CN101422085A - 在电子镇流器中减小的损耗功率 - Google Patents

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Abstract

所公开的是一种电子镇流器，特别是用于驱动气体放电灯的电子镇流器，其中除了传统的已存在的功率半导体之外还存在另外的功率半导体，其提供对于静态运行所需的功率。由此，避免了将大功率的、具有高的损耗功率的金属氧化物半导体场效应晶体管也用于静态运行。

Description

在电子镇流器中减小的损耗功率
技术领域
本发明涉及一种带有第一功率半导体、特别是MOS-FET(金属氧化物半导体场效应管)的电子镇流器(EVG)，其功率大小针对起动功率来确定。
背景技术
电子镇流器(EVG)特别是在灯中用于首先将低频电网电压整流，并且随后借助高频振动整流器(Hochfrequenzwechselgleichrichter)转换为高频矩形电压。由此，例如提高了灯的效率并且实现了更长的寿命。
特别是放电灯，例如日光灯管或者节能灯，为了限流必须借助镇流器来驱动。在此，必须借助高压来实现灯的点燃，为此EVG必须提供所谓的高起动功率。该起动功率可以根据灯的类型为数百伏至数千伏。在静态工作中(即在点燃气体放电之后)，又可以降低电流，因为对于放电灯的运行，小的电压足够。
在镇流器中，功率半导体负责提供电压，该功率半导体的尺寸必须与所要求的起动功率匹配。因此，通常使用大功率的MOS-FET晶体管，然而当灯过渡到静态运行中时，这些晶体管具有高的损耗功率。
发明内容
因此，本发明的任务是，提供一种电子镇流器，其效率相对于传统的解决方案被改善。
该任务通过具有第一功率半导体、特别是MOS-FET的电子镇流器解决，该第一功率半导体的功率大小针对起动功率来确定，其中该电子镇流器包括至少一个第二功率半导体。
由此，在起动阶段(即在开始时)可以使用两个功率半导体，这能够实现提供非常高的起动功率，而在静态运行中，第一功率半导体被去激活，并且仅还有第二功率半导体提供静态功率。这允许使用更小地设计的功率半导体，由此得到明显的功率节省，而这又改善了系统的整体效率。
此外，通过使用更小地设计的功率半导体解决了如下问题：在仅使用一个功率半导体时所需的非常高的驱动功率减弱了高的开关频率的优点，因为这些驱动功率降低了效率。特别地，对于非常高的频率良好地适用的功率半导体非常昂贵，这又对于制造成本有不利影响。此外，较小的功率半导体的优点是，它们被装入其中的壳体的大小可以更小。
特别有利的是如下实施例：其中功率半导体被不同地设计。特别有利的是，对于静态运行使用第二功率半导体，其功率明显小于第一功率半导体的功率。
如果假设在静态运行中仅仅需要大约1/3的起动功率，则第二功率半导体的功率例如也可以仅仅为第一功率半导体的功率的1/3。
在另一优选实施例中，设置有控制单元，其控制功率半导体的激活或者去激活。此外，如果功率半导体彼此并联地设置，则可以如下进行驱动：驱动开关，例如断路器触点，该开关将第一功率半导体去激活，使得只有第二功率半导体提供功率。
其他的优点和优选的实施形式在从属权利要求中被限定。
附图说明
以下将借助附图进一步阐述本发明。在此，示例性的附图并非用于将本发明限制于所示的实施例中。
其中：
图1示出了现有技术中的EVG的电路图的示意性部分视图；
图2a示出了在起动阶段中的根据本发明的EVG的第一实施例的电路图的示意性部分视图；
图2b示出了在静态运行中的根据本发明的EVG的图2a中所示的实施例的电路图的示意性部分视图；以及
图3示出了根据本发明的EVG的第二实施例的电路图的示意性部分视图。
具体实施方式
在图1至3中仅仅示出了电子镇流器的与本发明相关的组件。在此，相同的参考标记表示相同的或者类似的组件。
图1示出了传统的EVG的电路图的部分视图，并且作为所选择的EVG的部件示出了：驱动器2，其输出矩形控制信号；功率半导体4，其设计用于输出对于在此未示出的灯的开始过程所需的功率；变压器6，其用于控制借助输出端8提供给灯的电压，其中该输出端例如可以与这种灯相连。
在现有技术中使用的功率半导体4必须提供对于点燃气体放电灯所需的电压。为此，由于高的电压需求，需要大功率的功率半导体，例如大功率的MOS-FET。这种MOS-FET虽然可以毫无问题地提供用于点燃气体放电灯所需的功率，但是在灯的静态运行中(即在点燃过程之后)也消耗了许多能量，这样出现了高的损耗功率。这又导致EVG的差的效率。此外，在此所使用的MOS-FET比较大，使得对于EVG的所希望的微型化设置了由于部件导致的限制。
因此，在本发明中提出使用两个小的功率半导体，它们可以一同提供用于点燃的高功率，而在静态运行中仅仅使用一个功率半导体。
这种根据本发明的EVG在图2a和2b中示出。在此，图2a示出了在开始状态中的EVG的电路，而图2b示出了在静态工作中的EVG的电路。
根据本发明，在这里所示出的实施例中，使用了第一功率半导体4和第二功率半导体4’，它们被并联连接。此外，设置了开关元件10，其适于激活或者去激活功率半导体4。
在图2a中示出了EVG的起动阶段，也即其中必须提供高压以便点燃例如气体放电灯的状态。为此，开关10处于闭合位置，由此两个功率半导体4、4’并联连接，使得它们的功率互相补充。
如果气体放电灯过渡到其静态运行中，则可以将第一功率半导体4去激活。为此，如在图2b中所示，开关10断开，使得功率仅仅还通过第二功率半导体4’来提供。因为第二功率半导体4’仅仅还需要提供较小的功率，所以它也可以针对该较小的功率而被优化。由此，明显减小了EVG的损耗功率。
特别有利的是如下实施例：其中第二功率半导体4’的功率此外还比第一功率半导体4的功率小。这是可能的，因为在静态运行中，通常仅仅需要提供对于开始过程所需功率的1/3。这在图2a和2b中如下示意性表示：第二功率半导体4’比第一功率半导体4更小地示出。这得到进一步的功率节省。
而且，对于开关过程，仅仅需要操作一个小的功率半导体，这消耗明显较少的能量，由此可以改进系统的整体效率。
在图3中示出了根据本发明的EVG的第二实施例的电路图的部分视图。该实施例与图2a和2b中所示的实施例不同之处在于，开关10集成到驱动器2中。这例如可以通过控制单元12来实现，该控制单元或者使两个线路14和14’接通，从而第一和第二功率半导体4、4’可以提供功率，或者阻塞线路14，从而将功率半导体4去激活。
所公开的是一种电子镇流器，特别是用于驱动气体放电灯的电子镇流器，其中除了传统的已存在的功率半导体之外还存在另外的功率半导体，其提供对于静态运行所需的功率。

Claims (10)

1.一种电子镇流器(EVG)，其具有第一功率半导体(4)、特别是金属氧化物半导体场效应管，该第一功率半导体的功率大小针对起动功率来确定，其特征在于，电子镇流器包括至少一个第二功率半导体(4’)。
2.根据权利要求1所述的电子镇流器，其中第二功率半导体(4’)具有与第一功率半导体(4)不同的功率。
3.根据权利要求1或2所述的电子镇流器，其中第二功率半导体(4’)具有比第一功率半导体(4)更小的功率。
4.根据权利要求1、2或3所述的电子镇流器，其中第一和第二功率半导体(4，4’)并联设置。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电子镇流器，其中还设置有控制单元(12)，其驱动第一和第二功率半导体(4，4’)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电子镇流器，其中控制单元(12)驱动第一和第二功率半导体(4，4’)，使得为了提供起动功率，第一和第二功率半导体(4，4’)并联连接，由此由两个功率半导体提供起动功率。
7.根据上述权利要求中任一项所述的电子镇流器，其中镇流器在具有起动功率的开始过程之后切换到具有静态功率的静态运行中，并且由第二功率半导体(4’)提供用于静态运行的功率。
8.根据权利要求7所述的电子镇流器，其中控制单元(12)驱动第一和/或第二功率半导体(4，4’)，使得由第二功率半导体提供静态功率。
9.根据上述权利要求中任一项所述的电子镇流器，其中还设置有开关元件(10)，该开关元件设计用于将第一功率半导体(4)去激活。
10.根据权利要求9所述的电子镇流器，其中开关元件(10)能够借助控制单元来驱动。
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