[发明专利]具有功率因数校正的气体放电灯镇流器

说明书

本发明要求临时申请No.60/033819(申请日为1996年12月23日)的优先权。

本发明涉及一种镇流器或电源电路，该电路以交流电向气体放电灯供电，并能改善功率因数的校正。

从转让给本受让人的美国专利5,408,403号可知，其使用了用于气体放电灯的镇流器，该气体放电灯包括采用一对串联转换开关的d.c.-a.c.转换器。将升压电路加入该镇流器以取得高度的功率因数校正。然而，两个转换开关都是导电型的，例如二者都是n沟道增强型的MOSFET。

由本发明的发明人之一，Louis R.Nerone，在1996年9月6日申请的共同未决和共同转让申请No.08/709,062中公开和要求了一种灯镇流器，其中包括采用互补导电型串联开关的d.c-a.c.转换器。比如，一个开关可以是n沟道增强型的MOSFET，而另一个是p沟道增强型的MOSFET。

人们希望，在包括采用同样导电型开关的d.c.-a.c.转换器的镇流器中，改善功率因数的校正。

本发明的一个实施例提出了一种气体放电灯镇流器，该镇流器包括：一个负载电路，其中含有用于连接到气体放电灯的电路；一个从a.c.电压供给d.c.电源的电路；一个d.c.-a.c.转换电路，连接到负载电路，以在其中感生出a.c.电流，该转换电路包括第一和第二转换开关，以上述顺序串联在d.c.电压的总线节点与参考节点之间，并且在a.c.负载电流流过的公共节点上连接在一起，第一和第二转换开关各有一控制节点和一参考节点，这两个节点之间的电压确定了相连开关的导电状态，将第一和第二转换开关各自的控制节点互相连接，将第一和第二转换开关各自的参考节点一起连接在公共节点上；一个升压转换器，包含：连接在总线与参考节点之间的升压电容，它的充电电平确定了总线导体上的总线电压；升压电感，储存来自d.c.电源供给电路的能量，通过至少一个二极管将该升压电感连接到升压电容，以便将它的能量排放到升压电容中；升压开关，通过低阻抗通路周期性地将该升压电感连接到总线节点，从而对升压电感充电，该升压开关包括所述转换电路的第一开关。

在包括具有同样导电型开关的d.c-a.c.转换器的镇流器中，上述实施例实现了高度的功率因数校正。

图1是取得低功率因数的镇流器的简图；

图2是图1升压电感中的电流波形。

图1作为一个例子示出供给气体放电灯12电源的镇流器10。电源14对全波整流器16供给a.c.电源。将高频旁路电容18用于旁路具有镇流器10工作频率(与电源14的线路频率相反)的电流。任选的p-n二极管19使得由于升压电感50(下面将描述)与开关20的输出电极间的寄生电容(未示出)之间的交互谐振引起的寄生电压减至最小。

镇流器10包括一个d.c.-a.c.转换器，该转换器包括串联在总线节点24与参考节点26之间的一对开关20和22。开关20和22最好分别包括n-沟道和p-沟道增强型的MOSFET，如图所示，它们的源极在公共节点28处互相连接。开关的栅极或控制节点互连在控制节点30处。

工作时，节点28交替地连接到节点24上的总线电位和节点26上的参考电位。以此方式，将a.c.电流供给包括谐振电感32、隔直电容33、谐振电容34和灯12的负载电路。在讨论为取得低功率因数所用的电路之前，描述开关20和22的再生控制操作的较好电路。

再生控制部分地由与标有极化点的谐振电感32互连的驱动电感36、电感38和电容40提供。再生控制还由一网络提供，该网络最好包括电阻42、电阻44和以实践示出的电阻46a或以虚线示出的替换电阻46b。此外，将背对背连接的齐纳二极管对48用于再生控制。当起动a.c.电源14从而镇流器10开始激励时，电容40被充电直到开关22接通为止。然后，通过反馈从谐振电感32供给驱动电感38，使控制节点30的电压相对于公共节点26交替地变为正和负，从而交替地接通开关20和22。

尽管最好把电阻42和44用于供再生控制的上述电路中，但采用电阻46a可省掉电阻44，采用电阻46b可省掉电阻42。