[发明专利]电感性供电的气体放电灯电路

说明书

技术领域

本发明涉及气体放电灯，更具体地涉及用于启动气体放电灯并对其 供电的电路。

背景技术

气体放电灯被用于各种各样的应用中。传统的气体放电灯包括在灯 的套筒(sleeve)内互相间隔开的一对电极。气体放电灯典型地填充有 惰性气体。在许多应用中，将金属蒸汽加到气体中以便增强或以其它方 式影响光输出。在工作期间，使得电(electricity)在电极之间穿过气体 流动。这使得气体放电发光。光的波长(例如，颜色)可以通过使用不同 的气体和在气体内的不同的添加物而变化。在某些应用中，例如，传统 的荧光灯，气体发射紫外光，并通过涂覆在灯的套筒内部的荧光物而把 紫外光变换成可见光。

虽然传统的气体放电灯的工作原理是相当简单直接的，但传统的气 体放电灯典型地需要专门的启动过程(starting process)。例如，用于启 动传统的气体放电灯的传统过程是预热电极，以便在电极周围产生大量 的电子(“预热”阶段)，然后把具有足够大小(magnitude)的电流的尖峰 (spike)施加到电极上，造成跨电极穿过气体的电弧(“起弧(strike)” 阶段)。一旦建立穿过气体的电弧，电力(power)就被减小，因为对于维 持灯的工作需要小得多的电力。

在许多应用中，通过串联连接电极并使电流流过电极(在白炽灯中 这些电极犹如是细丝)而预热电极。当电流流过电极时，电极的内阻导 致电子激励(excitation of electron)。一旦电极被充分地预热，在电极 之间的直接电连接就被断开，由此使得通过气体的路径作为用于电在电 极之间行进的唯一路由(route)。基本上同时地，施加到电极的电力增 加，以便提供足够的电位差用于电子跨电极触发电弧。

启动器(starter)电路以各种各样的结构制成，并按照各种各样的方 法工作。在一个应用中，电源电路包括一对变压器，该变压器被配置成 仅仅当提供超过特定的范围的电力时才在两个电极上施加预热电流。通 过改变电力的频率，可选择性地控制预热操作。虽然是功能性的，但这 个电源电路需要使用两个附加的变压器，这大大地增加电源电路的花费 和尺寸。而且，这个电路包括在电源与灯之间的直接电连接。直接电连 接具有许多缺点。例如，直接电连接要求用户在安装或拆卸灯时进行电 连接(常常是机械连接)。而且，直接电连接提供了在电源与灯之间桥接 (bridge)的电问题的相当高的风险。

在某些应用中，气体放电灯配备有通过电感耦合的电力。这消除了 直接电连接(例如有线连接)的需要，并且还提供了在电源与气体放电 灯之间一定程度的隔离。虽然电感耦合提供了优于直接电连接的各种各 样的好处，但电感耦合的使用使得启动过程复杂化。控制电感系统中的 启动器电路工作的一个方法是提供磁控簧片开关(reed switch)，该开 关可被用于提供在电极之间的选择性直接电连接。虽然是可靠的，但这 个启动器配置需要电磁铁与簧片开关紧密靠近。还需要在该两个部件之 间特定的取向。总体来说，这些要求会对于电源电路和整体的灯电路的 设计和配置提出合乎理性的限制。

发明内容

本发明提供一种用于气体放电灯的电感性(inductive)电源电路， 该气体放电灯可以通过改变被施加到次级电路(secondary circuit)的电 力的频率而选择性地可工作在预热和工作模式(operating mode)。在一 个实施例中，电源电路通常包括初级电路(primary circuit)和次级电路， 该初级电路具有用于改变施加到初级线圈的电力的频率的频率控制器， 该次级电路具有用于电感性地接收来自初级线圈的电力的次级线圈、气 体放电灯和预热电容器。预热电容器被选择为当初级线圈工作在预热频 率(pre-heat frequency)范围内时预热灯和当初级线圈工作在工作频率 (operating frequency)范围时允许正常的灯工作。在一个实施例中，预 热电容器串联连接在灯的电极之间。

在一个实施例中，预热电容器、预热频率和工作频率被选择成使得 在预热频率下通过灯的电路径的阻抗大于通过电极的电路径的阻抗，以 及使得在工作频率下通过灯的电路径的阻抗小于通过电极的电路径的 阻抗。