專利名稱：用于運(yùn)行至少一個低壓放電燈的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分所述的用于運(yùn)行至少一個低壓放電燈的方法。
背景技術(shù)：
公開文獻(xiàn)WO 00/72640 A1介紹了一種電路設(shè)置和借助于半橋逆變器運(yùn)行低壓放電燈的方法，其中，至少一個低壓放電燈的燈電極在氣體放電點火之前的加熱階段期間，在該至少一個低壓放電燈內(nèi)借助于一個其初級線圈側(cè)電流借助于可控開關(guān)裝置被供給脈沖的變壓器施加加熱電流，并監(jiān)測至少一個燈電極的電阻變化，以便識別連接在運(yùn)行裝置上的低壓放電燈的類型。燈電極電阻的變化借助于設(shè)置在變壓器次級線圈側(cè)的歐姆電阻進(jìn)行監(jiān)測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于識別連接在運(yùn)行裝置上的低壓放電燈類型的簡單方法。
該目的依據(jù)本發(fā)明通過權(quán)利要求1的特征得以實現(xiàn)。本發(fā)明特別具有優(yōu)點的構(gòu)成在從屬權(quán)利要求中予以說明。
依據(jù)本發(fā)明的方法用于借助于逆變器運(yùn)行至少一個低壓放電燈，其中，至少一個低壓放電燈的燈電極在氣體放電點火之前的加熱階段期間，在該至少一個低壓放電燈內(nèi)借助于一個其初級線圈側(cè)電流借助于可控開關(guān)裝置被供給脈沖的變壓器施加加熱電流，并監(jiān)測至少一個燈電極的電阻變化，依據(jù)本發(fā)明其特征在于，可控開關(guān)裝置與第一逆變器開關(guān)裝置同步切換，并借助于設(shè)置在變壓器初級線圈側(cè)上的電阻元件確定至少一個燈電極的電阻變化，方法是對加熱期間在至少兩個不同時間點上分析電阻元件上的電壓降。
與依據(jù)本發(fā)明的方法相應(yīng)，為在燈電極預(yù)熱期間識別燈類型，分析通過變壓器初級線圈的電流，而不是變壓器次級線圈側(cè)上的加熱電流。由此可以取消變壓器次級回路中的測量設(shè)置，并相應(yīng)簡化了監(jiān)測裝置。此外，依據(jù)本發(fā)明的方法和依據(jù)本發(fā)明的電路設(shè)置有利地可以用于多個低壓放電燈的運(yùn)行，因為多燈運(yùn)行無需附加的測量裝置。燈電極隨著增加加熱的電阻增長與負(fù)荷電路中運(yùn)行的低壓放電燈數(shù)量沒有關(guān)系地，依據(jù)本發(fā)明僅借助于變壓器初級線圈側(cè)上的電阻元件被檢測，方法是加熱階段期間在至少兩個不同的時間點上分析該電阻元件上的電壓降。
最好在第一時間點上分析該電阻元件上的電壓降，該第一時間點設(shè)置在加熱階段開始后10ms-50ms范圍的時窗內(nèi)，以便能夠可靠分析燈電極的冷態(tài)電阻。此外具有優(yōu)點的是，在第二時間點上分析該電阻元件上的電壓降，該第二時間點設(shè)置在加熱階段結(jié)束時，以便能夠可靠地分析燈電極的熱態(tài)電阻。從這兩個測量值的比較中可以確定，燈電極在加熱階段開始時是否處于冷態(tài)，或者是否取代燈連接了等效電阻。僅從第二測量值中就可以確定燈類型。依據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實施方式，只有當(dāng)上述兩個測量值的差值絕對值超過預(yù)先規(guī)定值時，才進(jìn)行燈類型的識別。在其他情況下認(rèn)為，或者取代低壓放電燈在運(yùn)行裝置上連接了等效電阻，或者燈電極在從上次燈運(yùn)行以來的加熱階段開始時尚未完全冷卻。
電阻元件上電壓降的分析以具有優(yōu)點的方式借助于低通濾波器進(jìn)行。該低通濾波器按一定的時間間隔對電阻元件上的電壓降取平均值，該時間間隔與可控開關(guān)裝置以及逆變器的開關(guān)脈沖相比更長，但與燈電極的加熱階段持續(xù)時間相比更短。燈內(nèi)氣體放電點火之前加熱階段的持續(xù)時間最好是固定的，約為600ms，而加熱階段可控開關(guān)裝置的開關(guān)脈沖約為10μs。
儲存在變壓器初級線圈內(nèi)的能量以具有優(yōu)點的方式在可控開關(guān)裝置斷開期間借助第二逆變器開關(guān)裝置輸出，以防止可控開關(guān)裝置的電壓超負(fù)荷。儲存在初級線圈中的能量最好反饋到作為該逆變器的直流電源使用的級間耦合電路電容器內(nèi)，以便能夠?qū)⒃撃芰坑糜跓暨\(yùn)行。


下面借助附圖的優(yōu)選實施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。其中圖1示出用于實施本發(fā)明方法的第一電路設(shè)置的示意圖；圖2示出在通過第一運(yùn)行狀態(tài)的低通濾波器取平均值后由變壓器初級線圈側(cè)的電流通過的電阻上電壓降在時間上的變化；圖3示出在通過第二運(yùn)行狀態(tài)的低通濾波器取平均值后由變壓器初級線圈側(cè)的電流通過的電阻上電壓降在時間上的變化；
圖4示出在通過第三運(yùn)行狀態(tài)的低通濾波器取平均值后由變壓器初級線圈側(cè)的電流通過的電阻上電壓降在時間上的變化；圖5示出用于實施本發(fā)明方法的第二電路設(shè)置的示意圖。
具體實施例方式
圖1所示的電路設(shè)置是一種電子前聯(lián)裝置，用于運(yùn)行特別是熒光燈這樣的低壓放電燈。
該電路設(shè)置具有兩個按半橋逆變器方式設(shè)置的場效應(yīng)晶體管T1、T2。兩個場效應(yīng)晶體管從微控制器MC得到控制信號。與半橋逆變器T1、T2的直流電壓輸入端并聯(lián)設(shè)置具有較大容量的級間耦合電路電容器C1。該級間耦合電路電容器C1作為半橋逆變器的直流電源使用。向該級間耦合電路電容器C1提供約400V的直流電壓，該直流電壓從電源交流電壓中借助于電源電壓整流器(未示出)和升壓調(diào)節(jié)器(Hochsetisteller，未示出)產(chǎn)生。級間耦合電路電容器C1與升壓調(diào)節(jié)器的電壓輸出端并聯(lián)設(shè)置。在半橋逆變器的輸出端M上連接作為串聯(lián)諧振電路構(gòu)成的負(fù)荷電路，該電路主要由燈扼流圈L1和點火電容器C2組成。與點火電容器C2并聯(lián)熒光燈LP的放電路段和耦合電容器C3，該耦合電容器在燈運(yùn)行期間在半橋逆變器處于起振狀態(tài)下可充電至半橋逆變器電源電壓的一半。熒光燈LP的電極E1、E2作為帶有各自兩個電接線的電極螺旋絲構(gòu)成。與電極螺旋絲E1、E2并聯(lián)變壓器的各自一個次級線圈S1、S2，該變壓器用于電極螺旋絲E1、E2的感應(yīng)加熱。該變壓器的初級線圈P1與另一個場效應(yīng)晶體管T3和測量電阻R1的電路串聯(lián)，該另一場效應(yīng)晶體管的控制電極同樣由微控制器MC施加控制信號。由組件P1、T3和R1組成的串聯(lián)電路連接在半橋逆變器的輸出端M上。初級線圈P1的第一接線與半橋逆變器的輸出端或中間抽頭M并與燈扼流圈L1連接，而初級線圈P1的第二接線與場效應(yīng)晶體管T3連接，并在直流電流正向上通過一個二極管D1與級間耦合電路電容器C1的處于高電位的接線(+)連接。測量電阻R1的第一接線與外殼電位(-)連接，而測量電阻的第二接線與場效應(yīng)晶體管T3并通過低通濾波器R2、C4與微控制器MC的電壓輸入端A連接。
借助于充電至半橋逆變器半個電源電壓的耦合電容器C3和半橋逆變器交變開關(guān)的晶體管T1、T2，負(fù)荷電路L1、C2、LP以公知的方式施加高頻交流電壓，其頻率通過晶體管T1、T2的開關(guān)脈沖確定并處于約50KHz-約150KHz的范圍內(nèi)。在熒光燈LP中氣體放電點火之前，其燈電極E1、E2借助于變壓器P1、S1、S2感應(yīng)地施加加熱電流。為此目的，微控制器MC將晶體管T3與晶體管T1同步接通和斷開。因此，在晶體管T1、T3的接通期間，電流從初級線圈P1和測量電阻R1通過。在晶體管T1、T3的斷開期間，電流通過測量電阻R1中斷。儲存在初級線圈P1磁場中的能量在晶體管T1、T3的斷開期間和晶體管T2的接通期間，通過二極管D1輸送給級間耦合電路電容器C1。由于交變開關(guān)的晶體管T1、T2和與晶體管T1同步開關(guān)的晶體管T3，流過初級線圈P1一個高頻電流，該電流在次級線圈S1、S2中對電極螺旋絲E1、E2感應(yīng)相應(yīng)的加熱電流。利用低通濾波器R2、C4，測量電阻R1上的電壓降在晶體管T3的多個開關(guān)脈沖的時間間隔上取平均值，并輸送給微控制器MC的電壓輸入端A。微控制器MC接線A上的輸入電壓借助于一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并在微控制器MC中進(jìn)行分析。
在熒光燈LP氣體放電點火前電極螺旋絲E1、E2的加熱階段持續(xù)約600ms。微控制器MC在加熱階段期間的兩個不同時間點上檢測出低通濾波器的電容器C4上的電壓降。通過微控制器MC對電容器C4上電壓降的第一檢測在加熱階段開始后約30ms，第二檢測在加熱階段結(jié)束時，也就是加熱階段開始后約600ms進(jìn)行。如果兩個電壓值差值的絕對值超過預(yù)先規(guī)定的例如0.1V的閾值，那么為識別熒光燈LP的燈類型將在加熱階段結(jié)束時檢測的電壓值與儲存在微控制器MC內(nèi)的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。如果沒有超過該閾值，則不必分析電容器C4或測量電阻R1上的電壓降。低通濾波器測量電阻R1或電容器C4上電壓降時間上的變化與加熱階段期間電極螺旋絲E1、E2電阻時間上的變化是相互聯(lián)系的。電極螺旋絲E1、E2的熱態(tài)電阻，也就是其在加熱階段結(jié)束時的電阻對于不同類型的熒光燈是不同的。因此，可以把電極螺旋絲的熱態(tài)電阻用于燈類型的識別。
圖2-4示出依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在通過低通濾波器R2、C4對電路設(shè)置的三個不同運(yùn)行狀態(tài)取平均值后，由變壓器P1、S1、S2初級線圈側(cè)電流通過的電阻R1上電壓降時間上的變化。
圖2所示的電容器C4上電壓降時間上的變化相當(dāng)于帶有熒光燈LP的電路設(shè)置的運(yùn)行，其電極螺旋絲E1、E2在加熱階段開始時是冷態(tài)的，也就是室溫。電容器C4上的電壓降因此先是上升，約30ms后達(dá)到0.48V的最大值，隨后下降，以在600ms后的加熱階段結(jié)束時達(dá)到最小值0.22V。該最大值與電極螺旋絲E1、E2的冷態(tài)電阻相互聯(lián)系，而加熱階段結(jié)束時的最小值與電極螺旋絲E1、E2的熱態(tài)電阻相互聯(lián)系。由鎢組成的電極螺旋絲E1、E2的電阻取決于溫度，就是說，它隨溫度的上升而增加。
圖3示出同一電路設(shè)置和同一熒光燈LP的電容器C4上電壓降時間上的變化。但電極螺旋絲E1、E2在加熱階段開始時由于上次燈運(yùn)行尚未完全冷卻。因此，圖3中示出的電壓降在約30ms時達(dá)到僅0.27V的并不明顯的最大值，而加熱階段結(jié)束時同樣達(dá)到曲線的最小值，但也僅有0.20V。
圖4中示出的電容器C4上電壓降時間上的變化相當(dāng)于上述電路設(shè)置采用歐姆等效電阻取代熒光燈LP電極螺旋絲E1或E2的運(yùn)行。除了加熱階段前30ms期間升高之外，電容器C4上的電壓降不取決于時間，約為0.22V。
微控制器MC檢測電容器C4上的電壓降，第一次是在加熱階段開始后約30ms，第二次是在加熱階段開始后約600ms。如果兩個電壓值差值的絕對值超過預(yù)先規(guī)定的例如0.1V的閾值，那么要將加熱階段結(jié)束時的電壓值與儲存在微控制器MC中的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較并用于燈類型識別。這種情況只在圖2所示的電壓變化的情況下出現(xiàn)。在另外兩種情況下，也就是圖3和4所示的電壓變化情況下，則沒有進(jìn)行與燈類型識別相關(guān)的分析。在這兩種情況下，為電路設(shè)置或電運(yùn)行裝置的運(yùn)行使用由上次燈運(yùn)行儲存在微控制器MC內(nèi)的數(shù)據(jù)。
電極螺旋絲E1、E2的預(yù)熱階段結(jié)束后，在電容器C2上借助于諧振銳度的方法提供用于熒光燈LP中氣體放電點火所需的點火電壓，方法是降低半橋逆變器T1、T2的開關(guān)頻率，從而該開關(guān)頻率接近串聯(lián)諧振電路L1、C2的諧振頻率。熒光燈內(nèi)氣體放電點火后，可以通過改變半橋逆變器T1、T2的開關(guān)頻率進(jìn)行熒光燈LP的亮度調(diào)節(jié)。在熒光燈LP的調(diào)光運(yùn)行期間，借助于變壓器P1、S1、S2和晶體管T3向其電極螺旋絲E1、E2施加加熱電流，該加熱電流和放電電流一起通過電極螺旋絲E1、E2。加熱電流或加熱功率在取決于熒光燈亮度的情況下進(jìn)行調(diào)整。若亮度較低，也就是要調(diào)高熒光燈LP亮度的情況下要調(diào)高加熱功率。加熱功率通過改變晶體管T3的脈沖寬度，特別是通過改變晶體管T3的接通時間進(jìn)行調(diào)整。晶體管T3與晶體管T1同步接通。晶體管T3的接通時間在最大加熱功率時為晶體管T1接通時間的100％。當(dāng)加熱功率較低時，晶體管T3的接通時間短于晶體管T1的接通時間。
圖5示出另一電路設(shè)置，特別適合于依據(jù)本發(fā)明的方法使用。該電路設(shè)置與圖1所示的電路設(shè)置大體相同。因此，圖1和5中相同的部件也采用相同的附圖符號。與圖1所示電路設(shè)置的區(qū)別在于，圖5所示的電路設(shè)置具有兩個附加的二極管D2、D3，它們各自與次級線圈S1或S2和電極螺旋絲E1或E2串聯(lián)。二極管D2、D3和變壓器線圈P1、S1、S2繞線方向的設(shè)置這樣相互確定，使變壓器P1、S1、S2與二極管D2、D3和晶體管T3構(gòu)成一個流量轉(zhuǎn)換器。在晶體管T3通電階段期間，該電流通過初級線圈P1在次級線圈S1、S2中感應(yīng)出電極螺旋絲E1、E2的加熱電流。在晶體管T3閉塞期間，二極管D2、D3在閉塞方向上極化，從而在此期間加熱電流不能流過。儲存在初級線圈P1內(nèi)的能量在晶體管T2通電階段期間通過二極管D1輸送到電容器C1上。
本發(fā)明并不局限于上面詳細(xì)介紹的實施例。除了僅在預(yù)熱階段開始和結(jié)束時分析在電極E1、E2預(yù)熱階段期間電阻R1上的電壓降外，也可以借助于微控制器MC分析該電壓降在整個時間上的變化，或者僅將電阻R1上電壓降的最大值與預(yù)熱階段結(jié)束時該電壓降的終值進(jìn)行比較，以便能夠識別低壓放電燈或熒光燈LP的燈類型。
權(quán)利要求
1.用于借助于逆變器運(yùn)行至少一個低壓放電燈的方法，其中，至少一個低壓放電燈(LP)的燈電極(E1，E2)在氣體放電點火之前的加熱階段期間，在該至少一個低壓放電燈(LP)內(nèi)借助于一個其初級線圈側(cè)電流借助于可控開關(guān)裝置(T3)被供給脈沖的變壓器(P1，S1，S2)施加加熱電流，并監(jiān)測至少一個燈電極(E1，E2)的電阻變化，其特征在于，可控開關(guān)裝置(T3)與第一逆變器開關(guān)裝置(T1)同步切換，并借助于設(shè)置在變壓器(P1，S1，S2)初級線圈側(cè)上的電阻元件(R1)確定至少一個燈電極(E1，E2)的電阻變化，方法是對加熱期間在至少兩個不同時間點上分析電阻元件(R1)上的電壓降。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于低通濾波器(R2，C4)分析電阻元件(R1)上的電壓降。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，儲存在初級線圈(P1)中的能量在可控開關(guān)裝置(T3)斷開期間借助第二逆變器開關(guān)裝置(T2)和二極管電路(D1)輸出。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，分析電阻元件(R1)上電壓降的第一時間點設(shè)置在加熱階段開始后10ms-50ms的時窗內(nèi)。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，測定電阻元件(R1)上電壓降的最大值。
6.按權(quán)利要求1，4或5所述的方法，其特征在于，分析電阻元件(R1)上電壓降的第二時間點設(shè)置在加熱階段結(jié)束時。
7.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在至少一個低壓放電燈(LP)內(nèi)氣體放電點火后，為調(diào)節(jié)燈電極(E1，E2)的加熱功率分析電阻元件(R1)上的電壓降，加熱功率隨可控開關(guān)裝置(T3)接通時間的改變而變化，其中，可控開關(guān)裝置(T3)與第一逆變器開關(guān)裝置(T1)同步接通，而且其接通時間小于或者等于第一逆變器開關(guān)裝置(T1)的接通時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于運(yùn)行至少一個帶有可加熱燈電極(E1，E2)的低壓放電燈(LP)的方法，其中，在燈電極(E1，E2)的預(yù)熱階段期間對燈類型進(jìn)行識別。在此方面，充分利用了燈電極(E1，E2)電阻的溫度依賴性。
文檔編號H05B41/295GK1638593SQ200410082098
公開日2005年7月13日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者P·克魯梅爾 申請人:電燈專利信托有限公司