[发明专利]用于高强度放电灯的灯寿终保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及照明装置领域，尤其涉及一种用于高强度放电灯的镇流器控制电路中的灯寿终保护电路以及相应的镇流器控制电路和高强度放电灯。

背景技术

高强度放电灯(HID灯)由于寿命较长、并且能够高效率地将电能转化为光而得到了广泛的应用。典型的HID灯类型包括汞(蒸气)灯、钠灯和金属卤化物灯。HID灯一般包括灯头、玻璃外壳、内电极、弧光管和外电极等，不同类型的灯的区别主要在于玻璃外壳内的涂料、内外电极、弧光管的尺寸以及弧光管内填充的惰性气体的类型的不同。

对于HID灯的灯寿命终结，一般而言会存在三个原因：1、内电极劣化；2、弧光管破碎；以及3、弧光管内盐(例如钠盐)的蒸发。上述原因1和3一般不会导致大的问题，这是因为在上述1和3的情况下，灯电压和/或再点火峰值电压将会上升，并最终导致在将来的某个时间灯不能正常使用，此时可以通过替换旧的HID灯来使包含HID灯的照明设备恢复工作。

然而，上述原因2可能会导致一些较严重的问题。例如在HID灯为钠灯的情况下，如果弧光管破碎了，则弧光管中的钠盐会进入到弧光管所处的玻璃外壳中，由于HID灯的玻璃外壳中一般都填充有低压的惰性气体，因此在这种情形下会在HID灯的玻璃外壳中形成某种类型的低压汞灯，并且用来连接内电极与外部电路的且支撑弧光管的外电极将起内电极的作用。在这个阶段，存在大量所谓的“辉光-弧光”转换现象。同时，在这个阶段期间，灯头的温度上升较慢，因此各项参数还在灯和镇流器的临界条件之内，但镇流器必须经受高电流变化率di/dt和大电流。但是，由于此时用作电极的金属并不适于用作低压汞灯的电极，该电极会挥发出金属颗粒。这些金属颗粒将在玻璃外壳中靠近灯头的位置处沉淀出金属薄膜。随着“辉光-弧光”转换的不断进行，该金属薄膜会不断沉淀，并最终将外电极短接，此时金属薄膜起导体的作用。此时，HID灯进入了“白炽灯模式”。在该模式下，金属薄膜起电阻的作用，并且将从镇流器获得电能。在大多数情况下，金属薄膜的阻抗较低，因此，镇流器能够把大多数的能量都递送到该金属薄膜。由于大量的电流流过金属薄膜，这将导致灯头由于发热而温度可能高达600℃，这大大超出了灯头一般所能承受的温度(通常为350℃)。因此上述原因2会导致灯头因为温度过高而受损，而灯头由于与安装灯的灯座直接接触，因而灯座也会因温度过高而受损。这样，为了使包含HID灯的照明设备恢复工作，就不仅需要替换HID灯，而且还需要替换灯座，这会导致成本的增加。

通常，如果可以在HID灯进入以“辉光-弧光”转换模式进行操作之后的4-6分钟之内断开镇流器，则HI D灯还没有进入“白炽灯模式”，灯头和灯座不会因为温度太高而受损，可以认为此时系统处于安全状态下。

发明内容

本发明要解决的一个问题是如何在HID灯由于弧光管破碎而进入“辉光-弧光”转换模式之后快速地断开镇流器以防止灯头由于温度过高而损坏。

本发明要解决的另一个问题是如何利用一个定时器电路来同时实现用于热灯点火的定时和HID灯进入“辉光-弧光”转换模式之后快速地断开镇流器所需的定时。

现有的镇流器控制电路中，已经存在一个用于热灯点火的定时器，其定时值通常为15-30分钟。如果能够将该定时器同时也用于如上所述的情况以便在较短的时间内，如4-6分钟的定时之内切断镇流器，则可以大大减少电路的规模并节约电路成本。

为了解决上述问题，发明人对镇流器控制电路在处于热灯点火下以及处于“辉光-弧光”转换模式下的操作状态进行了分析。发明人发现，当在热灯点火操作状态下时，由于需要对热灯进行点火，因此需要点火脉冲，而在“辉光-弧光”转换模式下时，则不需要点火脉冲。此外，在HID灯的正常操作模式下和在“辉光-弧光”转换模式下，流过HID灯的功率存在明显不同，一般而言，正常操作模式的运行功率明显大于“辉光-弧光”转换模式下的运行功率。基于上述特征，发明人对现有用于热灯点火操作的定时器进行了改进，使该定时器在不同的操作模式下具有不同的定时值，从而解决了上述问题。

具体而言，根据本发明的第一方面，提供了一种用于高强度放电灯的镇流器控制电路的灯寿终保护电路，包括：反馈电路，用于检测高强度放电灯的点亮状态，并生成与该状态相对应的第一控制信号；以及定时电路，该定时电路可根据第一控制信号设定不同的定时值，且在达到任一所述定时值时，输出切断信号来切断所述高强度放电灯中的镇流器的操作。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种包括上述灯寿终保护电路的镇流器控制电路以及包括该镇流器控制电路的高强度放电灯。

附图说明