CN101496454B - 用于在气体放电灯预热期间向所述灯的控制电路供电的方法以及用于执行所述方法的设备 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的方法涉及在气体放电灯预热周期期间控制气体放电灯，其中将控制电路的第一终端连接到灯的第一电极，控制电路的第二终端连接到灯的第二电极，其中提供装置，该装置适用于互连第一终端和第二终端，因此提供了传导路径，并适用于断开第一终端和第二终端。此外，该方法包括使用可充电和可放电功率缓冲器，其用来给操作开关装置的控制电路供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在气体放电灯预热期间控制所述气体放电灯的方法和设备。
背景技术
在点燃气体放电灯之前对电极进行预热，以便防止所述电极的过度退化。一种已知的用于预热电极的方法是切换通过电极的电流，为了这个目的所述电极可以被串联。这种切换可以在电路的控制下来完成。在本领域中，用于控制气体放电灯的设备通常被称为“启动器”。实际上，包括电路的启动器也可以用于在启动阶段之后控制灯，用于控制灯的电压、电流、频率和波形，所述电路包括例如微控制器。这些电气电路可能需要低DC电压电源，例如5到24伏特，该电源可以从电力网电压获取，或者由于标准灯外壳中有限数目终端的可用性的原因，可以从灯电压获取。为了这个目的，在灯启动期间，控制电路可以与灯电极串联连接。在这种配置中，为了实现预热电流流经灯电极，可能需要短路控制电路的终端。那么需要功率源在预热周期期间向至少所述电路供电。
当考虑到使用充电电容器作为功率源时，能够存储对于平均智能组装块(intelligent building block)桥接(bridge)平均预热周期而言足够的功率的电容器似乎要求大的物理尺寸以致它不能够集成在普遍应用的控制电路外壳中。通过切换至少智能组装块的微控制器到非常低的能量消耗或者通过切断外围设备来减少智能组装块吸收的功率的尝试也未导致有效的解决方案。
本发明的目的在于提供一种方法和设备，该方法和设备用于在气体放电灯预热期间控制所述气体放电灯，而无需使用不能集成在普通控制电路外壳内的部件。
发明内容
通过如权利要求1所述的设备，以及如权利要求9所述的方法，本发明实现了上述的发明目的。
根据本发明的方法涉及在气体放电灯的预热期间控制所述气体放电灯，其中控制电路的第一终端(包括可充电和可放电功率缓冲器)与灯的第一电极连接，控制电路的第二终端与灯的第二电极连接，其中还提供了连接装置，该连接装置适用于将第一终端和第二终端彼此连接，因此提供了传导路径，还适用于断开第一终端和第二终端。此外，该方法包括使用可充电和可放电功率缓冲器来给至少部分控制电路供电。在灯的预热周期中的至少第一间隔内，连接装置不将第一终端连接到第二终端。替代的是，功率缓冲器耦合到第一终端和第二终端来实现所述缓冲器的充电。在灯的预热周期中的第二间隔内，连接装置被操作来连接第一终端和第二终端以便实现用于预热第一灯电极和第二灯电极的电流的流动。
根据本发明的方法还可以包括在灯预热周期期间的第二间隔期间使功率缓冲器放电的步骤，例如用来给控制气体放电灯的控制电路的至少部分供电。
根据本发明的方法还可以包括当灯的所述预热周期超过控制电路用来卸载缓冲器的时间时，在灯预热周期期间间歇地提供传导路径并充电功率缓冲器以避免功率缓冲器变空。
在缓冲器充电期间，中断灯的预热。由于这个原因，保持第一间隔短暂可以是有利的，例如大约几毫秒，优选地短于第二间隔以防止在第一间隔期间灯电极的过度变凉。
将参考所附的附图对本发明进行更详细的解释。
附图说明
图1示出了用于执行根据本发明的方法的设备的实施例的示意图；
图2示出了图1中设备的电流和电压的波形。
具体实施方式
图1示出了用于执行根据本发明的方法的设备100的实施例。该设备包括控制电路100，用于启动灯200。灯200利用第一电极210通过感应器320耦合到第一电力网终端300，灯200利用第二电极220耦合到第二电力网终端310。
控制电路100包括可控开关110，电子电路120，以及由电容130形成的功率缓冲器。该可控开关110通过电子电路120进行操作，电子电路120还可以包括用于操作灯200的智能组装块。在可控开关110的打开(即非传导)位置，电子电路120与灯200和感应器320串联连接，并且由此耦合到电力网电压，该电力网电压施加在第一电力网终端300和第二电力网终端310之间。在开关110的闭合(即传导)状态中，灯200与感应器320串联耦合，电力网电压施加在第一电力网终端300和第二电力网终端310之间，允许预热电流流经灯200。在可控开关110的闭合(即传导)位置，电子电路120被短路，因此不与电力网电压耦合。电容器130也耦合到电子电路120，用于当电子电路120不与电力网电压耦合时为电子电路120供电。
控制电路100的操作将参考图2中示出的曲线图400在下文中进行详细解释。曲线图400示出了时间线401，相对时间线绘有电力网电压410。电力网电压410可以是230伏特50Hz的电压。在时间间隔A期间，可控开关110由电气电路120切换到打开(即非传导)位置。优选地选择间隔A的开始，使得实质上没有电流流经电感320和灯200。因此，电感320上没有感应出电压，阻止了灯200不期望的点燃。此外，由于电感320，瞬时低电流穿过电感320的时刻与电力网电压的高瞬时值同时发生，这有利于电容器130的充电。由于控制电路100相对于灯200和感应器320的相对较高的阻抗，基本上全部的电力网电压都处于控制电路100的第一终端140和第二终端150之间，并且非常低的电流流经灯200。在时间间隔A期间，电容器130耦合到电力网电压用于充电。
在时间间隔B期间，开关110由电气电路120切换到闭合(即传导)位置。然后电气电路120被短路，并且通过已充电的电容器130供电。因此在间隔B期间所述电容器上的电压430从高值C减小到低值D，同时灯电极210和灯电极220通过灯电流420预热。
灯的预热周期可以具有多个间隔A和间隔B。在本发明的实际应用中，其中灯的预热时间需要例如1500毫秒，并且其中控制电路100的电子电路120可能需要2mA的供电电流，可允许的200伏特的从高电压值C到低电压值D的电压降可能需要15μF，350伏特的电容器，该电容器太大以致于不适合普通的控制电路外壳。然而，值为1μF的电容器130可以用于普通的控制电路外壳。然而这种电容器只能为电气电路供电大约100毫秒。通过将预热周期划分为例如15对间隔A和间隔B，每一对间隔A和B具有100毫秒的普通长度，对应于50Hz电力网电压的10个半周期。可以选择第一间隔A包括10毫秒，即电力网电压的半个周期，并且可以选择第二间隔B包括90毫秒，即电力网电压的九个半周期。
结果，灯200的预热时间的十分之一，灯电流420等于零。这可能导致需要基本上十分之一的更长的预热时间。通过选择第一间隔A和第二间隔B的长度比率，所需的预热时间可以适合于任何可用的规格。
图1中示出的示意性电路可以使用这样的已知电气元件以多种方式来实现。开关110可以是晶体管，例如FET。电子电路120可以包括已知的智能组装块，用来在所述灯的预热周期之后控制灯，该组装块例如被配置用来例如通过脉冲宽度调制调制灯电压。此外控制电路100可以包括用于接收控制信号的装置，所述控制信号例如用于接通灯和切断灯的控制信号，或者用于控制其光亮度或强度的控制信号。
按要求，这里公开了本发明的详细实施例，并且应当理解所公开的实施例仅仅是本发明的代表性实施例，本发明可以以各种形式实施。因此，这里公开的具体的结构性和功能性细节不应解释为限制性的，而只应解释为权利要求书的基础以及用于教导本领域技术人员以几乎任何适当的详细结构多样地使用本发明的代表性基础。
另外，这里使用的术语和短语并不旨在限制；而是提供了本发明可以理解的描述。这里使用的术语“一个”或“一”被定义为一个或者多于一个。这里使用的术语“另一个”被定义为至少第二个或者更多。这里使用的术语“包括”和/或“具有”被定义为包括(即开放性语言)。这里使用的术语“耦合”被定义为连接，尽管不必是直接地，也不必借助于电线。
Claims (12)
1.用于气体放电灯电路的控制电路(100)，所述灯利用第一电极(210)通过感应器(320)耦合到电力网电压的第一电力网终端(300)，并利用第二电极(220)耦合到电力网电压的第二电力网终端(310)，所述控制电路包括：
-第一终端(140)，其被配置成与气体放电灯(200)的第一电极(210)连接；
-第二终端(150)，其被配置成与气体放电灯(200)的第二电极(220)连接；
-可控开关(110)，其包括提供所述第一和第二终端(140，150)之间的传导路径的闭合状态以及中断所述第一和第二终端(140，150)之间的传导路径的打开状态；
-电子电路(120)，其耦合到所述第一终端(140)和第二终端(150)，用于操作所述开关(110)；
-可充电和可放电功率缓冲器(130)，其耦合到所述电子电路(120)，用于给所述电子电路(120)供电；
其特征在于：
-所述电子电路(120)被配置成在气体放电灯(200)的预热周期期间重复地和间歇地在所述打开和闭合状态之间操作所述开关(110)：
-所述打开状态用于中断所述灯的预热并用于使功率缓冲器(130)能够通过施加在所述第一终端(140)和第二终端(150)之间的电压来充电，其中所述电子电路(120)与灯(200)和感应器(320)串联连接并且由此耦合到电力网电压；
-所述闭合状态用于使预热电流能够流经至少灯的电极(210，220)，用于使电子电路(120)短路并且因此不与电力网电压耦合并用于通过向电子电路供电来使功率缓冲器(130)放电。
2.如权利要求1所述的控制电路，其中所述打开状态在第一时间间隔(A)中实现，第一时间间隔(A)短于其中实现闭合状态的第二间隔(B)。
3.如上述权利要求中任意一项所述的控制电路(100)，其中可控开关(110)包括晶体管。
4.如上述权利要求中任意一项所述的控制电路(100)，其中功率缓冲器(110)包括电容器。
5.如上述权利要求中任意一项所述的控制电路(100)，其中电子电路(120)包括微控制器。
6.如权利要求5所述的控制电路(100)，其中所述微控制器至少被配置成在预热周期之后控制所述灯(200)。
7.如上述权利要求中任意一项所述的控制电路(100)，还包括电感(320)，其被配置成与所述灯(200)串联耦合。
8.如上述权利要求中任意一项所述的控制电路(100)，其中当通过所述灯(200)的电流大约为零时，所述开关(110)被切换到打开状态。
9.气体放电灯(200)，其提供有如上述权利要求中任意一项所述的控制电路(100)。
10.采用权利要求1所述的用于气体放电灯电路的控制电路在所述灯(200)的预热周期期间控制气体放电灯(200)的方法，其包括间歇地重复步骤：
-在中断所述灯的预热的同时为功率缓冲器(130)充电并通过将用于控制所述灯(200)的电子电路(120)与所述灯(200)和感应器(320)串联连接而将所述电子电路(120)耦合到电力网电压；
-在预热所述灯(200)的同时使电子电路(120)短路并且因此不与电力网电压耦合并通过所述功率缓冲器(130)向所述电子电路(120)供电。
11.如权利要求10所述的方法，其中在第一时间间隔(A)中执行所述缓冲器(130)的供电，所述第一时间间隔(A)基本上比第二间隔(B)短，在第二间隔中预热缓冲器(130)。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第一间隔(A)在所述第二间隔(B)的五分之一到五十分之一之间。
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