[发明专利]高亮度电灯的点火器

说明书

本发明一般涉及可用于高亮度放电灯的电路，更具体来说，涉及高亮度放电灯的点火电路。

高亮度放电(HID)灯，如金属卤、高压钠、高压汞和金属汽，要求在点火后，才能在它们的“电弧”级(arc stages)中工作，发出它们额定的亮度。HID灯的点火要求在灯的电极之间应用一般是几千伏的高压脉冲。灯运行由称为“镇流电路”的电路执行。灯点火由点火电路执行，点火电路可以包含在镇流电路中，构成镇流电路的一部分。

图1表示一个可用于点燃和运行HID灯38的镇流电路10。直流(DC)电压由DC源12生成，对DC源的适当设计是本领域中众所周知的。来自DC源12的电压被提供给下变频器14，后者起着一个电压比DC源12的输出低的电源的作用。对下变频器14的适当设计是本领域中众所周知的。下变频器14的输出被提供给整流器(commutator)16，对整流器的适当设计是本领域中众所周知的。整流器16的输出向串联的变压器30的次级线圈34和灯38施加一个周期转向的电流。电能是通过电缆36提供给灯38的，电缆的长度范围一般在一英尺左右到十五英尺。

灯38的点火是由点火电路20控制的。除次级线圈34外，点火电路20还包括电感器22，变压器30的初级线圈32，两个SIDAC 24和26，以及电阻28与电容器29的并联组合，它们在下变频器14的输出之间串联连接。

点火电路20如下所述地工作，以点燃灯38。位于下变频器14的输出的一个电容器(未予示出)根据下变频器14中的一个三极管开关(未予示出)的开关频率和工作循环而充电。SIDAC 24和26两端的电压等于位于下变频器14的输出的电容器两端的电压，直到发生SIDAC 24和26的击穿(breakover)，此时，一个电压脉冲被施加到初级线圈32并以一个高压脉冲耦合到次级线圈34。为保证初级线圈32与次级线圈34之间的良好耦合，以便获得良好的点火脉冲，变压器30的芯子是无间隙的。SIDAC 24和26保持导通(ON)，直到流经它们的电流降到它们的保持电流以下时才关闭(OFF)。此时，电容器29通过电阻28放电。现在，如果灯38已经点着，下变频器14通过整流器16向灯38提供一个大电流，但是下变频器14的输出电压降到SIDAC 24和26的击穿电压以下，使得点火电路20变得不起作用。另一方面，如果灯38没有点着，位于下变频器14的输出的电容器两端的电压就开始增加，直到变得等于SIDAC 24和26的击穿电压，于是该点火循环重复进行。电感器22限制di/dt，以保护SIDAC24和26。

适合设计用于驱动100W陶瓷金属卤灯的点火电路20的各种部件的值如下：电感器22-47μH；SIDAC 24-MKP1V120型或相当型号；SIDAC 26-MKP1V120型或相当型号；电阻28-10KΩ；电容器29-220nF。变压器30是无间隙类型的，含有一个四部分的E25/13/11线轴，一个3C85铁氧体磁心，一个9匝0.45金属线的初级线圈和一个132匝0.45金属线的次级线圈。

不幸的是我们发现，当灯38吸收大负载电流时，镇流电路10向灯38提供相当大的波纹电流。波纹电流一般是由下变频器生成的，但是在电路10中，当向灯38提供的大电流流经次级线圈34时，变压器30饱和，次级线圈34变得不能降低波纹电流。这个大波纹电流在灯38中产生共鸣，这会使灯38熄灭，缩短其寿命，引起各种灯维护问题。

我们也发现，如果改变用于携带向灯38提供的电流的电缆36的长度，特别是增加电缆36的长度时，会使灯点火不可靠。

所以，需要有能减少由大体如图1中所示类型的镇流电路向灯38发出的波纹电流，同时让灯点火过程不过分地对电缆36的长度敏感的装置和方法。

相应地，本发明的一个目的是提供一种帮助减少灯38处的波纹电流的HID灯点火电路。

本发明的另一个目的是提供一种对电缆长度的实用范围内的灯的电缆长度不过分敏感的HID灯点火电路。

这些和其它目的是在本发明的各种实施例中实现的。例如，本发明的一个实施例是一个用于有预定点火脉冲技术要求和预定最大工作负载电耗技术要求的高亮度放电灯的点火电路。该点火电路包含一个有一个初级线圈和至少一个次级线圈的有隙变压器，该变压器是额定的，以避免因流经其次级线圈的最大工作负载电流而饱和；一个与有隙变压器的次级线圈并联的第一电容器；与有隙变压器的次级线圈串联的第一和第二灯连接接点；一个与有隙变压器的初级线圈串联的电源开关；一个与有隙变压器的初级线圈连接的第二电容器。