專利名稱：高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及高強(qiáng)度放電燈，且更具體而言，涉及高強(qiáng)度放電燈的再點(diǎn)燃。
背景技術(shù)：
氣體放電燈通過電弧的點(diǎn)燃和穩(wěn)定來產(chǎn)生光。電弧是氣體的電擊穿，其產(chǎn)生持續(xù)的等離子放電。該電擊穿是通過在燈中施加電場來實(shí)現(xiàn)的。一旦發(fā)生擊穿并形成等離子體，電子將流過等離子體及其化合物分子從燈的一端到另一端。當(dāng)電子與等離子體的化合物分子撞擊時(shí)，它們將那些分子上的電子激發(fā)到更高狀態(tài)。當(dāng)這些電子回到其靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，它們發(fā)出可見光形式的基本相等量的能量。盡管電弧非常有效，形成電弧需要相當(dāng)大的能量脈沖。在氣體放電燈中，通過將點(diǎn)燃脈沖施加到燈來初始地點(diǎn)燃(電)弧。該過程被稱為“點(diǎn)燃”燈。點(diǎn)燃脈沖一般是在燈的兩端之間施加的大電壓脈沖。該電壓脈沖需要足夠高以超過燈中的化學(xué)制品的電擊穿。開啟燈所需的電壓是很多不同變量的函數(shù)，包括燈中的化學(xué)制品、那些化學(xué)制品的溫度、以及燈的一般架構(gòu)。溫度和點(diǎn)燃脈沖所需的量級(jí)之間的關(guān)系是氣體放電發(fā)光所固有的重要缺陷的根本原因。產(chǎn)生光的燈還產(chǎn)生熱量，這提高了燈中的化學(xué)制品的溫度。當(dāng)氣體放電燈中的化學(xué)制品被加熱時(shí)，需要更多的能量來點(diǎn)燃燈。氣體放電燈的這些方面一起形成了所謂的熱再點(diǎn)燃問題。如果燈已經(jīng)工作了較長的時(shí)間且然后被關(guān)閉，要再次開啟燈是非常困難的。系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為在普通條件下施加到燈的能量脈沖經(jīng)常不足以再點(diǎn)燃該燈。在該情形下，熱再點(diǎn)燃問題將導(dǎo)致不能再從燈獲取光線這種情況，直到已經(jīng)過了足夠的時(shí)間從而燈足夠冷卻。在連續(xù)和響應(yīng)發(fā)光很重要的應(yīng)用中，這是不可接受的情形。自從出現(xiàn)以來，熱再點(diǎn)燃問題已在氣體放電燈領(lǐng)域被確認(rèn)。對(duì)該問題的早期解決方法包括讓燈永久發(fā)光并在不需要時(shí)用可移動(dòng)的金屬遮蔽器(shutter)來覆蓋燈以阻斷光線。該方法增加了光源的響應(yīng)性，但同時(shí)明顯不是節(jié)能的。早期解決方法的另一類型涉及對(duì)燈施加更大或特殊形狀的點(diǎn)燃脈沖，從而施加足夠的能量來開啟燈，即使內(nèi)部化學(xué)制品仍處于激發(fā)狀態(tài)。盡管與等待燈冷卻的方法相比該方法減少了燈的開啟時(shí)間，由于熱再點(diǎn)燃脈沖所需的高能量級(jí)別，該方法將給燈帶來嚴(yán)重破壞。燈點(diǎn)燃應(yīng)力(stress)是燈壽命縮短的重要原因。因此，需要避免發(fā)光系統(tǒng)進(jìn)行無法點(diǎn)燃燈的點(diǎn)燃且由此不必要地給燈的其他組件帶來負(fù)擔(dān)。在由于退化(degrade)而連續(xù)再點(diǎn)燃和熄滅的“循環(huán)”燈的情況下，不必要的點(diǎn)燃還會(huì)浪費(fèi)電能。從熱再點(diǎn)燃問題的角度來看，失敗的再點(diǎn)燃嘗試還會(huì)有害，因?yàn)槭〉膰L試將電能施加到燈并增加燈的溫度、由此延長了燈冷卻所需的時(shí)間。試圖限制失敗點(diǎn)燃次數(shù)的發(fā)明涉及熱再點(diǎn)燃問題，因?yàn)樗鼈兌荚噲D消除無效的點(diǎn)燃脈沖傳遞到燈這種情況，該點(diǎn)燃脈沖只會(huì)損耗燈的組件并浪費(fèi)能量?，F(xiàn)有技術(shù)通過限制特定的時(shí)間量之后或特定的嘗試量之后的再點(diǎn)燃嘗試次數(shù)來應(yīng)對(duì)避免不必要的點(diǎn)燃嘗試的問題。例如，在有些方法中，在經(jīng)過特定的時(shí)間段之后，一系列再點(diǎn)燃脈沖被關(guān)閉。類似地，電路可以自動(dòng)檢測失敗的再點(diǎn)燃脈沖是否已產(chǎn)生了特定的熱量，在該時(shí)間點(diǎn)，點(diǎn)燃電路失效一段時(shí)間。這些方法特別適用于施加專門的高能量再點(diǎn)燃脈沖的情形，因?yàn)檫@樣的脈沖比一般強(qiáng)度的點(diǎn)燃脈沖更可能損壞燈。這些方法都具有在點(diǎn)燃脈沖失敗之后采取行動(dòng)的弱化的特點(diǎn)。在開始的一系列無效點(diǎn)燃之后停止嘗試點(diǎn)燃燈的方法的主要問題是，開始的點(diǎn)燃仍然會(huì)損耗燈、浪費(fèi)能量、再加熱燈、并增加燈足夠冷卻來再點(diǎn)燃之前必須經(jīng)過的總時(shí)間。與循環(huán)或發(fā)生故障的傳感器引起的不必要點(diǎn)燃相比，熱再點(diǎn)燃問題引起的不必要點(diǎn)燃稍微更易管理。這是因?yàn)闊舻臏囟瓤杀恢苯訙y量，或基于對(duì)燈熄滅后已經(jīng)過多長時(shí)間的認(rèn)識(shí)來估算。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的很多方法集中在在燈被關(guān)閉之后的特定時(shí)間段中不允許再點(diǎn)燃嘗試。例如，該方法可被用于避免LCD屏幕中的精巧(delicate)氣體放電燈泡的熱再點(diǎn)燃嘗試。在該例子中，電路監(jiān)控何時(shí)接收到斷電信號(hào)，跟蹤接收到該信號(hào)后經(jīng)過了多少時(shí)間、并通過不允許通電信號(hào)觸發(fā)再點(diǎn)燃來避免燈的再點(diǎn)燃直到經(jīng)過特定的時(shí)間量。類似地，人們可以使用產(chǎn)生并供應(yīng)電能的系統(tǒng)，其中，被供電的某些設(shè)備可以是氣體放電燈。在該例子中，人們可以在掉電(brown out)之后等待特定的時(shí)間量，以在對(duì)燈重新供電之前允許燈冷卻。在類似的方法中，直接監(jiān)控?zé)舻墓ぷ髑闆r以確定燈的狀態(tài)，并在發(fā)送再點(diǎn)燃信號(hào)之前檢測到故障情況后經(jīng)過了特定的時(shí)間量。控制電路監(jiān)控檢測到故障情況后經(jīng)過的時(shí)間，并在再點(diǎn)燃的時(shí)刻向燈發(fā)送控制信號(hào)。之前段落中討論的方法都存在同樣的缺陷，需要單獨(dú)的電路或系統(tǒng)來跟蹤燈熄滅后經(jīng)過了多長時(shí)間。此外，很多熱再點(diǎn)燃情況出現(xiàn)，是因?yàn)楣?yīng)給燈的電能中存在瞬時(shí)尖峰信號(hào)(blip)。在這些情況下，由給燈供電的相同電源來為單獨(dú)的電路供電，可能會(huì)無法正常工作并確保系統(tǒng)在燈熄滅時(shí)保持記憶。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，公開了 一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。該設(shè)備包括操作地耦合到燈的鎮(zhèn)流器，其被配置為從電源接收電能。此外，該設(shè)備包括定時(shí)器電路，其被配置為在燈停止從電源接收電能時(shí)進(jìn)入定時(shí)階段以產(chǎn)生定時(shí)量信息。另外定時(shí)器電路在定時(shí)階段不需要外部電能。此外，該設(shè)備包括控制電路，其被配置從定時(shí)器電路接收定時(shí)量信息，并基于該定時(shí)量信息允許鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈。這樣的配置產(chǎn)生了一種用于高能量放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，公開了一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法。在一個(gè)步驟中，當(dāng)燈停止從電源接收電能時(shí)，定時(shí)器電路被切換到定時(shí)階段。在另一步驟中，在定時(shí)階段中獨(dú)立于外部電源而產(chǎn)生了定時(shí)量信息。在另一步驟，在至少部分基于定時(shí)量信息的一段時(shí)間中，限制鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈。這樣一組步驟產(chǎn)生了一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，公開了一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。該設(shè)備包括操作地耦合到燈的鎮(zhèn)流器，其被配置為從電源接收電能。此外，該設(shè)備包括電阻電容定時(shí)器電路，其被配置為被電源充電、在燈停止從電源接收電能時(shí)放電、并輸出定時(shí)器電壓。另外，如果定時(shí)器電壓大于預(yù)定的電壓電平，則鎮(zhèn)流器不會(huì)點(diǎn)燃燈。這樣的配置產(chǎn)生了一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備的框圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的使用時(shí)鐘電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備的框圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的使用電阻電容電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備的框圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的電阻電容電路的框圖。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的使用電阻電容電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備的框圖。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法的處理流程圖。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的包含電阻電容電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法的處理流程圖。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的包含可變電阻電容電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法的處理流程圖。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的包含自校準(zhǔn)點(diǎn)燃限制期間的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法的處理流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考公開的發(fā)明的實(shí)施例，附示了其中的一個(gè)或多個(gè)例子。每個(gè)例子是通過對(duì)本技術(shù)的解釋來提供的，而不是對(duì)本技術(shù)的限制。事實(shí)上，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，可以對(duì)本技術(shù)進(jìn)行修改和改變，而不偏離其精神和范圍。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的部分來圖示或描述的特征可以用于另一實(shí)施例以產(chǎn)生再一個(gè)實(shí)施例。因此，本主題旨在覆蓋所附權(quán)利要求書及其等價(jià)物的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。最優(yōu)的光源能夠快速響應(yīng)于用戶請(qǐng)求來有效地提供一致的光。氣體放電燈很有效，但受制于熱再點(diǎn)燃問題。由于加熱的燈難以點(diǎn)燃，剛剛熄滅的燈不能快速響應(yīng)用戶對(duì)光的請(qǐng)求。在燈還是熱的時(shí)候點(diǎn)燃燈會(huì)給燈帶來損害，且如果點(diǎn)燃不成功，將再次加熱燈并延長燈能被成功再點(diǎn)燃所經(jīng)過的時(shí)間。本發(fā)明允許燈快速冷卻，然后盡可能快地重點(diǎn)燃燈。假設(shè)燈熄滅的一般原因是電源中斷，本發(fā)明的實(shí)施例有利地不需要外部電源。本發(fā)明通過提供具有內(nèi)建系統(tǒng)來保護(hù)自身的燈，確保燈能夠有效地應(yīng)對(duì)熱再點(diǎn)燃的情況?？梢詤⒖紙D1來描述本發(fā)明的特定實(shí)施例。圖1顯示了用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。鎮(zhèn)流器100操作地耦合到燈101。鎮(zhèn)流器被用于保持燈中的電弧的穩(wěn)定性，該電弧向燈供電。在圖1中，鎮(zhèn)流器100被配置為從電源102接收電能。鎮(zhèn)流器將電源提供的原始(raw)電能變成燈穩(wěn)定所需的特定格式。定時(shí)器電路103被配置為在燈101停止從電源102接收電能時(shí)進(jìn)入定時(shí)階段并產(chǎn)生定時(shí)量信息?？刂齐娐?04被配置為從定時(shí)器電路接收定時(shí)量信息，并允許鎮(zhèn)流器基于該定時(shí)量信息再點(diǎn)燃燈。盡管定時(shí)器電路103被示為連接到燈101，該配置僅是示例性的，因?yàn)檫@只是定時(shí)器電路103能夠?qū)?01的狀況改變做出反應(yīng)的一種方式。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，定時(shí)量信息是燈熄滅后經(jīng)過的時(shí)間長度。使用該信息，控制電路104能夠防止鎮(zhèn)流器100點(diǎn)燃燈101，直到它有足夠的時(shí)間來冷卻。因此，鎮(zhèn)流器100將不會(huì)不必要地點(diǎn)燃并加熱燈，由此增加總體冷卻時(shí)間。相反,控制電路104將允許鎮(zhèn)流器100等待剛好足夠的時(shí)間用于燈101的冷卻而沒有干擾，但不會(huì)過長，導(dǎo)致用戶等待燈再次開啟時(shí)，時(shí)間被不必要地浪費(fèi)。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，定時(shí)器電路103在它的定時(shí)階段期間不需要外部電源。這是有利的，因?yàn)樵撛O(shè)備需要保留關(guān)于燈101何時(shí)停止接收電能的記憶，但是當(dāng)電源102被中斷時(shí)，無法有效地向整個(gè)設(shè)備供電。因此，在本發(fā)明的這些實(shí)施例中，只有必須保持電能的部分設(shè)備才這么做，這允許該設(shè)備保留關(guān)于燈何時(shí)熄滅的記憶，而同時(shí)保持電源效率?？梢詤⒖紙D2來描述本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖2示出了包含鎮(zhèn)流器200的類似設(shè)備，該鎮(zhèn)流器200操作地耦合到燈201。鎮(zhèn)流器200再次被配置為從電源202接收電能。此外，圖2中的設(shè)備包括時(shí)鐘電路203，其被配置為在燈201停止從電壓源202接收電能時(shí)運(yùn)行，并在燈201被點(diǎn)燃時(shí)初始化?？刂齐娐?04被配置為從時(shí)鐘電路203接收定時(shí)信息，并允許鎮(zhèn)流器200基于該定時(shí)信息來再點(diǎn)燃燈。有利地，圖2中的設(shè)備包括電池205，其將為控制電路供電而不需要外部電源。這是有益的，因?yàn)闊?01經(jīng)常會(huì)由于電源202的供電中斷而熄滅。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，時(shí)鐘電路203跟蹤燈201熄滅后經(jīng)過了以秒計(jì)算的多長時(shí)間，將該值報(bào)告給控制電路204，并在燈201被點(diǎn)燃時(shí)重新初始化。反過來，在允許鎮(zhèn)流器200重點(diǎn)燃燈201之前，控制電路204等待直到報(bào)告的秒數(shù)超過預(yù)定的一段時(shí)間。可以參考圖3來描述本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖3示出了包含鎮(zhèn)流器300的類似設(shè)備，該鎮(zhèn)流器300操作地耦合到燈301。鎮(zhèn)流器300再次被配置為從電源302接收電能。此外，圖3中的設(shè)備包含電阻電容(RC)電路303，其被配置為在燈301從電源302接收電能時(shí)被電源302充電，且在燈301停止從電源302接收電能時(shí)放電，并在節(jié)點(diǎn)Vtv上輸出定時(shí)器電壓?？刂齐娐?04被配置為從RC電路303接收定時(shí)信息，并允許鎮(zhèn)流器300基于該定時(shí)信息來再點(diǎn)燃燈301。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，該定時(shí)信息是與RC電路303被完全充電時(shí)節(jié)點(diǎn)Vtv上的電壓電平相對(duì)比的在節(jié)點(diǎn)Vtv上的電壓電平?？刂齐娐?04能夠確定在燈301停止接收電能后經(jīng)過了多長時(shí)間，因?yàn)楫?dāng)電源切斷時(shí)，RC電路303將開始放電且Vtv上的電壓由此將開始下降。反過來，在允許鎮(zhèn)流器300再點(diǎn)燃燈301之前，控制電路304將等待，直到節(jié)點(diǎn)Vtv上的電壓下降到低于預(yù)定電平。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，控制電路不允許鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃燈的時(shí)間段可被設(shè)置為與燈的冷卻時(shí)段一樣的值。控制電路不允許鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃燈的時(shí)段可被稱為點(diǎn)燃限制時(shí)段。在嘗試將點(diǎn)燃限制時(shí)段與燈的冷卻時(shí)段相關(guān)聯(lián)時(shí)，盡可能使兩個(gè)時(shí)段緊密匹配而偏好更長的點(diǎn)燃限制時(shí)段，這一點(diǎn)很重要。如前所述，盡可能快地點(diǎn)燃燈是有利的，因?yàn)閷?duì)用戶照明請(qǐng)求的響應(yīng)是任意照明系統(tǒng)的關(guān)鍵性能量度。但是，太快點(diǎn)燃燈將導(dǎo)致失敗的再點(diǎn)燃，這將不必要地?fù)p耗燈的組件，并增加燈的溫度，這將導(dǎo)致重點(diǎn)燃燈所需總時(shí)間的同量(commensurate)增力口。可以同時(shí)參考圖2和3來描述點(diǎn)燃限制時(shí)段與燈的冷卻時(shí)段的關(guān)聯(lián)。如果使用了與參考圖3描述的類似的設(shè)備，可以基于控制電路304所監(jiān)控的預(yù)定電壓電平以及RC電路303的RC時(shí)間常量來確定點(diǎn)燃限制時(shí)段?？梢跃_地預(yù)測放電RC電路的電壓-時(shí)間關(guān)系。給定RC電路被充電的初始定時(shí)器電壓以及RC電路的電阻和電容值，也可以精確地知道定時(shí)器電壓下降到預(yù)定值的時(shí)刻。因此，將定時(shí)器電路的點(diǎn)燃限制時(shí)段與燈的冷卻時(shí)段相關(guān)聯(lián)需要已計(jì)算的RC電路組件值的選擇以及控制電路的預(yù)定電壓電平。如果使用了參考圖2來描述的類似設(shè)備，可以通過將時(shí)鐘電路203設(shè)計(jì)為在經(jīng)過該時(shí)段時(shí)發(fā)送標(biāo)記信號(hào)，或通過允許控制電路204監(jiān)控時(shí)鐘電路203的輸出并在經(jīng)過了與點(diǎn)燃限制時(shí)段相等的預(yù)定時(shí)間段時(shí)結(jié)束限制時(shí)段，來設(shè)置點(diǎn)燃限制時(shí)段。注意到在控制電路204監(jiān)控輸出電路203的情形下，在電源202中斷時(shí)只有時(shí)鐘電路203保持電能的本發(fā)明的實(shí)施例將需要點(diǎn)燃限制時(shí)段被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。點(diǎn)燃限制時(shí)段與冷卻時(shí)段的關(guān)聯(lián)會(huì)有點(diǎn)困難，因?yàn)闊舻睦鋮s時(shí)段會(huì)基于制造的變化、環(huán)境溫度以及燈被點(diǎn)燃的時(shí)間長度而改變。結(jié)果，基于環(huán)境溫度以及燈在熄滅之前開啟了多長時(shí)間等因素來初始化定時(shí)器電路，這是有利的。例如，如果燈僅被開啟了幾秒鐘，它不會(huì)變得比室內(nèi)環(huán)境溫度高很多。在該情形下，初始化點(diǎn)燃限制時(shí)間就好像燈已經(jīng)到達(dá)其更高的標(biāo)準(zhǔn)工作溫度一樣，這沒有意義，因?yàn)榕c到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)溫度相比，燈在短得多的時(shí)間段中冷卻并準(zhǔn)備好點(diǎn)燃。如果使用了參考圖2來描述的類似的設(shè)備，可以通過改變存儲(chǔ)的點(diǎn)燃限制時(shí)段來校準(zhǔn)點(diǎn)燃限制時(shí)段的初始化。如果使用了參考圖3來描述的類似的設(shè)備，將點(diǎn)燃限制時(shí)段初始化為所需的冷卻時(shí)段將略微更復(fù)雜并需要更多討論。圖4顯示了可以替代圖3中的RC電路303的電路的圖。RC電路的主要元件是定時(shí)階段電阻器400和電容器401。當(dāng)燈從電源接收電能時(shí)，Vin上的電壓被設(shè)置為特定電平。假設(shè)開關(guān)402和403關(guān)閉，這將Vtv上的電壓充電為與電阻器400的電阻乘以電容器401的電容后的量級(jí)成比例的時(shí)間段內(nèi)的同一電壓電平。該值在前面已被稱為電路的RC時(shí)間常量。當(dāng)燈停止從電源接收電能時(shí)，Vin將下降到另一值例如零。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，Vtv上的電壓將根據(jù)相同RC時(shí)間常量向零衰減。通過允許RC電路具有可變的RC時(shí)間常量，可以實(shí)現(xiàn)包含RC電路303的定時(shí)器電路所設(shè)置的點(diǎn)燃限制時(shí)段與所需值的關(guān)聯(lián)。在圖4中，開關(guān)402與定時(shí)階段電阻器400并聯(lián)并與電阻器404串聯(lián)。開關(guān)402被控制信號(hào)Cl控制，其允許電阻器404從剩余電路分離，或者可用作與電阻器400并聯(lián)的替代路徑。為了容易解釋，可以用任意類型的開關(guān)裝置來實(shí)現(xiàn)該電路并用NMOS晶體管來示出該電路。該電路可被精簡(refine)，以基于上述影響冷卻時(shí)間的變量來初始化其自身。如果例如控制電路檢測到環(huán)境溫度很低且因此冷卻時(shí)段將很快，則可以通過將控制信號(hào)Cl設(shè)置為更大的值來調(diào)整RC電路的時(shí)間常量。這會(huì)將電阻器404置為與電阻器400并聯(lián)，這將減小RC電路的電阻并由此減小電路的點(diǎn)燃限制時(shí)段，以將它與期望的冷卻時(shí)段相關(guān)聯(lián)。電阻器和開關(guān)的替換組合并且增加其他分支將有助于更細(xì)微地調(diào)節(jié)RC電路303的RC常量。具有可變RC時(shí)間常量的RC電路還可有助于RC電路的快速充電。取決于燈是在加熱還是冷卻，燈的熱量-時(shí)間關(guān)系可能會(huì)不同。因此，RC電路的充電和放電時(shí)間常量將必須被改變，以保持點(diǎn)燃限制時(shí)段和冷卻時(shí)段的關(guān)聯(lián)性。本發(fā)明的特定實(shí)施例還允許在向燈供電時(shí)對(duì)RC電路快速充電。盡管在某些情況下這會(huì)過度補(bǔ)償燈溫度增加的速度，這樣的實(shí)施例很容易實(shí)現(xiàn)。將再次參考圖4來描述根據(jù)本發(fā)明的方面的本發(fā)明的特定實(shí)施例。開關(guān)403被控制信號(hào)C2控制，在燈接收電能時(shí)該控制信號(hào)C2被設(shè)置為高電壓。當(dāng)控制信號(hào)C2被設(shè)置為高(電壓)時(shí)，開關(guān)403的電阻將下降到接近零。這將會(huì)在電阻器400附近創(chuàng)建替代的低阻抗路徑，這將允許電容器401更快地充電。一旦電路被充電，控制信號(hào)C2可下降到較低的值，這會(huì)使電路回到所需的RC狀態(tài)，以將冷卻時(shí)段和點(diǎn)燃限制時(shí)段相匹配。給定可以影響燈的冷卻時(shí)段的多種變量，對(duì)于給定的一組輸入很難準(zhǔn)確估算冷卻時(shí)段。本發(fā)明的特定實(shí)施例通過自校準(zhǔn)點(diǎn)燃限制時(shí)段來克服該困難。自校準(zhǔn)開始于首先在定時(shí)電路表明已經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間段時(shí)允許鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈。該預(yù)定時(shí)段是燈的冷卻時(shí)段的第一估算。在再點(diǎn)燃嘗試之后，所述設(shè)備檢測燈是否從電源接收電能。如果燈在接收電能，系統(tǒng)將知道，對(duì)于當(dāng)前的一組輸入，估算的冷卻時(shí)段已經(jīng)足夠。如果在再點(diǎn)燃嘗試之后燈沒有從電源接收電能，對(duì)于給定的一組輸入，預(yù)定的時(shí)段可被增加，從而下一次在類似條件下燈熄滅時(shí)，所述設(shè)備將在試圖再點(diǎn)燃燈之前嘗試等待更長的時(shí)間。自校準(zhǔn)過程的微小變化是可能的。例如，在成功再點(diǎn)燃之后可以減小預(yù)定的時(shí)間段，看看在給定的一組條件下是否更少的時(shí)間就足夠燈來冷卻。該方法將允許開始高估的燈冷卻時(shí)段被減少為最優(yōu)值。此外，在失敗的再點(diǎn)燃嘗試之后的第一次重新初始化不需要是原始的預(yù)定時(shí)間段。相反，在失敗再點(diǎn)燃之后立即重新初始化將會(huì)針對(duì)較小的時(shí)間段，以說明燈僅被單次失敗再點(diǎn)燃嘗試來加熱過這一事實(shí)?？梢詤⒖紙D5來描述本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖5示出了用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。圖5示出了包含鎮(zhèn)流器500的設(shè)備，該鎮(zhèn)流器500操作地耦合到燈501。鎮(zhèn)流器500被配置為從電源502接收電能。此外，圖5中的設(shè)備包括電阻電容電路503，其被配置為在燈501從電源502接收電能時(shí)被電源502充電，在燈501停止從電源502接收電能時(shí)放電，并輸出節(jié)點(diǎn)Vtv上的定時(shí)器電壓。只要定時(shí)器電壓Vtv大于預(yù)定的電壓電平，鎮(zhèn)流器500就不會(huì)點(diǎn)燃燈501。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，所述設(shè)備還可以包括控制電路504，其可以在非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)預(yù)定的電壓電平，并將節(jié)點(diǎn)Vtv上的電壓與該預(yù)定電壓電平相比較。根據(jù)圖5的本發(fā)明的實(shí)施例可以展示可變的RC時(shí)間常量、快速的重新初始化、以及參考圖3描述的所有其他額外特征。在非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)預(yù)定的電壓電平是有利的，因?yàn)樗蠈?duì)燈停止接收電能后經(jīng)過了多長時(shí)間進(jìn)行跟蹤所需的能量數(shù)量進(jìn)行限制的設(shè)計(jì)目標(biāo)?？梢詤⒖紙D6來描述本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法。在步驟600中，定時(shí)器電路被切換到定時(shí)階段。該步驟將在燈停止從電源接收電能時(shí)發(fā)生。在步驟601中，獨(dú)立于外部電源來產(chǎn)生定時(shí)量信息。在步驟602中，至少部分基于該定時(shí)量信息在一段時(shí)間中限制鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈。該步驟將被循環(huán)重復(fù)若干次，而在步驟601的更多次迭代中產(chǎn)生額外的定時(shí)量信息。例如，時(shí)鐘電路將每秒產(chǎn)生新的定時(shí)信號(hào)，以表示在進(jìn)入定時(shí)階段后已經(jīng)過了多少秒。在本發(fā)明的其他特定實(shí)施例中，該步驟僅被執(zhí)行一次，因?yàn)橐詷?biāo)記信號(hào)的形式產(chǎn)生了單個(gè)時(shí)間量，表示已經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間段。在步驟603中，在燈被點(diǎn)燃時(shí)，定時(shí)器電路被初始化。如果定時(shí)器電路是由電池供電的時(shí)鐘電路，該步驟將涉及將時(shí)鐘重置為零，另外還可以包括改變控制電路允許鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃燈的預(yù)定時(shí)間段?？梢詤⒖紙D7來描述本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的包含RC定時(shí)器電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法。在步驟700中，在燈從電源接收電能時(shí)，RC電路被電源充電。在步驟701，在燈停止從電源接收電能時(shí)，在該情形下包含RC電路的定時(shí)器電路切換到定時(shí)階段。在步驟702，RC電路放電且關(guān)聯(lián)的定時(shí)器電壓開始下降。在步驟703中，在定時(shí)器電壓被監(jiān)控時(shí)，限制鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈。限制并對(duì)RC電路放電的步驟將繼續(xù)，直到定時(shí)器電壓下降到預(yù)定值以下。在該時(shí)間點(diǎn)，將允許鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃燈，并將在下一次循環(huán)中重新初始化系統(tǒng)。如前所述，在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，點(diǎn)燃限制時(shí)段可以和燈的冷卻時(shí)段相關(guān)聯(lián)。參考圖6和7，這等于確保步驟601到602和702到703在燈的冷卻時(shí)段中持續(xù)。之前討論了能夠?qū)舻睦鋮s時(shí)段與點(diǎn)燃限制時(shí)段相關(guān)聯(lián)的本發(fā)明的特定實(shí)施例，且參考包含不同點(diǎn)燃限制時(shí)段的定時(shí)器電路和控制電路的初始化的那些實(shí)施例來討論的本發(fā)明的方面也可以被用于這里描述的方法?？梢詤⒖紙D8來描述根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖8示出了根據(jù)之前描述的本發(fā)明的特定實(shí)施例的包含RC定時(shí)器電路的用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法，其中，RC電路再充電比放電更快，這一點(diǎn)是有利的。在步驟800中，RC電路的可變RC時(shí)間常量被減小。在步驟801中，當(dāng)燈從電源接收電能時(shí)，RC電路被電源充電。在步驟802和803中，當(dāng)燈停止從電源接收電能時(shí)，RC電路的可變RC時(shí)間常量被增加且電路開始放電。在步驟804，限制鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈，而定時(shí)器電壓被監(jiān)控。在步驟803中放電時(shí)，RC電路電壓開始衰減，但其時(shí)間常量比充電時(shí)更長。一旦定時(shí)器電壓下降到預(yù)定值以下，系統(tǒng)將重新初始化，且在步驟800中RC時(shí)間常量將再次被減小?？梢詤⒖紙D9來描述本發(fā)明的另一特定實(shí)施例。圖9示出了根據(jù)之前描述的本發(fā)明的特定實(shí)施例的高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法，其中，點(diǎn)燃限制時(shí)段是自校準(zhǔn)的。在步驟900中，定時(shí)器電路被初始化。在步驟901中，當(dāng)燈停止從電壓接收電能時(shí)，定時(shí)器電路被切換到定時(shí)階段。在步驟902中，由定時(shí)器電路產(chǎn)生定時(shí)量信息。在步驟903中，在部分基于定時(shí)量信息的一段時(shí)間中再次限制鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃燈。在該情形下，步驟903還依賴于預(yù)定時(shí)間段，該預(yù)定時(shí)間段是燈的冷卻時(shí)段的第一估算。限制和產(chǎn)生的步驟將繼續(xù)，直到定時(shí)器電壓下降到預(yù)定值以下。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，這些步驟每個(gè)都僅被執(zhí)行一次。在步驟904中，燈的狀態(tài)被檢測，以確定在點(diǎn)燃限制時(shí)段之后它是否被點(diǎn)燃。在該時(shí)間點(diǎn)，如果燈被點(diǎn)燃，系統(tǒng)將回到步驟900，且如果燈沒有被點(diǎn)燃，系統(tǒng)將進(jìn)入步驟905。如果燈被點(diǎn)燃，預(yù)定的時(shí)間段是對(duì)燈的冷卻時(shí)段的準(zhǔn)確近似。燈冷卻并被成功點(diǎn)燃。如果燈沒有被點(diǎn)燃，系統(tǒng)沒有等待足夠的時(shí)間讓燈冷卻。在該情形下，在步驟905中預(yù)定的時(shí)間段將被增加，且電路將以更大的預(yù)定時(shí)段在步驟900中被重新初始化。如前所述，在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，不成功的點(diǎn)燃之后會(huì)被重新初始化為某個(gè)更低的值，其考慮了燈僅被單次失敗再點(diǎn)燃嘗試來加熱這一事實(shí)。在該情形下，如果定時(shí)器電路包含RC電路，則步驟905中增加預(yù)定時(shí)間段的步驟將包括增加RC電路的可變RC時(shí)間常量。盡管主要參考了本發(fā)明的特定實(shí)施例來討論本發(fā)明的實(shí)施例，其他變體也是可能的。所述系統(tǒng)的各種配置可被用于替換或附加到這里展示的配置。例如，盡管討論了控制電路和定時(shí)器電路，好像它們是獨(dú)立的實(shí)體，兩者可被集成到同一芯片或者具有其他空間架構(gòu)關(guān)系。此外，根據(jù)確定初始化條件的輸入何時(shí)被測量以及它們?nèi)绾伪粦?yīng)用以影響點(diǎn)燃限制階段，用于定時(shí)器電路的初始化的方法可以以多種不同順序來完成。時(shí)鐘電路不需要是數(shù)字時(shí)鐘。同時(shí)，在電阻電容電路中使用的開關(guān)可以是任意類型的開關(guān)元件。類似地，電阻電容電路可以采用各種其他結(jié)構(gòu)，只要系統(tǒng)的過渡時(shí)間常量被配置為根據(jù)這里討論的設(shè)備和方法來起作用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，上述描述僅通過例子，而不是要限制本發(fā)明。本公開中沒有任何地方表明本發(fā)明限于需要來自主柵(main grid)的電能的系統(tǒng)或者表示僅為燈瓦特?cái)?shù)的特定選擇或所需的鎮(zhèn)流器頻率來供電。功能可以根據(jù)需要用硬件或軟件來實(shí)現(xiàn)。通常，所展示的圖僅為了表示一種可能的配置，且可以有很多變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本發(fā)明適合用于廣泛的應(yīng)用，包括與照明系統(tǒng)相關(guān)的任意應(yīng)用。盡管本說明書是針對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例來具體描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在獲得對(duì)前述的理解時(shí)，可以容易地設(shè)想對(duì)這些實(shí)施例的改變、變化或等價(jià)物。對(duì)本發(fā)明的這些和其他改變或變化可以被本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)，而不偏離在所附權(quán)利要求書中更具體的闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備，包括 鎮(zhèn)流器，操作地耦合到所述燈，并被配置為從電源接收電能； 定時(shí)器電路，被配置為在所述燈停止從所述電源接收電能時(shí)進(jìn)入定時(shí)階段并產(chǎn)生定時(shí)量信息；以及 控制電路，被配置為接收所述定時(shí)量信息，并基于所述定時(shí)量信息允許所述鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃所述燈； 其中，所述定時(shí)器電路在所述定時(shí)階段期間被內(nèi)部地供電。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述定時(shí)器電路還包括 時(shí)鐘電路，被配置為在所述燈停止從所述電源接收電能時(shí)運(yùn)行，并在所述燈被點(diǎn)燃時(shí)初始化；以及 電池，被配置為在所述燈停止從所述電源接收電能時(shí)為所述時(shí)鐘電路供電。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述控制電路被配置為當(dāng)所述定時(shí)量信息表明已經(jīng)過了所述燈的預(yù)定冷卻時(shí)段時(shí)，允許鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃所述燈。
4.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述控制電路被配置為 當(dāng)所述定時(shí)量信息表明已經(jīng)過了預(yù)定時(shí)段時(shí)，允許所述鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃所述燈； 檢測所述燈是否從所述電源接收電能；以及 如果所述燈沒有被再點(diǎn)燃而點(diǎn)燃，則重新初始化所述定時(shí)器電路，且增加所述預(yù)定時(shí)段。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述定時(shí)器電路還包括電阻電容電路，其被配置為在所述燈從所述電源接收電能時(shí)被所述電源充電，在所述定時(shí)器電路處于所述定時(shí)階段時(shí)放電以輸出定時(shí)器電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述控制電路被配置為當(dāng)所述定時(shí)器電壓降到預(yù)定電平以下、表明已經(jīng)過了所述燈的冷卻時(shí)段時(shí)，允許所述鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃所述燈。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中， 所述電阻電容電路被配置為具有可變RC時(shí)間常量；并且 所述可變RC時(shí)間常量在所述電阻電容電路被充電時(shí)被設(shè)置為低值，而在所述定時(shí)階段期間被設(shè)置為高值。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述控制電路被配置為 當(dāng)所述定時(shí)量信息表明已經(jīng)過了預(yù)定時(shí)段時(shí)，允許所述鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃所述燈； 檢查所述燈是否從所述電源接收電能；以及 如果所述燈未被再點(diǎn)燃而點(diǎn)燃，則重新初始化所述定時(shí)器電路并增加所述較高值。
9.一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備，包括 鎮(zhèn)流器，操作地耦合到所述燈，并被配置為從電源接收電能；以及電阻電容定時(shí)器電路，被配置為被所述電源充電，在所述燈停止從所述電源接收電能時(shí)放電并輸出定時(shí)器電壓； 其中，如果所述定時(shí)器電壓在預(yù)定電壓電平以上，則所述鎮(zhèn)流器將不會(huì)點(diǎn)燃所述燈。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括 控制電路，被配置為在非易失性存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)所述預(yù)定電壓電平，并將所述定時(shí)器電壓與所述預(yù)定電壓電平進(jìn)行比較；其中，當(dāng)所述燈停止從所述電源接收電能達(dá)等于所述燈的冷卻時(shí)段的一段時(shí)間時(shí)，所述定時(shí)器電壓與所述預(yù)定電壓電平基本相等。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述電阻電容定時(shí)器電路被配置為在被充電時(shí)具有低Re時(shí)間常量且在放電時(shí)具有高RC時(shí)間常量。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述控制電路被配置為在開啟階段期間檢查所述定時(shí)器電壓，且如果所述定時(shí)器電壓不低于預(yù)定閾值，則等待向所述鎮(zhèn)流器發(fā)送點(diǎn)燃信號(hào)。
13.一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的方法，包括下列步驟 當(dāng)所述燈已停止從電源接收電能時(shí)，將定時(shí)器電路切換到定時(shí)階段； 在所述定時(shí)階段期間用內(nèi)部供電的定時(shí)器系統(tǒng)來產(chǎn)生定時(shí)量信息；以及 至少部分基于所述定時(shí)量信息，限制鎮(zhèn)流器再點(diǎn)燃所述燈達(dá)一段時(shí)間。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括下列步驟 在所述燈被點(diǎn)燃時(shí)初始化所述定時(shí)器電路； 其中，所述定時(shí)器電路是被配置為由電池供電并在所述燈停止從所述電源接收電能時(shí)運(yùn)行的時(shí)鐘電路。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述時(shí)間段根據(jù)所述燈的預(yù)定冷卻時(shí)段來設(shè)置。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括下列步驟 檢測所述燈是否被點(diǎn)燃； 如果所述燈沒有被點(diǎn)燃，則增加預(yù)定時(shí)間段；以及 如果所述燈沒有被點(diǎn)燃，則重新初始化所述定時(shí)器電路； 其中，所述時(shí)間段是根據(jù)所述預(yù)定時(shí)間段來設(shè)置的。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括下列步驟 當(dāng)所述燈從所述電源接收電能時(shí)，用所述電源對(duì)電阻電容電路充電；和 當(dāng)所述定時(shí)器電路處于所述定時(shí)階段時(shí)，對(duì)所述電阻電容電路放電； 其中，所述定時(shí)器電路包括所述電阻電容電路。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述時(shí)間段根據(jù)預(yù)定電壓電平來設(shè)置，在已經(jīng)過了所述燈的預(yù)定冷卻時(shí)段時(shí)，所述定時(shí)器電壓下降經(jīng)過所述預(yù)定電壓電平。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括下列步驟 在所述電阻電容電路被充電時(shí)，降低所述電阻電容電路的可變RC時(shí)間常量；以及 在所述定時(shí)器電路處于所述定時(shí)階段時(shí)，增加所述電阻電容電路的所述可變RC時(shí)間常量。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括下列步驟 檢測所述燈是否被點(diǎn)燃； 如果所述燈沒有被點(diǎn)燃，則增加所述電阻電容電路的可變RC時(shí)間常量；以及 如果所述燈沒有被點(diǎn)燃，則重新初始化所述定時(shí)器電路。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供了高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于高強(qiáng)度放電燈的快速再點(diǎn)燃的設(shè)備。該設(shè)備包括可操作地耦合到該燈的鎮(zhèn)流器，其被配置為從電源接收電能。該設(shè)備還包括定時(shí)器電路，其在燈停止從電源接收電能時(shí)進(jìn)入定時(shí)階段并產(chǎn)生定時(shí)量信息。該定時(shí)器電路在定時(shí)階段期間不需要外部電能。該設(shè)備另外包括控制電路，其接收定時(shí)信息并允許鎮(zhèn)流器基于該信息來再點(diǎn)燃燈。
文檔編號(hào)H05B37/03GK103039126SQ201180037608
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月30日
發(fā)明者G.戴維斯, M.施羅氏 申請(qǐng)人:魯美特里克照明股份有限公司