CN1135278A

CN1135278A - 电路装置

Info

Publication number: CN1135278A
Application number: CN95190858.8A
Authority: CN
Inventors: K·韦格特
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1995-08-28
Publication date: 1996-11-06
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: US5821702A; DE69515115T2; DE69515115D1; CN1078438C; WO1996008125A1; EP0727134A1; EP0727134B1

Abstract

本发明涉及一种用于操纵一个电灯(La)的电路装置，它具有用于从电源电压产生电灯电流的镇流装置(B)、一个其中已存入许多与电灯温度有关的参数的存储器(M)、与存储器耦合的随温度的变化而改变电灯运行的装置(III、IV、Va、Vb)。根据本发明，与温度有关的参数是电灯二端的电压、流过电灯的电流和电灯的光通量。通过电灯二端的电压与流过电灯的电流的测量并藉助于存储器确定该电灯的实际光通量。由于把光通量的实际值用作在一个控制回路中的一个信号并且使用电参数。故可把该电灯的光通量控制在一个基本上与温度无关和基本上恒定的水平上。

Description

电路装置

本发明涉及一种操纵一个电灯的电路装置，它设有：

-用电源电压产生电灯电流的镇流装置，

-其中已贮存了许多与温度有关的电灯参数的相互关系的一个存储器，

-用于随温度的变化改变电灯运行的耦合于该存储器的装置。

这种电路装置从欧洲专利391383号已为众所周知。凡涉及一个放电灯的预热、点火且与温度有关的各参数都被贮存在该已知的电路装置的存储器内。由温度传感器测量温度而且依据测定的温度值调节例如预热电流大小及点火电压大小。从而使电灯电极预热与电灯点火适应环境温度。不仅所需预热电流与所需点火电压，而且电灯的流明输出值对温度都有很强依从关系。通过温度传感器测定温度和调节电灯所消耗的功率使灯的流明输出成为测量温度下所需的值，就能够适应这种温度依从关系，这就相当于欧洲专利391383中描述的点火电压与预热电流适合于温度的情况，但是使用温度传感器却使电路装置变得相当昂贵又复杂。

本发明的目的在于提供一种电路装置，既能在很大温度范围内，保持用本电路装置操纵的电灯的光通量基本上与温度无关，而同时，本电路装置又是相当简单便宜的。

根据本发明，为达此目的，如上节所述的一种电路装置的特征在于：

-各参数包括一个流过电灯的电流、一个在电灯二端的电压和电灯的一个光通量，以及

-用于随温度的变化改变电灯运行的装置包括：

-用于产生作为电灯二端的电压的一个度量的一个信号S1的装置I，

-用于产生作为流过电灯的电流的一个度量的一个信号S2的装置II，

-用于产生作为电灯所要求的光通量值的一个度量的一个信号S3的装置III，

-根据存储器和信号S1与S2而确定电灯光通量的装置IV，以及

-根据电灯光通量和信号S3调节电灯运行的装置V。

电灯工作时，根据存储器和装置I、II和IV，从电灯两端的电压和流过电灯的电流得到电灯的光通量。由于本发明的确定光通量的方法不采用例如光传感器或温度传感器，所以能用比较简单的装置来决定光通量。按所确定的光通量和信号S3，由装置V调节电灯运行。已经发现，借助于根据本发明的电路装置来操纵的电灯的光通量在相当宽的温度范围内基本上与温度无关。还发现，借助于根据本发明的电路装置操纵的放电灯还具有良好启动特性。这尤其是在当放电灯含有汞齐作为一种在电灯稳定工作时出现在等离子体中的物质的储存器时的情况。术语“启动特性”，在这里应理解为，电灯点火后开始到电灯进入稳定运行为止的一段时间间隔期间内增加光通量的特性。例如在放电管内具有汞齐用作水银储存器的低压水银放电灯(此后称之为电灯)刚点火之后，汞齐的温度是相当低的。其结果是，等离子体内只有少量汞，致使电灯光通量比较低。在电灯点火后放电灯的温度由于放电而升高，于是汞齐的温度也增高，其结果是等离子体内出现的水银的数量增加。与等离子体内水银含量成正比，电灯光通量也增加。这个光通量还会继续增加，直至电灯温度不再进一步升高为止。在许多应用场合下，希望使电灯光通量从电灯点火后的瞬时值增大到电灯稳定工作值的时间间隔尽可能地短。若用根据本发明的电路装置操纵此种低压水银放电灯，则电灯一被点火后，装置IV就马上根据流过电灯的电流和电灯两端的电压及存储器来确定光通量。由于该光通量低于所要求的值，装置V使电灯运行作一定变动，于是使光通量增加。其作用就是，用根据本发明的电路装置操纵的电灯光通量，一经点火后就很高。在一个较短的时间间隔之后，随着进入稳定的电灯工作，光通量就达到基本恒定的值。

根据本发明电路装置优选的实施例的特征在于，所述放电灯中与温度有关的许多参数都以列表格的形式存放在存储器内。已发现，在此情况下，能以相当简单的方式构成装置IV。

根据本发明的电路装置的另一个优选实施例的特征在于，本电路装置另外还设有能暂时改变流过电灯的电流值并从由此导致的一个或多个与温度有关的电灯参数值的变化并根据存储器得出该放电灯的光通量的装置。如果以电灯光通量为一方和以电灯二端的电压与流过电灯的电流为另一方相互间没有明确的关系的话，则可用此装置确定光通量(及温度)。例如对低压放电灯的情况，往往出现这样的情况：在流过电灯的电流的一个范围内和在电灯二端的电压的另一个范围内，流过电灯的电流值和电灯两端的电压值每一种组合都对应于两种电灯等离子体的温度，即对应于两种光通量值。在这种情况下是能够确定电灯的光通量(温度)的，因为在一个时间间隔期间电灯所消耗的功率或流过电灯的电流是变化的。这就导致电灯温度的降低或升高。于是在该时间间隔之后，通过依次确定一个或多个与温度有关的参数已是升高或已是降低，就可以确定两个可能的光通量值的哪一个是实际值。

下面将参照附图详细说明本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的电路装置的实施例简图；以及

图2表示小型低压水银放电灯的最冷点的温度作为低压水银放电灯两端的电压和流过低压水银放电灯的电流的函数曲面。

图1中，B是从电源电压产生电灯电流的镇流装置。镇流装置B设有与电源电压源连接的输入端K1和K2。灯管La和欧姆电阻R1的一个串联结构与镇流装置B的输出端相连接。电路部分IV构成用于确定灯管光通量的装置。灯管第1端、灯管与电阻的共同连结点及电阻另一端，分别耦合到电路部分IV的三个输入端。前两个输入端间的电压差成为信号S1，它是灯管工作时对灯管二端的电压的一个度量。灯管与前两个输入端间的耦合构成产生信号S1的装置I。第2与第3输入端间电压差形成一个信号S2，它在灯管工作时是对流过灯管电流的一个度量。电阻R1和电路装置IV的第2、第3输入端间的耦合构成产生信号S2的装置II。电路部分IV与存储器M耦合。存储器M按列表格的形式贮存流过灯管的电流、灯管二端的电压和光通量之间的关系。电路部分VI和开关元件VIa共同构成用于暂时改变流过灯管的电流的装置。电路部分VIa构成一个信号产生器，它用于产生一个信号，以将最新通过电流部分Vb测得的灯泡电流增大，例如，10％。电路部分IV的第1输出端与比较器Va的第1输入端相连接。比较器Va构成产生一个模拟信号的装置，而该信号是对通过存储器确定的实际光通量值与所要求光通量值之差的一个度量。电路部分IV的第2输出端与电路部分VI的第1输入端相连接。电路部分VI的另一输入端耦合到电阻R1。该耦合在图中标以虚线。电路部分VI的输出端耦合到开关元件VIa的第1主电极。电路部分IV的第3输出端耦合到开关元件VIa的控制电极。该耦合在图1中标以虚线。电路部分III构成产生信号S3的装置，信号S3是对所要求的光通量值的一个度量。比较器Va和电路部分Vb一起构成根据光通量和信号S3而调节灯管运行的装置V。比较器Va的第2输入端与电路部分III的输出端相连接。比较器Va的一个输出端与开关元件VIa的第2主电极相连接。开关元件VIa的第3主电极与电路部分Vb的输入端相连接。电路部分Vb的一个输出端与镇流装置B的一个输入端相连接。

图1所示的电路装置的运行如下。

当输入端K1和K2与供电电压源相连接时，镇流装置B从由供电电压源输出的电源电压产生通过灯管La的电流。在电路部分IV的输入端之间通过本实施例中构成装置I和II的耦合呈现信号S1和S2。电路部分IV由信号S1和S2及存在于存储器M中的表格确定灯管的光通量。如果用通过灯管的电流和灯管二端的电压确定的值与存储器M中列出的表的值不一致，就通过线性插值法得出光通量值。在电路部分IV的第1输出端出现一个信号，灯管二端的电压和流过灯管的电流为一方与灯管的光通量为另一方之间的关系明确的情况下，此信号是对于实际光通量的一个度量。此信号还出现于比较器Va的第1输入端。作为对灯管的所要求的光通量的一种度量的信号S3则出现于比较器Va的第2输入端。一个信号也出现在电路部分IV的第3输出端，在其作用下，经由这个开关元件的控制电极该第3输出端将开关元件VIa保持于第1状态，在该状态下，第2主电极与第3主电极连接导通。在这种第1状态下，比较器Va输出的信号(即用作由存储器确定的实际光通量值与所要求的光通量之差的一个度量的信号)也出现于电路部分Vb的输入端。电路部分Vb随出现于比较器Va输出端的信号来调节灯管的运行。倘若所确定的光通量低于所要求的光通量，电路部分Vb就增加灯管的电流。当镇流装置B包括DC-AC换流器而灯管与换流器相连接时，可通过，例如，调节其中的占空因数和/或DC-AC换流器的一个或多个开关元件的频率来调节流过灯管的电流。

随灯管的型号而不同，在流过灯管的电流与灯管二端的电压的一定范围内，以灯管二端的电压与流过灯管的电流为一方和以灯管的光通量为另一方之间的关系常常不是明确的。换句话说，对于灯管二端的电压和流过灯管的电流的相关值来说，在存储器M的表中可以查找出作为光通量的两个可能值。在这种情况下，就把由灯管二端的电压与流过灯管的电流确定的值暂时存入构成电路部分IV的一部分的一个存储器中。此电路部分IV还产生一个在电路部分IV的第3输出端的信号，在其作用下，可在一定时间间隔内使开关元件VIa进入第2状态，这时第1主电极与第3主电极被连接导通。其结果是也使由电路部分VI产生的信号施加于电路部分Vb的输入端。同时用作最新实测的流过灯管电流的一个度量的一个信号也出现于电路部分IV的第2输出端并且因此也出现在电路部分VI的第1输入端。电阻R1与电路部分VI的另一输入端间的耦合意味着把信号S2加到该另一输入端。

电路部分VI输出的信号通过电路部分Vb，把流过灯管的电流控制在约高于最近实测值10％的值。在该时间间隔过去之后，再借助于电路部分IV的第2输出端的信号使开关元件进入第1状态。在该时间间隔期间内由于流过灯管的电流具有较高的值，所以灯管的温度已升高。通过对该时间间隔后的灯管二端的电压值民贮存在存储器内的该时间间隔前的灯管二端的电压值做比较，装置IV确定它是引起灯管二端的电压升高还是降低。如果灯管是一种小型低压水银放电灯管，而且灯管二端电压已升高的话，就意味着该灯管的温度为对应于在该时间间隔前确定的灯管二端的电压与流过灯管电流的两种值中的较低的温度。然而，倘灯管二端的电压已降低的话，就意味着，该灯管的温度为对应于在该时间间隔前确定的灯管二端电压与流过灯管电流的两种值中的较高的温度。两种温度值对应于贮存在存储器M的表中的灯管的不同光通量值。因此根据上文描述的确定灯管温度的方法，也就确定了两个可能的光通量值的哪一个是实际值。电路部分IV在其第1输出端产生一个用于确定光通量的一个度量的信号，而且由于开关元件VIa仍处于其第1状态，如上所述，光通量的控制还要继续进行下去。

图2表示把低压水银放电灯中流过灯管(I_L)的电流、灯管二端的电压(V_L)及灯管最冷点的温度以任意单位绘制在三个互相垂直的座标轴上。

图2表示在小型低压水银放电灯中对应于灯中最冷点的两个温度值灯二端的电压与流过灯的电流的大部分可能的值，图中数据为测量这种灯所得到的。灯管这些不同的最低点的温度值对应于不同光通量值，因此电灯电流与电灯电压为一方和电灯的光通量为另一方之间的关系便也不是明确的。但根据本发明的电路装置，用上述方法能消解这种与控制灯的光通量有关的双值性的问题。

Claims

1.一种用于操纵电灯的电路装置，其中包括：

-用于从电源电压产生电灯电流的镇流装置，

-其中已存入许多与电灯温度有关的参数的一个存储器；

-与该存储器耦合的、用以随温度的变化而改变电灯的运行的装置，

其特征在于，

-上述各参数包括流过电灯的电流、电灯二端的电压和电灯的光通量，以及

-上述用以随温度的变化而改变电灯的运行的装置包括用于产生用作电灯二端的电压的一个度量的一个信号S1的装置I、用于产生用作流过电灯的电流的一个度量的一个信号S2的装置II、用于产生用作所要求的电灯光通量值的一个度量的一个信号S3的装置III、用于通过存储器和信号S1与S2而确定电灯光通量的装置IV，以及随电灯光通量和随信号S3而定的用以调节电灯操纵的装置V。

2.根据权利要求1的电路装置，其特征在于，在所述的许多与温度有关的放电灯参数之间的关系以列表方式贮存在存储器内。

3.根据权利要求1或2的电路装置，其特征在于，本电路装置还具有用于暂时改变流过电灯的电流和用于从一个或多个与温度有关的电灯参数的变化和从存储器中得出放电灯光通量的装置。