ES2290465T3 - Resistencia de amortiguacion electronica para lamparas fluorescentes compactas. - Google Patents
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Abstract
Una resistencia electrónica de amortiguación para amortiguar una lámpara fluorescente compacta 500 que tiene una máxima impedancia incremental negativa, teniendo dicha resistencia electrónica de amortiguación una ganancia por sistema de bucle abierto y una impedancia de salida que comprende: un inversor 416 que tiene una salida y una frecuencia de funcionamiento; un circuito de depósito resonante 430 conectado a la salida del inversor; estando caracterizada dicha resistencia de amortiguación electrónica por comprender además un circuito de control 418 para controlar la frecuencia de funcionamiento del inversor 416 de manera que la ganancia del sistema de bucle abierto sea inferior a un primer nivel predeterminado y la impedancia de salida de la resistencia sea superior a un segundo nivel predeterminado, de forma que dicha resistencia es capaz de accionar la citada lámpara fluorescente compacta 500 por debajo de una salida nominal de luz de alrededor de uno por ciento sin parpadeo observable.
Description
Resistencia de amortiguación electrónica para
lámparas fluorescentes compactas.
La presente invención se refiere en general a
lámparas de amortiguación de descarga de gas y, más
particularmente, a resistencias electrónicas de amortiguación para
lámparas fluorescentes compactas de amortiguación.
Una lámpara de descarga de gas convierte energía
eléctrica en luz visible con una elevada eficiencia. Una lámpara de
gas es generalmente un tubo alargado lleno de gas (usualmente vapor
de mercurio a baja presión) que tiene electrodos en cada extremo.
Cada electrodo está típicamente formado por un filamento resistivo
(normalmente tungsteno) revestido con un material termiónicamente
emisor, tal como una mezcla de óxidos alcalinotérreos.
El funcionamiento en estado fijo de una lámpara
de descarga de gas típica es el siguiente. La tensión es aplicada a
través de los filamentos resistivos, calentando los electrodos a
una temperatura suficiente para provocar la emisión termiónica de
electrones en el tubo de descarga. Una tensión aplicada entre los
electrodos acelera los electrones hacia el ánodo. En su camino al
ánodo, los electrones chocan con átomos de gas para producir iones
positivos y electrones adicionales, formando en el tubo un plasma
de gas de portadores de carga positiva y negativa. Los electrones
continúan dirigiéndose hacia el ánodo y los iones positivos hacia
el cátodo, sosteniendo una descarga eléctrica en el tubo y
calentando posteriormente los electrodos. Si la energía aplicada es
de AC, los electrodos invierten la polaridad cada mitad de
ciclo.
La descarga provoca la emisión de radiación que
tiene una longitud de onda que depende del gas de relleno
particular y los parámetros eléctricos de la descarga. Dado que
cada colisión produce electrones e iones adicionales, aumentos en la
corriente de arco provocan que disminuya la impedancia de la
lámpara, una característica conocida como "impedancia incremental
negativa". El funcionamiento de la lámpara es inherentemente
inestable, debido a esta característica de impedancia incremental
negativa, y así debe controlarse la corriente entre los electrodos
para proporcionar un funcionamiento estable de la lámpara.
Las lámparas de descarga de gas, incluidas las
lámparas fluorescentes, están diseñadas para dar su salida total de
régimen de luz, o "nominal", a un valor especificado RMS de
corriente de lámpara. En esta especificación y las reivindicaciones
adjuntas, la salida total de régimen de luz de una lámpara se
denominará como "salida nominal de luz".
Las lámparas de descarga de gas fluorescentes
incluyen un revestimiento de fósforo en la superficie interior del
alojamiento tubular de vidrio, y la excitación de este
revestimiento por la radiación de la descarga proporciona la salida
de luz visible. Las lámparas fluorescentes convencionales son
generalmente tubos rectos alargados de una sección transversal
esencialmente circular con diámetros exteriores variables que
varían entre aproximadamente cinco octavos de una pulgada (1.59
cm.) y media pulgada (3.81 cm.).
Las lámparas fluorescentes compactas se
diferencian de las lámparas fluorescentes convencionales en que
están construidas con un tubo de menor diámetro, teniendo
típicamente un diámetro exterior de menos de aproximadamente cinco
octavos de una pulgada (1.59 cm.). Asimismo, las lámparas son
compactas en parte dado que el tubo tiene una o más curvaturas de
radio reducido que permiten que el tubo se doble sobre sí mismo para
alcanzar una forma compacta. Además, en las lámparas fluorescentes
compactas donde el tubo está doblado sobre sí mismo, los extremos de
la lámpara están típicamente muy próximos entre sí.
Con referencia a la Figura 1, un sistema de
lámpara 10 de la técnica anterior incluye una fuente de energía AC,
tal como desde una línea sinusoidal de tensión 100 de 120 volt 60
Hz., un amortiguador de fase controlada 102, una resistencia
electrónica fluorescente amortiguable 200, y una lámpara
fluorescente compacta 300.
La resistencia 200 recibe potencia de entrada (o
activa) en la línea 202, una señal de amortiguación de entrada
variable (o activa amortiguada) en la línea 204, y neutro en la
línea 206. Se entiende que la tensión en la línea 202 es
rectificada mediante un rectificador de puente de onda completa 209
dentro de la resistencia 200 para producir una tensión que tiene un
valor medio DC positivo con respecto a un circuito común.
La resistencia electrónica de amortiguación 200
está diseñada para proporcionar una cantidad de energía de salida a
la lámpara 300 de acuerdo con la señal de entrada variable en la
línea 204 del amortiguador 102. El amortiguador 102 es un
amortiguador de control de fase que proporciona la señal de entrada
variable en la línea 204 mediante la variación de su ángulo de
disparo de fase que controla el valor RMS de la señal de entrada
variable en la línea 204.
Como se conoce en la técnica, la resistencia 200
incluye típicamente una primera etapa de energía que comprende un
circuito de elevación 210 que recibe una tensión rectificada del
rectificador 209 y produce una tensión alta DC en la línea 214 que
puede alcanzar 400 VDC o más.
La resistencia 200 también incluye típicamente
una segunda etapa de energía que comprende un circuito inversor 216
que convierte la tensión DC en la línea 214 en una tensión conmutada
de alta frecuencia que se aplica a un circuito de depósito
resonante 230 que proporciona tensión AC adecuada para accionar la
lámpara 300. Se aporta un condensador 212 de almacenamiento de
energía de alto voltaje en una configuración de derivación con
respecto a la línea 214 para proporcionar una fuente de baja
impedancia de corriente al circuito inversor 216.
Un circuito de control 220 proporciona señales
de control al circuito de elevación 210 y al circuito inversor 216,
a lo largo de las líneas 221 y 222, respectivamente. El circuito de
control 220 controla el circuito de elevación 210 para proporciona
una tensión de barra DC deseada y controla el circuito inversor 216
para proporcionar la tensión conmutada de alta frecuencia al
circuito de depósito resonante 230. Como resultado, la resistencia
proporciona a la lámpara 300 la corriente y la tensión deseadas a
lo largo de la línea 208 en respuesta a la señal de entrada de
tensión variable en la línea 204 de manera que la lámpara 300 se
ilumine a la intensidad adecuada.
El circuito de control 220 controla típicamente
el inversor 216, por ejemplo, comparando una versión rectificada de
la señal de entrada variable en la línea 204 con una señal
representativa de la corriente enviada a la lámpara a lo largo de la
línea 208 y (a través de técnicas de señal de error conocidas)
ajustando la entrada de las señales de control al inversor 216 a lo
largo de la línea 222 para dirigir la corriente apropiada a la
lámpara 300.
Como se conoce en la técnica, el circuito de
control 220 también dirige al circuito de elevación 210 para
producir la tensión de salida adecuada de DC en la línea 214.
Además, el circuito de control 220 incluye típicamente circuitos que
efectúan otras funciones como el bloqueo de baja tensión,
protección de sobrecorriente, protección de sobretensión y
similares.
En la realización ilustrada en la Figura 1, se
proporciona energía por un suministro 240 de energía del circuito
de control para accionar el circuito de control 220, el circuito de
elevación 210, y el circuito inversor 216. Se entiende que el
suministro 240 de energía del circuito de control puede ser
implementado utilizando muchas configuraciones de circuito.
El sistema de lámpara 10 de la Figura 1 requiere
tres cables entre el amortiguador 102 y la resistencia 200, y la
resistencia 200 puede estar situada en el mismo dispositivo de luz.
Se han desarrollado sistemas que eliminan la necesidad de un tercer
terminal en la resistencia 200 para recibir la señal de entrada
variable en la línea 204. En estos sistemas, la señal de entrada
variable es recibida en la línea 202. Se han desarrollado otros
sistemas que utilizan un tercero y un cuarto terminal en la
resistencia 200 para recibir la señal de entrada variable.
Normalmente, cuando las lámparas fluorescentes
lineales de amortiguación bajan a niveles bajos de salida de luz
(por ejemplo, aproximadamente un nivel de salida de luz de uno por
ciento), es necesario aumentar la impedancia de salida de la
resistencia electrónica de amortiguación para mantener un
funcionamiento estable de la lámpara y prevenir un parpadeo
visible. Típicamente, la impedancia de salida de la resistencia es
aumentada llevando la frecuencia de funcionamiento de la
resistencia cerca de la frecuencia resonante descargada del circuito
del depósito resonante. La necesidad de obtener una alta impedancia
de salida de la resistencia, y un aparato y procedimiento para
ello, se describe en la patente de los Estados Unidos número B1
5.041.763.
Además, los inventores han descubierto que las
lámparas fluorescentes compactas, en comparación con las lámparas
fluorescentes lineales típicas, tienen un área adicional de
inestabilidad de lámpara en niveles bajos de corriente de lámpara
alrededor de uno por ciento de salida de luz nominal. Esta zona
adicional de inestabilidad se manifiesta como una propensión a que
se extinga la salida de luz de la lámpara, o "desaparezca", en
oposición al parpadeo entre diferentes niveles bajos de luz como se
observa en las lámparas fluorescentes lineales. Aunque no se
entiende plenamente este fenómeno, se cree que está relacionado con
las características físicas de la lámpara fluorescente compacta, tal
como el pequeño diámetro del tubo de la lámpara, y el número de y
pequeños radios de las curvaturas de la lámpara.
En consecuencia, existe la necesidad en la
técnica de un circuito de resistencia que sea capaz de mantener una
gama de amortiguación estable, libre de parpadeos, por debajo de
una salida de luz total de aproximadamente un uno por ciento para
lámparas fluorescentes compactas.
Para superar los inconvenientes de los circuitos
de resistencia de la técnica anterior, la presente invención tiene
como objetivo sistemas y procedimientos para amortiguar una lámpara
fluorescente compacta que comprende una resistencia del tipo que
incluye un circuito inversor que posee una frecuencia de
funcionamiento que acciona un circuito de depósito de salida
resonante que tiene una frecuencia resonante descargada
predeterminada. La frecuencia de funcionamiento del circuito
inversor se selecciona de tal modo que la ganancia del sistema de
bucle abierto esté por debajo de un primer nivel predeterminado
(por ejemplo, por debajo de alrededor de 15) y la impedancia de
salida de la resistencia esté por encima de un segundo nivel
predeterminado (por ejemplo, por encima de aproximadamente dos
veces el valor absoluto de la máxima impedancia incremental
negativa de la lámpara).
Según los aspectos de la invención, la
frecuencia de funcionamiento del circuito inversor es determinada
por un circuito de control que comprende una red
resistencia-condensador (RC) de determinación de
frecuencia. Los valores de componente de la red RC se eligen de
manera que la frecuencia de funcionamiento del circuito inversor, a
una salida de lámpara de menos de aproximadamente un uno por ciento
de la salida nominal de luz, sea una función predeterminada de la
frecuencia resonante del circuito de depósito resonante
descargado.
A efectos de esta descripción y las
reivindicaciones adjuntas, el término "DC" se refiere a una
forma de onda de tensión o corriente que es unidireccional y puede
ser bien pulsátil o no pulsátil. El término "AC" se refiere a
una forma de onda de tensión o corriente que invierte la polaridad
a intervalos regularmente recurrentes de tiempo y tiene valores
alternativamente positivos y negativos. El término "componente
DC" se refiere al valor medio de una forma de onda AC o DC. El
término "componente AC" se refiere a la parte de una forma de
onda AC o DC que queda después de que haya sido retirado su
componente DC.
Los aspectos anteriores y otros aspectos de la
presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada de la invención cuando se considere en unión
de los dibujos adjuntos.
A efectos de ilustrar la invención, en los
dibujos se ilustra una realización que se prefiere actualmente,
entendiéndose, no obstante, que la invención no se limita a los
procedimientos y métodos específicos que se describen. En los
dibujos:
La figura 1 es un diagrama de bloque de alto
nivel de un sistema de lámpara fluorescente de la técnica
anterior;
La figura 2 es una curva característica tensión
/ corriente para una lámpara fluorescente típica;
La Figura 3A es una gráfica que muestra una
curva V-I de lámpara ejemplificativa y una curva de
impedancia incremental negativa de lámpara, de acuerdo con la
presente invención;
La Figura 3B es un diagrama aumentado de la
sección de la gráfica de la Figura 3A que ilustra la característica
V-I de una lámpara fluorescente compacta típica a
niveles de corriente de lámpara muy bajos;
La Figura 4 es un diagrama que muestra la
ganancia versus la frecuencia que es útil en la descripción de un
sistema ejemplificativo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 5 es un diagrama en bloque de alto
nivel de un sistema ejemplificativo de acuerdo con la presente
invención;
La figura 6 es un diagrama esquemático de una
parte del circuito de control de la Figura 5; y
La figura 7 es un diagrama esquemático de otra
parte del circuito de control de la Figura 5.
La estabilidad de salida de luz de lámpara está
relacionada generalmente con la calidad de la fuente de corriente
utilizada para accionar la lámpara. La calidad de fuente de
corriente se describe numéricamente por una cantidad denominada su
impedancia de salida. La impedancia de salida se define como la
proporción del cambio en la tensión de salida RMS dividida por el
cambio correspondiente en la corriente de salida RMS, y tiene las
unidades de ohmios. En consecuencia, una fuente de corriente que
muestra un cambio en el nivel actual de 0,001 amperios como
resultado de un cambio en la tensión de salida de un voltio tendría
una impedancia de salida de un voltio dividido por 0,001 amperios o
1.000 ohmios.
La figura 2 es un diagrama de la característica
tensión/corriente de una lámpara fluorescente típica. La impedancia
incremental de lámpara en cualquier punto operativo en esta curva
se define como la inclinación de la curva en ese punto. A partir de
lo anterior, podrá observarse que la impedancia incremental de
lámpara es positiva en corrientes muy bajas, luego pasa a cero en un
punto de tensión máxima y pasa rápidamente a ser negativa a medida
que la corriente aumenta aún más. Claramente, existe un punto en el
cual la impedancia incremental de lámpara alcanza su valor máximo
negativo, y este punto está marcado con la letra A en la Figura 2.
El punto de máxima impedancia incremental negativa es el punto
operativo en el que la lámpara es menos estable y más probable que
muestre variaciones en la corriente de arco y la salida de luz. En
consecuencia, deberán tomarse las medidas de impedancia de salida de
circuito en el punto de máxima impedancia incremental negativa de
las lámparas, para ser un indicador adecuado de la estabilidad de
funcionamiento de la lámpara.
En las Figuras 3A y 3B se representa una gráfica
que muestra una curva V-I de lámpara fluorescente e
impedancia incremental negativa de lámpara para una lámpara
ejemplificativa de acuerdo con la presente invención. Para una
lámpara fluorescente compacta que funcione a menos de
aproximadamente uno por ciento de salida nominal de luz, se observa
inestabilidad no sólo en el pico de la impedancia incremental
negativa, como se prevé, sino que también se observa para niveles
de corriente de lámpara por debajo del pico de la curva
V-I.
Como se ilustra con mayor detalle en la Figura
3B, la curva V-I de una lámpara fluorescente
compacta típica muestra una fuerte inclinación que forma una
"fuerte caída" por lo que la tensión de la lámpara cae
rápidamente desde el pico de la curva a un valor cero para una
disminución cada vez más pequeña en la corriente de la lámpara
cuando la lámpara es amortiguada por debajo de aproximadamente uno
por ciento de la salida nominal de luz. En otras palabras, la
lámpara tiende a "caer", es decir, se extingue, cuando se
intenta reducir la corriente de la lámpara a niveles
correspondientes a un nivel de salida de luz por debajo de
aproximadamente uno por ciento de salida nominal de luz. En
consecuencia, es conveniente reducir el nivel de corriente de la
lámpara lo más bajo posible sin "disminuir por la fuerte
caída", es decir, operando en la zona de inclinación fuerte
positiva por debajo del pico dado que esta es la zona donde la
lámpara es más sensible a perturbaciones de sistema que provocan
caídas y parpadeo de la lámpara. La presente invención, como se
describe en detalle a continuación, proporciona un aparato y
procedimiento para accionar una lámpara fluorescente compacta a
niveles bajos de corriente sin "disminuir por la fuerte
caída", es decir, sin que se apague la lámpara ni parpadee.
La figura 4 es un diagrama que muestra la
ganancia de bucle abierto del sistema de resistencia frente a la
frecuencia que es útil en la descripción de sistemas y
procedimientos ejemplificativos de acuerdo con la presente
invención. A fin de mejorar la estabilidad, convencionalmente, las
resistencias son accionadas lo más cerca posible de la resonancia.
Ordinariamente, cuando las lámparas fluorescentes lineales de
amortiguación bajan a niveles bajos de salida de luz (por ejemplo,
menos de aproximadamente uno por ciento de salida nominal de luz),
es necesario aumentar la impedancia de salida de la resistencia para
mantener un funcionamiento de lámpara estable. Típicamente, la
impedancia de salida de la resistencia es aumentada llevando la
frecuencia de funcionamiento de la resistencia lo más cerca posible
de la resonancia.
Como se ilustra en la Figura 4, la frecuencia
resonante descargada de un circuito de depósito resonante de una
resistencia ejemplificativa es de aproximadamente 80 kHz. No
obstante, para una lámpara fluorescente compacta, en dicha
frecuencia de funcionamiento de la resistencia, la ganancia del
bucle abierto de la resistencia aumenta en gran medida dado que la
lámpara fluorescente es amortiguada a un nivel bajo de salida de
luz. Por ejemplo, para una de dichas resistencias y lámpara
fluorescente compacta, los inventores han descubierto que por
debajo de aproximadamente cuatro por ciento de salida nominal de
luz, la ganancia del sistema comienza a subir rápidamente como
resultado de la disminución de carga que la lámpara fluorescente
compacta presenta al circuito de depósito resonante. La alta
ganancia hace difícil crear un controlador de bucle cerrado
estable. En la figura 4, por ejemplo, a la frecuencia resonante, la
ganancia es muy alta a uno por ciento de salida nominal de luz en
relación con la ganancia a cinco por ciento de salida nominal de
luz. Como resultado, la corriente de salida de la lámpara pasa a
ser muy sensible a incluso las más ligeras perturbaciones.
Además, las lámparas fluorescentes compactas
tienen una tendencia a caer, como se describe anteriormente, y en
consecuencia son mucho más difíciles de mantener en funcionamiento
a bajos niveles de salida de luz en comparación con las lámparas
fluorescentes lineales.
Según la presente invención, para reducir la
ganancia, se selecciona la frecuencia de funcionamiento de la
resistencia para ser lo suficientemente lejana de la resonancia de
manera que, cuando se accione la lámpara a aproximadamente uno por
ciento del nivel de salida nominal de luz, la resistencia esté
funcionando con una ganancia de bucle abierto por debajo de un nivel
predeterminado como, por ejemplo, 15. Mediante el cambio de la
frecuencia a 85 kHz desde 80 kHz, por ejemplo, la ganancia es
aproximadamente la misma si la salida de luz está a cinco por
ciento o uno por ciento, por ejemplo. Esto proporciona un bucle de
control estable.
Sin embargo, la frecuencia operativa no debe ser
elevada tanto que la impedancia de salida de la resistencia caiga
por debajo de un nivel predeterminado (es decir, la impedancia de
salida de la resistencia debe mantenerse por encima de una
impedancia de salida predeterminada, como, por ejemplo, el valor
absoluto de la máxima impedancia incremental negativa de lámpara).
Mediante el funcionamiento dentro de este orden de frecuencias, las
lámparas fluorescentes compactas pueden amortiguarse por debajo de
una salida de luz de aproximadamente uno por ciento, sin caer y sin
parpadear.
Preferentemente, una resistencia ejemplificativa
para amortiguar lámparas fluorescentes compactas por debajo de
aproximadamente uno por ciento de salida de luz del tipo que
incluye un circuito de depósito de salida resonante que tiene una
frecuencia resonante descargada predeterminada, comprende medios
para seleccionar una frecuencia de funcionamiento de manera que la
ganancia del sistema de bucle abierto esté por debajo de un primer
nivel predeterminado (aproximadamente 15) y la impedancia de salida
de la resistencia esté por encima de un segundo nivel
predeterminado (aproximadamente dos veces el valor absoluto de la
máxima impedancia incremental negativa de lámpara, pero por lo
menos más que el valor absoluto de la máxima impedancia incremental
negativa de la lámpara). Los medios de selección comprenden
preferentemente un oscilador que tiene una red RC de determinación
de frecuencia con valores de componente elegidos de manera que la
frecuencia de funcionamiento a una salida de luz de la lámpara de
aproximadamente uno por ciento de salida nominal de luz, o por
debajo de dicho valor, sea una función predeterminada de la
frecuencia resonante del depósito resonante descargado.
La ganancia del sistema de bucle abierto es
definida como la proporción de la tensión de salida del circuito de
depósito resonante a la tensión de entrada del circuito del
depósito resonante.
Con referencia ahora a los dibujos de las
realizaciones ejemplificativas donde números iguales indican
elementos iguales, la Figura 5 es un diagrama de bloque de alto
nivel de un sistema ejemplificativo de acuerdo con la presente
invención. El sistema proporciona una cantidad variable de energía
desde una fuente de energía sinusoidal a una lámpara fluorescente
compacta 500. En la Figura 5, están previstas una entrada activa y
una entrada neutral en un extremo frontal 401. El sistema incluye
generalmente un extremo frontal 401 para convertir de una manera
conocida una tensión de entrada AC desde una fuente de alimentación
en una tensión de barra colectora DC almacenada en un condensador
de barra colectora Cbus.
La salida del extremo frontal 401, a través del
condensador Cbus, es proporcionada a un circuito inversor 416 que
proporciona una tensión AC conmutada de alta frecuencia a un
circuito de depósito resonante 430. Más particularmente, el
inversor 416 es controlado por oscilador y se conmuta de una manera
conocida con un ciclo de servicio de funcionamiento complementario
de una manera D/1-D donde D es el ciclo de servicio
de funcionamiento, accionando así el circuito de depósito resonante
430 con una forma de onda modulada de anchura de impulso.
El circuito de depósito resonante 430 puede
incluir un condensador Cblock de bloqueo de DC, un inductor
resonante Ltank, y un condensador resonante Ctank. El circuito de
depósito resonante 430 convierte la forma de onda modulada de
anchura de impulso, procedente del circuito inversor 416, en una
tensión AC de alta frecuencia para accionar la lámpara 500. Un
circuito de control 418 compara una entrada representativa de la
corriente a través de la lámpara con una señal de control de
amortiguación de entrada representativa de un nivel de salida de
luz deseado para controlar la corriente a través de la lámpara
ajustando la frecuencia de funcionamiento y el ciclo de servicio
del inversor 416. La corriente procedente del circuito de depósito
resonante 430 es alimentada a la lámpara 500 para provocar y
mantener una descarga eléctrica estable en una gama de niveles de
potencia seleccionables. El circuito de control 418 se describe con
más detalle a continuación.
En la figura 6 se ilustra una parte del circuito
de control 418 que incluye un circuito de realimentación de
corriente. Un amplificador operacional U7:A se configura como un
integrador que integra la diferencia entre una señal de nivel de
luz deseada desde un circuito 602 de fase a DC y una señal desde un
circuito 604 de detección de corriente de lámpara. El circuito 602
de fase a DC acepta una señal de control de entrada de la entrada
de control y la convierte en un nivel DC, representativo de la
salida de nivel de luz deseada. El circuito 604 de detección de
corriente de lámpara proporciona una señal representativa de la
corriente de lámpara de una manera bien conocida. La salida del
integrador es comparada con la salida de un oscilador 702 (Figura
7) por el comparador U3:B para producir una forma de onda modulada
por anchura de impulso que acciona los conmutadores en el circuito
inversor de medio-puente 416 de la Figura 5.
La Figura 7 ilustra otra parte del circuito de
control 418 de la Figura 5, incluido el oscilador 702 que controla
la frecuencia de funcionamiento de la resistencia. El oscilador 702
incluye una parte de circuito integrado U6, resistencias R95, R124,
y condensador C84. La frecuencia del oscilador a niveles bajos de
salida de luz es determinada por los valores de las resistencias
R95, R124, y el condensador C84. El condensador C84 carga a través
de las resistencias R95 y R124. Cuando alcanza un valor determinado
por el circuito integrado U6, el circuito integrado U6 descarga el
condensador C84.
El circuito de control 418 incluye también un
circuito de cambio de frecuencia 704 para cambiar la frecuencia de
funcionamiento del oscilador mediante el cambio de la corriente de
carga disponible a C84 de las resistencias R95 y R124, a niveles
superiores de salida de luz deseada.
El circuito 602 de fase a DC 602 suministra la
señal de nivel de luz deseada, que es una tensión proporcional a la
entrada de control del amortiguador, a la resistencia R28. Cuando
la tensión aplicada a la entrada no inversora de U2:D por el
divisor de tensión formado por las resistencias R5 y R28 es menor
que la tensión en la entrada de inversión de U2:D aplicada por el
divisor de tensión de las resistencias R3 y R64 (cerca del extremo
bajo de la gama de amortiguación), la salida de U2:D es baja, y el
transistor Q1 está apagado. La frecuencia de funcionamiento se
determina entonces por los valores de las resistencias R95 y R124,
y el condensador C84. A medida que aumenta la señal de nivel de luz
deseada del circuito 602 de fase a DC, la tensión aplicada a la
entrada no inversora de U2:D aumenta haciendo con ello que aumente
la salida de U2:D, encendiéndose así el transistor Q1 de manera que
se extraiga una corriente del oscilador proporcional a la señal de
nivel de luz deseada. La extracción de corriente del oscilador
reduce la frecuencia de funcionamiento de la resistencia para
accionar la resistencia a niveles altos de salida de luz.
Aunque la presente invención se describe para su
uso con lámparas fluorescentes compactas, el circuito que aquí se
describe puede controlar cualquier tipo de lámpara de descarga de
gas.
La invención puede realizarse en la forma de
software informático apropiado, o en la forma de hardware apropiado
o una combinación de hardware y software apropiados. Otros detalles
en relación con dicho hardware y/o software serán evidentes al
público general correspondiente. En consecuencia, otras
descripciones de dicho hardware y/o software no se consideran aquí
necesarias.
Aunque se ilustra y describe en el presente con
referencia a ciertas realizaciones específicas, no se pretende que
la presente invención se limite a los detalles ilustrados. Más
bien, pueden realizarse diferentes modificaciones en los detalles
dentro del ámbito y gama de equivalentes de las reivindicaciones y
sin desviarse de la invención.
Claims (18)
1. Una resistencia electrónica de amortiguación
para amortiguar una lámpara fluorescente compacta 500 que tiene una
máxima impedancia incremental negativa, teniendo dicha resistencia
electrónica de amortiguación una ganancia por sistema de bucle
abierto y una impedancia de salida que comprende:
un inversor 416 que tiene una salida y una
frecuencia de funcionamiento;
un circuito de depósito resonante 430 conectado
a la salida del inversor;
estando caracterizada dicha resistencia
de amortiguación electrónica por comprender además
un circuito de control 418 para controlar la
frecuencia de funcionamiento del inversor 416 de manera que la
ganancia del sistema de bucle abierto sea inferior a un primer
nivel predeterminado y la impedancia de salida de la resistencia sea
superior a un segundo nivel predeterminado, de forma que dicha
resistencia es capaz de accionar la citada lámpara fluorescente
compacta 500 por debajo de una salida nominal de luz de alrededor
de uno por ciento sin parpadeo observable.
2. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que el primer nivel predeterminado es
aproximadamente 15.
3. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que el primer nivel predeterminado es
determinado para que sea aproximadamente igual a la ganancia del
sistema de bucle abierto a una salida nominal de luz de alrededor
de cinco por ciento.
4. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que el segundo nivel predeterminado
es aproximadamente igual a dos veces el valor absoluto de la máxima
impedancia incremental negativa de la lámpara.
5. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que el segundo nivel predeterminado
es aproximadamente igual al valor absoluto de la máxima impedancia
incremental negativa de la lámpara.
6. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que el circuito de control comprende
un oscilador 702 que comprende una red de
resistencia-condensador, RC, de determinación de
frecuencia, para determinar dicha frecuencia de funcionamiento.
7. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 6, en la que la red RC tiene valores de
componentes tales que la frecuencia de funcionamiento del inversor
416 es una función de la frecuencia resonante descargada del
circuito de depósito resonante 430.
8. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que la ganancia del sistema de bucle
abierto se reduce cuando la frecuencia de funcionamiento del citado
inversor 416 se desvía de la frecuencia resonante descargada del
circuito de depósito resonante 430.
9. La resistencia electrónica de amortiguación
de la reivindicación 1, en la que la frecuencia de funcionamiento
de dicho inversor 416 es diferente de la frecuencia resonante
descargada del circuito de depósito resonante 430 de manera que la
ganancia del sistema de bucle abierto a aproximadamente uno por
ciento de salida nominal de luz es aproximadamente igual a la
ganancia del sistema de bucle abierto a aproximadamente cinco por
ciento de salida nominal de luz, y la impedancia de salida de la
resistencia es mayor que el valor absoluto de la máxima impedancia
incremental negativa de la lámpara 500.
10. Un procedimiento para amortiguar una lámpara
fluorescente compacta 500 por debajo de una salida nominal de luz
de aproximadamente uno por ciento utilizando una resistencia
electrónica de amortiguación del tipo que incluye un inversor 416,
un circuito de depósito resonante 430 que tiene una frecuencia
resonante descargada y una impedancia de salida de la resistencia,
teniendo la lámpara fluorescente 500 una impedancia incremental
negativa, que comprende:
la determinación de una predeterminada ganancia
máxima del sistema de bucle abierto;
la determinación de una predeterminada
impedancia mínima de salida de la resistencia; y
la selección de una frecuencia de funcionamiento
del inversor 416 de manera que la ganancia del sistema de bucle
abierto esté por debajo de aproximadamente el citado máximo
predeterminado de ganancia del sistema de bucle abierto, y de
manera que la impedancia de salida de la resistencia esté por
encima de aproximadamente dicha predeterminada impedancia mínima de
salida de la resistencia para accionar dicha lámpara fluorescente
compacta 500 por debajo de una salida nominal de luz de
aproximadamente uno por ciento sin parpadeo observable.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que el máximo predeterminado de ganancia del sistema de bucle
abierto es 15.
12. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que el máximo predeterminado de ganancia del sistema de bucle
abierto es aproximadamente igual a la ganancia del sistema de bucle
abierto a una salida nominal de luz de aproximadamente cinco por
ciento.
13. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que el mínimo predeterminado de impedancia de salida de la
resistencia es aproximadamente igual a dos veces el valor absoluto
del máximo de impedancia incremental negativa de la lámpara.
14. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que el mínimo predeterminado de impedancia de salida de la
resistencia es aproximadamente igual al valor absoluto de la máxima
impedancia incremental negativa de la lámpara.
15. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que la selección de una frecuencia de funcionamiento de dicho
inversor comprende proporcionar un circuito de control que tiene un
oscilador con una red RC de resistencia- condensador de
determinación de frecuencia.
16. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que la red RC tiene valores de componente tales que la
frecuencia de funcionamiento de dicho inversor 416 es una función
de la frecuencia resonante descargada del circuito de depósito
resonante 430.
17. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que la ganancia del sistema de bucle abierto se reduce cuando la
frecuencia de funcionamiento de dicho inversor 416 se desvía de la
frecuencia resonante descargada del circuito de depósito resonante
430.
18. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que la frecuencia de funcionamiento de dicho inversor 416 es
diferente de la frecuencia resonante descargada del circuito de
depósito resonante 430 de manera que la ganancia del sistema de
bucle abierto a aproximadamente uno por ciento de salida nominal de
luz es aproximadamente igual a la ganancia del sistema de bucle
abierto a aproximadamente cinco por ciento de salida nominal de
luz, y la impedancia de salida de la resistencia es mayor que el
valor absoluto de la máxima impedancia incremental negativa de la
lámpara.
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