CN101855944B - 用于至少驱动第一和第二放电灯的电子镇流器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于至少驱动第一放电灯和第二放电灯的电子镇流器，其具有：桥电路和与相应的放电灯串联设置的电感器；电流测量装置(R3)，其测量经过第一电感器和第二电感器的总电流；以及用于激励桥电路的激励电路；用于为经过第一电感器和第二电感器的总电流的额定值预先给定第一阈值的阈值预先给定装置；其中电子镇流器还包括：用于检测放电灯之一是否点燃的点燃检测装置(20)；其中阈值预先给定装置设计为针对经过第一电感器和第二电感器的总电流的额定值预先给定第二阈值，其中第二阈值在数值上小于第一阈值；以及其中激励电路设计为在检测到放电灯的点燃之前在将第一阈值考虑作为额定值的情况下激励桥电路，在检测到放电灯点燃之后在将第二阈值考虑作为额定值的情况下激励桥电路。

Description

用于至少驱动第一和第二放电灯的电子镇流器和方法
技术领域
本发明涉及一种用于至少驱动第一放电灯和第二放电灯的电子镇流器，该电子镇流器：具有桥电路，其至少包括第一电子开关和第二电子开关，其中该桥电路的输入端耦合到供电直流电压上，其中该桥电路的输出端与第一放电灯的第一端子及第二放电灯的第二端子耦合，其中第一端子和第二端子相对于桥电路的输出端并联连接；至少具有第一点燃装置和第二点燃装置，其分别包括与相应的放电灯串联设置的电感器和与相应的放电灯并联设置的电容器；具有电流测量装置，其设计为在其输出端提供与通过至少第一电感器和第二电感器的总电流的实际值相关联的信号；以及具有激励电路。激励电路：至少具有第一输出端和第二输出端用于至少激励所述第一电子开关和第二电子开关；具有第一输入端，其与电流测量装置的输出端耦合；具有阈值预先给定装置，用于针对至少经过所述第一电感器和第二电感器的总电流的额定值预先给定至少一个第一阈值，其中激励电路设计为在将第一阈值考虑为额定值的情况下至少激励所述的第一电子开关和第二电子开关。此外，本发明还涉及一种用于借助这种电子镇流器至少驱动第一放电灯和第二放电灯的方法。
背景技术
本发明尤其是涉及如下问题：高压放电灯和低压放电灯需要高电压来点燃。这些电压由电子镇流器借助串联谐振回路来产生。在两个灯或更多灯的电子镇流器的情况下，通常使用两个或者更多个并联的负载回路。在两个灯的电子镇流器的情况下(参照该电子镇流器在下面示例性地描述发明)，因此桥电路必须针对驱动唯一的放电灯的情况双倍的电流来设计。通常，两个负载回路并不恰好具有相同的谐振频率。这会导致一个放电灯早于另一放电灯点燃。如果该情况出现，则在具有已点燃的放电灯的负载回路中的电流变得明显更小。然而，设置在电子镇流器中的点燃调节器还允许与点燃一个放电灯相比为双倍的电流，其中该电流于是大部分流经未受负载的被点燃的负载回路。由此在该空载的回路中出现比所希望的点燃电压明显更高的点燃电压。
在一定程度上解决该问题的方法在EP1337133A2中公开。该申请涉及一种用于低压气体放电灯的驱动电路，其中数字控制装置设计为使得其通过在点燃过程中逐渐降低工作频率来触发对于过大的电流的安全关断装置的关断过程，以便随后在新的点燃尝试中又略微提高工作频率。通过该方式，尝试了通过直至关断过程的重复的脉冲状的点燃过程或者通过在未出现关断过程的最小的频率的情况下连续的点燃过程总体上实现点燃。
然而，该解决方案的问题是：当电流过高时在那里仅仅控制电流并且触发了关断过程。随后重复点燃过程。如果该系统使用在两个灯的电子镇流器中，则出现上述问题。为了避免该情况，负载回路并且尤其是部件(例如电感线圈、电容器、二极管)的耐压强度都选择得相应高。这与高的费用相联系并且因此是不希望的。
发明内容
因此，本发明所基于的任务是改进开头所述的电子镇流器或者开头所述的方法，使得能够实现针对较低的电压设计所涉及的部件。
为了解决上述任务，本发明提供了一种用于至少驱动第一放电灯和第二放电灯的电子镇流器，具有桥电路，其至少包括第一电子开关和第二电子开关，其中桥电路的输入端耦合到供电直流电压上，其中桥电路的输出端与第一放电灯的第一端子以及第二放电灯的第二端子耦合，其中第一端子和第二端子相对于桥电路的输出端并联连接；至少具有第一点燃装置和第二点燃装置，它们分别包括与相应的放电灯串联设置的电感器和与相应的放电灯并联设置的电容器；具有电流测量装置，其设计为在其输出端上提供与至少经过第一电感器和第二电感器的总电流的实际值相关联的信号；以及具有激励电路，其至少具有第一输出端和第二输出端用于至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关；具有第一输入端，其与电流测量装置的输出端耦合；具有阈值预先给定装置，用于针对至少经过所述第一电感器和所述第二电感器的总电流的额定值预先给定至少一个第一阈值；其中激励电路设计为在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关；该电子镇流器还包括：点燃检测装置，其用于检测放电灯之一是否已点燃；其中激励电路包括第二输入端，该第二输入端与点燃检测装置耦合，其中阈值预先给定装置还设计为：针对至少经过所述第一电感器和所述第二电感器的总电流的额定值预先给定第二阈值，其中第二阈值在数值上小于第一阈值；以及其中激励电路设计为：在通过点燃检测装置检测到放电灯的点燃之前在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关，在通过点燃检测装置检测到放电灯的点燃之后在将第二阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关。
本发明还提供了一种用于借助电子镇流器来至少驱动第一放电灯和第二放电灯的方法，其中该电子镇流器：具有桥电路，其至少包括第一电子开关和第二电子开关，其中桥电路的输入端耦合到供电直流电压上，其中桥电路的输出端与第一放电灯的第一端子以及第二放电灯的第二端子耦合，其中第一端子和第二端子相对于桥电路的输出端并联连接；至少具有第一点燃装置和第二点燃装置，它们分别包括与相应的放电灯串联设置的电感器和与相应的放电灯并联连接的电容器；具有电流测量装置，其设计为在其输出端上提供与至少经过第一电感器和第二电感器的总电流的实际值相关联的信号；以及具有激励电路，其：至少具有第一输出端和第二输出端，用于至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关；具有第一输入端，其与电流测量装置的输出端耦合；具有阈值预先给定装置，其用于针对至少经过所述第一电感器和所述第二电感器的总电流的额定值预先给定至少一个第一阈值；其中激励电路设计为在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关；该方法的特征在于包括如下步骤：a)在将第一阈值考虑作为额定值的情况下开始至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关；b)持续检测放电灯之一是否已点燃；以及b)在检测到放电灯点燃之后：在将第二阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关，其中第二阈值在数值上小于第一阈值。
本发明基于的知识是：当电子镇流器还具有用于检测放电灯是否点燃的点燃检测装置时，能够解决该任务。在此，激励电路包括第二输入端，该第二输入端与点燃检测装置耦合，其中阈值预先给定装置还设计为针对至少经过第一电感器和第二电感器的总电流的额定值预先给定第二阈值，其中第二阈值在数值上小于第一阈值。此外，激励电路设计为在通过点燃检测装置检测到放电灯的点燃之前在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励第一开关和第二开关，在通过点燃检测装置检测到放电灯的点燃之后在考虑第二阈值的情况下激励第一开关和第二开关。
通过该措施，在其余的其中灯尚未被点燃的、无衰减的负载回路上形成了比根据现有技术的方法的情况更低的点燃电压。由此避免了不希望的高点燃电压，可以针对更低的电压来设计所涉及的部件。这不仅适用于谐振回路的部件，而且也适用于其他元件，例如用于灯丝监控的元件。
一个优选实施形式的特征在于：激励电路还包括比较器，该比较器设计为将至少经过第一电感器和第二电感器的总电流的实际值与该电流的相应的额定值进行比较。作为包括比较器的激励电路，例如可以使用Atmel公司的微控制器AT90PWM2。通过使用比较器，可以非常精确地监控对额定值的遵守。由此可以实现精确地、成本低廉地设计所涉及的部件。
优选地，点燃检测装置包括用于功率测量的装置，该装置设计为确定与至少在第一端子和第二端子上输出的功率相关的量。与通过分析经过桥电路的电流的点燃检测(如在EP1337133A2中所实施的那样)相比，功率的测量提供了关于所涉及的灯之一点燃与否的可靠的说明。
此外，激励电路优选设计为通过改变至少用于激励第一电子开关和第二电子开关的信号的频率来调节总电流的实际值。优选地，在此激励电路还设计为在检测到放电灯点燃之后进一步降低至少用于激励第一电子开关和第二电子开关的信号的频率。该方法在2006年9月25日的申请号为PCT/EP2006/066691的申请以及2006年6月21日的申请EP06012770.1中进行了描述，其公开内容通过引用结合到本申请的公开内容中。
根据本发明的电子镇流器的激励电路尤其是设计为：使得在最大为1ms、优选最大为200μs的持续时间中可以进行从第一阈值到第二阈值的切换。表述“在考虑第一阈值或者第二阈值的情况下”考虑到如下情况：在实践中会出现略微超过相应的阈值，因为在通过半桥实现桥电路的情况下对于电流测量优选仅分析经过下部电子开关的电流。尤其是也要考虑的是：在达到阈值时尽管能够非常快速地实现通过激励电路的激励的复位，然而在实践中还是伴随出现一定的有限时间间隔，使得在确定达到阈值之后，在为了新的点燃过程或者为了点燃第二放电灯而将激励电路复位到可预先给定的值(尤其是频率值)之前，还可能有进一步的略微的电流升高。尽管如此，在鉴于期望的恰好小地低于阈值的情况下可以恰好精确地并且由此成本低廉地实现所涉及的部件的设计。
在一个优选的实施形式中，第二阈值最大为第一阈值的80％，优选最大为第一阈值的75％。由此一方面避免了不允许的高电流，另一方面能够实现尽可能块地点燃尚未点燃的负载回路。
其他有利的实施形式由从属权利要求中得到。
参照根据本发明的电子镇流器提出的优选实施形式及其优点只要可应用就同样适用于根据本发明的方法。
附图说明
以下参照附图更为详细地描述了根据本发明的电子镇流器的一个实施例。该附图在示意图中示出了根据本发明的电子镇流器的一个实施例。具体实施方式
图1以示意图示出了根据本发明的用于驱动第一放电灯La1和第二放电灯La2的电子镇流器的结构。在输入侧，该镇流器包括第一端子E1和第二端子E2，用于连接到电网电压UN。之后是块10，该块包括整流器以及用于EMV保护的部件。之后是升压转换器12，其包括电感器L1、开关S1、二极管D1以及电容器C1。在升压转换器的输出端上，一方面将所谓的中间回路电压UZW提供给分压器R1、R2而另一方面提供给半桥的两个开关S2、S3。在电阻R2上截取的信号被输送给微控制器16的单元14，其中单元14用于PFC(功率因数校正)。对此，尤其是升压转换器12的开关S1以本领域技术人员已知的方式和方法在考虑到借助电阻R2感测到的电压UZW的幅度大小的情况下来激励。
半桥的开关S2、S3通过微控制器16的激励发生器18来激励。半桥中点HB通过耦合电容器C2与第一负载回路和第二负载回路耦合。第一负载回路包括已提及的灯La1以及如下串联谐振回路：其包括电感器L2以及电容器C3。第二负载回路包括灯La2以及如下串联谐振回路：其包括电感器L3和电容器C4。
分流电阻R3用于测量经过半桥的下部开关S3的电流。对此，在电阻R3上下降的电压通过欧姆电阻R4和电容器C4传递给用于功率测量的装置20，其中欧姆电阻R4和电容器C4用于形成平均值。在此，除了电流之外，已知的中间回路电压UZW被考虑用于确定功率。
用于功率测量的装置20在输出侧与控制电路22耦合，该控制电路实现两种功能。该控制电路包括阈值预先给定装置，其针对经过第一电感器L2和第二电感器L3的总电流的额定值预先给定阈值。该阈值在考虑到两个灯La1、La2是否尚未点燃或者是否两个灯La1、La2之一已点燃的情况下变化。在灯La1、La2之一已点燃的情况下，由控制电路22预先给定的阈值在数值上明显小于在两个灯La1、La2尚未点燃的情况下的阈值。
分别作为额定值预先给定的阈值被与微控制器22的比较器24中的当前实际值进行比较。
控制电路22还用于为激励发生器18预先给定频率，借助该频率来激励桥电路的开关S2、S3。控制电路22尤其是设计为在检测到放电灯La1、La2之一点燃之后进一步降低用以激励开关S2、S3的信号的频率。
对于工作原理：激励发生器18以起始频率开始来激励开关S2、S3。该起始频率逐步降低，其中持续地通过比较器24将在分流电阻R3上所测量的电流与第一阈值进行比较。如果达到阈值，则中断点燃过程并且重新在起始频率的情况下开始。然而，如果频率下降导致两个放电灯La1、La2之一点燃，则这通过用于功率测量的装置20来检测，于是控制电路22为比较器24提供数值上更小的阈值。如果激励发生器18施加给开关S2、S3的频率进一步下降导致第二放电灯点燃，则结束点燃过程。然而，如果频率下降尚未引起第二放电灯的点燃，则降低频率直至比较器24确定达到数值上更小的第二阈值。
于是如果第二放电灯未在优选100ms的时间内点燃，则电子镇流器关断。通过电网复位可以开始新的点燃尝试。

Claims (10)

1.一种用于至少驱动第一放电灯(La1)和第二放电灯(La2)的电子镇流器，
-具有桥电路(S2，S3)，其至少包括第一电子开关(S2)和第二电子开关(S3)，其中桥电路(S2，S3)的输入端耦合到供电直流电压(UZW)上，其中桥电路(S2，S3)的输出端与第一放电灯(La1)的第一端子以及第二放电灯(La2)的第二端子耦合，其中第一端子和第二端子相对于桥电路(S2，S3)的输出端(HB)并联连接；
-至少具有第一点燃装置(L2，C3)和第二点燃装置(L3，C4)，它们分别包括与相应的放电灯(La1；La2)串联设置的电感器(L2；L3)和与相应的放电灯(La1；La2)并联设置的电容器(C3；C4)；
-具有电流测量装置(R3)，其设计为在其输出端上提供与至少经过第一电感器(L2)和第二电感器(L3)的总电流的实际值相关联的信号；以及
-具有激励电路(18，22)，其
-至少具有第一输出端和第二输出端用于至少激励所述第一电子开关(S2)和所述第二电子开关(S3)；
-具有第一输入端，其与电流测量装置(R3)的输出端耦合；
-具有阈值预先给定装置，用于针对至少经过所述第一电感器(L2)和所述第二电感器(L3)的总电流的额定值预先给定至少一个第一阈值；
-其中激励电路(18，22)设计为在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关(S2)和所述第二电子开关(S3)；
其特征在于，该电子镇流器还包括：
-点燃检测装置(20)，其用于检测放电灯(La1；La2)之一是否已点燃；
其中激励电路(18，22)包括第二输入端，该第二输入端与点燃检测装置(20)耦合，
其中阈值预先给定装置还设计为：针对至少经过所述第一电感器(L2)和所述第二电感器(L3)的总电流的额定值预先给定第二阈值，其中第二阈值在数值上小于第一阈值；以及
其中激励电路(18，22)设计为：在通过点燃检测装置(20)检测到放电灯(La1；La2)的点燃之前在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关，在通过点燃检测装置(20)检测到放电灯(La1；La2)的点燃之后在将第二阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关。
2.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，激励电路(18，22，24)还包括比较器(24)，该比较器设计为将至少经过所述第一电感器(L1)和第二电感器(L2)的总电流的实际值与该电流的相应的额定值比较。
3.根据权利要求1或2所述的电子镇流器，其特征在于，点燃检测装置(20)包括用于功率测量的装置(20)，该用于功率测量的装置设计为确定与至少在第一端子(E1)和第二端子(E2)上输出的功率相关联的量。
4.根据权利要求1或2所述的电子镇流器，其特征在于，激励电路(18，22，24)设计为通过改变至少用以激励所述第一电子开关(S2)和第二电子开关(S3)的信号的频率来调节总电流的实际值。
5.根据权利要求4所述的电子镇流器，其特征在于，激励电路设计为在检测到放电灯(La1；La2)的点燃之后进一步降低至少用以激励所述第一电子开关(S2)和第二电子开关(S3)的信号的频率。
6.根据权利要求1或2所述的电子镇流器，其特征在于，激励电路(18，22，24)设计为在最大为1ms的持续时间中进行从第一阈值到第二阈值的切换。
7.根据权利要求6所述的电子镇流器，其特征在于，激励电路(18，22，24)设计为在最大为200μs的持续时间中进行从第一阈值到第二阈值的切换。
8.根据权利要求1或2所述的电子镇流器，其特征在于，第二阈值最大为第一阈值的80％。
9.根据权利要求8所述的电子镇流器，其特征在于，第二阈值最大为第一阈值的75％。
10.一种用于借助电子镇流器来至少驱动第一放电灯(La1)和第二放电灯(La2)的方法，
其中该电子镇流器：
具有桥电路(S2，S3)，其至少包括第一电子开关(S2)和第二电子开关(S3)，其中桥电路(S2，S3)的输入端耦合到供电直流电压(UZW)上，其中桥电路(S2，S3)的输出端与第一放电灯(La1)的第一端子(E1)以及第二放电灯(La2)的第二端子(E2)耦合，其中第一端子(E1)和第二端子(E2)相对于桥电路(S2，S3)的输出端并联连接；
至少具有第一点燃装置(L2，C3)和第二点燃装置(L3，C4)，它们分别包括与相应的放电灯(La1；La2)串联设置的电感器和与相应的放电灯(La1；La2)并联连接的电容器；
具有电流测量装置(R3)，其设计为在其输出端上提供与至少经过第一电感器(L1)和第二电感器(L2)的总电流的实际值相关联的信号；以及
-具有激励电路(18，22，24)，其：至少具有第一输出端和第二输出端，用于至少激励所述第一电子开关(S2)和所述第二电子开关(S3)；具有第一输入端，其与电流测量装置(R3)的输出端耦合；具有阈值预先给定装置，其用于针对至少经过所述第一电感器(L1)和所述第二电感器(L2)的总电流的额定值预先给定至少一个第一阈值；其中激励电路(18，22，24)设计为在将第一阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关(S2)和所述第二电子开关(L2)；
该方法的特征在于包括如下步骤：
a)在将第一阈值考虑作为额定值的情况下开始至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关；
b)持续检测放电灯(La1；La2)之一是否已点燃；以及
c)在检测到放电灯(La1；La2)点燃之后：在将第二阈值考虑作为额定值的情况下至少激励所述第一电子开关和所述第二电子开关，其中第二阈值在数值上小于第一阈值。
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