CN100538387C - 确定电流传感器的零点的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种确定用于操作气体放电灯的电路装置中电流传感器的零点(V0)的方法。本发明的特征在于以下处理步骤：流经传感器的电流(11)在第一半波(13)期间被短时期切断，并确定第一测试值(V6)；随后，流经传感器的电流(11)在具有不同极性的第二半波(14)期间被短时期切断，并确定第二测试值(-V7)；据此形成两个测试值(V6，-V7)的平均值，并利用所述平均值来确定零点(Vx，V0)。因而，避免了例如由于加热导致的零点在灯操作期间漂移的问题，并且避免了灯电流(11)的正和负半波(13，14)的振幅被不同地形成的问题。避免了灯寿命的损害以及在呈现的投影图像中可视的人为现象。
Description
技术领域
本发明涉及确定用于操作气体放电灯的电路装置中的电流传感器的零点的方法。
背景技术
US 4734624公开了这样一种具有DC-AC变换器的电子电路装置。DC-AC变换器包括两两串联连接以形成两个半桥的四个晶体管。两个半桥并联连接在操作电位与参考电位之间。飞轮(freewheel)二极管并联连接到每个单个晶体管。这些半桥用作DC-AC变换器并提供用于操作气体放电灯的方波交变电流。气体放电灯本身形成串联电路的一部分，其包括第一线圈、随后是气体放电灯，并且然后包括其下游的第二线圈。这个串联电路被连接在两个半桥的输出之间。该串联电路通过并联连接到气体放电灯和第二线圈的电容器来接通。气体放电灯是UHP或HID灯。UHP是Ultra High Pressure or Ultra HighPerformance(超高压或超高性能)的简称，而HID是High IntensityDischarge(高强度放电)的简称。这些电路主要用于数据和图像投影仪。双极性电流传感器在电路中用于测量和控制灯电流。双极性电流传感器被设置在线圈之一与气体放电灯之间的串联电路中。在灯启动之前，测量传感器的信号，以设立(lay down)零点。如果这个零点在灯操作期间例如由于加热而移位，则灯电流的正和负半波的振幅将呈现为不平衡。这导致灯寿命的损害，并且还导致在呈现的投影图像中出现可见的人为现象。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在操作期间零点确定的简单方法和简单电路装置。
这个目的利用相互并行的本发明的各个方面的特征特性来实现。根据本发明的一个方面，提供一种确定用于操作气体放电灯的电路中电流传感器的零点的方法，其特征在于以下处理步骤：在第一半波期间短时期切断流经传感器的电流，并确定第一测试值；然后，在具有不同极性的第二半波期间短时期切断流经传感器的电流并确定第二测试值，据此由两个测试值形成平均值；以及利用平均值确定零点，其中形成该平均值和假定达到传感器零点(Vx)的那个时间的值的加权和。当通过某种其它方法得知传感器自身的电流时，零点(下文还称之为传感器零点)的可靠确定是有可能的。为此，在对于人眼是不可见的短时期的操作期间，例如在正电流半波期间，通过所有功率晶体管的去激活来切断或中断电流源。因而，创建电流扫描空隙(vo id)。因此可以实现传感器中的电流在几微钟内降到零。合适的时间周期例如是100μs。这个时间周期对于可靠地使传感器中的电流降至零是足够长的，并且此外使电流测量电路的滤波器的响应现象的显著衰减成为可能。然而，完全响应花费无限长的时间，所以现在只有较早期测量的残值(residual value)是有效的。现在，第一测试值被确定。为了补偿较早期测量的残值的影响，在一个具有不同极性的后续半波中对于相同的持续时间重复切断动作。残值现在具有负号。因而，第二测试值被确定。然而，在两种情况下，传感器零点显现为恒定分量，因此这两个的平均值提供了零点误差的改进估计，在下文中也将距离零点的偏差表示为传感器偏移或偏移误差。一旦最终并且正确地确定传感器偏移，则不提供进一步的校正。
为了减少电流扫描空隙的可视性，可以有利地采取各种进一步的措施。当电流扫描空隙(并因而光的减少)在短时距内利用相应的附加光量进行补偿时，眼睛是特别不灵敏的，因此在没有电流扫描空隙的操作阶段，在近似10ms周期上获得同一平均光功率。由于传感器零点的变化通常非常缓慢地发生，因此不需要频繁测量。因此，以几秒直至几分钟的间隔重复测量是足够的。可以随时间改变距离，以进一步减少电流扫描空隙的可视性。这对于观看者来说不可能将他/她自己调整到固定的等待间隔。在时间顺序操作投影系统的情况中，在投影屏幕的某个位置中，使灯电流中某个时间-位置成像。在这种系统中，相对于所得到的图像屏幕位置改变电流扫描空隙(在下文中也称为测量脉冲或扫描脉冲)的位置也是可行的，以便在整个图像屏幕上分布任何可视效果。有可能最初利用较高测量频率操作，并且以后利用较低测量频率操作，以便在投影仪启动之后尽可能快地获得合适的零点。两个测量组(每组由接二连三地具有不同极性的半波中的两个测量组成)之间的间隔总计为若干秒至几分钟，即测量间隔在10秒和5分钟之间，有利地在50秒和2分钟之间。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于高压气体放电灯的电路装置。
根据本发明的另一个方面，提供一种具有用于高压气体放电灯的电路装置的投影系统。
根据本发明的另一个方面，提供一种电路装置，用于利用电流操作气体放电灯，其中该电路装置包括电流传感器，其特征在于，电流能够在半波期间被短时期切断，对于第一半波期间的短时期确定第一测试值，以及对于具有不同极性的第二半波期间的短时期确定第二测试值，以便通过由两个测试值形成的平均值来确定零点。
附图说明
为了更好地理解，现在将参考实施例和附图更详细地解释本发明，其中：
图1是具有方波灯电流的时间图；
图2是具有传感器信号的第二时间图；
图3是具有第二方波灯电流的第三时间图；和
图4是具有第二传感器信号的第四时间图。
具体实施方式
图1显示了经过气体放电灯的方波电流信号梯度1。假设传感器正确操作，灯电流的绝对值I1在周期2内将保持相同，仅仅符号改变，因此在相应的半周期3和4中获得正电流+I1和负电流-I1。周期2覆盖时间间隔T，并因此两个半周期分别具有周期T/2。为此，半周期3、4还被称为半周期或半波。在US PS4734624中描述了一种方波电流梯度和适于生成它的电路设备。US PS4734624的内容被视为包含在本文件中。在具有正极性的第一半周期3中，灯电流1从时刻t1开始向前被中断Δt的持续时间，由此建立了电流扫描空隙。类似地，在具有负极性的第二半周期4中，灯电流1自时刻t2开始向前被中断相同的持续时间Δt。
图2显示了传感器的电压信号5，该电压信号5表示灯电流1并且相对于零位线6是对称的。零位线6(下面还称之为真零位线)通过(贯通)传感器的零点V0，在下文中还将该零点称为传感器的真零点V0。这意味着经过零点V0的线代表传感器的输出信号，它实际上是对于零电流值而获得的。在时刻t1，由于滤波器的影响和带宽限制器，传感器内的电压5开始从值V2按指数律地下降到值V3，在Δt周期之后达到值V3。在时刻t2，传感器内的电压5开始从值-V2呈指数律地下降到值-V3，在Δt周期之后达到值-V3。值V3和-V3代表在先测量值的残值。假设已经放置在存储器中的值或者根据在前测量存储的值(以下被称为假设的零点)等于V0，则两个值V3和-V3将完全地彼此抵消。零点的校正是不需要的。残值V3和-V3的绝对值对于两个半周期3和4是相等的。
图3显示了方波电流梯度11，它是根据传感器的假设零点Vx与真零点V0之间的差值产生的。具有不同数值的正电流+I3和负电流-I4对于相应半周期13和14在周期12内产生。周期12具有时长T，因此半周期13和14分别具有周期T/2。在具有正极性的第一半周期13中，灯电流1从时刻t3开始向前被中断Δt的持续时间。同样，在负极性的第二半周期14中，灯电流从时刻t4开始被中断持续时间Δt。
图4显示了具有真零位线6和假设零位线7的传感器的电压信号15。在第一半周期3期间，电压15在时刻t1开始从值V5按指数律地下降到值V6。正好在再次接通灯电流之前的Δt的时间周期之后，达到值V6，此时测量并存储V6到假设零位线7的距离。在第二负的半周期4中，电压15在时刻t2开始从值-V8向值-V7按指数律下降。正好在再次接通灯电流之前的Δt时间周期之后，达到这个值-V7，此时也测量并存储-V7到假设零位线7的距离。把距离Vx-V6和Vx-(-V7)相加在一起，除以2，有可能进行加权，并且添加到值Vx上。得到的Vx的新值现在比在Vx的前一值更接近正确值V0。当重复该过程若干次时，V0与Vx值之间的差值逐渐变得更小，直至正确的传感器零点被确定。这个过程还被称作传感器零值V0的确定、定义或补偿，或者偏差的确定。单个测量周期在传感器信号在测量时刻已经变得完全稳定的情况中是足够的。
标号列表
1 方波电流波形
2 周期
3 第一半周期
4 第二周期
5 传感器信号
6 零点线
7 假设零点线
8
9
10
11 方波电流波形
12 周期
13 第一半波
14 第二半波
15 传感器信号
Claims (10)
1、一种确定用于操作气体放电灯的电路中电流传感器的零点(V0)的方法，其特征在于以下处理步骤：
流经传感器的电流(11)在第一半波(13)期间被短时期切断，并确定第一测试值(V6)；
随后，流经传感器的电流(11)在具有不同极性的第二半波(14)期间被短时期切断，并确定第二测试值(-V7)；
据此由两个测试值(V6，-V7)形成平均值，并利用所述平均值来确定零点(Vx，V0)。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，切断接连发生在两个半波(13，14)中。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，正好在重新接通电流(11)之前的电流传感器的测试值(V6，-V7)用于确定零点(Vx，V0)。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两个测量组之间的间隔在10秒和5分钟之间，其中每个组包括接连在具有不同极性的两个相应半波(13，14)中的两个测量。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，测量间隔被改变。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，半周期(13，14)内的电流消隐间隔空隙的位置(t3，t4)被改变。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电流消隐间隔之前或之后的时间增加灯电流。
8、一种用于高压气体放电灯的电路装置，实施根据权利要求1至7之中任何一项权利要求所述的方法。
9、一种具有用于高压气体放电灯的电路装置的投影系统，该电路装置实施根据权利要求1至7之中任一项权利要求所述的方法。
10、一种电路装置，用于利用电流(1，11)操作气体放电灯，其中该电路装置包括电流传感器，其特征在于，电流(1，11)能够在半波(3，4，13，14)期间被短时期切断，对于第一半波(13)期间的短时期确定第一测试值(V6)，以及对于具有不同极性的第二半波(14)期间的短时期确定第二测试值(-V7)，以便通过由两个测试值(V6，-V7)形成的平均值来确定零点(Vx，V0)。
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