專利名稱：具有燈診斷燈絲加熱的鎮(zhèn)流器及用于其的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)氣體放電燈供電的電路的一般主題。更特別地，本發(fā)明涉及根 據(jù)連接到鎮(zhèn)流器的燈的數(shù)目和類型來提供燈絲加熱的鎮(zhèn)流器。相關(guān)申請(qǐng)
本申請(qǐng)的主題涉及美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/076,039的主題(標(biāo)題為“Ballast with Lamp Filament Detection” 檔案號(hào) 2006P20273US (8450/88605)，在與本申請(qǐng)同一日提交 并被授予與本申請(qǐng)相同的受讓人)，其公開通過引用被結(jié)合在此。
背景技術(shù)：
在用于對(duì)氣體放電燈供電的電子鎮(zhèn)流器中，優(yōu)選的是鎮(zhèn)流器能夠檢測(cè)在鎮(zhèn)流器輸 出接頭處存在功能燈(即，具有兩個(gè)完好燈絲和否則處于工作條件下的燈)。此類檢測(cè)例如 在允許鎮(zhèn)流器向燈的燈絲提供適當(dāng)?shù)募訜崴綍r(shí)是有用的，并且還可以用來為鎮(zhèn)流器提供 用于準(zhǔn)確地檢測(cè)各種類型的燈故障條件和/或適應(yīng)換燈(其中，用新燈來替換有故障的燈) 的增強(qiáng)能力。許多現(xiàn)有的編程啟動(dòng)類型的鎮(zhèn)流器利用通過燈絲的直流(DC)路徑來將啟動(dòng)電流 提供給鎮(zhèn)流器逆變器的驅(qū)動(dòng)電路，從而保證逆變器將僅在具有完好燈絲的至少一個(gè)燈存在 于鎮(zhèn)流器的輸出接頭處時(shí)才啟動(dòng)。這種方法在某些情況下適用，但常常受到過大功率耗散 問題的困擾，尤其是在驅(qū)動(dòng)電路的啟動(dòng)電流要求相對(duì)高的那些應(yīng)用中；在那些情況下，DC 路徑必要地具有相對(duì)低的阻抗(以允許用于滿足驅(qū)動(dòng)電路的啟動(dòng)電流要求的較高電流)，其 在鎮(zhèn)流器的穩(wěn)態(tài)工作期間產(chǎn)生相當(dāng)大的功率耗散并因此顯著地降低鎮(zhèn)流器的總能量效率。 因此，存在對(duì)用于檢測(cè)功能燈(即具有兩個(gè)完好燈絲的燈)的存在的替換方法的需要，該替 換方法不需要鎮(zhèn)流器內(nèi)的顯著附加功率耗散。具有被驅(qū)動(dòng)型逆變器的鎮(zhèn)流器通常包括用于在燈故障條件下(例如，一個(gè)或多個(gè) 燈的去除或故障)保護(hù)鎮(zhèn)流器免于過大的功率耗散和/或損壞的某種形式的保護(hù)電路。此類 保護(hù)電路通常利用某些預(yù)定電壓閾值以便確定燈故障條件是否存在。在某些鎮(zhèn)流器中，保 護(hù)電路被設(shè)計(jì)為在不要求到鎮(zhèn)流器的輸入功率循環(huán)(即，關(guān)斷并隨后再次接通電源開關(guān))的 情況下適應(yīng)換燈(即，用新燈替換有故障的燈)以便使新的燈點(diǎn)燃并進(jìn)行工作。對(duì)于包括保 護(hù)電路的鎮(zhèn)流器而言，鎮(zhèn)流器能夠在燈點(diǎn)燃之前確定在鎮(zhèn)流器輸出端處連接的具有完好燈 絲的燈的存在，從而建立用于確定燈故障條件是否的確存在的適當(dāng)電壓閾值將是有用的。因此，存在對(duì)于一種能夠以可靠、具有成本效率、并且具有能量效率的方式檢測(cè)具 有完好燈絲的燈的存在的鎮(zhèn)流器的需要。此類鎮(zhèn)流器將能夠提供許多好處，包括更適當(dāng)?shù)?燈絲預(yù)加熱水平以及燈故障條件的更準(zhǔn)確檢測(cè)，并將因此表示相比于現(xiàn)有技術(shù)而言的相當(dāng)大的進(jìn)步。近年來，已變得期望提供一種不僅能夠適當(dāng)?shù)貙?duì)變化數(shù)目的燈供電，而且能夠適 當(dāng)?shù)貙?duì)不同類型的燈(例如，T5、T5H0、T8、CFL及其它燈)供電而不要求對(duì)鎮(zhèn)流器電路的任 何修改的鎮(zhèn)流器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到由此類鎮(zhèn)流器提供的優(yōu)點(diǎn)和靈活性。因此， 存在對(duì)一種不僅能夠確定耦合到鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目，而且還能夠確定那些 燈的燈類型的鎮(zhèn)流器的需要。不同的燈類型要求不同水平的燈絲加熱。適當(dāng)?shù)臒艚z加熱水平對(duì)于保證(多個(gè))燈 的適當(dāng)點(diǎn)火、工作、和預(yù)期壽命而言是重要的。因此，存在對(duì)于一種能夠檢測(cè)連接到鎮(zhèn)流器 的(多個(gè))燈的燈類型(例如，T5、T5H0、T8、CFL及其它燈)并與所檢測(cè)的可工作燈的數(shù)目相 組合地使用該信息來向(多個(gè))燈的燈絲提供適當(dāng)?shù)募訜崴降逆?zhèn)流器的需要。此類鎮(zhèn)流器 將表示相比于現(xiàn)有技術(shù)而言的相當(dāng)大的進(jìn)步。


圖1是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的包括用于根據(jù)連接到鎮(zhèn)流器的燈的數(shù)目和燈 的類型來提供燈絲加熱的電路的鎮(zhèn)流器的部分方框示意圖2是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于對(duì)兩個(gè)燈供電的鎮(zhèn)流器的電路圖； 圖3是依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的圖1的鎮(zhèn)流器的電路圖，其中，利用該鎮(zhèn)流器來僅對(duì) 單個(gè)燈供電；
圖如描述依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的在圖2和3中描繪的用于單個(gè)燈的布置中的作 為時(shí)間的函數(shù)的隔直流電容器兩端的電壓；
圖4b描述依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的在圖2和3中描繪的用于兩個(gè)燈的布置中的作 為時(shí)間的函數(shù)的隔直流電容器兩端的電壓；
圖5描繪依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于為鎮(zhèn)流器提供燈自適應(yīng)燈絲加熱的方法； 圖6描述依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的估計(jì)(assess)燈類型的方法的實(shí)施方式；以及 圖7描述依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的估計(jì)燈類型的方法的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1描述用于對(duì)氣體放電燈負(fù)載20供電的鎮(zhèn)流器10。燈負(fù)載20包括具有一對(duì)燈 絲32、34的至少一個(gè)氣體放電燈30。鎮(zhèn)流器10包括逆變器100、輸出電路200、燈絲加熱控 制電路300、和控制電路500。逆變器100包括第一和第二輸入端子102、104及逆變器輸出端子106。第一和第 二輸入端子102、104適合于接收基本上為直流(DC)電壓Vlim的源，諸如一般由全波整流器 (從常規(guī)AC源一例如，在60赫茲下277伏供電)和DC到DC變換器電路(例如，升壓變換器) 的組合提供的。Vlim通常被選擇為具有約為幾百伏特的穩(wěn)態(tài)工作幅值；例如，對(duì)于一般提供 的277伏特均方根(volts rms)的AC電源電壓而言，νκΑΙ 通常被選擇為具有約450伏的穩(wěn) 態(tài)工作幅值。在工作期間，逆變器100在逆變器輸出端子106處提供交變輸出電壓(通常被 選擇為具有超過20，000赫茲的頻率)。逆變器100的工作細(xì)節(jié)為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知， 并且在本文中將不會(huì)詳細(xì)討論。在本文中參考圖2和3來描述用于實(shí)現(xiàn)逆變器100的優(yōu)選 詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
輸出電路200被耦合到逆變器100并包括適合于耦合到燈負(fù)載20內(nèi)的一個(gè)或多
個(gè)燈的多個(gè)輸出接頭202、204.....210、212。在工作期間，輸出電路200在逆變器輸出端
子106處接收交變輸出電壓并提供用于使燈負(fù)載20內(nèi)的(多個(gè))燈點(diǎn)燃的高電壓和用于使 其工作的限幅電流。另外，輸出電路200與燈絲加熱控制電路300相結(jié)合地提供服務(wù)，以提 供用于對(duì)燈負(fù)載20內(nèi)的(多個(gè))燈的燈絲加熱的適當(dāng)?shù)募?lì)水平。在本文中參考圖2和3 來描述用于輸出電路200的優(yōu)選詳細(xì)結(jié)構(gòu)。燈絲加熱控制電路300被耦合到輸出電路200(經(jīng)由第一輸入端302)、逆變器100 (經(jīng)由第二輸入端304)、和控制電路500 (經(jīng)由控制電路500的輸入端504)。在工作期間， 結(jié)合逆變器100和輸出電路200，燈絲加熱控制電路300提供燈負(fù)載20內(nèi)的(多個(gè))燈的燈 絲的加熱?？刂齐娐?00被耦合到逆變器100、輸出電路200、和燈絲加熱控制電路300。在 工作期間，控制電路500提供三個(gè)主要功能。首先，在逆變器100啟動(dòng)之前的燈絲檢測(cè)時(shí) 段期間(即，在向鎮(zhèn)流器10施加電力時(shí)與逆變器100開始工作時(shí)之間的時(shí)間內(nèi))，控制電路 500確定耦合到輸出電路200的具有兩個(gè)完好燈絲的燈的數(shù)目；亦即，控制電路500檢測(cè)是
否具有完好兩個(gè)燈絲的一個(gè)或兩個(gè)燈被耦合到輸出接頭202、204.....210、212。其次，在
逆變器100啟動(dòng)之后的燈類型檢測(cè)時(shí)段期間，控制電路500與燈絲加熱控制電路300相結(jié) 合地確定與燈負(fù)載20內(nèi)的燈相對(duì)應(yīng)的燈類型。在燈類型檢測(cè)時(shí)段之后，并且基于關(guān)于燈的 數(shù)目和類型的前述確定，鎮(zhèn)流器10提供燈負(fù)載20內(nèi)的(多個(gè))燈的燈絲的適當(dāng)(即，燈診斷) 加熱。第三，控制電路50連同逆變器100和輸出電路200 —起根據(jù)所檢測(cè)的燈類型來點(diǎn)燃 (strike)燈并使燈以其額定值工作。特別關(guān)于燈絲檢測(cè)功能，鎮(zhèn)流器10和控制電路500在燈絲檢測(cè)時(shí)段期間工作以確 定連接到鎮(zhèn)流器10的具有完好燈絲的燈的數(shù)目。更具體而言，在其中兩個(gè)燈被耦合到輸出 接頭的布置中，控制電路500檢測(cè)是否兩個(gè)燈都具有兩個(gè)完好的燈絲；在其中只有一個(gè)燈 被耦合到輸出接頭的布置中，控制電路500檢測(cè)是否那一個(gè)燈具有兩個(gè)完好的燈絲。因此， 控制電路500進(jìn)行操作以確定連接到鎮(zhèn)流器10的具有完好燈絲的燈的存在。優(yōu)選地，并且 如本文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，出于向連接到鎮(zhèn)流器10的(多個(gè))燈提供適當(dāng)燈絲加熱電壓并用 于在點(diǎn)燃之后用燈的標(biāo)稱電流使燈工作的目的來最終地利用此確定。然而，應(yīng)理解的是前 述確定可以用于其它目的(單獨(dú)地或與提供燈診斷燈絲加熱的優(yōu)選目的相組合地)，諸如設(shè) 置/調(diào)整用于檢測(cè)燈故障條件和/或用于適應(yīng)換燈的閾值。如圖1所述，控制電路500優(yōu)選地包括燈絲檢測(cè)輸入端502，、電流感測(cè)輸入端 504、和多個(gè)控制輸出端510、511、512。燈絲檢測(cè)輸入端502被耦合到輸出電路20，電流感測(cè) 輸入端504被耦合到燈絲加熱控制電路300，并且控制輸出端510、511、512被耦合到逆變器 100。在工作期間，并且在逆變器100啟動(dòng)之前的燈絲檢測(cè)時(shí)段期間，控制電路500在燈絲 檢測(cè)輸入端502處從輸出電路200接收第一電壓信號(hào)，該第一電壓信號(hào)指示是否具有完好
燈絲的一個(gè)或多個(gè)燈被耦合到輸出接頭202、204.....210、212。然后，在逆變器100啟動(dòng)之
后的燈類型檢測(cè)時(shí)段和預(yù)加熱階段期間，控制電路500在電流感測(cè)輸入端504處從燈絲加
熱控制電路300接收第二電壓信號(hào)，該第二電壓信號(hào)指示被耦合到輸出接頭202、204.....
210,212的具有完好燈絲的(多個(gè))燈的燈類型。在優(yōu)選應(yīng)用中，如本文更詳細(xì)地描述的，控 制電路500利用得到的控制電壓來在控制輸出端510、511、512處向逆變器和燈絲加熱控制電路300提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)以便保證適當(dāng)?shù)臒艚z加熱被提供給燈負(fù)載20內(nèi)的(多個(gè))燈 的燈絲。如圖1所述，燈絲加熱控制電路300包括第一和第二輸入端302、304。第一輸入端 302被耦合到輸出電路200，并且第二輸入端304被耦合到逆變器100。在鎮(zhèn)流器10的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2和3所述，由適當(dāng)?shù)目删幊涛⒖刂破髦T如由 ST微電子公司制造的ST7LITE1B微控制器集成電路來實(shí)現(xiàn)控制電路500。在以下說明中， 在下文中將控制電路500稱為微控制器500。優(yōu)選地，使用包括用于使第一和第二電壓信號(hào)(分別在燈絲檢測(cè)時(shí)段和燈類型檢 測(cè)時(shí)段期間被監(jiān)視)與期望參數(shù)集相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的查找表來對(duì)微控制器500進(jìn)行編程以用 于配置將由微控制器500在輸出端510、511、512處提供的控制信號(hào)的定時(shí)。由逆變器100 來接收輸出端510、511、512處的控制電壓。響應(yīng)于控制信號(hào)，逆變器100向燈絲加熱控制 電路300的輸入端304提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)；適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)規(guī)定(dictate)最終被提供 給燈負(fù)載20內(nèi)的燈的燈絲的燈絲加熱水平。以此方式，鎮(zhèn)流器10基于燈負(fù)載20內(nèi)的燈的 數(shù)目和燈類型來提供適當(dāng)?shù)臒艚z加熱水平。圖2和3描述用于適合于對(duì)兩個(gè)燈(圖2)或單個(gè)燈(圖3)供電的鎮(zhèn)流器10的優(yōu) 選詳細(xì)結(jié)構(gòu)。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，倘若相關(guān)(多個(gè))燈的所有燈絲都是完好的，微控制器500能夠在圖 2的雙燈布置和圖3的單燈布置之間進(jìn)行區(qū)分。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的原理不限于由一個(gè)或 兩個(gè)燈組成的布置，而是可以擴(kuò)展至包括三個(gè)或更多燈的布置。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到與燈絲加熱控 制電路300相結(jié)合地操作的微控制器500能夠使用在燈類型檢測(cè)時(shí)段期間獲得的信息來在 至少多個(gè)不同的燈類型之間進(jìn)行區(qū)分。因此，可以使用鎮(zhèn)流器10的優(yōu)選實(shí)施例來對(duì)由兩個(gè) 或單個(gè)燈組成的燈負(fù)載供電，其中，(多個(gè))燈是多個(gè)指定燈類型中的一個(gè)(例如，T5、T5H0、 T8、CFL 等)。參考圖2，逆變器100優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為包括第一和第二逆變器開關(guān)110、120 (優(yōu)選 地由N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管實(shí)現(xiàn)，如圖2所描繪的)和逆變器驅(qū)動(dòng)電路130的被驅(qū)動(dòng)半橋型逆 變器。在操作期間，逆變器驅(qū)動(dòng)器130 (在輸入端140、141處)從微控制器500接收邏輯電 平(即低電壓)控制信號(hào)，并且作為響應(yīng)，以基本上互補(bǔ)的方式(即，使得當(dāng)晶體管110被導(dǎo)通 時(shí)，晶體管120被截止，反之亦然)并以通常被選擇為大于20，000赫茲的高頻率速率對(duì)逆變 器開關(guān)110、120進(jìn)行換向(commutate)(經(jīng)由在輸出端132、134、136處提供的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)信 號(hào))。優(yōu)選地，并且如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，在微控制器500的輸出端510、511 處提供的控制信號(hào)(該控制信號(hào)經(jīng)由輸入端140、141被逆變器驅(qū)動(dòng)電路130接收)規(guī)定FET 110,120的換向定時(shí)；逆變器驅(qū)動(dòng)電路130有效地將那些控制信號(hào)放大并進(jìn)行電平移位以 便以期望且高效的方式提供用于使FET 110,120導(dǎo)通和截止的適當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在逆變器100的操作期間，在逆變器輸出端子106處提供的輸出電壓是相對(duì)于電 路地80采用的基本上為方波的電壓，其周期性地在Ve^的幅值和零之間改變?？梢杂杀绢I(lǐng) 域的技術(shù)人員已知的任何數(shù)目的適當(dāng)器件來實(shí)現(xiàn)逆變器驅(qū)動(dòng)電路130，諸如由ST微電子公 司制造的L6382D5集成電路。可替換地，可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何數(shù)目的分立 電路布置來實(shí)現(xiàn)逆變器驅(qū)動(dòng)電路130。如圖2所述，逆變器驅(qū)動(dòng)電路130優(yōu)選地包括多個(gè)輸入端140、141、142和多個(gè)輸 出端132、134、136、138。如下描述輸入端140、141、142處和輸出端處132、134、136、138處的信號(hào)。逆變器驅(qū)動(dòng)電路130的輸入端140被耦合到微控制器500的控制輸出端510 ；使用 輸入端140處的信號(hào)來控制逆變器FET 110的換向。更具體而言，在輸入端140處接收在 微控制器500的輸出端510處提供的邏輯電平(即，低電壓)信號(hào)并由逆變器驅(qū)動(dòng)電路130 進(jìn)行處理(即，放大和/或電平移位)以便在輸出端132、134之間提供具有足以以期望且可 靠的方式對(duì)FET 110進(jìn)行換向的幅值和功率水平的輸出信號(hào)。沿著類似的線路，逆變器驅(qū)動(dòng)電路130的輸入端141被耦合到微控制器500的控 制輸出端511;使用輸入端141處的信號(hào)來控制逆變器FET 120的換向。更具體而言，在輸 入端141處接收在微控制器500的輸出端511處提供的邏輯電平(即，低電壓)信號(hào)并由逆 變器驅(qū)動(dòng)電路130進(jìn)行處理(即，放大和/或電平移位)以便在輸出端136和電路地80之間 提供具有足以以期望且可靠的方式對(duì)FET 120進(jìn)行換向的幅值和功率水平的輸出信號(hào)。再次參考圖2，逆變器驅(qū)動(dòng)電路130的輸入端142經(jīng)由電阻器524被耦合到微控制 器500的輸出端512和微控制器500的輸出端510。更具體而言，在輸入端142處接收在微 控制器500的輸出端510和512處提供的邏輯電平(即，低電壓)信號(hào)并由逆變器驅(qū)動(dòng)電路 130進(jìn)行處理(即，放大和/或電平移位)，從而在輸出端138與電路地80之間提供具有足以 以期望的方式對(duì)燈絲加熱控制電路300內(nèi)的電子開關(guān)(例如，F(xiàn)ET 310)進(jìn)行換向的幅值和 功率水平的輸出信號(hào)。在參考圖2描述的優(yōu)選低成本布置中，其中，優(yōu)選地由諸如ST7LITE1B集成電路 (由ST微電子學(xué)公司制造)的器件來實(shí)現(xiàn)微控制器500，電阻器5 被耦合在微控制器500 的控制輸出端510、512之間。利用電阻器524，以便用于控制FET 310 (在燈絲加熱控制電 路300內(nèi))的換向的信號(hào)(在微控制器500的輸出端512處)基本上與用于控制逆變器FET 110的換向的信號(hào)(在微控制器500的輸出端510處提供)同步。在此優(yōu)選布置中，微控制 器500的輸出端512被配置為所謂的“開漏極輸出端”，從而允許響應(yīng)于數(shù)字信號(hào)進(jìn)行燈絲 加熱控制電路300的去激活(即，保持FET 310截止)。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的那樣，其中微控制器500 (在輸出端510、511、512 處)提供邏輯電平信號(hào)且逆變器驅(qū)動(dòng)電路130提供驅(qū)動(dòng)電平信號(hào)(即，在輸出端132、136、 138處具有足以以期望的方式對(duì)功率晶體管進(jìn)行換向的幅值和功率水平的信號(hào))的前述優(yōu) 選布置允許以具有成本效率的方式來實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流器10?？梢詫⒃搩?yōu)選布置與甚至更期望的 替換布置相比較，在所述替換布置中，直接(與間接地從微控制器500的輸出端510處的控 制信號(hào)導(dǎo)出相反)由微控制器500來提供用于對(duì)FET 310進(jìn)行換向的信號(hào)；此類替換布置 使得需要在微控制器500內(nèi)結(jié)合用于生成3個(gè)控制信號(hào)510、511、512的更復(fù)雜的定時(shí)器單 元(例如，脈寬調(diào)制發(fā)生器)，為了允許低成本解決方案的合理成本，這在完成本發(fā)明時(shí)在市 場(chǎng)上是不可獲得的。再次參考圖2，輸出電路200優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為包括第一、第二、第三、第四、第五、和 第六輸出接頭202、204、206、208、210、212、諧振電感器220、諧振電容器224、隔直流(DC) 電容器Cb、第一和第二分壓器電阻器沈0、沈2、多個(gè)電阻Rl、R2、R3、R4、電容器270、和燈絲 加熱電路(包括次級(jí)繞組LFS1、LFS2、LFS3和二極管230、M0、250)的串聯(lián)諧振型輸出電路。第 一和第二輸出接頭202、204適合于耦合到第一燈30的第一燈絲32。第三和第四輸出接頭 206、208適合于耦合到第一燈30的第二燈絲34和第二燈40的第一燈絲42 ；如圖2所示，第一燈30的第二燈絲34和第二燈40的第一燈絲42被有效地相互并聯(lián)連接，因此第三和 第四輸出接頭206、208適合于耦合到兩個(gè)燈絲34、42。第五和第六輸出接頭210、212適合 于耦合到第二燈40的第二燈絲44。諧振電感器220被耦合在逆變器輸出端子106與第一 節(jié)點(diǎn)222之間。諧振電容器2M被耦合在第一節(jié)點(diǎn)222與電路地80之間。隔直流電容器 Cb被耦合在第六輸出接頭212與電路地80之間。第一分壓器電阻器260被耦合在第六輸 出接頭與微控制器500的電壓檢測(cè)輸入端502之間。第二分壓器電阻器262被耦合在微控 制器500的檢測(cè)輸入端502與電路地80之間。第一電阻Rl被耦合在逆變器100的第一輸 入端子102與第一輸出接頭202之間。第二電阻R2被耦合在第二輸出接頭204與第五輸 出接頭210之間。第三電阻R3被耦合在逆變器100的第一輸入端子102與第三輸出接頭 206之間。第四電阻R4和電容器270每個(gè)被耦合在第四和第五輸出接頭208、210之間。電阻R1、R2、R3、R4 (每個(gè)可以由一個(gè)或多個(gè)電阻器來實(shí)現(xiàn)，如由諸如電壓和功率 額定值的實(shí)際設(shè)計(jì)考慮因素所規(guī)定的)共同地用于允許微控制器500確定是否完好的燈絲 被連接到輸出接頭202、204、206、208、210、212。更具體而言，在逆變器100啟動(dòng)之前(即， 在逆變器100開始工作并提供逆變器開關(guān)110、120的換向之前)發(fā)生的檢測(cè)時(shí)段中，電阻 Rl、R2、R3、R4 (結(jié)合燈30、40的燈絲32、34、42、44)提供燈絲電流路徑，倘若相關(guān)燈絲是完 好的，DC電流通過該燈絲電流路徑流到隔直流電容器Cb中。在圖2所示的雙燈布置中，存 在兩個(gè)不同的燈絲電流路徑；第一燈絲電流路徑包含第一燈30的第一燈絲32和第二燈40 的第二燈絲44，并且第二燈絲電流路徑包含第一燈30的第二燈絲34、第二燈40的第一燈 絲42、和第二燈40的第二燈絲44。在圖3所示的單燈布置中，存在包含燈30的第一和第 二燈絲32、34的單燈絲電流路徑。電阻Rl和R2 —起用于提供包括第一燈30的第一燈絲32和第二燈40的第二燈 絲44的第一燈絲電流路徑。也就是說，在鎮(zhèn)流器10工作期間和在逆變器100啟動(dòng)之前的 時(shí)段中，如果燈絲32和44 二者都是完好的，則第一 DC電流從第一逆變器輸入端子102、通 過電阻R1、流出輸出接頭202、通過燈絲32、流到輸出接頭204中、通過電阻R2、流出輸出接 頭210、通過燈絲44、流到輸出接頭212中、通過電容器Cb和分壓器電阻器沈0、沈2的并聯(lián) 組合、并流到電路地80中。第一 DC電流就本身來說向在逆變器100啟動(dòng)之前出現(xiàn)在隔直流 電容器Cb兩端的電壓Vb貢獻(xiàn)等于KjVlim的電壓(其中，K1是由電阻Rl、R2和電阻器％0、 262所形成的分壓器確定的常數(shù)，電流路徑內(nèi)的燈絲電阻比其它電阻小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此在 計(jì)算常數(shù)K1時(shí)可以忽略)。電阻R3和R4 —起用于提供包括第一燈30的第二燈絲34、第二燈40的第一細(xì)絲 42、和第二燈40的第二燈絲44的第二燈絲電流路徑。也就是說，在鎮(zhèn)流器10工作期間和 在逆變器100啟動(dòng)之前的時(shí)段中，如果燈絲34、42和44都是完好的，則第二 DC電流從第一 逆變器輸入端子102、通過電阻R3、流出輸出接頭206、通過燈絲34、通過燈絲42、流到輸出 接頭208中、通過電阻R4、流出輸出接頭210、通過燈絲44、流到輸出接頭212中、通過電容 器Cb和分壓器電阻器沈0、沈2的并聯(lián)組合、并流到電路地80中。第二 DC電流就本身來說 向在逆變器100啟動(dòng)之前出現(xiàn)在隔直流電容器Cb兩端的電壓Vb貢獻(xiàn)等于K2*VKAtt的電壓 (其中，K2是由電阻R3、R4和電阻器沈0、262所形成的分壓器確定的常數(shù)，并且其優(yōu)選地被 選擇為小于與第一燈絲電流路徑相關(guān)聯(lián)的常數(shù)K1X應(yīng)認(rèn)識(shí)到第一和第二燈絲電流路徑二者包括燈40的第二燈絲44。出于安全的目的，這是期望的。當(dāng)?shù)谝缓偷诙艚z電流路徑二者是完好的時(shí)(即，當(dāng)燈絲32、34、42、44全部是完 好的時(shí))，在逆變器100啟動(dòng)之前出現(xiàn)在隔直流電容器Cb兩端的電壓Vb等于K3*V_(其中， 1(3是由電阻Rl、R2、R3、R4和電阻器沈0、沈2的值確定的常數(shù))。因此，如本領(lǐng)域的技術(shù)人 員將理解的，K3大于常數(shù)K1和K2。在鎮(zhèn)流器10的優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2所述，燈絲加熱控制電路300包括電容器 320、二極管330、電子開關(guān)310、初級(jí)繞組Lfp、和電流感測(cè)電阻器318。電容器320被耦合在 第一輸入端302 (其被耦合到逆變器輸出端子106)與第一節(jié)點(diǎn)3Μ之間。二極管330被與 電容器320并聯(lián)地耦合，并且具有耦合到第一輸入端302的陽極332和耦合到第一節(jié)點(diǎn)3Μ 的陰極334。電子開關(guān)310優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，并具有柵極312、源 極314、和漏極316。FET 310的柵極312被耦合到第二輸入端304。初級(jí)繞組Lfp被耦合在 第一節(jié)點(diǎn)3Μ與FET 310的漏極316之間。電流感測(cè)電阻器318被耦合在FET 310的源極 314與電路地80之間。優(yōu)選地，燈絲加熱控制電路300還包括具有被耦合到(FET 310的) 漏極316的陽極342和被耦合到逆變器100的輸入端子102的陰極344的電壓鉗位二極管 340。在工作期間，燈絲加熱控制電路300提供兩個(gè)主要功能。首先，在燈類型檢測(cè)時(shí) 段期間，與逆變器100和輸出電路200相結(jié)合地操作并由微控制器500控制的燈絲加熱控 制電路300出于允許微控制器500監(jiān)視流過初級(jí)繞組Lfp、FET 310和電阻器318的得到的 電流的目的來提供標(biāo)稱水平的燈絲加熱；由微控制器500將與得到的電流成比例的電阻器 318兩端的電壓解釋為指示被耦合到鎮(zhèn)流器10的輸出端的工作燈的燈類型。其次，在燈類 型檢測(cè)時(shí)段完成之后，再次地與輸出電路200相結(jié)合地操作并由微控制器500通過逆變器 驅(qū)動(dòng)電路130 (經(jīng)由第二輸入端304)來控制的燈絲加熱控制電路300提供針對(duì)被耦合到鎮(zhèn)
流器10的輸出接頭202、204.....210,212的燈的所檢測(cè)數(shù)目和所檢測(cè)類型進(jìn)行了優(yōu)化的
適當(dāng)?shù)臒艚z加熱水平。輸出電路200內(nèi)的燈絲加熱電路包括多個(gè)燈絲加熱電路，該多個(gè)燈絲加熱電路包 括次級(jí)繞組LFS1、Lfs2, Lfs3和二極管230、對(duì)0、250。包括次級(jí)繞組Lfsi和二極管230的串聯(lián) 組合的第一燈絲加熱電路被耦合在中間節(jié)點(diǎn)222 (其還連接到輸出端202)與第二輸出接 頭204之間；二極管230具有被耦合到第二輸出接頭204的陽極232和被耦合到Lfsi的陰 極234。包括次級(jí)繞組Lfs2的二極管240的串聯(lián)組合的第二燈絲加熱電路被耦合在第三和 第四輸出接頭206、208之間；二極管240具有被耦合到第四輸出接頭208的陽極242和被 耦合到Lfs2的陰極M4。包括次級(jí)繞組Lfs3和二極管250的串聯(lián)組合的第三燈絲加熱電路 被耦合在第五與第六輸出接頭210、212之間；二極管250具有被耦合到Lfs3的陽極2M和 被耦合到第五輸出接頭210的陰極254。次級(jí)繞組LFS1、Lfs2, Lfs3每個(gè)被磁性地耦合到燈絲 加熱控制電路300內(nèi)的初級(jí)繞組Lfp。在工作期間，次級(jí)繞組Lfsi、Lfs2、Lfs3提供燈絲32、34、 42、44的加熱，并且二極管230、M0、250用于有效地將Lfsi、Lfs2、Lfs3與由電阻R1、R2、R3、R4 提供的燈絲電流路徑隔離。由燈絲加熱控制電路300的工作來規(guī)定由三個(gè)燈絲加熱電路向 其相應(yīng)的(多個(gè))燈絲提供的燈絲加熱的水平。更具體而言，由通過/跨燈絲加熱控制電路 300內(nèi)的初級(jí)繞組Lfp的電流/電壓來控制通過次級(jí)繞組Lfsi、Lfs2、Lfs3發(fā)展(develop)的電 壓和電流，該電壓和電流本質(zhì)上被提供給各燈絲。由FET 310以其被導(dǎo)通和截止的占空比(duty cycle)來控制通過/跨初級(jí)繞組Lfp的電流/電壓。該占空比反過來由逆變器驅(qū)動(dòng) 電路30基于由微控制器500提供的控制信號(hào)來控制。微控制器500的電壓檢測(cè)輸入端502經(jīng)由分壓器電阻器沈0、262被耦合到隔直流 電容器CB。更具體而言，電壓檢測(cè)輸入端502被耦合到第一分壓器電阻器260和第二分壓 器電阻器沈2的接點(diǎn)(junction)，并且第一分壓器電阻器260和第二分壓器電阻器沈2的 串聯(lián)組合被與電容器Cb并聯(lián)地耦合(即，在第六輸出接頭212與電路地80之間)。應(yīng)理解 的是電阻器262兩端的電壓Vx僅僅是隔直流電容器Cb兩端的電壓Vb的按比例縮小的版本 (scaled-down version)。微控制器500優(yōu)選地包括用于監(jiān)視DC干線電壓Ve^的輸入端506。輸入端506的 提供在其允許微控制器500有效地“跟蹤”VKm的幅值方面是有用的；此能力是期望的，因 為微控制器500的燈絲檢測(cè)功能取決于VKm的幅值，而VKm的幅值在工作期間經(jīng)歷某些變 化(由于例如AC電源處的限制用電(brownout)條件或過電壓條件)?，F(xiàn)在如下參考圖2來描述鎮(zhèn)流器10的詳細(xì)操作。在燈絲檢測(cè)時(shí)段期間，當(dāng)存在其中每個(gè)燈的兩個(gè)燈絲都是完好的兩個(gè)燈30、40 時(shí)，第一和第二燈絲電流路徑二者是完好的，并且因此第一和第二 DC電流二者流入包括隔 直流電容器Cb和分壓器電阻器沈0、沈2的并聯(lián)電路。因此，隔直流電容器Cb兩端的電壓Vb (如上文定義和表征的)將處于第一(即相對(duì)高的)水平。當(dāng)僅存在一個(gè)燈(兩個(gè)燈絲均是完 好的)時(shí)，Vb將處于第二(S卩，相對(duì)低的)水平。因此，在逆變器啟動(dòng)之前的Vb的幅值指示連 接到鎮(zhèn)流器10的輸出端的功能燈(即，具有完好燈絲的燈)的數(shù)目。相應(yīng)地，VB的按比例縮 小的版本一即Vx—被傳送到微控制器500 (經(jīng)由輸入端502)。由微控制器500來解釋Vx 以確定是否存在具有完好燈絲的燈。在用于單燈操作的圖如和用于雙燈操作的圖4b中提供了前述功能的圖形描述， 其舉例說明Vb和Vlim的近似波形。圖如和圖4b的Vthi和Vth2將分別被理解為與Vxl和Vx2 成比例。參考圖4a，AC電源最初在時(shí)間、被施加于鎮(zhèn)流器10。DC干線電壓VKm直到時(shí)間 t3才達(dá)到其穩(wěn)態(tài)工作值(例如，約450伏)。在時(shí)間t3之前，VKm處于AC線電壓的峰值(例 如，對(duì)于277伏特均方根的AC電源電壓而言，約390伏)。逆變器100直到時(shí)間t3才開始工 作。在時(shí)間、與時(shí)間t3之間，隔直流電容器Cb兩端的電壓斜坡上升(ramp up)并最終達(dá)到 平穩(wěn)(level out)。直到表示第一或第二定時(shí)器達(dá)到預(yù)定溢出極限的時(shí)間t3，微控制器500 才開始主動(dòng)地監(jiān)視Vx (如前文所解釋的，其僅僅是Vb的按比例縮小的版本)。在時(shí)間t2，VB 與Vthi交叉，并且第一定時(shí)器開始被周期性地增加。在表示預(yù)加熱階段的開始的時(shí)間t3(定 時(shí)器1溢出)，功率因數(shù)修正電路被導(dǎo)通且VKm轉(zhuǎn)變到其穩(wěn)態(tài)工作值(例如，450伏)且微控 制器500開始向逆變器100和燈絲控制電路300施加控制信號(hào)以提供燈絲的預(yù)加熱。在時(shí) 間、，完成預(yù)加熱階段并施加點(diǎn)燃電壓以便啟動(dòng)燈。一旦燈點(diǎn)燃，則隔直流電容器Cb兩端的 電壓Vb轉(zhuǎn)變到近似等于的一半(例如，當(dāng)被設(shè)置在450伏時(shí)，約為225伏)的穩(wěn)態(tài) 工作值。隨后(即，在發(fā)生于時(shí)間、之后的“工作階段”中)，鎮(zhèn)流器10向燈供應(yīng)工作功率。 在優(yōu)選低成本實(shí)施例中，微控制器500的控制信號(hào)512在工作模式下被設(shè)置為零以關(guān)斷燈 絲加熱。然而，本發(fā)明的其它實(shí)施例可以使用單獨(dú)的PWM發(fā)生器來獨(dú)立于微控制器500的 邏輯電平信號(hào)510的荷周(dutycycle)而控制微控制器500的輸出端512上的邏輯電平信號(hào)的荷周，因此允許將正常操作期間的加熱電路300的加熱變成任何期望水平。在圖4b中，標(biāo)記為“VB (2個(gè)燈)”的軌跡描繪在其中燈30、40的所有燈絲32、34、 42、44都完好的條件下的在圖2中描繪的雙燈布置中的隔直流電容器(；兩端的電壓VB。標(biāo) 記為“VB (1個(gè)燈)”的軌跡描繪在其中燈30的兩個(gè)燈絲32、34都完好的條件下的在圖3中 描繪的單燈布置中的隔直流電容器Cb兩端的電壓VB。應(yīng)認(rèn)識(shí)到圖如中的標(biāo)記為“VB (1個(gè)燈)”的軌跡還表示在一定條件下在圖2中描 述的雙燈布置中發(fā)生的隔直流電容器Cb兩端的電壓Vb，所述條件為其中(i)燈絲34、42中 的一個(gè)或兩個(gè)不是完好的(即，包括R3和R4的第二燈絲電流路徑是開路的)；以及(ii)燈 絲32、44兩者都是完好無損的。此條件通常被鎮(zhèn)流器10內(nèi)的相關(guān)保護(hù)電路視為燈故障條 件，并且因此對(duì)于微控制器500的預(yù)定操作而言不重要。還應(yīng)理解的是存在圖如或圖4b中未描繪的Vb的第三種可能性。更具體而言，在 圖2所述的雙燈布置中，并且在其中燈絲32開路但其余燈絲34、42、44完好的條件下(即， 包括Rl和R2的第一燈絲路徑是開路的，但是包括R3和R4的第二燈絲路徑是完好的)，Vb 將達(dá)到小于Vthi的幅值。此條件本質(zhì)上被微控制器500忽視，并且被有效地視為其中不存 在具有兩個(gè)完好燈絲的燈(即使實(shí)際上燈40的兩個(gè)燈絲42、44是完好的)。返回參考圖2，在發(fā)生于燈絲檢測(cè)時(shí)段之后并在逆變器100啟動(dòng)之后的燈類型檢 測(cè)時(shí)段期間，逆變器驅(qū)動(dòng)電路130 (經(jīng)由輸出端138)來向燈絲加熱控制電路300的第二輸 入端304提供以標(biāo)稱占空比執(zhí)行FET 310的開關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在FET 310以標(biāo)稱占空比被 換向(即，導(dǎo)通和截止)的情況下，得到的通過初級(jí)繞組Lfp的電流取決于燈絲的特性；也就 是說，得到的電流的幅值至少部分地取決于具有被耦合到輸出接頭202、204、206、208、210、 212的完好燈絲的(多個(gè))燈的燈類型。例如，T8類型的燈將促使得到的電流采取在第一范 圍內(nèi)的峰值，而T5類型的燈將促使得到的電流采取在第二范圍內(nèi)的峰值。在此時(shí)段期間， 由微控制器500經(jīng)由電流感測(cè)輸入端504來監(jiān)視電阻器318兩端的電壓(該電壓與通過初 級(jí)繞組Lfp的電流成比例；如前所述，通過初級(jí)繞組Lfp的電流指示燈類型)。微控制器500 查閱使電流感測(cè)輸入端504處的電壓關(guān)聯(lián)的查找表(其被在微控制器500內(nèi)編程)，以及先 前確定的具有完好燈絲的燈的數(shù)目(或者，等效地，在燈絲檢測(cè)時(shí)段期間的Vx的值)，以將定 時(shí)調(diào)整至用于將在控制輸出端510、511和512處提供的控制信號(hào)的相應(yīng)期望值。根據(jù)鎮(zhèn)流 器所支持的不同燈類型的數(shù)目，在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)重復(fù)此程序多次，直至所連接的燈類型 被識(shí)別為具有高可靠性為止。因此，當(dāng)燈類型檢測(cè)時(shí)段完成時(shí)，微控制器500將用于預(yù)加熱 階段的其余部分的控制信號(hào)(在輸出端510、511、512處)設(shè)置為指示所檢測(cè)的燈類型(鑒于 所檢測(cè)的具有完好燈絲的燈的數(shù)目，其是先前在燈絲檢測(cè)時(shí)段期間確定的)的定時(shí)(頻率和 /或占空比)并為具有用于所檢測(cè)燈類型的適當(dāng)值的該工作模式選擇參數(shù)集。此外，可以將 預(yù)加熱階段的總持續(xù)時(shí)間變?yōu)橹甘舅鶛z測(cè)的燈類型的定時(shí)。在一個(gè)示例中，可以基于所檢 測(cè)的燈類型將T5H0燈預(yù)加熱500ms。在另一示例中，可以基于不同的檢測(cè)的燈類型將不同 的燈預(yù)加熱700ms。如圖2所述，優(yōu)選地，得到的控制信號(hào)(來自微控制器500的輸出端510、511和 512)被逆變器驅(qū)動(dòng)電路130接收(經(jīng)由輸入端140、141和142)并用來向逆變器FET 110和 120及向燈絲加熱控制電路300提供適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)(經(jīng)由輸出端132、134、136和138)。適 當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)以產(chǎn)生通過Lfp的適當(dāng)電流的占空比執(zhí)行FET 310的換向。通過Lfp的適當(dāng)電流引起通過相應(yīng)地向燈的燈絲提供適當(dāng)?shù)臒艚z加熱水平的次級(jí)繞組LFS1、Lfs2、Lfs3的適當(dāng)電 流。以此方式，鎮(zhèn)流器10基于所檢測(cè)的燈的數(shù)目和類型來提供適當(dāng)?shù)臒艚z加熱。圖3描述其中利用鎮(zhèn)流器10來對(duì)單個(gè)燈30供電的替換應(yīng)用。第一和第二輸出接 頭202、204適合于耦合到燈30的第一燈絲32。第五和第六輸出接頭210、212適合于耦合 到燈30的第二燈絲34。在圖3的單燈布置中，第三和第四輸出接頭206、208未被利用，并 且僅存在單個(gè)燈絲電流路徑(其包括Rl和R2)。因此，電阻R3和R4在圖3所描繪的單燈布 置中的鎮(zhèn)流器10的操作中不提供有意義的功能。燈類型檢測(cè)時(shí)段期間的圖3的單燈布置中的鎮(zhèn)流器10的操作基本上與先前參考 圖2的雙燈布置所述的類似。唯一值得注意的差別在于以下事實(shí)在圖3的單燈布置中，包 括Lfs2和二極管240的燈絲加熱電路不起作用，因?yàn)橄鄳?yīng)的輸出接頭206、208未被利用(即， 未被耦合到單個(gè)燈30)。以此方式，鎮(zhèn)流器10在包括單個(gè)燈或多個(gè)燈的布置中進(jìn)行操作以檢測(cè)具有完好 燈絲的燈的存在和燈的燈類型。如前所述，有利地采用此檢測(cè)來提供包括不同數(shù)目的燈和 不同燈類型的布置中的適當(dāng)?shù)臒艚z加熱水平。圖5和6共同地描述用于提供燈絲的燈診斷加熱的方法600。如在圖2和3中所 述，方法600本質(zhì)上針對(duì)已經(jīng)結(jié)合鎮(zhèn)流器10的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)討論的相同功能。然而，應(yīng)認(rèn)識(shí)到 可以由基本上與在鎮(zhèn)流器10的優(yōu)選實(shí)現(xiàn)中描述的電路不同的電路來實(shí)現(xiàn)在方法600中體 現(xiàn)的步驟。參考圖5，操作鎮(zhèn)流器的方法600包括以下步驟(1)在步驟610中，向鎮(zhèn)流器供 應(yīng)電力；(2)在步驟620中，在燈絲檢測(cè)時(shí)段期間(即，在時(shí)間t2和t3之間，如在圖如和圖 4b中舉例說明的)，確定被耦合到鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目；(3)在步驟630中，啟 動(dòng)鎮(zhèn)流器內(nèi)的逆變器；(4)在步驟640中，在燈類型檢測(cè)時(shí)段期間，確定耦合到鎮(zhèn)流器的具 有完好燈絲的燈的燈類型(例如，T5、T5H0、T8、CFL及其它燈)；以及(5)在步驟650中，根 據(jù)以下兩者來提供燈絲的加熱(i)所確定的被耦合到鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目 (如在步驟620中執(zhí)行的)；以及(ii)所確定的燈類型(如在步驟640中執(zhí)行的)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6，方法700示出準(zhǔn)確地檢測(cè)燈類型的方法。步驟710顯示在診斷燈絲 加熱時(shí)段期間，以標(biāo)稱或安全水平將燈絲加熱時(shí)間間隔dTl。在步驟720中，在診斷燈絲加 熱時(shí)間間隔dTl期間監(jiān)視電流(例如，流過燈絲加熱控制電路300的初級(jí)繞組Lfp的電流)。 在步驟730中，以標(biāo)稱或安全水平將燈絲加熱時(shí)間間隔dT2。在一個(gè)示例中，可以以與在時(shí) 間間隔dT2期間施加的加熱水平不同的時(shí)間間隔dTl期間的加熱水平將燈絲加熱。在另一 示例中，可以以與在時(shí)間間隔dT2期間施加的加熱水平相同的時(shí)間間隔dTl期間的加熱水 平將燈絲加熱。在步驟740中，在診斷燈絲加熱時(shí)間間隔dT2期間監(jiān)視電流。在步驟750 中，基于燈的數(shù)目和在時(shí)間間隔dTl和dT2期間的監(jiān)視的電流來估計(jì)燈類型?？梢酝ㄟ^查閱被編程到微控制器500中的查找表來執(zhí)行步驟750。也就是說，用其 中被連接到鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目和在診斷燈絲加熱時(shí)段期間的測(cè)量的電流 與特定燈類型(例如，T5、T5H0、T8、CFL及其它燈)和用于每個(gè)特定燈類型的適當(dāng)?shù)臒艚z加 熱水平相關(guān)聯(lián)的查找表來對(duì)微控制器500進(jìn)行編程。相應(yīng)地，微控制器500使用查找表中 的數(shù)據(jù)來向逆變器驅(qū)動(dòng)電路130的輸入端140、141、142提供適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘?hào)(經(jīng)由輸出端 510,511和512);反過來，逆變器驅(qū)動(dòng)電路130向燈絲加熱控制電路300的輸入端304提供適當(dāng)?shù)男盘?hào)(經(jīng)由輔助輸出端138)，從而以將導(dǎo)致向被耦合到鎮(zhèn)流器10的(多個(gè))燈的燈絲 提供適當(dāng)?shù)臒艚z加熱水平的占空比使FET 310導(dǎo)通和截止。在一個(gè)示例中并仍參考圖6，可以在方法700期間進(jìn)行至少兩次電流測(cè)量以確定 燈類型。在一個(gè)示例中，至少一次電流測(cè)量可以在步驟720處發(fā)生且至少一次電流測(cè)量可 以在步驟740處發(fā)生?？梢栽诓襟E750處使用這些測(cè)量結(jié)果來估計(jì)燈類型。特別地，相關(guān) 燈的燈絲電阻可以根據(jù)燈絲是處于“冷”還是“熱”狀態(tài)而改變。這些電阻可以影響在步驟 720和步驟740處獲得的電流測(cè)量結(jié)果。當(dāng)燈絲已靜止在非加熱狀態(tài)時(shí)或者緊接著燈絲開 始被加熱之后的短時(shí)間段，燈絲可以處于“冷”狀態(tài)。處于“冷”狀態(tài)的燈絲可以具有冷燈絲 電阻。當(dāng)燈絲正在被加熱或先前已被加熱一段時(shí)間時(shí)，燈絲可以處于“熱”狀態(tài)。處于“熱” 狀態(tài)的燈絲可以具有熱燈絲電阻。在一個(gè)示例中，在緊鄰在燈檢測(cè)時(shí)段開始之后的時(shí)間測(cè) 量在步驟720期間發(fā)生的所述至少一次電流測(cè)量。在一個(gè)示例中，可以在時(shí)間間隔dTl期 間以一定加熱水平加熱燈絲并且可以在時(shí)間間隔dTl期間進(jìn)行電流測(cè)量。此電流測(cè)量可以 對(duì)應(yīng)于冷燈絲電阻。在燈絲已被加熱一段時(shí)間之后的時(shí)間測(cè)量在步驟740期間發(fā)生的所述 至少一次電流測(cè)量。在一個(gè)示例中，可以以與在時(shí)間間隔dT2期間相同的加熱水平在時(shí)間 間隔dT2期間加熱燈絲，并且可以在時(shí)間間隔dT2期間進(jìn)行電流測(cè)量。此電流測(cè)量可以對(duì) 應(yīng)于熱燈絲電阻。熱燈絲電阻將大于冷燈絲電阻。在一個(gè)示例中，熱燈絲電阻與冷燈絲電 阻之間的差可以導(dǎo)致在步驟720處測(cè)量的電流不同于在步驟740處測(cè)量的電流。然后，可 以使用在步驟720和步驟740期間獲得的不同電流測(cè)量結(jié)果來檢測(cè)系統(tǒng)中的燈類型。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，方法800示出準(zhǔn)確地檢測(cè)多個(gè)燈類型的另一示例性方法。步驟810 顯示在診斷燈絲加熱時(shí)段期間，以標(biāo)稱或安全水平將燈絲加熱時(shí)間間隔dTl。在步驟820 中，在診斷燈絲加熱時(shí)間間隔dTl期間監(jiān)視電流(例如，流過燈絲加熱控制電路300的初級(jí) 繞組Lfp的電流)。在步驟830，以標(biāo)稱或安全水平下將燈絲加熱時(shí)間間隔dT2。在一個(gè)示例 中，可以以與在時(shí)間間隔dT2期間施加的加熱水平不同的時(shí)間間隔dTl期間的加熱水平將 燈絲加熱。在另一示例中，可以以與在時(shí)間間隔dT2期間施加的加熱水平相同的時(shí)間間隔 dTl期間的加熱水平將燈絲加熱。在步驟840中，在診斷燈絲加熱時(shí)間間隔dT2期間監(jiān)視電 流。在步驟850中，基于燈的數(shù)目和在時(shí)間間隔dTl和dT2期間的監(jiān)視的電流來估計(jì)燈類 型?？梢酝ㄟ^查閱被編程到微控制器500中的查找表來執(zhí)行步驟850。也就是說，用其 中被連接到鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目和在診斷燈絲加熱時(shí)段期間的測(cè)量的電流 與特定燈類型(例如，T5、T5H0、T8、CFL及其它燈)和用于每個(gè)特定燈類型的適當(dāng)?shù)臒艚z加 熱水平相關(guān)聯(lián)的查找表來對(duì)微控制器500進(jìn)行編程。然而，在某些情況下，某些燈類型不能 被識(shí)別。如果情況如此，則在步驟860中，可以根據(jù)估計(jì)來排除某些燈類型，可以改變加熱 水平，并且可以在步驟830處重新開始診斷加熱并繼續(xù)該方法。雖然已參考某些優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但在不脫離本發(fā)明的新穎的精神和范 圍的情況下本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行許多修改和變更。例如，雖然本文所述的優(yōu)選實(shí)施 例具有包含兩個(gè)燈和單個(gè)燈的具體描述的布置，但應(yīng)理解的是本發(fā)明的原理可以容易地適 合于和/或應(yīng)用于用于對(duì)三個(gè)或更多燈供電的鎮(zhèn)流器。作為另一示例，可以采用用于FET 310的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)電路而不是共享用于用參考標(biāo)號(hào)110、120和310表示的三個(gè)FET的一個(gè)驅(qū) 動(dòng)電路。作為另一示例，可以使用具有附加的更復(fù)雜的PWM模塊的更精密的微控制器500來獨(dú)立于逆變器輸入端140而控制逆變器輸入端142的占空比，因此允許還以任何期望水 平在規(guī)則操作期間將燈30和32的燈絲加熱，而不是僅具有用于正常工作模式期間的控制 的開/關(guān)能力。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)包括具有一對(duì)燈絲的至少一個(gè)氣體放電燈的燈負(fù)載供電的鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn) 流器包括逆變器；輸出電路，其被耦合到所述逆變器，所述輸出電路包括適合于耦合到所述至少一個(gè)氣 體放電燈的多個(gè)輸出接頭；燈絲加熱控制電路，其被耦合到所述逆變器和所述輸出電路，并可操作用于與所述輸 出電路相結(jié)合地提供所述至少一個(gè)燈的燈絲的加熱；控制電路，其被耦合到所述輸出電路、所述逆變器、和所述燈絲加熱控制電路，其中，所 述控制電路可操作用于(a)在所述逆變器啟動(dòng)之前的燈絲檢測(cè)時(shí)段期間，確定被耦合到所述輸出電路的具有 兩個(gè)完好燈絲的燈的數(shù)目；以及(b)在所述逆變器啟動(dòng)之后的燈類型檢測(cè)時(shí)段期間，確定與具有兩個(gè)完好燈絲的燈相 對(duì)應(yīng)的燈類型；以及其中，所述鎮(zhèn)流器可操作用于在燈類型檢測(cè)時(shí)段之后，根據(jù)以下各項(xiàng)來提供燈絲的加 熱(i)所確定的具有兩個(gè)完好燈絲的燈的數(shù)目；以及(ii)所確定的具有兩個(gè)完好燈絲的 燈的燈類型。
2.權(quán)利要求1的鎮(zhèn)流器，其中 所述控制電路包括燈絲檢測(cè)輸入端，其被耦合到所述輸出電路； 電流感測(cè)輸入端，其被耦合到所述燈絲加熱控制電路；以及 至少一個(gè)控制輸出端，其被耦合到所述逆變器；并且所述控制電路還可操作用于 (i)在所述逆變器啟動(dòng)之前的燈絲檢測(cè)時(shí)段期間，在所述燈絲檢測(cè)輸入端處從所述輸 出電路接收指示是否完好的燈絲被耦合到所述輸出接頭的第一電壓信號(hào)；( )在所述逆變器啟動(dòng)之后的燈類型檢測(cè)時(shí)段期間，在所述電流感測(cè)輸入端處從所述 燈絲加熱控制電路接收指示具有被耦合到所述輸出接頭的完好燈絲的燈的燈類型的第二 電壓信號(hào)；(iii)在所述燈絲檢測(cè)時(shí)段和所述燈類型檢測(cè)時(shí)段完成之后，根據(jù)所述第一和第二電 壓信號(hào)在所述至少一個(gè)控制輸出端處提供控制信號(hào)。
3.權(quán)利要求2的鎮(zhèn)流器，其中所述燈絲加熱控制電路包括第一和第二輸入端；以及 所述逆變器包括逆變器驅(qū)動(dòng)電路，包括至少一個(gè)輸入端，其被耦合到所述控制電路的至少一個(gè)控制輸出端；以及 輸出端，其被耦合到所述燈絲加熱電路的第二輸入端，其中，所述逆變器驅(qū)動(dòng)電路可操 作用于根據(jù)由所述控制電路提供的所述至少一個(gè)控制信號(hào)在所述輸出端處提供燈絲加熱 控制信號(hào)。
4.權(quán)利要求2的鎮(zhèn)流器，其中，由微控制器來實(shí)現(xiàn)所述控制電路。
5.權(quán)利要求4的鎮(zhèn)流器，其中，用查找表來對(duì)所述微控制器進(jìn)行編程，其中，所述查找 表包括用于使所述第一和第二電壓信號(hào)與用于所述控制電壓的期望值相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
6.權(quán)利要求3的鎮(zhèn)流器，其中，所述燈絲加熱控制電路還包括電容器，其被耦合在所述第一輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間；二極管，其具有被耦合到所述第一輸入端的陽極和被耦合到所述第一節(jié)點(diǎn)的陰極； 電子開關(guān)(310)，其具有柵極、漏極、和源極，其中，所述柵極被耦合到所述第二輸入端；初級(jí)繞組(LFP)，其被耦合在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述電子開關(guān)的所述漏極之間；以及 電流感測(cè)電阻器，其被耦合在所述電子開關(guān)的所述源極與所述電路地之間。
7.權(quán)利要求6的鎮(zhèn)流器，其中，所述電子開關(guān)是N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
8.權(quán)利要求6的鎮(zhèn)流器，其中，所述輸出電路包括多個(gè)輸出接頭，其適合于耦合到所述至少一個(gè)氣體放電燈，所述輸出接頭包括第一、第 二、第三、第四、第五、和第六輸出接頭；諧振電感器，其被耦合在所述逆變器與中間節(jié)點(diǎn)之間；諧振電容器，其被耦合在所述中間節(jié)點(diǎn)與電路地之間；隔直流(DC)電容器，其被耦合在所述第六輸出接頭與電路地之間；以及多個(gè)燈絲加熱電路，包括第一燈絲加熱電路，其包括第一次級(jí)繞組和第一二極管的第一串聯(lián)組合，所述第一串 聯(lián)組合被耦合在所述中間節(jié)點(diǎn)與所述第二輸出接頭之間，其中，所述第一次級(jí)繞組被磁性 地耦合到所述燈絲加熱控制電路內(nèi)的所述初級(jí)繞組；第二燈絲加熱電路，其包括第二次級(jí)繞組和第二二極管的第二串聯(lián)組合，所述第二串 聯(lián)組合被耦合在所述第三與第四輸出接頭之間，其中，所述第二次級(jí)繞組被磁性地耦合到 所述燈絲加熱控制電路內(nèi)的所述初級(jí)繞組；以及第三燈絲加熱電路，其包括第三次級(jí)繞組和第三二極管的第三串聯(lián)組合，所述第三串 聯(lián)組合被耦合在所述第五和第六輸出接頭之間，其中，所述三次級(jí)繞組被磁性地耦合到所 述燈絲加熱控制電路內(nèi)的所述初級(jí)繞組。
9.權(quán)利要求8的鎮(zhèn)流器，其中所述第一二極管具有被耦合到所述第二輸出接頭的陽極和被耦合到所述第一次級(jí)繞 組的陰極；所述第二二極管具有被耦合到所述第四輸出接頭的陽極和被耦合到所述第二次級(jí)繞 組的陰極；以及所述第三二極管具有被耦合到所述第三次級(jí)繞組的陽極和被耦合到所述第五輸出接 頭的陰極。
10.權(quán)利要求8的鎮(zhèn)流器，其中對(duì)于其中所述燈負(fù)載由兩個(gè)燈組成的布置而言 所述第一和第二輸出接頭被耦合到第一燈的第一燈絲；所述第三和第四輸出接頭被耦合到所述第一燈的第二燈絲和第二燈的第一燈絲；以及所述第五和第六輸出接頭被耦合到所述第二燈的第二燈絲；以及對(duì)于其中所述燈負(fù)載由一個(gè)燈組成的布置而言所述第一和第二輸出接頭被耦合到所述燈的第一燈絲；以及所述第五和第六輸出接頭被耦合到所述燈的第二燈絲。
11.一種用于對(duì)包括具有一對(duì)燈絲的至少一個(gè)氣體放電燈的燈負(fù)載供電的鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器包括逆變器，包括用于接收基本上為直流(DC)電壓的源的第一和第二輸入端子； 輸出端子；第一和第二逆變器開關(guān)，其被耦合到所述輸入端子和所述輸出端子；以及 逆變器驅(qū)動(dòng)電路，其被耦合到所述第一和第二逆變器開關(guān)，所述逆變器驅(qū)動(dòng)電路包括 至少一個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端，所述多個(gè)輸出端包括被耦合到所述第一逆變器開關(guān)的第一 輸出端、被耦合到所述逆變器的輸出端子的第二輸出端、被耦合到所述第二逆變器開關(guān)的 第三輸出端、以及第四輸出端； 輸出電路，包括多個(gè)輸出接頭，包括第一、第二、第三、第四、第五、和第六輸出接頭； 隔直流(DC)電容器，其被耦合在所述第六輸出接頭與電路地之間； 多個(gè)燈絲加熱電路，包括第一燈絲加熱電路，其被耦合在所述第一和第二輸出接頭之間； 第二燈絲加熱電路，其被耦合在所述第三和第四輸出接頭之間；以及 第三燈絲加熱電路，其被耦合在所述第五和第六輸出接頭之間； 控制電路，包括燈絲檢測(cè)輸入端，其被可操作地耦合到所述隔直流電容器； 電流感測(cè)輸入端；以及至少一個(gè)控制輸出端，其被耦合到所述逆變器驅(qū)動(dòng)電路的至少一個(gè)輸入端； 燈絲加熱控制電路，包括第一輸入端，其被耦合到所述逆變器的輸出端子；以及第二輸入端，其被耦合到所述逆變器驅(qū)動(dòng)電路的第四輸出端；以及其中，所述控制電路的所述電流感測(cè)輸入端被耦合到所述燈絲加熱控制電路。
12.權(quán)利要求10的鎮(zhèn)流器，其中，所述控制電路包括微控制器。
13.權(quán)利要求10的鎮(zhèn)流器，其中，所述燈絲加熱控制電路還包括 電容器，其被耦合在所述第一輸入端與第一節(jié)點(diǎn)之間；二極管，其具有被耦合到所述第一輸入端的陽極和被耦合到所述第一節(jié)點(diǎn)的陰極； 電子開關(guān)(310)，其具有柵極、漏極、和源極，其中，所述柵極被耦合到所述第二輸入端；初級(jí)繞組(LFP)，其被耦合在所述第一節(jié)點(diǎn)與所述電子開關(guān)的所述漏極之間；以及 電流感測(cè)電阻器，其被耦合在所述電子開關(guān)的所述源極與所述電路地之間。
14.權(quán)利要求13的鎮(zhèn)流器，其中所述第一燈絲加熱電路包括第一次級(jí)繞組和第一二極管的第一串聯(lián)組合，所述第一串 聯(lián)組合被耦合在所述中間節(jié)點(diǎn)與所述第二輸出接頭之間，其中，所述第一次級(jí)繞組被磁性 地耦合到所述燈絲加熱控制電路內(nèi)的初級(jí)繞組，并且所述第一二極管具有被耦合到所述第 二輸出接頭的陽極和被耦合到所述第一次級(jí)繞組的陰極；所述第二燈絲加熱電路包括第二次級(jí)繞組與第二二極管的第二串聯(lián)組合，所述第二串 聯(lián)組合被耦合在所述第三和第四輸出接頭之間，其中，所述第二次級(jí)繞組被磁性地耦合到所述燈絲加熱控制電路內(nèi)的初級(jí)繞組，并且所述第二二極管具有被耦合到所述第四輸出接 頭的陽極和被耦合到所述第二次級(jí)繞組的陰極；以及所述第三燈絲加熱電路包括第三次級(jí)繞組和第三二極管的第三串聯(lián)組合，所述第三串 聯(lián)組合被耦合在所述第五和第六輸出接頭之間，其中，所述第三次級(jí)繞組被磁性地耦合到 所述燈絲加熱控制電路內(nèi)的初級(jí)繞組，并且所述第三二極管具有被耦合到所述第四輸出接 頭的陽極和被耦合到所述第二次級(jí)繞組的陰極。
15.權(quán)利要求14的鎮(zhèn)流器，其中對(duì)于其中所述燈負(fù)載由兩個(gè)燈組成的布置而言 所述第一和第二輸出接頭被耦合到第一燈的第一燈絲；所述第三和第四輸出接頭被耦合到所述第一燈的第二燈絲和第二燈的第一燈絲；以及所述第五和第六輸出接頭被耦合到所述第二燈的第二燈絲；以及對(duì)于其中所述燈負(fù)載由一個(gè)燈組成的布置而言所述第一和第二輸出接頭被耦合到所述燈的第一燈絲；以及所述第五和第六輸出接頭被耦合到所述燈的第二燈絲。
16.權(quán)利要求14的鎮(zhèn)流器，其中，所述輸出電路還包括諧振電感器，其被耦合在所述逆變器的輸出端子與中間節(jié)點(diǎn)之間； 諧振電容器，其被耦合在所述中間節(jié)點(diǎn)與電路地之間；以及 多個(gè)電阻，包括第一電阻，其被耦合在所述逆變器的第一輸入端子與所述第一輸出接頭之間； 第二電阻，其被耦合在所述第二與第五輸出接頭之間；第三電阻，其被耦合在所述逆變器的第一輸入端子與所述第三輸出接頭之間；以及 第四電阻，其被耦合在所述第四與第五輸出接頭之間。
17.權(quán)利要求16的鎮(zhèn)流器，其中，所述輸出電路還包括第一分壓器電阻器和第二分壓 器電阻器的串聯(lián)組合，所述串聯(lián)組合被與所述隔直流電容器并聯(lián)耦合，其中，所述控制電路 的所述燈絲檢測(cè)輸入端被耦合到所述第一電壓電阻器和所述第二分壓器電阻器的接點(diǎn)。
18.一種用于操作用于對(duì)具有一對(duì)燈絲的至少一個(gè)氣體放電燈供電的鎮(zhèn)流器的方法， 該方法包括步驟向所述鎮(zhèn)流器施加電力；在燈絲檢測(cè)時(shí)段期間確定被耦合到所述鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目； 啟動(dòng)所述鎮(zhèn)流器內(nèi)的逆變器；在燈類型檢測(cè)時(shí)段期間確定被耦合到所述鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的燈類型；以及 根據(jù)(i)所確定的被耦合到所述鎮(zhèn)流器的具有完好燈絲的燈的數(shù)目；以及(ii)所確 定的燈類型來提供所述燈絲的加熱。
19.權(quán)利要求18的方法，其中，確定被連接到所述鎮(zhèn)流器的燈的燈類型的步驟包括步驟在診斷燈絲加熱時(shí)段期間，以標(biāo)稱水平將燈絲加熱； 監(jiān)視所述診斷燈絲加熱時(shí)段期間的電流；以及基于(i)診斷燈絲加熱時(shí)段期間的電流；以及(ii)所確定的被耦合到所述鎮(zhèn)流器的 具有完好燈絲的燈的數(shù)目來估計(jì)燈類型。
20.權(quán)利要求19的方法，其中，監(jiān)視電流的步驟包括監(jiān)視流過燈絲加熱變壓器的初級(jí) 繞組的電流。
21.權(quán)利要求19的方法，其中，估計(jì)燈類型的步驟包括參考被編程到所述鎮(zhèn)流器內(nèi)的 微控制器中的查找表。
22.權(quán)利要求18的方法，其中，所述確定步驟還包括步驟在第一診斷燈絲加熱時(shí)段期間，以第一加熱水平加熱燈絲并在第二診斷燈絲加熱時(shí)段 期間，以第二加熱水平加熱燈絲；在第一診斷燈絲加熱時(shí)段和第二診斷燈絲加熱時(shí)段期間測(cè)量電流，其中，電流的測(cè)量 提供與所述第一診斷燈絲加熱時(shí)段相關(guān)聯(lián)的第一電流測(cè)量和與所述第二診斷燈絲加熱時(shí) 段相關(guān)聯(lián)的第二電流測(cè)量；以及基于所述第一電流測(cè)量和所述第二電流測(cè)量來估計(jì)燈類型。
23.權(quán)利要求22的方法，其中，所述測(cè)量步驟還包括在所述第一診斷燈絲加熱時(shí)段期 間測(cè)量電流，其中，所述第一電流測(cè)量對(duì)應(yīng)于冷燈絲電阻，并在所述第二診斷加熱時(shí)段期間 測(cè)量電流，其中，所述第二電流測(cè)量對(duì)應(yīng)于熱燈絲電阻。
24.權(quán)利要求18的方法，其中，提供加熱的步驟還包括響應(yīng)于所確定的燈類型改變燈 絲的預(yù)加熱階段的持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
一種用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)氣體放電燈(30，40)供電的鎮(zhèn)流器(10)包括逆變器(100)、輸出電路(200)、燈絲加熱控制電路(300)、和控制電路(500)。在逆變器(100)啟動(dòng)之前的燈絲檢測(cè)時(shí)段期間，控制電路(500)監(jiān)視輸出電路(200)內(nèi)的信號(hào)以便確定存在于鎮(zhèn)流器輸出接頭(202，204，...，210，212)處的具有完好燈絲的燈的數(shù)目。在逆變器(100)啟動(dòng)之后的燈類型檢測(cè)時(shí)段期間，控制電路(500)監(jiān)視燈絲加熱控制電路(300)內(nèi)的電流以便確定存在于鎮(zhèn)流器輸出接頭(202，204，...，210，212)處的(多個(gè))燈的類型。關(guān)于燈的數(shù)目和燈的類型的確定被控制電路(500)利用來向燈絲提供適當(dāng)?shù)募訜崴健?yōu)選地，由用關(guān)于可以由鎮(zhèn)流器(10)供電的不同燈類型的數(shù)據(jù)編程的微控制器來實(shí)現(xiàn)控制電路(500)。
文檔編號(hào)H05B41/288GK102077694SQ200980124007
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者亞拉帕利 N., 利斯 U. 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司