CN1849028A - 用于灯的电子镇流器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于灯的电子镇流器，该电子镇流器具有桥接电路、灯的第一连接和第二连接以及信号评估单元，该桥接电路包括在电源电压的连接和地电位的连接之间耦合的至少一个第一开关和第二开关，该桥接电路的中心点被限定在第一开关和第二开关之间；该第一连接通过电感与桥接电路的中心点耦合；该信号评估单元包括第一输入和第二输入，该第一输入与在灯的第一连接的DC电压电平处的信号耦合，而第二输入与在灯的第二连接的DC电压电平处的信号耦合，信号评估单元的DC电压参考电位被设计成在大于或等于地电位并小于或等于电源电压电位的数值范围内可变化。

Description

用于灯的电子镇流器
技术领域
本发明涉及一种用于灯的电子镇流器，特别是涉及具有桥接电路、灯的第一连接和第二连接以及信号评估单元(evaluation unit)的电子镇流器，该桥接电路包括在电源电压的连接和地电位的连接之间耦合的至少一个第一开关和第二开关，该桥接电路的中心点被限定在第一开关和第二开关之间，该第一连接通过电感和该桥接电路的中心点耦合，该信号评估单元包括第一输入和第二输入，该第一输入与在灯的第一连接的DC电压电平处的信号耦合，而该第二输入与在灯的第二连接的DC电压电平处的信号耦合。
背景技术
这样的用于灯的电子镇流器是公知的。在这种情况下，在信号评估单元中确定并评估灯的第一连接的DC电压电平和灯的第二连接的DC电压电平之间的差，该信号评估单元被连接到作为参考电位的地电位，以便提供关于灯的剩余使用寿命的信息。尤其是，当确定灯正接近其使用寿命末期(EoL)时，为了防止电子镇流器的损坏，断开桥接电路的驱动。在桥接电路的中心点的DC电压电位的电平处的DC电压被叠加在实际的DC电压有用信号上。由于用于评估目的所需的分压器和比较器电路常遭受常规的公差，这意味着典型地，当使用具有1％公差的电阻时，桥接电路的中心点处的电位的+/-4％作为分压器的测量值中的误差被产生。例如，电源电压是450V；因此，桥接电路的中心点处的电位近似225V。由于存在+/-4％的误差，因此测量值中的误差近似+/-9V。由于用于识别“EoL状况”的DC电压有用信号通常为10到20V的数量级，所以不可能进行可靠的EoL检测。
发明内容
本发明的目的在于研制开始所提及的电子镇流器，以致使更可靠的EoL检测成为可能。
该目的通过具有权利要求1的特征的电子镇流器来实现。
本发明基于以下知识，即如果(在评估期间)信号评估单元的DC电压参考电位不是代表地电位而是代表被设计成在一数值范围内可变化的电位，该数值范围的边界由地电位和电源电压电位来限定，则在EoL检测期间能实现对常遭受较少错误的DC电压有用信号的评估。因此，被叠加到DC电压有用信号上的DC电压分量越小，则测量结果中的误差就越小。
因此，一个特别有利的实施例的特征在于以下事实，即信号评估单元的DC电压参考电位实质上是半桥电路的中心点的电位。因此，在以这种方式确定大小的“浮动(floating)”EoL检测的情况下，DC电压有用信号没有叠加任何干扰DC电压。因此，由于分量公差引起的测量误差最小，并且该结果的可靠性最大。
一个优选的实施例还包括用于驱动第一开关和第二开关的控制单元，该控制单元具有与信号评估单元耦合的断开或调整输入，该控制单元和信号评估单元被设计来相互作用，以致，如果信号评估单元的两个输入处的信号的DC电压分量之间的差高于预定的极限值，则信号评估单元通过断开或调整输入来驱动控制单元，以致不执行第一开关和/或第二开关的驱动，或者第一开关和/或第二开关被驱动，以致电子镇流器的输出功率被降低。由于这个措施，在检测到EoL状况时可靠地防止对电子镇流器的损坏。当连续操作处于EoL状况的灯时，还具有灯过热的危险，灯过热可导致灯的破损或熔化并因此导致危及到灯所处环境中的人。
在一个进一步优选的实施例中，控制单元具有电源电压连接并且被连接到作为DC电压参考电位的地电位。信号评估单元包括锁存器，并且被设计来，如果信号评估单元的两个输入处的信号的DC电压分量中的差高于预定的极限值，则激活该锁存器，该锁存器的输出通过包括二极管和无电抗电阻的串联电路与控制单元和/或信号评估单元的电源电压连接耦合。在该变型中，信号评估单元为有源电路形式，控制单元和/或信号评估单元的电源电压以灵活的方式被用于评估目的，该电源电压通常为15V的数量级并因此为EoL DC电压有用信号的数量级。如果信号评估单元的输出信号以这种方式与控制单元和/或信号评估单元的电源电压相结合，则可以在二极管和无电抗电阻之间的中心点处分接的信号(所谓的EoL信号)的特征在于以下事实，即在灯完整无损的情况下，该信号是具有恒定振幅的信号，反之在灯有缺陷的情况下，该信号是方波信号。DC电压信号和方波信号之间的差可以非常简单的方式来评估。结果，能实现极度节省成本的和可靠的EoL检测。
在使用无源部件实现信号评估单元的情况下，该信号评估单元具有一电容器，该电容器被如此布置，以致该电容器在其两端具有对应于信号评估单元的两个输入处的信号的DC电压分量中的差的电压降，该电容器通过包括二极管和无电抗电阻的串联电路与控制单元的电源电压连接耦合。如果这里又考虑二极管和无电抗电阻之间的连接点处的所谓的EoL信号，则现在对于完整无损的灯来说，借助正的方波信号来建立是可能的。在正的DC电压有用信号的情况下，有缺陷的灯的特征在于具有恒定振幅的信号，而在负的DC电压有用信号的情况下，产生具有方波形状的EoL信号，但是与灯完整无损的情况下的方波信号相比，这也可以具有负的振幅分量。这三个信号也可以非常简单的方式相互区分，并且能节省成本并且可靠地进行灯的EoL检测。
因此，二极管和无电抗电阻之间的连接点优选地与控制单元的断开或调整输入耦合。
为了执行信号评估单元的两个输入处的信号的电压分量的比较，该信号评估单元可以包括比较器单元。
在从属权利要求中描述了进一步优选的实施例。
附图说明
现在，下面将参考附图更详细地说明本发明的一个示例性实施例，其中：
图1示出说明根据本发明的电子镇流器的部分的示意图；
图2示出利用有源部件实现信号评估单元的图1的细节部分；
图3a示出实现图2中所示的信号评估单元和有缺陷的灯时的EoL信号的时间曲线；
图3b示出实现图2中所示的信号评估单元和完整无损的灯时的EoL信号的时间曲线；
图4示出利用无源部件实现信号评估单元的图1的细节部分；
图5a示出在正的DC电压有用信号的情况下实现图4中所示的信号评估单元时的EoL信号的时间曲线；
图5b示出在负的DC电压有用信号的情况下实现图4中所示的信号评估单元时的EoL信号的时间曲线；以及
图5c示出利用完整无损的灯实现图4中所示的信号评估单元时的EoL信号的时间曲线。
具体实施方式
图1示出用于灯的根据本发明的电子镇流器的示意图。由于这种电子镇流器通常是公知的，为了清楚，仅示意性地示出与本发明相关的部分。在这种情况下，在其间定义中心点M的第一开关S 1和第二开关S2具有被施加到其的所谓的中间电路电压UZW。中心点M通过电感L1与灯La的第一连接A1耦合。此外，该连接A1通过耦合电容器C1被连接到地电位。灯La的第二连接A2通过耦合电容器C2与地电位耦合。电感L1被耦合在半桥电路的中心点M和灯的第一连接A1之间。该电子镇流器包括控制单元14，该控制单元14以与使用高频方波信号相反的公知的方式通过输出10驱动开关S1并通过输出12驱动开关S2。该控制单元14的电源电压UV出现在控制单元14的输入16处。UV为15V。电源电压UV根据桥接电路的中心点处的电压UM通过包括电容器C3和二极管D1的自举电路来产生。电容器C3处的电位被施加到控制单元14的输入18，并且被用于为控制单元14的输出10处的信号提供被布置在控制单元14中的驱动电路(未示出)。根据本发明的电子镇流器还包括信号评估单元20，该信号评估单元20在其输入22被馈入信号，该信号在灯La的连接A2的DC电压电平处。信号评估单元20在输入24处被馈入信号，该信号在灯La的连接A1的DC电压电平处。在其输出26处，控制单元20得到与控制单元14的输入25耦合的所谓的EoL信号。此外，该控制单元14的输入25还通过电阻R1被连接到控制单元14的电源电压UV。信号评估单元20通过可选的线路29与电容器C3耦合。信号评估单元20被馈入C3两端的电位作为电源电压，而不是被用于供给控制单元14的电压UV，因为电压UV是固定地与地电位相关的电压，并且对应其谐振参考电位，信号评估单元20也需要谐振电源电压。在利用有源部件来设计信号评估单元20的情况下，需要线路29，而在利用无源部件实现信号评估单元20的情况下，不需要线路29。通过输入24与信号评估单元20耦合的桥接电路的中心点M处的电位作为信号评估单元20的DC电压参考电位。
图2示出图1的部分的详细视图，信号评估单元20为有源电路形式。该信号评估单元20包括确定被馈入到输入22和24的两个信号之间的DC电压差的信号处理单元30。该信号评估单元20还包括将信号处理单元30的输出信号馈入到其上的延迟单元32，该延迟单元32被用来防止由于仅在短时间周期满足断开条件而造成的过早断开。特别地，持续短于大约0.5s的时间周期的断开状态因此被过滤。延迟单元32的输出信号被馈入存储单元34、尤其是锁存存储器。二极管D2被布置在存储单元34的输出和信号评估单元20的输出26之间。在灯故障之后，锁存存储器做出响应，以致在存储单元34的输出处可得到的电压对应于电压UM。作为方波信号的UM在地电位(也就是0V)和中间电路电压UZW之间来回变化。存储单元34这样来设计，以致该存储单元34在激活状态下在其输出处可得到“低”信号。由于信号评估单元20的参考电位是电压UM这一事实，因此，在激活的存储单元的情况下，也就是当已建立EoL状况时，电压UM作为存储单元34的输出处的电压U34。在电压U34与地电位0V有关时，二极管导通，并且当忽略二极管电压UD2时，EoL信号变成0V。如果U34等于UZW，则二极管D2截止并且EoL信号变成等于15V的UV。在本上下文中，参考图3a中的图解。
在灯完整无缺的情况下，存储单元34在其输出处得到“高”信号，因此也就是U34等于UM+UV。与由UM引起的在0和UZW之间的变化无关地，因此二极管D2的阴极处的电位总是等于UV，结果二极管D2总是截止的。因此，EoL信号恒定地等于UV，比较图3b中的图解。
图4示出通过无源部件实现信号评估单元20的图1的对应于图2的部分。在该情况下，信号评估单元20的输入24处的信号被馈入到包括电容器C4和无电抗电阻R3的并联电路，而信号评估单元20的输入22处的信号通过无电抗电阻R2与包括电容器C4和无电抗电阻R3的串联电路耦合。如在图2中的实施例中那样设置二极管D2。参考图5，根据输入22和24处的信号之间的DC电压差，可以出现多种状态：在该情况下，UC4是电容器C4的、被连接到二极管D2的连接与地电位之间的电压。
图5a：该图示出在正的DC电压有用信号的情况下的EoL信号(也就是控制单元14的输入25处的电压)的时间曲线。只要电压UC4大于或等于UV+UM，二极管D2就截止并且EoL信号就对应于由高阻值的电阻R1引起的电压UV。如果电压UC4大于UM并且小于UV+UM，则二极管D2在UM等于UZW时截止。在UM等于0时，二极管D2导通并且将电压UC4传递到控制单元14的EoL输入。由于高阻值的电阻R1，电压UV被抑制并且不被包含。
图5b：该图示出在负的DC电压有用信号的情况下的EoL信号的时间曲线。因此，电容器C4被负地充电。在UM等于UZW时，该负电荷由于高电压UZW并没有任何作用，二极管D2截止并且EoL信号等于UV。在UM等于0时，二极管D2导通，并且C4被充电到其的负电压由于R1是高阻而支配EoL信号。
图5c：该图示出在灯完整无损的情况下的EoL信号的时间曲线。因此，UC4等于UM，结果当该UM等于0V时二极管导通，并且EoL信号同样也是0V。如果UM等于UZW，则二极管D2截止并且EoL信号等于UV。
EoL信号的相应的评估在控制单元14中被实现。开关S1和S2基于评估的结果通过控制单元14的输出10和12以对应的方式被驱动。

Claims (7)

1、一种用于灯的电子镇流器，具有：
-桥接电路，该桥接电路包括在电源电压的连接(A1)和地电位的连接(A2)之间耦合的至少一个第一开关(S1)和第二开关(S2)，该桥接电路的中心点(M)被限定在该第一开关(S1)和该第二开关(S2)之间；
-灯(La)的第一连接(A1)和第二连接(A2)，该第一连接(A1)通过电感(L1)与该桥接电路的中心点(M)耦合；以及
-信号评估单元(20)，该信号评估单元(20)包括第一输入(24)和第二输入(22)，该第一输入(24)与在灯(La)的第一连接(A1)的DC电压电平处的信号耦合，而该第二输入(22)与在灯(La)的第二连接(A2)的DC电压电平处的信号耦合，
其特征在于
该信号评估单元(20)的DC电压参考电位被设计成在大于或等于该地电位并小于或等于该电源电压电位的数值范围内可变化。
2、如权利要求1所述的电子镇流器，
其特征在于
所述信号评估单元(20)的DC电压参考电位实质上是所述桥接电路的中心点(M)的电位(UM)。
3、如权利要求1和2中任一所述的电子镇流器，
其特征在于
该电子镇流器还包括用于驱动所述第一开关(S1)和所述第二开关(S2)的控制单元(14)，该控制单元(14)具有断开或调整输入，该断开或调整输入与所述信号评估单元(20)耦合，该控制单元(14)和信号评估单元(20)被设计来相互作用，以致在所述信号评估单元的两个输入(22，24)处的信号的DC电压分量之间的差大于预定的极限值的情况下，该信号评估单元(20)通过该断开或调整输入驱动控制单元(14)，以致不执行该第一开关(S1)和/或该第二开关(S2)的驱动，或者该第一开关(S1)和/或该第二开关(S2)被驱动，以致该电子镇流器的输出功率被降低。
4、如权利要求3所述的电子镇流器，
其特征在于
所述控制单元(14)具有电源电压连接并且被连接到作为DC电压参考电位的地电位，所述信号评估单元(20)包括锁存器并被设计成，如果所述信号评估单元(20)的两个输入(22，24)处的信号的DC电压分量中的差大于预定的极限值，则激活该锁存器，该锁存器的输出(26)通过包括二极管(D2)和无电抗电阻(R1)的串联电路与该控制单元(14)的电源电压连接(16)和/或该信号评估单元(20)耦合。
5、如权利要求3所述的电子镇流器，
其特征在于
所述控制单元(14)具有电源电压连接并且被连接到作为参考电位的地电位，所述信号评估单元(20)具有电容器(C4)，该电容器(C4)被这样布置，以致该电容器(C4)在其两端具有与该信号评估单元(20)的两个输入(22，24)处的信号的DC电压分量中的差相对应的电压降，该电容器(C4)通过包括二极管(D2)和无电抗电阻(R1)的串联电路与该控制单元(14)的电源电压连接(16)耦合。
6、如权利要求4或5所述的电子镇流器，
其特征在于
所述二极管(D2)和所述无电抗电阻(R1)之间的连接点与所述控制单元(14)的断开或调整输入耦合。
7、如前述权利要求之一所述的电子镇流器，
其特征在于
所述信号评估单元(20)包括比较器单元。
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