日本专利No.10-511220公开了一种放电灯的镇流器，该镇流器包括电 压转换器和控制器，电压转换器从DC源电压提供用于操作放电灯的DC电 源，控制器基于电压转换器的输出条件按反馈方式用于控制DC电源。电压 转换器包括电感和开关元件，开关元件由控制器控制其导通和截止，以便 在电感中积累能量和容许能量从电感中释放，用于施加所得到的功率以使 放电灯工作。控制器基本上被构成以提供开关元件的变化的OFF周期，用 于实现开关晶体管根据检测到流过电感的零电流而被导通的模式，由此提 高开关效率。控制器还被构成为提供用于变化的OFF周期的强制OFF终止 极限，以便在预定周期过后即使来自电感的电流没有减少到零，也强制导 通开关元件，由此避免由于延长的时间而使OFF周期变得太长的情况，经 过该延长的时间来自电感的电流减少到零，以防止开关元件的开关频率太 低。此外，控制器构成为截止开关元件，从而只在馈送到电感的电流增加 到预定高的水平之后，终止ON周期。但是，这可能出现这样的问题，当流 到电感的电流没有增加到预定高的水平时，开关元件会截止失败，如在DC 源电压提供高阻抗的情况那样。另外，如果在长的周期之后开关元件截止， 即ON周期变得非常长，开关频率变得低到可听范围，这是镇流器不能接受 的。

鉴于上述问题，已经实现了本发明，提供放电灯的改进的镇流器。根 据本发明的镇流器包括从DC源电压提供DC功率的电压转换器。电压转换 器包括开关元件和具有电感的储能元件。开关元件被控制操作，用于重复 切换DC源电压以便将能量储存在储能元件中。镇流器中包括电源转换器， 以接收能量并将其转换成驱动放电灯的操作功率。而且镇流器中还包括控 制器，该控制器提供指令值并根据指令值在变化时间周期内导通和截止开 关元件，以便调整产生放电灯所需功率的电压转换器的输出。控制器提供 截止开关元件的可变OFF周期和导通开关元件的可变ON周期。控制器提 供最小OFF终止极限和用于终止OFF周期的强制最大OFF终止极限，还提 供最小ON终止极限和用于终止可变ON周期的强制最大ON终止极限。当 从电感流过的次级电流降低到零时的时刻被定义为最小OFF终止极限，而 当流过开关元件的初级电流或穿过开关元件的初级电压达到对应指令值的 水平时被定义为最小ON终止极限。控制器用于在最小OFF终止极限或在 强制最大OFF终止极限时，无论哪种情况先出现，则终止OFF周期，并在 最小ON终止极限或在强制最大ON终止极限，无论哪种情况先出现，则终 止ON周期。通过重复为可变OFF周期和ON周期提供强制最大OFF终止 极限和强制最大ON终止极限，开关元件可以按可容许的开关频率操作，同 时适当的电流流过开关元件而不会引起开关频率的实质性降低，因此这是 本发明首要目的。
最好是，控制器提供根据电压转换器的输出条件变化的最大OFF终止 极限，即使次级电流没有降低到零，也可以在最佳时间终止OFF周期以保 持适当开关频率。为此，控制器监控电压转换器的输出功率作为输出条件 的指示，并基于输出功率提供指令值。在指令值要求增加的电流流过开关 元件时，控制器使强制最大OFF终止极限根据指令值在缩短OFF周期的方 向变化。这样，可以提高输出功率而不会随之使开关频率降低。这特别适 合于在灯电压很低的所谓冷启动条件快速增加灯亮度。
控制器还包括电压检测器，该电压检测器检测开关元件的初级电压并 将该初级电压与参考值相比较，以便在初级电压降低到参考值时判断次级 电流是否降低到零。或者，控制器可以包括电压变量检测器，检测开关元 件的电压变量并将该变量与参考值相比较，以便在变量达到参考值时判断 次级电流是否降低到零。
最好是，控制器可以包括比较器，比较电压转换器的输出电压和可容 许的最大电压，并在输出电压超过可容许的最大电压时发送限制信号。响 应于该限制信号，控制器操作以延长后来的OFF周期，直到输出电压降到 可容许的最大电压以下为止，由此防止电压转换器在启动电灯时提供过量 的输出电压。
还最好是，控制器提供根据DC源电压变化的强制最大ON终止极限， 从而当DC源电压变高时，较早终止ON周期。由此，可以在DC源电压大 幅度变化的条件下适当调节ON周期。
此外，控制器可以被构成为提供指令值，该指令值具有确定容许流过 开关元件的最大电流的上限。因此，可以避免过量电流流过开关元件。
控制器可以包括延迟电路，当电压转换器开始操作时该延迟电路延迟 指令值的增加，由此激活镇流器的软启动，用于减少施加于开关元件和电 压转换器的其它部件的应力(stresses)。
此外，控制器可以包括电阻器，为从开始操作镇流器的预定启动周期 使指令值的上限减小到低水平，之后使上限恢复到高水平，由此减小在镇 流器开始操作时施加于开关元件和电压转换器的其它部件的应力。
而且，控制器可以包括输出电压监视器，监视电压转换器的输出电压， 以便在输出电压变大时使上限减小到低水平。这样，可以在镇流器开始操 作即无负载条件时限制ON周期，将开关电流限制到中等水平，由此减小施 加于开关元件和电压转换器的其它部件的应力。
另外，控制器可以包括输出电压监视器，监视电压转换器的输出电压 并在输出电压超过最大电压即比电灯工作的工作电压高时提供激励信号。 根据激励信号，控制器在与没有激励信号时相比延长ON周期的方向改变 ON周期的最小ON终止极限。这样，控制器可以提供延长的ON周期，以 便在接近于无负载条件下即在电灯刚刚启动之后给电灯输送足够的输出电 流，以便成功地使电灯工作。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的详细介绍使本发明的这些和其它目的和 优点更明显。
图1是根据本发明第一实施例的放电灯的镇流器的示意电路图；
图2是在镇流器中使用的振荡器的示意电路图；
图3和4是表示振荡器的操作的曲线图；
图5是表示在镇流器中使用的延迟电路的细节的示意图；
图6是表示延迟电路的操作的曲线图；
图7是镇流器中使用的电流监视器的示意图；
图8是表示电流监视器的操作的曲线图；
图9是可以用在镇流器中的修改的极限值发生器的示意图；
图10是可用在镇流器中的另一修改的极限值发生器的示意图；
图11是表示图10的极限值发生器的操作的曲线图；
图12是可用在镇流器中的又一修改的极限值发生器的示意图；
图13是表示图12的极限值发生器的操作的曲线图；
图14是表示可与镇流器的限制器连接使用的衰减器的示意图；
图15-18是分别表示用在镇流器中的开关电压检测器的修改的示意图； 和
图19是根据本发明第二实施例的镇流器的示意图。

本申请基于在日本申请的申请号为No.11-147193的申请，在此引用其 内容供参考。
现在参照图1，其中示出了根据本发明第一实施例的放电灯的镇流器。 该镇流器包括电压转换器20和反用换流器(inverter)30，电压转换器20从来 自电池10的DC源电压提供平滑DC电压，反用换流器30接收DC电压并 提供AC电压，通过启动器40施加该AC电压以操作放电灯5，例如用作 汽车头灯的高亮度放电灯。
转换器20被构成为反馈转换器，包括变压器和开关元件或晶体管23， 变压器带有初级线圈21和次级线圈22，开关元件23与初级线圈串联横跨 电池10。晶体管23由控制器50驱动以导通或截止，用以重复切断从电池 10流过初级线圈21的初级电流I1，由此在次级线圈22中累积所得到的感 应电压。平滑电容器24与二极管25串联并横跨次级线圈22，给反用换流 器30提供平滑DC电压。在图1中线圈21和22的绕向由带极性的点表示， 以便在晶体管23的OFF周期期间，二极管25导通使来自次级线圈22的次 级电流I2流进平滑电容器24中，从而对电容器24充电。
反用换流器30是具有四个开关31、32、33和34的全桥结构，四个开 关31、32、33和34由驱动器35按如下方式驱动以导通和截止，该方式使 得一对对角对置的开关31和34与另一对对角对置的开关32和33交替被 导通和截止，以给电灯5提供AC电压。
启动器40从反用换流器30接收AC电压并工作，产生高压脉冲以启 动电灯5并在电灯启动之后停止产生脉冲。
控制器50以反馈方式控制电压转换器20以调整施加于电灯5的功率。 控制器50包括功率指令发生器51，确定用于电灯的转换器20的输出功率 并发布表示输出功率的功率指令。电流指令计算器52被连接以接收功率指 令和被输出电压监视器53监视和通过放大器54放大的电容器24的输出电 压，用以产生作为用于转换器20的输出电流的目标电流值的电流指令。电 流指令馈送给误差放大器55的一端，误差放大器55的另一端接收在电流 传感器56被监视并通过电流监视器57馈送的转换器20的输出电流。在电 流指令和输出电流基础上，误差放大器55提供用于转换器20的初级电流 的指令值，即峰值电流指令值。峰值电流指令值通过限制器100和延迟电 路120馈送给第一比较器61的反相输入端(-)，延迟电路120的功能将在后 面介绍。
控制器50包括开关电压检测器70，其被连接以检测转换器20的晶体 管23上产生的电压，即指示通过晶体管24的初级电流I1的晶体管24漏- 源电压。漏-源电压还可以指示在通过次级线圈22的次级电流I2由于下面 的原因减少到零的定时。当晶体管24截止以使次级电流I2流过次级线圈 22时，初级线圈21经受添加给电池10的源DC电压的反电动势，从而漏 -源电压变得比源DC电压高得多。之后，当次级线圈22将其能量释放到 次级电流I2减少到零的程度时，漏-源电压快速变得接近等于电池10的源 DC电压。因此，当漏-源电压的变量ΔV为某一电平(由参考电压Vdd给出 的)时，次级电流I2被确定为零。漏-源电压在开关电压检测器70被处理 以指示初级电流以及减少到零的次级电流的定时，并输送到第一比较器61 的非反相输入端(+)和第二比较器62的反相输入端(-)。这样，当表示初级电 流I1的漏-源电压达到表示来自误差放大器55的峰值电流指令的指令值 时，第一比较器61给振荡器80提供高电平输出。来自第一比较器的高电 平输出在振荡器80中使用以在特殊定时截止晶体管23，如后面介绍的。第 二比较器62在其非反相输入端(+)接收参考电压Vdd，用该参考电压Vdd 比较漏-源电压的变量ΔV，从而当变量ΔV降低到参考电压Vdd并指示次 级电流I2降低到零时，第二比较器62提供高电平输出。
为了监视初级电流I1，开关电压检测器70包括一对串联二极管71和 72，它们通过上拉电阻器73连接在电压源Vcc和晶体管23的漏极之间。 上拉电阻器73和二极管72之间的接点连接到第一比较器61的非反相输入 端(+)，用于提供指示初级电流的电压。在电压检测器70中包括箝位二极管 76和77，以便分别固定在检测器70被监视的漏-源电压的过量电压和最 低电压。为了监视漏-源电压的变量ΔV，检测器70包括由电容器74和电 阻器75构成的微分器。
振荡器80具有确定晶体管23的最大ON周期和最小ON周期和晶体管 23的最大OFF周期和最小OFF周期的功能。利用来自第一比较器61的高 电平输出确定晶体管23的最小ON周期，而利用来自第二比较器62的高电 平输出确定晶体管23的最小OFF周期。如图2所示，振荡器80包括：RS 触发器81，其Q输出端连接到晶体管23的栅极，使晶体管23导通和截止； 复位比较器82，其输出端连接到触发器81的复位输入端(R)；和设置比较 器83，其输出端连接到触发器81的设置输入端(S)。
包括在振荡器80中的是第一开关84和第二开关85，它们提供选择地 施加于复位比较器82的反相输入端(-)的参考电压Vr1、Vr2、和Vr3。这 些参考电压被设置成具有以下关系：Vr1＜Vr3＜Vr2。连接到复位比较器 82的非反相输入端(+)的是由电流源86和电容器87与跨接在电流源86两 端的开关88的并联组合构成的定时器。开关88连接到RS触发器81的Q(-) 输出端，从而根据触发器81而打开以使晶体管23导通，由此电容器87开 始被来自电流源86的电流Ir充电，以便提供增加的电压给复位比较器82 的非反相输入端(+)，如图3所示。当复位比较器82的反相输入端(-)连接到 参考电压Vr1时，在电容器87的电压达到Vr1的时刻t1时，复位比较器82 提供高电平输出给触发器81的复位输入端(R)，使晶体管23截止，即终止 该晶体管的ON周期。同样，当复位比较器82的反相输入端(-)连接到Vr2 和Vr3时，分别在时刻t2和t3时终止晶体管23的ON周期。
根据来自第一比较器61的低电平输出，即初级电流I1没有达到指令值 或来自误差放大器55的峰值电流指令值，第一开关84由第一比较器61激 活以给复位比较器82的反相输入端(-)施加最大参考电压Vr2。当第一比较 器61根据初级电流I1达到峰值电流指令值而提供高电平输出时，第一开关 84被转向，从而利用第二开关85施加最低参考电压Vr1或中等参考电压 Vr3给复位比较器82的反相输入端(-)。即，第二开关85被设置成连接最低 参考电压Vr1。因此，在初级电流已经达到峰值电流指令值或目标电流值 时的最短定时t1，晶体管23被截止。反之，晶体管23在最迟定时t2被截 止。在这种情况下，晶体管23的ON周期具有由定时t1确定的最小ON终 止极限和由定时t2确定的最大ON终止极限。通过给ON周期提供最大ON 终止极限，可以避免晶体管23保持导通过长时间周期。在DC源电压阻抗 高以至于初级电流可在达到峰值电流指令值之前饱和并保持晶体管23连续 导通的条件下，这是特别有利的。选择最小ON终止极限，以便避免发生晶 体管在不稳定ON条件之后立刻截止的不希望的情况。
第二开关85由电压比较器63激活，如图1所示，该电压比较器63比 较转换器20的输出电压和参考电压Vlr1，从而当输出电压达到Vlr1时提供 高电平输出。设置参考电压Vlr1，以便当转换器20的输出电压增加到表示 电灯没有被启动的无负载条件的电平时，比较器63提供高电平输出。根据 无负载条件，比较器63激励第二开关85以便给复位比较器82的反相输入 端(-)施加中间参考电压Vr3。这样，在定时t3触发器81使晶体管23截止， 即ON周期比其它相反情况的长，由此使初级电流充分地流过，以使电灯稳 定工作。
此外，振荡器80包括功能单元89，功能单元89接收输送到转换器20 的输入电压并提供随着输入电压增加而增加从电流源86输送的电流Ir的输 出。这样，在输入电压即DC源电压增加时，电容器87以增加的速率被充 电，由此缩短分别由定时t1、t2和t3确定的ON终止极限，在定时t1、t2 和t3电容器被充电到参考电压Vr1、Vr2和Vr3。换言之，晶体管23的 ON周期、特别是最大ON周期随着输入电压增加而缩短，并随着输入电压 降低而延长，容许根据输入电压适当地流过初级电流。
简言之，当初级电流达到峰值电流指令值或当最大ON周期终止时， 不管哪种情况先出现，则晶体管23截止。而且，晶体管23被提供以在定 时t1终止的最小ON周期。在晶体管23刚刚被截止之后，开关88被触发 器81闭合以使电容器87放电，从而电容器87为确定截止晶体管23的定 时的下一定时操作做准备。
下面介绍确定OFF终止极限的方案，即在晶体管23截止之后使晶体管 23导通的定时。为此，振荡器80包括开关94，开关94将参考电压Vs1和 Vs2与Vs3之间的可变参考电压选择地施加于设置比较器83的反相输入端 (-)。参考电压Vs1、Vs2和Vs3被设置成具有以下关系：Vs1＜Vs3＜ Vs2。连接到设置比较器83的非反相输入端(+)的是由电流源86和电容器 97与穿过电流源96连接的开关98的并联组合构成的定时器。开关98连接 到RS触发器81的Q输出端，从而根据触发器81而打开，使晶体管23截 止，由此电容器97开始被来自电流源96的电流Is充电，以便提供增加的 电压给设置比较器83的非反相输入端(+)，如图4所示。当设置比较器83 的反相输入端(-)连接到参考电压Vs1时，设置比较器83在电容器97的电 压达到Vs1的定时T1时给触发器81的设置输入端(S)提供高电平输出，使 晶体管23导通，即终止该晶体管OFF周期。同样，当设置比较器83的反 相输入端(-)连接到Vr2与Vr3之间的电压时，在T2和T3之间的定时终止 晶体管23的OFF周期。
根据来自第二比较器62的高电平输出，即次级电流降低到零时，开关 94被第二比较器62激活，并将最低参考电压Vs1施加于设置比较器83的 反相输入端(-)。当第二比较器83根据没有降低到零的次级电流I2提供低电 平输出，开关94被转向以将Vs2和Vs3之间的变化参考电压施加于设置比 较器83的反相输入端(-)。因此，在次级电流已经达到零的最早定时T1时 晶体管23导通。反之，晶体管23在T3和T2之间的较迟定时截止。在这 种情况下，晶体管23的OFF周期具有由定时T1确定的最小OFF终止极限 和由定时T2确定的最大OFF终止极限。因此，在定时T1次级电流降低到 零时或在达到最大OFF终止极限时，不管哪种情况先出现，则晶体管23导 通。这就消除了在次级电流已经降低到零并保持在零之后晶体管23截止的 可能性。反之，在接下来的ON周期，具有过高的峰值的开关电流将必须流 过转换器20，减小了开关效率。此外，除了最大ON终止极限以外还提供 最大OFF终止极限，可以保持开关频率在可接受的范围内。
在功能单元95产生Vs3和Vs2之间的可变参考电压，从而随着指令值 或目标峰值电流指令值增加时从Vs2降低到Vs3。利用该可变参考电压确 定OFF终止极限，即在次级电流没有降低到零时终止OFF周期。与基本上 在次级电流降低到零的定时时晶体管23被导通的边界模式相比，这被称为 连续模式，其中晶体管23被导通同时次级电流仍然流过。当初级电流在先 前的ON周期以增加的量流过时，出现连续模式，以便输送在所谓灯的冷启 动时用于快速增加电灯发光度的增加的功率。通过初级电流的增加，在次 级电流减少到零之前需要增加的时间周期。因此，在没有连续模式时，即 如果只可以使用边界模式，则开关频率降低。但是通过提供强制OFF终止 极限以在特殊条件下实现连续模式，限制晶体管23的OFF周期，以便不降 低开关频率。参考电压Vs3被设置为中等电平，容许流过的次级电流为足 够的水平，不使开关频率降低。设置由定时T1确定的最小OFF终止极限以 容许OFF周期继续而没有出现由于晶体管23刚刚截止之后出现的回路而产 生的不稳定开关现象。
简言之，当次级电流降低到零或当由定时T2确定的最大OFF周期终 止时，不管哪种情况先出现，则晶体管23导通。在晶体管23刚刚导通之 后，开关98被触发器81闭合以使电容器97放电，从而电容器97为确定 导通晶体管23的定时的下一定时器操作做准备。
此外，为了避免转换器20的输出电压太高，振荡器80包括在电流源 96两端连接的失效开关99，以便当被监视的输出电压超过预定最大电平时 使电容器96的充电失效。开关99被电压比较器64激活，如图1所示，电 压比较器64将转换器20的输出电压与对应最大电平的参考电压Vlr2相比 较，以便当输出电压达到Vlr2时提供高电平输出。当输出电压增加到最大 电平Vlr2时，这将发生在晶体管23的ON周期过程中，比较器64激活以 闭合开关99，由此在晶体管23的下一OFF周期中使确定OFF终止极限的 定时操作失效，直到输出电压变得比最大电平低。
参照图1，详细介绍为限制从误差放大器55提供的峰值电流指令值提 供的限制器100。除了接收以电压形式的峰值电流指令值之外，限制器100 还接收以在极限值发生器101产生的电压的形式的极限值，以便使两个电 压的较低一个作为新的峰值电流指令值传给比较器61，以便防止初级电流 过量流过晶体管23。极限值发生器101是功能单元，其接收转换器20的 输出电压并提供极限值Vlim，极限值Vlim随着输出电压在VlimH和VlimL 之间的限制范围内增加而降低。因此，当转换器20的输出电压相对较低时， 表示电灯刚好启动，极限值升高，使初级电流充分流过，用于快速达到预 定的电灯发光度。在转换器20的输出电压相对较高以使小量初级电流流过 的稳定电灯工作条件过程中，极限值Vlim降低，以便初级电流保持稳定而 不会突然增加。设置最低极限值VlimL以避免不希望的应力施加于晶体管， 同时设置最高极限值VlimH以防止晶体管的ON周期太短。
图5表示延迟电路120的细节，延迟电路120设置在限制器100和比 较器61之间，使峰值电流指令值逐渐增加到希望的水平。电路120包括电 阻器121、122、123、和124的分压器，电阻器121、122、123、和 124分配表示来自误差放大器55的峰值电流指令值Voe和极限值Vlim的较 低一个的限制器100的输出电压Vol。一对串联二极管126和127与电阻器 122串联连接，横跨电阻器123，将二极管的正向电压加到来自限制器100 的输出电压上，将得到的电压Vc2作为新的峰值电流指令值提供给比较器 61。电容器125与电阻器121-124合作以产生时间常数，用于延迟峰值电 流指令值Vc2的升高。虽然未示出，当镇流器断开时，电容器125被连接 以放电。延迟电路120的操作示于图6中。在输入电压Vin升高时，极限值 Vlim升高到aV。同时误差放大器55的输出Veo升高到比aV高的bV，因 此限制器的输出Vol升高到aV。然后，延迟电路120动作以提供峰值电流 指令值Vc2，峰值电流指令值Vc2逐渐增加到被减小到比aV低的cV。通 过峰值电流指令值的逐渐增加，可以进行晶体管23的软开关，因此减少施 加于晶体管23和转换器20的其它部件的应力。选择二极管126和127以 使它们具有与在开关电压检测器70中使用的晶体管71和72相同的特性， 以便偏置二极管71和72的正向电压的与温度等相关的变量，由此确保在 比较器61中进行被监视的初级电流和峰值电流指令值之间的可靠比较。
图7表示电流监视器57的细节，在刚刚打开电灯5之后的短暂过渡周 期过程中，该电流监视器57给误差放大器55提供表示来自转换器20的实 际输出电流的监视输出电流。电流监视器57包括通过电阻器132连接到电 流传感器56的放大器131，用于提供对应放大电压。放大器131的输出端 通过开关136连接到误差放大器55，用于给误差放大器55提供监视电流 值Ila。提供与放大器31相关的滤波器，并由电阻器132、反馈电阻器133、 偏置电阻器135和反馈电容器134构成。开关136被电灯打开/关闭检测器 58激活，检测器58基于转换器20的输出电压检测电灯是否打开或关闭。 当检测到电灯打开时，开关136将放大器131的输出连接到误差放大器55。 反之，即当检测到在电灯启动之后电灯仍然为关闭时，开关136将电流指 令计算器52的输出通过衰减器137连接到误差放大器55。衰减器137动 作以产生电流指令值KIla的k倍(其中0＜k＜1)，从而通过开关136给误 差放大器55提供模拟监视电流值Ila。现在参照图8介绍电流监视器57的 操作。在灯启动之后但在灯被打开之前的电灯关闭周期期间，实质上没有 输出电流从转换器20流过。在该周期期间，误差放大器55接收是乘以k 的电流指令值KIla的b′V的模拟监视电流值Ila。这样，在电灯刚刚打开之 后，放大器131馈送监视电流值Ila，通过滤波器的作用该电流值Ila从b′V 增加到实际输出电流的aV。因此，电灯一被打开，监视输出电流Ila就可 以快速跟随实际输出电流，以确保可靠的电灯控制。在电灯关闭周期期间 没有提供模拟监视输出电流时，馈送给误差放大器55的监视电流值将在实 际输出电流后面延迟，如图8中的虚线表示的。
图9表示极限值发生器101A的修改，可以利用该极限值发生器101A 代替上述发生器101以给限制器100提供极限值Vlim。发生器101A包括 提供参考电压Vref的分压的电阻器102和103的分压器。一对串联二极管 104和105被连接以将二极管的正向电压加到分压上，用于产生馈送给限制 器100的极限值Vlim。提供上拉电阻器106以将二极管105的阳极连接到 电压源Vcc，以使二极管导通。选择二极管104和105，使它们具有与在 开关电压检测器70中使用的二极管71和72相同的特性，以便偏置二极管 71和72的正向电压的与温度等相关的变量，由此确保在比较器61中进行 被监视的初级电流和峰值电流指令值之间的可靠比较。
图10表示极限值发生器101B的另一修改，可以利用该极限值发生器 101B代替图1的发生器101，给限制器100提供极限值Vlim2，极限值Vlim2 在电灯刚刚启动之后逐渐增加。发生器101B包括电阻器141和142的分压 器，该分压器提供参考电压Vref的分压以产生参考极限值Vlim。连接一对 串联二极管143和144，将二极管的正向电压加到参考电压Vlim上。提供 上拉电阻器145以将二极管144的阳极连接到电压源Vcc上，以使二极管 导通。连接电容器146，从而与电阻器141、142和145合作以提供用于 延迟参考极限值Vlim的升高的时间常数，通过逐渐增加的上缘将参考极限 值Vlim修改为新的极限值Vlim2。虽然未示出，电容器146被连接成在镇 流器断开时放电。发生器101B的操作示于图11中。当输入电压Vin升高 时，控制电压Vcc和参考极限值Vlim分别升高到dV和aV。而且，极限 值Vlim2逐渐升高到cV。在误差放大器55的输出Veo是比cV高的bV时， 峰值电流指令值Vc2将是极限值Vlim2。通过峰值电流指令值Vc2的逐渐 增加，可以进行晶体管23的软开关，因此减少了施加于晶体管23和转换 器20的其它部件的应力。选择二极管143和144，使它们具有与在开关电 压检测器70中采用的二极管71和72相同的特性，以便偏置二极管71和 72的正向电压的与温度等相关的变量，由此确保在比较器61中进行被监视 的初级电流和峰值电流指令值之间的可靠比较。
图12表示极限值发生器101C的另一修改，可以利用该极限值发生器 101C代替图1的发生器101，给限制器100提供极限值Vlim2，极限值Vlim2 在电灯启动之后在限制时间周期T内降低，以便逐步升高峰值电流指令值， 用于减少施加于晶体管23和转换器20的其它部件的应力。发生器101C包 括电阻器151和152和156的分压器，该分压器提供参考电压Vref的分压， 用以产生参考极限值Vlim。连接一对串联二极管153和154，将二极管的 正向电压加到分压上，用以产生要馈送到限制器100的极限值Vlim2。提 供上拉电阻器155以将二极管154的阳极连接到电压源Vcc，用以导通二 极管。横跨电阻器156连接开关157，以在限制时间周期T时闭合，之后 打开，由此在时间周期T过程中产生降低的极限值Vlim2和参考极限值 Vlim，并随后产生升高的极限值Vlim2和参考极限值Vlim。发生器101C 的操作示于图13中。在输入电压Vin升高时，控制电压Vcc升高到dV。 在电灯刚刚启动之后的时间周期T期间，参考极限值Vlim升高到a′V，并 随后逐步升高到aV。因而，极限值Vlim2在周期T期间升高到c′V并随后 升高到cV。当误差放大器55的输出电压为比cV高的bV时，限制器100 提供极限值Vlim2作为峰值电流指令值Vc2。这样，在电灯刚刚启动之后 的初始周期T期间，极限值被保持在低电平，然后以逐步方式增加到高电 平，以便进行晶体管23的软开关，因此减少了施加到晶体管23和转换器 20的其它部件的应力。选择二极管153和154，使它们具有与在开关电压 检测器70中采用的二极管71和72相同的特性，以便偏置二极管71和72 的正向电压的与温度等相关的变量，由此确保在比较器61中进行被监视的 初级电流和峰值电流指令值之间的可靠比较。
图14表示与限制器100连接的衰减器110，以便偏置开关电压检测器 70中的二极管71和72的正向电压的与温度等相关的变量。在这种情况下， 极限值Vlim是被电阻器107和108分配的参考电压Vref的分压。衰减器 110使从限制器100输出的电压即极限值Vlim和来自误差放大器55的峰值 电流指令值的较低一个作为新的峰值电流指令值传给比较器61。衰减器110 包括电阻器111、113和116的分压器，该分压器分配表示误差放大器输出 Veo和极限值Vlim的较低一个的输出电压。一对串联二极管114和115横 跨电阻器113与电阻器112连接，将二极管的正向电压加到出现在电阻器 113和116之间的接点的电压上，将得到的峰值电流指令值提供给比较器 61。而且在这种情况下，选择二极管114和115，使它们具有与用在开关 电压检测器70中的二极管71和72相同的特性，以便偏置二极管71和72 的正向电压的与温度等相关的变量，由此确保在比较器61中进行被监视的 初级电流和峰值电流指令值之间的可靠比较。
图15表示修改的开关电压检测器170，可用该开关电压检测器170代 替图1的实施例中所示的检测器70。晶体管23的漏-源电压通过电阻器 171馈送给第一比较器61的非反相输入端(+)，在那里它将比较峰值电流指 令值或来自误差放大器55的指令值，用以改变晶体管23的ON终止极限。 而且，晶体管23的漏-源电压通过由电容器172和电阻器173构成的微分 器馈送给第二比较器62的反相输入端(-)，以产生漏-源电压的变量Δ。然 后变量ΔV在比较器62与由参考电压Vn1所给的某一电平比较，以便确定 次级电流降低到零时的定时，以便改变晶体管23的OFF终止极限，如参考 第一实施例的介绍。在电路中提供由二极管174和175构成的第一二极管 箝位，防止过高和过低的电压输送给比较器61，以保护比较器61。同样， 在电路中提供由二极管176和177构成的第二二极管箝位，防止过高和过 低电压输送给比较器62，以保护比较器62。
图16表示另一修改的开关电压检测器170D，该开关电压检测器170D 可用于代替图1实施例的检测器70并与图15的改型基本上相同，除了二 极管178连接于电容器172D两端之外。相同部件用相同标号增加字母 “D”表示。通过增加二极管178，输送给第二比较器62的反相输入端(-) 的电压除了表示变量ΔV的分量之外可包括表示漏-源电压本身的分量。众 所周知，漏-源电压本身也可以表示通过次级线圈22的次级电流I2减少到 零时的定时。就是说，在晶体管23截止以使次级电流I2流过次级线圈22 时，初级线圈21遇到附加给电池10的源DC电压的反电动势，从而漏-源 电压变得比源DC电压高很多。此后，在次级线圈22将其能量释放到次级 电流I2降低到零的程度时，漏-源电压变得接近等于电池10的源DC电 压。因此，在漏-源电压降低到对应源DC电压的某一电平时可得到次级电 流降低到零时的定时。考虑到这一点，可以利用该改型，在变量ΔV或晶体 管23的漏-源电压基础上，通过适当设置包括参考电压Vn1的电路常数， 比较器62可确定次级电流降低到零的定时。
图17表示另一修改的开关电压检测器170E，该开关电压检测器170E 可用于替代图1的实施例的检测器70，并且基本上与图16的改型相同， 除了偏置电压179与电阻器171E串联之外。相同的部件由相同的标号加上 字母“E”表示。通过给漏-源电压填加偏置电压，保证了镇流器的可靠 操作。特别是遇到即使输出电流流过但输出功率几乎为零的条件下，即输 出电压非常低，在误差放大器55产生的峰值电流指令值相当低，并将对应 的低电平电压施加到第一比较器61的反相输入端(-)。在这个条件下，漏- 源电压加上偏置电压必定超过峰值电流指令值的低电平电压，从而比较器 61可发送高电平输出，用于使晶体管23的ON周期最小化。利用这个结果， 转换器的输出被由第二比较器62的输出确定的变化OFF周期控制。在这种 情况下，应该注意，第一实施例的检测器70中使用的二极管71和72给晶 体管的漏-源电压提供相同的偏置电压，用于在第一比较器61进行比较。
图18表示又一修改的开关检测器170F，该开关检测器170F可代替第 一实施例的检测器70。开关检测器170F包括电阻器171F，晶体管23的 漏-源电压通过该电阻器171F输送给第一比较器61的非反相输入端(+)和 第二比较器62的反相输入端(-)。在电路中提供由二极管174F和175F构成 的二极管箝位，防止过高和过低电压输送给比较器61和62，用于保护比 较器61和62。在该改型中，指示初级电流的漏-源电压在第一比较器61 与峰值电流指令值比较，用于改变晶体管23的ON周期，并在第二比较器 62中与参考电压Vn1比较，以确定次级电流是否降低到零，用以改变晶体 管23的OFF周期。
图19表示根据本发明第二实施例的镇流器，该镇流器基本上与第一实 施例的相同，除了第二比较器62G直接与电流传感器66连接之外，其中该 电流传感器66位于次级线圈22G的一端，用于接收指示流过次级线圈的次 级电流的对应电压。相同部件用相同标号加上“G”表示。比较器62G的 非反相输入端(+)接地，当次级电流降低到零时比较器62G提供高电平输 出，改变晶体管23G的OFF周期，如参考第一实施例的图2所描述。第一 比较器61G与邻近晶体管23G的电流传感器67连接，以接收指示流过晶体 管23G的初级电流的对应电压，以与峰值电流指令值比较，以便改变ON 周期，如参考第一实施例图2所介绍的。而且在该实施例中，极限值发生 器1001G包括比较器109，比较器109比较转换器20G的输出电压和参考 电平以切换VlimH和VlimL之间的极限值，从而当输出电压比参考电平低 时高极限值VlimH输送给限制器101G，反之低极限值VlimL输送给限制 器100G。
虽然上述实施例公开了反馈型电压转换器，但本发明应该不限于此， 本发明可以包括其它类型的电压转换器，如其中电感器横跨DC源电压与平 滑电容器和开关元件串联连接的升降压转换器，其中在说明书和权利要求 书中使用的初级电流被定义为在开关元件导通时流过开关元件的电流，而 次级电流被定义为在开关元件截止时从电感器释放的电流。
                        标号列表
5电灯                  70开关电压检测器  
10电池                 71二极管
20电压转换器           72二极管
21初级线圈             73上拉电阻器
22次级线圈             74电容器
23晶体管               75电阻器
24电容器               76二极管
25二极管               77二极管
30反用换流器           80振荡器
31开关                 81RS触发器
32开关                 82复位比较器
33开关                 83设置比较器
34开关                 84第一开关
35驱动器               85第二开关
40启动器               86电流源
50控制器               87电容器
51功率指令发生器       88开关
52电流指令计算器       89功能单元
53输出电压监视器       94开关
54放大器               95功能单元
55误差放大器           96电流源
56电流传感器           97电容器
57电流监视器           98开关
58电灯打开/关闭检测器  99失效开关
61比较器               100限制器
62比较器               101极限值发生器
63比较器                 102电阻器
64比较器                 103电阻器
66电流传感器             104二极管
67电流传感器             105二极管
                         106电阻器
                         107电阻器
                         108电阻器
109比较器                155电阻器
110衰减器                156电阻器
111电阻器                157开关
112电阻器
113电阻器                170开关电压检测器
114二极管                171电阻器
115二极管                172电容器
116电阻器                173电阻器
                         174二极管
120延迟电路              175二极管
121电阻器                176二极管
122电阻器                177二极管
123电阻器                178二极管
124电阻器                179偏置电压
125电容器
126二极管
127二极管
131放大器
132电阻器
133电阻器
134电容器
135电阻器
136开关
137衰减器
141电阻器
142电阻器
143二极管
144二极管
145电阻器
146电容器
151电阻器
152电阻器
153二极管
154二极管