TW536925B - Lamp ballast with SEPIC converter - Google Patents

Description

536925 五、發明說明（2) 代表的是該開關之導通時間對該開關之斷開時間的比 例。爲了達成高功率係數，吾人必須將該工作比調整到 主電壓。 比較少見的是於該輸入階段中使用一種所謂SEPIC 變頻器。這種SEPIC變頻器的說明可參見下列文件： 由安東尼奧（R· Antonio)等人在1 994年發表於IEEE Power Electronic Congress CIEP，Mexico，中標題爲「對 電子鎭流器應用中當作功率係數校正階段之推進、 SEPIC 及 CUK 拓樸的評估（EVALUATION OF BOOST， SEPIC AND CUK TOPOLOGIES AS POWER FACTOR CORRECTION STAGE IN ELECTRONIC BALLAST APPLICATION)」的論文。雖貝丨J該SEPIC變頻器需要更 多元件，然而吾人能夠使該步增變頻器免除上述缺點。 此例中，該文件中所說明具有不連績電流剖面圖的模式 扮演一種重要的角色：於這種模式中，吾人能夠以該 SEP1C _ _ ^內戶斤胃胃胃t胃□： ί乍t匕白勺胃_ _ $ #弓1至女 規定主電流諧波的功率係數。 發明之扼要說明 本發明的目的是提供一種本發明申請專利範圍第1項 之電子鎭流器，這使吾人能夠依不昂貴的方式利用該 SEPIC變頻器的優點。 在具有如申請專利範圍第1和3項特性之電子鎭流器 的例子裡，這種目的係藉由申請專利範圍第1和3項之 特徵部分而達成的。在申請專利範圔第2項可得到特別 536925 五、 發明說明 ( 3) 有 利 的 結 構 〇 爲 了 控 制 輸 出 電 壓 並 調 整 該 SEPIC 變頻器的功 率係 數 ， 該 文 件 中 使用 的 是 一 種 類 比控 制 器。根據本 發明， 吾 人 係使 用 —* 種 數 位控 制 器 以 控制 該 SEPIC變頻 器。 如 上 解 釋 用 於控 制 佔有市 場 優 勢之 步 增變頻器的 各條 ， 件 9 很 明 顯 此外 ， 當 使用 數 位 控制 器 時，必須具 有能夠 解 析 主 頻 率 的 取 樣 程 序 〇 於 該 文件 中 ，意圖以「 類比控 制 器 J 一 詞指 稱 —* 種 用 來 讀 入 並處 理 真實數値的 控制器 且 會 輸 出 呈 時 間 之 連 續 函 數 的 各控 制 値。一數位 控制器 當 做 時 間 分 離 函 數 該 真 實 數 値係 只 在其間具〃有 取樣間 隔 而 呈 分 離 的 各 時 間 點 上 取 樣 而得 的 。同樣地在 呈分離 的 各 時 間 點 上 輸 出 新 的 控 制 値 。這 會 產生各控制 間隔， 其 間 的 控 制 値 係 -- 常 數 0 對 該 步增 變 頻器而言， 吾人發 現各取 樣 及 各 控 制 間 隔 必 須 是 比該 主 頻率之週期 的1% 更 短 ， 以 便 符 合 該 可 應 用 規 定 的要 求 〇 本 發 明 會 使 用 一 種 SEPIC 變 :頻器 :的 前述性質， 前於 具 有 不 連 續 電 流 剖 面 圖 的 模 式 中， 以 定常的責務 比達成 足 夠 好 的 功 率 係 數 〇 吾 人 並 未 調整 瞬 間主電壓的 責務比 J 而 是 只 有 該 SEPIC 變 its 頻 器 的 輸出 電1 壓受到控制 。吾人 不 需 要 以 比 該 主 頻 率 之 週 期 1 %更短的間隔對該輸出電 壓 進 行 取 樣 〇 根 據 本 發 明 該 控制 間 隔亦即在使 責務比 保持定常 的 時 間 現在 至 少 是 和 該主 頻 率之週期的 1% — 般 長 〇 因 此 對 5 〇赫的主頻率而言例如吾人能夠得到至 少 0 • 2 毫 秒 那 麼 長 的 控 制 間 隔 -5- 0

536925 五、 發明說明 ( 4) 一 種 商業 上 可取得 微控制器構成了用以施行本發明 控 制 器 中用 於 電子鎭 流器之輸入階段的彈性解決方案。 由 於 本 發明 只 需要很 長（較之該步增變頻器的控制）的取 樣 間 隔 ，吾 人 能夠選 出一種不昂貴的微控制器。 M. 隹 實 施例 的 詳細說 明 以 下 將參 照 解釋用 實施例更詳盡地解釋本發明。 以 下 係將 電 容器表 爲C，將電感器表爲L，將二極體 表 爲 D 並將 開 關表爲 S，且於各例中跟隨有一數目。 附 圖 係用 以 顯不一 種附有電燈的電子鎭流器以及根據 本 發 明 受到 微 控制器 控制的輸入階段。 該 電 子鎭 流 器係供 應有已整流的主電壓V 1，其中係 將 其 負 端子 結 合於接 地電位Μ上。令出電感器L1及開 關 S 1構成的串聯電路附著於該已整流主電壓V1的正 Λ山 m 子 上 。開 關 s 1係連接於該接地電位Μ上。較佳的是 將 之 設 計成 半 導體開 關。令出電容器C1及電感器L2 構 成 的 串聯 電 路附著 於該L1及S 1的連接點上。L2係 連 接 於 該接 地 電位Μ 上。該L1及L2可能是相互耦合 的 〇 這 會減 低 主要饋 入端上所產生的射頻（RF)干涉作 用 0 由 二極 體 D1及電容器C2構成的串聯電路附著於 該 C1 及 L2 的 連接點 上。該C2係連接於該接地電位Μ 上 〇 箱 形面 積 Ρ構成 了該電子鎭流器的輸入階段。其 中 含有 L1、 L2、C1 、C2、S1及D1而形成一種SEPIC 變 頻 器 。在 C2上，該SEPIC變頻器使吾人能夠取得一 DC電壓並將之供應給變流器W。電燈LP附著於該變 -6 - 536925 五、發明說明（5) 流器W的輸出端上。較佳的是將該變流器W設計成一 種半橋接式變流器。其中含有用於該電燈LP的耦合電 路。 爲了控制該輸入階段P而設有微控制器UC。該UC 會從該DC電壓對該輸入階段P的輸出電壓進行取樣並 將具有會在電位DC上引致DC電壓用設定點數値之工 作比的信號送到該開關S1的控制電極G1。根據本發 明，藉由該微控制器以至少是和該主頻率之週期的1 % 一般長的取樣間隔對該電位DC進行取樣。因此，其控 制間隔至少也是和該主頻率之週期的1 % —般長的。 在該微控制器UC與變流器W之間存在有一連接線B 。因此該微控制器UC也會進行控制並管制用於該變流 器W的工作。這即使在使用不昂貴的微控制器UC時 也能夠達成，基本上這是由於根據本發明該微控制器 UC必需只在很長的取樣間隔上執行用於該輸入階段P 的管制工作。 該解釋用實施例係配備有一個燈管。不過，吾人也能 夠將本發明用在具有許多燈管的應用上。 圖式簡單說明 第1圖爲顯示附有電燈的電子鎭流器及根據本發明受 到微控制器控制的輸入階段之電路示意圖。 符號之說明 C 電容器

D 536925 五、發明說明（6) G 控制電極 L 電感 LP 放電燈 Μ 接地電位 Ρ 輸入階段 S 開關 UC 微控制器

Claims (1)

1. 536925 N Y月r(日’气正補充 六、申請專利範圍 第90 1 3 1 825號「具有SEPIC變頻器之電燈鎭流器」專利 案 (9 2年4月修正） A申請專利範圍： 1. 一種電燈用電子鎭流器，具有下列特性： -在主電壓上進行該電子鎭流器的操作； -該電子鎭流器含有輸入階段； -該輸入階段係設計成一種SEPIC變頻器； 一該輸入階段係在具有不連續電流剖面圖的模式中 操作， 其特徵爲使用其控制間隔至少是和該主頻率之週 期的1 %—般長的數位控制器以控制該輸入階段。 2. 如申請專利範圍第1項之電子鎭流器，其中該輸入 階段的控制中含有一微控制器。 3. —種用於控制電燈用電子鎭流器之輸入階段的方法 ，其中該電燈用電子鎭流器含有會在具有不連續電 流剖面圖的模式中操作的SEP 1 C變頻器，其特徵爲 該SEP I C變頻器的工作比會隨著至少是和該主頻率 之週期的1 %般長的時間間隔而改變。