CN1304631A - 至少一种气体放电灯的镇流器和运行这种镇流器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到具有由直流电压源(CO)供电的逆变器的至少一个气体放电灯(26)的镇流器,逆变器有与直流电压源(CO)并联的具有第一个和第二个可控制开关(T1,T2)的桥电路,其中桥中点是与负荷回路(14)相连的,负荷回路至少包括一个气体放电灯(26),其中每个气体放电灯(26)有第一个和第二个电极(28,30),和一个控制电路(16),用控制电路可以影响第一个和第二个开关(T1,T2)的占空比,并且占空比不等于50%,其中通过控制电路(16)可以这样控制占空比,使第一个和第二个电极基本上平均承受相同的热负荷。此外本发明还涉及到运行至少一个气体放电灯的镇流器的方法。

Description

至少一种气体放电灯的镇流器 和运行这种镇流器的方法
技术领域
本发明涉及到按照权利要求1前序部分的至少一种气体放电灯的镇流器和按照权利要求7前序部分的运行至少一种气体放电灯镇流器的方法。
现有技术
在WO94/06261中这种镇流器以及这种方法是已知的。那里表示的附图2a和2b中表示了未调光运行状态时两个开关的控制信号，也就是说将最大功率输入给放电灯时，而那里的附图3a和附图3b表示了调光运行状态时两个开关的控制信号，也就是说当输入降低的功率时。将后面多次叙述的占空比可定义为控制信号具有高电压值的持续时间和具有高电压值和低电压值的持续时间之和的商数，以节拍周期为基础。人们已知，将开关之一的占空比改变之后，更确切地说按照那里附图2a的数值50％出发降低到小于50％。然而实际上显示出，将开关按照附图3a和3b记录的对比控制，特别是在低温情况下可能出现气体放电灯的不均匀照明。例如当使用气体放电灯作为外部照明时这是不期望的。
发明描述
因此本发明的任务是，将一开始叙述的镇流器这样扩展以避免这些缺点。
此任务是通过权利要求1的知识解决的。
本发明的另一个任务在于，将一开始叙述的镇流器的运行方法这样扩展以避免气体放电灯的不均匀照明。
此任务是通过具有权利要求7特征的方法解决的。
本发明是以下面的知识为基础的，按照WO94/06261中附图3a和3b的控制电路准备完毕的控制信号进行调光运行时导致了两个灯电极的不均匀温度。如经过试验显示出，当气体放电灯的两个电极基本上具有相同温度负荷时不再出现不均匀的照明。
按照本发明的解决方法不仅在气体放电灯调光运行时提供优点之外，本发明通常还可以使用在，将预先规定的气体放电灯用发明者的方式和方法通过改变占空比可以提供给具有完全不同灯参数，特别是灯功率的不同的气体放电灯的运行使用。用其他的话说：将镇流器这样设计，为了运行要求最大功率的气体放电灯，用50％的占空比工作。于是所有应该用同样镇流器工作的其他灯用小于50％的占空比运行不必害怕这些灯不均匀的照明。
在按照本发明解决方法的结构上将第一个和第二个开关用相反节拍运行，也就是说当一个开关得到高电平的输入信号期间，另外的开关得到低电平和相反。在本发明基本思路的扩展结构上于是可以安排，用控制电路将两个开关的占空比周期地改变。这主要表现为，用控制电路将占空比这样改变，第一个开关的接通时间之和平均等于第二个开关接通时间之和。
在特别有利的方法中可以考虑，将第一个和第二个开关用N个不同的占空比运行，其中N≥2和在不同的占空比之间用一个周期进行改变，这样确定最短的周期情况，到下一次改变之前每个占空比只准确地执行一次，和最长周期情况是由第一个和第二个电极的热惯性确定的。最后叙述的极限其原因在于，不允许将占空比保持到已经引起两个电极明显不同的热负荷。根据装入气体放电灯的电极的物理特性在这里产生不同的时间周期。
在一个具体的实施例中N=2，其中第一个占空比为D和第二个占空比为E=100-D。
本发明的上述使用范围，也就是说将不同功率的气体放电灯的镇流器可以将与各个灯相匹配的占空比设计在控制电路中，此外可以考虑，附加安排控制电路的一个输入端，通过这个输入端由操作人员可以改变占空比，例如为了气体放电灯的调光。
将本发明其他的有利扩展结构定义在从属权利要求中。
附图说明
下面参考附图详细叙述一个实施例。附图表示：
附图1按照本发明镇流器的结构简图；
附图2按照现有技术的理论运行的镇流器的不同信号的时间曲线简图；
附图3按照本发明的镇流器以及按照本发明方法运行的镇流器的不同信号的时间曲线简图。
附图1表示了按照本发明具有组件12的镇流器10，组件的输入端与网络电压UN相连接，和包括一个整流器，对于技术人员来说已知的滤波器以及必要时还有用于修正网络功率系数的装置。由组件12准备完毕的直流电压信号经过电容器C0进行稳压和附在桥电路的开关T1和开关T2上。桥的中点与负荷回路14相连，负荷回路包括具有第一个和第二个电极28、30的气体放电灯26。
在按照附图1的实施例中，开关T1和T2与电容器C1和C2共同构成为半桥装置。控制电路16经过导线18以及20为开关T1和T2提供控制信号。经过导线22可以为控制电路16准备完灯数据，例如关于在灯中现实地被转换的功率数据以及关于灯电流的数据，这些当产生经过导线18和20附在开关T1和T2上的控制信号时可能考虑。控制电路16可以提供一个微处理器，在其中将准备完毕的控制信号的配置经过导线18、20附在开关T1和T2上，例如为了用最大功率运行各个气体放电灯26。对于企图对镇流器调光的情况，可以经过导线24最佳地将控制电路的输入信号输入，用这个信号操作人员可以影响开关T1和T2，例如通过操作转钮或者类似的为了镇流器26的调光。下面在附图2和3的基础上详细叙述由控制电路16经过导线18和20准备完毕的控制信号。
附图2首先在曲线A和B上表示了按照现有技术的第一个和第二个开关T1、T2的控制信号的时间曲线。按照曲线将开关T1用占空比为30％进行运行。按照曲线B将开关T2用占空比为70％进行运行。曲线C和D表示了通过开关T1以及T2的有关电流I1和I2的时间曲线。曲线E表示负荷电流IL的时间曲线。由于开关T1和开关T2的不同长的接通时间产生不同的电流通过气体放电灯26的电极28、30，根据开关T1或开关T2是否处于接通状态。这导致了气体放电灯26电极28、30的不同的热负荷。
附图3表示了当按照本发明理论改进镇流器时对应于附图2的相同开关参数的时间曲线。将两个开关T1和T2用相反节拍运行，也就是说如果忽略转换过程将其中一个开关用高电平作为控制信号，而另外开关的控制信号具有低电平和相反。
首先分析曲线A：在时间点t1和t2之间将开关T1用70％占空比运行，在时间点t2上控制电路将占空比改变为30％。将这个占空比保持到时间点t3，然后又重复改变到占空比为70％。在附图3曲线B的基础上将开关T2用相应的逆的占空比运行，也就是说在时间点t2和t3之间用占空比为70％和在t3之后又将占空比重复为70％。曲线C、D和E重复表示了电流I1、I2和负荷电流IL的时间曲线。
在按照附图3的实施例中在两个占空比之间，也就是说在一个占空比为70％和一个占空比为30％之间进行转换，实现多个占空比之间的转换也是可以想象的。
附图3表示了从一个占空比转换以及改变为直接在节拍周期之后的另一个一定的占空比。然而也可以考虑，在转换为下一个占空比之前将一定的占空比经过比较长的时间进行保持，然而先决条件是镇流器的两个电极不会产生明显不同的热负荷。必须转换为另一个占空比的最晚时间点有时依赖于使用在各个气体放电灯中的电极的物理特性。不是直接在执行一次一定的占空比之后将占空比转换为另一个的优点是，在控制电路16上可以使用为低频设计的组件和因此比较便宜。例如可以使用比较便宜的微处理器，因为在比较长的转换时间时必须处理比较少的数据量。
对于技术人员来说是明显的，将本发明也可以使用在全桥装置的镇流器上，于是在其中可以安排，控制电路16为两个其他的开关准备两个其他的控制信号。
上述电路不仅可以使用在由外部控制的逆变器上而且可以使用在自由震荡逆变器上。
在附图1上示范性地选择双极晶体管。对于技术人员来说是明显的，也可以考虑使用其他类型的开关例如场效应晶体管。

Claims (14)

1．具有由直流电压源(C0)供电的逆变器的至少一个气体放电灯(26)的镇流器，逆变器有与直流电压源(C0)并联的具有第一个和第二个可控制开关(T1,T2)的桥电路，其中桥中点是与负荷回路(14)相连的，负荷回路至少包括一个气体放电灯(26)，其中每个气体放电灯(26)有第一个和第二个电极(28,30)，和一个控制电路(16)，用控制电路可以影响第一个和第二个开关(T1,T2)的占空比，并且占空比不等于50％，其特征为，
通过控制电路(16)可以这样控制占空比，使第一个和第二个电极基本上平均承受相同的热负荷。
2．按照权利要求1的镇流器，其特征为，
第一个和第二个开关(T1,T2)是可以用相反节拍运行的。
3．按照权利要求1或2的镇流器，其特征为，
用控制电路可以周期地改变两个开关(T1,T2)的占空比。
4．按照权利要求3的镇流器，其特征为，
用控制电路(16)可以这样控制占空比，第一个开关接通时间之和平均等于第二个开关接通时间之和。
5．按照权利要求3或4的镇流器，其特征为，
用控制电路(16)可以将第一个和第二个开关(T1,T2)用N个不同的占空比运行，其中N大于或等于2，具有一个周期的不同占空比之间的改变是可以控制的，最短周期的情况是这样确定的，将每个占空比改变为下一个之前只准确地执行一次，和最长情况是由第一个和第二个电极(28,30)的热惯性确定的。
6．按照权利要求5的镇流器，其特征为，
其中当第一个占空比D和第二个占空比为E=100％-D时，N等于2。
7．按照上述权利要求之一的镇流器，其特征为，
控制电路(16)有一个输入端，由操作人员通过输入端可以影响占空比。
8．运行至少一个气体放电灯(26)的镇流器的方法，其中镇流器包括由直流电压源(C0)供电的逆变器，逆变器有与直流电压源(C0)并联的具有第一个和第二个可控制开关(T1,T2)的桥电路，其中桥中点是与负荷回路(14)相连的，负荷回路至少包括一个气体放电灯(26)，其中每个气体放电灯(26)有第一个和第二个电极(28,30)，和一个控制电路(16)，用控制电路可以影响第一个和第二个开关(T1,T2)的占空比，并且占空比不等于50％，其特征为，
通过控制电路(16)可以这样控制占空比，使第一个和第二个电极基本上平均承受相同的热负荷。
9．按照权利要求8的方法，其特征为，
第一个和第二个开关(T1,T2)是可以用相反节拍运行的。
10．按照权利要求8或9的方法，其特征为，
用控制电路(16)可以周期地改变两个开关(T1,T2)的占空比。
11．按照权利要求10的方法，其特征为，
占空比是这样控制的，第一个开关接通时间之和平均等于第二个开关接通时间之和。
12．按照权利要求10或11的方法，其特征为，
将第一个和第二个开关(T1,T2)用N个不同的占空比运行，其中N大于或等于2，将具有一个周期的不同的占空比之间进行改变，最短周期情况是这样确定的，将每个占空比改变为下一个之前只准确地执行一次，和最长情况是由第一个和第二个电极(28,30)的热惯性确定的。
13．按照权利要求12的方法，其特征为，
其中第一个占空比D和第二个占空比为E=100％-D时，N等于2。
14．按照权利要求8至13之一的方法，其特征为，
控制电路(16)有一个输入端，由操作人员通过输入端可以影响占空比。
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