CN1347273A

CN1347273A - 检测灯丝折断的气体放电灯的操作装置

Info

Publication number: CN1347273A
Application number: CN01141102A
Authority: CN
Inventors: K·沙德豪泽
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: Osram GmbH; PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2002-05-01
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: TW507474B; CN1294786C; AU7611801A; US6777942B2; CA2357897A1; DE10048976A1; EP1194016A3; US20020050824A1; KR20020025022A; EP1194016A2; TW319487U

Abstract

检测气体放电灯灯丝折断的操作装置。气体放电灯电子操作装置的关闭装置。灯丝折断是通过检测流过灯丝的电流流过一个部件进行处理的。这或者是通过用光电耦合器求出这个电流或者是通过测量负载回路的电流相位实现的。

Description

检测灯丝折断的气体放电灯的操作装置

技术领域

本发明涉及到具有灯丝的一个或多个低压放电灯的操作装置。其中特别涉及到检测电灯灯丝折断和关闭操作装置的电路。

背景技术

用灯丝构成的低压放电灯的寿命首先取决于灯丝寿命。如果灯丝被耗尽，首先引起电灯电压升高随之而来在电灯灯丝区域引起不希望的温度升高。在这个阶段电灯也常常显示出整流作用。最后灯丝折断，这可以导致电灯操作装置的破坏和导致灯头的危险过热。为了电灯的安全运行和为了保护操作装置已知一些关闭装置。

也已经显示出，监控灯丝的折断足够可以保证电灯操作装置的安全运行。在已知的解决方法中，检测是否DC-试验电流可以流过准备试验的灯丝(DE3805510)。这种方法的缺点是将试验电流附加在正常运行需要的电流上和因此对于灯丝代表了附加负载。

使用AC-试验电流时是同样的。此外气体放电灯的电流输入只各自经过灯丝的一个接头。灯丝的各个其他接头是由一个电容器(以下被称为共振电容器)连接的。将这个共振电容器也常常使用于产生点燃电压和因此表示了不附加部件费用。由灯丝电压发生器提供气体放电电流。这个电流现在分为流过气体放电路段的一部分和流过共振电容器的一部分。当灯丝折断时流过共振电容器的电流部分变成零。当灯丝折断时对于关闭操作装置则必须监控流过共振电容器的电流。有益的是这个电流的无电势处理。在文献US5,952,832中建议了一个变压器，其初级线圈与共振电容器串联。在变压器的次级线圈上现在可以将流过共振电容器的电流无电势处理。当然使用变压器意味着很大的成本费用。

发明内容

本发明的任务是，通过共振电容器的电流无电势处理其目的是当灯丝折断时尽可能便宜地提供操作装置的关闭。

一般来说操作装置包括一个交流电压发生器，将能量供应给负载回路。在附图1上表示了这种装置的原理图。在交流电压发生器G的两个端子上连接电灯阻抗线圈L1和电灯Lp的串联电路。为了连接电灯Lp各自使用一个灯丝接头。在各个其他灯丝接头上连接了共振电容器C1。如果将电灯用相应的负载电阻R1描述，则负载回路阻抗Z依赖于综合频率s得出以下表达式：

Z (s) = \frac{R_{1} + s L_{1} + s^{2} L_{1} C_{1} R_{1}}{1 + s C_{1} R_{1}}

在附图2上将这个表达式的相位曲线表示在技术频率上面。参数是共振电容器C1。其电容值为10nF或者10pF。R1的电阻为500欧姆和L1各自的电感为2mH。500欧姆代表了小型荧光灯的有效电阻的典型数值，而2mH代表了适于运行灯的电灯阻抗线圈的典型数值。适于这个装置的共振电容器的电容数值为10nF。当运行频率为50kHz时按照附图2得出负载回路阻抗的相位角大约为70°。如果现在灯丝折断，则共振电容器与负载回路脱开。作为剩余电容原则上是由导线构成的，其数值可以是10pF。当灯丝折断时按照附图2产生负载回路阻抗的相位角大约为50°。为了按照本发明检测灯丝折断现在一个相位检测器就够了，这个相位检测器释放关闭操作装置，如果负载回路阻抗的相位下降到预先规定的数值时。

无电势地求出灯丝折断的其他成本便宜的方法是通过使用光电耦合器得到的。将流过共振电容器的电流或者其中的一部分引导流过光电耦合器的发光二极管(输入端)。在灯丝折断情况下这个发光二极管熄灭。可以将这个在光电耦合器的输出端无电势进行检测和释放关闭操作装置。

附图说明

下面借助于实施例详细叙述本发明。附图表示：

附图3当两个灯丝中的一个折断时借助于相位检测的按照本发明关闭气体放电灯操作装置的电路图。

附图4当两个灯丝中的一个折断时借助于光电二极管的按照本发明关闭气体放电灯操作装置的电路图。

具体实施方式

下面将电容器用字母C，电阻用R，电感用L和二极管用D各自后面有一个数字进行表示。

在附图3上表示了交流电压发生器G3。没有表示其能源供应。例如可以将其通过直流电压源供应。在其输出端子JI、J2上连接了由L31，电灯Lp，C31和R31组成的负载回路。将负载回路构成为L31，电灯Lp和R31的串联电路。为了连接电灯Lp在这个串联电路上各自只使用两个灯丝中的一个接头。经过两个灯丝的各自的其他接头将C31与电灯并联。将R31用于求出负载电流。在R31与电灯Lp之间的连接点上截取一个电压和输入给交流电压发生器G3的输入端x。这个电压是与负载电流成正比的。因此在交流电压发生器G3上提供所有的信息，这些信息对于确定负载回路阻抗Z的相位是必要的。负载回路阻抗Z的相位是输出端子J1，J2上的输出电压相位与负载回路电流相位之差。将周期函数的一部分理解为与本发明有关的相位，这部分是从这个函数过最后的零点过去的时间。如果将时间设置为一个整周期360°时，则可以将相位用相位角用度来描述。在这个定义之后对相位角的分析不仅限于正弦形状的过程。交流电压发生器常常输出原则上矩形的电压。

可以将确定负载回路阻抗的相位回溯到时间测量。在交流电压发生器G3上在输出端子J1、J2上的电压过零点的时间点是已知的，因为这个电压是由交流电压发生器G3本身产生的。过去的时间，直到电压过零点之后在输出端子J1、J2上在交流电压发生器G3的输入端x对被测量电压过零点进行检测，是负载回路阻抗相位的一个尺度。被叙述的时间间隔愈短，负载回路阻抗的相位愈小。可以用一个微监控器监控低于这个时间间隔的预先规定的限度。微监控器可以同时用于产生交流电压发生器G3的输出电压。在这种情况下当灯丝折断时对于关闭操作装置只使用R3(R31？-译者注)作为部件。其余的实施均在微监控器的编程上。将概念过零点在上面的叙述中理解为极性变化，在其中没有考虑被分析的量或许存在的直流部分。

附图4表示了一个操作装置，这个装置可以用光电耦合器无电势检测灯丝折断。交流电压发生器G4在其输出端子J1、J2上提供给电灯Lp用的运行交流电压。在输出端子J1、J2之间有由L41和C43组成的串联电路。其两个灯丝中的各自一个接头上与C43并联上电灯Lp。在两个灯丝各个其他接头上是C44和C45组成的串联电路。由C43、C44和C45组成的串联电路其整体的作用是作为共振电容器。与C44并联的是由R43和光电二极管的输入二极管OC1组成的串联电路。R43通过光电二极管OC1的作用是对电流Jx的电流限制。此外与C44并联了齐纳二极管D42。齐纳二极管是用于对由R43和光电耦合器的输入二极管OC1构成的串联电路上的电压的电压限制。将C44和C45构成为电容的电压分配器，这个将在电灯Lp上的电压电平与光电耦合器的输入二极管OC1上相应的电压电平进行匹配。通过选择电容器C43、C44和C45的性能可以将电流进行调整，使其在电灯运行时流过灯丝。

交流电压发生器G4的电流输入是由直流电压输入DC+和DC-进行的。在这之间是由R41和光电耦合器的输出晶体管OC2构成的串联电路。在R41和光电耦合器的输出晶体管OC2的连接点上经过D41和R42串联电路连接了关闭逻辑SD的输入端A。如果电灯Lp的灯丝不工作，流过一个电流Jx，因此将光电耦合器的输出晶体管OC2设置为导电状态。因此关闭逻辑输入端A上的电压涉及到直流电压电势DC-是小的。如果灯丝折断，则不再流过电流Jx。因此光电耦合器的输出晶体管OC2变成高欧姆的和在关闭逻辑A的输入端A上的电压升高。关闭逻辑包括至少一个阈值开关和一个时间环节。一旦在关闭逻辑输入端上的电压对于预先规定的时间位于预先规定的阈值时，将交流电压发生器G4经过导线B关闭。

在附图3和4上的实施例各自只用在一个电灯上。然而也存在可能性将按照本发明的关闭使用在运行多个电灯上。

Claims

1.运行一个或者多个包括灯丝的气体放电灯的电子操作装置，其中操作装置有以下特征：

-交流电压发生器(G3)，将交流电压供应给负载回路，

-负载回路，其至少包括一个电灯和将其这样构成，流过负载回路的电流相位涉及到被加上的交流电压原则上是由至少一个部件确定的，这个部件引导电流流过灯丝。

-测量流过负载回路的涉及到被加上的交流电压的电流相位的装置，

其特征为，

一旦上述测量相位装置检测出破坏了预先规定的临界值的一个相位角时，将操作装置关闭。

2.按照权利要求1的操作装置，

其特征为，

测量相位的装置是通过交流电压发生器(G3)提供的交流电压过零点的时间点和负载回路电流过零点的时间点之间的时间测量进行的。

3.按照权利要求1的操作装置，

其特征为，

其电流流过灯丝的部件是一个电容器(C31)。

4.运行一个或多个包括灯丝的气体放电灯的电子操作装置，此时操作装置有以下特征：

-交流电压发生器(G3)，将交流电压供应给负载回路，

-在上述交流电压发生器(G3)的输入端(B)，此时将操作装置关闭，如果在这个输入端(B)加上破坏预先规定的临界值的电压时；

其特征为，

负载回路包括光电耦合器，其输入电流(Jx)流过灯丝和光电耦合器的输出端在交流电压发生器(G3)的输入端(B)释放对操作装置的关闭，如果光电耦合器(Jx)的输入电流小得可以忽略不计时。

5.按照权利要求1的操作装置，

其特征为，

操作装置包括关闭逻辑(SD)，其至少包括一个阈值开关和一个时间环节和提供一个信号，这个信号经过交流电压发生器(G3)的输入端(B)关闭操作装置。

6.按照权利要求5的操作装置，

其特征为，

关闭逻辑(SD)有与光电耦合器的输出端相连接的一个输入端(A)。