这些灯。在此实施例中，第一调节器包括频率控制电感，该电感与驱动电路控制电感电感耦合，以及第一调节器根据电流设定点值和感测的灯电流选择性地使与第一频率控制电感相关联的负载变化以修改驱动电路电感，并因此控制逆变器工作频率，使得对逆变器输出进行调整。该第一调节器因此以正常调光模式操作，以在调光控制(电流)设定点附近调节灯电流。第二调节器也具有(第二)频率控制电感，该电感与驱动电路控制电感电感耦合，并操作为基于电压设定点值和感测的AC总线节点电压值选择性地使第二频率控制电感的负载改变，以控制逆变器工作频率，从而对逆变器的输出进行调整。在示范实施例中，该第二调节器执行电压调整以将AC总线节点电压调整到处于或低于电压阈值。这在灯数量减少(delamp)期间或当灯最终故障时限制了逆变器的输出电压。

在一些实施例中，第二调节器还包括阴极加热电路，其在感测的灯电流值低于阈值时，选择性地加热一个或多个灯阴极并控制逆变器频率，以将输出降低到预定值。这些阴极有效地并联操作，以维持恒定电压。

第一调节器的某些实施例包括电流设定点电路以及电流感测电路和电流调节器，该电流设定点电路具有接收调光等级设定点信号的输入端子，该电流感测电路操作地与逆变器耦合以感测灯电流值，并且该电流调节器根据调光等级设定点信号来调整灯电流。