RU2451432C2

RU2451432C2 - Прибор для зажигания с двумя входными полюсами

Info

Publication number: RU2451432C2
Application number: RU2010134369/07A
Authority: RU
Inventors: Фердинанд Франц МЕРТЕНС (DE); Фердинанд Франц МЕРТЕНС; Тобиас ШУЛЬТЕ (DE); Тобиас ШУЛЬТЕ; Райнхард ШАУЭРТЕ (DE); Райнхард ШАУЭРТЕ
Original assignee: Баг Электроникс Гмбх
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2012-05-20
Also published as: EP2232954A1; US20110115398A1; PL2232954T3; DE102008004787A1; ES2374699T3; ZA201004825B; CN101946565B; US8330396B2; RU2010134369A; WO2009090147A1; EP2232954B1; CN101946565A; ATE526813T1

Abstract

Чтобы получить технический результат - уменьшить затраты на проводной монтаж в обычных приборах для зажигания газоразрядных ламп - предложено схемное устройство зажигания, причем лампе для предоставления питающего напряжения (U_N) переменного тока поставлена в соответствие схема питания, которая содержит по меньшей мере один расположенный последовательно с газоразрядной лампой дроссель, причем схемное устройство зажигания содержит трансформатор зажигания, который с первичной стороны соединен со схемой управления искрообразованием, а с вторичной стороны для передачи импульса зажигания может соединяться с лампой; входной источник энергии для схемы управления искрообразованием; первое переключающее средство в схеме управления искрообразованием; электронное управляющее устройство, которое управляет первым переключающим средством. Соответствующее изобретению схемное устройство зажигания отличается тем, что оно со стороны питания имеет входной вывод, который в питающей схеме лампы может подключаться между дросселем и лампой, и предусмотрено средство для моделирования изменения фазы параметра питания переменного тока лампы после зажигания лампы, в особенности для определения перехода через нуль параметра питания переменного тока. Изобретение также относится к способу эксплуатации устройства схемы зажигания. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к схемному устройству зажигания для зажигания газоразрядной лампы, в частности, для зажигания газоразрядной лампы высокого давления с признаками родового понятия пункта 1 формулы изобретения, а также к способу зажигания такой лампы.

Обычные схемные устройства зажигания газоразрядной лампы, которым для обеспечения напряжения питания переменного тока поставлена в соответствие схема питания, которая содержит по меньшей мере один расположенный последовательно с газоразрядной лампой дроссель, выполнены как суперпозиционные схемные устройства зажигания. Подобная схема зажигания описана, например, в выложенной заявке Германии DE 19531622. Она содержит импульсный трансформатор, вторичная сторона которого для передачи импульса зажигания соединяется с лампой, а его первичная сторона соединена со схемой управления искрообразованием, инициирующей импульс зажигания. При этом схема управления искрообразованием содержит входной источник энергии, а также первое переключающее средство, которое управляется электронным управляющим устройством.

Управление протеканием времени процесса зажигания, в частности, генерация импульсов зажигания при этом связывается с фазовым положением электропитания переменного тока, чтобы гарантировать, что импульсы зажигания генерируются в такие моменты времени, при которых лампа, на основе мгновенного питающего напряжения, может поджигаться и гореть. Кроме того, при обычных схемных устройствах зажигания частично также предусмотрено, что после генерации первого импульса зажигания согласованно с электропитанием переменного тока генерируются дополнительные импульсы зажигания, или также вводятся другие поддерживающие процесс зажигания процессы.

В этом отношении во время или сразу после зажигания в обычных схемных устройствах зажигания существует потребность определять мгновенное фазовое положение питающего напряжения, чтобы описанный процесс зажигания мог быть согласован с ним.

С этой целью обычные схемные устройства зажигания имеют, как правило, три входа, которые подключаются непосредственно к фазам электропитания переменного тока, к выходу дросселя или к нейтрали электропитания. Описанное справедливо для подключения к обычной однофазной сети. Если лампа и, тем самым, схемное устройство зажигания эксплуатируется в многофазной сети, то, соответственно, первый входной вывод обычного схемного устройства зажигания соединяется с L1-выводом сети, второй входной вывод схемного устройства зажигания соединяется выходом дросселя, и третий входной вывод схемного устройства зажигания соединяется с L2-выводом электропитания. Тем самым в обоих случаях фаза питающего напряжения может считываться, так что может обеспечиваться управление зажиганием, согласованное по времени с сетевым напряжением.

Фиг. 4а показывает такое обычное схемное устройство зажигания для зажигания разрядной лампы, которое имеет три входа: B, L, N. К входным клеммам L, N приложено сетевое напряжение U_N, причем перед дросселем 110 лампы включена входная клемма В. L-вход обычного прибора 100 для зажигания служит, с одной стороны, для питания внутренней управляющей схемы, а с другой стороны, для считывания питающего напряжения, чтобы можно было синхронизировать процесс зажигания с сетевым напряжением. Со стороны выхода прибор 100 для зажигания имеет две клеммы, к которым подключается разрядная лампа 3, например, газоразрядная лампа высокого давления.

В частности, при таких применениях, при которых соответствующие лампы размещены удаленно от дросселя схемы питания, такая конфигурация с обычной схемой зажигания имеет недостатки.

Затраты на проводной монтаж при применении такого обычного прибора для зажигания иллюстрируются посредством фиг. 4b на примере осветительной установки заливающего света. Обычно дроссель 110 лампы размещен в распределительном шкафу 105, который, как правило, размещен на расстоянии от осветительной мачты 120, и в котором схема питания лампы подключена к сетевому напряжению. При этом распределительный шкаф и схема зажигания могут иметь удаление более чем на 100 м. На мачте находится решетка 130 ламп, соответствующий прибор для зажигания находится непосредственно по соседству с лампами. Как следует из описанного представления, линия 140 между распределительным шкафом и осветительной арматурой 130 должна быть выполнена трехполюсной, так как обычный прибор для зажигания имеет дроссельный вывод, а также входные клеммы L, N для сетевого напряжения U_N.

То обстоятельство, что обычные схемные устройства зажигания, как правило, имеют три входных вывода, приводит к высоким затратам на проводной монтаж.

Таким образом, в основе настоящего изобретения лежит задача устранить или по меньшей мере уменьшить описанные недостатки обычных схемных устройств зажигания для газоразрядных ламп, в особенности, газоразрядных ламп высокого давления.

Эта задача решается для устройства неожиданно просто уже посредством схемного устройства зажигания с признаками пункта 1 формулы изобретения. Соответствующее изобретению схемное устройство зажигания отличается тем, что оно со стороны питания в схеме питания лампы может подключаться между дросселем и лампой, и предусмотрено средство для моделирования изменения фазы параметра питания переменного тока лампы после зажигания лампы, в особенности, для определения перехода через нуль параметра питания переменного тока. При этом такой параметр питания переменного тока может представлять собой, например, сетевое напряжение или сетевой ток.

За счет соответствующего изобретению выполнения схемного устройства зажигания может отсутствовать непосредственная связь схемы зажигания с питанием переменного тока, так как схемное устройство зажигания на стороне питания внутри схемы питания лампы может подключаться между дросселем и лампой и, кроме того, может моделироваться временная характеристика электропитания переменного тока с помощью соответствующих средств. За счет исключения L-вывода на соответствующем изобретению схемном устройстве зажигания может обеспечиваться экономия на проводниках, например, между распределительным шкафом, в котором размещен дроссель питания, и мачтой осветительной установки заливающего света, на которой размещены лампы и соответствующее схемное устройство зажигания.

Вышеупомянутое выражение «…после зажигания лампы» означает временной интервал или момент времени, при котором газовый разряд в лампе запущен по меньшей мере в частичной области газового объема, кроме того, под этим также понимается ситуация зажигания, при которой лампа хотя и полностью зажжена, однако газовый разряд еще сравнительно нестабильный, и, тем самым, существует опасность, что разряд вновь будет погашен. Процесс зажигания с соответствующим изобретению устройством зажигания в этом отношении заканчивается только тогда, когда газовый разряд стабильно горит и, тем самым, более нет опасности гашения разряда. В противоположность обычным схемным устройствам зажигания, которые после запуска газового разряда отключаются, соответствующее изобретению схемное устройство зажигания может и во время переходной фазы, вплоть до стабильного горения газового разряда, стабилизировать последний посредством генерации дополнительных импульсов зажигания. За счет того, что соответствующее изобретению схемное устройство зажигания выполнено с возможностью моделирования фазовой характеристики параметра питания переменного тока лампы по нескольким периодам параметра питания переменного тока после зажигания лампы, эти импульсы зажигания могут генерироваться также во время описанной переходной фазы от частичного разряда до стабильного разряда согласованно с временной характеристикой параметра питания переменного тока лампы. Эта переходная фаза, в течение которой осуществляется моделирование фазовой характеристики параметра питания переменного тока, может согласовываться с любыми обстоятельствами. Например, соответствующее изобретению устройство схемы зажигания предпочтительным образом может выполняться в зависимости от формы выполнения так, чтобы моделировать фазовую характеристику (изменение фазы) параметра питания переменного тока лампы до 5, 10, 15, 20 или 30 периодов или еще большего числа периодов параметра питания переменного тока после частичного зажигания разряда.

Предпочтительные формы выполнения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Может быть целесообразным, если предусмотрено средство для определения мгновенного значения параметра питания переменного тока лампы, в частности, напряжения, такого как сетевое напряжение или ток в точке определения в схеме питания, которая находится между дросселем и лампой. Предпочтительным образом средство определения со стороны сигнального выхода соединено с сигнальным входом управляющего устройства, так что последнее может обрабатывать сигнал. С помощью средства определения можно, например, определять перед зажиганием лампы фазовое положение сетевого напряжения, причем это определенное фазовое положение после или во время зажигания лампы затем может применяться для временного управления процессом зажигания. Кроме того, с помощью средства определения могут также во время процесса зажигания определяться текущие рабочие параметр, такие как напряжение лампы или ток лампы.

Для того чтобы предоставить входной источник энергии для схемы управления искрообразованием в соответствующем изобретению схемном устройстве зажигания, может быть предусмотрено, что в схеме питания лампы между дросселем и лампой подключена питающая линия входного источника энергии для схемы управления искрообразованием. Кроме того, также может быть предусмотрено, что входной источник энергии для схемы управления искрообразованием управляется управляющим устройством.

Особенно целесообразным является, если предусмотрен шунтирующий газоразрядную лампу путь тока для заряда дросселя, причем путь тока включает в себя второе средство управления, управляемое управляющим устройством. За счет этого выполнения устройства, посредством собственно электропитания переменного тока лампы может предоставляться дополнительное электрическое питание лампы в течение процесса зажигания, так что разряд в лампе уже при первой попытке зажигания с высокой вероятностью генерируется и может поддерживаться. При этом предпочтительным образом управление второго переключающего средства с помощью моделированного изменения фазы параметра питания переменного тока синхронизируется, при обстоятельствах, вновь по нескольким периодам параметра питания переменного тока.

Чтобы обеспечить электропитание электронного управляющего устройства независимо от рабочего состояния лампы, может быть целесообразным, если питающая линия электронного управляющего устройства в схеме питания лампы может подключаться между дросселем и лампой и соединена с питающим управляющее устройство преобразователем переменного тока. Этот преобразователь переменного тока может целесообразно быть выполнен таким образом, чтобы приложенное перед зажиганием лампы сетевое напряжение, а также приложенное после зажигания, зависимое от режима работы лампы напряжение преобразовывать в заданное постоянное питающее напряжение управляющего устройства.

Как уже пояснялось, может быть целесообразным, если дроссель для поддержки процесса зажигания обеспечивает дополнительную электрическую энергию. Для этого может быть целесообразным, если второй переключатель после зажигания лампы управляется для замыкания, если моделированный параметр питания переменного тока примерно достиг перехода через нуль, и затем перед прохождением четверти периода снова управляется для размыкания. При этом особенно предпочтительно, если за 10-20 градусов до или после достижения перехода через нуль второй переключатель управляется для замыкания, наиболее предпочтительно за 0-10 градусов до или после достижения перехода через нуль второй переключатель управляется для замыкания. Идеальным образом, второй переключатель поле зажигания лампы управляется для замыкания примерно за 0-5 градусов до или после достижения перехода через нуль. Управление переключателем является в соответствии с этим синхронизированным с моделированным параметром питания переменного тока, например, с моделированным сетевым напряжением.

Оказалось целесообразным, если второй переключатель после зажигания лампы управляется в течение нескольких периодов в диапазоне перехода через нуль моделированного параметра питания переменного тока, соответственно, для замыкания и перед истечением четверти периода для размыкания. В особенно предпочтительной форме выполнения второй переключатель может, как описано, подобным образом управляться в течение 20 периодов или еще дольше. Описанное размыкание и замыкание второго переключателя в течение нескольких периодов поддерживает разряд и приводит при этом к сокращению интервала времени до того, как в лампе будет иметь место желательный стабильный газовый разряд. При этом может быть предусмотрено, что наряду с размыканием и замыканием второго переключателя в течение заданного интервала времени, также генерируются дополнительные импульсы зажигания, вновь согласованные с моделированным изменением фазы параметра питания переменного тока лампы.

Предпочтительным образом средство для моделирования изменения фазы параметра питания переменного тока лампы может включать в себя регулируемый генератор частоты, который, например, на сигнальной стороне соединен с управляющим устройством или встроен в него. Предпочтительным образом тактовая частота генератора устанавливается перед собственно процессом зажигания на сетевую частоту, и генератор синхронизируется с сетевым напряжением, так что генератор во время или после процесса зажигания на своем выходе обеспечивает моделирование сетевого напряжения. В этом интервале времени, в котором питающее напряжение лампы не может измеряться соответствующим изобретению прибором для зажигания, тем не менее обеспечивается, что управление процессом зажигания может синхронизироваться с питающим напряжением лампы, то есть с сетевым напряжением.

Предпочтительным образом соответствующее изобретению устройство схемы зажигания может содержать точно два входных вывода, соединяемые с различными входными потенциалами, а предусмотренный в обычных схемных устройствах зажигания L-вывод может отсутствовать. Кроме того, может быть предпочтительным, если соответствующее изобретению схемное устройство зажигания содержит также два выходных вывода, к которым может подключаться лампа.

В аспекте способа изобретение решает вышеуказанную задачу способом зажигания газоразрядной лампы с признаками пункта 10. Соответствующий изобретению способ отличается тем, что схемное устройство зажигания подключено со стороны питания между дросселем и лампой, причем после зажигания лампы изменение фазы параметра питания переменного тока, в частности, переменное напряжение, приложенное к схемному устройству зажигания, моделируется, например, определяются переходы через нуль параметра питания переменного тока, и выполняется управление протеканием по времени процесса зажигания в зависимости от моделированного изменения фазы параметра питания переменного тока. Посредством соответствующего изобретению способа, для управления процессом зажигания сетевое напряжение, с которым эксплуатируется схема питания лампы, не считывается непосредственно, так как для этого предоставлен моделированный параметр питания переменного тока. Временная характеристика параметра питания переменного тока в соответствии с изобретением моделируется, в особенности, в такие моменты времени, при которых разряд лампы уже запущен, однако еще не выполняется полностью и стабильно. При подобной рабочей ситуации лампы, в схеме питания между дросселем и лампой временная характеристика параметра питания переменного тока лампы, такая как сетевое напряжение, не может сниматься, что компенсируется соответствующим изобретению моделированием изменения фазы параметра питания переменного тока лампы.

Например, генерация импульса зажигания может синхронизироваться с моделированным питающим напряжением переменного тока, так что импульс зажигания генерируется, если мгновенное значение питающего напряжения лежит выше напряжения горения лампы.

Особенно предпочтительным является, если соответствующий изобретению способ автоматически согласуется с соответствующей частотой питающей сети разрядной лампы. Для этого может быть предусмотрено, что перед зажиганием лампы частота питающего напряжения переменного тока считывается. Это считывание может осуществляться перед зажиганием лампы в точке измерения, которая предусмотрена между последовательно расположенными дросселем и лампой, так как тогда не протекает никакой ток лампы, и поскольку синус частоты питания может считываться неискаженно со стороны питания также за дросселем. С тем же успехом может также быть целесообразным, перед зажиганием лампы считывать фазовое положение параметра питания переменного тока, например, фазовое положение сетевого напряжения. И здесь, ввиду отсутствия тока лампы перед зажиганием лампы, может сниматься питающее напряжение между лампой и дросселем, так что в ином случае необходимая L-линия между схемным устройством зажигания и распределительным шкафом, в котором размещен дроссель питания, может отсутствовать.

Целесообразным способом могут использоваться считываемое фазовое положение параметра питания переменного тока, в частности, напряжения питания переменного тока, а также считываемая частота, чтобы моделировать параметр питания переменного тока, так что это моделирование затем предоставляется в распоряжение для управления временным ходом процесса зажигания. При этом особенно целесообразным является, если запускается генератор частоты, который эксплуатируется с частотой напряжения питания переменного тока, причем генератор частоты перед зажиганием лампы синхронизируется с фазовым положением параметра питания переменного тока, в особенности с переходами через нуль параметра питания переменного тока. Для этого предпочтительным образом генератор частоты управляется посредством считанного фазового положения и частоты параметра питания переменного тока, так что выход генератора частоты выдает моделирование параметра питания переменного тока, в частности напряжения питания, причем моделирование параметра питания переменного тока используется для управления протеканием во времени процесса зажигания.

Наряду с синхронизацией импульсов зажигания с моделированным параметром питания переменного тока или его фазовым положением, могут, кроме того, и другие процессы во время и/или после зажигания лампы синхронизироваться с моделированным параметром питания переменного тока. Следует отметить, что понятие «синхронизироваться» в общем случае означает временное согласование процессов друг с другом. Например, может быть целесообразным, если для поддержки процесса зажигания перед генерацией импульса зажигания размещенный в схеме питания последовательно лампе дроссель заряжается, и по меньшей мере часть накопленной в дросселе энергии при процессе зажигания накладывается на питание переменного тока лампы. При этом также целесообразно, что начало или конец заряда дросселя согласуется или синхронизируется с моделированным ходом параметра питания переменного тока. Для этого может быть целесообразным, если после зажигания лампы путь заряда для дросселя переключается, если мгновенное значение моделированного параметра питания переменного тока достигает заданного значения, в частности нулевого значения, и в пределах четверти периода вновь открывается.

Подобным образом, может быть целесообразным, чтобы заряд входного источника энергии для схемы управления искрообразованием схемного устройства зажигания синхронизировать по времени с моделированным изменением фазы параметра питания переменного тока лампы. Этот процесс должен осуществляться перед инициированием импульса зажигания, причем заряд входного источника энергии схемы управления искрообразованием в соответствии с изобретением осуществляется в такие моменты времени, в которые предоставленная от источника питания энергия не полностью необходима для режима горения лампы. За счет этого предотвращается то, что посредством заряда входного источника энергии, энергия которого также потребляется из схемы питания лампы, лампа непреднамеренным образом была бы погашена.

Чтобы обнаруживать возможные ошибки проводного монтажа при подключении соответствующего изобретению схемного устройства зажигания к лампе, может быть целесообразным, если перед включением соответствующего изобретению схемного устройства заряда, при приложенном напряжении питания к газоразрядной лампе, шунтирующий лампу путь тока, в частности, в области переходов через нуль питающего напряжения прямо переключается, и протекающий ток шунтирования определяется, например, измеряется, и схемное устройство зажигания блокируется, когда измеренный ток шунтирования в шунтирующем пути тока превышает заданное пороговое значение. При этом данное определенное пороговое значение соответствует значению, которое устанавливается при ошибочном проводном монтаже соответствующего изобретению схемного устройства зажигания по отношению к сети или дросселю. Подобная ошибка проводного монтажа имеет место, например, тогда, когда подключение фазы, то есть В-вывод схемного устройства зажигания соединен не с выходом дросселя, а непосредственно с сетевым напряжением (L). В этом случае отсутствие дросселя в схеме питания лампы можно заметить по повышенному току шунтирования, обнаружение которого приводит к блокированию схемного устройства зажигания. При этом особенно целесообразным является, если прямо переключаемый путь тока идентичен вышеупомянутому переключаемому пути тока для заряда дросселя, то есть один переключатель, высвобождающий путь тока, в соответствии с изобретением пригоден для выполнения обеих функций.

Изобретение далее поясняется с помощью описания нескольких форм выполнения со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг. 1 - представление в виде блок-схемы соответствующего изобретению схемного устройства зажигания с двумя входными и двумя выходными полюсами;

Фиг. 2 - соответствующее изобретению схемное устройство зажигания в детальном представлении;

Фиг. 3 - представление на осциллографе реального питающего напряжения и моделированного соответствующим изобретению схемным устройством зажигания питающего напряжения;

Фиг. 4а - представление в виде блок-схемы обычной схемы с тремя входными и двумя выходными полюсами, и

Фиг. 4b - иллюстрация затрат на проводной монтаж для осветительной установки заливающего света при применении обычного схемного устройства зажигания.

Прибор для зажигания, выполненный в соответствии с изобретением, показан на фиг. 1. Как показано, он имеет только две входные клеммы, а именно, для соединения с дросселем 10 лампы, а также с N-линией электропитания переменного тока. Так как соединение с L-линией электропитания переменного тока отсутствует, то в показанном на фиг. 4b проводном монтаже для обычного прибора для зажигания линия 140 может быть выполнена как двухполюсная вместо трехполюсной.

На фиг. 2 показано выполненное в соответствии с изобретением схемное устройство зажигания в детальном изображении. Со стороны входа оно имеет входные клеммы В, N. Дроссель 10 лампы в описанной форме выполнения вне прибора для зажигания подключен между входной клеммой L источника питания переменного тока и входной клеммой В прибора 1 для зажигания. Со стороны выхода прибор 1 для зажигания вновь имеет две клеммы LP, N, к которым подключена лампа 3.

Схемное устройство зажигания содержит трансформатор 20 зажигания, который со своей первичной обмоткой 21 является частью схемы управления искрообразованием, которая в качестве существенных составных частей имеет управляемый выпрямитель 31 в качестве входного источника энергии, катушку 21 первичной стороны, а также переключатель 40. Как входной источник энергии 31, так и переключатель 40 управляются посредством контроллера 50 посредством управляющих линий ST1 или ST2. Контроллер 50 устанавливает выход входного источника 31 энергии и инициирует выработку импульса в схеме управления искрообразованием путем замыкания переключателя 40.

Обмотка 21 катушки первичной стороны через трансформатор 23 зажигания связана с вторичной обмоткой 22 катушки, которая служит для передачи и трансформации импульса и включена последовательно с лампой и дросселем 10. Согласно этому схема питания лампы в описанной форме выполнения выключает в себя последовательное соединение дросселя 10, обмотки 22 катушки вторичной стороны и собственно лампу.

Входной источник 31 энергии схемы управления искрообразованием в описанной форме выполнения связан с входом В прибора 1 для зажигания, то есть с выходом дросселя 10. Выполненный как управляемый выпрямитель 31 постоянного тока входной источник энергии для схемы управления искрообразованием (31, 21, 40) рассчитан таким образом, что он может предоставлять необходимую энергию для выработки импульса зажигания. Подобным образом преобразователь 32 частоты переменного тока соединен с входом В схемы управления искрообразованием и предоставляет электропитание для работы контроллера 50.

Контроллер считывает с помощью сенсорной линии SL1 между дросселем 10 и лампой, в описанной форме выполнения на клемме В мгновенное напряжение, а с помощью сенсорной линии SL2 мгновенный ток, например, протекающий ток IL лампы, после того как произошло зажигание лампы.

Кроме этого, показанная на фиг. 2 схема управления искрообразованием имеет шунтирующий лампу 3 путь тока (V3, V4), с помощью которого независимо от лампы и схемы управления искрообразованием дроссель 10 может заряжаться посредством приведения в действие переключателя 61 от сетевого напряжения U_n. Для этого контроллер 50 через управляющий выход ST3 соединен с затвором переключателя 61.

Кроме того, предусмотрено параллельное включение конденсатора C3 к лампе 3, которое служит в качестве конденсаторного устройства обратного замыкания по высокой частоте, чтобы дроссель 10 не перегружать высоковольтным импульсом зажигания. Кроме того, перед зажиганием и после заряда дросселя 10 часть накопленной там энергии перезаряжается в конденсатор С3, причем эта дополнительная энергия служит для поддержки формирования разряда в лампе 3 во время процесса зажигания.

Далее будет описан способ работы показанного на фиг. 2 соответствующего изобретению схемного устройства зажигания. Как уже обсуждено выше, как контролер 50, так и входной источник энергии 31 схемы управления искрообразованием задействуются не прямо через сетевое питающее напряжение L, а через вывод в схеме питания лампы, который размещен между дросселем 10 и лампой 3. Этот вывод в описываемой форме выполнения размещен на выходе дросселя 10, который обращен к лампе 3. Имеющийся на этом выходе потенциал в соответствии с изобретением применяется для электрического питания схемы управления искрообразованием.

Сетевое напряжение или его фазовое положение считывается через сенсорную линию SL1, только пока в лампе еще не произошло зажигание. После зажигания SL1 определяет, по существу, напряжение разрядной лампы. Для управления всем процессом зажигания необходима, однако, информация о фазовом положении сетевого напряжения, в частности, информация о переходе через нуль сетевого напряжения. С этой целью в описываемой форме выполнения контроллер 50 моделирует фазовое положение питающего напряжения.

Для этого сначала перед зажиганием лампы через линию SL1 от контроллера считывается сетевая частота, и внутренний генератор частоты контроллера 50 функционирует с определенной сетевой частотой. Затем осуществляется синхронизация внутреннего моделированного параметра питания переменного тока с сетевым напряжением, считанным через сенсорную линию SL1. Сетевое напряжение U_n, например, синусоидальное переменное напряжение с частотой 50 Гц полностью синхронно моделируется в контроллере 50, так что внутренний генератор частоты выдает соответствующее синусоидальное колебание частоты 50 Гц, которое в любой момент времени совпадает с сетевым колебанием.

Затем может запускаться собственно процесс зажигания. В показанной на фиг. 2 форме выполнения для поддержки процесса зажигания дроссель 10 лампы в заданном интервале времени и с заданной электрической энергией заряжается, при этом переключатель 61 управляется для замыкания пути заряда (10, V3, 61). При этом контроллер 50 управляет через управляющую линию ST3 затвором переключателя 61. Через переключатель 61 течет ток заряда в дроссель 10, который получает энергию. После достижения заданной величины энергии переключатель 61 вновь размыкается. Затем конденсатор С3 может заряжаться через сеть и энергию, накопленную перед этим в дросселе 10.

Управление во времени зарядом дросселя 10 через путь заряда посредством переключателя 61, а также последующий заряд накопительного конденсатора 3 осуществляется синхронно, то есть во временном согласовании с моделированным в контроллере 50 сетевым напряжением U_n. К моменту времени, в который моделированное в контроллере 50 сетевое напряжение лежит выше напряжения горения лампы, переключатель 40 для однократного замыкания и размыкания в течение временного интервала примерно в одну микросекунду включается и вновь выключается. За счет этого преобразователь 31 частоты переменного тока, работающий в качестве входного источника энергии для схемы управления искрообразованием, возбуждает схему управления искрообразованием через первичную обмотку 21 катушки трансформатора 20 зажигания, за счет чего вырабатывается импульс первичной стороны. Намагничивание обмотки катушки первичной стороны через сердечник 23 трансформатора зажигания преобразуется в обмотку 22 катушки вторичной стороны с коэффициентом передачи трансформатора зажигания и накладывается на сетевое напряжение как импульс зажигания. Импульс вторичной стороны прикладывается, тем самым к лампе 3, так что она может зажигаться.

В зависимости от формы выполнения в соответствующем изобретению устройстве схемы зажигания также возможно, что несколько отдельных импульсов первичной стороны формируются согласованно по времени с параметром питания переменного тока, моделированным в контроллере 50, чтобы облегчить процесс зажигания лампы 3. При этом, например, возможно, в течение половины периода моделированного сетевого напряжения выработать несколько импульсов зажигания или также выработать несколько импульсов зажигания в течение следующих друг за другом периодов моделированного в контроллере 50 параметра питания переменного тока. Такой способ действия предпочтителен особенно в том случае, когда первый импульс зажигания выработал только частичную ионизацию газа разрядной лампы 3, однако еще не полный или стабильный разряд. В зависимости от формы выполнения изобретения предпочтительным образом во временном интервале 3, 5, 10, 20 или более периодов после частичной ионизации газа разрядной лампы могут вырабатываться дополнительные импульсы зажигания, согласованно по времени с моделированным параметром питания переменного тока, чтобы стабилизировать разряд.

Кроме того, можно посредством контроллера 50, за счет установки времени заряда для управляемого заряда дросселя 10 в зависимости от размеров дросселя и конденсатора С3, определить энергию, которая дополнительно предоставлена в процессе зажигания для разряда. Так как различные параметры зажигания в зависимости от подключенной лампы могут устанавливаться очень точно, это вновь обеспечивает возможность точного зажигания лампы с минимально возможными затратами энергии и, тем самым схемными затратами, независимо от того, должна ли лампа зажигаться холодной или горячей. При этом прибор для зажигания может быть выполнен таким образом, что управление распознает, когда необходимо горячее зажигание, и устанавливает затем параметры зажигания, такие как время включения обоих переключателей 40, 61, число импульсов первичной стороны, высоту входного напряжения схемы управления искрообразованием и т.д.

Показанное на фиг. 2 устройство схемы зажигания выполнено с возможностью выработки импульсов зажигания в пределах положительной полуволны питающего напряжения U_N. В не показанной на чертежах форме выполнения соответствующего изобретению прибора для зажигания вырабатываются импульсы зажигания для следующих друг за другом и смежных полуволн моделированного питающего напряжения.

Кроме того, было обнаружено, что процесс зажигания может быть улучшен за счет того, что второй переключатель 61 после зажигания лампы управляется для замыкания, если моделированный параметр питания переменного тока примерно достигает перехода через нуль и затем перед истечением четверти периода переключателя 61 вновь управляется для отпирания. Тем самым энергия, которая предоставлена для запуска или поддержания процесса разряда в лампе 3, повышается, так что в конечном счете упрощается установка разряда также при неблагоприятных условиях. При особенно сложных условиях зажигания этот процесс может проводиться также по нескольким периодам питающего напряжения, моделированного в контроллере, то есть управление переключателем 61 для замыкания, когда моделированный переменный параметр примерно достигает перехода через нуль, и затем для размыкания перед истечением четверти периода. Так как во время процесса зажигания в сенсорной линии SL1 не приложено сетевое напряжение, но там может сниматься напряжение лампы, в соответствии с изобретением временное управление фазой зажигания синхронизировано с моделированным в контроллере 50 питающим напряжением U_N, то есть временной ход согласован с моделированным переменным параметром, так что соответствующее изобретению схемное устройство зажигания обходится без L-входа.

На фиг. 3 показана осциллограмма снимаемого в точке В, см. фиг. 2, напряжения лампы (СН2), а также моделированного в контроллере 50 параметра питания (СР1) переменного тока, который соответствует питающему напряжению U_N. Перед съемом осциллограммы моделированный параметр питания переменного тока был синхронизирован с сетевым напряжением U_N. В пределах временного интервала Т1 моделированный параметр питания переменного тока, а также напряжение, снимаемое в точке В, изменялись синхронно, то есть лампа 3 в этом интервале времени не горит. Временной интервал Т2 описывает собственно процесс зажигания. Как видно из фиг. 4, необходим временной интервал в несколько периодов сети, пока лампа в конце Т2 не будет стабильно гореть. Внутри этого временного интервала Т2 переключатели 40, 61 соответствующего изобретению схемного устройства зажигания для установки разряда управляются синхронно, то есть согласованно по времени с моделированным в контроллере 50 питающим напряжением, чтобы, с одной стороны, вырабатывать несколько импульсов зажигания, а с другой стороны, посредством дросселя во время генерации этих импульсов зажигания предоставлять соответственно больше энергии для лампы для поддержки процесса зажигания. По истечении временного интервала Т2, который в приведенном примере охватывает более 20 периодов сетевого напряжения, устанавливается стабильный разряд лампы, так что с окончанием процесса зажигания соответствующее изобретению устройство схемы зажигания может отключаться.

Подобным образом в схемном устройстве зажигания согласно фиг. 2, после зажигания лампы заряд входного источника энергии (31) для схемы управления искрообразованием (21) схемного устройства зажигания синхронизирован по времени с моделированным изменением фазы параметра питания переменного тока лампы. Этот процесс должен осуществляться, соответственно, перед выдачей импульса зажигания, причем заряд входного источника энергии схемного устройства зажигания в соответствии с изобретением происходит в такие моменты времени, в которые предоставленная от источника электропитания энергия не полностью требуется для режима горения лампы. Для этого контроллер 50 управляет посредством управляющего сигнала ST2 выпрямителем 31. За счет этой меры можно предотвратить то, что из-за заряда входного источника энергии 31, энергия которого также потребляется из схемы электропитания лампы, лампа непреднамеренно гаснет.

Чтобы обнаружить возможные ошибки проводного монтажа при подключении показанного на фиг. 2 соответствующего изобретению схемного устройства зажигания к лампе, перед генерацией импульсов зажигания при приложенном питающем напряжении U_N к схеме электропитания газоразрядной лампы, путь тока (V3, V4) в области перехода через нуль питающего напряжения U_N переключается, и шунтирующий ток, протекающий через средство 80 измерения тока, измеряется, а также схемное устройство 1 зажигания блокируется, если определенный шунтирующий ток в шунтирующем пути тока превышает заданное пороговое значение. Это заданное пороговое значение устанавливается тогда, когда В-вывод схемного устройства зажигания связан не с выходом дросселя 10, а непосредственно с сетевым напряжением (L). Отсутствие дросселя 10 в схеме питания лампы 3 становится заметным за счет повышенного шунтирующего тока, после его измерения устройство схемы зажигания блокируется контроллером, так что никакой импульс зажигания не вырабатывается. При этом путь тока (V3, V4) переключается переключателем 61, который также применяется для заряда дросселя 10.

Перечень обозначений ссылочных позиций

1 Схемное устройство зажигания/прибор для зажигания

3 Газоразрядная лампа

10 Накопитель энергии, дроссель лампы

20 Трансформатор зажигания

21 Обмотка катушки/катушка первичной стороны

22 Обмотка катушки/катушка вторичной стороны

23 Сердечник трансформатора зажигания

31 Управляемый выпрямитель

32 Управляемый выпрямитель

40 Первое средство переключения

50 Средство управления, контроллер

61 Второе средство переключения

70 Средство определения для мгновенного значения сетевого напряжения

80 Средство определения для тока заряда/тока лампы

105 Распределительный шкаф

110 Дроссель лампы

120 Маята

130 Ток лампы решетки I_L ламп

140 Трехполюсная линия

SL1, SL2 Сенсорные линии

ST1, ST2, ST3 Управляющая линия

Т1 Интервал времени перед зажиганием лампы

Т2 Интервал времени после зажигания лампы

U_L Напряжение лампы

U_N Сетевое напряжение (синусоидальное)

Claims

1. Схемное устройство (1) зажигания для зажигания газоразрядной лампы (3), в особенности для зажигания газоразрядной лампы высокого давления, причем лампе для предоставления питающего напряжения (U_N) переменного тока поставлена в соответствие схема питания, которая содержит, по меньшей мере, один расположенный последовательно с газоразрядной лампой дроссель (10), причем схемное устройство зажигания содержит: трансформатор (20) зажигания, который с первичной стороны соединен со схемой (31, 21, 40) управления искрообразованием, а с вторичной стороны для передачи импульса зажигания может соединяться с лампой (3); входной источник (31) энергии для схемы управления искрообразованием; первое переключающее средство (40) в схеме управления искрообразованием; электронное управляющее устройство (50), которое управляет первым переключающим средством (40); отличающееся тем, что схемное устройство зажигания со стороны питания имеет входной вывод (В), который в питающей схеме лампы (3) может подключаться между дросселем (10) и лампой, и предусмотрено средство для моделирования изменения фазы параметра питания переменного тока лампы после зажигания лампы, в особенности для определения перехода через нуль параметра питания переменного тока.

2. Схемное устройство зажигания по п.1, отличающееся средством для определения мгновенного значения параметра питания переменного тока (напряжения/тока) лампы в точке определения в схеме питания, которая расположена между дросселем (10) и лампой (3).

3. Схемное устройство зажигания по п.1, отличающееся тем, что в схеме питания лампы между дросселем (10) и лампой (3) подключена питающая линия входного источника энергии для схемы управления искрообразованием, при этом входной источник энергии для схемы управления искрообразованием управляется управляющим устройством.

4. Схемное устройство зажигания по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что предусмотрен шунтирующий газоразрядную лампу (3) путь (V3, V4) тока для заряда дросселя, который включает в себя второе переключающее средство (61), управляемое управляющим устройством (50).

5. Схемное устройство зажигания по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что питающая линия электронного управляющего устройства в схеме питания лампы может подключаться между дросселем и лампой и соединена с питающим управляющее устройство преобразователем (32) частоты переменного тока, который зависимое от режима работы лампы напряжение преобразует в заданное постоянное питающее напряжение управляющего устройства (50).

6. Схемное устройство зажигания по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что второй переключатель после зажигания лампы управляется для замыкания, если моделированный параметр питания (напряжение/ток) переменного тока примерно достигает перехода через нуль и затем перед истечением четверти периода снова управляется для размыкания.

7. Схемное устройство зажигания по п.6, отличающееся тем, что второй переключатель (61) после зажигания лампы управляется в течение нескольких периодов в диапазоне перехода через нуль моделированного параметра питания переменного тока соответственно для замыкания и перед истечением четверти периода для размыкания.

8. Схемное устройство зажигания по любому из пп.1-3 и 7, отличающееся тем, что средство для моделирования изменения фазы параметра питания переменного тока лампы включает в себя регулируемый генератор.

9. Схемное устройство зажигания по любому из пп.1-3 и 7, отличающееся тем, что схемное устройство зажигания содержит точно два входных вывода (В, N), соединяемых с различными входными потенциалами.

10. Способ зажигания газоразрядной лампы (3), в особенности для зажигания газоразрядной лампы высокого давления, которая при работе снабжается электрической энергией от схемы питания переменного тока, включающей в себя дроссель (10) лампы, причем посредством содержащего трансформатор (20) зажигания схемного устройства зажигания генерируется по меньшей мере один импульс зажигания, отличающийся тем, что схемное устройство зажигания подключено со стороны питания между дросселем и лампой, причем после зажигания лампы моделируется изменение фазы параметра питания переменного тока лампы, в особенности определяются переходы через нуль, и выполняется управление протеканием по времени процесса зажигания в зависимости от моделированного изменения фазы параметра питания переменного тока.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что генерация импульса зажигания синхронизируется с моделированным изменением фазы параметра питания переменного тока.

12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что перед зажиганием лампы в точке измерения между дросселем и лампой считывается фазовое положение параметра питания переменного тока.

13. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что перед зажиганием лампы в точке измерения между дросселем и лампой считывается частота питающего напряжения переменного тока.

14. Способ по п.10, отличающийся тем, что запускается генератор частоты, который эксплуатируется с частотой питающего напряжения переменного тока, причем генератор частоты перед зажиганием лампы синхронизируется с фазовым положением параметра питания переменного тока, в особенности с переходом через нуль параметра питания переменного тока.

15. Способ по п.10, отличающийся тем, что с учетом считанного перед зажиганием лампы (3) фазового положения и частоты параметра питания переменного тока генератор частоты управляется для моделирования фазового положения параметра питания переменного тока после зажигания лампы.

16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что после зажигания лампы с учетом моделированного фазового положения моделируется временная характеристика мгновенного значения зависимого от времени параметра питания переменного тока, в особенности временная характеристика питающего напряжения переменного тока.

17. Способ по любому из пп.10, 11, 14 или 15, отличающийся тем, что для поддержки процесса зажигания перед генерацией, по меньшей мере, одного импульса зажигания размещенный в схеме питания дроссель (10) заряжается и, по меньшей мере, часть накопленной в дросселе энергии при процессе зажигания накладывается на питание переменного тока лампы (3).

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что после зажигания лампы путь заряда для дросселя переключается, если мгновенное значение моделированного параметра питания переменного тока достигает заданного значения, в особенности нулевого значения, и в пределах четверти периода вновь открывается.

19. Способ по любому из пп.10, 11, 14, 15 и 18, отличающийся тем, что после зажигания лампы заряд входного источника энергии (31) для схемы управления искрообразованием схемного устройства зажигания согласуется во времени с моделированным изменением фазы параметра питания переменного тока лампы.

20. Способ по любому из пп.10, 11, 14, 15 и 18, отличающийся тем, что перед включением схемного устройства заряда, при приложенном питании к газоразрядной лампе (3), шунтирующий лампу (3) путь тока (V3, V4) переключается и определяется протекающий ток шунтирования, схемное устройство зажигания блокируется, если измеренный ток шунтирования превышает заданное пороговое значение.