專利名稱：加熱并監(jiān)測至少一個用evg控制的氣體放電燈的燈絲的電路及照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加熱和監(jiān)測至少一個用EVG控制的氣體放電燈的燈絲的電路以及照 明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)包括具有這種電路的操作裝置。該電路是獨(dú)立權(quán)利要求1的主題。在從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求中找到改進(jìn)特 征。本發(fā)明還涉及用于至少一個用電子鎮(zhèn)流器操作的氣體放電燈的燈絲電路。該燈絲 電路是獨(dú)立權(quán)利要求7的主題并且通過從屬于權(quán)利要求7的權(quán)利要求的特征來改進(jìn)。本發(fā)明還涉及氣體放電燈的操作裝置，其具有上述類型的電路。本發(fā)明還涉及發(fā)光裝置，其具有這種操作裝置和至少一個氣體放電燈。最后，本發(fā)明還涉及照明系統(tǒng)，其具有一個或更多個這種發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置優(yōu) 選通過總線相互連接和/或與中心控制單元連接。該照明系統(tǒng)也可以具有其它發(fā)光器件， 例如HID燈、LED或者0LED。將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的多個實(shí)施例，其中

圖1是用于控制兩個氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器的示意框圖，圖2是用于兩個氣體放電燈的燈絲電路。圖1所示的鎮(zhèn)流器V用于操作各有兩個燈絲Wla、Wlb、W2a和W2b的兩個氣體放電 燈 L1、L2。為了產(chǎn)生燈Li、L2的工作電壓，電網(wǎng)電壓通過整流器1被整流并且在斬波電路中 被斬波。逆變器3由此產(chǎn)生被供給串聯(lián)共振回路4的交流電壓。在串聯(lián)共振回路4的電容 上降低的電壓作為工作電壓被供給燈Li、L2。一個與總線連接的程序發(fā)送器14確定燈L1、L2的預(yù)熱階段的開始。為此，它在框 8發(fā)出開始信號。框8產(chǎn)生用于燈L的燈絲Wl和W2的燈絲功率或燈絲電流。燈絲功率或 者燈絲電流在預(yù)熱階段中保持恒定。燈絲功率或者燈絲電流通過框6被供給燈Li、L2，此 框包括燈絲電壓限定機(jī)構(gòu)。需要限定燈絲電壓例如以避免在燈絲的各獨(dú)立部分之間的橫向 放電。流經(jīng)“冷”燈絲Wlb、W2b的燈絲電流在該共同的電阻R5上產(chǎn)生電壓降，該電壓降被 傳輸給燈絲電流測量機(jī)構(gòu)7。此外，在兩個分壓器R1/R2和R3/R4上抽出電壓，該電壓是用 于在相應(yīng)的“冷”燈絲Wlb、W2b上的燈絲電壓的尺度。該電壓被供給燈絲電壓測量機(jī)構(gòu)9。由燈絲電流測量機(jī)構(gòu)7和燈絲電壓測量機(jī)構(gòu)9連續(xù)測量的測量值被傳輸給存儲器 15。該存儲器15被程序發(fā)送器14控制，確切說如此控制，即，在預(yù)熱階段的兩個相繼時刻 的用于燈絲電流和燈絲電壓的測量值被存儲。所存儲的用于燈絲電流和燈絲電壓的測量值 從存儲器15被送往求商器10，求商器10從中算出燈絲Wlb、W2b的冷電阻和熱電阻。這些 值由求商器10繼續(xù)送往差值產(chǎn)生器11，差值產(chǎn)生器11從中算出電阻差。差值產(chǎn)生器11將電阻差送往判定邏輯電路13，其與存儲有用于標(biāo)準(zhǔn)電阻差的表 的存儲器12對應(yīng)。判定邏輯電路13將在框11中算出的電阻差與存儲在存儲器12中的表 中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確定由鎮(zhèn)流器V操作的燈L1、L2的類型。求出的燈類型由判定邏輯電 路13報(bào)告給工作參數(shù)調(diào)整機(jī)構(gòu)5，如果燈L1、L2是一種不同于原先由鎮(zhèn)流器V操作的燈的類型，則工作參數(shù)調(diào)整機(jī)構(gòu)5除了其它工作參數(shù)外還重新調(diào)整燈絲電流或者燈絲功率。其 它工作參數(shù)可以是預(yù)熱時間、點(diǎn)亮電壓、燈照明電壓、燈電流或者用于故障清除的參數(shù)。但 是，用于功率系數(shù)修正電路的工作參數(shù)例如總線電壓或者控制環(huán)路的動態(tài)也可以被調(diào)整。與之相關(guān)地要指出，圖1中的這些框不一定必須通過硬件來實(shí)現(xiàn)。相反，一個框的 功能也可以通過一個處理器中的相應(yīng)軟件來實(shí)現(xiàn)。圖1的框圖應(yīng)該只用于更好理解。
圖2所示的燈絲電路擬定專用于利用兩個氣體放電燈L1、L2的運(yùn)行。它大致對應(yīng) 于圖1中的框8。在此情況下，它可以是燈絲電路，它從直流供電電壓(例如Vbus)開始借 助直流一直流變換器預(yù)熱一個氣體放電燈的燈絲，其中可以根據(jù)燈絲參數(shù)來確定燈類型或 者某些工作參數(shù)。電路使用逆變器工作，該逆變器包括燈絲變壓器T的初級繞組Tl、節(jié)拍 開關(guān)S和一個電阻R4。這三個元件串聯(lián)。初級繞組Tl的“熱”端位于由總線提供的總線電 壓UBus上，而電阻R4的冷端接地。開關(guān)S被一個控制電路H發(fā)出節(jié)拍。后者對應(yīng)于一個 微處理器P。微處理器P從總線獲得控制指令。燈絲變壓器T具有三個次級繞組T2、T3和T4。每個次級繞組與一個整流器電路 相連。用于次級繞組T2的整流器電路由一個二極管Bl和一個電容Cl構(gòu)成。用于次級繞 組T3的整流器電路由一個二極管D3和一個電容C3構(gòu)成。用于次級繞組T4的整流器電路 由一個二極管D4和一個電容C4構(gòu)成。逆變器從由總線所提供的直流電壓產(chǎn)生交流電壓，該交流電壓通過上述整流器電 路被整流。電容Cl、C3和C4用于對由此產(chǎn)生的脈沖化直流電壓進(jìn)行斬波。直流電壓的大 小可以通過改變開關(guān)S的節(jié)拍比和/或節(jié)拍頻率而受到影響。由在次級繞組T3和T4上的整流器電路耦合輸出的直流電壓用于加熱兩個燈Ll 和L2的“熱”燈絲Wla和W2a?！袄洹睙艚zWlb和W2b由次級繞組T2共同通電。為此，與包 括二極管Dl和電容Cl的整流器電路并聯(lián)另一個整流器電路，其包括一個二極管D2和一個 電容C2。在兩個整流器電路D1/C1和D2/C2上各有一個分壓器。其中一個分壓器由電阻 Rl和R2構(gòu)成。第二分壓器由電阻R4和R5構(gòu)成。從兩個分壓器的節(jié)點(diǎn)耦合輸出測量信號， 該測量信號被傳輸給控制電路H。測量信號是用于在兩個“冷”燈絲Wlb和W2b上的燈絲電 壓的尺度。經(jīng)過上述兩個燈絲的電流共同經(jīng)過一個測量電阻R3。這在該測量電阻R3上造 成電壓降，該電壓降作為測量信號被繼續(xù)傳輸給微處理器P并且是總電流的尺度。也可以把電阻R4和R5移至測量電阻R3后，如同虛線所示。電阻在此用R4'和 R5'表示?？刂齐娐稨和微處理器P共同利用用于燈絲電壓的測量信號和用于總電流的測量 信號形成燈絲電阻。預(yù)熱階段開始時的燈絲電阻作為冷電阻被存儲。在預(yù)熱階段內(nèi)過了一 定時間后的燈絲電阻作為熱電阻被存儲。由熱電阻和冷電阻構(gòu)成電阻差并且與標(biāo)準(zhǔn)表的值 進(jìn)行比較，以便確定兩個燈Ll和L2的類型。要注意，“冷”燈絲Wlb和W2b通過唯一的次級繞組T2通電實(shí)現(xiàn)電路的明顯簡化。 如果要用該燈絲電路操作多于兩個的燈，則該系統(tǒng)可以保留，即“冷”燈絲只由一個次級繞 組供電。但是，對于每個其它“冷”燈絲，必須設(shè)置一個獨(dú)立的整流器。該電路的特點(diǎn)是，可以對電路提出關(guān)于耦合系數(shù)和電壓強(qiáng)度的嚴(yán)格要求，而沒有 關(guān)于可能需要的測量和由此獲得的信息方面的缺點(diǎn)。通過測量“冷”燈絲的總電流并測量 兩個燈絲電壓，可以確定兩個并聯(lián)的燈絲的電阻。
此外，燈絲斷裂可以如下確定。假定燈絲Wlb斷裂。如果逆變器被接通且隨后又 斷電，并且在斷電后測量燈絲電壓，則表現(xiàn)出如下情況。在分壓器R1/R2上的電壓被長期保 持，因?yàn)槌霈F(xiàn)時間常數(shù)，它由乘積(R1+R2) XCl得到。而在分壓器R4/R5上的電壓快速衰減， 因?yàn)樵谶@里適用時間常數(shù)RhotXC2。Rhot比(R1+R2)大許多。
如果燈絲檢查發(fā)現(xiàn)燈絲Wlb、W2b之一斷裂，則未斷燈絲的燈絲電阻通過圖1所示 的利用求商的燈絲電阻計(jì)算機(jī)構(gòu)10減半，從而同樣的電流又流經(jīng)該共同的電阻R5。這總體 上也完全適用于多于兩個的監(jiān)測燈絲斷裂的燈絲。在此情況下，監(jiān)測未斷的燈絲的燈絲電 阻按照相應(yīng)比例減小。
權(quán)利要求
一種用于加熱和監(jiān)測至少一個用電子鎮(zhèn)流器操作的氣體放電燈(L1，L2)的燈絲(Wb1，Wb2)的電路，其特征是，每個待監(jiān)測的燈絲(Wb1，Wb2)是一個獨(dú)立的監(jiān)測回路的一部分，該監(jiān)測回路與一個直流電壓源相連并且包括至少一個電阻(R1 R5)和一個電容(C1，C2)，該燈絲、電容和電阻并聯(lián)，并且設(shè)有測量和評價機(jī)構(gòu)(H，P)，其在該監(jiān)測回路的直流電壓中斷后依據(jù)電容上的電壓的衰減時間來診斷可能有的燈絲斷裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電路，其特征在于，該直流電壓源由一個帶有交流電壓源的整流 器(D1，D2)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電路，其特征在于，該交流電壓源是本身與一個直流電壓源 (UBUS)相連的逆變器，該逆變器的電感由一個變壓器(T)的初級繞組(Tl)構(gòu)成，該變壓器 (T)具有與該整流器(D1，D2)相連的至少一個次級繞組(T2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電路，其特征在于，該變壓器(T)也是用于該至少一個氣體放電燈 (Li, L2)的所有燈絲(Wal，Wa2，Wbl，Wb2)的燈絲變壓器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的電路，其特征在于，在有多個氣體放電燈(L1，L2)的情況下， 對于每個“熱”燈絲(Wal，Wa2)設(shè)有變壓器的一個單獨(dú)的次級繞組(T3，T4)，對于該“冷” 燈絲(Wbl，Wb2)設(shè)有一個共同的次級繞組(T2)，并且用于每個包含一個“冷”燈絲(Wbl， Wb2)的監(jiān)測回路的該直流電壓源由每個整流器(D1，D2)構(gòu)成，該整流器與該共同的次級繞 組(T2)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的電路，其特征在于，該測量和評價機(jī)構(gòu)(H，P)包括用于 逆變器的開關(guān)的控制電路(H)，在有多個氣體放電燈(L1，L2)的情況下，每個監(jiān)測回路包括 其數(shù)量與氣體放電燈數(shù)量對應(yīng)的分壓器(R1/R2，R3/R4)，從該分壓器的節(jié)點(diǎn)抽出一個供給 控制電路(4)的測量電壓。
7.一種用于具有至少一個燈絲(Wal，Wbl)的至少一個氣體放電燈(Li)的燈絲電路， 包括-可控的功率源或電流源(T，S，R1)，其具有用于所述至少一個氣體放電燈(Li)的每個 燈絲(Wal，Wbl)的至少兩個輸出，-測量至少一個燈絲(Wbl)的燈絲電流和燈絲電壓的傳感器電路部(H，P)，-帶存儲器的處理器(P)，用于存儲測量值和標(biāo)準(zhǔn)值以便識別燈類型，用于比較測量值 和額定值，以及用于設(shè)定對應(yīng)于所求出的燈類型的至少一個燈參數(shù)，其特征在于，-處理器(P)利用第一次測量啟動預(yù)熱階段并且在經(jīng)過一定時間后開始第二次測量， 其中也存儲第二測量值，-處理器(P)根據(jù)測量值求出所述至少一個燈絲(Wbl)的冷電阻和熱電阻，從中求出電 阻差，將該電阻差與所存儲的標(biāo)準(zhǔn)值比較以確定燈類型。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的燈絲電路，還具有-構(gòu)成可控的功率源或電流源(T，S，R4)的逆變器，它具有與一個直流電壓源相連的 串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路由至少一個節(jié)拍開關(guān)(S)和一個燈絲變壓器(T)的初級繞組(Tl)構(gòu) 成，-第二和第三次級繞組(T2，T3)，每一個次級繞組與一個相應(yīng)的第二或者第三整流器 電路(D1，C1 ；D2，C2)相連并且給所述至少一個燈(Li)的兩個燈絲(Wal，Wbl)中的每一個供應(yīng)燈絲電流，-在確定用來給“冷”燈絲(Wbl)通電的整流器電路(D1，Cl)的輸出上的分壓器(R1， R2)，從其節(jié)點(diǎn)導(dǎo)出對應(yīng)于燈絲電壓的第一燈絲電壓測量信號，-一個與“冷”燈絲(Wbl)串聯(lián)的測量電阻(R3)，對應(yīng)于燈絲電流的電壓在該測量電阻 上降低，它作為燈絲電流測量信號被導(dǎo)出，-一個控制電路部(H)，第一燈絲電壓測量信號被傳輸給該控制電路部并且該控制電 路部利用節(jié)拍比和/或節(jié)拍頻率的變化對該開關(guān)(S)發(fā)出節(jié)拍，以及-處理器(P)，與控制電路部(H)通信并且燈絲電壓測量信號被供給該處理器，其特征在于，_對于要用該電路操作的每個其它燈(L2)，在該燈絲變壓器(T)上設(shè)有另一個次級繞 組(T4)，-每個另一個次級繞組(T4)與另一個整流器電路(D4，C4)相連，該另一個整流器電路 給該其它燈(L2)的“熱”燈絲(Wa2)供應(yīng)燈絲電流，-為了給該其它燈(L2)的“冷”燈絲(Wb2)供應(yīng)燈絲電流，設(shè)有第三整流器電路(D2)， 其與給第一燈(Li)的“冷”燈絲(Wbl)通電的整流器電路(D1，C1)并聯(lián)，-設(shè)有第二分壓器(R4，R5)，它位于第三整流器電路(D2)的輸出上并且從其節(jié)點(diǎn)推導(dǎo) 出第二燈絲電壓測量信號并且該第二燈絲電壓測量信號同樣被傳輸給控制電路部(h)，以 及-所述兩個燈(Li、L2)的兩個“冷”燈絲(Wlb，W2b)中的每個冷燈絲的每個接點(diǎn)與測 量電阻(R3)的同一個接點(diǎn)相連，從而所述兩個“冷”燈絲的燈絲電流共同流過該測量電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的燈絲電路，其特征在于，該可控的功率源或電流源由一個與直流 電壓源(Vbus)連接的直流-直流變換器構(gòu)成，其中該燈絲(Wal，Wa2, ffbl, Wb2)由該直 流_直流變換器預(yù)熱并且根據(jù)燈絲參數(shù)來確定燈類型或某些工作參數(shù)。
10.一種用于氣體放電燈的操作裝置，具有根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電路。
11.一種發(fā)光裝置，具有根據(jù)權(quán)利要求10的操作裝置和至少一個氣體放電燈。
12.一種照明系統(tǒng)，具有一個或多個根據(jù)權(quán)利要求11的發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置優(yōu)選通 過總線相互連接和/或與中心控制單元連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于加熱和監(jiān)測至少一個用電子鎮(zhèn)流器操作的氣體放電燈(L1，L2)的燈絲(Wb1，Wb2)是否燈絲斷裂的電路。每個待監(jiān)測的燈絲(Wb1，Wb2)是一個獨(dú)立的監(jiān)測回路的一部分。每個監(jiān)測回路與一個直流電壓源相連并且包括至少一個電阻/電容組合，相關(guān)的燈絲(W1b，W2b)與該電阻/電容組合并聯(lián)。設(shè)有測量和評價機(jī)構(gòu)(H，P)，其在該監(jiān)測回路的直流電壓通電中斷后依據(jù)電壓的衰減時間來診斷可能有的燈絲斷裂。
文檔編號H05B41/298GK101965755SQ200980107863
公開日2011年2月2日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者大衛(wèi)·布索, 迪爾克·弗拉克絲 申請人:赤多尼科兩合股份有限公司