[发明专利]高压集成电路驱动半桥气体放电灯镇流器

说明书

本发明的第一方面涉及气体放电灯的镇流器电路，该电路采用高压集成电路(HVIC)驱动一对向灯提供交流电流的串联开关，更具体地说涉及这样一种镇流器电路，该电路向HVIC提供反馈信号，以便在灯工作期间选择适合的工作频率。本发明的第二方面涉及包括阴极预热功能的这样一种镇流器电路。

一种气体放电灯的镇流器电路采用一对向灯提供交流电流的串联开关，它们位于谐振负载电路中。开关构成半桥D型反相器。近来可用各种高压集成电路(HVIC)以交替的方式驱动这种半桥结构，也就是说先使一个开关导通，然后使之截止，再使第二个开关导通，然后使之截止，等等。这种HVIC的优点是能够代替分立电路元件，成本低，镇流器的尺寸小。然而，这种HVIC被设计成提供一对开关的固定的开关频率。虽然固定频率操作一般适合于气体放电灯的稳定工作状态，但是它不适合于灯的点燃操作，在点燃灯时，要求谐振负载电路的频率达到其固有的谐振频率，以便引起为点燃灯所需的非常高的电压峰值。

因此，根据本发明的第一方面，需要克服上述HVIC的缺点，使得在点燃灯时，谐振负载电路的频率达到其固有的谐振频率，以便产生为点燃灯所需的非常高的电压峰值。

根据本发明的第二方面，需要向上述镇流器电路提供阴极预热功能。

根据本发明的第一方面，本发明的目的是提供一种气体放电灯的镇流器电路，该电路包括一对向灯提供交流电流的串联开关，采用HVIC驱动这一对开关，但是该电路的结构使得在灯点燃期间使频率向谐振负载电路的固有频率转变。

根据本发明的第二方面，本发明的目的是提供一种上述类型的包括阴极预热功能的镇流器电路。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种上述类型的包括电阻加热阴极的气体放电灯的镇流器电路。镇流器电路包括含有气体放电灯的谐振负载电路，具有第一和第二谐振阻抗，谐振阻抗的值决定谐振负载电路的工作频率。还包括与谐振负载电路相连的直流变交流的变换器，以便在谐振负载电路中引起交流电流。变换器包括串联连接在直流电压的总线导体和地之间的第一和第二开关，并具有公共节点，交流负载电流流经该公共节点。反馈电路提供表示谐振负载电路中电流幅度的反馈信号。驱动第一和第二开关的高压集成电路其频率由主要包括灯点燃期间的反馈信号的定时信号确定，从而在灯点燃期间反馈信号使高压集成电路驱动第一和第二开关，其开关频率引起谐振负载电路谐振。隔离装置用于当对变换器电路提供电能时使反馈信号与定时信号隔离一段预定时间，以便在灯点燃之前对阴极在一段预定时间内加热。

通过以下结合附图所作的描述，本发明的上述和其它目的、优点和特征将变得更清楚，附图中相同的参考号表示相同的部分，其中：

图1是根据本发明的第一方面的气体放电灯的镇流器电路，一部分是框图的形式；

图2是表示施加到图1的高压集成电路的定时输入端的典型定时信号的电压—时间之间关系的图；

图3是表示灯点燃和稳定工作状态的工作点的灯电压—角频率之间关系的示意图；

图4是稳定状态灯操作的定时电压和有关的电压—时间的曲线图；

图5类似于图4，但表示灯点燃期间的电压；

图6是根据本发明的第二方面的气体放电灯的镇流器电路，一部分是框图的形式；以及

图7是图6的镇流器10’的阴极预热延迟电路42、开关40和相关电路的示意图。

对图1的实施例的描述和对图2-5的说明是相关的，图6的实施例是对图1实施例的改进，其中包括了阴极预热功能。

图1表示对气体放电灯(例如荧光灯)供电的镇流器电路10，用R_LAMP表示，因为在工作期间它呈现阻抗。镇流器电路10包括一对串联的开关S1和S2，例如功率MOSFET，它们连接在总线导体12和地14之间，接收直流总线电压V_BUS。由高压集成电路(HVIC)16对开关S1和S2进行控制，这在下面将要详细描述。通过交替切换S1和S2，节点18交替地与总线电压V_BUS和地14相连。与节点18相连的谐振负载电路20包括谐振电感L_R、谐振电容C_R和灯R_LAMP。电容21对负载电路20起隔直的作用。还包括反馈电阻R_F，其目的将在下面讨论。由于与节点18相连，所以在谐振负载电路20中引起了交流电流。