專利名稱：用于半橋通用燈驅(qū)動(dòng)器的自適應(yīng)控制的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及控制各種類型燈的燈光減弱。本發(fā)明具體涉及阻止由于燈的電離和重新組合延時(shí)所引起的在燈內(nèi)的斷續(xù)和振蕩。
2.相關(guān)技術(shù)描述

圖1和4顯示通用燈驅(qū)動(dòng)器20的已知結(jié)構(gòu)安排，包括N-耗盡型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(“MOSFET 1”)、N-耗盡型金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(“MOSFET 2”)、電容C1、電感L1、和電容C2，用于根據(jù)電源電壓VSS和電源電流ISS提供燈電壓VL和燈電流IL到燈10。圖1還顯示傳統(tǒng)的乘法器30，以及反饋補(bǔ)償電路40的已知結(jié)構(gòu)安排，后者具有傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)器41、傳統(tǒng)的脈沖寬度調(diào)制器42、運(yùn)算放大器(“OP AMP 1”)形式的比較器、電容C3、和電阻R2。乘法器30計(jì)算和提供燈的功率信號(hào)LPS到反饋補(bǔ)償電路40，它指示燈電壓VL和燈電流IL。根據(jù)燈的功率信號(hào)LPS和參考電壓VREF，反饋補(bǔ)償電路40控制MOSFET1的運(yùn)行工作模式和MOSFET 2的運(yùn)行工作模式，由此，燈電流IL可被調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)燈10的減弱程度。
通用燈驅(qū)動(dòng)器20的優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)各種形式的燈10(例如，任何類型的氣體放電燈)的能力。反饋補(bǔ)償電路40的缺點(diǎn)是不能控制所有類型的各種形式的燈10的燈電流IL的調(diào)節(jié)。圖2顯示反饋補(bǔ)償電路40不能控制在不可接入的區(qū)域內(nèi)的燈電流IL的調(diào)節(jié)。結(jié)果是燈電流IL的斷續(xù)，如圖3A所示。
圖4顯示整流器50，以及反饋補(bǔ)償電路60的已知結(jié)構(gòu)安排，后者具有傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)器61、傳統(tǒng)的壓控振蕩器62、運(yùn)算放大器(“OP AMP2”)形式的比較器、電容C4、電容C5、電阻R3、和電阻R4。整流器50計(jì)算和提供燈的功率信號(hào)LPS到反饋補(bǔ)償電路60，它表示燈電流IL。根據(jù)燈電流信號(hào)LCS和參考電壓VREF，反饋補(bǔ)償電路60控制MOSFET 1的運(yùn)行的有源模式和MOSFET 2的運(yùn)行的有源模式，由此，燈電流IL可被調(diào)節(jié)，而同時(shí)經(jīng)歷如圖3B所示的連續(xù)性。
然而，反饋補(bǔ)償電路60的缺點(diǎn)是不能為適用于特定類型的燈10的半橋通用燈驅(qū)動(dòng)器20提供補(bǔ)償。結(jié)果是對(duì)于某些類型的燈10的燈驅(qū)動(dòng)器20的不穩(wěn)定性問題。例如，反饋補(bǔ)償電路60可被設(shè)計(jì)成提供2極點(diǎn)-1零點(diǎn)補(bǔ)償，一個(gè)零點(diǎn)在200弧度/秒以及一個(gè)極點(diǎn)在10弧度/秒。因此，當(dāng)燈10是一種具有50μs的時(shí)間常數(shù)的燈時(shí)，燈電流IL可能不穩(wěn)定，如圖5A所示，以及當(dāng)燈10是一種具有500μs的時(shí)間常數(shù)的燈時(shí)，燈電流IL可以是穩(wěn)定的，如圖5B所示。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺點(diǎn)。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及通用燈驅(qū)動(dòng)器的自適應(yīng)控制。本發(fā)明的各個(gè)方面是新穎的、非顯而易見的，并且提供了各種優(yōu)點(diǎn)。盡管此處所包含的本發(fā)明的實(shí)際特性只能參照附屬權(quán)利要求而被確定，但在下面簡(jiǎn)要描述某些特征，它們是在此公開的實(shí)施例的特性。
本發(fā)明的一種形式是一種自適應(yīng)地控制被耦合到燈的燈驅(qū)動(dòng)器的方法。首先，確定與燈對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。第二，操作燈驅(qū)動(dòng)器，以便把燈電流作為燈的時(shí)間常數(shù)的函數(shù)提供到燈。
本發(fā)明的第二種形式是一種包括燈驅(qū)動(dòng)器和自適應(yīng)補(bǔ)償電路的裝置。該燈驅(qū)動(dòng)器用來把燈電流提供到燈。該自適應(yīng)補(bǔ)償電路用來控制燈電流作為燈的時(shí)間常數(shù)的函數(shù)。
通過結(jié)合附圖閱讀本優(yōu)選實(shí)施例的以下的詳細(xì)說明，將進(jìn)一步明白本發(fā)明的上述形式和其他形式、特征、和優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)說明和附圖僅僅用來示例本發(fā)明而不是限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍由附屬權(quán)利要求及其等價(jià)物來規(guī)定。
附圖簡(jiǎn)述圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)中已知的通用燈驅(qū)動(dòng)器和功率反饋補(bǔ)償電路；圖2顯示圖1的通用燈驅(qū)動(dòng)器和功率反饋補(bǔ)償電路生成和控制的燈電流對(duì)燈電壓的圖；圖3A顯示呈現(xiàn)斷續(xù)的燈電流的圖；圖3B顯示呈現(xiàn)連續(xù)的燈電流的圖；圖4顯示現(xiàn)有技術(shù)中已知的通用燈驅(qū)動(dòng)器和電流反饋補(bǔ)償電路；圖5A顯示不穩(wěn)定的燈電流的第一圖；圖5B顯示穩(wěn)定的燈電流的第二圖6顯示按照本發(fā)明的通用燈驅(qū)動(dòng)器和自適應(yīng)反饋補(bǔ)償電路的第一實(shí)施例；以及圖7顯示按照本發(fā)明的通用燈驅(qū)動(dòng)器和自適應(yīng)反饋補(bǔ)償電路的第二實(shí)施例。
當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述圖6顯示如前面結(jié)合圖1描述的通用燈驅(qū)動(dòng)器20以及傳統(tǒng)的乘法器70和按照本發(fā)明的自適應(yīng)補(bǔ)償電路80。自適應(yīng)補(bǔ)償電路80包括傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)器81和傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制器82。自適應(yīng)補(bǔ)償電路80還包括燈識(shí)別器84、極點(diǎn)-零點(diǎn)計(jì)算器85、查找表86、和自適應(yīng)補(bǔ)償器83，所有這些電路都可包括數(shù)字電路、模擬電路、或者這兩者。
燈識(shí)別器84用來響應(yīng)于燈電壓VL，把表示燈10的時(shí)間常數(shù)的時(shí)間常數(shù)信號(hào)TCS提供到極點(diǎn)-零點(diǎn)計(jì)算器85。在一個(gè)實(shí)施例中，燈識(shí)別器84通過識(shí)別燈的類型而生成時(shí)間常數(shù)信號(hào)TCS，正如在2000年12月12日公告的、題目為“For Improvements in a Lamp Type RecognitionScheme(燈類型識(shí)別方案中的改進(jìn))”的美國(guó)專利No.6,160,361中揭示的。該專利整體在此引用，以供參考，并且該專利由本專利的受讓人擁有。
根據(jù)時(shí)間常數(shù)信號(hào)TCS和燈的功率信號(hào)LPS，極點(diǎn)-零點(diǎn)計(jì)算器85用來從查找表86中檢索第一極點(diǎn)位置信號(hào)PS1零點(diǎn)位置信號(hào)ZS、和第二極點(diǎn)位置信號(hào)PS2所有這些都相應(yīng)于燈10的時(shí)間常數(shù)。極點(diǎn)位置信號(hào)PS1表示低頻(例如，10-20弧度/每秒)。極點(diǎn)位置信號(hào)PS2表示高頻(例如，1,000-50,000弧度/每秒)。零點(diǎn)位置信號(hào)ZS表示在由極點(diǎn)位置信號(hào)PS1表示的低頻與由極點(diǎn)位置信號(hào)PS2表示的高頻之間的頻率。以下的表1是查找表86的示例性實(shí)施例表1時(shí)間常數(shù) 低的極點(diǎn)位置零點(diǎn)位置高的極點(diǎn)位置(μs)(弧度/秒) (弧度/秒)(弧度/秒)5010 600 10,000500 10 200 1,000200 10 430 4,600極點(diǎn)-零點(diǎn)計(jì)算器85把極點(diǎn)位置信號(hào)PS1零點(diǎn)位置信號(hào)ZS、和第二極點(diǎn)位置信號(hào)PS2提供到自適應(yīng)補(bǔ)償器83。根據(jù)這些信號(hào)以及燈的功率信號(hào)LPS和參考電壓VREF2，自適應(yīng)補(bǔ)償器83計(jì)算控制電壓VC，用于以傳統(tǒng)方式操縱脈寬調(diào)制器82和柵極驅(qū)動(dòng)器81，由此，燈電流IL被連續(xù)地和穩(wěn)定地控制，如圖3B和5B所示。在一個(gè)實(shí)施例中，自適應(yīng)補(bǔ)償器83按照以下的、頻域的拉普拉斯轉(zhuǎn)移函數(shù)[1]來計(jì)算控制電壓VCK*[(S+ZS)/{(S+PS1)*(S+PS2)}] [1]其中K是補(bǔ)償?shù)闹绷髟鲆妫裳a(bǔ)償電路80建立的反饋環(huán)路進(jìn)行調(diào)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解圖6所示的電路在識(shí)別燈的類型之前是開環(huán)電路以及在初始計(jì)算控制電壓VC后是閉合負(fù)載電路。
圖7顯示如前面結(jié)合圖1描述的通用燈驅(qū)動(dòng)器20和乘法器70以及按照本發(fā)明的自適應(yīng)補(bǔ)償電路90。自適應(yīng)補(bǔ)償電路90包括傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)器81、傳統(tǒng)的脈寬調(diào)制器82、極點(diǎn)-零點(diǎn)計(jì)算器85、查找表86、和自適應(yīng)補(bǔ)償器83，如前面結(jié)合圖6描述的。代替燈識(shí)別器85(圖6)，自適應(yīng)補(bǔ)償電路90包括燈識(shí)別器87，用來響應(yīng)于燈識(shí)別信號(hào)LIDS而把時(shí)間常數(shù)信號(hào)TCS經(jīng)過串行端口或RF接口從中央控制單元提供到極點(diǎn)-零點(diǎn)計(jì)算器85。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，基于電流反饋控制、多環(huán)路控制、和頻率調(diào)制的自適應(yīng)補(bǔ)償器可以代替自適應(yīng)補(bǔ)償器83。
雖然這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例現(xiàn)在被看作為優(yōu)選的，但可以作出各種改變和修正，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的范圍在附屬權(quán)利要求中表示，以及在等價(jià)的意義和范圍內(nèi)的所有改變都被預(yù)定包含于此。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)地控制被耦合到燈(10)的燈驅(qū)動(dòng)器(20)的方法，所述方法包括確定與燈(10)對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)；以及操控通用的燈驅(qū)動(dòng)器(20)，以便將燈電流(IL)作為燈(10)的時(shí)間常數(shù)的函數(shù)提供給燈(10)。
2.如權(quán)利要求1中要求的自適應(yīng)地控制被耦合到燈(10)的燈驅(qū)動(dòng)器(20)的方法，所述方法包括響應(yīng)于時(shí)間常數(shù)的確定，而確定零點(diǎn)位置(ZS)、第一極點(diǎn)位置(PS1)、和第二極點(diǎn)位置(PS2)；生成控制電壓(VC)，作為零點(diǎn)位置(ZS)、第一極點(diǎn)位置(PS1)、和第二極點(diǎn)位置(PS2)的函數(shù)；以及操控該燈驅(qū)動(dòng)器(20)，以便響應(yīng)于控制電壓(VC)的生成而把燈電流(IL)穩(wěn)定地提供到燈(10)。
3.一種設(shè)備，包括通用燈驅(qū)動(dòng)器(20)，用來把燈電流(IL)提供到燈(10)；以及自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)，用來控制燈電流(IL)作為燈(10)的時(shí)間常數(shù)的函數(shù)。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中所述自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)包括用于確定對(duì)應(yīng)于燈(10)的時(shí)間常數(shù)的裝置(84、87)。
5.權(quán)利要求3的設(shè)備，其中所述自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)包括用于響應(yīng)于時(shí)間常數(shù)的確定，而確定零點(diǎn)位置(ZS)、第一極點(diǎn)位置(PS1)、和第二極點(diǎn)位置(PS2)的裝置(85)。
6.權(quán)利要求5的設(shè)備，其中所述自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)包括用于生成控制電壓(VC)作為與燈(10)對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)位置(ZS)、第一極點(diǎn)位置(PS1)、和第二極點(diǎn)位置(PS2)的函數(shù)的裝置(83)。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，包括用于操控該燈驅(qū)動(dòng)器(20)以便響應(yīng)于控制電壓(VC)的生成而把燈電流(IL)穩(wěn)定地提供到燈(10)的裝置(81、82)。
全文摘要
揭示了一種用于控制被耦合到燈(10)的通用燈驅(qū)動(dòng)器(20)的自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)。該自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)利用燈(10)的燈類型的標(biāo)識(shí)，由此生成表示該燈(10)的時(shí)間常數(shù)的信號(hào)。自適應(yīng)補(bǔ)償電路(80、90)隨后確定相應(yīng)于該時(shí)間常數(shù)的零點(diǎn)位置(Z
文檔編號(hào)H05B41/285GK1552173SQ02817265
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月4日
發(fā)明者Q·M·李, Q M 李, D·J·吉安諾波洛斯, 吉安諾波洛斯, I·T·瓦伊克, 瓦伊克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司