專利名稱：照明設(shè)備的操作裝置中的錯誤探測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及照明設(shè)備的操作裝置領(lǐng)域。典型的例子是用于操作氣體放電燈、高壓燈、發(fā)光二極管等的電子鎮(zhèn)流器。這些操作裝置的一般任務(wù)是為關(guān)聯(lián)的照明設(shè)備提供一具有適合的電壓和/或頻率的供給電壓。
本發(fā)明特別地涉及具有控制單元的操作裝置，為了探測該照明設(shè)備的一錯誤狀態(tài)，測量信號，例如在對操作裝置構(gòu)造的依賴性方面不同的測量信號可以被提供給它。
背景技術(shù)：
正如隨后要描述的，采用照明設(shè)備的"放電燈"實例，存在的錯誤狀態(tài)
由可辨識的測量信號來表現(xiàn)，可辨識的測量信號如下
在一氣體放電燈服務(wù)壽命的末期，通常產(chǎn)生一整流器效應(yīng)，例如，燈電壓的波段不再相對于零線對稱，相反是相對于零線偏移。
其它燈的情況也是這樣，在氣體放電燈中，在氣體放電燈服務(wù)壽命的末期，加熱盤旋管消耗的跡象產(chǎn)生的效應(yīng)是燈電極變得隨時間不均衡地損耗，例如，燈電極上的發(fā)射層的損耗是不同的。
這種不同的發(fā)射度導(dǎo)致的情形是，在對應(yīng)的氣體放電燈中，從一個燈電極流至另 一燈電極的電流比反向流動時要高，這意味著燈電流的瞬時波段要在一半波的持續(xù)時間內(nèi)升高。在兩個燈電極上的不同損耗因此將產(chǎn)生不對稱，這不僅在氣體放電燈服務(wù)壽命的末期導(dǎo)致較大量的燈閃爍，而且，實際上在極端情況下，僅允許氣體放電燈在一半波的持續(xù)時間內(nèi)工作，也就是，在升高的半波持續(xù)時間內(nèi)工作。氣體放電燈類似于一整流器來運作，這意味著上 面描述的效應(yīng)是與"整流器效應(yīng)"相關(guān)的。
在隨時間具有較多損耗量的一燈電極上，電子的工作性能高于具有較少 損耗量的電極。
在燈電極的這種情況下，工作性能一般與從金屬中引出電子所需要的最 小能量有關(guān)。因此，金屬表面的偶極層，也就是燈電極，是決定工作性能的 重要因素。
因此，當該氣體放電燈投入運行時，相比于具有較少損耗量的電極，具 有較多損耗量且具有較高的電子的工作性能的燈電極被較大程度地加熱。燈 電極，特別是在具有小直徑的燈中，能夠被加熱到這種很大的程度，以至于 甚至部分燈泡可能會熔化。為了消除由燈泡加熱結(jié)果所引發(fā)的意外事故的危 險，在氣體放電燈的工作過程中，整流器效應(yīng)必須因此被識別，且氣體放電 燈可能必須被切斷或它的輸入能量必須被減小。
然而，在燈服務(wù)壽命的末期緩慢地產(chǎn)生的整流器效應(yīng)，以及相對于此非 常迅速產(chǎn)生的、也被提及為"硬整流器效應(yīng)"的整流器效應(yīng)，應(yīng)該獲得這兩 者之間的差別。必須識別出這種石更整流器效應(yīng)且必須立即采取對策，因為在 這種硬整流器效應(yīng)的持續(xù)期間，能夠在燈上產(chǎn)生相當高的電壓。無論如何， 鎮(zhèn)流器被要求為緩慢整流器效應(yīng)，也為快速出現(xiàn)的整流器效應(yīng)提供對策。
涉及緩慢整流器效應(yīng)的預(yù)防措施直接針對燈輸出，即，在緩慢整流器效 應(yīng)出現(xiàn)的情形下，燈輸出可能只是在特定范圍內(nèi)的百分比上不同于期望輸出。
相反的，在快速整流器效應(yīng)的情形下，電壓峰值必須不能超過規(guī)定的期 望值。
當施加實質(zhì)上高于燈燃燒電壓的初始電壓時，這種識別當然是尤其重要的。
硬整流器效應(yīng)或緩慢整流器效應(yīng)都只是如何在照明設(shè)備的操作裝置中必 須識別不同錯誤以便采取所需合適對策的例子。W099 34647已經(jīng)在先7>開了對出現(xiàn)在氣體放電燈中的整流器效應(yīng)進4亍識 別。為了識別整流器效應(yīng)，施加在被監(jiān)控的氣體放電燈上的燈電壓或依賴于 此的一參數(shù)被探測和被求積分，其中，如果積分結(jié)果偏離于一特定期望值， 則暗示存在整流器效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)，該技術(shù)采用一來自照明設(shè)備的反饋信號 (或釆用包括照明設(shè)備的負載電路)，允許不同類型的錯誤被辨識出。
上述目的依照本發(fā)明獨立權(quán)利要求的技術(shù)特征被實現(xiàn)。有利的實施例被 公開在從屬權(quán)利要求中。
依照本發(fā)明的第一方面，提供了 一種用于照明設(shè)備的操作裝置的控制電 路。來自照明設(shè)備的一反饋信號被提供給控制電路的輸入。該控制電路包括 一錯誤識別部件，其利用施加在該輸入上的反饋信號識別至少兩種不同類型 的照明設(shè)備錯誤。
該錯誤識別部件能夠采用至少兩種不同標準計算該反饋信號。
該反饋信號能夠被提供給該控制電路中的一比較器，以便將反饋信號與 一參考值相比較，該錯誤識別部件能夠采用至少兩種不同標準計算該比較器 的占空因數(shù)。
標準可以是下述標準中的至少一種
-占空因數(shù)與一期望值的偏差的持續(xù)時間，期望值特別地是50%,以及
-占空因數(shù)與一期望值的偏差量，期望值特別地是50%。
可以在錯誤識別部件中通過對再生占空因數(shù)的信號進行低通濾波或求積
分來執(zhí)行"偏差的持續(xù)時間"的標準。
可以在錯誤識別部件中通過再生占空因數(shù)的信號，通過一 門限值比較來
執(zhí)行"偏差量"的標準。
該^"誤識別部件可以采用以下兩種標準-占空因數(shù)在一相對長時間周期內(nèi)與 一期望值的小偏差被作為 一錯誤識
別出，期望值特別地是50%,以及
-占空因數(shù)在一較短時間周期內(nèi)與 一期望值的較大偏差被作為 一錯誤識 別出，期望值特別地是50%。
該反饋信號可以是燈電壓或依賴于燈電壓的 一參數(shù)。
特別地，該照明設(shè)備可以是一放電燈。
該控制電路可以通過一輸出信號控制一連接至包含燈的負載電路的變換器。
如果至少一種類型的錯誤被識別出則該控制電路可以用來輸出 一切斷變 換器的信號。
本發(fā)明還涉及一種識別用于照明設(shè)備的操作裝置的控制電路中多類型錯 誤的方法，
其中，采用通過來自照明設(shè)備的一反饋信號探測到的照明設(shè)備的參數(shù)， 識別至少兩種不同類型的照明設(shè)備錯誤，其中，由于采用至少兩種不同標準 計算反饋信號，不同錯誤類型被識別出。


本發(fā)明進一步的優(yōu)點、特征和特性現(xiàn)在將參考附圖被說明，其中 圖1示出了一數(shù)字集成控制電路(控制器)的示意圖，該控制電路連接 至包含照明設(shè)備的 一 負載電路；
圖2示出了發(fā)生緩l曼整流器效應(yīng)情況的信號波段；以及 圖3示出了發(fā)生快速整流器效應(yīng)情況的信號波段。
具體實施例方式
本發(fā)明現(xiàn)在將參考圖1的電路進行說明。
在圖1中， 一負載電路示意性地引用參考號1。 一實質(zhì)上不變的中間電路電壓(母線電壓)Vbus (可選地被設(shè)置為一期望值)被提供給這個負載電
路1，其中這個母線電壓是一直流(DC)電壓。為了更精確，這個母線電壓 被提供給一半橋電路，半橋電路示意性地引用參考號2且包括兩個交替的脈 沖開關(guān)3、 4。這些開關(guān)3、 4優(yōu)選地是M0SFET。
實際的負載電路被耦合至半橋電路2的中心點5,其中，負載電路包括 由一感應(yīng)器6、電容7以及一耦合電容8組成的串聯(lián)共振電路。
與電容7并聯(lián)的照明設(shè)備9,例如可以是一氣體放電燈， 一個或幾個高 電壓燈或發(fā)光二極管。如圖l示意性示出的那樣，這些照明設(shè)備特別地可以 包括頻率依賴性特性曲線。用于照明設(shè)備9的供給電壓的頻率由此可以被用 于調(diào)制照明設(shè)備9的輸出。照明設(shè)備的供給電壓的頻率由基于DC母線電壓的 半橋電路產(chǎn)生。
該輸出也可以通過調(diào)制占空因數(shù)(PWM調(diào)制)來被控制。
圖1示出了 ，燈電壓VL (t)通過與燈9并聯(lián)的電壓分配器22、 23被分接 而出且被提供回至集成電路12的針11,燈9示意性地被表示為一可變電阻器。
變換器電流可以通過與變換器2的低電位開關(guān)4串聯(lián)的一測量電阻Rs被 探測，且被提供回至控制單元12。
可替換地或額外地，燈電流也可以-故自身探測且^是供回至控制單元12。
最后，來自中間電路(未示出)的參數(shù)也可以被提供回至控制單元12, 中間電路可以包括一有源PFC且提供該電壓VBUS。控制單元12還可以控制 中間電路的其他有源組件，特別是有源PFC的一開關(guān)，以(數(shù)字形式的計算 方法)調(diào)節(jié)該中間電i 各。
該控制電路現(xiàn)在應(yīng)該處于能獲知如何采用反饋信號VL (t)來識別照明 設(shè)備9不同種類的錯誤的狀態(tài)。例如該反饋信號也可以是依賴于燈電壓的一 參數(shù)。
特別的是，控制電路可以被形成以便在反饋信號中識別兩種不同效應(yīng) -在發(fā)生快速整流器效應(yīng)的情況下，當燈電壓的峰值已經(jīng)持續(xù)超過一短 時間周期時，以及-在發(fā)生緩慢整流器效應(yīng)的情況下，當在較長時間周期內(nèi)相對于對稱燈 電壓波段存在一微d 、偏差時。
為了辨識上述兩種情況，提供給針11的反饋信號被提供給控制電路中的
一比較器K,該比較器將反饋信號與一參考電壓Vref相比較。比較結(jié)果被提 供給由系統(tǒng)時鐘17通入脈沖的一占空因數(shù)計算單元13。例如，占空因數(shù)可 以由該單元13中提供的數(shù)字計數(shù)器來被確定，當比較器具有一邏輯0輸出時 該計數(shù)器對下降進行計數(shù)，當比較器具有一邏輯1輸出時計數(shù)器對上升進行 計數(shù)。在變換器2控制周期的末期，計數(shù)器讀數(shù)與其原始讀數(shù)之間的偏差代 表了對占空因數(shù)相對于50%的偏差的測量。如圖l示意性地示出的，計數(shù)器 在每個變換器周期后被重置(初始化)。
前一個變換器周期的占空因數(shù)偏差值隨后被提供給至少兩個并行邏輯計 算分支，如果緩慢整流器效應(yīng)被識別出(緩慢E0LL識別)或如果快速整流器 效應(yīng)坤皮識別出(快速E0LL識別)，該并行邏輯計算分支在每種情況下4皮形成， 以切斷燈。"EOLL"為"燈壽命末期(End of Lamp Life)"的簡稱。
當兩種類型錯誤中的一個被識別出時，可比較的或甚至不同的對策可以 被采用。特別地一個對策可以是對照明設(shè)備的控制(錯誤操作模式)的修改。 在示出的實例中，在一錯誤被識別出的情況下，變換器(半橋(half-bridge )) 的驅(qū)動器16被控制，使得其以一錯誤模式操作變換器2，例如，該錯誤模式 包括切斷變換器及由此切斷燈。
為了探測緩慢整流器效應(yīng)，被瞬時有效濾波的一信號的一小偏差被計算 出，同時在用于探測快速整流器效應(yīng)的分支的情形中， 一比較大但是出現(xiàn)在 一短時間周期中并由此作為 一 未濾波信號而出現(xiàn)的偏差^W罙測到。
由于這些不同的時間常數(shù)，緩慢整流器效應(yīng)的探測優(yōu)選地通過一微控制 器被執(zhí)行，同時，快速整流器的敏感時間探測優(yōu)選地是通過硬件邏輯(例如 ASIC)來實現(xiàn)。
為了探測緩慢整流器效應(yīng)，比較器輸出信號的占空因數(shù)被低通濾波(對 應(yīng)于求積分)，使得只有長期偏差積聚至超過預(yù)先確定門限值的值，且由此能夠觸發(fā)一錯誤切斷程序(或再一錯誤對策)。
在緩慢整流器效應(yīng)的切斷時間常數(shù)例如在毫秒范圍內(nèi)的同時，(即，偏 差在這個時間長度內(nèi)必須存在于燈電壓信號的對稱中，以便引起切斷程序)，
在識別快速整流器效應(yīng)的部件的情形下對應(yīng)的時間常數(shù)是在數(shù)個100微秒 (HS)的范圍內(nèi)。
如上所述，為低通濾波信號的可允許偏差定義一個狹長地帶的門限值被 設(shè)定為比較窄以用于識別該緩慢整流器效應(yīng)。
相反，由于出現(xiàn)在短時間周期內(nèi)的比較大的峰值偏差將被探測到，占空 因數(shù)的可允許偏差凈皮設(shè)定為比較寬以用于探測快速整流器效應(yīng)。
—般而言，根據(jù)本發(fā)明所作的規(guī)定，因為占空因數(shù)遵從于不同計算標準， 所以采用燈電壓信號的占空因數(shù)，燈的不同類型錯誤可以被識別出。由此可 以通過不同瞬時辨別以及用于計數(shù)讀數(shù)的不同門限值參數(shù)，區(qū)分不同錯誤情 況。
在本發(fā)明中，為了錯誤切換程序的目的，單一信號一般地可以被計算得 出是否一大偏差出現(xiàn)在短時間周期中和/或一小偏差持續(xù)出現(xiàn)在長時間周期 中。
然而，還可以作出代替所提供的單一比較器K的措施，反饋信號通過數(shù) 個比較器與不同的參考信號相比較。
圖2示出了在圖1的電路中發(fā)生所謂緩慢整流器效應(yīng)的情況下如何產(chǎn)生 和處理信號。燈電壓VLL ( t)通過與燈9并聯(lián)的電壓分配器22、 23被分接 而出且被提供回至集成電路12的針11,燈9示意性地被表示為一可變電阻 器。同時，燈電壓VLL (t)具有一電平，例如400V，凈皮監(jiān)控的信號V1 (t) 通過電壓分配器22、 23以一比例被降低，例如約400:1,使得該信號可以在 一電平處被控制邏輯12探測到，該電平^f吏能該控制邏輯處理該信號。為了辨 識上述兩種情況,提供給針11的反饋信號被提供給控制電路中的一比較器K, 該比較器將反饋信號與一參考電壓Vref相比較且產(chǎn)生一輸出信號C， (t)。
為了探測緩慢整流器效應(yīng)，比較器的輸出信號C， (t)的占空因數(shù)因此被低通濾波(對應(yīng)于求積分)，使得只有長期偏差積聚至超過預(yù)先確定門限值 的值，且由此能夠觸發(fā)一錯誤切斷程序(或再一錯誤對策)。
圖3示出了，在由大峰值偏差造成的快速整流器效應(yīng)的情形下，長持續(xù)
偏差如何被告知且被提供給計算單元13。
權(quán)利要求
1、一種用于照明設(shè)備(9)的操作裝置的控制電路(12)，其中，來自照明設(shè)備(9)的一反饋信號被提供給所述控制電路(12)的輸入，且所述控制電路(12)包括一錯誤識別部件(K、13、20、21)，所述錯誤識別部件(K、13、20、21)利用施加在該輸入上的所述反饋信號識別至少兩種不同類型的照明設(shè)備錯誤。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制電路(12)，其中， 所述錯誤識別部件(K、 13、 20、 21)釆用至少兩個不同標準來計算所述反饋信號。
3、 才艮據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的控制電路(12)，其中 所述反饋信號被提供給所述控制電路(12)中的一比較器(k),以便將所述反饋信號與一參考值相比較，且所述^"誤識別部件(K、 13、 20、 21)采用至少兩種不同標準計算所述比 較器(K)的占空因數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制電路(12)，其中，所述標準為下述標準 中的至少一個所述占空因數(shù)與一期望值的偏差的持續(xù)時間，期望值特別地是50%，以及 所述占空因數(shù)與一期望值的偏差量，期望值特別地是50%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路(12)，其中， 在所述錯誤識別部件(K、 13、 20、 21)中通過對再生所述占空因數(shù)的信號進行低通濾波或求積分來執(zhí)行所述"偏差的持續(xù)時間"的標準。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電路(12),其中， 在所述錯誤識別部件(K、 13、 20、 21)中通過再生所述占空因數(shù)的信號，通過一門限值比較來執(zhí)行所述"偏差量"的標準。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3-6任一所述的控制電路(12),其中，所述錯誤識 別部件(K、 13、 20、 n)采用以下兩個標準所述占空因數(shù)在一相對長時間周期內(nèi)與一期望值的小偏差，期望值特別地是50%，以及所述占空因數(shù)在一較短時間周期內(nèi)與 一期望值的較大偏差，期望值特別地是50%。
8、 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的控制電路(12 )，其中所述反饋信號是 燈電壓或依賴于燈電壓的一參數(shù)。
9、 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的控制電路(12 )，其中所述照明設(shè)備(9 ) 是一放電燈。
10、 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的控制電路(12)，其通過一輸出信號 控制一連接至包含燈(9)的負載電路(1)的變換器(2)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制電路(12)，其中，如果至少一種類型 錯誤被識別出則所述控制電路(12)用來輸出一切斷所述變換器的信號。
12、 一種用于照明設(shè)備(9 )的操作裝置，特別是一種用于氣體放電燈的 電子鎮(zhèn)流器，包括前述權(quán)利要求任一所述的控制電路(12)。
13、 一種燈，包括一照明設(shè)備(9)和權(quán)利要求12所述的操作裝置。
14、 一種識別用于照明設(shè)備(9)的操作裝置的控制電路(12)中多類型 錯誤的方法，其中，采用所述照明設(shè)備(9)的一參數(shù)識別出至少兩種不同類型的照明設(shè)備錯 誤，所述照明設(shè)備(9)的參數(shù)通過來自所述照明設(shè)備(9)的一反饋信號被 探測到，其中，由于采用至少兩種不同標準計算所述反饋信號，不同錯誤類 型#皮識別出。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述反饋信號被提供給所述控制電路(12)中的一比較器，以便將所述反饋信號與一參考值相比較，以及錯誤識別部件(K、 13、 20、 21 )采用所述至少兩種不同標準計算所述比較器的占空因數(shù)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述標準為下述標準中的至少一個所述占空因數(shù)與一期望值的偏差的持續(xù)時間，期望值特別地是50%，以及 所述占空因數(shù)與 一期望值的偏差量，期望值特別地是50%。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，、在所述錯誤識別部件(K、 13、 20、 21)中通過對再生所述占空因數(shù)的信 號進行低通濾波或求積分來執(zhí)行所述"偏差的持續(xù)時間"的標準。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，在所述錯誤識別部件(K、 13、 20、 21 )中通過再生所述占空因數(shù)的信號， 通過一門限值比較來執(zhí)行所述"偏差量"的標準。
19、 根據(jù)^l利要求15所述的方法，其中，采用以下兩個標準所述占空因數(shù)在 一相對長時間周期內(nèi)與 一期望值的小偏差，期望值特別 地是50%，以及所述占空因數(shù)在一較短時間周期內(nèi)與一期望值的較大偏差，期望值特別 地是50%。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15-19任一所述的方法，其中，所述反饋信號是燈電壓或依賴于燈電壓的一參數(shù)。
21、 根據(jù)權(quán)利要求15 20任一所述的方法，其通過一輸出信號控制一連接至包含燈(9)的負載電路(1)的變換器 (2)。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，如果至少一種類型錯誤被識別 出，則切斷所述變換器。
23、 一種計算機軟件程序產(chǎn)品，當在一計算裝置中運行時，其執(zhí)行權(quán)利 要求15 ~ 22任一所述的方法。
24、 一種集成電路，特別是一種ASIC或微控制器或其混合形式，其用來 執(zhí)行權(quán)利要求15 ~ 22任一所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于照明裝置(9)的操作裝置的控制電路(12)，其中，一反饋信號通過該照明裝置(9)被提供給控制電路(12)的輸入，且該控制電路(12)具有一錯誤探測部件(K、13、20、21)，通過施加在所述輸入的反饋信號識別至少兩種不同類型的照明裝置錯誤。
文檔編號H05B41/00GK101682966SQ200880009637
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者京特·馬倫特, 斯特凡·祖德雷爾-科赫 申請人:三多尼克愛特克兩合股份有限公司