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CN1729729A - 用于给两个气体放电灯供电的dc/ac转换器 - Google Patents

用于给两个气体放电灯供电的dc/ac转换器 Download PDF

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CN1729729A CNA2003801068622A CN200380106862A CN1729729A CN 1729729 A CN1729729 A CN 1729729A CN A2003801068622 A CNA2003801068622 A CN A2003801068622A CN 200380106862 A CN200380106862 A CN 200380106862A CN 1729729 A CN1729729 A CN 1729729A
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Abstract

本发明涉及一种用于对两个气体放电灯供电的DC/AC转换器，包括：4个开关元件的双电桥配置；与输入端子互连的第三串联电路，包括具有实际上相等电容的第一电容器和第二电容器；连接到电桥配置的第一和第二气体放电灯，其中电感线圈与各盏灯和控制电路串联连接，所述控制电路用于控制开关元件并且适合于利用可变的占空度来控制这些开关的导通周期。通过控制这些开关元件的导通周期，获得对供给这些灯的能量的适当控制。当然，应当注意，避免同时闭合第一和第二开关元件以及第三和第四开关元件，以避免短路。

Description

用于给两个气体放电灯供电的DC/AC转换器
技术领域
本发明涉及用于给两个气体放电灯供电的DC/AC转换器，包括用于提供DC电压的一对输入端子；与输入端子互连的第一串联电路，包括第一开关元件和第二开关元件；与输入端子互连的第二串联电路，包括第三开关元件和第四开关元件；与输入端子互连的第三串联电路，包括具有实际上相等电容的第一电容器和第二电容器；第一气体放电灯，连接在第一和第二开关元件之间的接合点(junction)与所述两个电容器之间的接合点之间；第二气体放电灯，连接在第三和第四开关元件之间的接合点与所述两个电容器之间的接合点之间；其中，电感线圈与每盏灯和用于控制第一到第四开关元件的控制电路串联连接，并且适用于避免分别同时导通第一和第二开关元件以及第三和第四开关元件。
背景技术
在EP-A-0395159中公开了这样的DC/AC转换器。
尽管这种现有技术转换器主要适合于为TL-灯供电，但其也适合于为高压气体放电灯(HID-灯)供电。
特别地，在HID灯领域中，需要对供给灯的功率进行控制，不仅为了控制灯输出，而且主要是能够启动这种类型的灯。这里，注意，在点火和稳定状态之间所述灯的“接管(take over)”通常需要特殊规定。借助于对供给灯的功率进行控制的能力，灯的启动仅需要特殊的点火电路。
因此，希望提供具有可变的可控功率的灯。
发明内容
本发明的目的是提供上述类型的这种DC/AC转换器，其中可以控制供给所述灯的功率。
达到这个目的在于：控制元件适于利用可变的占空度来控制开关的导通周期。
如前所述，对供给灯的功率进行控制是重要的，尤其是对于灯的启动来说。通过控制开关元件的导通周期，获得对供给所述灯的能量的适当控制。当然，应当注意：避免同时闭合第一和第二开关元件以及第三和第四开关元件，以避免短路。
尽管通过修改接通时的持续时间来控制功率本身是已知的，但在存在调谐电路的双电桥(double bridge)领域中应该是新颖的。
根据优选实施例，控制单元适合于同时控制第一和第二开关元件的占空度，并且适合于同时控制第三和第四开关元件的占空度。
这种设施提供了对供给各盏灯的功率进行独立控制的可能性。这不仅对于控制所述灯的光输出是重要的，而且对于启动过程也是重要的。可以想象到：在电路中存在的两盏灯具有或多或少不同的特性，因此一盏灯的点火可能要早于另一盏灯的点火。通过对供给各盏灯的功率进行独立控制，从点火到稳定状态的“接管”适合于在各盏灯中进行的过程。
当使用HID灯时，共鸣可能导致灯的破坏。对于最通用类型的灯来说，共鸣通常发生在300Hz到1000Hz之间的频带中，避开这些频率是有吸引力的。
因此，优选实施例提供了控制单元适合于利用在140Hz和170Hz之间的频带中的频率来控制开关的特性。
根据另一个优选实施例，在输入端子和第一开关元件之间连接有电感线圈和二极管的串联电路，其中在二极管和电感线圈的接合点与第二输入端子之间连接有第五开关元件，而且所述第五开关元件由控制电路来控制。
该电路提供对供给双电桥电路的电压的额外控制。这种额外控制功能可用于尽可能地使供给所述双电桥的电压保持为恒定，例如在不断改变电压的情况下。
最后一个优选实施例教导这样的特性，即第五开关元件的转换的频率至少比第一到第四开关元件的频率高一个数量级。这就避免了两个功率转换系统的相互干扰。
附图说明
接下来，将借助于附图来阐述本发明，该附图示出了根据本发明的转换器的简图。
具体实施方式
转换器1包括具有4个开关元件3、4、5、6的双电桥电路2，这4个开关元件可以由FET、GTO或其它可控半导体开关元件来形成。开关元件3、4与5、6之间的接合点分别连接到一对串联连接的HID灯7、8。
双电桥电路包括连接到电源正极的第一输入9和连接到地的第二输入10。
在第一输入9和HID灯7、8之间的接合点之间连接有第一电容器11，并且在第二输入10和HID灯7、8之间的接合点之间连接有第二电容器12。电感线圈13、14分别与各盏灯7、8串联连接。
由控制电路15控制各个开关元件3、4、5、6。目前所述电路的功能在上面引用的EP-A-0395159中进行了描述。
然而，该当前电路特别适合于对容易产生共鸣且可能破坏灯的HID灯进行供电。为了避免这种现象，控制电路适合于利用其中不会发生共鸣的频率来控制开关元件。这意味着，避开500Hz和1000Hz之间的频率，因为在这些频带中，通用型的HID灯最容易产生共鸣。当然，使用更高频率是有可能的，例如在1000Hz以上，频率越高，将使组件的尺寸越小，但这可能会造成干扰在这些频带中操作的通信系统的信号的不需要发射。
电源电压可能经历波动，这在没有进一步措施的情况下可能引起由HID灯7、8发射的光通量的波动。
为了避免这些波动，根据本发明的转换器提供了稳压电路16，其连接在电源连接和双电桥电路的输入之间。稳压电路包括在电源连接和双电桥电路的输入之间串联连接的电感线圈17和二极管18。在电感线圈17和二极管18之间的接合点与地之间连接有第五开关元件19。第五开关元件19同样由控制电路15来控制。正如第一到第二开关元件3-6一样，由受控半导体来形成第五开关元件19。
通过控制开关元件19的占空度，可以稳定在双电桥电路的输入端上的电压电平。这里，选择第五开关元件的频率是重要的，以避免与双电桥电路的相互干扰。因此，选择至少高于双电桥电路一个数量级的频率。
应当理解，半导体开关元件将具有旁路二极管，以避免在所述半导体开关元件的接合点上不适当的电压应力，如果这样的开关元件的构造使之适当的话。
并且，对于本领域的普通技术人员来说，可以对所述实施例作出多种不脱离本发明范围的修改，这是显然的。

Claims (5)

1.一种用于对两个气体放电灯供电的DC/AC转换器，包括：
用于提供DC电压的一对输入端子；
与输入端子互连的第一串联电路，包括第一开关元件和第二开关元件；
与输入端子互连的第二串联电路，包括第三开关元件和第四开关元件；
与输入端子互连的第三串联电路，包括具有实际上相等电容的第一电容器和第二电容器；
第一气体放电灯，连接在第一和第二开关元件之间的接合点与两个电容器之间的接合点之间；
第二气体放电灯，连接在第三和第四开关元件之间的接合点与两个电容器之间的接合点之间；
其中电感线圈与各盏灯串联连接；和
控制电路，用于控制第一到第四开关元件，并适于避免分别同时导通第一和第二开关元件、第三和第四开关元件，
其特征在于，控制元件适合于利用可变的占空度来控制开关的导通周期。
2.根据权利要求1的DC/AC转换器，其特征在于，控制单元适合于同时控制第一和第二开关元件的占空度，并且适合于同时控制第三和第四开关元件的占空度。
3.根据权利要求1或2的DC/AC转换器，其特征在于，控制单元适合于利用在140Hz和170Hz之间的频带中的频率来控制开关元件。
4.根据权利要求1、2或3的DC/AC转换器，其特征在于，在输入端子和第一开关元件之间连接有电感线圈和二极管的串联电路，其中在二极管和电感线圈之间的接合点与第二输入端子之间连接有第五开关元件，而且第五开关元件由控制电路来控制。
5.根据权利要求4的DC/AC转换器，其特征在于，第五开关元件的转换频率比第一到第四开关元件的频率至少高一个数量级。
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