專(zhuān)利名稱(chēng)：熒光燈的亮度控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制熒光燈亮度的改進(jìn)方法和用于操作該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
交流主電源供電的電燈的亮度的控制需要控制供應(yīng)到照明光源的能 量。照明光源是熱燈絲的白熾燈表現(xiàn)為純粹的電阻負(fù)載，從而能夠通過(guò)控 制供應(yīng)到燈的能量來(lái)容易地獲得亮度控制。通常地，這是通過(guò)使用所謂的調(diào)光開(kāi)關(guān)(dimmer switches)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在調(diào)光開(kāi)關(guān)中，電源正弦波的每 個(gè)周期的一部分被前沿或后沿抑制。熒光燈具有比白熾燈相當(dāng)大的照明效率。光源是燈管中的氣體或蒸 氣，通過(guò)通電流來(lái)激發(fā)該氣體或蒸氣。激發(fā)的氣體發(fā)射射線(xiàn)，該射線(xiàn)使覆 蓋燈管內(nèi)部的熒光發(fā)射可見(jiàn)光。光源供電裝置包括熱燈絲激發(fā)系統(tǒng)和限制 流過(guò)光源的電流的鎮(zhèn)流器(通常是電感器)，光源不表現(xiàn)為電阻負(fù)載。發(fā)明內(nèi)容熒光燈的亮度的控制是可能的，但是通常需要復(fù)雜的電路和到燈鎮(zhèn)流 器的額外導(dǎo)線(xiàn)。本發(fā)明提供一種用于熒光燈的鎮(zhèn)流系統(tǒng)，其允許使用標(biāo)準(zhǔn) 串聯(lián)調(diào)光開(kāi)關(guān)。本發(fā)明還提供用于熒光燈亮度控制的鎮(zhèn)流系統(tǒng)，其允許使 用標(biāo)準(zhǔn)串聯(lián)開(kāi)關(guān)。該鎮(zhèn)流系統(tǒng)可與熒光燈管保持器成一體，即所謂的一體 的緊湊型熒光燈(iCFLs)，或作為被包含在獨(dú)立單元中的模塊，燈管插入 該獨(dú)立單元中。后一種形式是優(yōu)選的，因?yàn)殒?zhèn)流系統(tǒng)的潛在壽命遠(yuǎn)大于燈 管的壽命。根據(jù)本發(fā)明，提供一種根據(jù)低頻交流主電源來(lái)控制熒光燈的亮度的方 法，其中燈具有相關(guān)的、提供更高頻電源的鎮(zhèn)流器，其特征在于，鎮(zhèn)流器
包括微處理器，該微處理器控制通過(guò)鎮(zhèn)流器供應(yīng)到燈的電力的頻率，通過(guò) 啟動(dòng)供應(yīng)到燈的頻率的周期變化和當(dāng)達(dá)到期望亮度時(shí)結(jié)束該周期變化，使 電力的頻率根據(jù)操作員的期望變化。
在一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種根據(jù)使用開(kāi)關(guān)的交流主電源來(lái)控制熒 光燈的亮度的方法，通過(guò)啟動(dòng)供應(yīng)到燈的周期可變頻率(鎮(zhèn)流器中內(nèi)部地 產(chǎn)生的但由開(kāi)關(guān)啟動(dòng)的)，然后當(dāng)達(dá)到期望亮度時(shí)結(jié)束該周期變化，或者
通過(guò)利用外部信號(hào)(例如傳給集成在鎮(zhèn)流器中的IR傳感器的紅外信號(hào)或 傳給集成在鎮(zhèn)流器中的無(wú)線(xiàn)電接收器的無(wú)線(xiàn)電頻率信號(hào))，來(lái)使供應(yīng)到燈 的電力的頻率根據(jù)操作員的期望變化。
在優(yōu)選方式中，該方法需要由每個(gè)周期的抑制部分、或IR或RF 發(fā)射器、或標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)/閉串聯(lián)開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)得出的控制信號(hào)；適用于提供與每 個(gè)周期抑制的量、或IR或RF信號(hào)的持續(xù)時(shí)間、或開(kāi)關(guān)一啟動(dòng)周期的持續(xù) 時(shí)間相關(guān)的可變頻率信號(hào)的處理裝置；給燈絲供電的可變頻率電源；和緊 湊型熒光燈的陰極。
為了能夠清楚地理解本發(fā)明，將通過(guò)結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，附圖以 框圖形式顯示主要電路元件。根據(jù)電力抑制調(diào)光開(kāi)關(guān)的控制包括最多的電 路元件，因此先說(shuō)明。


圖l是顯示本發(fā)明的主要電路元件的框圖。
具體實(shí)施例方式
在根據(jù)串聯(lián)調(diào)光開(kāi)關(guān)的控制中，通常是110或230伏、頻率在50 — 60 赫茲的交流電源l與周期抑制調(diào)光器(cycle su卯ression dimmer) 2串聯(lián) 連接到鎮(zhèn)流系統(tǒng)的輸入端3和4，鎮(zhèn)流系統(tǒng)(ballast system)連接到熒光燈5。
鎮(zhèn)流系統(tǒng)的第一個(gè)元件是橋式整流器6，其給功率因數(shù)校正單元7和有 源負(fù)載電路(active load circuit) 8供應(yīng)單極脈沖電壓。橋式整流器6的輸出 也給低等級(jí)和穩(wěn)定電源(未圖示)供電，低等級(jí)和穩(wěn)定電源(reduced level and stabilized supply)給微處理器控制電路9供電。
功率因數(shù)校正單元7也向可變頻率電源11提供增高的直流電壓供應(yīng)
(boosted direct voltage supply)。電源l 1給燈5的燈絲12和13提供電力。當(dāng) 具有足以使這些電極之間放電的電壓的高頻電源(例如25 — 100kHz)供電 時(shí)，燈絲12和13也形成燈5的陰極。電源11具有控制輸入14，其控制在燈5 中提供放電的電力的頻率。
有源負(fù)載電路8接收來(lái)自橋式整流器6的脈沖源波形，并且在一實(shí)施例 中提供與波形的抑制角度成比例的信號(hào)15。優(yōu)選地，該比例性是以時(shí)域輸 出表示的一系列可變持續(xù)脈沖。
來(lái)自電路8的輸出15被傳到與輔助電路元件結(jié)合的控制電路9，并被轉(zhuǎn) 換成頻率信號(hào)，該頻率信號(hào)的頻率被設(shè)計(jì)成與諧振電路(諧振電路與燈串 聯(lián))相互作用，從而該電路的阻抗允許通過(guò)燈的電極間的特定電流產(chǎn)生已 通過(guò)調(diào)光器2提供的照明等級(jí)，該調(diào)光器2可與白熾燈連接。
無(wú)論主電源如何，為了保持穩(wěn)定亮度，通過(guò)燈的電流被監(jiān)控，并且電 源鎮(zhèn)流供應(yīng)頻率電路9按照程序變化，以便產(chǎn)生燈管的已知特性的期望亮 度。
響應(yīng)外部激勵(lì)，微處理器控制電路9單獨(dú)或與輔助電路元件結(jié)合產(chǎn)生 周期可變頻率(a cycle of variable frequency)。這可由與50或60Hz周期的 主電源的定時(shí)打開(kāi)/定時(shí)關(guān)閉對(duì)應(yīng)的調(diào)光開(kāi)關(guān)的輸入提供，該50或60Hz周 期的主電源由微處理器提供的脈沖寬度的周期變化啟動(dòng)或由微處理器控 制電路9提供的頻率的周期變化啟動(dòng)，隨后可變頻率的周期被分立電路元 件或設(shè)立在熒光燈電子鎮(zhèn)流"驅(qū)動(dòng)芯片"內(nèi)部的元件轉(zhuǎn)換成周期頻率?？?選地，微處理器通過(guò)響應(yīng)激勵(lì)，該周期頻率在微處理器內(nèi)產(chǎn)生，前述激勵(lì) 為a)通過(guò)關(guān)閉開(kāi)關(guān)電力的瞬時(shí)斷路，然后按普通開(kāi)關(guān)打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到期望 亮度時(shí)再次關(guān)閉開(kāi)關(guān)，或b)來(lái)自集成在鎮(zhèn)流系統(tǒng)中的IR探測(cè)器的IR信號(hào)， 或c)來(lái)自集成在鎮(zhèn)流系統(tǒng)中的接收器的RF信號(hào)。
當(dāng)本發(fā)明與傳統(tǒng)照明電路的開(kāi)/閉開(kāi)關(guān)結(jié)合使用時(shí)，電路就變得更簡(jiǎn) 單。在調(diào)光開(kāi)關(guān)切斷電力的期間，功率因數(shù)校正單元7不需要持續(xù)使電力 加熱燈絲或保持到電極的電壓。有源負(fù)載電路(active load circuit) 8也不 需要改變從調(diào)光開(kāi)關(guān)流出的電力的定時(shí)打開(kāi)到定時(shí)關(guān)閉的周期。當(dāng)開(kāi)關(guān)打 開(kāi)時(shí)，幵/閉開(kāi)關(guān)電力恒定地流動(dòng)?？刂齐娐?可代替這些元件而適用于響 應(yīng)不同信號(hào)來(lái)改變控制頻率14。
在沒(méi)有發(fā)射的IR或RF信號(hào)、僅有開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的情況下，控制電路9 可被感應(yīng)產(chǎn)生頻率14的周期變化，例如通過(guò)快速地關(guān)閉燈開(kāi)關(guān)來(lái)瞬間地 切斷到電路的電流，并再次打開(kāi)。這導(dǎo)致燈亮度的周期性循環(huán)，操作員通 過(guò)再次切斷電力可以將燈停止在期望的亮度。隨后打開(kāi)電力將導(dǎo)致先前確 定的頻率14被提供給可變頻率電源11。可選地，頻率14的周期性循環(huán)可 被裝入微處理器控制電路9的IR或RF探測(cè)器的輸出激勵(lì)感應(yīng)起。利用 IR或RP發(fā)射器，IR或RF探測(cè)器可被布置成將激勵(lì)物(stimulus)裝入 微處理器控制電路9。發(fā)射器的信號(hào)的停止將導(dǎo)致來(lái)自控制電路9的頻率 14的變化的停止，使得燈產(chǎn)生恒定亮度，并保留在期望的亮度等級(jí)。
控制本發(fā)明的緊湊型熒光燈的亮度的方法允許燈的亮度在整個(gè)大范 圍內(nèi)被控制，而不會(huì)對(duì)己有的包括調(diào)光器和開(kāi)關(guān)的照明電路有任何改變。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，熒光燈管可拆卸地安裝到形成為燈座的一部分的鎮(zhèn) 流單元(balkstimit)。鎮(zhèn)流單元也包括傳統(tǒng)供電連接，例如接合銷(xiāo)釘插接 (bayonet)或ES座(ESbase)。通過(guò)這種方式，緊湊型熒光燈可經(jīng)濟(jì)地 安裝到現(xiàn)有照明電路上并如需地放置。
本發(fā)明的原理可應(yīng)用到緊湊型熒光燈和普通的熒光燈。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)低頻交流主電源控制熒光燈的亮度的方法，其中，熒光燈具有相關(guān)的、提供更高頻電源的鎮(zhèn)流器，其特征在于，鎮(zhèn)流器包括微處理器，該微處理器控制通過(guò)鎮(zhèn)流器供應(yīng)到熒光燈的電力的頻率，通過(guò)啟動(dòng)提供給熒光燈的頻率的周期變化和當(dāng)達(dá)到期望亮度時(shí)結(jié)束該周期變化，使電力的頻率根據(jù)操作員的期望變化。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，頻率的周期變化由與主電源 串聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)的操作啟動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，控制開(kāi)關(guān)是開(kāi)/閉開(kāi)關(guān)，頻率 的周期變化由控制開(kāi)關(guān)的瞬間操作啟動(dòng)。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，控制開(kāi)關(guān)是抑制主電源的每 個(gè)周期的一部分的調(diào)光開(kāi)關(guān)，頻率的變化是由控制開(kāi)關(guān)啟動(dòng)的。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，頻率的周期變化是由微處理 器接收的外部發(fā)射信號(hào)啟動(dòng)的。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，外部發(fā)射信號(hào)是引導(dǎo)向鎮(zhèn)流 器中的IR傳感器的紅外信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，外部發(fā)射信號(hào)是引導(dǎo)向集成 在鎮(zhèn)流器中的無(wú)線(xiàn)電接收器的無(wú)線(xiàn)電頻率信號(hào)。
8. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，熒光燈管可拆 卸地安裝到形成燈座的一部分的鎮(zhèn)流單元。
9. 一種用于權(quán)利要求1一8中的方法的熒光燈鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器包括微處理器，該微處理器控制通過(guò)鎮(zhèn)流器供應(yīng)到熒光燈的電力的頻率，通過(guò) 啟動(dòng)供應(yīng)到熒光燈的頻率的周期變化和當(dāng)達(dá)到期望亮度時(shí)結(jié)束該周期變 化，使電力的頻率根據(jù)操作員的期望變化。
全文摘要
一種根據(jù)低頻交流主電源來(lái)控制熒光燈的亮度的方法，其中燈具有相關(guān)的、提供更高頻電源的鎮(zhèn)流器，鎮(zhèn)流器包括微處理器，該微處理器控制通過(guò)鎮(zhèn)流器供應(yīng)到燈的電力的頻率，通過(guò)啟動(dòng)供應(yīng)到燈的頻率的周期變化和當(dāng)達(dá)到期望亮度時(shí)結(jié)束該周期變化，使電力的頻率根據(jù)操作員的期望變化。頻率的周期變化由與主電源串聯(lián)的控制開(kāi)關(guān)(例如開(kāi)/閉開(kāi)關(guān))的操作啟動(dòng)。頻率的周期變化由控制開(kāi)光的瞬間操作啟動(dòng)。在一可選實(shí)施例中，控制開(kāi)關(guān)是抑制主電源的每個(gè)周期的一部分的調(diào)光開(kāi)關(guān)，頻率的變化是由控制開(kāi)關(guān)啟動(dòng)的。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，頻率的周期變化是由微處理器接收的外部發(fā)射信號(hào)啟動(dòng)的，例如引導(dǎo)向鎮(zhèn)流器中的IR傳感器的紅外信號(hào)或引導(dǎo)向集成在鎮(zhèn)流器中的無(wú)線(xiàn)電接收器的無(wú)線(xiàn)電頻率信號(hào)。熒光燈管可拆卸地安裝到形成燈座的一部分的鎮(zhèn)流單元。還提供一種用于所述方法的熒光燈鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器包括微處理器，該微處理器控制通過(guò)鎮(zhèn)流器供應(yīng)到燈的電力的頻率，通過(guò)啟動(dòng)供應(yīng)到燈的頻率的周期變化和當(dāng)達(dá)到期望亮度時(shí)結(jié)束該周期變化，使電力的頻率根據(jù)操作員的期望變化。
文檔編號(hào)H05B41/39GK101167411SQ200680014064
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者安東尼·詹姆士·道爾, 安德烈·普斯柯 申請(qǐng)人:安東尼·詹姆士·道爾;安德烈·普斯柯