TWI445453B - 放電燈系統及其控制方法 - Google Patents

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Description

放電燈系統及其控制方法
本發明內容是有關於一種放電燈系統，且特別是有關於一種關於功率因數校正電路的輸出電壓控制的放電燈系統及其控制方法。
高強度氣體放電燈(high intensity discharge(HID)lamp)由於具有較高的效率、良好的顯色性(color rendering)與較長的使用壽命，而被廣泛應用於許多方面。
氣體放電燈通常需要透過鎮流器(ballast)將低電壓220V瞬間提高至一定高壓，而激發石英管內的物質，使其在電弧(arc)中發光，而所產生的超強白色電弧光，近似於白晝的太陽光，由於其不具有燈絲，因此不會產生燈絲斷裂而報廢的問題，且其相較於現有的鹵素燈，除了具有使用壽命長的功效外，更進一步能增進其穿透度與照度，且其耗電量極低，而能大幅節省電能，因此被廣泛地研究、開發，以取代現有的光源。
然而，由於高強度氣體放電燈在點亮時，需將低電壓220V瞬間提高至所需高壓，所以高強度氣體放電燈無法單獨使用，其必須要有特殊的供電電路，方可使高強度氣體放電燈被點燃及穩定發光。就目前設計的高強度氣體放電燈供電電路來說，一般包含功率因數校正(power factor correction，PFC)電路及與該PFC電路相連接的逆變器(inverter)，而逆變器通常選擇全橋逆變器或半橋逆變器， 但由於半橋逆變器的低成本優勢，所以習知技藝者通常選擇半橋逆變器。不過，由於半橋逆變器具有其特殊性，亦即其提供給高強度氣體放電燈的最大電壓(所謂的『開路電壓』或Open Circuit Voltage(OCV))僅為PFC電路輸出電壓的一半，因此若當PFC電路的輸出電壓為400V時，則半橋逆變器的開路電壓為200V，而高強度氣體放電燈被點燃所需開路電壓通常為250~350V，因此如採用通常的PFC電路輸出電壓400V加上半橋逆變器電路架構，將不利於點燃高強度氣體放電燈。
本發明內容之一技術樣態是一種放電燈系統，其包含一放電燈、一交流電源、一整流器、一功率因數校正電路、一半橋電路以及一控制器。交流電源用以提供一交流電。整流器用以將交流電轉化為一直流電。功率因數校正電路連接至整流器，並用以產生一輸出電壓。半橋電路連接至功率因數校正電路及放電燈，用以將輸出電壓轉變為放電燈所需電壓。控制器連接至功率因數校正電路及半橋電路，且具有一計時器，該計時器用以計時，其中控制器根據計時器的計時時間控制功率因數校正電路的輸出電壓大小。
在本發明一實施例中，控制器包含一控制單元、一第一驅動器以及一功率因數校正電路控制器。控制單元包含上述計時器。第一驅動器用以產生一第一驅動信號。功率因數校正電路控制器連接至所述控制單元及所述第一驅動 器，用以根據所述計時器計時時間透過所述第一驅動器控制所述功率因數校正電路。
在本發明另一實施例中，當上述計時器的計時時間小於或等於一預定時間時，上述功率因數校正電路輸出一第一電壓，當上述計時器的計時時間大於上述預定時間時，功率因數校正電路輸出一第二電壓，其中，上述第一電壓大於上述第二電壓。
在本發明次一實施例中，上述預定時間大於或等於放電燈被點燃所需時間。
在本發明又一實施例中，上述放電燈系統還包含一點火器，點火器於上述預定時間內正常工作，點火器於上述預定時間外停止工作。
在本發明再一實施例中，上述功率因數校正電路包含一第一開關，上述第一驅動信號用以驅動該第一開關。
在本發明另一實施例中，上述半橋電路包含一第二開關、一第三開關。
在本發明次一實施例中，上述控制器還包含一第二驅動器，其連接至上述控制單元，用以產生一第二驅動信號及一第三驅動信號，該第二驅動信號與該第三驅動信號分別用以驅動上述第二開關及上述第三開關。
在本發明又一實施例中，上述放電燈為高強度氣體放電燈。
在本發明再一實施例中，上述第一開關、第二開關及第三開關為金屬氧化物半導體場效電晶體。
本發明內容之另一技術樣態係關於一種放電燈系統的控制方法，其包含：判斷上述計時器的一計時時間是否大於一預定時間；如果上述計時器的上述計時時間不大於上述預定時間，上述功率因數校正電路輸出一第一電壓，否則上述功率因數校正電路輸出一第二電壓，其中上述第一電壓大於上述第二電壓。
在本發明一實施例中，上述預定時間大於或等於上述放電燈被點燃所需時間。
在本發明另一實施例中，在上述預定時間內一點火器正常工作，在上述預定時間外該點火器停止工作。
本發明內容之次一技術樣態係關於一種放電燈系統的控制方法，其包含：判斷一計時時間是否在一時間段Tn 內，Tn 包括一第一時間段△tn1 及緊隨第一時間段△tn1 的一第二時間段△tn2 ，且n為1至N中的任一正整數；如果計時時間在第一時間段△tn1 內，一功率因數校正電路輸出一第一預定電壓Vn1 ；以及，如果計時時間在第二時間段△tn2 內，功率因數校正電路輸出一第二預定電壓Vn2 ，其中Vn2 <Vn1 。
在本發明一實施例中，上述控制方法還包含：當上述計時時間大於時間t2n 時，上述功率因數校正電路輸出一上述第二預定電壓Vn2 。
在本發明另一實施例中，上述控制方法還包含：當上述計時時間小於時間t0 時，上述功率因數校電路輸出一第三預定電壓。
在本發明次一實施例中，上述控制方法還包含：當上述計時時間在上述第一時間段△tn1 內，一點火器正常工作，當上述計時時間在上述第二時間段△tn2 內，上述點火器停止工作。
在本發明又一實施例中，上述控制方法還包含：當上述計時時間在時間段Ti 的第一時間段△ti1 內時，上述功率因數校正電路輸出第一預定電壓Vi1 ；當上述計時時間在時間段Tj 的第一時間段△tj1 內時，上述功率因數校正電路輸出第一預定電壓Vj1 ；其中Vi1 ≠Vj1 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j。
較佳地，上述控制方法還包含：當上述計時時間在時間段Ti 的第二時間段△ti2 內時，上述功率因數校正電路輸出第二預定電壓Vi2 ；當上述計時時間在時間段Tj 的第二時間段△tj2 內時，上述功率因數校正電路輸出第二預定電壓Vj2 ；其中，Vi2 ≠Vj2 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j。
本發明所提出的放電燈系統及其控制方法，透過計時器來計時，藉以快速控制PFC電路的輸出電壓，從而控制半橋逆變器的開路電壓(OCV)，進而提供放電燈點燃所需電壓及穩定工作時所需電壓，實為一簡單及高效能之方案。另外，由於本發明所提出的技術方案採用的是半橋拓撲，從而節省了成本。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。
關於本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』一般通常係指數值之誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，即如『約』、『大約』或『大致』所表示的誤差或範圍。
第1圖繪示了本發明一實施方式的放電燈系統100的電路結構示意圖。如圖1所示，該放電燈系統100包含一電源AC、一電磁干擾濾波器110、一整流器120、一功率因數校正(power factor correction，PFC)電路130、一半橋電路140、一放電燈150及一控制器160。其中，放電燈150可以為高強度氣體放電燈，而電源AC可以為交流電壓源。電磁干擾濾波器110之一端連接於電源AC，用以濾除對電源AC的干擾信號，但需說明的是，在本實施方式中的放電燈系統100也可以不具有該電磁干擾濾波器110，本發明不以此為限。
整流器120之一端連接於電磁干擾濾波器110的另一端，且整流器120可用於將交流電壓源AC所提供的交流電轉化為直流電。
PFC電路130為一升壓型(Boost)PFC電路，其包含一電感L1、一二極體D1、一第一金氧半場效電晶體S1(開關S1)，其中PFC電路130可以用於將其輸入電壓進行一定的升壓，進而產生一輸出電壓V。當然，PFC電路130也可以採用其他的架構，例如升降壓型(Buck-Boost)的PFC電路，且並不以此為限。
半橋電路140(如：半橋逆變器)連接於PFC電路130，可以用於將PFC電路130所提供的輸出電壓V轉換為放電燈150所需電壓，其中半橋逆變器包括兩個串聯的電解電容C1與C2、與放電燈150串聯的點火器1410、一與放電燈150串聯的電感L2、一與放電燈150並聯的電容C3、一第二金氧半場效電晶體S2(開關S2)及一第三金氧半場效電晶體S3(開關S3)。
控制器160可以包括一控制單元1610、一第一驅動器1630以及一功率因數校正(PFC)電路控制器1620。控制單元1610可包含一計時器1611。第一驅動器1630用以產生一第一驅動信號。功率因數校正(PFC)電路控制器1620連接至控制單元1610及第一驅動器1630，用以根據計時器1611的計時時間透過第一驅動器1630控制PFC電路130，亦即PFC電路控制器根據計時器1611的計時時間產生一控制信號，並傳輸給第一驅動器1630，第一驅動器1630進而發出第一驅動信號(即S1驅動信號)，且此第一驅動信號用以驅動PFC電路130中的開關S1，從而達成對PFC電路130輸出電壓的控制。
另，控制器160還包括一第二驅動器1640，其連接至控制單元1610，用以產生一第二驅動信號及一第三驅動信號，分別用來驅動半橋逆變器中的開關S2與S3。
在本實施方式中，首先，控制單元1610中的計時器1611計時。之後，控制單元1610根據計時器1611的計時時間，指示PFC電路控制器1620透過第一驅動器1630控制開關S1，進而控制PFC電路130的輸出電壓的大小。當計時時間小於或等於一預定時間時，則PFC電路130輸出一第一電壓；當計時時間大於一預定時間時，則PFC電路130輸出一第二電壓，其電壓輸出波形如第2圖所示。第2圖繪示了依照本發明一實施方式中放電燈系統的PFC電路輸出電壓的波形示意圖。如第2圖所示，如計時器1611的計時時間為t，預定時間為t1 ，當t小於或等於t1 時，則PFC電路130輸出第一電壓V1 ，當t大於t1 時，則PFC電路130輸出第二電壓V2 。
需說明的是，預定時間t1 可以是大於放電燈150被點燃所需的時間，也可以是剛好為放電燈150被點燃所需的時間。另，還需說明的是，如果PFC電路130採用的是升壓型(Boost)的PFC電路，則PFC電路130輸出的第一電壓V1 ，其範圍值約為450V~550V，較佳地，V1 為500V；PFC電路130輸出的第二電壓V2 ，其範圍值約為380V~420V，較佳地，V2 為400V。如果PFC電路130採用的是升降壓型(Buck-Boost)的PFC電路，則PFC電路130輸出的第一電壓V1，其範圍值約為450V~550V，較佳 地，V1為500V；PFC電路130輸出的第二電壓V2，其範圍值約為100V~420V，較佳地範圍為300V~400V。
基於放電燈的工作特性，即在放電燈未被點燃前(亦即在點燈過程中)，放電燈需要一很高的點燈電壓(通常為幾千伏(KV))用於激發放電燈，還需要一較高的開路電壓(OCV)(通常為幾百伏)用於幫助放電燈被激發後從輝光狀態進入到弧光狀態，而當放電燈被點燃後並穩定工作後，只需維持放電燈穩定工作所需的工作電壓即可。
在本實施方式中，採用改變PFC電路輸出電壓的方式來滿足上述放電燈工作過程中所需的電壓。具體來說，在一定時間內，提高PFC電路的輸出電壓，從而提高了半橋逆變器的開路電壓，而在一定時間後，降低PFC電路的輸出電壓，從而降低半橋逆變器的開路電壓。點火電路在PFC電路輸出第一電壓(高電壓)的時間內工作，產生很高的點燈電壓，在PFC電路輸出第二電壓(低電壓)的時間內可以不工作，從而不產生很高的點燈電壓，減少燈電極的損耗，有利於提高放電燈的使用壽命，且在放電燈穩定工作後PFC電路已輸出低電壓，從而提高整個系統的效率。
第3圖繪示了本發明一實施方式的放電燈系統的控制方法的流程圖。同時參照第1圖、第2圖及第3圖，首先，在步驟310中，判斷計時器1611的計時時間是否大於一預定時間；如果計時器1611的計時時間小於或等於預定時間，則進入步驟320，PFC電路130輸出第一電壓，否則，進入步驟330，PFC電路130輸出第二電壓。詳述之，如 計時器1611的計時時間為t，預定時間為t1 ，當t小於或等於t1 時，則PFC電路130輸出第一電壓V1 ，當t大於t1 時，則PFC電路130輸出第二電壓V2 。
在本實施例中，在預定時間t1 內(t小於或等於t1 )，由於PFC電路130輸出較高的第一電壓V1 ，在此期間，點火器1410可以是正常工作並且輸出激發放電燈150燈管的點火高壓，較佳地，點火器1410在此期間一直正常工作。另一方面，當t大於預定時間t1 時，PFC電路130輸出較低的第二電壓V2 ，在此期間，點火器1410可以停止輸出點火高壓，即，點火器1410可以停止工作，較佳地，點火器1410在此期間一直停止工作，從而減小點火高壓對放電燈150的燈極的損耗，延長放電燈150燈管的使用壽命，同時由於PFC電路130輸出較低的第二電壓V2 ，整個系統的效率也會得到相應的改善。
第4A和4B圖分別繪示了本發明的另一實施方式的放電燈系統的控制時序圖。同時參照第1圖與第4A和4B圖，在本實施方式中，此控制時序是為了點亮熱燈所需，從而控制PFC電路130的輸出電壓。如第4A圖所示，0~t2n 時間段可以由T1 、T2 、...、Tn 時間段構成，n為1至N間的任意正整數，N為大於1的整數。其中，T1 、T2 、...、Tn 可以相同，也可以不相同。類似地，如第4B圖所示，在T1 之前也可以包含一初始時間T0 ，即0~t2n 時間段由T0 、T1 、T2 、...、Tn 時間段構成。其中，時間段T1 由△t11 與△t12 構成(也可表示為從t0 到t2 的時間區間)，T2 時間段由△t21 與△t22 構成(也可表示為從t2 到t4 的時間區間)，依此類推，Tn 時間段由△tn1 與△tn2 構成(也可表示為從t2n-2 到t2n 的時間區間)。其中，T0 、T1 、T2 、...、Tn 可以相同，也可以不相同。
在本實施方式中，△t11 、△t21 、...、△tn1 時間段內，PFC電路130的輸出電壓分別為第一預定電壓V11 、V21 、...、Vn1 ，點火器1410在該時間內可以有正常工作狀態。其中△t11 、△t21 、...、△tn1 可以相同，也可以不相同。較佳地，第一預定電壓V11 、V21 、...、Vn1 相等，即，在△t11 、△t21 、...、△tn1 時間段內，PFC電路130的輸出電壓相等。較佳地，△t11 、△t21 、...、△tn1 時間段內，點火器1410在該時間內正常工作。在△t12 、△t22 、...、△tn2 時間段內，PFC電路130的輸出電壓分別為第二預定電壓V12 、V22 、...、Vn2 ，且第二預定電壓V12 、V22 、...、Vn2 對應地分別小於第一預定電壓V11 、V21 、...、Vn1 ，點火器1410在該時間內可以有停止工作狀態。其中△t12 、△t22 、...、△tn2 可以相同，也可以不相同。較佳地，電壓V12 、V22 、...、Vn2 相等。較佳地，△t12 、△t22 、...、△tn2 時間段內，PFC電路130的輸出電壓相等。較佳地，△t12 、△t22 、...、△tn2 時間段內，點火器1410在該時間內停止工作。
在本實施方式中，上述控制時序的優點在於，通常熱燈需要超高電壓才能點亮(在20KV左右)，因此為了降低點燈電壓，減小損耗，通常採用該點燈控制時序，即，在一段時間裏，如△t11 、△t21 、...、△tn1 時間段內進行點燈，當 點燈點不亮時，可以停止點燈，將PFC電路130的輸出電壓降低至第二預定電壓，然後等待放電燈150冷卻一段時間後，如△t12 、△t22 、...、△tn2 ，再嘗試重新點燈，即，將PFC電路130的輸出電壓提高至第一預定電壓。如此一來，點燈電壓通常就可以設置在5KV左右。另，在經過0~t2n 時間段T1 、T2 、...、Tn 後，PFC電路130的輸出電壓為第二預定電壓。
簡而言之，在第一時間段△t11 或△t21 ...或△tn1 內，PFC電路130對應輸出第一預定電壓V11 或V21 ...或Vn1 ，此時點火器1410正常工作；在第二段時間△t12 或△t22 ...或△tn2 內，PFC電路130對應輸出第二預定電壓V12 或V22 ...或Vn2 ，此時點火器1410停止工作；而在t0 前的時間裏，PFC電路130輸出一第三電壓V3，V3的值並不限定，並且在經過0~t2n 時間段T1 、T2 、...、Tn 後，即經過t2n 時間後，PFC電路130輸出第二預定電壓，此時點火器1410停止工作。
需說明的是，電壓V11 、V21 、...、Vn1 可以相同，也可以不相同，而其只需符合讓點火器1410在時間段△t11 、△t21 、...、△tn1 內正常工作所需的電壓即可。具體地說，當計時時間在時間段Ti 的第一時間段△ti1 內時，PFC電路130輸出第一預定電壓Vi1 ，當計時時間在時間段Tj 的第一時間段△tj1 內時，PFC電路130輸出第一預定電壓Vj1 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j，在本實施方式中，Vi1 可以與Vj1 相等，在其他一些實施方式中，Vi1 可以與Vj1 不相 等，即Vi1 ≠Vj1 。
類似地，第二預定電壓V12 、V22 、...、Vn2 可以設置為相同數值，也可以設置為不同數值。具體地說，當計時時間在時間段Ti 的第二時間段△ti2 內時，PFC電路130輸出第二預定電壓Vi2 ，當計時時間在時間段Tj 的第二時間段△tj2 內時，PFC電路130輸出第二預定電壓Vj2 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j，在本實施方式中Vi2 可以與Vj2 相等，在其他一些實施方式中，Vi2 可以與Vj2 不相等，即Vi2 ≠Vj2 。
第5圖是第4A圖所示之控制時序圖的控制方法的流程圖。同時參照第1圖、第4A圖及第5圖，首先，在步驟510中，判斷計時時間是否小於時間t2n 。如果計時時間小於時間t2n ，則判斷計時時間是否在△tn1 時間段內(步驟520)，如果是，則進入步驟530，否則進入步驟540。在步驟530中，PFC電路130輸出第一預定電壓Vn1 。在步驟540中，判斷計時時間是否在△tn2 時間段內，如果是，進入步驟550，否則回到步驟510。在步驟550中，PFC電路130輸出第二預定電壓Vn2 。如果計時時間不是小於時間t2n ，則進入步驟560，即PFC電路130輸出第二預定電壓，如前述之Vn2 中的任意值。
在本實施例中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行，第3和5圖所示之流程圖僅為一實施例，並非用以限定本發明。
本發明所提出的放電燈系統及其控制方法這一技術方案，即，通過計時器計時，來快速控制PFC電路的輸出電壓，從而控制半橋逆變器的OCV，進而實現給放電燈提供點燃所需電壓及穩定工作時所需電壓，實為一簡單高效方案。另，由於本發明所提出的技術方案採用的是半橋拓撲，從而節省了成本。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域具通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧放電燈系統
110‧‧‧電磁干擾濾波器
120‧‧‧整流器
130‧‧‧功率因數校正(PFC)電路
140‧‧‧半橋電路
1410‧‧‧點火器
150‧‧‧放電燈
160‧‧‧控制器
1610‧‧‧控制單元
1611‧‧‧計時器
1620‧‧‧功率因數校正(PFC)電路控制器
1630‧‧‧第一驅動器
1640‧‧‧第二驅動器
310~330、510~560‧‧‧步驟
第1圖繪示依照本發明一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖。
第2圖繪示依照本發明一實施方式的放電燈系統的PFC電路輸出電壓的波形示意圖。
第3圖繪示本發明一實施方式的放電燈系統的控制方法的流程圖。
第4A、4B圖繪示本發明的另一實施方式的放電燈系統的控制時序圖。
第5圖是第4A圖所示的控制時序圖的控制方法的流程圖。
100‧‧‧放電燈系統
110‧‧‧電磁干擾濾波器
120‧‧‧整流器
130‧‧‧功率因數校正(PFC)電路
140‧‧‧半橋電路
1410‧‧‧點火器
150‧‧‧放電燈
160‧‧‧控制器
1610‧‧‧控制單元
1611‧‧‧計時器
1620‧‧‧功率因數校正(PFC)電路控制器
1630‧‧‧第一驅動器
1640‧‧‧第二驅動器

Claims (20)

  1. 一種放電燈系統，包含一放電燈，該放電燈系統包含：一交流電源，用以提供一交流電；一整流器，用以將該交流電轉化為一直流電；一功率因數校正電路，其連接至該整流器，用以產生一輸出電壓；一半橋電路，其連接至該功率因數校正電路及該放電燈，用以將該輸出電壓轉變為該放電燈所需電壓；以及一控制器，其連接至該功率因數校正電路及該半橋電路，且具有一計時器，該計時器用以計時，其中，當該放電燈於工作過程中，該控制器根據該計時器的計時時間控制該功率因數校正電路的輸出電壓大小。
  2. 如請求項1所述之放電燈系統，該控制器包含：一控制單元，包含該計時器；一第一驅動器，用以產生一第一驅動信號；以及一功率因數校正電路控制器，連接至該控制單元及該第一驅動器，用以根據該計時器計時時間透過該第一驅動器控制該功率因數校正電路。
  3. 如請求項2所述之放電燈系統，其特徵在於，當該計時器的計時時間小於或等於一預定時間時，該功率因數 校正電路輸出一第一電壓，當該計時器的計時時間大於該預定時間時，功率因數校正電路輸出一第二電壓，其中，該第二電壓小於該第一電壓。
  4. 如請求項3所述之放電燈系統，該預定時間大於或等於放電燈被點燃所需時間。
  5. 如請求項3所述之放電燈系統，該放電燈系統還包含一點火器，該點火器於該預定時間內正常工作，該點火器於該預定時間外停止工作。
  6. 如請求項2所述之放電燈系統，該功率因數校正電路包含一第一開關，該第一驅動信號用以驅動該第一開關。
  7. 如請求項2所述之放電燈系統，該半橋電路包含一第二開關及一第三開關。
  8. 如請求項7所述之放電燈系統，該控制器還包含：一第二驅動器，連接至該控制單元，用以產生一第二驅動信號及一第三驅動信號，該第二驅動信號與該第三驅動信號分別用以驅動該第二開關及該第三開關。
  9. 如請求項1所述之放電燈系統，該放電燈為高強度氣體放電燈。
  10. 一種放電燈系統的控制方法，包含：當一放電燈於工作過程中，判斷一計時器的一計時時間是否大於一預定時間；如果該計時器的該計時時間不是大於該預定時間，一功率因數校正電路輸出一第一電壓，否則該功率因數校正電路輸出一第二電壓，其中，該第二電壓小於該第一電壓。
  11. 如請求項10所述之控制方法，其中該預定時間大於或等於該放電燈被點燃所需時間。
  12. 如請求項10所述之控制方法，其中一點火器在該預定時間內正常工作，該點火器在該預定時間外停止工作。
  13. 一種放電燈系統的控制方法，包含：當一放電燈於工作過程中，判斷一計時時間是否在該放電燈被點燃所需的一時間段Tn 內，該時間段Tn 包括一第一時間段△tn1 及緊隨該第一時間段△tn1 的一第二時間段△tn2 ，且n為1至N中的任意正整數，其中N為大於1的整數；如果該計時時間在該第一時間段△tn1 內，一功率因數校正電路輸出一第一預定電壓Vn1 ；以及如果該計時時間在該第二時間段△tn2 內，該功率因數校正電路輸出一第二預定電壓Vn2 ，其中Vn2 <Vn1 。
  14. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間大於時間t2n 時，該功率因數校正電路輸出該第二預定電壓Vn2 。
  15. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間小於時間t0 時，該功率因數校電路輸出一第三預定電壓V3 。
  16. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間在該第一時間段△tn1 內，一點火器正常工作；以及當該計時時間在該第二時間段△tn2 內，該點火器停止工作。
  17. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間在時間段Ti 的第一時間段△ti1 內時，該功率因數校正電路輸出第一預定電壓Vi1 ；當該計時時間在時間段Tj 的第一時間段△tj1 內時，該功率因數校正電路輸出第一預定電壓Vj1 ；其中，Vi1 ≠Vj1 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j。
  18. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間在時間段Ti 的第一時間段△ti1 內時，該功率因數校正電路輸出第一預定電壓Vi1 ； 當該計時時間在時間段Tj 的第一時間段△tj1 內時，該功率因數校正電路輸出第一預定電壓Vj1 ；其中，Vi1 =Vj1 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j。
  19. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間在時間段Ti 的第二時間段△ti2 內時，該功率因數校正電路輸出第二預定電壓Vi2 ；當該計時時間在時間段Tj 的第二時間段△tj2 內時，該功率因數校正電路輸出第二預定電壓Vj2 ；其中，Vi2 ≠Vj2 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j。
  20. 如請求項13所述之控制方法，更包含：當該計時時間在時間段Ti 的第二時間段△ti2 內時，該功率因數校正電路輸出第二預定電壓Vi2 ；當該計時時間在時間段Tj 的第二時間段△tj2 內時，該功率因數校正電路輸出第二預定電壓Vj2 ；其中，Vi2 =Vj2 ，i、j均為1至N中的正整數且i≠j。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104901429A (zh) 2014-03-05 2015-09-09 库珀工业控股（爱尔兰）公司 磁耦合谐振式无线能量传输接收电路

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4437453A1 (de) 1994-10-19 1996-04-25 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Verfahren zum Betrieb einer Entladungslampe und Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe
US5569984A (en) 1994-12-28 1996-10-29 Philips Electronics North America Corporation Method and controller for detecting arc instabilities in gas discharge lamps
JP4052039B2 (ja) * 2002-07-02 2008-02-27 ウシオ電機株式会社 高圧放電ランプ点灯装置
US6979959B2 (en) * 2002-12-13 2005-12-27 Microsemi Corporation Apparatus and method for striking a fluorescent lamp
TWI228944B (en) 2003-02-19 2005-03-01 Virginia Tech Intell Prop Self-oscillating electronic discharge lamp ballast with dimming control
US6864645B2 (en) * 2003-03-05 2005-03-08 Matsushita Electric Works, Ltd. Method and circuit for driving a gas discharge lamp
EP1694101A4 (en) * 2003-12-12 2010-08-11 Panasonic Elec Works Co Ltd DEVICE FOR OPERATING A HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP AND LIGHTING INSTRUMENT WITH THE EQUIPMENT
TWI261157B (en) 2005-05-04 2006-09-01 Cheng Ching Tzu A voltage amplitude modulation of power apparatus
CN101287322A (zh) * 2007-04-13 2008-10-15 苏州市昆士莱照明科技有限公司 基于自激式电子镇流器的荧光灯预热启动电路
CN101553071B (zh) * 2008-04-01 2014-02-05 台达电子工业股份有限公司 放电灯***及其控制方法
US8629624B2 (en) * 2010-08-18 2014-01-14 Lutron Electronics Co., Inc. Method and apparatus for measuring operating characteristics in a load control device
CN201869429U (zh) 2010-09-01 2011-06-15 孝感市惠维照明电器有限责任公司 高频半桥加升压输出和带数控调光hid电子镇流器

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