[发明专利]高强度气体放电灯控制电路及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度气体放电灯，具体地说，涉及一种高强度气体放电灯控制电路及控制方法。

背景技术

高强度气体放电灯，因具有光效高、寿命长和功率范围广等诸多优点，已经成为继白炽灯、荧光灯之后的第三代点光源，广泛应用于广场、码头、车间和道路等室内外照明环境中。但是由于高强度气体放电灯在常态下一般两端电极不导电，点亮需要一个高压启动脉冲。而高强度气体放电灯需有镇流器，该镇流器除了提供点火脉冲之外，仍必须提供200-300伏特的输出电压以便于形成稳定的电弧，在产生电弧后的升温过程中，灯胆内由金属卤化物和水银蒸发形成的高压混合气体就可以发出近似于太阳光光谱的有用光。电弧一旦形成，镇流器就必须限制电流大小，否则电弧会引发大电流，使镇流器和灯管损坏。

高强度气体放电灯的镇流器的结构可参考图1。图1是一个常见三阶段镇流器的结构示意图，包括三部分：功率因数电路(Power Factor Circuit；PFC)101、直流/直流转换电路102，和逆变电路103。其中直流/直流转换电路102是降压结构，而逆变电路103通常是全桥或半桥电路等。为了减小镇流器的费用和尺寸，直流/直流转换电路和逆变电路可以整合在一起，如图2所示，两阶段镇流器包含功率因数电路201和逆变电路203。两阶段镇流器的一种具体结构可参照图3，于此例中，功率因数电路201包含电感L1、场效应管S1和二极管D1。逆变电路203部份是采用半桥电路结构，其中电感L2和电容C3构成滤波器，滤除高频开关信号。根据高强度气体放电灯的控制要求，其电流通常在灯极加热阶段被控制在一个恒定的电流值，在灯阻抗达到稳态值后通过调节灯电流的大小进行灯功率的恒功率控制。所以，需要控制高强度气体放电灯的电流值。并且，通过检测电路中电感电流的零点信号而使高强度气体放电灯工作在电感电流临界连续模式，从而提高高强度气体放电灯系统的效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种结构简单，能以低成本的方式检测电路中电感电流过零信号和控制高强度气体放电灯的灯电流的技术方案。

为达到上述目的，本发明首先提供一种高强度气体放电灯的控制电路，包含：第一绕组和第二绕组，该第一绕组和第二绕组均与高强度气体放电灯的串联电感耦合；电流零点检测器，用于检测电路中电感电流过零信号，输入端分别连接第一绕组的非同名端和第二绕组的同名端，输出端连接调变器；电感电流信号发生器，用于产生电路中电感电流信号，从而控制高强度气体放电灯的灯电流，输入端连接第一绕组的非同名端和第二绕组的同名端，输出端连接调变器；调变器，输入端分别连接所述电流零点检测器和电感电流信号发生器，输出端连接高强度气体放电灯的驱动电路，以输出调变信号至驱动电路；以及驱动电路，用于驱动开关管从而驱动高强度气体放电灯发光，输入端连接调变器，并连接第一外接信号和第二外接信号，输出端通过一逆变电路连接至高强度气体放电灯，驱动电路接收调变器输出的调变信号，据以控制高强度气体放电灯在电感电流临界连续模式下工作。

在本发明一实施例中，所述电流零点检测器包含检测电路，该检测电路是根据第一绕组的电平以及第一外接信号，或是根据第二绕组的电平以及第二外接信号而产生输出至调变器的零点检测信号。

在本发明一实施例中，所述电流零点检测器的检测电路包含：第一与门，该第一与门的第一输入端电学连接至第一绕组的输出端，第二输入端电学连接至高强度气体放电灯的驱动电路；以及第二与门，该第二与门的第一输入端电学连接至第二绕组的输出端，第二输入端电学连接至高强度气体放电灯的驱动电路；该第一与门和第二与门的输出端均电学连接至调变器。

在本发明一实施例中，所述电流零点检测器的检测电路进一步包含第一或门，其两输入端分别电学连接至第一与门的输出端和第二与门的输出端，输出端电学连接调变器。

在本发明一实施例中，所述电感电流信号发生器包含电容性单元，该电容性单元与调变器直接连接，该电容性单元在调变器产生的调变信号有效时开始充电。

在本发明一实施例中，所述电感电流信号发生器还包含串联连接的第一开关单元和第二开关单元：第一开关单元连接调变器，第二开关单元连接电容性单元；在调变器产生的调变信号有效时，第一开关单元导通而第二开关单元关断，以使第一绕组或第二绕组对电容性单元充电；在调变器产生的调变信号无效时，第一开关单元关断而第二开关单元导通，以对电容性单元放电。