能平衡溫度的用於運行放電燈的電路裝置的製作方法

2023-05-17 04:34:56 4

專利名稱：能平衡溫度的用於運行放電燈的電路裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於運行放電燈的電路裝置。
背景技術：
低壓放電燈具有最佳的運行點，該運行點近似通過放電燈中對於 氣體放電來說最佳的蒸汽壓力定義的。該最佳的蒸汽壓力在燈的特定 環境溫度和特定的燈電流時出現。這樣點火電壓達到其最大值。如果 保持燈電流保持恆定，則當環境溫度更大(和更小)時，點火電壓下降。
在具有用於運行低壓放電燈的電路裝置的常見電子鎮流器中，棄 用了與輸入電壓無關的燈功率的有源調節。尤其是這樣的燈在電網低 壓時具有比用電網額定電壓運行時更小的功率消耗和更小的光通量， 但在電網過電壓時具有比用電網額定電壓運行時更大的功率消耗和更 高的光通量。由於不調節燈的功率消耗，因此在上述熱條件導致的點 火電壓變化時電鎮流器的輸出電流發生改變。增大了的輸出電流又導 致燈的溫度上升，並由此導致點火電壓的進一步下降。這些連鎖反應 加強了在環境溫度上升時點火電壓下降的效果。
因此，環境溫度的升高導致燈中或所述電路裝置中電流的增加， 其結果是更大的損耗和由此對電鎮流器的組件的進一步加熱。這可能 導致系統或單個組件的熱過載。
根據現有技術，必須為這樣的電路裝置採用在最壞的情況下 一 例 如在以過電壓或高環境溫度運行時一承受熱負擔的組件。因此首先是 電晶體和電容器導致了更高的組件成本。

發明內容
本發明要解決的技術問題是改善開頭所述類型的用於運行低壓放 電燈的電路裝置，使得能用足夠的可靠性防止燈組件的熱過載。尤其 是應當使用價廉物美的組件。該技術問題根據權利要求1的特徵部分來解決。
據此，依據溫度來實施該電路裝置的確定功率的組件，使得在溫 度升高時使燈的功率消耗受到限制。
為了達到期望的效果，對於扼流圈來說例如採用具有低居裡溫度 的鐵磁材料，對於陶瓷電容來說可以採用具有與溫度有關的介電常數 的陶瓷材料。
確定功率的組件尤其可以是對運行頻率產生影響的組件，燈就以 該運行頻率運行，由此影響施加給燈的電流。
例如為此採用根據EP0781077B1或者根據EP0530603B1的電路。 根據EP0781077B1的電路是一種用於運行放電燈、尤其是低壓放 電燈的電路裝置，具有負載迴路，該負載迴路具有至少一個限流的諧 振電感以及至少一個電容器，該電路裝置還具有自由振蕩的反相器， 該反相器實施為具有至少兩個開關元件的半橋或全橋電路。所述電路 裝置還具有用於控制開關元件的控制電路，該控制電路具有LC並聯振 蕩迴路，該LC並聯振蕩迴路由電容和對該電容^:電的電感組成。
優選的，LC並聯振蕩迴路與一個支路並聯，該支路形成開關元件 的控制電極和參考電極之間的觸頭路徑，其中負載迴路的限流諧振電 感攜帶有輔助繞組，該輔助繞組通過電阻與LC並聯振蕩迴路電氣連 接。
現在可以與溫度有關地實施LC並聯振蕩迴路的電容以及電感。 或者對電容採用與溫度有關的電容器，或者對電感採用與溫度有關的 扼流圈，或者兩者都採用。
在優選實施方式中，並非整個電容或電感都與溫度有關地實施。 電容可以由兩個電容器組成，其中一個電容器實施為與溫度無關，而 第二電容器實施為與溫度有關。對扼流圏也可以依葫蘆畫胍，為了實 現電感而設置兩個扼流圏，其中一個實施為與溫度無關，另一個實施 為與溫度有關。
所述元件分別彼此串聯。
通過與溫度有關的電容或電感，LC並聯振蕩迴路的頻率依據溫度 變化。相應的，整個電路的控制也與溫度有關，而且所述電路裝置的 運行頻率隨著溫度而升高，該電路裝置的組件中的電流變小，燈中的 電流變小，該系統的熱負擔受到限制。
根據EP0530603B1的電路裝置是一種用於運行放電燈、尤其是低 壓放電燈的電路裝置，具有負載迴路，該負載迴路具有至少一個限流 的諧振電感以及至少一個電容器，該電路裝置還具有自由振蕩的反相 器，該反相器實施為具有至少兩個開關元件的半橋電路，並具有用於 控制開關元件的控制電路，其中該控制電路具有RC組件。RC組件的 電阻在此與由負栽迴路的限流諧振電感攜帶的輔助繞組電氣連接。
RC組件在此同樣利用其低通特性影響運^f亍頻率，從而在此也可以 與溫度有關地實施電感。但是可以設置串聯的兩個電容器，其中一個 實施為與溫度無關，另一個實施為與溫度有關。
有LC並聯振蕩迴路或RC組件的實施方式，而且適用於在這些文獻中 公開的為半橋電晶體實現兩個分離的控制電路的實施方式。然後可以 將這兩個控制電路中的元件實施為與溫度有關。但是要注意兩個控制 迴路要有足夠同步的溫度特性，以防止兩個半橋電晶體同時接通。


下面藉助多個實施例詳細解釋本發明。其中
圖1示出根據EP0781077B1用於運行低壓放電燈的電路裝置，其
中本發明可以發揮作用，
圖2示出圖1的電路裝置的笫一變形， 圖3示出圖1的電路裝置的第二變形，
圖4示出由兩個串聯的電容器組成的電容的溫度特性，其中一個
電容器與溫度近似線性相關，
圖5示出由根據圖4的電容確定的運行頻率的特性。
具體實施例方式
在圖1示出的用於運^^f氐壓方丈電燈EL的電路裝置由EP0781077B1 公開。該電路裝置在此是具有兩個電晶體Tl和T2的半橋裝置，該兩 個電晶體由一個共用的控制電路AS控制。該控制電路由限制燈電流的 扼流圏Ll上的次級繞組HW1組成，該次級繞組通過電阻R2激勵並聯 振蕩迴路C2a、 L2a。由該並聯振蕩迴路施加在互補半橋電晶體的控制 輸入端上的交變電壓，導致兩個電晶體Tl和T2的交替接通，由此以
公知方式將施加在電容器Cl上的直流電壓轉換為高頻的交變電壓以用 於供給負載迴路(由C5、 C6、 C7、 C8、 KL、 EL、 R3和Ll組成)。
因此，由C2a和L2a組成的LC並聯振蕩迴路為了來自負載迴路的 能量輸入耦合而通過電阻R2與輔助繞組HW1電氣連接。
在此不必詳細描述用TS表示的元件。它是一個啟動電路，用於啟
動自激振蕩的振蕩。
饋給諧振迴路的運行頻率強烈地取決於由C2a和L2a組成的振蕩 迴路的自然諧振頻率。組件C2a和L2a因此是確定功率的組件，因為 該自然諧振頻率通過電路裝置的運行頻率影響施加給燈EL的電流。
根據本發明，電容C2a或電感L2a實施為與溫度有關。當溫度上 升時，在此該電容和電感下降，從而並聯振蕩迴路的自然諧振頻率上 升。由此提高了電路裝置的運行頻率，從而燈扼流團Ll的交流電阻隨 著溫度的升高而增大。電路裝置的組件以及燈中的電流由此變小，該 系統的熱負擔受到限制。
在常見的元件中，電容和電感的變化在容許的溫度範圍內可能太 大。為了保證電路裝置亳無問題的工作方式，並且在所有溫度值時都 能保證這一點，建議按照圖2的實施方式。在此只有電感實施為與溫 度有關。該電感由兩個電容器C2和C3組成，其中電容器C2具有與溫 度無關的值，該值近似等於在最小溫度時期望的最大電容值。第二電 容器C3應當在較低的溫度時具有明顯高於電容器C2的值，從而由C2 和C3組成的串聯電路的總電容基本上通過C2的大小確定。當溫度升 高時，C3的電容應當明顯降低，由此該串聯電路的總電容下降。當溫 度最大時，該電容應當達到最小值。
由C2和C3組成的串聯電路的電容特性在圖4中示出。示例性示 出圖2的並聯振蕩迴路的總電容，其中在10。攝氏溫度時C2 = 3. 3nF， C3=100nF。電容器C3的電容假定為線性下降，並且直到大約100°攝 氏溫度(在模型中這只是近似)都同樣採取3. 3nF的值。因此在100° 攝氏溫度時總電容下降到幾乎10。攝氏溫度時的一半。
在圖5中示出上述類型的並聯振蕩迴路的自然諧振頻率與電容器 C3的溫度之間的依賴關係。
在圖5中尤其明顯地識別出，溫度要在大約50。以上直到60。攝氏 溫度才對諧振頻率產生明顯的影響。在接近100。攝氏溫度時，該溫度
尤其關鍵，諧振頻率的變化特別明顯。
因此在50°和100。攝氏溫度之間，放電燈中的電流劇烈降低，從而 不可能導致組件的進一步加熱。
替換圖2所示的措施，即提供兩個電容器來實現電容C2a，其中一 個電容器與溫度有關，還可以這樣構成電感L2a，使得該電感由兩個電 感L2和L3串聯而成，如圖3所示。其中一個扼流圈L2具有與溫度無 關的值，該值近似等於在最高溫度時期望的最小值。第二扼流團L3應 當在較低的溫度時具有這樣的值，即通過該值由L2和L3組成的串聯 電路的總電感等於正常溫度時所需要的值。當溫度升高時，L3的電感 應當明顯降低，直到該電感在最高溫度時達到最小值為止。
圖2和圖3的實施方式也可以彼此組合，也就是還可以將電容C2a 以及電感L2a分別由與溫度有關的元件和與溫度無關的元件串聯地組 成。
由EP0781077B1公開的電路的使用只是示例性的，並且用於解釋 確定功率的元件。根據EP0530603B1的電路裝置的主要部分與在此在 圖1中示出的根據EP0781077B1的電路裝置相同，其中在控制電路中 去掉了扼流圏L2a。取代LC並聯振蕩迴路的是RC組件，該RC組件的 低通特性以類似方式影響運行頻率。對應的本發明在該電路中還有， 控制開關迴路中的電容實施為與溫度有關。這尤其是可以藉助兩個串 聯連接的電容器來完成，其中一個電容器強烈地與溫度有關，而另一 個則與溫度無關。
在本發明含義下的確定功率的元件不應當理解為以次要方式影響 功率的元件，而是適用於在實施為與溫度有關時顯著影響燈的功率消 耗，從而引起可見的涉及溫度控制的效果。
權利要求
1.一種用於運行放電燈(EL)、尤其是低壓放電燈的電路裝置，其中該放電燈消耗功率，其特徵在於，該電路裝置的確定功率的組件實施為與溫度有關，使得在溫度上升時限制燈的功率消耗。
2. 根據權利要求l所述的用於運行放電燈的電路裝置，具有負載 迴路，該負載迴路具有至少一個限流的諧振電感(Ll)以及至少一個 電容器(C5 ， C6， C7， C8)，該電路裝置還具有自由振蕩的反相器， 該反相器實施為具有至少兩個開關元件(Tl， T2)的半橋或全橋電路， 所述電路裝置還具有用於控制該開關元件(Tl ， T2 )的控制電路(AS )， 該控制電路具有LC並聯振蕩迴路(L2a， C2a; L2， C2， C3; L2， L3， C2)，該LC並聯振蕩迴路由電容(C2a; C2， C3)和對該電容 放電的電感(L2a; L2， L3)組成，其特徵在於，所述並聯振蕩迴路 的電容和/電感實施為與溫度有關。
3. 根據權利要求2所述的電路裝置，其特徵在於，a) 所述LC並聯振蕩迴路的電容由兩個串聯連接的電容器(C2， C3)組成，其中一個電容器(C2)實施為與溫度無關，而第二電容器(C5)實施為與溫度有關，和/或b) 所述LC並聯振蕩迴路的電感由兩個串聯連接的扼流圏(L2, L3)組成，其中第一扼流圏(L2)實施為與溫度無關，第二扼流圏(L3) 實施為與溫度有關。
4. 根據權利要求l所述的用於運行放電燈的電路裝置，具有負載 迴路，該負載迴路具有至少一個限流的諧振電感以及至少一個電容 器，該電路裝置還具有自由振蕩的反相器，該反相器實施為具有至少 兩個開關元件的半橋電路，所述電路裝置還具有用於控制該開關元件 的控制電路，其中該控制電路具有RC組件，其特徵在於，該RC組件 的電容實施為與溫度有關。
5. 根據權利要求4所述的用於運行放電燈的電路裝置，其特徵在 於，所述RC組件的電容由兩個串聯連接的電容器組成，其中第一電容 器實施為與溫度無關，第二電容器實施為與溫度有關。
全文摘要
一種用於運行低壓放電燈(EL)的電路裝置，其中該放電燈消耗功率。這樣實施該電路裝置，使得其確定功率的元件(C2a，L2a)實施為與溫度有關，使得在溫度上升時限制燈的功率消耗。尤其是該電路裝置的控制迴路(AS)中的電容器(C2a)和扼流圈(L2a)實施為與溫度有關。
文檔編號H05B41/285GK101189919SQ200680019450
公開日2008年5月28日 申請日期2006年5月31日 優先權日2005年6月1日
發明者J·克賴特梅爾, K·費希爾 申請人:電燈專利信託有限公司