专利名称：延时起始电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种专用于荧光灯的控制系统，更具体地说，涉及一种能使荧光灯变暗时所需的信号延迟一预定时间周期的起始电路。
由本发明人和同一代理人提出的其它两份名称分别为“用于感性负载的功率控制电路”和“具有最小功耗的凹口电路”的专利申请已与本申请在同一日递交，它们所公开的和要求保护的电路与本发明共同有效。
由L.S.Athertion，R.A.Black，Jr.，A.D.kompelien以及本发明的代理人于1986年8月21日提交的、档案号为898，569的在审申请中描述了一种电路，该电路通过在激光荧光灯的电源的交流波形上产生“凹口”，并且控制凹口的宽度和位置来使荧光灯变暗。在这个在审申请中，荧光灯的感性镇流器的电源的正、负两个半周内都被中断一个短时间，这使得在波形的每一半周上都存在一个凹口。这些“凹口”的位置和宽度使供给镇流器的电源产生变化，从而提供了所需的调光。
已经发现，具有使荧光灯变暗所需信号的启动系统在“断路”一段时间后，荧光灯的寿命会不希望地变短。这是因为在灯管能够完全接受使荧光灯变暗所需的信号之前，其灯丝或阴极需要至少10到15秒的予热时间。在初始起动后过早地加上调光信号，就会引起灯的过分损耗，并降低其寿命。
理想的情况是，总是在荧光灯控制系统“全通”一足够的预定时间的条件下来启动，使得在调光信号产生之前灯丝被完全激活。甚至在“全通”信号加入之前，最好再等2-3秒钟，以使控制电路中的电器元件稳定。
本发明在对荧光灯施加任何信号之前提供一个延迟两秒或三秒的控制信号，然后，在系统启动时或在系统“断路”的任何时间周期，为荧光灯施加另一个10秒左右的“全通”信号。该第一延迟是在荧光灯接通任何信号之前，它维持一充裕的时间，以使电器元件全部起作用，而第二延迟是施加一“全通”信号以足够时间，以使得最后施加调光控制信号之前允许荧光灯的灯丝被预热。这可以采用奇特的信号延迟电路来实现，即首先在几秒钟内不激励控制电路，然后产生一个重新调整计数器的输出信号，该计数器用来为荧光灯提供调光信号，这样，为荧光灯提供了另一稍长延迟时间的“全通”信号。
图1是本发明的原理图;
图2是图1中“或非”门的逻辑图;
图3是图1中“与非”门的逻辑图;
图4是图1中“与非”闩锁的逻辑图;
图5是图1中在电路的不同点上的输出信号的时间关系图。
在图1中，所示的计数器10通过箭头14所示的线路接收来自调光电路12的时钟脉冲输入信号。计数器10和调光电路12可与上述在审申请中所描述的一样。计数器10在Q9和Q10端上产生的输出信号通过箭头16和18所示的线路输入到凹口形成电路20，该凹口形成电路20也可以象上述在审申请中的一样，或者与同日提交的“具有最小功耗的凹口电路”申请中所述凹口形成电路相同。不论哪种情况，计数器10的Q9和Q10端的信号能使开关接通，它最好是栅极开通晶闸管(GTO′S)，以便在供给荧光灯镇流器的电源波形中产生一个凹口。所示的记数器10具有一个复位输入“RES”，它能使计数器重新调整到零点，然后，当某预定值出现后，在Q9和Q10端有输出信号。这样，凹口的宽度和位置被控制，荧光灯变暗。该装置的工作状态可以通过参考上述在审申请变得更清楚，此处不作进一步的阐述。
与上述在审申请中相同的零交叉探测器30示于图1的左端，它通过箭头32所示的线路接收来自交流电源31的电能，电源31可以是荧光灯系统电源变压器的次级绕组。每当供给探测器30的交变电流通过零参考轴时，该探测器30在线35上产生一个短脉冲宽度的正输出电压。线35上的信号波形如图5中波形“B”。
探测器30的输出端通过线37与“与非”门40的输入端1相连接，“与非”门40还有输入端2和输出端3。“与非”门40的逻辑图如图3所示。
所示的二极管42的阴极与线35连接，它的阳极与接点44相连接，接点44本身通过线48与“或非”门46的输入端1相连接，“或非”门46也有输入端2和输出端3，其逻辑图如图2所示。
所示的正电压源50的输出端与接点52相连接，而所示的电阻器接于接点52和接点54之间。
所示的“或非”门的输入端2与接点56相连接，而所示的电容器60接于接点52和56之间。接点56也与二极管的阴极相接，其阳极连接到接点64上，电阻器66接于接点56和64之间。所示的电容器68连接在接点44和64之间。接点64也与正电压源的零电位地线相连。电阻器54和电容器68与二极管42一起作为空周波或电源“断开”电路，这将在下文中描述。电容器60与电阻器66和二极管62一起，用作电源复位信号产生电路，这也将在下文中描述。
所示的“或非”门46的输出端3与第一倒相器70的输入端相连，倒相器70的输出端与接节72相连，接点72本身与第二倒相器74的输入端相连，第二倒相器74的输出端与接点76相连。接点72与接线柱80相连，以便向上述在审申请中所示的电路提供一信号，使其在初始启动时暂时关断GTO开关，这样就产生第一个短时延迟，这一点将在下文中解释。
接点76与虚线所示“与非”门闩锁电路81的输入端2相连接。该闩锁电路81包括具有输入端2和输出端4的第一“与非”门82和具有输入端1和输出端3的第二“与非”门84。“与非”门82的另一输入端与“与非”门84的输出端3相接，而“与非”门84的另一输入端与“与非”门82的输出端4相接。图4给出了“与非”门闩锁81的逻辑图。
接点76还与二极管90的阴极相接，该二极管90的阳极接到接点92，电阻器94连接到接点76和92之间。接点92与“与非”门40的输入端2相连，并且通过电容器96接地。
“与非”门40的输出端3连到接点100，接点100与“与非”门102的输入端相连。“与非”门102具有输入端2和输出端3，“与非”门102的输入端2与“与非”门闩锁81的输出端3相连，“与非”门102的输出端3通过箭头104所示的线路连接到计数器10的复位输入端。
结合下述有关说明并参照附图1-5，可以更好地理解图1的运行过程。
如上所述，所要求的是，在荧光灯的控制电路处于“断开”的情况下，延迟起动使荧光灯变暗所需的任何信号，然后，为荧光灯提供一予定需要时间的未变暗的“全通”信号，以使灯丝预热。依靠这种措施可以延长荧光灯的寿命。同样，如上所述，最好在初始起动后的非常短的时间内，根本不对荧光灯供电，以使电路中的电器元件具有一个初始稳定时期。为了实现荧光灯的初始启动后的很短暂的“断电”，在输出端80上使用一信号，该信号能使对荧光灯镇流器供电的GTO′s和SCR′s“断路”，如在上述在申请中所说的那样。更具体地说，在上述在审申请中，图5C底部的“与非”门具有一个“POR”输出。这个“POR”输出引起SCR′s和GTO′s断路以阻止向荧光灯供电。本发明在接点80处的信号可以采用在审申请中5C的“POR”信号，并且只要在接线柱80处有该信号存在，就能使灯处于“断路”状态。接着，在荧光灯的调光信号被延迟的第一延迟时间后，接线柱80上的信号消失了，这时，在计数器10的复位输入端的信号被维持一段时间，以使计数器10不能运行，因此在这段时间内阻止Q9和Q10处产生任何输出。更具体地说，在上述申请的电路中，调光控制电路的输出将不是要求“全通”情况、“全断”情况，就是处于“全通”和“全断”之间的某个调光信号。当然，在第一延迟时间之后，假如调光控制电路要求“全断”信号，则根本无信号送入荧光灯，因为GTO′s和SCR′s都处于“断路”情况，如在审申请图5A中所示的那样。假如调光控制电路要求“全通”信号，那么图5A的GTO′s为“断路”，而图5A中的SCR′s为“接通”，则荧光灯接收一个“全通”信号，并且不会出现任何问题。然而，假如调光控制电路要求的是某个调光信号，那么本发明的运行开始起作用，即直到特定的延迟时间后，调光信号才加到荧光灯上。在出现一个连续的复位信号时，上述现象就会发生，因为出现在计数器Q9和Q10端的调光信号未能到达，并且在在审申请的图5A中，由于在Q9和Q10端无任何信号，“与非”门114的输出将是高电平，由此使GTO′s在无调光的情况下“接通”。象将要描述的那样，这是本发明工作所要求的条件。
在图5所示的初始时间to时，零交叉探测器将立即开始产生输出脉冲，如线“B”所示。并且直流电源50的电能立即加至电路，如沿最上面的线所示。在此时，直流电源50的输出为正，使接点52上产生一个“高”或“1”的信号，而除了极短的时间(大约为100微秒)有一个脉冲使线35和37上的信号为“1”以外，在线35和37上存在的为“低”或“0”信号。
在该瞬间，“1”信号出现在接点52处，电容器60在极短的时间内将起作用，以致“或非”门46的输入端2将开始接收“1”信号，此时，由于二极管42会将累集在电容器68上的任何电压释放掉，所以接点44基本上是“0”，因此，“或非”门46输入端1将继续为“0”信号。“或非”门46的输入端1和输入端2为“1”时，其输出端3将是“0”(见图2)，因此，在接点72和输出端80处的倒相器70的输出端为“1”，如图5“A”线所示。如上所述，端80处的“1”信号将使得上述在审申请的电路中的SCR′s和GTO′s“断路”，并且只要“1”信号存在，就能阻止对荧光灯供电。这个时间大约为2至3秒，如以下将要描述的那样。
由于“1”信号存在于接点72处，则接点76处的信号为“0”，以致电阻器94的低端和二极管90的阴极是低电位，闩锁电路81的输入端2上输入的信号将为“0”。当接点76为低电位时，接点92也将为低电平，因此，“与非”门40的输入端2上的信号将为“0”。由于“与非”门40的输入端1通过线37接受由图5“B”线所示的脉冲信号，在大部分时间内，用“1”脉冲周期地施加到由探测器30决定的“0”交叉点上，则端1将接收“0”信号。相应地，由图5中线“C”所示，“与非”门40的端3处的输出信号将连续为“1”，与端1处的信号无关(见图3)。因此，接点100处为高电平，闩锁81的输入端1和“与非”门102的输入端1都将在此时接收“1”信号。闩锁81的输入端为“1”，闩锁81的输入端2为“0”，则闩锁81的端3的信号将为“0”，如图5中线“D”所示，而在闩锁81的端4上的信号将为“1”(见图4)。因此，“与非”门102的输入端2将接收“0”信号，“与非”门102的输出端3将产生“1”信号，如图5中线“E”所示，(见图3)。“与非”门102的输出端3的“1”信号被加到计数器10的复位输入端，如上所述，它将阻止计数器10运算，从而阻止信号出现在Q9和Q10到凹口形成电路20处。
在2或3秒之后(这取决于电阻66的电容器60的值)，在时间t1，电容器60已充电达到足以使接头56处下降到“或非”门46的阀值以下，则“0”信号将被加到“或非”门46的输入端2上。“或非”门46的输入端1仍然接收“0”信号，同时“或非”门46的输出端3变为“1”信号，这就意味着在倒相器70输出端上的接点72变成“0”电位，见图5中“A”线，并且，接线柱80不再对上述在审申请中的电路提供正信号，则该电路开始运行，从而正如所希望的那样，“全通”信号将通过GTO′s施加到荧光灯上，这是因为在计数器10的Q9和Q10处并未产生所要求的调光信号，如下将要阐述的那样。
当接点72处于低电平时，倒相器74的输出端为高电平，同时，接点76和闩锁81的输入端2也为高电平。电阻器94的低端和二极管90的阴极将接收“高”信号，但由于电容器96尚未充电，“与非”门40的输入端2仍保持在低信号，直至电容器96充分充电(该时间大约为10秒，取决于电容器96和电阻器94的值)。此时，“与非”门40的输入信号并未改变，而输出端3与接点100都仍维持在高电平上。闩锁81的输入端1接收“1”信号时，闩锁81的输入端2也接收“1”信号，并且从图4的表格中可以确定，闩锁在输出端P3和P4上有“N.C.”，这指明无变化。因此，输出端4将保持在高电位，而输出端3将仍为低电位。所以，“与非”门102在一开始就接收相同的输入信号，而输出端将继续是高电平，以使得计数器10的复位端的高信号将阻止计数器10运行，同时，在Q9和Q10输出端上无信号出现。这就使在审申请的“全通”电路按上述情况运行，并且阻止凹口形成电路20引起荧光灯变暗。
大约10秒之后，在图5中的时间t2上，电容器96已充分地充电，从而超过“与非”门40的阀值，并且“1”信号将出现在输入端2处，如图5中线“D”所示。当这种情况发生时，对于输入端1的每个“1”输入，输出端3就产生一个“0”输出，而对于输入端1的每个“0”输入，输出端3就产生一个“1”输出。因此，接头100上的信号与线37上的信号是相反的，这可以从图5中的线“C”上看出。此时，除了出现“0”脉冲时的零交叉点上之外，闩锁81的输入端1将接收“1”信号。由于闩锁81的输入端2此时接收“1”信号，则闩锁81的输出端3为“高”信号，并且即使在输入端1上的信号为“高”或“1”时，也不会改变，这是因为两个“1”输入在闩锁81中根本不会引起变化。因此，“与非”门102的输入端2一直都在接收“1”信号。在这些条件下，每当输入端1的信号为“1”时，“与非”门102的输出端3就产生“0”信号，每当输入端1的信号为“0”时，“与非”门输出端3就产生“1”信号。同样，输出端3上的信号是与接头100上的信号相反的，而应记住的是，接头100处的信号与零交叉探测器30的输出信号相反。如图5中线“E”所示。因此，从复位输入端到计数器10的输入将与零交叉探测器30上的输出信号相同。并且计数器10能够以正常方式进行运行，以使Q9和Q10处产生输出，该输出使上述申请电路中的GTO开关“接通”，从而在为荧光灯供电的电源中产生凹口，引起调光。
只要电源能够维持荧光灯启动，这种情况就将继续。在断电或系统“开路”时，由于电源电容器(未示出)的存在，使得直流电源50在一个很短的时期内保持正向。但是，所设计的零交叉电路不存在交流零交叉电压，其输出35保持在高电位(1)，使1“或非”门46的输入端1通过从电阻器54上通过的直流电源为电容器68充电而变为正电位。当输入端1接收“1”而输入端2接收“零”时，输出端3产生“0”，接点72和接线柱80将短暂地处于高电位，而接点76将为低电位，这使得电容器96通过二极管90放电，从而使“与非”门40的输入端2处于“0”状态。这样，在“与非”门40的输出端3上产生“1”信号，从而在闩锁81的输入端1产生“1”信号，而闩锁81的输入端2接收“0”信号，同时，从图4可以看出，闩锁81的输出端3的输出将变成“0”。因此，“与非”门102在输入端1上为“1”，在输入端2上为“0”，以使得输出端的信号变为“1”，而计数器10将接收复位信号以阻止进一步运行。同样，可以看出，该电路是被假设处于启动之前、并且准备下一个启动周期出现的条件下的。
虽然本发明结合优选实施例进行了说明，但本领域普遍技术人员能考虑到的结构形式和部件的变化都不会脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于接收电源供电的荧光灯调光电路装置，该调光电路包括一个凹口形成电路，该凹口形成电路具有一输入端，以接收来自表征所需调光的控制电路的控制信号，并且产生一个用以在由为荧光灯提供的信号中形成凹口的输出信号，从而导致所要求的调光，所说的装置能在“启动”条件下对凹口形成电路的输入信号抑制一个予定时间，从而阻止荧光灯变暗，它包括对于“启动”的延迟装置，它在予定的时间内产生一个输出信号，以及使延迟装置与控制装置相连的装置，以防止对它产生的输出信号，该控制装置在延迟装置的输出信号持续的时间内，能阻止信号输入到凹口形成装置。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所说控制装置是一个计数器，它具有一个时钟脉冲输入，一个复位输入和一个控制输出，该时钟脉冲输入接收表征所需调光的调光信号，该计数器正常运行至一予定值，然后对凹口形成电路产生控制信号，并且将所说复位输入接到延迟装置上，以使得来自延迟装置的输出信号使计数器在预定时间内阻止控制信号。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于，凹口形成电路无控制信号时，使得施加到荧光灯的电源在预定时定内不产生凹口。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，进一步包括辅助延迟装置，该辅助延迟装置能在“启动”时产生一“断开”信号，该信号能在荧光灯“预热”期间阻止电源施加于荧光灯。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于，所说的“预热”时间要被选择的足够长，以使电器元件稳定，并且所说的予定时间要比所说的预热时间长，使得在任何调光信号允许所说凹口形成电路产生所需调光之前，足以使荧光灯的灯丝达到工作状态。
6.用于荧光灯调光电路的延迟装置，它通常被用来接收电源的电能，所说的调光电路在收到第一输入信号时就立即运行，以阻止电源施加到荧光灯上，所说的调光电路一接到第二信号，就立即周期地切断为荧光灯施加的电源;所说的调光电路一接到第三个输入信号，就立即阻止第二输入信号工作，并且使电源连续向荧光灯供电，所说的延迟装置从第一时间到第二时间产生第一输出，而至少从第二时间到第三时间产生第二输出，该第一输出被连接到调光电路，为其提供第一输入，该第二输入被连到调光电路，为其提供第三输入，而调光控制装置被连接到调光电路，为其提供第二输入。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于，所说调光电路能产生一个输出，当一收到第二输入时，该输出使电源到荧光灯的电路断开，以便使电源形成凹口来进行调光。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于，所说延迟装置包括第一时间延迟电路，该电路在“启动”时起作用，以产生第一输出，并且第一时间到第二时间的期限足以使调光电路的元件达到稳定。
9.根据权利要求8的装置，其特征在于所说延迟装置包括第二时间延迟电路，该电路在第二时间之前被启动，以产生第二输出，而第二时间到第三时间的间隔足以使荧光灯的灯丝预热。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于，所说的调光电路包括一个计数器，该计数器具有一个被连接的时钟脉冲输入，以接收第二输入信号，该计数器还有一个复位输入，以接收第三输入信号。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于，在接收到复位信号输入之前，每到计算达到一个预定值时，该计数器就产生一个凹口形成信号，该信号能周期地切开电源对荧光灯的供电作用。
12.一种用于荧光灯调光电路的延迟设备，它包括一个计数器，该计数器具有在第一预定值后出现的第一输出，接收来自调光控制电路的所需调光信号的第一输入，该调光控制信号能确定第一预定值，并且具有使计数器重调到初始电平的复位输入，它包括参考装置，它接收交流波形的输入，并在交流波形预定点处产生一个输出，以及延迟装置，它被连接以接收来自参考装置的输出，并且产生一个第一复位输出信号到计数器的复位输入端，从而在足以使灯预热的一个予定时间内阻止计数器运行，随后产生第二复位输出信号到计数器的复位输入端，以允许计数器运行，使调光信号加到灯管上。
13.根据权利要求12的装置，其特征在于，所说参考装置是一个零交叉探测器，并且其输出是在交流波形的每个零交叉处产生的脉冲。
14.根据权利要求12的装置，其特征在于，所说的延迟装置包括第一信号延迟电路，并且第一复位输出信号是正的直流信号。
15.根据权利要求14的装置，其特征在于，所说的第一延迟电路包括一个电阻器和一个电容器。
16.根据权利要求14的装置，其特征在于，所说的第二复位信号是一个零信号。
17.根据权利要求14的装置，其特征在于，所说的延迟装置进一步包括一个第二信号延迟电路，它能在比第一预定时间小的第二预定时间内产生一个输出，以便于在灯接电源之前使电器元件稳定。
全文摘要
一种用于荧光灯调光电路的装置，在第一个足够的时间内，延迟加到灯上的电能，以使电器元件达到稳定，然后延迟到达灯上的任何调光信号，而在足够的时间内，将全部电能施加到灯上，以使其灯丝预热。
文档编号H05B41/392GK1041256SQ8910788
公开日1990年4月11日 申请日期1989年8月31日 优先权日1988年8月31日
发明者小罗伯特·布莱克, 阿龙·D·康普利恩 申请人:霍尼韦尔有限公司