專利名稱：電感性供電的氣體放電燈電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體放電燈，更具體地涉及用于啟動(dòng)氣體放電燈并對(duì)其 供電的電路。
背景技術(shù)：
氣體放電燈被用于各種各樣的應(yīng)用中。傳統(tǒng)的氣體放電燈包括在燈
的套筒(sleeve)內(nèi)互相間隔開的一對(duì)電極。氣體放電燈典型地填充有 惰性氣體。在許多應(yīng)用中，將金屬蒸汽加到氣體中以便增強(qiáng)或以其它方 式影響光輸出。在工作期間，使得電(electricity)在電極之間穿過氣體 流動(dòng)。這使得氣體放電發(fā)光。光的波長(例如，顏色)可以通過使用不同 的氣體和在氣體內(nèi)的不同的添加物而變化。在某些應(yīng)用中，例如，傳統(tǒng) 的熒光燈，氣體發(fā)射紫外光，并通過涂覆在燈的套筒內(nèi)部的熒光物而把 紫外光變換成可見光。
雖然傳統(tǒng)的氣體放電燈的工作原理是相當(dāng)簡(jiǎn)單直接的，但傳統(tǒng)的氣 體》文電燈典型地需要專門的啟動(dòng)過程(starting process )。例如，用于啟 動(dòng)傳統(tǒng)的氣體放電燈的傳統(tǒng)過程是預(yù)熱電極，以便在電極周圍產(chǎn)生大量 的電子("預(yù)熱"階段)，然后把具有足夠大小(magnitude)的電流的尖峰 (spike)施加到電極上，造成跨電極穿過氣體的電弧("起弧(strike)" 階段)。 一旦建立穿過氣體的電弧，電力(power)就被減小，因?yàn)閷?duì)于維 持燈的工作需要小得多的電力。
在許多應(yīng)用中，通過串聯(lián)連接電極并使電流流過電極(在白熾燈中 這些電極猶如是細(xì)絲)而預(yù)熱電極。當(dāng)電流流過電極時(shí)，電極的內(nèi)阻導(dǎo) 致電子激勵(lì)(excitation of electron )。 一旦電極被充分地預(yù)熱，在電極 之間的直接電連接就被斷開，由此使得通過氣體的路徑作為用于電在電 極之間行進(jìn)的唯一路由(route)。基本上同時(shí)地，施加到電極的電力增 加，以便提供足夠的電位差用于電子跨電極觸發(fā)電弧。
啟動(dòng)器(starter)電路以各種各樣的結(jié)構(gòu)制成，并按照各種各樣的方 法工作。在一個(gè)應(yīng)用中，電源電路包括一對(duì)變壓器，該變壓器被配置成 僅僅當(dāng)提供超過特定的范圍的電力時(shí)才在兩個(gè)電極上施加預(yù)熱電流。通過改變電力的頻率，可選擇性地控制預(yù)熱操作。雖然是功能性的，^旦這 個(gè)電源電路需要使用兩個(gè)附加的變壓器，這大大地增加電源電路的花費(fèi) 和尺寸。而且，這個(gè)電路包括在電源與燈之間的直接電連接。直接電連 接具有許多缺點(diǎn)。例如，直接電連接要求用戶在安裝或拆卸燈時(shí)進(jìn)行電 連接(常常是機(jī)械連接)。而且，直接電連接提供了在電源與燈之間橋接
(bridge)的電問題的相當(dāng)高的風(fēng)險(xiǎn)。
在某些應(yīng)用中，氣體放電燈配備有通過電感耦合的電力。這消除了 直接電連接(例如有線連接)的需要，并且還提供了在電源與氣體放電 燈之間 一定程度的隔離。雖然電感耦合提供了優(yōu)于直接電連接的各種各 樣的好處，但電感耦合的使用使得啟動(dòng)過程復(fù)雜化。控制電感系統(tǒng)中的 啟動(dòng)器電路工作的一個(gè)方法是提供磁控簧片開關(guān)(reed switch)，該開 關(guān)可被用于提供在電極之間的選擇性直接電連接。雖然是可靠的，但這 個(gè)啟動(dòng)器配置需要電磁鐵與簧片開關(guān)緊密靠近。還需要在該兩個(gè)部件之 間特定的取向?？傮w來說，這些要求會(huì)對(duì)于電源電路和整體的燈電路的 設(shè)計(jì)和配置提出合乎理性的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于氣體放電燈的電感性(inductive)電源電^各， 該氣體放電燈可以通過改變被施加到次級(jí)電路(secondary circuit)的電 力的頻率而選擇性地可工作在預(yù)熱和工作模式(operating mode )。在一 個(gè)實(shí)施例中，電源電路通常包括初級(jí)電路(primary circuit)和次級(jí)電路， 該初級(jí)電路具有用于改變施加到初級(jí)線圈的電力的頻率的頻率控制器， 該次級(jí)電路具有用于電感性地接收來自初級(jí)線圏的電力的次級(jí)線圏、氣 體放電燈和預(yù)熱電容器。預(yù)熱電容器被選擇為當(dāng)初級(jí)線圏工作在預(yù)熱頻 率(pre-heat frequency)范圍內(nèi)時(shí)預(yù)熱燈和當(dāng)初級(jí)線圈工作在工作頻率 (operating fr叫uency )范圍時(shí)允許正常的燈工作。在 一 個(gè)實(shí)施例中，預(yù) 熱電容器串聯(lián)連接在燈的電極之間。
在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)熱電容器、預(yù)熱頻率和工作頻率被選擇成使得
及使得在工作頻率下通過燈的電路徑的阻抗小于通過電極的電路徑的 阻抗。
在 一 個(gè)實(shí)施例中，次級(jí)電路還包括串聯(lián)地放置在次級(jí)線圏與燈之間
8的工作電容器。工作電容器的電容可被選擇成基本上平衡次級(jí)線圏的電 感。在這個(gè)實(shí)施例中，預(yù)熱電容器可以具有近似等于工作電容器的電容 的電容。
在一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)電路適于允許初級(jí)電^各在預(yù)熱頻率下和工作 頻率下工作在諧振狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)電路包括具有可變電容
的槽路(tank circuit)和能夠選擇性地改變槽路的電容的控制器。初級(jí) 電路可包括用于改變槽路的諧振頻率的可替換的電路，諸如可變電感器。
在 一 個(gè)實(shí)施例中，可變諧振槽路包括可以通過 一 個(gè)或多個(gè)開關(guān)的驅(qū) 動(dòng)而選擇性地進(jìn)行工作的多個(gè)電容器。開關(guān)可以是在其中槽路的有效電 容被設(shè)定成以近似預(yù)熱頻率提供初級(jí)電路諧振的第 一位置和其中槽路 的有效電容被設(shè)定成以近似工作頻率提供初級(jí)電路諧振的第二位置之 間可驅(qū)動(dòng)的。
在一個(gè)實(shí)施例中，槽路可包括連接在初級(jí)線圏與地之間的槽路工作 電容器；以及與預(yù)熱電容器并聯(lián)的沿被切換的線連接在初級(jí)線圈與地之 間的槽路預(yù)熱電容器。工作時(shí)，開關(guān)可被驅(qū)動(dòng)，以便選擇性地啟用或禁 用預(yù)熱電容器，由此使得初級(jí)電路的諧振頻率在預(yù)熱頻率與工作頻率之 間切換。
另一方面，本發(fā)明提供一種用于啟動(dòng)和操作氣體放電燈的方法。在 這方面的一個(gè)實(shí)施例中，該方法可包括以下步驟通過以預(yù)熱頻率在足 以預(yù)熱燈的時(shí)間段內(nèi)將電力施加到次級(jí)電路而預(yù)熱燈，在該預(yù)熱頻率下
以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路而使得燈工作，在該工作頻率下通過 燈的電路徑的阻抗小于通過預(yù)熱電容器的電路徑的阻抗。
在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)熱頻率近似對(duì)應(yīng)于考慮預(yù)熱電容器和工作電容 器的組合電容的次級(jí)電路的諧振頻率；以及工作頻率近似對(duì)應(yīng)于僅^f又考 慮工作電容器的電容的次級(jí)電路的諧振頻率。
在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括改變初級(jí)電路的諧振頻率以使得在 預(yù)熱步驟期間匹配于預(yù)熱頻率而在工作步驟期間匹配于工作頻率的步 驟。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)步驟還被定義為改變?cè)陬A(yù)熱步驟和工作步驟 之間的槽路的有效電容。在另一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)步驟還被定義為改變 在預(yù)熱步驟和工作步驟之間的槽路的有效電感。本發(fā)明提供用于預(yù)熱、啟動(dòng)和給氣體放電燈供電的簡(jiǎn)單且有效的電 路和方法。本發(fā)明利用最小數(shù)目的部件來達(dá)到復(fù)雜的功能，這減小電路 的總的花費(fèi)和尺寸。本發(fā)明還提供用于改進(jìn)的可靠性的潛力，因?yàn)樗?括小數(shù)目的部件，該部件本身是無源的，并且在工作方式上有較小的復(fù) 雜性。在典型的應(yīng)用中，當(dāng)初級(jí)電路從預(yù)熱頻率切換到工作頻率時(shí)，系 統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)燈(或起弧)。初始開關(guān)使得在電極之間建立足夠電壓，以允 許造成跨電極穿過氣體的電弧。
一旦燈被啟動(dòng)，通過燈的阻抗甚至進(jìn)一
抗之間的很大的差別:這進(jìn) 一 步減小在:常工作其月間流預(yù)熱電容器的 電流量。在其中初級(jí)電路的諧振頻率是選擇性可調(diào)節(jié)的應(yīng)用中，初級(jí)電 路可以適于提供在預(yù)熱與工作期間的有效的諧振工作。而且，次級(jí)電路 的部件可以容易地合并到燈的基座中，由此便于實(shí)際實(shí)現(xiàn)。 通過參考當(dāng)前實(shí)施例的詳細(xì)說明和附圖，將容易理解和意識(shí)到本發(fā) 明的這些和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。


圖i是按照本發(fā)明的實(shí)施例的氣體放電燈系統(tǒng)的示意圖。
圖2是次級(jí)電路和槽路的電路圖。
圖3是顯示用于啟動(dòng)和操作氣體放電燈的方法的通用步驟的流程圖。 圖4是一個(gè)可替換的槽路的電路圖。
圖5是顯示用于啟動(dòng)和操作氣體放電燈的方法的通用步驟的流程圖。 圖6是第二個(gè)可替換的槽路的電路圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣體放電燈系統(tǒng)IO顯示于圖1。氣體放 電燈系統(tǒng)10通常包括初級(jí)電路12和為氣體放電燈16供電的次級(jí)電路 14。初級(jí)電路12包括控制器20，用于選擇性地改變由初級(jí)電路12電感 性地傳輸?shù)碾娏Φ念l率。次級(jí)電路14包括用于電感性地接收來自初級(jí) 線圈18的電力的次級(jí)線圏22和氣體放電燈16。次級(jí)線圏22還包括被 連接在次級(jí)線圏22與燈16之間的工作電容器30和被串聯(lián)連接在燈電 極24與26之間的預(yù)熱電容器32。在工作時(shí)，控制器20通過以所選擇 的預(yù)熱頻率把電力施加到次級(jí)電路14而預(yù)熱燈16，使得通過預(yù)熱電容
10器32的電路徑的阻抗小于通過氣體放電燈16中的氣體的電路徑的阻 抗。在預(yù)熱后，控制器20以所選擇的工作頻率把電力施加到次級(jí)電路 14，以使得通過預(yù)熱電容器32的電路徑的阻抗大于通過氣體放電燈16 的氣體的電路徑的阻抗。這使得預(yù)熱電容器32變?yōu)?失諧(detuned)" 的，這又將導(dǎo)致電沿電路徑流動(dòng)通過氣體放電燈16中的氣體。
如上所述，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖顯示于圖1。在所示出的 實(shí)施例中，初級(jí)電路12包括初級(jí)線圏18和用于以想要的頻率將電力施 加到初級(jí)線圏18的頻率控制器20。所示出的實(shí)施例的頻率控制器20 一般包括微控制器40、振蕩器42、驅(qū)動(dòng)器44和逆變器(inverter) 46。 振蕩器42和驅(qū)動(dòng)器44可以是分立部件，或它們可以合并到微控制器40 中，例如作為微控制器40內(nèi)的模塊。在本實(shí)施例中，這些部件共同地 驅(qū)動(dòng)槽路48。更具體地，逆變器46從DC(直流)電源50提供AC(交流) 電力給槽路48。槽路48包括初級(jí)線圈18，并且還可包括電容器52，該 電容器52被選擇來以預(yù)期的工作參數(shù)平衡初級(jí)線圏18的阻抗。槽路48 可以是串聯(lián)諧振槽路或并聯(lián)諧振槽路。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器44提供 對(duì)于操作逆變器46內(nèi)的開關(guān)所必須的信號(hào)。驅(qū)動(dòng)器44又以由振蕩器42 設(shè)定的頻率工作。振蕩器42反過來又被微控制器40控制。微控制器40 可以是諸如PIC18LF1320那樣的微控制器，或更通用的微處理器。所示 出的初級(jí)電路12僅僅是示例性的，并且基本上能夠以改變的頻率提供 電感性電力的任何初級(jí)電路都可以被引入到本發(fā)明。本發(fā)明可以結(jié)合在 2004年11月30日發(fā)布的、標(biāo)題為"Inductively Coupled Ballast Circuit" 的、Kuennen等人的美國專利6,825,620中所顯示的電感性初級(jí)電路中， 該美國專利6,825,620在此被引用以供參考。
如上所述，次級(jí)電路14包括用于電感性地接收來自初級(jí)線圏18的 電力的次級(jí)線圈22、氣體放電燈16、工作電容器30和預(yù)熱電容器32。 現(xiàn)在參照?qǐng)D2,氣體放電燈16包括在燈套筒60內(nèi)相互間隔開的一對(duì)電極 24和26。燈套筒60包含想要的惰性氣體，還可視需要包括金屬蒸汽。 燈16被跨次級(jí)線圏22串聯(lián)連接。在本實(shí)施例中，第一電極24被連接到 次級(jí)線圈22的一個(gè)引線，而第二電極26被連接到次級(jí)線圈22的相對(duì)的 引線。在本實(shí)施例中，工作電容器30被串聯(lián)連接在次級(jí)線圈22與第一 電極24之間，而預(yù)熱電容器32被串聯(lián)連接在第 一 電極24與第二電極26 之間。在圖2中，槽路48被顯示為具有初級(jí)線圏18和電容器52。雖然在圖2中未示出，但槽路48通過連接器49被連接到逆變器46。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3描述系統(tǒng)10的工作。方法通常包括以預(yù)熱頻率將電力 施加到次級(jí)電路14的步驟100。預(yù)熱頻率被選擇為這樣的頻率，在該頻 率下通過燈的電路徑的阻抗大于通過預(yù)熱電容器32的電路徑的阻抗。 在一個(gè)實(shí)施例中，頻率控制器20通過以近似等于工作電容器30與預(yù)熱 電容器32的串聯(lián)諧振頻率(被稱為fs)的預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí) 電路14而預(yù)熱燈16。用于計(jì)算在本實(shí)施例中的fs的公式被下文闡述。 在預(yù)熱頻率下，預(yù)熱電容器32被充分調(diào)諧(tune),以便提供在電極 24與26之間的直接電連接。這允許電直接流經(jīng)電極24和26通過預(yù)熱 電容器32。這個(gè)電流流動(dòng)預(yù)熱了電極24和26。系統(tǒng)10不斷以預(yù)熱頻 率供電，直至電極24和26被充分預(yù)熱102。工作的預(yù)熱階段的持續(xù)時(shí) 間隨不同的應(yīng)用而改變，但典型地是預(yù)定的時(shí)間段，并且對(duì)于傳統(tǒng)的氣 體放電燈而言很可能處在1-5秒的范圍。在預(yù)熱后，控制器20以工作頻 率將電力施加到次級(jí)電路104,該工作頻率被選擇為這樣的頻率，在該 頻率下通過燈的電路徑的阻抗小于通過預(yù)熱電容器32的電路徑的阻抗。 在這個(gè)實(shí)施例中，工作頻率近似等于工作電容器30的諧振頻率，其被 稱為fo。用于計(jì)算在本實(shí)施例中的fs的公式被闡述為如下。這個(gè)頻率改 變使得預(yù)熱電容器32變?yōu)槭еC，這實(shí)際上使得電流流過燈16。雖然頻 率改變通常并不能使得預(yù)熱電容器用作為開路，但它將限制流過預(yù)熱電 容器的電流量足夠使得電流通過氣體放電燈16的氣體電弧放電。結(jié)果， 工作頻率的切換使得在次級(jí)電路14中生成的電力跟隨從一個(gè)電極24通 過燈套筒60中的氣體行進(jìn)到另一個(gè)電極26的電路徑。初始地，這個(gè)頻 率改變使得燈啟動(dòng)(或起弧)，因?yàn)槭еC的預(yù)熱電容器允許跨電極24和 26造成足夠的電壓以使得電流通過氣體電弧放電。在燈被啟動(dòng)后，燈將 繼續(xù)以工作頻率適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。換句話說，施加到次級(jí)電路16上的頻率
L-次級(jí)線圈電感值 。1=工作電容器的電容C2:預(yù)熱電容器的電容
fs二預(yù)熱頻率
f(^工作頻率
雖然為確定預(yù)熱頻率和工作頻率所提供的的公式產(chǎn)生特定頻率，但 術(shù)語"預(yù)熱頻率"和"工作頻率，，中的每個(gè)在說明書和權(quán)利要求中應(yīng)當(dāng)被理 解為包括包含計(jì)算出的"預(yù)熱頻率"和"工作頻率"的頻率范圍。 一般而言， 系統(tǒng)的效率可能受損，因?yàn)閷?shí)際的頻率離計(jì)算的頻率差得很遠(yuǎn)。在典型 的應(yīng)用中，希望實(shí)際的預(yù)熱頻率和實(shí)際的工作頻率處在計(jì)算出的頻率的 特定的百分比內(nèi)。然而，沒有嚴(yán)格的限制，而是允許較大的變化，只要 電路能繼續(xù)以可接受的效率工作。對(duì)于許多應(yīng)用，預(yù)熱頻率近似是工作
頻率的兩倍。初級(jí)電3各12可以不斷地^巴電力施加到次級(jí)電^各14，直至 不再想要?dú)怏w放電燈16的繼續(xù)工作106。
如果想要的話，初級(jí)電路12，可被配置成具有選擇性地可調(diào)的諧振， 以使得初級(jí)電路12，在預(yù)熱頻率和工作頻率下都諧振地工作。在引用這 個(gè)功能的一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)電路12，可包括可變電容槽路48，(見圖4), 它允許選擇性地調(diào)節(jié)槽路48，的諧振頻率，以便匹配于預(yù)熱頻率和工作 頻率。圖4顯示用于改變槽路48，的電容的簡(jiǎn)單電路。在所示出的實(shí)施 例中，槽路48，包括被連接在初級(jí)線圏18，與地之間的槽路工作電容器 52a，，以及沿開關(guān)線(switched line)被連接在初級(jí)線圈18，與地之間的 并與槽路工作電容器52a，并聯(lián)的槽路預(yù)熱電容器52b，。該開關(guān)線包括選 擇性地可操作用來斷開開關(guān)線的開關(guān)53，，由此從槽路48，有效地去除槽 路預(yù)熱電容器52b，。開關(guān)53，的操作可以由頻率控制器20 (例如由微控 制器40)或由單獨(dú)的控制器控制。開關(guān)53，基本上可以是任何類型的電 開關(guān)，諸如繼電器(relay) 、 FET、 Triac或定制的AC開關(guān)設(shè)備。
這個(gè)替換例的操作通常參照?qǐng)D5被描述。初級(jí)電路12，調(diào)節(jié)槽路48， 的諧振頻率以近似等于預(yù)熱頻率200。初級(jí)電路12，然后以預(yù)熱頻率將電 力施加到次級(jí)電路202。初級(jí)電^各12'不斷以預(yù)熱頻率向次級(jí)電^各供電直 至電極24和26被充分預(yù)熱204。 一旦電極被充分地預(yù)熱，初級(jí)電路12， 就調(diào)節(jié)槽路48，的諧振頻率以近似等于工作頻率206。初級(jí)電路12，切換 它的工作頻率，以^更以工作頻率將電力施加到次級(jí)電^各14， 208。初級(jí)電 路12，可以不斷供電直至不再想要210。系統(tǒng)10還可包括故障邏輯(faultlogic),它在故障情況出現(xiàn)時(shí)(例如，燈被燒毀或已被去除，或發(fā)生短路) 停止工作。
可變電容可以通過使用可替換的并聯(lián)和串聯(lián)電容子電路而被實(shí)現(xiàn)。
例如，圖6顯示可替換的槽路12"，其中槽路預(yù)熱電容器52b"與槽路工 作電容器52a"串聯(lián)連接，但包括有開關(guān)線用于通過開關(guān)53"的操作把預(yù) 熱電容器52a"周圍的電路短路，以便有效地從電路中去除預(yù)熱電容器 52b"。
雖然是結(jié)合可變電容槽路48，描述的，但本發(fā)明可以擴(kuò)展到用于在 預(yù)熱和工作模式之間改變槽路48，或初級(jí)電路12，的諧振頻率的其它方 法。例如，初級(jí)電路可包括可變電感。在這個(gè)替換例(未示出)中，槽路 可包括可變電感器和控制器，用于選擇性地控制可變電感器的電感。作 為另一個(gè)例子(未示出)，槽路可包括多個(gè)電感器，它們可以通過控制器 以如以上結(jié)合可變電容槽路所描述的基本相同的方式被切換到電路中 和從電路中切換出。
以上的描述是本發(fā)明的當(dāng)前實(shí)施例的說明?？梢宰龀龈鞣N修改和改 變，而不背離如在所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明的精神和廣義的方面，所 附權(quán)利要求按照包括等價(jià)物的原則的專利法的原理被解譯。任何以單數(shù) 形式(例如使用單字"一，，，"一個(gè)，，,"該"，"所述")要求保護(hù)的元件的提及并 不被認(rèn)為將該元件限制為單數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于電感性供電的氣體放電燈組件的次級(jí)電路包括燈，具有在氣體內(nèi)間隔開的第一電極和第二電極；次級(jí)線圈，電連接到所述第一電極和所述第二電極；第一電容器，被串聯(lián)連接在所述第一電極和所述第二電極之間。
2. 如權(quán)利要求1所述的次級(jí)電路，其中所述第一電容器具有所選擇 的特征，以使得當(dāng)以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)，通過所述第一 電容器的電流路徑比起通過所述氣體的電流路徑具有更小的阻抗，以及 以使得當(dāng)以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)，通過所述第一電容器的 所述電流路徑比起通過所述氣體的所述電流路徑具有更大的阻抗。
3. 如權(quán)利要求1所述的次級(jí)電路，還包括串聯(lián)連接在所述次級(jí)線圈 和所述第一電極之間的第二電容器。
4. 如權(quán)利要求3所述的次級(jí)電路，其中所述預(yù)熱頻率近似等于所述 次級(jí)線圈、所述第一電容器和所述第二電容器的諧振頻率。
5. 如權(quán)利要求3所述的次級(jí)電路，其中所述工作頻率近似等于所述 次級(jí)線圈和所述第二電容器的諧振頻率。
6. —種氣體放電燈組件，包括 初級(jí)電路，具有頻率控制器和初級(jí)線圈；次級(jí)電路，具有次級(jí)線圏、氣體放電燈和預(yù)熱電容器，所述氣體放電燈具有在氣體內(nèi)間隔開的第一電極和第二電極，所述預(yù)熱電容器串聯(lián)連接在所述第 一 電極和所述第二電極之間；所述頻率控制器選擇性地可工作在預(yù)熱頻率和工作頻率，在所述預(yù) 熱頻率下所述預(yù)熱電容器阻止電從所述第一電極通過所述氣體流動(dòng)到所述第二電極，在所述工作頻率下所述預(yù)熱電容器允許電從所述第一電 極通過所述氣體流動(dòng)到所述第二電極。
7. 如權(quán)利要求6所述的組件，其中所述次級(jí)電路包括工作電容器。
8. 如權(quán)利要求7所述的組件，其中所述工作電容器串聯(lián)連接在所述 次級(jí)線圈和所述第 一電極之間。
9. 如權(quán)利要求8所述的組件，其中所述預(yù)熱頻率還被定義為近似等 于所述次級(jí)線圏、所述預(yù)熱電容器和所述工作電容器的串聯(lián)諧振頻率。
10. 如權(quán)利要求9所述的組件，其中所述工作頻率還被定義為近似 等于所述次級(jí)線圈和所述工作電容器的諧振頻率。
11. 一種用于啟動(dòng)和操作具有在氣體內(nèi)間隔開的第一和第二電極的 氣體放電燈的方法，包括以下步驟提供次級(jí)電路，該次級(jí)電路具有連接到燈的次級(jí)線圈和串聯(lián)連接在 第 一 電極與第二電極之間的預(yù)熱電容器；以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路，在該預(yù)熱頻率下，通過預(yù)熱電 容器的電流路徑的阻抗小于通過氣體的電流路徑的阻抗；以及以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路，在該工作頻率下，通過預(yù)熱電 容器的電流路徑的阻抗小于通過氣體的電流路徑的阻抗。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述以預(yù)熱頻率施加電力的步 驟在足以預(yù)熱燈的時(shí)間段內(nèi)被實(shí)行。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述以預(yù)熱頻率施加電力的步 驟在足以預(yù)熱燈的預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)被實(shí)行。
14. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中次級(jí)電路還包括工作電容器， 并且其中預(yù)熱頻率近似等于次級(jí)線圈、工作電容器和預(yù)熱電容器的諧振 頻率。
15. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中工作頻率近似等于次級(jí)線圈和 工作電容器的諧振頻率。
16. —種用于啟動(dòng)和操作具有在氣體內(nèi)間隔開的 一對(duì)電極的氣體放 電燈的方法，包括以下步驟提供次級(jí)電路，該次級(jí)電路具有電連接在氣體放電燈的電極之間的 預(yù)熱電容器；以所選擇的預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路，以便允許電從一個(gè)電 極通過預(yù)熱電容器流動(dòng)到另一電極；以及以所選擇的工作頻率將電力施加到次級(jí)電路，以便允許電從一個(gè)電 極通過氣體流動(dòng)到另 一 電極。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括給次級(jí)電路提供工作電容器 的步驟；以及其中所述預(yù)熱頻率近似等于次級(jí)線圈、工作電容器和預(yù)熱電容器的 串聯(lián)諧振頻率。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括給次級(jí)電路提供工作電容器 的步驟；以及其中所述工作頻率近似等于次級(jí)線圈和工作電容器的串聯(lián)諧振頻率。
19. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中預(yù)熱頻率近似等于工作頻率的 兩倍。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述以預(yù)熱頻率施加電力的步 驟在范圍從約1到約5秒的時(shí)間段內(nèi)被實(shí)行。
21. —種用于電感性供電的氣體放電燈組件的電感性電源系統(tǒng)，包括初級(jí)電路，具有可在預(yù)熱頻率和工作頻率下工作的槽^各，所述初級(jí) 電路具有用于選擇性地改變所述槽路的諧振頻率的諧振頻率控制器； 燈，具有在氣體內(nèi)間隔開的第一電極和第二電極； 次級(jí)線圈，電連接到所述第一電極和所述第二電極；以及 第一電容器，串聯(lián)連接在所述第一電極和所述第二電極之間。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述第一電容器具有所選擇的 特征，以使得當(dāng)以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)，通過所述第一電 容器的電流路徑比起通過所述氣體的電流路徑具有更小的阻抗，以及以 使得當(dāng)以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)，通過所述第一電容器的所 述電流路徑比起通過所述氣體的所述電流路徑具有更大的阻抗。
23. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，還包括串聯(lián)連接在所述次級(jí)線圏和 所述第一電極之間的第二電容器。
24. 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)熱頻率近似等于所述次 級(jí)線圈、所述第一電容器和所述第二電容器的諧振頻率。
25. 如權(quán)利要求23所述的次級(jí)電路，其中所述工作頻率近似等于所 述次級(jí)線圏和所述第二電容器的諧振頻率。
26. —種氣體放電燈組件，包括初級(jí)電路，具有頻率控制器和槽路，所述頻率控制器選擇性地可工 作在預(yù)熱頻率和工作頻率，所述初級(jí)電路還包括用于選擇性地改變所述 槽路的諧振頻率的裝置；以及次級(jí)電路，具有次級(jí)線圏、氣體放電燈和預(yù)熱電容器，所述氣體放電燈具有在氣體內(nèi)間隔開的第一電極和第二電極，所迷預(yù)熱電容器串聯(lián) 連接在所述第一電極和所述第二電極之間，當(dāng)以所述預(yù)熱頻率將電力施 加到所述次級(jí)電路時(shí)，所述預(yù)測(cè)電容器阻止電從所述第一電極通過所述 氣體流動(dòng)到所述第二電極，當(dāng)以所述工作頻率將電力施加到所述次級(jí)電 路時(shí)，所述預(yù)熱電容器允許電從所述第一電極通過所述氣體流動(dòng)到所述 第二電極。
27. 如權(quán)利要求26所述的組件，其中所述用于改變所述槽路的諧振 頻率的裝置包括用于改變所述槽路的電容的裝置。
28. 如權(quán)利要求26所述的組件，其中所述用于改變所述槽路的諧振 頻率的裝置包括用于改變所述槽路的電感的裝置。
29. 如權(quán)利要求26所述的組件，其中所述次級(jí)電路包括工作電容器。
30. 如權(quán)利要求29所述的組件，其中所述工作電容器串聯(lián)連接在所 述次級(jí)線圏和所述第 一 電極之間。
31. 如權(quán)利要求30所述的組件，其中所述預(yù)熱頻率還被定義為近似 等于所述次級(jí)線圈、所述預(yù)熱電容器和所述工作電容器的串聯(lián)諧振頻 率。
32. 如權(quán)利要求31所述的組件，其中所述工作頻率還被定義為近似 等于所述次級(jí)線圏和所述工作電容器的諧振頻率。
33. 如權(quán)利要求32所述的組件，其中所述用于改變所述槽路的諧振 頻率的裝置包括控制器，用于當(dāng)所述初級(jí)電路以所述工作頻率將電力施加到所述次級(jí)線圈時(shí)將所述諧振頻率調(diào)節(jié)到近似對(duì)應(yīng)于所述工作頻率；以及當(dāng)所述初級(jí)電路以所述預(yù)熱頻率將電力施加到所述次級(jí)線圏時(shí)將所述諧振頻率調(diào)節(jié)到近似對(duì)應(yīng)于所述預(yù)熱頻率。
34. —種用于啟動(dòng)和操作具有在氣體內(nèi)間隔開的第一和第二電極的 氣體放電燈的方法，包括以下步驟提供初級(jí)電路，該初級(jí)電路具有槽路和槽路諧振頻率控制器； 提供次級(jí)電路，該次級(jí)電路具有連接到燈的次級(jí)線圈和串聯(lián)連接在 第一電極與第二電極之間的預(yù)熱電容器；以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路，在該預(yù)熱頻率下，通過預(yù)熱電 容器的電流路徑的阻抗小于通過所述氣體的電流路徑的阻抗；在所述以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路的步驟期間，將槽路的諧振頻率調(diào)節(jié)到近似相應(yīng)于所述預(yù)熱頻率；以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路，在該工作頻率下，通過預(yù)熱電 容器的電流路徑的阻抗小于通過所述氣體的電流路徑的阻抗；以及在所述以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路的步驟期間，將槽路的諧 振頻率調(diào)節(jié)到近似相應(yīng)于所述工作頻率。
35. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述以預(yù)熱頻率施加電力的步 驟在足以預(yù)熱燈的預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)被實(shí)行。
36. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)步驟中的至少一個(gè)包 括改變槽路的電容的步驟。
37. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)步驟中的至少一個(gè)包 括改變槽路的電感的步驟。
38. —種用于啟動(dòng)和操作具有在氣體內(nèi)間隔開的一對(duì)電極的氣體放 電燈的方法，包括以下步驟提供具有槽路的初級(jí)電路；提供次級(jí)電路，該次級(jí)電路具有電連接在氣體放電燈的電極之間的 預(yù)熱電容器；調(diào)節(jié)槽路的諧振頻率以基本與預(yù)熱頻率匹配；以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路，所述預(yù)熱頻率被選擇成允許電 從一個(gè)電極通過預(yù)熱電容器流動(dòng)到另一電極；調(diào)節(jié)槽路的諧振頻率以基本與工作頻率匹配；以及 以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路，所述工作頻率被選擇成允許電 從一個(gè)電極通過氣體流動(dòng)到另一電極；
39. 如權(quán)利要求38所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)步驟中的至少一個(gè)包 括改變槽路的電容和槽路的電感中的至少 一 項(xiàng)的步驟。
40. 如權(quán)利要求39所述的方法，還包括給次級(jí)電路提供工作電容器 的步驟；其中所述預(yù)熱頻率近似等于次級(jí)線圈、工作電容器和預(yù)熱電容器的 串聯(lián)諧振頻率；以及其中所述工作頻率近似等于次級(jí)線圏和工作電容器的串聯(lián)諧振頻率。
全文摘要
一種具有次級(jí)電路的電感性供電的氣體放電燈組件，次級(jí)電路具有啟動(dòng)器電路，其當(dāng)以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)提供預(yù)熱以及當(dāng)以工作頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)提供正常工作。在一個(gè)實(shí)施例中，啟動(dòng)器電路包括連接在燈電極之間的預(yù)熱電容器和位于次級(jí)線圈與燈之間的工作電容器。預(yù)熱電容器被選擇以使得當(dāng)以預(yù)熱頻率將電力施加到次級(jí)電路時(shí)，通過預(yù)熱電容器的電流路徑比起通過燈的氣體的電流路徑具有更小的阻抗，以及使得當(dāng)以工作頻率施加電力時(shí)，通過預(yù)熱電容器的電流路徑比起通過氣體的電流路徑具有更大的阻抗。初級(jí)電路可包括槽路，槽路的諧振頻率可被調(diào)節(jié)以與預(yù)熱頻率和工作頻率匹配。
文檔編號(hào)H05B41/295GK101584252SQ200780049468
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月8日
發(fā)明者D·W·巴曼, J·K·施萬內(nèi)克, R·L·斯托達(dá), S·A·莫勒馬 申請(qǐng)人:捷通國際有限公司