CN101523995A - 借助可预加热的电极驱动放电灯的电路装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动带有可预加热的电极的放电灯(LA)的电路装置，其具有：用于施加输入电压的输入端子；用于向灯发生器(LG)提供输出电压(UA)以驱动放电灯(LA)的输出端子；耦合在输入端子和输出端子之间的用于功率因数校正的电路单元(14)；监控装置(20)，该监控装置被设计为在存在至少一个关断标准的情况下关断灯发生器(LG)；以及集成电路(16)，该集成电路被设计为激励用于功率因数校正的电路单元(14)，其中集成电路(16)具有禁用输入端，并且其中电路装置还包括阻塞装置(18)，该阻塞装置被设计为在其输出端上在关断灯发生器(LG)的情况下产生阻塞信号，其中阻塞装置(18)的输出端耦合到集成电路(16)的禁用输入端上。此外，本发明还涉及一种用于借助这种电路装置来驱动带有可预加热的电极的放电灯(LA)的方法。

Description

借助可预加热的电极驱动放电灯的电路装置及方法
技术领域
本发明涉及一种用于驱动带有可预加热电极的放电灯的电路装置，该电路装置具有：用于施加输入电压的输入端子；用于为灯发生器(Lampengenerator)提供输出电压以驱动放电灯的输出端子；耦合在输入端子和输出端子之间的用于功率因数校正的电路单元；监控装置，该监控装置被设计为在存在至少一个关断标准的情况下关断灯发生器；以及集成电路，该集成电路设计为激励电路单元以进行功率因数校正，其中集成电路具有禁用输入端。
背景技术
本发明涉及如下问题：用于驱动带有可预加热电极的放电灯的电路装置的故障情况通常直接在灯发生器上出现，例如在去除灯的情况下，在没有点燃灯的情况下或者在EoL(寿终)的情况下出现。在检测到故障之后，于是灯发生器保持关断直至恢复正常状态。在此，通常放电灯的一个或者多个电极用于获得关于规定的、将放电灯连接到电路装置上的信息。如果放电灯被更换，则中断保持关断状态的电路。由此，可重新尝试起动放电灯。
在这种电路装置中所设计的用于进行功率因数校正的电路单元通常借助标准PFC(功率因数校正)IC(集成电路)来实现，例如借助STM公司的L6562来实现。为了避免在关断灯发生器的情况下用于功率因数校正的电路单元的间歇工作，因此必须采取措施使得该电路单元也保持关断直至恢复正常状态，而随后又进行工作。
一种解决方案可能在于，通过至少一个灯丝来引导用于功率因数校正的电路单元的起动回路，然而该解决方案被禁止，因为否则并不是在所有工作条件下都能够保证由用于功率因数校正的电路单元激励的功率开关(该功率开关通常为MOSFET)的所谓主动“下拉(pulldown)”，并且会存在损毁该功率开关的危险。
在现有技术中，即在这种电路装置中，集成电路测量输入电压和输出电压。如果值在预先给定的值域中，则触发起动序列。在没有负载的情况下，即在没有插入灯的情况下，在此输出电压UA变得非常高。在间歇工作中，在灯端子上测量高达480V的电压。由此，电路装置落入了一种安全等级中，该安全等级伴随有费事的预防措施以防止事故。由集成电路来确定超过输出电压的可预先给定的阈值，该集成电路于是关断。由此，输出电压又降低，这又被集成电路确定，并且导致触发新的起动序列。尽管没有灯插入，但重复该过程，并且导致所涉及的器件承受更大的负荷。
发明内容
因此，本发明的任务在于改进这种电路装置或者这种方法，以便以最小的电路技术开销避免功率因数校正的电路单元的间歇工作，并且保证在所希望的时间间隔中可靠地激活用于功率因数校正的电路单元。
该任务通过具有权利要求1的特征的用于驱动放电灯的电路装置以及通过具有权利要求8的特征的用于驱动放电灯的方法来解决。
本发明所基于知识是，当设置有根据主从原理与灯发生器耦合的阻塞装置时，上述任务可被解决，其中灯发生器是主机而阻塞装置是从机。也就是说，一旦灯发生器由于出现故障情况而被关断，这就自动地导致阻塞装置产生阻塞信号，其中阻塞信号耦合到集成电路的禁用输入端上。由此，集成电路被关断，停止对用于功率因数校正的电路单元的激励并且由此停止间歇的工作。然而，一旦识别出故障情况的消除，即灯发生器又处于工作中，则停止通过阻塞装置来输出阻塞信号，由此用于功率因数校正的电路单元又进行其工作。通过根据本发明的措施因此以最简单的方式保证了：只要灯发生器处于工作中，则用于功率因数校正的电路单元处于工作中，并且一旦灯发生器被关断，则该电路单元被关断。
通过根据本发明的电路装置，避免了在灯故障情况下用于功率因数校正的整个电路单元的部件的间歇工作和与此相联系的负荷。另一方面，包括用于功率因数校正的电路单元在内的电路装置在更换灯之后的重新起动毫无问题，即在没有用户进一步干预的情况下是可能的。在此特别有利的是如下的情形：在根据本发明的电路装置的情况下在灯端子上仅还存在大约325V的电压。由此，另一安全等级是有关的，该安全等级伴随有明显更少的规定并且由此有明显更少的费用。
根据本发明的电路装置的一个优选的实施形式的特征在于：该阻塞装置被设计为在接通灯发生器的情况下在其输出端上产生释放信号。由此，实现了在灯发生器关断期间阻塞集成电路并且由此不对用于功率因数校正的电路单元进行激励。反过来，如果灯发生器被接通，则产生释放信号，即集成电路使得相应地激励电路单元以实现功率因数校正。
此外，优选地设计为，阻塞装置包括电子开关，该电子开关具有控制电极，其中控制电极一方面与去激活信号相联系，该去激活信号被设计为在灯发生器接通状态中去激活阻塞装置，并且控制电极与激活信号相联系，该激活信号被设计为，在灯发生器的关断状态中激活阻塞装置。在此优选的是，激活信号与开关装置的电压相关，该电压足以在不存在去激活信号的情况下接通电子开关，其中去激活信号与如下电压相关：该电压仅在灯发生器的接通状态中具有幅度，尽管存在激活信号该幅度仍足以阻塞电子开关。通过该措施避免了昂贵的门逻辑电路，因为激活信号和去激活信号两者都可以被施加到电子开关的控制电极上，其中只要去激活存在就使去激活信号相对于激活信号占主导。
在一个优选的改进方案中，灯发生器具有梯形电容器，其中电子开关是双极性晶体管，其中激活信号与输入电压相关，并且其中去激活信号与梯形电容器上的电压相关，尤其是与电压上升速度du/dt相关。这提供了如下优点：几乎在无需附加的部件的情况下，即无需附加的费用和无需附加的装备开销的情况下，能够进行激活信号和去激活信号的生成。
特别优选的是，阻塞装置的电子开关实施为晶体管，该晶体管的参考电极与地相连，其中去激活信号是第一电压而激活信号是第二电压，其中第二电压设计为在不存在第一电压的情况下使晶体管导通，并且其中第一电压设计为，尽管存在第二电压仍使晶体管截止。
在此还优选的是，第一和第二电压分别通过欧姆电阻耦合到晶体管的控制电极上。
其它有利的实施形式从从属权利要求中得到。
参照根据本发明的电路装置所提出的优选的实施形式及其优点(只要可以应用)相应地适用于根据本发明的方法。
附图说明
以下将参照附图更为详细地阐述实施例。该附图以示意图示出了根据本发明的电路装置的实施例的结构。
具体实施方式
图1以示意图示出了根据本发明的电路装置的一个实施例。在此，在输入端子E1、E2之间存在输入电压UE，在此为电网电压。之后是保险装置Si以及单元10，该单元包括电容器C1和两个彼此耦合的线圈F11和F12，并且用于排除无线电干扰。接着连接有整流器12，该整流器包括二极管D1、D2、D3和D4。被整流的电压在电容器C2上被提供给升压调节器14，该升压调节器包括升压调节器电感线圈L1、升压调节器二极管D5和升压调节器开关T1。升压调节器14的输出电压UA在电容器C3上尤其是作为所谓的中间回路电压被提供给灯发生器LG。灯发生器LG的术语应理解为尤其是实施为半桥电路或者全桥电路的逆变器与负载回路的组合。灯La耦合到灯发生器上并且通过耦合电容器CK耦合到参考电势上。
为了功率因数校正，除了升压调节器14之外还使用集成电路16，该集成电路通过其引脚7和欧姆电阻R1激励升压调节器14的开关T1，以实现功率因数校正。集成电路16例如可以是STM公司的器件L6562。集成电路16的引脚6与参考电势相连，在此与地相连。集成电路16的电压供给通过引脚8来进行，其中起动电流供给通过欧姆电阻R2来进行，而持续工作电压供给在器件C4、R3、D6、Z1、C5和C6以及电感器L2的参与下来进行，该电感器与电感器L1一起形成变压器(Uebertraeger)。输出电压UA在器件R4、R5和C7的参与下通过集成电路16的引脚1和2被测量，其中通过引脚1和2的布线形成积分器。输入电压UE的测量在器件R6、R7和C8的参与下在引脚3上进行。在引脚4上通过欧姆电阻R8上的电压降来监视通过开关T1的电流。集成电路16的引脚5包含双重功能：识别通过辅助绕组L2(所谓的禁用输入端)对存储电感线圈L1的去磁化。在正常状态下，即无故障的情况下，在引脚5上通过欧姆电阻R9施加电压电势，该电压电势对应于释放信号。由此，保证了集成电路16通过引脚7激励升压调节器14的开关T1来实现功率因数校正。然而，一旦在灯发生器LG中确定故障情况，则阻塞装置18负责改变集成电路16的引脚5的电势，使得阻塞通过集成电路16的引脚7引起开关T1的激励。阻塞装置18包括开关T2、两个欧姆电阻R10、R11、二极管D7以及端子S1、S2，负的辅助电压UH施加到这些端子上。如果存在负的辅助电压UH(其例如从灯发生器LG的梯形电容器获得)，则晶体管T2被阻塞，使得在集成电路16的引脚5上通过欧姆电阻R9施加如下信号：该信号如上所提及的那样导致所希望地激励升压调节器14的开关T1，以实现功率因数校正。如果灯发生器LG在故障情况中，即在确定至少一个关断标准的情况下通过监控装置20被去激活，则信号UH消失以去激活阻塞装置18。更确切地说，现在通过欧姆电阻R2和R10将激活信号施加到开关T2上，该激活信号导致开关T2导通，使得在引脚5上近似存在参考电势，在此为地，该参考电势对应于有效低(Aktiv Low)。这导致集成电路16结束通过引脚7激活升压调节器14的开关T1。
如果监控装置20确定对于灯发生器LG的所述至少一个关断标准不再存在，则灯发生器LG又被置于工作中。由此又产生辅助电压UH，该辅助电压导致开关T2截止。由此，集成电路16又进行其工作并且通过引脚7控制开关T1来实现功率因数校正。

Claims (8)

1.一种驱动带有能够预加热的电极的放电灯(LA)的电路装置，具有：
-用于施加输入电压(UE)的输入端子；
-用于向灯发生器(LG)提供输出电压(UA)以驱动放电灯(LA)的输出端子；
-耦合在输入端子和输出端子之间的用于功率因数校正的电路单元(14)；
-监控装置(20)，该监控装置被设计为在存在至少一个关断标准的情况下关断灯发生器(LG)；以及
-集成电路(16)，该集成电路被设计为激励用于功率因数校正的电路单元(14)，其中集成电路(16)具有禁用输入端，其特征在于，
电路装置还包括阻塞装置(18)，该阻塞装置被设计为在其输出端上在关断灯发生器(LG)的情况下产生阻塞信号，其中阻塞装置(18)的输出端耦合到集成电路(16)的禁用输入端上。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，阻塞装置(18)被设计为在其输出端上在接通灯发生器(LG)的情况下产生释放信号。
3.根据权利要求1或者2的电路装置，其特征在于，阻塞装置(18)包括电子开关(T2)，该电子开关具有控制电极，其中控制电极一方面与去激活信号相联系，该去激活信号被设计为在灯发生器(18)的接通状态中去激活阻塞装置(18)，并且该控制电极还与激活信号相联系，该激活信号被设计为在灯发生器(LG)的关断状态中激活阻塞装置(18)。
4.根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，激活信号与开关装置的电压相关，该电压足以在不存在去激活信号的情况下接通电子开关(T2)，并且其中去激活信号与如下电压相关：该电压仅在灯发生器(LG)的接通状态中具有尽管存在激活信号仍足以阻塞电子开关(T2)的幅度。
5.根据权利要求3或者4所述的电路装置，其特征在于，灯发生器(LG)具有梯形电容器，其中电子开关(T2)是双极性晶体管，其中激活信号与输入电压(UE)相关，并且其中去激活信号与梯形电容器上的电压上升速度du/dt相关。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的电路装置，其特征在于，电子开关是晶体管(T2)，该晶体管的参考电极与地相连，其中去激活信号是第一电压而激活信号是第二电压，其中第二电压被设计为在不存在第一电压的情况下将晶体管(T2)导通，并且其中第一电压被设计为尽管存在第二电压仍使晶体管(T2)截止。
7.根据权利要求6所述的电路装置，其特征在于，第一和第二电压分别通过欧姆电阻(R10，R11)耦合到晶体管(T2)的控制电极上。
8.一种借助电路装置来驱动带有能够预加热的电极的放电灯(LA)的方法，该电路装置具有：用于施加输入电压的输入端子；用于向灯发生器(LG)提供输出电压(UA)以驱动放电灯(LA)的输出端子；耦合在输入端子和输出端子之间的用于功率因数校正的电路单元(14)；监控装置(20)，该监控装置被设计为在存在关断标准的情况下关断灯发生器(LG)；以及集成电路(16)，该集成电路被设计为激励用于功率因数校正的电路单元(14)，其中集成电路(16)具有禁用输入端，其特征在于所述方法包括如下步骤：
a)在关断灯发生器(LG)的情况下产生阻塞信号；
b)将阻塞信号耦合到集成电路(16)的禁用输入端以去激活集成电路。
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