CN202276534U - 灯驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于HID灯的灯驱动器，其装配有输入端子，用于连接到电源；电路部件I，其耦接到所述输入端子，用于点燃HID灯并用于根据由所述电源提供的供电电压生成灯电流，并装配有灯连接端子；电路部件II，其耦接到电路部件I，用于生成表示灯电压幅值的信号S1；电路部件III，其耦接到电路部件II，用于在时间间隔之后生成停止信号S2，所述时间间隔由信号S1的幅值确定；停止电路，其耦接到电路部件I和电路部件III,用于在所述停止信号S2的影响下停止电路部件I的工作；再激活电路，其耦接到电路部件I，用于在一预定时间间隔之后再激活电路部件I。所述灯和灯驱动器由此被保护以免遭过高温度导致的损害。

Description

灯驱动器

技术领域

本实用新型涉及高强度放电灯（HID灯）技术领域，尤其涉及一种用于HID灯的灯驱动器。 

背景技术

在HID灯的工作中，存在多个不同的阶段。首先是点火阶段，在点火阶段期间，向灯提供一高电压来点燃所述灯。 

点火阶段之后的下一阶段是“接续”阶段，在“接续”阶段期间所述灯内放电稳定。在“接续”阶段之后，所述灯处于“爬升”阶段，在“爬升”阶段期间所述灯变热并且等离子体的组成发生。当灯达到稳定工作条件时，其进入被称为“稳定工作”的阶段。除了所述灯随后进入的这些阶段之外，在正常工作的情况下，所述灯仍然可能进入一不平常的阶段，例如“寿命终止（EOL）”阶段。在这个“寿命终止”阶段，灯被严重消耗以使得不再可能保持正常工作。在上面提到的（除了“稳定工作”和“爬升”阶段之外的）所有工作阶段内，所述灯两端的平均电压高于“稳定工作”阶段的平均电压。如果这种较高电压维持一长的时间，所述灯或灯驱动器可能被损坏或者变得太热而导致危险状况。 

发明内容

本实用新型的目的是在HID灯的每个工作阶段防止出现危险状况。 

根据本实用新型，提供一种用于HID灯的灯驱动器，所述灯驱动器装配有： 

- 用于连接到电源的输入端子；

- 耦接到所述输入端子的电路部件I，用于点燃所述灯并用于根据由所述电源提供的供电电压生成一灯电流，并且装配有灯连接端子；

- 耦接到所述电路部件I的电路部件II，用于生成表示灯电压幅值的信号S1；

- 耦接到所述电路部件II的电路部件III，用于在一时间间隔之后生成一停止信号S2，所述时间间隔由所述信号S1的幅值确定；

- 耦接到所述电路部件I和电路部件III的停止电路，用于在所述停止信号S2的影响下停止所述电路部件I的工作；以及

- 耦接到所述电路部件I的再激活电路，用于在一预定时间间隔之后再激活所述电路部件I。

在灯的工作期间，电路部件II生成表示灯电压幅值的信号S1。电路部件III在时间间隔之后生成一停止信号，所述时间间隔由信号S1表示的灯电压幅值确定。通常，灯电压的幅值越小，时间间隔越大，反之亦然。所述时间间隔被选择来在灯驱动器的电路或所述灯被损坏或出现危险状况之前生成所述停止信号。所述停止电路在所述停止信号S2的影响下停止所述电路部件I的工作。通常期望再次激活所述电路部件I并尝试获得稳定的工作。然而，电路部件I的再激活不能在电路部件I的工作被停止之后立即进行，因为所述灯及其驱动器都还是热的，应该仅在一预定时间间隔之后再激活所述电路部件I。在根据本实用新型的灯驱动器中，所述再激活电路仅仅在一预定时间间隔之后再激活所述电路部件I。当然，所述预定时间间隔的持续时间被选择以使得所述灯和电路能够足够的冷却。例如所述预定时间间隔的持续时间能够在电路部件I被停止之前根据所述信号S1的幅值来确定，但也能够被选择为一与信号S1的幅值无关的恒定值。 

停止电路能以一种便宜且有效的方式来实现，其包括一电路部件IV，所述电路部件IV可工作在第一和第二工作状态，如果所述电路部件IV处于第二工作状态所述停止电路保持所述电路部件I不工作，如果所述电路部件IV处于第一工作状态则保持所述电路部件I处于工作状态。 

优选地，所述电路部件IV通过所述停止信号S2从第一工作状态改变到第二工作状态，并通过暂时降低所述电路部件IV的供电电压来从第二工作状态重置到第一工作状态。 

在这种情况下，所述再激活电路优选包括一电路，用于当所述电路部件IV处于第二工作状态时降低所述电路部件IV的供电电压，并用于在等于所述预定时间间隔的一时延结束时恢复所述供电电压且在所述工作状态从第一工作状态变化到第二工作状态就开始。 

所述电路部件IV优选包括一集成电路或是一集成电路的一部分。 

附图说明

参考附图，将进一步讨论本实用新型的灯驱动器的实施例。在附图中， 

图1示出了根据本实用新型的灯驱动器的一实施例；

图2示出了信号S1的幅值与所述时间间隔的持续时间的关系。

具体实施方式

在图1中，K1和K2为用于连接到电源的输入端子。二极管D3、D5、D1和D6，电容器C1、C4-C6，开关元件M1和M2，扼流圈L1，灯连接端子K3和K4，以及生成用于开关元件M1和M2的控制信号的驱动电路CC，一起形成电路部件I，以用于点燃所述灯并用于根据由所述电源提供的供电电压生成灯电流。 

电阻器R3和R4，电容器C2，以及二极管D1和D2一起形成电路部件II，其耦接到电路部件I以用于生成表示灯电压幅值的信号S1。电阻器R5，电容器C3，比较器COMP以及生成参考电压V1的参考电压源Vref一起形成电路部件III，其耦接到电路部件II以用于在一时间间隔之后生成一停止信号S2，所述时间间隔由信号S1的幅值确定。所述比较器COMP的输出端连接到驱动电路CC的输入端。所述驱动电路的一部分形成停止电路，以用于在所示停止信号S2的影响下停止所述电路部件I的工作。所述停止电路还包括电路部件IV，其能够工作在第一和第二工作状态，如果电路部件IV处于第二工作状态则所述停止电路保持所述电路部件I不工作而如果电路部件IV处于第一工作状态则保持所述电路部件I处于工作状态。 

电路部件Vsup用于生成一供电电压。电路部件Vsup的第一端子接地。电路部件Vsup的第二端子连接到电容器C6的正极端子。 

电路部件RC的输入端子耦接到驱动电路CC的一输出端子，所述输出端子还连接到开关元件M2的控制电极。电路部件RC的输出端子耦接到电路部件Vsup的输入端子。驱动电路CC的供电电压输入端子连接到电路部件Vsup的输出端子。电路部件RC形成再激活电路，以用于在一预定时间间隔之后再激活电路部件I。 

图1所示灯驱动器的工作描述如下。当输入端子K1，K2连接到电源时，驱动电路CC使开关元件M1和M2交替地导通和不导通，由此连接在灯连接端子之间的所述灯的两端出现高频电压。灯两端的这个电压生成一电流流经电阻器R3和电容器C2。这个电流的正电流部分流过二极管D2和电阻器R4，而负电流部分流过二极管D1。由此，为电阻器R4上提供了一正电压脉冲，其幅值取决于所述灯电压的幅值。这些正电压脉冲为电容器C3充电。在灯电压幅值较低的情况下，就是在稳定工作期间的情况下，电容器C3上的电压不会达到参考电压源Vref生成的电压值V1。由此，比较器COMP的输出信号不会从低变到高，这使得停止电路不会被激励并且电路部件I的工作不会被停止。然而，如果所述灯电压足够高，电阻器R4上的电压将电容器C3充电到一个比电压值V1更高的值，停止电路则会被激励以使得电路部件I的工作被停止。停止电路的激励是通过电路部件IV在停止信号S2的影响下从其第一工作状态改变到第二工作状态来实现的。在图1所示的实施例中，由于驱动电路CC在所述电路部件IV处于其第二工作状态时不生成用于开关元件M1和M2的控制信号，电路部件I的工作被停止。 

请注意，当所述灯两端的电压增加时电阻器R4上的电压将会增加，由此电容器C3被充电到电压值V1的时长将会更短。换而言之，在停止电路的被激励之前，更高的灯电压出现在更短的时长期间。图2示出了这个效果。沿着图2的水平轴以任意单位示出了灯电压，沿着垂直轴以任意单位示出了时间。所述曲线示出了灯电压的幅值和时长之间的关系，所述时长为停止电路被激励之前所述灯电压存在的持续时间。可以看出，当灯电压增加时，这个时长变短。对于灯电压的低电压值（稳定工作），所述持续时间为无限长，换而言之停止电路不会被激励。灯电压越高，所述灯以及灯驱动器的部分就会更快地变得过热或被损坏。停止电路被激励前的时长与灯电压之间的所选择关系确保了：对于灯电压幅值的每个值，都能够在灯或灯驱动器被损坏之前停止所述灯驱动器。在灯的点火、接续和寿命终止期间，出现较高的灯电压。 

当停止电路被激励且灯的工作被停止时，这被电路部件RC感测到，因为这时没有用于较低开关元件M2的控制信号出现在其输入端。由此，电路部件RC使得其输出端的信号从高降到低，使得电路部件Vsup生成的供电电压被降低。受其影响，驱动电路CC的供电电压输入端的电压以及由此电路部件IV的供电电压也被降低。在一预定时间间隔之后，电路部件RC输出端的信号从低升到高，使得电路部件Vsup生成的供电电压恢复到其正常值。由此，电路部件IV被重置到第一工作状态，且驱动电路CC被提供以适当的供电电压从而开始一新的灯工作序列，所述工作序列以点火开始并随后为灯提供一灯电流。 

停止电路和再激活电路的后续动作使得灯的两端在时间间隔期间存在有较高灯电压，然后停止电路停止灯的工作，并且在预定时间间隔之后恢复灯的工作。这个序列被称为断续操作。所述预定时间间隔例如通过电路部件RC内置的数字计时器进行计时，并且从电路部件RC感测到灯的工作被停止时开始计时。可替换地，所述这个计时当然也可以通过电阻器电容器组合或其它任何已知方式来完成。 

如果例如所述灯点火失败，在由灯电压确定的时间间隔期间，点火电压存在于灯的两端；在间间隔之后，灯驱动器的工作被中断预定时间间隔（在这个实施例中所述预定时间间隔与灯电压无关）。当预定时间间隔结束时，点火电压再次提供给灯，等等。当然，如果灯点火成功且灯电压在所述时间间隔结束之前降低，所述停止电路不会被激励且灯的工作将继续。 

在所述灯没有成功接续或者处于寿命终止阶段的情况下，也进行类似的断续操作。 

在寿命终止阶段，灯的内放电管泄漏。这意味着内放电管的气体现在位于外泡壳内。这很容易在外泡壳内实现点火。当外泡壳点火导致了一持续的外泡壳放电时，问题就出现了。当内支撑线的温度超过了一高值时就是这样的情况。这在驱动器输送过多能量到外泡壳时就会发生。为了避免这个高能量，只要一进入EOL阶段，所述停止电路和再激活电路就将引入断续模式（工作时间由EOL阶段的灯电压确定，停止时间是固定的）。将会发生下面的事项： 

EOL很容易导致外泡壳内的击穿。然而，由于在外泡壳内不存在着接续，典型的均方根（rms）电压将会很高。由于灯电压将超过130V所述停止-再激活电路将会被触发。在图1所示的灯驱动器的一实际应用中，由灯电压确定的时间间隔为5秒，因此所示工作在5秒后停止。

由于驱动器将在时间间隔后自动重新启动，因此将会出现断续模式，其中所述时间间隔对于这个实际应用为7秒（工作5秒，停止7秒）。所述断续模式不是足够的长，从而允许接续或者支撑线的热电子发射。这意味着外泡壳内不可能具有强放电。 

将会存在一个所述灯的金属部件到外泡壳壁的喷射或输运机制。这个机制由断续模式触发。其结果是外泡壳的金属化。这个大的金属表面将开始充当吸气剂并收集外泡壳内的气体（例如氩气）。 

通过吸气减少外泡壳内的氩气量提高了点火电压并最终导致不会发生任何击穿事件。 

不发生外泡壳击穿事件保证了***的安全的EOL。灯泡将不会遭受外泡壳放电或白炽模式。 

Claims (6)

1.一种用于HID灯的灯驱动器，其装配有

输入端子，用于连接到电源；

电路部件I，其耦接到所述输入端子，用于点燃HID灯并用于根据由所述电源提供的供电电压生成灯电流，并装配有灯连接端子；

其特征是，所述灯驱动器还包括：

电路部件II，其耦接到电路部件I，用于生成表示灯电压幅值的信号S1；

电路部件III，其耦接到电路部件II，用于在时间间隔之后生成停止信号S2，所述时间间隔由信号S1的幅值确定；

停止电路，其耦接到电路部件I和电路部件III,用于在所述停止信号S2的影响下停止电路部件I的工作；

再激活电路，其耦接到电路部件I，用于在一预定时间间隔之后再激活电路部件I。

2.根据权利要求1所述的灯驱动器，其特征是，当信号S1表示的灯电压升高时所述时间间隔减少。

3.根据权利要求1或2所述的灯驱动器，其特征是，所述停止电路包括一电路部件IV，其工作在第一和第二工作状态，如果所述电路部件IV处于第二工作状态所述停止电路保持电路部件I不工作，如果所述电路部件IV处于第一工作状态则保持所述电路部件I处于工作状态。

4.根据权利要求3所述的灯驱动器，其特征是，所述电路部件IV的工作状态通过所述停止信号S2从第一工作状态改变到第二工作状态，并通过暂时降低所述电路部件IV的供电电压所述电路部件IV能从第二工作状态重置到第一工作状态。

5.根据权利要求4所述的灯驱动器，其特征是，所述再激活电路包括一电路，用于当所述电路部件IV处于第二工作状态时降低所述电路部件IV的供电电压，并用于在等于所述预定时间间隔的一时延结束时恢复所述供电电压，且在所述工作状态从第一工作状态变化到第二工作状态时就开始。

6.根据权利要求3所述的灯驱动器，其特征是，所述电路部件IV包括一集成电路或是一集成电路的一部分。

7. 根据权利要求4或5所述的灯驱动器，其特征是，所述电路部件IV包括一集成电路或是一集成电路的一部分。

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