用於運行放電燈的電路裝置的製作方法

2024-03-08 11:46:15

專利名稱：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，其包括用於與電源直流電壓連接的第一埠和第二埠 ；具有橋接電路的逆變器，該橋接電路包括至少第一電子開關和第二電子開關，其中，在第一電子開關和第二電子開關之間設有第一橋接中點，其中，由第一電子開關和第二電子開關構成的串聯電路連接在用於電源直流電壓的第一埠和第二埠之間；用於控制至少第一電子開關和第二電子開關的控制裝置；用於與放電燈的熱燈絲連接的第一埠和第二埠 ；具有第一埠和第二埠的電感器，其中，電感器的第一埠與第一橋接中點連接，其中，電感器的第二埠與用於放電燈的熱燈絲的第一埠連接；具有第一埠和第二埠的第一電容器，其中，第一埠與用於熱燈絲的第一埠連接，其中，第二埠與參考電位連接；用於與放電燈的冷燈絲連接的第一和第二埠 ；具有第一埠和第二埠的第二電容器，其中，第一埠與冷燈絲連接，其中，第二埠與參考電位連接；連接在冷燈絲和參考電位之間的第一分壓器，其中，第一分壓器包括第一歐姆電阻和第二歐姆電阻，其中，分壓器的抽頭與控制裝置的第一輸入端連接；具有初級繞組和至少一個第一次級繞組的預加熱裝置，其中，第一次級繞組連接在用於放電燈的冷燈絲的第一埠和第二埠之間；與預加熱裝置的第一次級繞組串聯的第三電容器；和由至少一個第三歐姆電阻和第四歐姆電阻構成的串聯電路，其中，該串聯電路連接在用於電源直流電壓的第一埠和第二埠之間，其中，在第三歐姆電阻和第四歐姆電阻之間的結點與放電燈的冷燈絲連接。
背景技術：
本發明所基於的難點在於，用於放電燈的電子鎮流器在其點燃時基本上會產生很高的點燃電壓。為避免對放電燈的操作人員或者周邊環境的危害，在實施點燃嘗試之前通過幾個電子鎮流器來檢測燈具是否已與電子鎮流器的輸出端連接。為此，電子鎮流器通常檢測是否存在冷燈絲或燈具的冷端部。以下的設計方案涉及具有變壓式燈絲加熱裝置的、·價格高昂的電子鎮流器。在此，為了預加熱或者使用獨立的加熱變壓器，或者在燈具扼流圈上設計附加繞組。為了對本發明所基於的難點進行詳細說明而在圖I中示意性地示出了在已公開的電路布置方案中對於本發明而言較有意義的局部電路。在圖Ia至Id中示出的變體示出了具有熱燈絲Wh和冷燈絲W。的放電燈Fl。「熱燈絲」這一概念在本發明的框架中表示的是與第一橋接中點連接的燈絲，並且「冷燈絲」這一概念表示的是與參考電位連接的燈絲。電子鎮流器的用於熱燈絲的埠用Al和A2表示，用於冷燈絲的埠用A3和A4表示。未示出的加熱變壓器的用於加熱燈絲W。的次級繞組用SEKl表示。在根據圖Ia和圖Ib的變體中，放電燈Fl的冷燈絲W。與參考電位-當前為地-連接。簡單的測量路徑使控制裝置μc能夠判定燈絲W。是否存在。為此，用於冷燈絲的埠A3通過包括歐姆電阻R3和R4的分壓器與輔助電壓源Uh連接。分壓器的抽頭與控制裝置μ C的輸入端連接。為防止電流從輔助電壓源Uh通過次級繞組SEKl流向參考電位，有必要斷開燈絲W。和次級繞組SEKl的連接。這可以通過與次級繞組SEKl串聯的分離元件實現。在根據圖Ia的變體中，分離元件是電容器Cs，而在根據圖Ib的變體中，分離元件則是二極體Dl0兩個變體均存在這一缺點，通過將燈絲W。直接與參考電位連接，錯誤布線可能導致電子鎮流器或者放電燈的損壞。此外，根據圖Ib的變體還存在另一個缺點，因為二極體只允許加熱電流的半波通過，並且由此導致首先，在燈絲W。上必須具有更高的電壓，從而增加了橫放電的危險；其次，在單燈裝置中，即在用於運行單個的放電燈的電子鎮流器中，不再提供對稱的變壓器加熱。特別是對於具有燈識別裝置的電子鎮流器而言，後者不具備任何優點。然而可以通過附加的、與熱燈絲Wh串聯的第二二極體建立對稱。但是，這些二極體必須足夠耐壓並且足夠快，從而在燈發生故障的情況下也能夠經受住短時間的點燃電壓的負荷。在圖Ic和Id中示出的變體中，燈絲W。沒有直接與參考電位連接。對此替代的是·在放電燈Fl和參考電位之間接入連接電容器CK1。與在圖Ia和Ib中示出的變體相比，由此相對於布線錯誤具有更大的穩定性。但是此時不再存在燈絲W。到參考電位的直接連接。為了建立測量路徑，用於冷燈絲W。的埠 A4通過歐姆電阻R8與通常為中間電路電壓Uzw的電源直流電壓連接。為保護控制裝置μ C將電阻器R8設計為高歐姆的。但是，在連接電容器Cki上的電壓取決於瞬間的運行狀態並且能夠從OV達到中間電路電壓Uzw的最大值，例如400V。在圖Ic和Id中示出的變體的缺點因而在於，在圖Ic中為電容器Cs和在圖Id中為二極體Dl的分離元件的耐壓強度必須更高。對於被設計用於運行連接在其輸出端埠上的不同類型的放電燈的電子鎮流器而言，即對於識別例如所應用的、連接在其燈絲電阻器上的放電燈的類型的電子鎮流器而言，電容器Cs必須具有極高的電容，從而使得在進行類型識別時能夠忽略其影響。特別是當耐壓強度必須很高時，這將導致裝置具有極大的結構。為了能夠在對燈絲W。進行預加熱時忽略電容器Cs上的電壓的降低，同樣也必須具有很大的電容。在熱燈絲的加熱電路中能夠可替換地接入第二電容器以重新建立對稱。該技術的其它現狀在涉及一種對於具有通過測量低壓放電燈的電極之間的直流電壓進行EOL-早期識別裝置的低壓放電燈的運行電路由EP 1343 359 Α2公開。在此，可以通過對經過各電極到達各參考電位的各個連接進行檢測而進行電極查詢。

發明內容
因此，本發明的目的在於，這樣改進開頭所述的電路裝置，即一方面，對於對放電燈是否已與電子鎮流器連接進行可靠檢測所必需的部件僅需儘可能小的安裝空間；另一方面，能夠在具有燈絲識別裝置的電子鎮流器中使用該電路裝置，且同時不會影響到燈絲的識別。本發明通過具有權利要求I所述特徵的電路裝置實現。本發明以這一認識為基礎，即為了能夠識別燈絲，與次級繞組SEKl串聯布置的電容器此外還必須具有較高的電容。但是，如果限定了最大施加到該電容器上的電壓，它則可以以小型的構造方式實現。為此僅需一個小型的歐姆電阻，該歐姆電阻與由第一次級繞組和電容器(；構成的串聯電路並聯。在此，該歐姆電阻能夠設計為SMD-部件。附加的歐姆電阻所需的安裝空間僅佔電容器Cs將佔有的空間的一小部分，該電容器具有高電容並且被設計為耐高電壓。此外，基於電容器的高電容還能夠進行對燈絲的識別。由於電容器的尺寸較小，能夠使對於為識別放電燈的存在所必需的構造元件的較小安裝空間的預期值最小化。對(多個)燈絲的預加熱也不會受到本發明的影響。優選的實施方式的優點在於，電路裝置此外還包括具有第六歐姆電阻和第七歐姆電阻的第二分壓器，其中，第二分壓器連接在用於電源直流電壓的第一和第二埠之間，其中，第二分壓器的抽頭與控制裝置的輸入端連接。藉助於該分壓器因而能夠確定當前電源直流電壓的大小。該處理方式考慮到了這種情況，即-例如在電容器上的電壓限定直至能夠使用63伏電容器-在微處理器的輸入端上的電壓偏移僅在初始測量信號、即在不使用第五歐姆電阻的情況下在微處理器的輸入端上的電壓的5至10%的範圍內。但是，由於在檢測控制裝置的第一輸入端上的信號的時間點，用於功率因數校正(PFC=Power FactorCorrection)的電路組成部分通常還未開始工作，因此中間電路電壓、即電源直流電壓能夠設定為150V至400V之間的值。因為功率因數校正通常在發現燈絲W。之後才被激活。在這些條件下，評估5至10%的電壓偏移可能非常有難度-當將電容器Cs的耐壓強度選擇為很高時_，以及-正如優選地一樣，當將電容器Cs的耐壓強度選擇為儘可能低時-完全不可能。因此，根據該優選的實施方式，在檢測控制裝置的第一輸入端上的信號的時間點確定電源直流電壓的當前值。優選地將控制裝置進一步這樣設計，即構成在第二輸入端上的電壓和在第一輸入端上的電壓之間的差值。通過該差值的構成能夠避免繁瑣的除法。但是可替代地也可以評估在第二輸入端上的電壓與在第一輸入端上的電壓之間的比例關係，但是這要求控制裝置的功能更強。控制裝置優選地進一步這樣設計，即使差值符合第一輸入端上的電壓或者第二輸入端上的電壓的標準。通過這一標準化同樣達到了這樣的效果，即能夠降低對於控制裝置的計算功能的要求。 為了簡化評估過程，特別是為了避免對不同情況的區分，第一分壓器和第二分壓器優選地這樣確定尺寸，即差值總為正數。普遍地將控制裝置優選地這樣設計，即在開設激活預加熱裝置之前進行所提及的差值的計算。特別優選地這樣設計控制裝置，即在接通電路裝置之後的一個預設的時間段之後，特別地為50至200ms，優選地為100ms，進行差值的形成。如果放電燈例如在持續運行時被移開，也不會形成額外的等待時間，因為在接通電子鎮流器後，控制裝置要達到正常運轉畢竟還需要確定的時間。這一處理方式考慮到了這一情況，即由於電路裝置的高歐姆的電阻、特別是第三歐姆電阻和第四歐姆電阻，以及電容器Cs的高電容，在大約IOOms後，控制裝置的第一輸入端上才出現可靠信號。根據優選的實施方式，控制裝置這樣設計，即將標準化的差值與能預設的閾值進行比較，如果該標準化的差值大於能預設的閾值，則不進行預加熱信號的輸出。該措施具有這一優點，即為了兼顧考慮部件公差，例如在對電路裝置進行校正的框架內，能預設的閾值是能變化的。
第一電容器優選地具有這樣的耐壓強度，即其介於第一和第二埠之間待連接的最大電源直流電壓的十分之一至五分之一之間。實踐表明，該範圍是安裝空間大小和耐壓強度高低之間的最佳折衷方案。預加熱裝置優選地包括第二次級繞組，其中，該第二次級繞組連接在用于于放電燈的熱燈絲的第一和第二埠之間。這使放電燈的兩個燈絲的對稱性預加熱成為可能。正如已提及的一樣，預加熱裝置通過獨立的加熱傳送器實現。替換方案是，電感器是預加熱裝置的初級繞組。由此能夠在只需最小安裝空間的情況下以特別有利的成本優勢實現根據本發明的電路裝置。其它優選的實施方式在從屬權利中進行說明。


現在在下文中參照附圖詳細地說明本發明的實施例。圖中示出圖Ia)至Id)示意性地示出了根據現有技術的、已公開的電路裝置中的示意圖的片段，和圖2示意性地示出了根據本發明的電路裝置的實施例。
具體實施例方式只要涉及到相同的或者起相同作用的元件，那麼在圖Ia至Id中所採用的參考標號也進一步適用於在圖2中示意性地示出的、根據本發明的電路裝置的實施例。因此不會再次對部件進行說明。在圖2中示出的、根據本發明的電路裝置的實施例具有用於與電源直流電壓連接的第一輸入端埠 El和第二輸入端埠 E2，該電源直流電壓特別地是一種所謂的中間電路電壓Uzwo首先在輸入端埠 El和E2之間接入電解電容器Cl，以保證Uzw的穩定。包括歐姆電阻Rl和R2的分壓器與電容器Cl並聯。分壓器Rl，R2的抽頭，即電壓UR2，與控制裝置μ C的輸入端E2連接。此外，逆變器連接在輸入端El和Ε2之間，該逆變器在本發明中以半橋電路實現。其中，該半橋電路包括第一電子開關SI和第二電子開關S2，這兩個電子開關在構成第一半橋中點BM的情況下串聯在輸入端El和Ε2之間。控制裝置μ C被設計用於-以本身已公開的方式-控制逆變器的開關SI，S2。電感器LI 一方面與第一半橋中點BM連接，另一方面與輸出端埠 Al連接。為實現用於燈絲Wh和W。的預加熱裝置，在第一半橋中點BM和當前是電路裝置的第二輸出端Ε2的參考電位之間接入由第二電容器C2、加熱變壓器TRl的初級繞組PR以及開關SH構成的串聯電路，其中，開關SH同樣由控制裝置μ C控制。加熱變壓器TRl具有第一次級繞組SEKl和第二次級繞組SEK2。第一次級繞組SEKl與電容器Cs串聯，其中，該串聯電路與冷燈絲W。並聯。第二次級繞組SEK2與熱燈絲Wh並聯。正如已經提及的一樣，埠 Al，Α2設置用於放電燈Fl的熱燈絲Wh，並且埠 A3，A4設置用於放電燈Fl的冷燈絲W。。點燃電容器Cz與放電燈Fl並聯，確切地說是在埠 Al和參考電位之間並聯。該點燃電容器設計用於與電感器LI 一起實現諧振電路，該諧振電路可以點燃放電燈Fl。埠 A4與分壓器的抽頭連接，該分壓器包括高歐姆的歐姆電阻R7和R8。因此第三和第四歐姆電阻設計為高歐姆的，從而能夠忽略由此產生的損失。在該路徑上可以為冷燈絲W。提供電壓供給，以便通過另一個包括歐姆電阻R3和R4的分壓器的抽頭為控制裝置μ C在其輸入端El上提供測量信號Umess0連接電容器Ckl與分壓器R3，R4並聯。根據本發明，歐姆電阻R5與由第一次級繞組SEKl和電容器Cs構成的串聯電路並聯。該歐姆電阻優選地設計為SMD-部件並且這 樣確定其尺寸，即必須將電容器Cs的耐壓強度設計為僅為中間電路電流Uzw的五分之一至十分之一。當中間電路電流為大約400V時，電容Cs優選地設為63V。歐姆電阻R5優選地在50至IOOkQ之間，在特別優選的實施例中為82kQ。控制裝置μ C這樣設計，即最早在中間電路電流Uzw施加在電路裝置的輸入端El，Ε2上之後IOOms測定並評估信號Ur2和Umess0電容器Cs的電容優選地為O. IyF至10 μ F，在特別優選的實施例中特別地為IyF0控制裝置μ C被這樣設計，即形成電壓Ur2和Umess之間的差值並且使該差值合乎電壓Uk2的標準。該差值進一步被這樣設計，即將該標準化的差值與能預設的閾值進行比較，並且如果該標準化的差值大於能預設的閾值，那麼為避免對放電燈Fl的預加熱而斷開開關SH。為了考慮部件公差，在對電路裝置進行校準時能夠改變儲存在控制裝置μ C中的能預設的閾值。
權利要求
1.一種用於運行放電燈的電路裝置，包括 -用於與電源直流電壓(Uzw)連接的第一埠(El)和第二埠(E2)； -具有橋電路的逆變器，所述橋電路包括至少一個第一電子開關(Si)和第二電子開關(S2)，其中，在所述第一電子開關(SI)和所述第二電子開關(S2)之間形成有第一橋接中點(BM)，其中，由所述第一電子開關(SI)和所述第二電子開關(S2)構成的串聯電路連接在用於所述電源直流電壓(Uzw)的所述第一埠(El)和第二埠(E2)之間； -用於控制至少所述第一電子開關(SI)和所述第二電子開關(S2)的控制裝置(μ C)； -用於與所述放電燈(FL)的熱燈絲(Wh)連接的第一埠(Al)和第二埠(Α2)； -具有第一埠和第二埠的電感器(LI)，其中，所述電感器(LI)的所述第一埠與所述第一橋接中點(BM)連接，其中，所述電感器(LI)的第二埠與用於所述放電燈(FL)的熱燈絲(Wh)的所述第一埠(Al)連接； -具有第一埠和第二埠的第一電容器(Cz)，其中，所述第一埠與用於所述熱燈絲(Wh)的所述第一埠(Al)連接，其中，所述第二埠與所述參考電位連接； -用於與所述放電燈(FL)的冷燈絲(W。)連接的第一埠(A3)和第二埠(A4)； -具有第一埠和第二埠的第二電容器(Ckl)，其中，所述第一埠與所述冷燈絲(W。)連接，其中，所述第二埠與所述參考電位連接； -連接在所述冷燈絲(W。)和所述參考電位之間的第一分壓器(R3，R4)，其中，所述第一分壓器(R3，R4)包括第一歐姆電阻(R3)和第二歐姆電阻(R4)，其中，所述分壓器(R3，R4)的抽頭與所述控制裝置(μ O的第一輸入端連接； -具有初級繞組和至少一個第一次級繞組(SEKl)的預加熱裝置，其中，所述第一次級繞組(SEKl)連接在用於所述放電燈(FL)的所述冷燈絲(W。)的所述第一埠(A3)和第二埠(Α4)之間； -與所述預加熱裝置的所述第一次級繞組(SEKl)串聯的第三電容器(Cs);和-由至少一個第三歐姆電阻(R7)和第四歐姆電阻(R8)構成的串聯電路，其中，所述串聯電路連接在用於所述電源直流電壓(Uzw)的第一埠(El)和第二埠(Ε2)之間，其中，在所述第三(R7)歐姆電阻和第四歐姆電阻(R8)之間的結點與所述放電燈(FL)的所述冷燈絲(Wc)連接； 其特徵在於，所述電路裝置此外還包括 -第五歐姆電阻(R5)，所述第五歐姆電阻與由所述第一次級繞組(SEKl)和所述第三電容器(Cs)構成的串聯電路並聯。
2.根據權利要求I所述的電路裝置，其特徵在於，所述電路裝置此外還包括具有第六歐姆電阻(Rl)和第七歐姆電阻(R2)的第二分壓器(Rl，R2)，其中，所述第二分壓器(Rl，R2)連接在用於所述電源直流電壓(Uzw)的所述第一埠(El)和所述第二埠(Ε2)之間，其中，所述第二分壓器(Rl，R2)的抽頭與所述控制裝置(y C)的第二輸入端連接。
3.根據權利要求2所述的電路裝置，其特徵在於，所述控制裝置(μC)被這樣設計，即構成所述第二輸入端上的電壓和所述第一輸入端上的電壓之間的差值。
4.根據權利3要求所述的電路裝置，其特徵在於，所述控制裝置(μC)被進一步這樣設計，即使所述差值符合在所述第一輸入端上的電壓或在者所述第二輸入端上的電壓的標準。
5.根據前述權利要求中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述第一分壓器和第二分壓器這樣確定其尺寸，使得所述差值總為正。
6.根據權利要求3至5中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述控制裝置(μC)被進一步這樣設計，即在開始激活所述預加熱裝置之前進行所述差值的形成。
7.根據權利要求6所述的電路裝置，其特徵在於，所述控制裝置(μC)被這樣設計，即在接通所述電路裝置後的能預設的時間段、特別地為50至200ms、優選地為IOOms進行差值的形成。
8.根據權利要求3至7中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述控制裝置(μC)被這樣設計，即將標準化的差值與能預設的閾值進行比較，如果所述標準化的差值大於能預設的閾值，則不進行預加熱信號的輸出。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述能預設的閾值是能變化的，特別是通過對電路裝置進行校準能使能預設的閾值變化。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述第一電容器(Cs)具有耐壓強度，所述耐壓強度介於待連接在所述第一埠(El)和所述第二埠(Ε2)之間的最大電源直流電壓(Uzw)的十分之一至五分之一之間。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述預加熱裝置包括第二次級繞組(SEK2 )，其中，所述第二次級繞組(SEK2 )連接在用於所述放電燈(FL)的熱燈絲(Wh)的所述第一埠(Al)和所述第二埠(Α2)之間。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的電路裝置，其特徵在於，所述電感器(LI)是所述預加熱裝置的初級繞組。
全文摘要
本發明涉及一種用於運行放電燈(FL)的電路裝置。燈具的燈(Wh，Wc)利用傳送器(TR1)進行加熱。為了識別燈具，傳送器的燈絲與電阻(R5)橋接。
文檔編號H05B41/298GK102948263SQ201180026751
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月19日 優先權日2010年5月31日
發明者西格弗裡德·邁爾, 奧拉夫·布塞, 馬克西米利安·格貝爾, 尤利婭·埃格丁格 申請人:歐司朗有限公司