專(zhuān)利名稱(chēng)：反用換流器電壓補(bǔ)充線路及其補(bǔ)充方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)金屬燈或汞燈之類(lèi)的高壓放電燈的反用換流器電壓 補(bǔ)充線路及其補(bǔ)充方法的發(fā)明。特別是，在放電燈的點(diǎn)燈初期，給放 電燈連接高電壓，以此不讓電流流過(guò)的反用換流器電壓補(bǔ)充線路及其 補(bǔ)充方法相關(guān)的發(fā)明。
背景技術(shù)：
最近，考慮到節(jié)約能源，開(kāi)發(fā)出各種高效能光源，因此迫切要求 開(kāi)發(fā)一種低耗電的放電燈。但是放電燈是利用放電現(xiàn)象把電能轉(zhuǎn)換為 光能，由于其在點(diǎn)燈時(shí)出現(xiàn)負(fù)電阻，因此需要點(diǎn)燈控制線路。

圖1是現(xiàn)有晶體管反用換流器方式的放電燈的點(diǎn)燈設(shè)備線路圖。參照上述圖1，隨著開(kāi)關(guān)sw的短路，直流電源電壓v通過(guò)其開(kāi)關(guān)SW及感應(yīng)器線團(tuán)L施加到放電燈LP,使其點(diǎn)燈。這時(shí)，直流電源 電壓V的電流波形如圖2的(a)所示，二極管D和放電燈LP的電流波 形分別如圖2的(b)和圖2的(c)所示。但這樣的現(xiàn)有設(shè)備在放電燈LP放電開(kāi)始的初期狀態(tài)，幾秒內(nèi)引發(fā) 不穩(wěn)定放電后，轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定狀態(tài)，并在此過(guò)程中放電燈LP的等效電阻 值較正常高電壓放電狀態(tài)劇減1/10左右。上述放電燈LP降低的等效電阻值在其管內(nèi)電壓變?yōu)檎８唠妷?狀態(tài)過(guò)程中，逐漸上升。因此，當(dāng)上述放電燈LP的等效電阻值降低時(shí)， 如果采用與正常高電壓放電時(shí)相同的方式連接電壓，控制放電燈LP的
開(kāi)/關(guān)，就有可能產(chǎn)生正常放電狀態(tài)IO倍左右的過(guò)電流流入放電燈LP 從而導(dǎo)致?lián)p壞放電燈LP及其周邊線路的問(wèn)題。因此，在放電開(kāi)始的初期狀態(tài)，為使其輸出非常大的電壓，只能 減少負(fù)載的電流量。但如上述那樣，具有這樣的問(wèn)題，即電壓上升時(shí)， 工作頻率(operating frequency)也同時(shí)上升，作為高負(fù)栽起作用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種反用換流器電壓補(bǔ)充線路及其補(bǔ)充 方法，在^L電燈的^t電開(kāi)始的初期狀態(tài)， 一定時(shí)間內(nèi)連接高電壓，過(guò) 電流不會(huì)流入放電燈，從而保護(hù)上述放電燈及其周邊線路，并使放電 燈能夠始終穩(wěn)定放電。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的反用換流器電壓補(bǔ)充線路包括放電燈； 為放電燈提供驅(qū)動(dòng)電源的電源供應(yīng)部；控制放電燈動(dòng)作的微處理器； 在放電燈的放電開(kāi)始初期狀態(tài)，維持一定時(shí)間的關(guān)閉狀態(tài)，之后轉(zhuǎn)換 為開(kāi)啟狀態(tài)的開(kāi)關(guān)；把電源供應(yīng)部提供的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源的 反用換流器；在開(kāi)關(guān)維持開(kāi)啟狀態(tài)的時(shí)間內(nèi)，使一定電壓連接反用換 流器，過(guò)濾過(guò)大狀態(tài)以上電壓的穩(wěn)壓二極管。此外，本發(fā)明的反用換流器電壓補(bǔ)充方法包括以下步驟微處理 器輸出復(fù)位輸入的步驟；在復(fù)位輸入輸出后，把開(kāi)關(guān)維持一定設(shè)置時(shí) 間的關(guān)閉狀態(tài)的步驟；經(jīng)過(guò)一定的設(shè)置時(shí)間，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)的 步驟。另外，還還包括以下步驟微處理器輸出復(fù)位輸入的步驟；根據(jù) 復(fù)位輸入的輸出，從電源供應(yīng)部向反用換流器連接電壓的步驟； 一定 設(shè)置時(shí)間過(guò)后，輸入給反用換流器的電壓減少一定比率連接的步驟。
本發(fā)明的反用換流器電壓補(bǔ)充線路及其補(bǔ)充方法在放電燈的放電 開(kāi)始初期狀態(tài)，當(dāng)其^t電燈管內(nèi)電壓上升時(shí)，也不會(huì)流入比正常高電 壓放電時(shí)高的過(guò)電流，因此，具有可以保護(hù)其》丈電燈及其周邊線路的 效果。附困說(shuō)明圖1是現(xiàn)有晶體管反用換流器方式的放電燈的點(diǎn)燈設(shè)備線路圖。圖2是圖l動(dòng)作關(guān)系的電流波形圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的放電燈的結(jié)構(gòu)圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的給反用換流器連接電壓的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的反用換流器電壓補(bǔ)充線路的驅(qū)動(dòng)過(guò) 程的流程圖。<附圖主要部分符號(hào)說(shuō)明〉100:電源供應(yīng)部130:開(kāi)關(guān)160:雙向晶體管190:微處理器110: 二極管 150:穩(wěn)壓二極管 180:反用換流器 200:放電燈具體實(shí)施方式
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明不局限 于下面說(shuō)明的實(shí)施例，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明技術(shù)思
想的范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行附加、限制、刪除、追加等操作。圖3是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的放電燈的結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D3，電源供應(yīng)部100提供放電燈200動(dòng)作所需的電源，上述 電源通過(guò)針對(duì)電源整流的二極管IIO提供到反用換流器180和微處理 器190。二極管110是具有整流性的二端子固定部件的總稱(chēng)。在真空管時(shí) 代，二極管是指二極真空管，但現(xiàn)在一般是指半導(dǎo)體二極管。整流性 是指根據(jù)流入二端子的電壓方向，區(qū)分使電流順利流通的順?lè)较蚝蛶?乎不流電流的逆方向的特點(diǎn)。二極管的整流性已不僅局限于整流作用，還應(yīng)用于多方面。人們 很早便知道把金屬與半導(dǎo)體接觸會(huì)出現(xiàn)整流性，硒整流器、氧化亞銅 整流器實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化，也應(yīng)用于無(wú)線電波的檢波用礦石檢波器。通過(guò)二極管110提供給反用換流器180的電源可以在開(kāi)關(guān)130處 分流，開(kāi)關(guān)130只在根據(jù)微處理器190的控制信號(hào)設(shè)置的時(shí)間以?xún)?nèi)， 做出動(dòng)作。比如，若設(shè)置時(shí)間為2秒，則開(kāi)啟放電燈200的電源2秒后，開(kāi) 關(guān)130動(dòng)作為關(guān)閉狀態(tài)。經(jīng)過(guò)上述2秒后，開(kāi)關(guān)BO轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟(ON) 狀態(tài)，通過(guò)電源供應(yīng)部IOO傳輸?shù)碾娏魍ㄟ^(guò)穩(wěn)壓二極管150流出。一般來(lái)說(shuō)，二極管是反方向連接電壓時(shí)其電阻較大，并幾乎不會(huì) 流電流，但電壓若增大到一定程度，則會(huì)出現(xiàn)電流劇增的情況。這一 電流的劇增是一種破壞性現(xiàn)象，可以分成被稱(chēng)為穩(wěn)壓效果的電子隧道 電流可恢復(fù)的現(xiàn)象和被稱(chēng)為泛濫(avalanche)效果的電子雪崩導(dǎo)致的現(xiàn)象。穩(wěn)壓二極管150是半導(dǎo)體p-n結(jié)合二極管之一，利用穩(wěn)壓恢復(fù)現(xiàn)象， 取得一定電壓的元件。在硅的p-n結(jié)合，約以10mA電流動(dòng)作，才艮據(jù)其 品種，取得3-12V的定額電壓。作為定額電壓直流電源內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電壓元件、在電子線路內(nèi)，移動(dòng) 一定值電位的元件、替代標(biāo)準(zhǔn)電的電壓標(biāo)準(zhǔn)器等使用。若晶體管線路 使用定額電壓二極管，就可以在5-100V范圍內(nèi)維持幾乎一定值的線路電壓。假設(shè)上述電源供應(yīng)部IOO提供的電源電壓為12V，當(dāng)穩(wěn)壓二極管 150和接地兩端連接的電壓超過(guò)12V時(shí)，把超過(guò)部份的電壓轉(zhuǎn)移給雙 向晶體管160方向，從而可以維持輸入到反用換流器180的電壓。與開(kāi)關(guān)130 —端連接的反用換流器(inverter) 180是把直流電轉(zhuǎn)換 為交流電的裝置(逆變換裝置)。至今主要使用了閘流管、泵整流器， 但除了直流傳輸之類(lèi)的大容量高電壓線路以外的 一般反用換流器大部 份替換為半導(dǎo)體閘流管。反用換流器根據(jù)動(dòng)作方式分類(lèi)可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式是 根據(jù)線路自身的進(jìn)相裝置(通過(guò)裝置)轉(zhuǎn)換流向，不會(huì)從外部接收無(wú) 效電力補(bǔ)充，線路方式有串聯(lián)型和并聯(lián)型。被動(dòng)式是從外部接收無(wú)效 電力補(bǔ)充。線路上有單相和多相整流線路直接形成反用換流器。穩(wěn)壓二極管150的一側(cè)連接電阻140，另一側(cè)連接雙向晶體管160 的集電極。雙向晶體管160的基極與微處理器190連接，從微處理器 190流出的電流與通過(guò)穩(wěn)壓二極管150的電流會(huì)合，通過(guò)雙向晶體管 160的發(fā)射極，流入接地。
雙向晶體管160的發(fā)射極一側(cè)連接用于檢測(cè)過(guò)電流的電阻170，若 檢測(cè)到流經(jīng)電阻170的電流比正常高電壓;^文電時(shí)的最高電流值更高， 就使電源供應(yīng)部100提供的輸出信號(hào)流入接地。雙向晶體管160是利用半導(dǎo)體的導(dǎo)電作用的擴(kuò)大振幅用元件。1948 年，美國(guó)貝爾電話研究所的W'H'布拉頓、J'巴登、W'肖克利發(fā)現(xiàn)，若 把細(xì)的導(dǎo)體線接觸半導(dǎo)體格子結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)片，就表現(xiàn)出電子信號(hào)的擴(kuò) 大振幅作用，把它命名為晶體管。這成為取代真空管的晶體管的&出。 因晶體管本身屬于小型元件，因此使用這類(lèi)晶體管的機(jī)器與使用真空 管的機(jī)器相比具有以下特點(diǎn)小型化，輕便，耗電量低，以及方便。 初期，雜音和頻率特性也不理想，并且擴(kuò)大振幅程度也不夠充分，但 現(xiàn)在已得到很多方面的改進(jìn)，因此，除了驅(qū)動(dòng)較大電力等特殊情況以 外，上述晶體管頂替真空管使用。雙向晶體管160的基極一側(cè)連接微處理器l卯。微處理器190包括 算術(shù)邏輯單元和控制單元，其中算術(shù)邏輯單元承擔(dān)比較、判斷和計(jì)算，控制單元承擔(dān)指令的解釋和運(yùn)行。算術(shù)邏輯單元(ALU)包括加法器、 累加寄存器以及寄存器，其中加法器進(jìn)行各種加法運(yùn)算并運(yùn)行其結(jié)果， 累加寄存器臨時(shí)儲(chǔ)存計(jì)算和邏輯算術(shù)結(jié)果，寄存器是中央處理設(shè)備上 的一種臨時(shí)記憶設(shè)備?？刂茊卧ǔ绦蛴?jì)數(shù)器，指令寄存器以及指令譯碼器，其中程 序計(jì)數(shù)器控制程序運(yùn)行順序，指令寄存器臨時(shí)記憶現(xiàn)在運(yùn)行中的指令 內(nèi)容，指令解碼器將指令寄存器中的指令進(jìn)行譯碼，翻譯成相應(yīng)的控 制信號(hào)并傳輸給要運(yùn)行的設(shè)備。微處理器190的一端連接放電燈200。放電燈200是利用氣體或蒸汽中的放電產(chǎn)生光的光源。放電方式有電弧放電、輝光放電和把熒光 物涂覆在低壓泵燈的管內(nèi)等方式。利用電弧放電的有碳弧燈、鈉燈、汞弧燈等。碳弧燈是在空氣中， 碳電極之間引發(fā)電弧放電，使電極部份達(dá)到高溫，并把這一部份的發(fā) 光作為光源。鈉燈是利用鈉蒸汽中的電弧放電產(chǎn)生發(fā)光的方式，發(fā)出 黃色光，用于高速公路和一般公路等的照明。汞弧燈是利用泵蒸汽中 的電弧放電導(dǎo)致發(fā)光的方式，有低壓和高壓及超高壓等泵燈。低壓是指蒸汽壓為0.01-0.1氣壓，高壓是指1氣壓-幾個(gè)氣壓，超高壓是指10氣壓以上。低壓泵燈的例有殺菌燈。高壓泵燈簡(jiǎn)單地說(shuō)是泵燈，用于 公園和庭園及公路等的照明用燈，超高壓泵燈用于工廠照明和放映用 的光源、拔造燈等。利用輝光放電發(fā)光的有霓虹燈。根據(jù)管內(nèi)放入的氣體種類(lèi)，發(fā)光 的顏色也不同，紅色是放入氖氣，藍(lán)色是放入泵和氬混合的氣體，白 色是放入氦氣體，紫色是》認(rèn)氬氣體。這一放電燈屬于冷陰極放電燈， 發(fā)光是根據(jù)正柱區(qū)進(jìn)行。利用陰極輝光發(fā)光的有氖燈。這燈發(fā)出帶有 黃色的紅色光線。因?qū)儆谛⌒?，并且其耗電量低，用于夜燈、指示燈?驗(yàn)電器等。把熒光物涂抹在低壓泵燈管內(nèi)的是稱(chēng)為熒光放電燈，或簡(jiǎn)稱(chēng)為熒 光燈，主要用于普通照明。這些各種放電燈的共同點(diǎn)是放電的特性屬 于陰性，即，具有隨著電流的增加，即使放電所需的電壓較小也能放 電的特點(diǎn)。若放電燈沒(méi)有與電阻或感應(yīng)器串聯(lián)連接，則其不能進(jìn)行穩(wěn) 定放電。圖4是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想連接反用換流器電壓的示意圖。
參照上述圖4，開(kāi)關(guān)130維持關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，若從微處理器190得到 復(fù)位輸入信號(hào)，就在收到復(fù)位信號(hào)約2秒后，轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)。開(kāi)關(guān)130狀態(tài)的轉(zhuǎn)換使電源供應(yīng)部100和穩(wěn)壓二極管150形成連 接，電源供應(yīng)部IOO傳輸?shù)牟糠蓦妷和ㄟ^(guò)穩(wěn)壓二極管150。詳細(xì)地說(shuō)， 微處理器190的復(fù)位輸入連接的瞬間，開(kāi)關(guān)130將維持關(guān)閉狀態(tài)，電 源供應(yīng)部100輸出的電壓直接輸入到反用換流器180。從電源供應(yīng)部 IOO輸入到反用換流器180的電壓在正常狀態(tài)下，具有比傳輸給放電燈 200的電壓約高出10-15%的值。比如，若正常狀態(tài)下傳輸給放電燈200 的電壓為12V，約有13.2-13.8V左右的電壓輸入到反用換流器180。若微處理器190產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)后約過(guò)2秒，開(kāi)關(guān)130就轉(zhuǎn)換為開(kāi) 啟狀態(tài)，因此電源供應(yīng)部100提供的12V以上的電壓通過(guò)穩(wěn)壓二極管 150傳輸給雙向晶體管160。即，通過(guò)上述電壓分配，傳輸給反用換流 器180的電壓在正常狀態(tài)下，調(diào)整為反用換流器180驅(qū)動(dòng)所需的電壓。圖5是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的反用換流器電壓補(bǔ)充線路的驅(qū)動(dòng)過(guò) 程的流程圖。參照?qǐng)D5，根據(jù)放電燈的電源動(dòng)作狀態(tài)，決定反用換流器180的電 壓補(bǔ)充線路的驅(qū)動(dòng)過(guò)程(SIOO)。若放電燈的電源開(kāi)啟，在設(shè)置的一定 時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)130維持關(guān)閉狀態(tài)(SllO)。相反，若放電燈的電源維持 關(guān)閉狀態(tài)，將終止。若放電燈的電源維持開(kāi)啟狀態(tài)，設(shè)置的一定時(shí)間以?xún)?nèi)，開(kāi)關(guān)130 維持關(guān)閉狀態(tài)，就根據(jù)上述設(shè)置時(shí)間的經(jīng)過(guò)與否，開(kāi)關(guān)130的動(dòng)作狀 態(tài)發(fā)生變化(S120)。若沒(méi)有經(jīng)過(guò)上述設(shè)置的一定時(shí)間，開(kāi)關(guān)130維持關(guān)閉狀態(tài)，將等
待設(shè)置時(shí)間的通過(guò)。相反，若經(jīng)過(guò)了上述設(shè)置時(shí)間，開(kāi)關(guān)130的狀態(tài) 就轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)(S130)。放電燈做出動(dòng)作的時(shí)間以?xún)?nèi)，開(kāi)關(guān)130維持開(kāi)啟狀態(tài)，并根據(jù)放 電燈電源關(guān)閉與否，決定其狀態(tài)(S140)。放電燈電源維持開(kāi)啟狀態(tài)的 時(shí)間以?xún)?nèi)，開(kāi)關(guān)130也將維持開(kāi)啟狀態(tài)，若放電燈的電源關(guān)閉，上述 過(guò)程就終止。
權(quán)利要求
1、一種反用換流器電壓補(bǔ)充線路，包括放電燈；為放電燈提供驅(qū)動(dòng)電源的電源供應(yīng)部；控制放電燈動(dòng)作的微處理器；在放電燈的放電開(kāi)始的初期狀態(tài)，維持一定時(shí)間的關(guān)閉狀態(tài)，之后轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)的開(kāi)關(guān)；把電源供應(yīng)部提供的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源的反用換流器；和在開(kāi)關(guān)維持開(kāi)啟狀態(tài)的時(shí)間內(nèi)，使一定電壓連接反用換流器，過(guò)濾過(guò)大狀態(tài)以上電壓的穩(wěn)壓二極管。
2、 如權(quán)利要求1所述的反用換流器電壓補(bǔ)充線路，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)根據(jù)樣￡處理器的控制信號(hào)做出動(dòng)作。
3、 如權(quán)利要求1所述的反用換流器電壓補(bǔ)充線路，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)的一定的設(shè)置時(shí)間為2秒。
4、 如權(quán)利要求1所述的反用換流器電壓補(bǔ)充線路，其特征在于， 所述設(shè)置時(shí)間以?xún)?nèi)，連接反用換流器的電源電壓的值在正常狀態(tài)下， 比傳輸給;^文電燈的電壓高10-15%。
5、 如權(quán)利要求1所述的反用換流器電壓補(bǔ)充線路，其特征在于， 所述開(kāi)關(guān)和穩(wěn)壓二極管形成在電源供應(yīng)部和反用換流器之間。
6、 一種反用換流器電壓補(bǔ)充方法，包括以下步驟 微處理器輸出復(fù)位輸入的步驟；復(fù)位輸入輸出后，開(kāi)關(guān)維持一定設(shè)置時(shí)間的關(guān)閉狀態(tài)的步驟； 經(jīng)過(guò)一定設(shè)置時(shí)間后，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)的步驟。
7、 如權(quán)利要求6所述的反用換流器電壓補(bǔ)充方法，其特征在于， 所述一定的設(shè)置時(shí)間為2秒。
8、 一種反用換流器電壓補(bǔ)充方法，包括以下步驟 微處理器輸出復(fù)位輸入的步驟；根據(jù)復(fù)位輸入的輸出，從電源供應(yīng)部向反用換流器連接電壓的步驟；一定設(shè)置時(shí)間過(guò)后，輸入給反用換流器的電壓減少一定比率連接 的步驟。
9、 如權(quán)利要求8所述的反用換流器電壓補(bǔ)充方法，其特征在于， 所述一定的設(shè)置時(shí)間為2秒。
10、 如權(quán)利要求8所述的反用換流器電壓補(bǔ)充方法，其特征在于， 一定設(shè)置時(shí)間過(guò)后，輸入到反用換流器的電壓比微處理器輸入給復(fù)位 輸入的輸出時(shí)連接的電壓減少10-15%。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明技術(shù)思想的反用換流器電壓補(bǔ)充線路包括放電燈；為放電燈提供驅(qū)動(dòng)電源的電源供應(yīng)部；控制放電燈動(dòng)作的微處理器；在放電燈的放電開(kāi)始初期狀態(tài)，維持一定時(shí)間的關(guān)閉狀態(tài)，之后轉(zhuǎn)換為開(kāi)啟狀態(tài)的開(kāi)關(guān)；把電源供應(yīng)部提供的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源的反用換流器；在開(kāi)關(guān)維持開(kāi)啟狀態(tài)的時(shí)間內(nèi)，使一定的電壓連接反用換流器，過(guò)濾過(guò)大狀態(tài)以上電壓的穩(wěn)壓二極管。本發(fā)明的反用換流器電壓補(bǔ)充線路在放電燈的放電開(kāi)始初期狀態(tài)，其放電燈管內(nèi)電壓上升時(shí)，也不會(huì)流比以正常高電壓放電時(shí)高的過(guò)電流，因此，具有可以保護(hù)其放電燈及其周邊線路的效果。
文檔編號(hào)H05B41/14GK101150906SQ20061009633
公開(kāi)日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者李柱秉 申請(qǐng)人:南京Lg同創(chuàng)彩色顯示系統(tǒng)有限責(zé)任公司