CN101584251B - 放电灯的点燃能量的分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助与放电的电压成比例的测量信号和与流经灯的电流成比例的测量信号来测量放电灯中的叠加点燃设备的点燃能量的分析装置，其中在高压脉冲期间耦合输入到放电灯中的能量借助模拟电路(4)和数字电路(5)的组合来合适地分析。

Description

放电灯的点燃能量的分析装置

技术领域

本发明涉及一种用于在点燃过程期间根据与施加在放电灯上的电压成比例的电压和根据与流过放电灯的电流成比例的信号来分析放电灯的点燃能量的装置。

在放电灯、特别是高压放电灯上，为了点燃而连接有点燃设备，使得产生高压脉冲或者高压脉冲序列，以便点燃放电灯。为了成功地点燃，高压脉冲必须具有一定的最小点燃电压U_Z。

背景技术

为了测量高压脉冲，通常使用高压探头和示波器。在图1中示出了在400W的钠蒸气高压灯上借助第一点燃设备产生的时间相关的电压U_L(t)。点燃电压U_Z是电压的最大值(U_Z＝3.55kV)。图2a示出了在宽的时间范围中累积的、引入的能量以及放电灯的电流曲线和电压曲线。在图2b中针对第二点燃设备示出了时间相关的电压U_L(t)和所分析的点燃电压U_Z(U_Z＝3.96kV)。点燃电压也可以借助峰值电压检测器以简单的和成本低廉的方式和方法来测量。在图3中示出了用于分析正的电压最大值的峰值电压检测器。为了测量检测而使用了模拟-数字转换器。如果要测量重复的脉冲的每个脉冲的峰值，则需要在各脉冲之间又将电容器放电，这例如可以通过高阻值的电阻来实现。此外，测量检测系统必须具有足够大的检测速率。可能的是，使用峰值电压检测器的信号来调节点燃装置。

作为用于描述点燃的第二测量量，可以使用在电压下降期间耦合输入到放电装置中的能量。为此，借助示波器与电压一同测量与电流成比例的信号。在图1和图2a以及2b中同样一同绘出了流过灯的电流I_L(t)，其中补偿了偏移电流。功率作为灯电压U_L(t)和电流I_L(t)的乘积来计算：

P_L(t)＝U_L(t)I_L(t)        (1)

时间相关的能量于是通过在时间t上对功率P_L(t)的积分来计算：

$E\left(t\right)=\underset{0}{\overset{t_p}{\∫}}{P}_L\left(t^{\′}\right)d{t}^{\′}---\left(2\right)$

在图1和图2a、2b中，功率P_L(t)和所计算的时间相关的能量E(t)被一同绘出。可以看出的是，在电压下降之后并且当电流回到零时，能量E(t)保持在恒定值。因为高压脉冲通常在确定的时间内衰减，所以在该时间期间耦合输入的能量为点燃能量E_Z。

任务

为了分析任意放电灯的点燃能量，要实现成本低廉的测量系统。该分析装置应当适于能够集成到电子镇流器中或者点燃设备中。根据本发明的任务在于提出一种装置，其满足这些要求。

发明内容

该装置由电压测量电路(1)、电流测量电路(2)和分析电路(4)构成。在分析电路中，电流信号和电压信号彼此相乘，并且得到的功率信号随后积分，以便得到点燃能量的度量。表征点燃能量的该电压由快速的模数转换器来测量。

附图说明

图1以高的时间分辨率示出了用于点燃放电灯的高压脉冲的电压和电流以及所分析的功率和能量。

图2a以较低的时间分辨率示出了用于点燃放电灯的高压脉冲的电压和电流以及所分析的功率和能量。

图2b在确定的范围中以高的时间分辨率示出了用于点燃放电灯的高压脉冲的电压和电流以及所分析的功率和能量。

图3示出了在点燃放电灯时用于分析正的峰值电压的结构。

图4示出了用于测量放电灯的点燃能量的结构。

具体实施方式

图4示出了分析装置的根据本发明的结构。电网电压通过电感线圈(D)和点燃设备(ZG)连接到放电灯上。借助合适的分压器(1)产生信号电压U_U。借助合适的电流电压转换器(2)，产生与流经灯的电流成比例的信号U_I，其中该电流电压转换器优选连接(einschleifen)到反馈线路中。

电压信号U_U和电流信号U_I被与电压供给U_S一同连接到能量分析装置(4)。电压信号连接在放大器上，该放大器驱动阈值检测器的输入端和具有足够带宽的乘法器。当所施加的电压超过一定的阈值时，阈值检测器或者比较器提供信号。通过可调节的电阻，可以调节阈值。阈值检测器将状态提供给逻辑组件。

在乘法器的输入端上除了放大的电压信号U_U之外还连接有电流信号U_I。输出端连接到负载电阻上并且通过快速开关和电阻连接到积分电容器上。在电压超过阈值之后，逻辑组件接通快速开关并且在确定的时间之后又关断。在此时间中，所施加的功率信号被积分，由此在积分电容器上存在与点燃能量成比例的信号U_EZ。该信号可以由电压测量器来测量。因为点燃设备通常产生具有脉冲间隔的脉冲序列，所以为了测量单个脉冲的能量需要使用测量系统，使得具有足够大的检测速率。此外，也必须将积分电容器复位，这可以通过短路开关来实现。这种开关可以从逻辑组件或者从测量检测系统获得其激励信号。逻辑组件为此在电压超过阈值之后确定的时间将具有短的持续时间的信号发送给该短路开关。

这种装置独立地工作并且可以作为单独工作的系统来构建。同样可能的是，将该分析装置集成到点燃设备或者电子镇流器中。为了该应用，需要将逻辑组件的时间与要求匹配。

Claims (13)

1.一种用于借助与放电的电压成比例的测量信号和与流经灯的电流成比例的测量信号来测量放电灯的点燃能量的分析装置，该放电灯借助叠加点燃设备来点燃，其特征在于，在高压脉冲期间耦合输入到放电灯中的能量借助于电压测量电路、电流测量电路和分析电路(4)的组合来合适地分析，其中所述分析电路(4)被配置为测量所述高电压脉冲期间的所述点燃能量。

2.根据权利要求1所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含用于根据电压信号和电流信号分析功率的电路装置。

3.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含用于将功率信号积分的电路装置。

4.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含在用于分析功率的电路装置和用于积分的电路装置之间的第一开关。

5.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含在用于对功率信号积分的电路装置的输出端上的第二开关，用于将该用于对功率信号积分的电路装置复位。

6.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含根据所述电压信号对高压脉冲的存在进行检测的装置。

7.根据权利要求2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含比较器，该比较器连接到电压信号并且从能够调节的阈值电压起输出信号。

8.根据权利要求6所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置包含逻辑组件，该逻辑组件连接到用于检测高压脉冲的装置和第一开关以及第二开关。

9.根据权利要求8所述的分析装置，其特征在于，在检测到高压脉冲之后，逻辑组件立即接通第一开关并且在确定的时间之后又关断第一开关。

10.根据权利要求8所述的分析装置，其特征在于，在第一开关打开之后确定的时间之后逻辑组件使第二开关闭合一定的时间。

11.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置后连接有测量检测系统，使得能够在时间顺序上测量所施加的电压值。

12.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置用于点燃高压放电灯。

13.根据权利要求1或2所述的分析装置，其特征在于，与该分析装置并行地使用峰值电压检测器，该峰值电压检测器的信号由测量检测系统来测量。

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