CN1157090A

CN1157090A - 电路配置

Info

Publication number: CN1157090A
Application number: CN96190688A
Authority: CN
Inventors: H·A·I·梅莱
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-08-13
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: EP0779016B1; US5670849A; CN1124778C; DE69616483T2; JPH10505458A; WO1997001945A1; TW425829B; EP0779016A1; DE69616483D1

Abstract

本发明涉及一种控制灯的电路配置，该电路配置包括产生交流电的装置(X)和与装置相接的负载分支(B)，还提供有串联电路(Y)包括支撑灯的端子(K1，K2)，与之内连的第一个容性装置(C1)和电流传感器(SE)。根据本发明，除此以外，电路配置还包括与串联电路(Y)相并联的第二个分支(C)，该分支(C)包括串联的第二个容性装置(C2)和阻抗(R2)。阻抗(R2)与电流传感器(SE)的阻抗比值等于灯工作期间第一个容性装置(C1)的电流幅值与第一个容性装置(C1)的电流幅值的比值。装置(II)，组成装置(I)的一部分用于控制灯的功率消耗，与电流传感器(SE)和阻抗(R2)相接可产生测量电流传感器(SE)和阻抗(R2)上电压差的信号，该信号可在很宽的范围内测量灯的功率消耗。

Description

电路配置

发明涉及一种控制灯的电路配置，该电路包括：

产生交替极性电流的装置X，

与装置X相接的负载分支B，负载分支B含有串联电路Y，包括支撑灯的端子以及与之相连的第一个容性装置C1和电流传感器SE，

装置I，与电流传感器SE和装置X相接用于控制灯的功率消耗。

这种电路配置可从EP 0 430 358 A1中得知。在已知电路配置中的第一个容性装置用于点燃灯。由于装置I对装置X的影响取决于传感器SE的电流幅值，而且传感器SE电流幅值的最大值基本为常数，所以灯的功率消耗可以控制。因为灯电流和灯的功率消耗在很宽的范围内关系明确，因此可以通过控制灯电流来控制灯的功率消耗。然而，如果电路也提供了，例如，用于灯光调节管制的装置，当灯工作在暗淡状态时，传感器SE的大部分电流流过第一个容性装置，这样，传感器电流就不能准确地测量灯电流。结果是，借助已知电路配置不能在很宽的范围内控制灯的功率消耗。

本发明的目的在于提供一种可在很宽的范围内精确控制灯的功率消耗的电路配置。

根据本发明，在开篇中提到的用于该目的的电路配置的特征在于附加一个与串联电路Y并联的分支C，分支C包括串联的第二个容性装置C2和阻抗R2，电路配置参数的选择依据为阻抗R2和电流传感器SE的阻抗比值等于灯工作过程中第一个容性装置至少一个极性方向的电流幅值和流过分支C的电流幅值的比值，装置II组成装置I的一部分并与电流传感器SE和阻抗R2相接可产生测量电流传感器SE和阻抗R2上电压差的信号。

串联电路Y和分支C各元件的阻抗值的选择依据为灯工作过程中通过第一个容性装置的电流与流过分支C的电流基本同相。串联电路Y中第一个容性装置的电流用I1表示，分支C的电流用I2表示，可以看出阻抗R2的电压等于I2乘以R2的阻抗值。从上面也可以看出I2＝δ^*I1并且阻抗值R2＝电流传感器SE阻抗值/δ，其中δ为分支C与第一个容性装置的电流比。从这种替换可得，如果流过电流传感器的电流等于流过第一个容性装置C1的电流，那么阻抗R2的电压等于电流传感器SE的电压。实际上，电流传感器SE的电流等于灯和第一个容性装置C1的电流的和。装置II产生的信号，可测出电流传感器SE和阻抗R2上电压的瞬时值之间的差别，因此，可测量负载分支B中的灯电流。可以直接使用装置II产生的信号，是由于灯电流的设置取决于在灯电流的每个周期中固定的时间间隔后该信号的幅值。装置I还可提供有用于产生测量灯电流平均值的另一个信号的装置，因为装置II产生的信号是时间平均值。此时灯电流由进一步的信号控制。这样灯的功率消耗的控制可由简单的装置实现，由此灯的功率消耗可在很大的范围内精确地控制。

在这里需要指出的是德国专利DE-OS 39 10 738 A1显示的电路配置包含由电容并联的灯。电路也包含有两个原边绕组和一个副边绕组的变压器。在灯工作期间，电路中的第一个原边绕组流过灯电流和电容电流。第二个原边绕组只流过电容电流。结果是，测量灯工作期间流过灯的电流的电压降落在第二个原边绕组上。该电压可用作在基本不变的级别上控制灯的功率消耗的信号。然而，缺点是使用的变压器较昂贵并且体积较大。

依据本发明的电路配置中的电流传感器SE和阻抗R2相对便宜并且结构简单，例如，可以是欧姆电阻。

装置X包括，例如，一个桥式电路。在那种情况下，装置X包括两个开关元件的串联电路，这两个开关元件交替导通和截止从而产生交替极性的电流。负载分支B通常并联其中一个开关元件。如果电路包括一个不完整的半桥，串联电路Y可以包括，取决于负载分支的结构，在交替极性的电流的每个周期中持续地部分充电和放电的第三个容性装置C3。第三个容性装置的电容值对串联电路Y的整个阻抗的影响很小。然而，通常这对除了第一个容性装置C1和电流传感器SE不再包含其它元件的串联电路Y很有利。这可通过分支C和串联电路Y由相互一致的阻抗建立而得到，这样在很宽的温度范围内分支C和串联电路Y的阻抗变化相对很小。再者如果串联电路Y不再包含其它元件，那么第一个容性装置的电流通常流过至少一个灯电极。由于这个原因，如果分支C再增加一个欧姆电阻R3将很有利。这种情况下的欧姆电阻R3形成串联电路Y中电极阻抗在分支C中的“对应阻抗”。

依照本发明的电路实施例显示在图中，其中

图1为依照本发明连接灯的电路配置实施例图；

图2显示的是依照本发明更详细的连接灯LA的电路配置实施例；

图3显示的是依照本发明更详细的连接灯LA的电路配置实施例。

在图1中，X为产生交替极性的电流的装置。装置X接负载分支B，负载分支B含有串联电路Y，包括支撑灯的端子K1和K2该端子由第一个容性装置C1相连，和电流传感器SE。电流传感器SE与装置I相接用于控制灯的功率消耗。装置I也与装置X相接。分支C并联串联电路Y并包括串联的第二个容性装置C2和阻抗R2。分支C、阻抗R2和电流传感器SE的参数选择为阻抗R2和电流传感器SE的阻抗比值等于灯工作过程中第一个容性装置的电流幅值和流过分支C的电流幅值的比值，装置II组成装置I的一部分并与电流传感器SE和阻抗R2相接，可产生测量电流传感器SE和阻抗R2上电压差的信号。所有电路各部分间的连接都用虚线表示。

图1显示的电路配置的工作原理如下。

当灯接到端子K1和K2上时，电路配置开始工作，装置X产生交替极性的电流。结果为，第一个电流流过灯并且第二个电流流过第一个容性装置C1。第一个电流和第二个电流一起流过传感器SE。通过分支C的电流与灯工作过程中流过第一个容性装置的电流基本同相。由于使用以上介绍的电路配置参数，阻抗R2的电压幅值至少在一个极性方向上等于电流传感器SE的电压幅值，如果流过传感器的电流等于第二个电流。装置II产生的信号可测出电流传感器SE和阻抗R2上电压差。因此，该信号可测量第一个电流，也就是灯电流。此外装置I也可以提供，例如，产生测量所需的灯电流值的信号的装置(未显示)，和产生通过装置II产生的信号时间平均值测量灯的平均电流的进一步信号的装置。这样，借助这两个信号以及将装置I与装置X相接从而控制灯电流和功率消耗在基本恒定的水平。

在图2中，DC形成装置由外加电压产生DC电压。装置DC的输出端子分别与串联的开关元件S1和开关元件S2的第一端和第二端相接。开关元件S1和开关元件S2的控制电极分别与控制电路SC的输出相接，产生使开关元件S1和开关元件S2交替导通和截止的信号。在这个实施例中，装置DC、控制电路SC和开关元件S1和S2形成产生交替极性电流的装置X。开关元件S1和S2的节点接线圈L的第一端。线圈L的另一端连接端子K1。端子K1连接灯LA的第一端。灯LA的另一端接第二个端子K2，在这个实施例中，电容C1与灯并联形成第一个容性装置。在这个实施例中的端子K1和K2每个都包括将灯电极的第一端与电容C1的一侧相接的第一部分和将灯电极的另一端与负载分支的其余元件相接的第二部分。每个端子的第一部分和第二部分都相互电绝缘。端子K2接电容C3的第一侧，在这个实施例中形成第三个容性装置C3。电容C3的另一侧连接电流传感器SE的第一端，在这个实施例中由欧姆电阻形成。电流传感器SE的另一端连接开关元件S1和开关元件S2的串联电路的第一端。线圈L、端子K1和K2、灯LA、电容C1和C3以及电流传感器SE一起形成负载分支B。电容C1和端子K1的节点与电容C2的第一侧相接，C2在这个实施例中形成第二个容性装置。电容C2的另一侧连接欧姆电阻R3的第一端。欧姆电阻R3形成分支C的阻抗，这对应于串联电路Y中电容C1的电流流过灯LA电极的阻抗。欧姆电阻R3的另一端接阻抗R2的第一端。阻抗R2的另一端连接开关元件S1和开关元件S2串联电路的第一端。在这个实施例中选择的阻抗R2为欧姆电阻。电容C2、欧姆电阻R3和阻抗R2在这个实施例中一起形成分支C。阻抗R2和电流传感器SE的第一端分别接装置II的输入端，装置II可产生测量电流传感器SE和阻抗R2上电压差的信号。电流传感器SE和阻抗R2的另一个端接装置II的另一个输入端。装置II的输出接装置I’，借助装置II产生的信号使灯LA的功率消耗保持基本不变。出于这个目的的装置I’的输出接控制电路SC的输入。在这个实施例中的装置I’和装置II一起形成控制灯的功率消耗的装置I。

显示在图2中的实施例的工作原理如下。

当装置DC通过未显示的端子接外加电压源时，装置DC产生DC电压，控制电路SC可使开关元件S1和开关元件S2交替导通和截止，所以有交替极性的电流流过负载分支。串联电路Y和分支C中元件阻抗值的选择依据为流过第一个容性装置和分支C的电流基本同相。此外电路配置的参数的选择依据为阻抗R2和电流传感器SE的阻抗比值等于第一个容性装置至少一个极性方向的电流幅值和流过分支C的电流幅值的比值。欧姆电阻R3的选择标准为欧姆电阻R3和欧姆电阻R2的阻抗比值等于灯电极和电流传感器SE的阻抗比值。欧姆电阻R3形成分支C中与串联电路Y中电极的“对应阻抗”。装置II产生测量电流传感器SE和阻抗R2上电压差的信号。由于以上的电路配置参数选择，该信号也可测量灯的电流幅值。依靠这个信号，开关元件S1和S2的频率和/或导通周期由装置I’借助控制电路调节直至灯的功率消耗基本不变。显示在图2中依照本发明的电路配置实施例包括一个不完整的半桥式类型的桥式电路。实际上，这种桥式电路参数的选择依据为和电容C1相比电容C3对串联电路Y的整个阻抗影响很小。在很宽温度范围内功率控制的可靠性得以改善，然而，由于电容C3放置在，例如，线圈L和开关元件S1和S2的节点间，所以分支C和串联电路Y包括相互对应的元件。

显示在图3中的实施例与显示在图2中的实施例的差别在于存在第四个容性装置，它由连接开关元件S1和S2的串联电路的第二端和端子K2的电容C4构成。在电流流过灯的半个周期内，电流通过电容C1对电容C3充电，这些电流的部分也流过这个实施例中的电容C4。相对应地，流过电流传感器SE的电流等于开关元件S2导通的半个周期内的第一个容性装置的电流和灯电流。这个实施例参数的选择依据为阻抗R2与电流传感器SE的阻抗比值等于流过开关元件S2的负载分支的电流的半个周期第一个容性装置中电流幅值和内分支C中电流幅值的比值。

显示在图3中的实施例的工作原理如下。

装置II产生测量开关元件S2导通期间灯电流的半个周期内电流传感器SE和阻抗R2上电压差的信号。由于以上的电路配置参数选择，该信号也可测量灯的电流幅值。通过未显示在图3中的装置，在灯电流的另半个周期内该信号的产生被压缩。依靠这个信号，开关元件S1和S2的频率和/或导通周期由装置I’借助控制电路调节以至灯的功率消耗基本不变。

依照本发明电路配置的实际应用显示在图2中，可操作额定功率大约为15W的低压水银放电灯，分支C和串联电路Y的参数选择为：

C1＝3，9nF

C2＝39pF

C3＝220nF

SE＝1Ω

R2＝100Ω

R3＝2，4kΩ

每个灯电极的阻抗大约为25Ω。可以使用这些参数在很宽的范围内(额定值的25％到100％)调节灯电流并将这个功率消耗保持在基本不变的级别。

Claims

1.一种控制灯的电路配置，包括产生交替极性电流的装置X，与装置X相接的负载分支B，负载分支B含有串联电路Y，它包括支撑灯的端子以及与之相连的第一个容性装置C1和电流传感器SE，装置I与电流传感器SE和装置X相接用于控制灯的功率消耗，

特征在于除此以外电路还包括

一个与串联电路Y并联的分支C，分支C包括串联的第二个容性装置C2和阻抗R2，电路参数的选择依据为阻抗R2和电流传感器SE的阻抗比值等于灯工作过程中第一个容性装置至少一个极性方向的电流幅值和流过分支C的电流幅值的比值，

装置II，组成装置I的一部分并与电流传感器SE和阻抗R2相接，产生测量电流传感器SE和阻抗R2上电压差的信号。

2.根据权利要求1的电路配置，其中电流传感器SE和阻抗R2为欧姆电阻。

3.根据权利要求1或2的电路配置，其中装置X包括一个桥式电路。

4.根据一个或几个前述的权利要求的电路配置，其中串联电路Y除了第一个容性装置C1和电流传感器SE不再有其它元件。

5.根据任何一个或几个前述的权利要求的电路配置，其中分支C附加一个欧姆电阻R3。

6.根据任何一个或几个前述的权利要求的电路配置，其中装置I可提供产生通过装置II产生的信号时间平均值测量灯的平均电流的进一步信号的装置。