[发明专利]寄生电容补偿系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般而言涉及灯调光控制，更具体地涉及用于灯调光以补偿寄生电容的系统和方法。

背景技术

荧光灯的电子镇流器已经变得复杂精密并且广泛用于多种应用中。一种存在问题的应用是可调光的电子镇流器。例如，在低调光电平处，可变频率的电子镇流器工作在较高的频率，例如70至90kHz，并且灯电阻增加：灯电流可以小于10mA。来自电子镇流器的电流的大部分流过连接灯和镇流器的电线之间的寄生电容而没有流过灯。如果调光电平限制到总输出的5％，电线长度的设计限制通常为6英尺。

为了提供所需的具有更长电线的调光电平，电子镇流器必须产生更多的电流以弥补寄生电容损失的电流。图1是灯和布线的等效电路的示意图。灯电压Vlamp由产生输出电流Iout的电子镇流器产生。输出电流Iout在灯电流Ilamp和寄生电流Icap之间分开，其中灯电流Ilamp经过具有电灯电阻RL的灯，寄生电流Icap横穿连接电子镇流器到灯的电线之间的寄生电容CP。在一个示例中，在连接到灯的一个灯丝的两条AWG18电线和连接到灯的另一个灯丝的两条AWG18电线之间的寄生电容是约每英尺13pF。对于10英尺长的电线，寄生电容CP是130pF。对于以70kHz工作并且在室温下提供约3 95伏的Vlamp的电子镇流器，寄生电流Icap是2π·f·CP·Vlamp，或22.6mA。对于以2.5％调光电平工作的T5 35W的灯，灯电流Ilamp为约4.5mA，因此寄生电流Icap大于灯电流Ilamp。因此，为了将灯电流Ilamp保持在约4.5mA，电子镇流器必须提供电灯电流Ilamp的平方和寄生电流Icap之和的平方根，或23mA。

需要提供克服上述缺点的寄生电容补偿系统和方法。

发明内容

本发明的一个方面提供一种用于电子镇流器的寄生电容补偿电路，包括：响应于电灯电压信号和输出电流信号产生相位差信号的相位检测器，响应于相位差信号产生调光校正信号的滤波器，和响应于调光信号和调光校正信号产生调节的调光信号的调节器。

本发明的另一方面提供一种用于电子镇流器的寄生电容补偿方法，包括：测量灯电压和输出电流之间的相位差，根据该相位差确定寄生电流量，以及将输出电流增加寄生电流量。

本发明的另一方面是提供一种寄生电容补偿系统，包括：用于测量灯电压和输出电流之间的相位差的装置，用于根据该相位差确定寄生电流量的装置，以及用于将输出电流增加寄生电流量的装置。

附图说明

从下面本发明优选实施例的详细描述并且结合附图，将会更加清楚本发明的前述和其他特征及优点。详细描述和附图仅仅是本发明示例性描述而非限制性的，本发明的范围由所附的权利要求及其等价物限定。

图1是灯和布线的等效电路的示意图；

图2是根据本发明制造的具有寄生电容补偿的照明系统的方块图；

图3和4分别是根据本发明制造的用于调光电子镇流器的寄生电容补偿电路的示意图和电压迹线。

具体实施方式

图2是根据本发明制造的具有寄生电容补偿的照明系统的方块图。寄生补偿电路测量灯电压和镇流器输出电流之间的相位差，根据该相位差确定寄生电流的量，以及将输出电流增加寄生电流量以允许寄生电容。这确保了灯电流保持在调光信号所要求的调光电平下，即使对于几个百分比的调光电平以及连接镇流器和灯的长的灯电线也是这样。

电子镇流器20在电源22处接收电源电力，例如120伏或277伏的电源线电力。可操作地连接到整流器26的EMI滤波器24去除了由预处理器28和逆变器30产生的高频谐波。整流器26整流来自EMI滤波器24的滤波AC电压并且为预处理器28提供DC电压，其增加DC电压并使其平滑，并且将输入功率因子校正到大于0.9。逆变器30响应于来自驱动控制器34的驱动信号32，将平滑的DC电压转换成高频方波电压。该高频方波电压通过阻塞电容器C24提供给包括电感器L3和电容器C23的谐振回路电路。跨接在电容器C23上的输出变压器T4在镇流器输出36处提供功率，该镇流器输出可操作地通过灯电线40连接到灯38。

驱动控制器34对反馈信号42和调节的调光信号44作出响应以产生驱动信号32。反馈电路46响应于来自输出变压器T4中心接头部分的灯电压信号48和来自可操作地连接到镇流器输出36的电流变压器T5(在电阻器R1处)的输出电流信号50以产生反馈信号42。寄生补偿电路52响应于来自调光接口56的调光信号54、灯电压信号48和输出电流信号50以产生调节的调光信号44。调光信号54反映了用户所需的灯38的灯电平。