CN101189919B - 能平衡温度的用于运行放电灯的电路装置 - Google Patents

能平衡温度的用于运行放电灯的电路装置 Download PDF

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Abstract

一种用于运行低压放电灯(EL)的电路装置，其中该放电灯消耗功率。这样实施该电路装置，使得其确定功率的元件(C2a，L2a)实施为与温度有关，使得在温度上升时限制灯的功率消耗。尤其是该电路装置的控制回路(AS)中的电容器(C2a)和扼流圈(L2a)实施为与温度有关。

Description

能平衡温度的用于运行放电灯的电路装置
技术领域
本发明涉及一种用于运行放电灯的电路装置。
背景技术
低压放电灯具有最佳的运行点，该运行点近似通过放电灯中对于气体放电来说最佳的蒸汽压力定义的。该最佳的蒸汽压力在灯的特定环境温度和特定的灯电流时出现。这样点火电压达到其最大值。如果保持灯电流保持恒定，则当环境温度更大(和更小)时，点火电压下降。
在具有用于运行低压放电灯的电路装置的常见电子镇流器中，弃用了与输入电压无关的灯功率的有源调节。尤其是这样的灯在电网低压时具有比用电网额定电压运行时更小的功率消耗和更小的光通量，但在电网过电压时具有比用电网额定电压运行时更大的功率消耗和更高的光通量。由于不调节灯的功率消耗，因此在上述热条件导致的点火电压变化时电镇流器的输出电流发生改变。增大了的输出电流又导致灯的温度上升，并由此导致点火电压的进一步下降。这些连锁反应加强了在环境温度上升时点火电压下降的效果。
因此，环境温度的升高导致灯中或所述电路装置中电流的增加，其结果是更大的损耗和由此对电镇流器的组件的进一步加热。这可能导致系统或单个组件的热过载。
根据现有技术，必须为这样的电路装置采用在最坏的情况下一例如在以过电压或高环境温度运行时一承受热负担的组件。因此首先是晶体管和电容器导致了更高的组件成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是改善开头所述类型的用于运行低压放电灯的电路装置，使得能用足够的可靠性防止灯组件的热过载。尤其是应当使用价廉物美的组件。
该技术问题根据权利要求1的特征部分来解决。
据此，依据温度来实施该电路装置的确定功率的组件，使得在温度升高时使灯的功率消耗受到限制。
为了达到期望的效果，对于扼流圈来说例如采用具有低居里温度的铁磁材料，对于陶瓷电容来说可以采用具有与温度有关的介电常数的陶瓷材料。
确定功率的组件尤其可以是对运行频率产生影响的组件，灯就以该运行频率运行，由此影响施加给灯的电流。
例如为此采用根据EP0781077B1或者根据EP0530603B1的电路。
根据EP0781077B1的电路是一种用于运行放电灯、尤其是低压放电灯的电路装置，具有负载回路，该负载回路具有至少一个限流的谐振电感以及至少一个电容器，该电路装置还具有自由振荡的反相器，该反相器实施为具有至少两个开关元件的半桥或全桥电路。所述电路装置还具有用于控制开关元件的控制电路，该控制电路具有LC并联振荡回路，该LC并联振荡回路由电容和对该电容放电的电感组成。
优选的，LC并联振荡回路与一个支路并联，该支路形成开关元件的控制电极和参考电极之间的触头路径，其中负载回路的限流谐振电感携带有辅助绕组，该辅助绕组通过电阻与LC并联振荡回路电气连接。
现在可以与温度有关地实施LC并联振荡回路的电容以及电感。或者对电容采用与温度有关的电容器，或者对电感采用与温度有关的扼流圈，或者两者都采用。
在优选实施方式中，并非整个电容或电感都与温度有关地实施。电容可以由两个电容器组成，其中一个电容器实施为与温度无关，而第二电容器实施为与温度有关。对扼流圈也可以依葫芦画瓢，为了实现电感而设置两个扼流圈，其中一个实施为与温度无关，另一个实施为与温度有关。
所述元件分别彼此串联。
通过与温度有关的电容或电感，LC并联振荡回路的频率依据温度变化。相应的，整个电路的控制也与温度有关，而且所述电路装置的运行频率随着温度而升高，该电路装置的组件中的电流变小，灯中的电流变小，该系统的热负担受到限制。
根据EP0530603B1的电路装置是一种用于运行放电灯、尤其是低压放电灯的电路装置，具有负载回路，该负载回路具有至少一个限流的谐振电感以及至少一个电容器，该电路装置还具有自由振荡的反相器，该反相器实施为具有至少两个开关元件的半桥电路，并具有用于控制开关元件的控制电路，其中该控制电路具有RC组件。RC组件的电阻在此与由负载回路的限流谐振电感携带的辅助绕组电气连接。
RC组件在此同样利用其低通特性影响运行频率，从而在此也可以与温度有关地实施电感。但是可以设置串联的两个电容器，其中一个实施为与温度无关，另一个实施为与温度有关。
上述说明不仅适用于EP0781077B1和EP0530603B1公开的分别具有LC并联振荡回路或RC组件的实施方式，而且适用于在这些文献中公开的为半桥晶体管实现两个分离的控制电路的实施方式。然后可以将这两个控制电路中的元件实施为与温度有关。但是要注意两个控制回路要有足够同步的温度特性，以防止两个半桥晶体管同时接通。
附图说明
下面借助多个实施例详细解释本发明。其中：
图1示出根据EP0781077B1用于运行低压放电灯的电路装置，其中本发明可以发挥作用，
图2示出图1的电路装置的第一变形，
图3示出图1的电路装置的第二变形，
图4示出由两个串联的电容器组成的电容的温度特性，其中一个电容器与温度近似线性相关，
图5示出由根据图4的电容确定的运行频率的特性。
具体实施方式
在图1示出的用于运行低压放电灯EL的电路装置由EP0781077B1公开。该电路装置在此是具有两个晶体管T1和T2的半桥装置，该两个晶体管由一个共用的控制电路AS控制。该控制电路由限制灯电流的扼流圈L1上的次级绕组HW1组成，该次级绕组通过电阻R2激励并联振荡回路C2a、L2a。由该并联振荡回路施加在互补半桥晶体管的控制输入端上的交变电压，导致两个晶体管T1和T2的交替接通，由此以公知方式将施加在电容器C 1上的直流电压转换为高频的交变电压以用于供给负载回路(由C5、C6、C7、C8、KL、EL、R3和L1组成)。
因此，由C2a和L2a组成的LC并联振荡回路为了来自负载回路的能量输入耦合而通过电阻R2与辅助绕组HW1电气连接。
在此不必详细描述用TS表示的元件。它是一个启动电路，用于启动自激振荡的振荡。
馈给谐振回路的运行频率强烈地取决于由C2a和L2a组成的振荡回路的自然谐振频率。组件C2a和L2a因此是确定功率的组件，因为该自然谐振频率通过电路装置的运行频率影响施加给灯EL的电流。
根据本发明，电容C2a或电感L2a实施为与温度有关。当温度上升时，在此该电容和电感下降，从而并联振荡回路的自然谐振频率上升。由此提高了电路装置的运行频率，从而灯扼流圈L1的交流电阻随着温度的升高而增大。电路装置的组件以及灯中的电流由此变小，该系统的热负担受到限制。
在常见的元件中，电容和电感的变化在容许的温度范围内可能太大。为了保证电路装置毫无问题的工作方式，并且在所有温度值时都能保证这一点，建议按照图2的实施方式。在此只有电感实施为与温度有关。该电感由两个电容器C2和C3组成，其中电容器C2具有与温度无关的值，该值近似等于在最小温度时期望的最大电容值。第二电容器C3应当在较低的温度时具有明显高于电容器C2的值，从而由C2和C3组成的串联电路的总电容基本上通过C2的大小确定。当温度升高时，C3的电容应当明显降低，由此该串联电路的总电容下降。当温度最大时，该电容应当达到最小值。
由C2和C3组成的串联电路的电容特性在图4中示出。示例性示出图2的并联振荡回路的总电容，其中在10°摄氏温度时C2＝3.3nF，C3＝100nF。电容器C3的电容假定为线性下降，并且直到大约100°摄氏温度(在模型中这只是近似)都同样采取3.3nF的值。因此在100°摄氏温度时总电容下降到几乎10°摄氏温度时的一半。
在图5中示出上述类型的并联振荡回路的自然谐振频率与电容器C3的温度之间的依赖关系。
在图5中尤其明显地识别出，温度要在大约50°以上直到60°摄氏温度才对谐振频率产生明显的影响。在接近100°摄氏温度时，该温度尤其关键，谐振频率的变化特别明显。
因此在50°和100°摄氏温度之间，放电灯中的电流剧烈降低，从而不可能导致组件的进一步加热。
替换图2所示的措施，即提供两个电容器来实现电容C2a，其中一个电容器与温度有关，还可以这样构成电感L2a，使得该电感由两个电感L2和L3串联而成，如图3所示。其中一个扼流圈L2具有与温度无关的值，该值近似等于在最高温度时期望的最小值。第二扼流圈L3应当在较低的温度时具有这样的值，即通过该值由L2和L3组成的串联电路的总电感等于正常温度时所需要的值。当温度升高时，L3的电感应当明显降低，直到该电感在最高温度时达到最小值为止。
图2和图3的实施方式也可以彼此组合，也就是还可以将电容C2a以及电感L2a分别由与温度有关的元件和与温度无关的元件串联地组成。
由EP0781077B1公开的电路的使用只是示例性的，并且用于解释确定功率的元件。根据EP0530603B1的电路装置的主要部分与在此在图1中示出的根据EP0781077B1的电路装置相同，其中在控制电路中去掉了扼流圈L2a。取代LC并联振荡回路的是RC组件，该RC组件的低通特性以类似方式影响运行频率。对应的本发明在该电路中还有，控制开关回路中的电容实施为与温度有关。这尤其是可以借助两个串联连接的电容器来完成，其中一个电容器强烈地与温度有关，而另一个则与温度无关。
在本发明含义下的确定功率的元件不应当理解为以次要方式影响功率的元件，而是适用于在实施为与温度有关时显著影响灯的功率消耗，从而引起可见的涉及温度控制的效果。

Claims (4)

1.一种用于运行放电灯(EL)的电路装置，其中该放电灯消耗功率并且该电路装置的确定功率的组件实施为与温度有关，使得在温度上升时限制灯的功率消耗，该电路装置具有负载回路，该负载回路具有至少一个限流的谐振电感(L1)以及至少一个电容器(C5，C6，C7，C8)，该电路装置还具有自由振荡的逆变器，该逆变器实施为具有至少两个开关元件(T1，T2)的半桥或全桥电路，所述电路装置还具有用于控制该开关元件(T1，T2)的控制电路(AS)，该控制电路具有LC并联振荡回路(L2a，C2a；L2，C2，C3；L2，L3，C2)，该LC并联振荡回路由电容(C2a；C2，C3)和对该电容放电的电感(L2a；L2，L3)组成，其特征在于，所述LC并联振荡回路(L2a，C2a；L2，C2，C3；L2，L3，C2)的电容(C2a；C2，C3)和/或电感(L2a；L2，L3)实施为与温度有关，使得在温度上升时降低所述电容(C2a；C2，C3)和/或电感(L2a；L2，L3)的值并且限制放电灯(EL)的功率消耗。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，
a)所述LC并联振荡回路的电容由两个串联连接的电容器(C2，C3)组成，其中第一电容器(C2)实施为与温度无关，而第二电容器(C3)实施为与温度有关，和/或
b)所述LC并联振荡回路的电感由两个串联连接的扼流圈(L2，L3)组成，其中第一扼流圈(L2)实施为与温度无关，第二扼流圈(L3)实施为与温度有关。
3.一种用于运行放电灯(EL)的电路装置，其中该放电灯消耗功率并且该电路装置的确定功率的组件实施为与温度有关，使得在温度上升时限制灯的功率消耗，该电路装置具有负载回路，该负载回路具有至少一个限流的谐振电感以及至少一个电容器，该电路装置还具有自由振荡的逆变器，该逆变器实施为具有至少两个开关元件的半桥电路，所述电路装置还具有用于控制该开关元件的控制电路，其中该控制电路具有RC组件，其特征在于，该RC组件的电容实施为与温度有关，使得在温度上升时改变该RC组件的电容的值并且限制放电灯的功率消耗。
4.根据权利要求3所述的用于运行放电灯的电路装置，其特征在于，所述RC组件的电容由两个串联连接的电容器组成，其中第一电容器实施为与温度无关，第二电容器实施为与温度有关。
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