[发明专利]带亮度控制装置的荧光灯控制器

说明书

本发明涉及荧光灯控制器以及用于其中的亮度控制装置，更具体地说，本发明提供了一种亮度控制装置，这种亮度控制装置在输入端和灯的供电电路之间提供了保护性隔离，而且这种亮度控制装置便于在一个宽的范围内精确且安全地控制光的强度。本发明提供的亮度控制装置是高效的和高可靠性的，并且制造容易且经济。

有关荧光灯控制器的现有技术在Mark W.Fellows、John M.Wong和Edmond 1988年7月15日申请的美国专利申请219923号的说明书的引言部分作了回顾，具体的细节参见参考文献，这些现有技术的参考文献包括Wallace的美国专利3611021号、Stol的美国专利4251752号、Stupp等人的美国专利4453109，4498031，4585974，4698554和4700113号以及Zeiler的美国专利4717863号，它们涉及到各种不同的开关型电源电路（switch mode power supply circuit），这些电路的工作频率高，使得荧光灯供电的效率较高，并且还有另外一些优点。现有技术还公开了控制电路，用来控制对荧光灯的供电，以便控制亮度并在需要时使灯变暗。

本发明的总目的是提供一种与荧光灯控制器一起使用的调光器控制装置，它能在一个宽的范围内有效地控制光的强度，同时具有隔离和其它保护性特点，并且能够容易和经济地制造。本发明的另一个目 的是，提供一种工作效率高且十分安全可靠的调光器控制装置。

在本发明的研制过程中，总是习惯于考虑使用各种可能的调光电路结构，并且本发明的重点涉及到识别这些结构的潜在问题以及识别有益的可利用的特性。本发明的进一步的具体目的是提供一种调光器控制装置，它能够与例如上述Fellows等人的申请所公开的调光器一起使用，并能容易地与上述控制器连接，而且保持其全部优越的特性，以致于完全与其兼容。

Fellows等人的系统具有许多优越的特性，其中包括考虑到控制亮度和能够用来调光，尽管在申请中没有特别说明。在Fellows等人的系统中，用来作为调节电路的输出电路使得可变频的直流-交流转换电路的输出端耦合到负载荧光灯上。由控制器供电的控制电路使得直流-交流转换器以一定的高频率工作，这个高频率大大高于输出电路无负载时的谐振频率，还高于足以点火的输出电压频率。然后控制电路工作在点火状态，此时它逐步地降低频率直至点火发生为止。其后，控制电路工作在运行状态，此时，它通过控制直流-交流转换器的工作频率来自动控制灯的电流。

Fellows等人的系统的另一特征是，谐振电容以如此方式与荧光灯负载及变压器绕组并联，即可根据灯的电压来限制绕组上的电压。这种并联结构还使得单个谐振电容既能用来点火又能用于工作状态。

由于Fellows等人的申请所公开的系统具有上述特征和另外一些特征，因此，在远高于谐振频率的一个范围内，容易使工作稳定，这具有一个非常重要的优点，即保证直流-交流转换器的晶体管避免电容性负载状态，而在容性负载状态下，电流超前于电压，并且可能导致晶体管的毁坏。一个进一步的特征是，通过使用一种自动转换到安 全状态的电路，最好是通过将直流-交流转换器扫描至高频率上，而提供附加的保护措施，在上述安全状态下，电流相对于电压的相位小于一定的安全值。另外的特征涉及到预调节器电路，该电路被供给一个全波整流50或60Hz的电压，并且它包括一个作为上转换器而给直流-交流转换器提供直流电压的开关型电源电路，为了稳定而有效地工作，上述直流电压被自动保持在较高的电位上。根据一个与预调节器电路的输出电压的平均值成正比的信号来控制加给电路的门脉冲的宽度，从而使电平得到自动控制。功率因素也得到控制。

Fellows等人的申请所公开的系统的另一些特征涉及控制电路的结构和工作过程的具体细节，该电路既控制直流-交流转换器，又控制预调节器电路。控制电路最好制成一个单一的集成电路元件或者“芯片”，以便能与外部元件以某种方式一起使用，例如能够与不同类型的荧光灯或其它类似性能的负载一起使用，并且能够选择外部元件的参数以使得任何连接到其上的具体类型的荧光灯或其它负载都可获得最佳工作特性。它实现了串联的预调节器和直流-交流转换器电路的高要求的同步控制，并提供了可靠的起动性能，还提供了一些安全性和保护性特征，以保证高度的可靠性并防止毁坏性故障的发生，这种毁坏性故障可能是由于另外一些原因引起的，即使用了有毛病的灯管、或者没有灯管、或者任意一个可能出现的问题。