CN102939797B - 耐压型接口电路 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例包括耐压型接口电路(100)，具有：整流器电路(20)，其构造用于根据加在整流器输入端(20a,20b)上的整流器输入电压在整流器输出端(20c,20d)上提供经过整流的整流器输出电压；具有至少两个晶体管(Q3,Q4)的达林顿电路(30)，其中该达林顿电路具有可根据控制信号(62)来控制的输出侧电流路径(35)，其中该输出侧可控电流路径(35)连接在所述整流器输出端(20c,20d)之间。

Description

耐压型接口电路

本发明涉及一种例如被用在如发光机构镇流器这样的电子装置中的耐压型接口电路。通过该接口电路，数据和/或控制指令可在发光机构的控制装置和发光机构的镇流器之间交换。

一般，通常在以下情况中遇到这样的接口电路，不同的电子控制装置例如通过总线系统或信号线相连。此时可能的是，通过接口电路相连的电子电路以高低不同的工作电压运转。例如在发光机构的镇流器的情况下，镇流器一方面可以具有发光机构工作的高工作电压，而另一方面，例如用于控制灯亮度的电子电路部分可以与总线系统或信号线系统相连，与发光机构的工作电压相比较小的电压可能施加在该总线系统或信号线系统上。

此外，目前使用这样的接口电路，其不仅能接收并处理数字信号如DALI，而且能接收并处理与市网电压关联的信号，例如像通过与市网电压相连的按键。因为在安装这样的照明系统中可能出现连接线混淆或在运行工作中可能在总线系统上出现过电压和电压脉冲，所以人们期望采用耐压强度高的耐压型接口电路。例如，当操作在信号线上与市网电压相连的按键时，因为所谓的按键振动或因为由与总线或信号线耦合的变压器、扼流圈等引起的负载感应较高的开关过程而在接口电路上出现电压脉冲。因此人们期望提供一种耐压型接口电路，从而即使在不注意时在电气装设中或者也因为可能出现在总线系统中的其它电压脉冲而不会出现接口电路损坏。

专利文献DE 101 13 367 C1公开了一种接口电路，其具有快速过电压检测器，其由一个齐纳二极管和一个开关晶体管构成。

根据现有技术的其它接口电路通常采用晶闸管，以保证市网电压耐压强度。在图7的电路图中示出了具有晶闸管的这种接口电路。

图7中的接口电路10具有用于信号线或总线系统的接线端子1。信号线通过整流器电路被连接到其余接口电路上，该整流器电路由按照格列茨电路结构形式的四个二极管D1至D4构成。接口电路10的市网电压耐压强度通过晶闸管X11来保证。晶闸管X11与一个晶体管Q34串联。此外，该接口电路包括光耦合器U7和U8以及恒定电流源，该恒定电流源由晶体管Q2、Q20和电阻R31、R34构成。光耦合器U7和U8与一个微处理器相连，这由符号μC表示，从而可通过接口电路10在端子1和与用μC表示的点相连的微处理器之间传输数据和控制指令。光耦合器U7在反向通道中控制着开关Q34，该开关与晶闸管X11串联。开关Q34以低电压开关的形式构成，而晶闸管如上所述，应保证电路的市网电压耐压强度。由微处理器经接口电路10至端子1的发送如此实现，通过光耦合器U7来控制该开关Q34。当开关Q34被接通即导通时，在晶闸管X11阴极上的电位被拉向低电位。现在如果在端子1上有电压，则晶闸管被导通并且在整流器电路上的节点5被拉向地电位。换句话说，在接线端子1之间产生低电阻连接。由此，当在端子1上有电压时，信号可以通过总线系统来发送。导通晶闸管X11是因为在晶闸管的阴极侧栅极上在关于电阻R101和R100的路径上有一个高于在晶闸管阴极上的电压。

如果现在例如接口电路10在端子1一侧例如通过按键或开关被接通至市网电压，则按键振动可能造成出现较窄的或者说时间上较短的直达千伏范围的干扰脉冲。对这种电压脉冲，人们称之为所谓的信号序列或脉冲突发，对于相应的电路耐压强度，人们称之为击穿强度。脉冲突发是快速瞬变的干扰参数，其被耦合输入供电装置或信号输入中。脉冲突发的特点可以是短暂干扰的频率短且能量低。当没有保护电路如滤波电路时，这种脉冲突发一定也会导致接口电路干扰。

但如果较大的(负载)电感例如像变压器、扼流圈等通过控制线路连接到端子1且控制该端子，则可能出现电压也达到千伏范围的高能高电压脉冲或浪涌脉冲。浪涌脉冲是高能瞬变电压脉冲，其以像在开关操作时会在相应导线内出现的瞬变高电压或冲击电压的形式引入注意。

为实现脉冲突发或浪涌脉冲的滤除或衰减，可以在接口电路前设置滤波器。可以如此设定滤波器，以便能消除高达几十伏电压增大的脉冲突发。但对于浪涌脉冲，这可能很难做到。虽然这一般可通过滤波器显著缩减电压波幅，但例如2千伏电压脉冲还是可以以例如1千伏幅度到达接口电路。当利根据用现有技术的晶闸管时，现在可以通过这样的浪涌脉冲的陡峭边沿（steile Flanke）完全或部分地接通晶闸管，这是因为晶闸管是与之耦合的元件。晶闸管的“选通(Zünden)”现在可能导致下游的晶体管Q34立即受损，该晶体管因为需要电流放大而可能是低电压型晶体管，其集电极-发射极-耐压强度例如是45至80伏。在此破坏过程中，现在，晶闸管X11最终被完全接通，于是也可能被损坏。虽然可利用电路技术措施如此大致影响晶闸管的导通或击穿即例如通过将电容直接从栅极接到晶闸管阴极，但是，击穿通常无法被充分抑制。晶闸管X11于是大多没有因高电压损坏，而是因功率过载而损坏。

鉴于以上实施例，因此期望提供一种具有高耐压强度的且电路技术成本不高的耐压型接口电路，其避免了上述的缺点。

因此，本发明的任务是提供一种耐压强度得以改善的且具有相对简单的电路技术应用手段的接口电路。

该任务将通过根据权利要求1的本发明耐压型接口电路、根据权利要求16的具有该接口电路的镇流器和根据权利要求17的用于发光机构的照明系统来完成。

随后，在从属权利要求中给出本发明的有利改进方案。

本发明的基本思路在于，借助达林顿电路来提供一种耐压型接口电路，在这里，以在电路技术上相对简单的方式通过使用与晶闸管相比价格更低的耐压型晶体管来获得高的耐压强度，它与晶闸管相比可具有足够高的电流增益，以便根据控制信号来实现在接口电路输入上的一定信号电平。

以下，将参照附图来详细描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的耐压型接口电路的示意图；

图2是根据本发明的另一个实施例的耐压型接口电路的示意图；

图3是根据另一个实施例的耐压型接口电路的电路图；

图4是根据另一个实施例的耐压型接口电路的电路图；

图5是包括根据本发明的一个实施例的耐压型接口电路的发光机构镇流器的示意图；

图6a-6b示出包含具有耐压型接口电路的镇流器的照明系统；和

图7示出根据现有技术的包括晶闸管的接口电路。

关于以下对本发明实施例的说明要注意的是，在不同的附图中对于功能相同或者说作用相同或功能相同的等同元件或步骤采用了相同的附图标记以使整个说明书简洁。具有相同标记的这些元件因此可以在不同的实施例中互换。

图1示出根据本发明一个实施例的耐压型接口电路100的示意电路框图。耐压型接口电路100具有整流器电路20，其被构造用于根据加在整流器输入端20a、20b上的整流器输入电压，在整流器端20c、20d提供经过整流的整流器输出电压。而且，耐压型接口电路100具有包括至少两个晶体管Q3和Q4的达林顿电路30，在这里，达林顿电路30具有可根据控制信号62来控制的输出侧的电流路径35。该输出侧可控电流路径35连接在整流器输出端20c和20d之间。而且，输出侧可控电流路径35设计用于在整流器输出端20c和20d之间形成可根据控制信号62改变的电负载。就是说，根据该控制信号，具有输出侧可控电流路径35的达林顿晶体管30可被导通，从而整流器输出端20c和20d至少近似被短路。就是说，根据控制信号62，整流器输出端20c和20d可通过达林顿电路30以如此的“低欧姆”方式相连，即，在输出侧可控电流路径上有预定电压时，较大的电流流过该可控电流路径35。如果具有一定内电阻的电压源连接至总线系统15，则可通过“该短路”在整流器输入端上产生具有低电压的第一信号电平。就是说，通过控制信号62，该达林顿电路可被导通，从而如果有电压施加在整流器输入端上，则出现比较大的电流，这于是造成在整流器输入端20a和20b上产生对应于第一信号电平的整流器输入电压。

根据控制信号62，达林顿电路30也可被如此控制，即，整流器输出端20c和20d经由达林顿电路、进而经由输出侧可控的电流路径35（在此情况下是未激活的）只能以高欧姆或者说很高欧姆的方式相连，因而在整流器输出端和进而在整流器输入端没有发生“短路”或电压突降。为此，加在整流器输入端20a、20b上的电压保持在对应于数字信息传输第二状态的第二信号电平。

如果例如与耐压型接口电路100的整流器输入端20a和20b相连的电压线或信号线15是如在照明技术领域内所采用的数字可寻址照明接口(DALI)总线系统，那么第一信号电平可以是电压范围为-4.5伏至+4.5伏的物理低电平，而可以给第二信号电平规定电压范围为+9.5伏至+22.5伏（例如16伏）或者-9.5伏至-22.5伏的高电平。在DALI总线系统中，原则上数据传输是如下这样执行的，即，在发送比特的情况下，在相应数据线上的电压例如与基准数据线相关地被下拉至零伏，或至少近似为零，而在稳定状态下（即如果没有发送比特时），在相应数据线上的电压处于9.5伏至22.5伏（如16伏）或者在-9.5伏和-22.5伏之间的电压区间。就是说，在DALI总线系统中，数据和/或控制指令是通过低电平有效(Active-Low)传输来传输的。当然也可以想到，该耐压型接口电路附加地或只是被设计用于高电平有效(Active High)传输，像例如从照明技术的数字串行接口(DSI=Digital-Serial-Interface)中知道的那样。

根据其它的实施例，可以在该耐压型接口电路上通过整流器输入端20a、20b耦合输入附加的按键信号或开关信号，即简单的脉冲信号或DSI信号，就是说根据数字协议的信号。所述按键信号或开关信号可通过总线系统15来传输，就是说，按键被耦合到市网电压上。一旦按键被操作，则市网电压被暂时接通至接口输入端（即整流器输入端20a、20b）。加载市网电压的持续时间可由控制装置(图1未示出)来评估，在这里，在该控制装置和总线系统或线路系统15之间连接有接口电路100。

如图2中的另一个电路框图所示，本发明的耐压型接口电路100还可以具有多个其它可选的电路结构。除了已结合图1所描述的整流器电路20和达林顿电路30外，耐压型接口电路100可具有：电流源40、用于电流隔离的电路结构50（可构成为光耦合器）和第二光耦合器60。第一光耦合器50和第二光耦合器60能被构造成允许在微处理器μC和总线系统15之间的双向数据和/或控制信号传输，该耐压型接口接于微处理器μC和总线系统15之间。就是说，例如光耦合器50可被构造用于给微处理器μC发送存在于总线系统或线路系统15上的信息。另一方面，微处理器μC的数据和信息借助光耦合器60由耐压型接口来接收并且基于该控制信号62将信息传输给总线系统或线路系统15。

如果要通过光耦合器60向总线系统15传输信号的话，电流源40可被构造用于在达林顿电路30的控制端30a上提供输入侧控制电压，进而在光耦合器60输出侧的光晶体管被点亮，结果，输出侧可控电流路径35被接通。随后，如以上已结合图1所描述的那样，在整流器输出端20c和20d之间的负载被改变。如果出现整流器输出端20c和20d之间的“短路”，则该短路被传递给整流器输入端20a和20b并且在总线系统上的电压发生突降，这可对应于在与总线系统15相连的电路和微处理器之间的传输协议中的低电平。通过这种方式，数据和/或控制指令可以被传输给总线系统15。

以下，将结合图3中的电路设计来具体描述根据本发明的耐压型接口电路的一个实施例。

整流器电路20例如可以是四个二极管D1～D4，它们按照格林茨电路结构布线连接。总线系统15可连接至整流器输入端20a和20b。总线系统15例如可以是DALI总线系统。如上所述，在总线系统的静态下，可以在整流器输入端20a和20b上加有整流器输入电压，其对应于DALI系统中的高电平。相应地，随后可以在整流器20的端子20c和20d上提供经过整流的整流器输出电压。现在，达林顿电路30能以其至少两个晶体管Q3和Q4连接在整流器输出端20c和20d之间，从而作为电流放大电路的达林顿电路的输出侧可控电流路径35连接在整流器输出端之间。在此实施例中，晶体管Q3和Q4以npn双极性晶体管形式构成。输入侧的双极性晶体管Q4在此实施例中以其集电极端连接在整流器输出端20c上，以其发射极端连接至输出侧的晶体管Q3的基极上。用于控制双极性晶体管Q4的相应基极通过节点82与控制电路80的电阻R4和光耦合器Q5相连，该电阻R4的电阻值为10千欧并且该电阻R4以其第二端连接至地电位90。通过光耦合器Q5和该控制电路，随后可以将控制信号62施加到晶体管Q4的基极或者说控制极。输出侧的晶体管Q3以其基极一方面通过控制电路80的RC组成部分与地电位90相接，另一方面与晶体管Q4的发射极端相接。输出侧可控电流路径35（即，在晶体管Q3的集电极和发射极之间的可控电路路径）连接在整流器输出端20c和20d之间。双极性晶体管Q3的集电极端被接到整流器输出端20c，发射极端被接到整流器输出端20d。整流器输出端20d和晶体管Q3的发射极端都处于参考电位，该参考电位在本实施例中可以是地电位90。在本发明的其它实施例中，达林顿电路30也可以具有多于两个的双极性晶体管。此外，晶体管例如也可以是场效晶体管，例如像MOS-FET晶体管。

达林顿电路30在此实施例中是通过控制电路结构60、80来控制的。控制电路结构80具有电阻R4，其电阻值为几千欧姆，该电阻接设在达林顿电路30的控制端即例如达林顿电路的输入侧双极性晶体管Q4的基极和参考电位导体90之间，在这里，参考电位导体可与输出侧可控电流路径35的参考电位侧端相连。参考电位例如可以是地电位90。电阻R4被构造用于在静态下（即，在不存在控制信号62且因而没有比特要被发送给总线系统15时），将节点82拉向地电位90。另外，控制电路结构80具有上述的RC组成部分，该RC组成部分由电阻值在千欧范围内的电阻R3和电容小于1μF的电容器C1组成。该RC组成部分在一个端上与晶体管Q3的基极和晶体管Q4的发射极端相连，并且通过其第二端连接至参考电位，即例如连接至地电位90。现在为了与根据现有技术所用的晶闸管(见图7)相比，改善接口电路100的耐压强度，达林顿电路的至少两个晶体管Q3和Q4可以是耐压型晶体管。例如，达林顿电路中的至少两个晶体管可以具有至少100伏、至少600伏或至少1000伏的耐压强度。对于双极性晶体管Q3和Q4，例如可以得到至少100伏、至少600伏或至少1000伏的集电极-发射极-耐压强度。

根据一个实施例，达林顿电路30可以包括耐压强度超过600伏的耐压型晶体管。优选如此选择达林顿电路的晶体管，即，达林顿电路的电流放大倍数大于1500或大于2000，在这里，在达林顿电路接通时可以在输出侧可控电流路径35上提供在1mA～300mA范围内的集电极电流。例如晶体管Q3可以有利地在1mA～300m A的集电极电流范围内具有大于80的电流放大倍数。达林顿电路30中的驱动晶体管Q4可以具有例如1mA～4mA的用于电流放大的电流范围。为了在DALI总线系统中将低电平电压保持在±4.5V的低电平的接口电压容许范围内，可能还需要将在耐压型接口电路的输入通道中的电流源40的电阻R2接地，这与迄今已知的带有晶闸管的电路的电阻R34(图7)不同。

就是说，在一个实施例中，双极性晶体管Q4和Q3可以共同具有至少1500倍或至少2000倍的电流放大倍数，从而在达林顿电路的导通状态下在输出侧可控电流路径中可提供1mA～300mA的电流。

按照有利方式，在本发明的耐压型接口电路中，可以在达林顿电路30的晶体管的一个或多个晶体管基极端或控制极端上还接设一个或多个电容器。所述电容器可以连接在基极端和例如地电位90之间，并且阻止各晶体管因在相应的米勒电容（即，在集电极端和基极之间的电容）上的电压脉冲而导通。就是说，例如控制电路80的电容器C1可以接设在输出侧晶体管即例如双极性晶体管Q3的基极端和参考电位如地电位90之间。作为替代或补充，也可以将第二电容器接设在输入侧晶体管（如双极性晶体管Q4）的基极端和相应的参考电位之间。

于是，可通过电容器C1显著改善该耐压型接口电路的耐压强度。在图3的实施例中，例如电容器C1连接在双极性晶体管Q3的晶体管基极和地电位90之间。电容器C1在此实施例中具有小于1μF的电容值，该电容值大于双极性晶体管的典型的在皮法范围内的米勒电容。

一般，这种电容器（如电容器C1）的电容值可以匹配于所连接的晶体管的米勒电容和接口电路100的期望耐压强度。用于提高耐压强度的电容器的电容例如可以是与用于提高耐压强度的电容器相连的达林顿电路的晶体管的米勒电容的至少100倍或至少200倍。例如，与达林顿电路的晶体管的基极或控制极端相连的电容器的电容可如此选择，即，在达林顿电路上存在不激活控制信号的情况下，在输出侧可控电流路径35上的500伏、1000伏、2000伏或甚至更高电压的电压脉冲不会导致输出侧可控电流路径35的导通。当在达林顿电路晶体管的基极端或控制极端上存在有相应设定大小的电容时，可以阻止输出侧可控电流路径的导通。就是说，耐压型接口电路100还可在此实施例中具有至少一个电容器C1，其与达林顿电路30的晶体管Q3和/或Q4的控制极端相连，并且所述至少一个电容器C1被设计用来抑制在相应晶体管Q3和/或Q4的被控电流路径内的变化。

与包括晶闸管的接口电路相比，在使用达林顿电路的情况下，有利地没有出现晶闸管典型的选通效应（Kippeffekt），该选通效应导致在晶闸管在选通后难以应对晶闸管的关断。

耐压型接口电路100还可以有一个电流源40，其连接在第一整流器输出端20c和节点70之间。电流源40具有两个pnp双极性晶体管Q1和Q2以及电阻值为几百欧姆的第一电阻R1和电阻值为大约几百千欧的第二电阻R2。双极性晶体管Q1可以作为双极性晶体管Q2的控制晶体管，这是因为它通过其可控的电流路径与晶体管Q2的基极相连。电阻R1和晶体管Q1的发射极端被连接到整流器输出端20c，晶体管Q1的基极端接设在电阻R1的另一端和晶体管Q2的发射极端之间。晶体管Q1的集电极端一方面连接到晶体管Q2的基极，另一方面通过电阻R2与参考电位（如地电位90）相连。电阻R2接设在参考电位（如地电位90）和晶体管Q2的基极之间。晶体管Q2的集电极端通过节点70与用于限制电压的电路结构50和光耦合器60相连。

因为第二电阻R2此时被接到地电位90，所以晶体管Q2的基极电流可以在耐压型接口电路100上有低输入电压（其可能相当于低电平）时，因以电路结构50的齐纳二极管Z3和光耦合器电压而在电阻R2上增大的电压被显著增大。即，电路结构50在此实施例中具有一个光耦合器Q6和一个在截止方向上工作的齐纳二极管Z3，该齐纳二极管的负极端与晶体管Q2的集电极端相连。而纳二极管Z3的正极端被连接至光耦合器发光二极管的正极端，而发光二极管的相应负极端被连接至参考电位或者地电位90。

如图3所示，电流源40可连接在第一整流器输出端20c和达林顿电路30的控制极端30a之间。该控制极端30a例如可以是晶体管Q4的基极端或控制极端。

在本实施例中，在电流源40和达林顿电路30之间还连接有光耦合器60。如果现在例如在耐压型接口电路的输入上存在DALI协议的低电平有效信号（就是说存在介于-4.5伏至+4.5伏之间的电压电平），则在电流源40的晶体管Q2和可通过控制信号被微处理器选通的光耦合器Q5上的电流应当大于150μA，以便达林顿电路30的晶体管Q3的输出侧可导通电流路径35能流过大约250mA电流。由此可以保证由微处理器发出的比特可经过整流器电路20被传输给总线系统15。

电路结构50在此实施例中具有一个光耦合器Q6和齐纳二极管Z3，它们通过节点70与电流源40和光耦合器Q5相连。光耦合器Q6用于将存在于整流器输入端20a、20b上的数据或控制信号传输给相应的控制装置或微处理器。光耦合器的发光二极管(LED)可构造用于，根据存在于整流器输入端20a和20b上的信号来激发该光耦合器的光电接收器（如光电晶体管或光电二极管）。该控制装置或微处理器可被构造用于根据DALI协议通过耐压型接口电路100双向收发数据和/或控制信号。

通过具有光耦合器Q6（其包括发光二极管(LED)）的电路结构50和沿截止方向连接的齐纳二极管Z3，可以在节点70处获得电压限制。这将通过在齐纳二极管和LED上的规定的电压降来获得。于是，为此也可以在光耦合器Q5接通情况下在达林顿电路的控制极端30a（即，晶体管Q4的基极端或控制极端）获得规定的控制电压。就是说，就输入通道（即，电流源40和电路结构50）上的电压脉冲而言，达林顿电路的晶体管Q4的基极是得到保护的。

光耦合器Q6可被构造用于如图3的电路所示将根据DALI协议的数据和/或控制指令传输给下游的微处理器μC，其例如可被集成在发光机构的镇流器内。相反，光耦合器Q5可被构造用于从镇流器的微处理器μC接收控制信号62并随后借助达林顿电路在整流器输入端20a、20b上提供相应的数字信息。这些数字信息随后可通过总线系统或线路系统15例如被继续传输至照明系统的中央控制装置。

图4示出根据另一个实施例的耐压型接口电路100的电路图。该耐压型接口电路100还是具有整流器电路20、电流源40、接收电路结构50、达林顿电路30以及光耦合器Q5，如已经参照图3所描述的那样，因而，在此不再对此复述。如图4进一步所示，可以在耐压型接口电路100的整流器输入端20a和20b之前设有滤波器85。滤波器的目的如上所述是滤除或衰减电压脉冲，例如上述的脉冲突发或浪涌脉冲。就是说，耐压型接口电路100在此实施例中还可以包括滤波器，该滤波器滤除或衰减不希望有的电压脉冲。滤波器85在此实施例中由电感值为10μH的电感L1、电容为几百pF的电容器C2和300伏压敏变阻器VDR构成。电容器C2和压敏变阻器VDR此时作为RC组成部分接设在整流器输入端20a和20b之间，而电感L1与该RC组成部分和整流器输入端20a串联。

可如此设定滤波器85，即，例如能消除达到几十伏电压增高的脉冲突发。而这在高能浪涌脉冲时可能是有麻烦的，此时无法显著地通过滤波器消除电压增高。尽管浪涌脉冲的电压波幅通过具有压敏变阻器VDR的滤波器被显著减小，然而虽然有了滤波器85，但是如2kV这样的浪涌电压脉冲仍然能以例如高达1kv的幅度到达该接口电路的整流器输入端。现在，如上所述，这样的浪涌脉冲的陡峭信号沿可能会使得根据现有技术的具有晶体管的接口电路被彻底或部分地导通，这是因为晶闸管是与之耦合的元件。这可能导致电路损坏。

通过根据本发明在接口电路100中使用具有耐压型晶体管的达林顿电路并且通过使用接在达林顿电路晶体管的基极端或控制极端与参考电位90之间的至少一个电容器，与包括晶闸管电路的接口电路相比，可以施加高许多的电压脉冲，而不会损坏电路。因此，例如具有晶闸管电路的接口电路（如关于图7所描述的那样）在500V的浪涌脉冲时就已经被损坏；而试验表明，包括达林顿电路的耐压型接口电路100能承受电压脉冲，即例如超过2千伏的浪涌电压，而电路没有损坏。另外，可以不太好地在带有晶闸管电路的接口电路中代替275伏压敏变阻器使用300伏压敏变阻器VDR，这是因为电压因300伏压敏变阻器VDR在滤波器中的使用而在晶闸管上相应增大，因此，在晶闸管电路中，与本发明的耐压型接口电路不同，一般只能使用275伏压敏变阻器VDR。但这意味着可以有利地与本发明的耐压型接口电路一起在滤波器85内使用高于275伏的压敏变阻器VDR。

一般，在用于发光机构的电镇流器的电网输入上采用300伏压敏变阻器。从以上实施例可以知道，300伏压敏变阻器现在也可有利地被用于电镇流器内的耐压型接口电路的滤波器。由此得到在压敏变阻器的购买和包括接口电路的镇流器的制造时的成本优势以及在生产中的简化快捷的镇流器装配，这是因为不必使用两种不同类型的压敏变阻器。

在图4所示的实施例中，控制装置80除了具有几nF电容值的电容器C1和电阻值在千欧范围内的电阻R3外，还具有电容值为几nF的第二电容器C7和电阻值为在千欧范围内的第二电阻R4。电容器C1和电阻R3并联设置在晶体管Q3的基极端或者说控制极端与参考电位线路或者说地电位90之间。电容器C7和电阻R4在此实施例中还连接至达林顿电路30的第二晶体管Q4的基极端或控制极端，确切说最好以并联方式设置在晶体管Q4的基极端和可处于地电位90上的参考电位线路之间。就是说，在这些实施例中，在达林顿电路的每个晶体管基极上接有一个电容，该电容应该阻止各晶体管因在其相应的集电极-基极电容或者说其米勒电容之上的电压脉冲而导通。通过将达林顿电路的两个晶体管的相应晶体管基极端与一个或多个电容器连接起来，可以如已经详细描述的那样，抑制输出侧可控电流路径35的导通，进而抑制在过电压时可能有的破坏。

如图4的电路框图所示，耐压型接口电路还可以具有电路结构88，用以调节要传输给总线系统15的信号的信号沿陡度。

现在，在图5中示意示出用于采用本发明耐压型接口电路100的一个实施例。根据一个实施例，用于发光机构210的电镇流器200可以具有结合图1-图4所述的耐压型接口电路100。由镇流器控制的发光机构可以例如是白炽灯或气体放电灯。镇流器200还可以具有控制装置或微处理器或微控制器，其设计成能通过控制电路来控制发光机构210的工作状态。这样的工作状态例如可以是发光机构210的某个待设定的亮度值。镇流器可以具有自己的电压供应端220。就是说，该发光机构例如可以在220V工作，而上述的总线系统15可以在-22.5伏至+22.5伏范围内的电压下工作。可以通过控制指令来促成设定某个工作状态。该控制指令可以由总线系统15经过耐压型接口电路100传输给控制装置μC，该控制装置随后负责控制电路230的相应控制。就是说，例如可以由与总线系统15相接的中央控制装置或按键或传感器将用于设定某个亮度值的控制指令经该耐压型接口电路继续传输给镇流器200的控制装置μC。这随后例如可以促使通过频率和/或占空比的改变在控制电路230中改变由逆变器提供的用于发光机构210的脉冲化交流电压，从而调节出期望亮度值。线路系统或总线系统15可以是DALI总线系统，根据DALI协议的数据和/或控制指令在该DALI总线系统中被传输。控制装置或微控制器μC可如此构成，即，它可结合通过耐压型接口电路100所收到的信号的信号结构来识别是否是例如按键信号，就是说是否是简单的脉冲信号或例如也可能是数字串行接口(DSI)信号，即，是否是根据某个数字协议的信号。根据该数据或控制指令的类型，可以随后对该数据或控制指令进行不同的处理。

如图6a-6b示意所示，本发明总体上也包括一种用于控制发光机构的照明系统300，其具有中央控制装置310，中央控制装置设计用于调节或询问发光机构的工作状态。另外，照明系统300具有用于发光机构的至少一个镇流器200，在这里，该镇流器具有如关于图1-5所描述的耐压型接口电路100。中央控制装置310和电子镇流器200可通过总线系统15相连连接，以传输数据和/或控制信号。该总线系统可如与图1-图5相关所描述的那样被电连接至接口电路100。总线系统15例如可以是DALI总线系统，在该DALI总线系统上，根据DALI协议的数据和/或控制信号可在中央控制装置310和该镇流器之间传输。但也可以想到的是，它可以是其它的总线系统。传输可以双向进行，因而，耐压型接口电路100可被设计用于在镇流器和中央控制装置310之间双向传输相应的数据和/或控制信号。

根据几个实施例，用于控制发光机构工作状态的其它元件也可被连接到该总线系统。此时，它例如可以是开关、控制盘、按键、传感器等等。如图6a所示，此时传感器和操作件320可通过单独连接直接连接到中央控制装置310，但或者传感器和操作件320可通过DALI总线系统15被连接至中央控制装置310和镇流器200，如图6b示意所示。

Claims (21)

1.一种耐压型照明系统接口电路(100)，其具有以下特征：

整流器电路(20)，其被构造用于根据存在于整流器输入端(20a,20b)上的整流器输入电压，在整流器输出端(20c,20d)上提供经过整流的整流器输出电压；和

达林顿电路(30)，其具有至少两个晶体管(Q3,Q4)，其中，该达林顿电路具有可根据控制信号(62)来控制的输出侧电流路径(35)，其中，该输出侧电流路径(35)连接在所述整流器输出端(20c,20d)之间，根据所述控制信号(62)，在所述整流器电路(20)的所述整流器输入端(20a,20b)上的整流器输入电压保持在第一信号电平或者对应于数字信息传输第二状态的第二信号电平。

2.根据权利要求1所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该输出侧电流路径(35)被构造用于在所述整流器输出端(20c,20d)之间形成可根据控制信号(62)变化的负载。

3.根据权利要求1或2所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该耐压型照明系统接口电路还具有电容器(C1,C7)，该电容器与该达林顿电路(30)的晶体管(Q3,Q4)的控制极端相连，并且该电容器被设计用于抑制在相应的所述晶体管(Q3,Q4)的电流路径中的电流变化。

4.根据权利要求3所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，所述电容器(C1,C7)的电容相当于所述晶体管的米勒电容的至少100倍，所述电容器(C1,C7)连接在所述晶体管的控制极端上。

5.根据权利要求3所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，如此选择所述电容器(C1,C7)的电容值，即，当存在不激活控制信号(62)时，在该输出侧电流路径(35)上的1000伏电压脉冲不会导致该输出侧电流路径(35)的导通。

6.根据权利要求3所述的耐压型照明系统接口电路(100)，所述耐压型照明系统接口电路还具有第二电容器(C1,C7)，所述第二电容器与所述达林顿电路(30)的第二晶体管(Q3,Q4)的控制极端相连，并且所述第二电容器被设计用于抑制在所述第二晶体管(Q3,Q4)的电流路径中的电流变化。

7.根据权利要求1或2所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该达林顿电路(30)具有双极性晶体管(Q3,Q4)，所述双极性晶体管具有至少500伏特的集电极-发射极-耐压强度。

8.根据权利要求1或2所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该达林顿电路(30)具有双极性晶体管(Q3,Q4)，所述双极性晶体管具有至少600伏的集电极-发射极-耐压强度。

9.根据权利要求1或2所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该达林顿电路(30)具有双极性晶体管(Q3,Q4)，所述双极性晶体管具有至少1000伏的集电极-发射极-耐压强度。

10.根据权利要求1或2所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该达林顿电路(30)具有至少1500倍的电流放大倍数，从而在该达林顿电路(30)的导通状态下，在该输出侧电流路径(35)中能够提供1mA～300mA的电流。

11.根据权利要求6所述的耐压型照明系统接口电路(100)，所述耐压型照明系统接口电路还具有电流源(40)，该电流源连接在第一整流器输出端(20c)和该达林顿电路(30)的控制极端(30a)之间，其中该电流源被设计用于限制提供给该达林顿电路的所述控制信号(62)的电流。

12.根据权利要求11所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该耐压型照明系统接口电路(100)被设计用于在通过两个光耦合器(Q5,Q6)与该耐压型照明系统接口电路(100)相连的控制装置(μC)和通过该整流器输入端(20a,20b)与该耐压型照明系统接口电路(100)相连的总线系统(15)两者之间双向交换控制信号和/或数据信号。

13.根据权利要求12所述的耐压型照明系统接口电路(100)，所述耐压型照明系统接口电路还具有节点(70)，该节点电连接在该电流源(40)、该达林顿电路(30)的该控制极端(30a)和用于限制电压的电路结构(50)之间，该电路结构(50)用于从该耐压型照明系统接口电路(100)向所述控制装置(μC)发送控制信号和/或数据信号。

14.根据权利要求13所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该节点还与用于接收该控制信号(62)的光耦合器(Q5)相连，并且其中，该光耦合器(Q5)与该达林顿电路(30)的控制极端(30a)相连。

15.根据权利要求14所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该用于限制电压的电路结构(50)包括光耦合器的发光二极管(LED)，该发光二极管被构造用于根据存在于该整流器输入端(20a,20b)的信号来激发该光耦合器的光电接收器。

16.根据权利要求15所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该电路结构(50)具有沿截止方向布置的齐纳二极管(Z3)。

17.根据权利要求1或2所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，该耐压型照明系统接口电路具有设于该整流器输入端(20a,20b)上游的滤波器(85)，其中，该滤波器(85)被设计用于衰减到达该整流器输入端(20a,20b)的电压脉冲。

18.根据权利要求4所述的耐压型照明系统接口电路(100)，其中，如此选择所述电容器(C1,C7)的电容值，即，当存在不激活控制信号(62)时，在该输出侧电流路径(35)上的1000伏电压脉冲不会导致该输出侧电流路径(35)的导通。

19.一种用于发光机构的电子镇流器，其具有根据权利要求1至18之一所述的耐压型接口电路(100)。

20.一种用于控制发光机构的照明系统(300)，所述照明系统具有用于控制发光机构(210)的工作状态的中央控制装置(310)，并且至少具有如权利要求19所述的用于发光机构(200)的电子镇流器(200)，其中该中央控制装置(310)和所述用于发光机构(200)的电子镇流器(200)是通过总线系统(15)电连接的，以便传输数据信号和/或控制信号。

21.根据权利要求20所述的用于控制发光机构的照明系统(300)，其中，该总线系统(15)是DALI总线系统，其被设计用于在该中央控制装置(310)和该电子镇流器(200)之间传输根据DALI协议的数据信号和/或控制信号。