CN102333408B - 用于运行至少一个放电灯的电路装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行至少一个放电灯(LL)的电路装置。为了防止在低调光位置上和低温时的固有闪光，根据本发明减少或完全消除为了避免在更高调光位置上的玻璃放电而馈入放电灯中的直流电流。此外本发明还涉及一种用于运行至少一个放电灯的相应的方法。

Description

用于运行至少一个放电灯的电路装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行至少一个放电灯的电路装置，该电路装置具有：输入端，其具有用于和直流电压源耦合的第一输入接头和第二输入接头；电桥电路，其具有至少一个第一电子开关和第二电子开关以及至少一个耦合电容器，其中第一电子开关和第二电子开关在设计有电桥电路的第一电桥中点的条件下串联在第一输入接头和第二输入接头之间；用于和放电灯的高位的(hochliegenden)灯丝耦合的第一输出接头和第二输出接头；用于和放电灯的低位的(tiefliegenden)灯丝耦合的第三输出接头和第四输出接头；灯扼流圈，该灯扼流圈串联在第一电桥中点和用于放电灯的高位的灯丝的输出接头中任一个之间；和直流电源，该直流电源和放电灯耦合。此外本发明还涉及一种用于在这种电路装置上运行至少一个放电灯的相应的方法。
背景技术
本发明涉及的问题在放电灯运行时伴随能调光的电子预接设备而出现。在一些调光位置上出现所谓的玻璃放电(Scheibenentladung)。已知的和通常的解决方法，是通过将直流电流馈入放电灯中来抑制玻璃放电。
在此已知的是，在低调光位置和相对较低的环境温度时、例如当温度低于20℃时，可能出现不稳定的气体放电，这能通过轻微的、在这样一种低的光等级时仍然是干扰性的、混乱的光跳动或闪光察觉出来。该效应已知为所谓的固有闪光的概念。并非在全部放电灯中都出现该特性；因此其气体填充物包含氪成分的放电灯并不显示该特性。现在仍未研究出这种固有闪光的实际原因。
因此至今对于涉及的放电灯来说未排除在其中出现固有闪光的运行状态。
发明内容
因此本发明的目的在于，对开头所述类型的一种电路装置或方法这样改进，即自身可以在低调光位置上和低环境温度时尽可能很大程度上一方面防止玻璃放电，另一方面防止放电灯的固有闪光。
本发明的认识在于，尽管馈入直流电流有效地防止玻璃放电，但该直流电流在低调光位置上和低环境温度时恰好是固有闪光的原因。因此根据本发明，为了防止在低调光位置上和低环境温度时的固有闪光，以适合的方式减少或完全消除馈入放电灯中的直流电流。
通过该方式可以使气体放电稳定并且在很大程度上防止固有闪光。
根据本发明的电路装置因此还包括：至少一个用于检测放电灯的至少一个运行参数的传感器装置和一个控制装置，该控制装置与至少一个传感器装置和直流电源耦合，其中控制装置设计用于，取决于由至少一个传感器装置检测的至少一个运行参数改变由直流电源输出的直流电流的振幅。
一个优选的实施方式的特征在于，该电路装置还包括调光系数提供装置，其设计用于在调光系数提供装置的输出端上提供信号，该信号和电路装置的调光系数相关，其中调光系数提供装置和控制装置耦合，其中控制装置设计用于，取决于调光系数改变由直流电源输出的直流电流的振幅。在此可以考虑的是，所谓的固有闪光特别在调光系数在最大调光系数的20％以下、特别是15％以下时出现。在此，20％的调光系数意味着，放电灯仅仅还发出其在全负荷运行的情况下发出的光的20％。
因此优选地，控制装置设计用于，当调光系数处于能预定的范围中时，则仅仅改变由直流电源输出的直流电流的振幅。换而言之，因此在调光系数超过大约20％时并不使得为了避免玻璃放电而输送给放电灯的直流电流减少。
可以提出，在能预定的调光系数以上将具有能预定的振幅的直流电流馈入放电灯中并且在该调光系数以下完全放弃输送直流电流。然而也可以提出，控制装置设计用于，取决于调光系数不同强度地改变由直流电源输出的直流电流的振幅。相应地换而言之，在从高到低的调光系数的临界的调光系数范围内已经使输送给放电灯的直流电流连续降低。
优选地，直流电源耦合在第一输入接头和用于放电灯的低位的灯丝的输出接头中任一个之间。由此对耦合电容器预充电。直流电流相应地从冷的、即低位的灯丝流到热的、即高位的灯丝并且从那里经过灯扼流圈和低位的电子开关流向接地。
可替换地，直流电源也可以耦合在用于放电灯的低位的灯丝的输出接头中任一个和基准电位、特别是第二输入接头之间。如果耦合电容器相应地耦合在用于放电灯的低位的灯丝的输出接头中任一个和基准电位之间，则直流电源在一定程度上并联于该耦合电容器。电流同样从直流电源流向冷灯丝，从那里通过气体放电流向热灯丝并且然后经过灯扼流圈和电桥电路的低位的开关流向基准电位。
可替换地，可以通过调节控制电桥电路的开关的信号的脉冲占空因数实现直流电源。通过非对称的脉冲占空因数因此可以产生直流分量并且作为直流电流馈入放电灯中。该变体的优点是，可以放弃实现附加的直流电源，更确切地说基本上通过已经存在的元件可以实现将直流电流输送给放电灯。
在一个优选的实施方式中，传感器装置是温度传感器。在此，温度传感器优选地这样相对于放电灯布置，即借助于温度传感器能测量温度，该温度和放电灯的温度相关。优选这样布置温度传感器，即其可以测量在放电灯的管壁上的温度。
在此，控制装置还设计用于这样控制直流电源，即取决于温度根据能预定的、存储在控制装置中的特征曲线改变由直流电源输出的直流电流的振幅。这当然仅仅是当借助于调光系数提供装置提供的调光系数对此允许时才进行。
在此可以这样设计特征曲线，即控制装置这样控制直流电源，即直流电源在温度等于或大于能预定的阈值时输出能预定的振幅的直流电流，并且在温度低于能预定的阈值时不输出直流电流。
除了这两种解决方法以外还可以提出，这样设计特征曲线，即控制装置这样控制直流电源，即由直流电源输出的直流电流的振幅，特别当在温度的能预定的阈值以下时，在更低的温度时，基本上连续地或根据多个等级取决于温度减小。
最后提到的变体可以实现特别精确地一方面避免玻璃放电并且另一方面避免固有闪光。
也可以提出，例如以查找表格的形式，对于多个由温度和调光系数组成的组合输出需要输送给放电灯的直流电流。
除了测定温度以外，传感器装置还可以和至少一个耦合电容器耦合，其中传感器装置设计用于评估经过耦合电容器在运行中下降的电压。在此，耦合电容器布置在电路装置中的什么地方并不重要。此外传感器装置优选地包括具有低通装置、交变信号退耦装置以及整流器的串联电路。
优选地，低通装置的极限频率处于200至300Hz，以便在20到150Hz之间的频域中可靠地检测对于放电灯的固有闪光来说是重要的交变信号分量。尽管由此可能将一起带来电源噪声；但其仅仅出现在高调光等级时。在其中相反地出现固有闪光的低调光等级时，可以忽略电源噪声。该方式基于这种思想，即通过对耦合电容器上的电压进行评估可以确定放电灯的固有闪光。一旦放电灯闪烁，叠加在耦合电容器上的交流电压就出现更低的频率。该叠加的交流电压可以用于控制、特别是甚至用于调节直流电源。
因此控制装置优选地包括具有第一输入端和第二输入端的调节装置，其中第一输入端与整流器的输出端耦合并且第二输入端与比较值提供装置耦合，其中比较值提供装置设计用于特别是取决于调光系数在比较值提供装置的输出端上提供比较值，其中控制装置设计用于这样控制直流电源，即取决于在调节装置的输出端上的信号改变由直流电源输出的直流电流的振幅。通过该比较值因此可以计算取决于调光位置而改变的电源噪声的小的分量。
根据第一实施方式，调节装置可以包括I-调节器。这种实现方法的优点是，直流电流仅仅在显示固有闪光的放电灯中降低。在未显示固有闪光的放电灯中，直流电流保持在总的调光-和温度范围中。当然总是仅仅这么多直流电流馈入放电灯中，直至叠加的交流电压相应于预定的比较值。因此调节装置总是在稳定边界处工作。
在一个可替换的实现方法中，调节装置因此包括双点调节器。这样设计该双点调节器，即通过第一时间常数表示直流电流的振幅升高，并且通过第二时间常数表示直流电流的振幅降低，其中第一时间常数是第二时间常数的多倍，其中第一时间常数大于第二时间常数至少一个系数1.000，优选的至少一个系数10.000。由此直流电流在确定固有闪光的时候迅速地、例如在毫秒范围中减小。随后直流电流一直缓慢地、即在秒范围至分钟范围中再次升高，直至固有闪光恰好再次出现。该变体的优点在于，在这样的调节装置中，放电灯总是非常短暂地处于固有闪光的状态中并且然后在更长的时间中在没有闪光的状态中运行。因此在光学方面看起来，放电灯的运行比放电灯在稳定边界处的运行更平稳。
参照根据本发明的电路装置所提出的优选的实施方式和其优点相应地适合于、总体上可应用于根据本发明的方法。
附图说明
现在在下面参照附图详细地说明根据本发明的电路装置的实施方式。图中示出：
图1在示意图中示出了根据本发明的电路装置的第一实施例；
图2在示意图中示出了根据本发明的电路装置的第二实施例；
图3在示意图中示出了根据本发明的电路装置的第三实施例；
图4在示意图中示出了根据本发明的电路装置的第四实施例；和
图5在示意图中示出了根据本发明的电路装置的第五实施例。
具体实施方式
对于根据本发明的电路装置的、在图中示出的不同的实施方式而言，针对相同的和作用相同的部件使用了同样的参考标号。这些标号因此仅标注一次，从而使实施方式主要可以限于与先前说明的实施方式的不同之处。
图1在示意图中示出了根据本发明的电路装置的第一实施例。在电路装置的第一输入接头E1和第二输入接头E2之间设置了直流电压源，其特别可以是从交流电网中引出的、所谓的中间电路电压UZw。在输入接头E1，E2之间，作为逆变器的一部分耦合了第一电子开关Q1和第二电子开关Q2的串联电路，其中在开关Q1，Q2之间设计有第一电桥中点BM1。
灯扼流圈LDr耦合在第一电桥中点BM1和第一输出接头A1之间。除了输出接头A1以外，对于放电灯LL的高位的灯丝W1设置了第二输出接头A2。对于低位的灯丝W2设置了输出接头A3，A4。在输出接头A3和当前作为输入接头E2的基准电位之间，耦合有耦合电容器CHB。点火电容器CZ并联于由放电灯LL和耦合电容器CHB构成的串联电路，点火电容器设计用于和灯扼流圈LDr一起点燃放电灯LL。
由中间电路电压UZw供给的直流电源IDC在其输出端上提供电流I，该电流经过接头A3输送给放电灯LL。根据本发明提出温度传感器Sθ，其和用于控制直流电源IDC的控制装置10耦合。控制装置10此外和调光系数提供装置12耦合。如从调光系数提供装置12中的图得出地那样，该调光系数提供装置在低调光系数时将信号“on”输送至控制装置10，从而该控制装置在温度处于阈值θ1以下时促使直流电源IDC将由其输出的电流I降到零。相反地在高调光系数时，参照图1中的控制装置10和调光系数提供装置12的图中的“OFF”，调光系数提供装置12还促使控制装置10将大于零的电流I经过接头A3馈入放电灯LL中。
相应地，在放电灯LL的高调光系数时输送电流I，以便防止玻璃放电。此外在低调光系数和高温时，将电流I输送给放电灯，相反地在低调光系数、特别是低于调光系数的阈值时，并且在温度降低到阈值θ1以下时，由直流电源输出的电流降到零。由此可以可靠地防止放电灯LL的固有闪光。
在图2中示出的实施方式的特征在于，实现由直流电源IDC输出的电流I在低调光水平时，在低温时，连续地下降，即如在图1的实施例中那样没有双重过渡。在放电灯LL处的温度越低，输送给放电灯LL的直流电流I就越少。这一直进行，直至最后没有直流电流I再流过放电灯LL。如已经提到的，仅仅在亮度被强烈调整时才激活在直流电源IDC上输出的电流I的下降。在更高的调光位置上，该功能相反地被切断并且始终是最大的、防止玻璃放电的优化的直流电流I流过放电灯LL。
在图1和图2的当前的实施例中，直流电源IDC布置在输入接头E1和耦合电容器CHB之间。可替换地也可以将其布置在接头A3和基准电位之间。此外替代接头A3，直流电源可以和接头A4耦合。如在下面还将参照图4实施的那样，直流电源也可以通过用于控制开关Q1，Q2的信号的脉宽比来实现。
在根据图3至图5的实施例中可以取消温度传感器Sθ。在此，通过对经过耦合电容器CHB降低的电压进行评估来确定放电灯LL的固有闪光。为此目的，传感器装置SEF对经过耦合电容器CHB降低的电压的、基于固有闪光形成的低频交流电压分量进行评估。传感器装置SEF为此目的包括低通装置14、交变信号退耦装置16以及整流器18。该控制装置10包括具有第一输入端和第二输入端的调节装置。第一输入端和整流器18的输出端耦合，第二输入端和当前设计为比较值提供装置的调光系数提供装置12耦合。该比较值提供装置12在其输出端上取决于调光系数提供比较值。调光系数越小，则提供的比较值就越小并且固有闪光就越强烈地影响调节电路的激活。
控制装置10设计用于这样控制直流电源IDC，即取决于调节装置10的输出端上的信号改变由直流电源IDC输出的直流电流的振幅I。该调节装置10优选地设计为I-调节器。其中在图3示出的实施方式中，仅仅当确定了放电灯LL的固有闪光时，直流电源IDC才相应地下降。在未显示固有闪光的放电灯中，在总的调光范围和温度范围中保持输送直流电流I。
在图4中示出的实施方式基本上相应于在图3中示出的实施方式，然而其中通过调节控制电桥电路的开关Q1，Q2的信号的脉冲占空因数实现直流电源。为了能够实现这一点，在第一输入接头E1和接头A3与耦合电容器CHB的耦合点之间插入欧姆电阻RDC。此外，包括I-调节器的控制装置10和装置20耦合，用于调节控制开关Q1，Q2的信号的脉冲占空因数。
当调节电路在根据图3和图4的实施方式中在稳定边界处运行时-并且进而产生危险，即放电灯LL偶尔具有非常低的固有闪光-则这在根据图5的实施方式中可靠地进一步减小。为此目的在根据图5的实施方式中，控制装置10设计具有双点调节器。在出现放电灯的固有闪光时，由直流电源IDC输出的电流I在毫秒范围中减小，直至传感器装置SEF不再探测到固有闪光。随后，由直流电源IDC输出的直流电流I一直缓慢地、即在秒范围至分钟范围中升高，直至固有闪光恰好再次出现。通过传感器装置SEF识别这种重新出现的固有闪光，并且直流电流重新迅速地再次减小。
该解决方法的优点在于，调节电路总是短暂地在固有闪光的状态中并且放电灯LL然后在长时间内在没有固有闪光的状态中运行。可以调节时间常数用于使直流电流降低或升高，其中直流电流的降低总是比升高快很多地实现。根据图5的实施例说明的放电灯的特征在于十分平稳的光学观感。

Claims (19)

1.一种用于运行至少一个放电灯(LL)的电路装置，所述电路装置具有：
-输入端，所述输入端具有用于和直流电压源(UZw)耦合的第一输入接头(E1)和第二输入接头(E2)；
-电桥电路，所述电桥电路具有至少一个第一电子开关(Q1)和第二电子开关(Q2)以及至少一个耦合电容器(CHB)，其中所述第一电子开关(Q1)和所述第二电子开关(Q2)在设计有所述电桥电路的第一电桥中点(BM1)的条件下串联在所述第一输入接头(E1)和所述第二输入接头(E2)之间；
-用于和所述放电灯(LL)的高位的灯丝(W1)耦合的第一输出接头(A1)和第二输出接头(A2)；
-用于和所述放电灯(LL)的低位的灯丝(W2)耦合的第三输出接头(A3)和第四输出接头(A4)；
-灯扼流圈(LDr)，所述灯扼流圈串联在所述第一电桥中点(BM1)和用于所述放电灯(LL)的所述高位的灯丝(W1)的所述输出接头(A1；A2)中任一个之间；和
-直流电源(IDC)，所述直流电源和所述放电灯(LL)耦合；
其特征在于，所述电路装置还包括：
-至少一个用于检测所述放电灯(LL)的至少一个运行参数的传感器装置；和
-一个控制装置(10)，所述控制装置与至少一个传感器装置和所述直流电源(IDC)耦合，其中所述控制装置(10)设计用于，取决于由至少一个传感器装置检测的至少一个运行参数改变由所述直流电源(IDC)输出的直流电流的振幅(I)，其中所述至少一个传感器装置是温度传感器，并且所述控制装置(10)设计用于这样控制所述直流电源(IDC)，即取决于温度根据能预定的、存储在所述控制装置(10)中的特征曲线改变由所述直流电源(IDC)输出的所述直流电流的所述振幅(I)。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述电路装置还包括调光系数提供装置(12)，所述调光系数提供装置设计用于在所述调光系数提供装置的输出端上提供信号，所述信号和所述电路装置的调光系数相关，其中所述调光系数提供装置(12)和所述控制装置(10)耦合，其中所述控制装置(10)设计用于，取决于所述调光系数改变由所述直流电源(IDC)输出的所述直流电流的所述振幅(I)。
3.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，所述控制装置(10)设计用于，当所述调光系数处于能预定的范围中时，则仅仅改变由所述直流电源(IDC)输出的所述直流电流的所述振幅(I)。
4.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，所述控制装置(10)设计用于，取决于所述调光系数不同强度地改变由所述直流电源(IDC)输出的所述直流电流的所述振幅(I)。
5.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述直流电源(IDC)耦合在所述第一输入接头(E1)和用于所述放电灯(LL)的所述低位的灯丝(W2)的所述输出接头(A3；A4)中任一个之间。
6.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述直流电源(IDC)耦合在用于所述放电灯(LL)的所述低位的灯丝(W2)的所述输出接头(A3；A4)中任一个和基准电位之间。
7.根据权利要求6所述的电路装置，其特征在于，所述直流电源(IDC)耦合在用于所述放电灯(LL)的所述低位的灯丝(W2)的所述输出接头(A3；A4)中任一个和所述第二输入接头(E2)之间。
8.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，通过调节控制所述电桥电路的所述开关(Q1，Q2)的信号的脉冲占空因数实现所述直流电源(IDC)。
9.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述温度传感器这样相对于所述放电灯(LL)布置，即借助于所述温度传感器能测量温度，所述温度和所述放电灯(LL)的温度相关。
10.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，这样设计所述特征曲线，即所述控制装置(10)这样控制所述直流电源(IDC)，即所述直流电源在温度等于或大于能预定的阈值(θ1)时输出能预定的振幅(I)的直流电流，并且在温度低于能预定的阈值时不输出直流电流。
11.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，这样设计所述特征曲线，即所述控制装置(10)这样控制所述直流电源(IDC)，即当在温度的能预定的阈值以下直到的更低的温度时，由所述直流电源输出的所述直流电流的所述振幅(I)连续地或根据多个取决于温度的等级地减小。
12.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述传感器装置和至少一个耦合电容器(CHB)耦合，其中所述传感器装置设计用于评估经过所述耦合电容器(CHB)下降的电压。
13.根据权利要求12所述的电路装置，其特征在于，所述传感器装置包括具有低通装置(14)、交变信号退耦装置(16)以及整流器(18)的串联电路。
14.根据权利要求12所述的电路装置，其特征在于，所述控制装置(10)包括具有第一输入端和第二输入端的调节装置，其中所述第一输入端与整流器(18)的输出端耦合并且所述第二输入端与比较值提供装置(12)耦合，其中所述比较值提供装置(12)设计用于特别是取决于调光系数在所述比较值提供装置的输出端上提供比较值，其中所述控制装置(10)设计用于这样控制所述直流电源(IDC)，即取决于在所述调节装置的输出端上的信号改变由所述直流电源(IDC)输出的所述直流电流的所述振幅(I)。
15.根据权利要求14所述的电路装置，其特征在于，所述调节装置包括I-调节器。
16.根据权利要求14所述的电路装置，其特征在于，所述调节装置包括双点调节器。
17.根据权利要求16所述的电路装置，其特征在于，通过第一时间常数表示所述直流电流的所述振幅(I)升高，并且通过第二时间常数表示所述直流电流的所述振幅(I)降低，其中所述第一时间常数是所述第二时间常数的多倍，其中所述第一时间常数大于所述第二时间常数至少一个系数1.000。
18.根据权利要求17所述的电路装置，其特征在于，所述第一时间常数大于所述第二时间常数至少一个系数10.000。
19.一种用于在电路装置上运行至少一个放电灯(LL)的方法，所述电路装置具有：输入端，所述输入端具有用于和直流电压源(UZw)耦合的第一输入接头(E1)和第二输入接头(E2)；电桥电路，所述电桥电路具有至少一个第一电子开关(Q1)和第二电子开关(Q2)以及至少一个耦合电容器(CHB)，其中所述第一电子开关(Q1)和所述第二电子开关(Q2)在设计有所述电桥电路的第一电桥中点(BM1)的条件下串联在所述第一输入接头(E1)和所述第二输入接头(E2)之间；用于和所述放电灯(LL)的高位的灯丝(W1)耦合的第一输出接头(A1)和第二输出接头(A2)；用于和所述放电灯(LL)的低位的灯丝(W2)耦合的第三输出接头(A3)和第四输出接头(A4)；灯扼流圈(LDe)，所述灯扼流圈串联在所述第一电桥中点(BM1)和用于所述放电灯(LL)的所述高位的灯丝(W1)的所述输出接头(A1；A2)中任一个之间；和直流电源(IDC)，所述直流电源和所述放电灯(LL)耦合，其中所述至少一个传感器装置是温度传感器，并且，控制装置与至少一个传感器装置和所述直流电源(IDC)耦合，所述控制装置(10)设计用于这样控制所述直流电源(IDC)，即取决于温度根据能预定的、存储在所述控制装置(10)中的特征曲线改变由所述直流电源(IDC)输出的直流电流的振幅(I)，其特征在于下列步骤：
a)通过所述至少一个传感器装置检测所述放电灯(LL)的至少一个运行参数；
b)取决于通过所述至少一个传感器装置检测的至少一个运行参数通过所述控制装置改变由所述直流电源(IDC)输出的直流电流；和
通过控制装置(10)用于这样控制所述直流电源(IDC)，即取决于温度根据能预定的、存储在所述控制装置(10)中的特征曲线改变由所述直流电源(IDC)输出的所述直流电流的所述振幅(I)。
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