[发明专利]电路方案

说明书

本发明涉及一种控制低压放电灯的电路方案，该电路包括；

电源装置X，用以供电给低压放电灯，配备有电流发生装置X1，供产生极性变化的电流，输入端接一电源，接灯端子与低压放电灯连接；

反馈电路，与装置X及低压放电灯一起形成控制回路，供控制灯的条件参数用，控制回路中装有一个低通滤波器F，而反馈电路配备有下列装置：

信号发生装置M，用以产生表示灯条件参数瞬时值的信号m；

比较装置C，用以将信号m与基准信号d相比较；

控制装置S，用以根据比较结果控制电源装置X。

从美国专利US5,382,881可以了解到这种电路方案的情况。这里受控制的灯条件参数是该电路方案中的灯电流。灯电流，因而在较大的范围与灯电流关系明确的光通量，可借助于基准信号加以调节。上述专利电路方案中的电源装置X1由半桥电路构成。平均灯电流借助于使电源装置X改变电流极性的频率控制。为确定平均灯电流的瞬时值，电路方案中配备了一个与灯及一个整流器串联的电阻，整流器用以确定电阻两端的电压绝对值。控制回路中的整流器输出端有一个低通滤波器。低通滤波器的阻性阻抗与容性阻抗串联连接。阻性阻抗使滤波器在灯的对频率相关特性起补偿作用的传递函数中引入一个零点，从而消除了“模变(moding)”状态。“模变”是控制回路的一种不稳定状态，控制回路正是按照这种不稳定状态而周期性变化其设定点的。然而，上述专利的电路方案有以下缺点，即不稳定状态以围绕控制回路设定点振荡的形式出现，尤其是在灯的功率较高(例如灯在额定条件下工作)时出现。上述两种形式的不稳定状态都是不利的，因为这表明灯和/或电路元件处于有声谐振的状态。不稳定状态使光通量波动，从而干扰以红外线操作的设备，而且在波动频率低时还可以观察出来。

本发明的目的是提供本说明书开始那段中所述的那种但能消除上述两种形式不稳定状态的电路方案。

本发明在本说明书开始所述的那种电路方案是为达到本发明的上述目的而提出的，但其特征在于，其控制回路传递函数带宽在灯消耗较高的功率时比在灯消耗较低的功率时要小。我们发现，这项措施既消除了控制回路的模变也避免了控制回路在灯的功率较高时发生振荡。在本说明书和权利要求书中，带宽一词是指控制回路的开环放大率至少为在O赫频率下占优势的放大率的50％时的频率范围。我们发现，控制回路的带宽能一次性从低功率的带宽值减小到高功率的带宽值也就够了。但若如希望那样，带宽可以随着灯消耗功率的增加分几次或逐步增加。

我们发现，在管式低压放电灯的情况下，模变发生得较快，而且随着放电管直径的减小和随着灯工作功率的下降成比例地变化。本发明电路方案一个良好实施例的特征在于，灯额定消耗功率下的带宽至少比25％灯额定功率下的带宽小10倍。电路方案的这个实施例还使其可以在较宽的范围内控制灯的功率，而不致在灯的直径较小时出现不稳定状态。

本发明电路方案一个实用实施例的特征在于，控制回路滤波器F有一个支路，它在灯功率可控制的一部分范围内不工作。

在该实施例一个良好的修改方案中，滤波器F配备了一个有一定阻抗且与一个压敏元件串联连接的支路。采用这种修改方案时，压敏元件的例如电阻值随其两端的电压减小，同时待滤波信号的平均值随灯的消耗功率增大。举例说，压敏元件为二极管或齐纳二极管，待滤波的信号为表示灯电流的信号。灯的消耗功率较低时，待滤波信号的平均值也小，因而压敏元件不导通。这时与压敏元件串联连接的阻抗不工作，因而不影响滤波器的工作。随着灯消耗功率的增加，信号的平均值也增加，于是压敏元件导通，从而使阻抗开始影响滤波器的工作。在采用所述修改方案的另一场合，压敏元件的例如电阻随其两端的电压而增大，同时待滤波信号的平均值随灯消耗功率的增加而减小。

本发明一个极好实施例的特征在于，滤波器F的阻抗为一个开关元件所旁路，开关元件的控制极加有表示灯消耗功率瞬时值的信号m。开关元件导通时，旁路阻抗不工作，因而不影响滤波器的工作。此实施例也适用于待滤波的信号不是功率的计量单位的场合。在此情况下开关元件的控制极可以接产生作为功率计量单位的信号的独立信号源的输出端。

控制电路S可能例如通过开关频率影响例如装置X1的工作。或者控制电路也可能影响电源装置X的另一个子电路。例如，控制电路可以控制向装置X1提供电源电压的电路。