半桥和全桥电路中的气体放电灯的功率调节制造技术

本发明专利技术涉及气体放电灯功率的调节电路，该调节电路包括半桥电路或全桥电路，该半桥或全桥电路具有两个开关和两个电容，其中气体放电灯被布线接在桥臂中，一个控制单元如此控制一个电桥对角线，即，它脉冲使能该电桥对角线的一个开关，给该控制单元反馈一个代表灯电流平均值的且与标准值比较的测量实际值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于操作气体放电灯尤其是高压气体放电灯或荧光灯的电路布线，该 电路布线被用在相应气体放电灯的电子镇流器中。本专利技术还涉及照明系统。
技术介绍
从EP1114571B1中知道了图6所示的电路布线，该电路布线具有布置成一个全桥 的四个可控开关S1-S4。直流电压Uo被加在全桥上，该直流电压源于采用了该电路布线的 相应的电子镇流器的一个合适的直流电压源。每个开关S1-S4并联有自振荡二极管，在此 为简明起见，在图6中只示出与开关Sl并联的自振荡二极管D1。作为开关S1-S4，优选采 用场效应晶体管，其已包括自振荡二极管。在图6所示全桥电路的桥臂中设有一个要控制 的气体放电灯EL且尤其是高压气体放电灯。图6所示的电路布线尤其适于操作金属卤素 高压气体放电灯，金属卤素高压气体放电灯需要很高的点亮电压。如上所述，高压气体放电 灯与低压气体放电灯的区别尤其是它需要较高的点亮电压并且在其较小灯体中出现较高 压力。另外，高压气体放电灯有较高的亮度，但在这里，各高压气体放电灯的色温随着所输 入的功率而变。高压气体放电灯的电子镇流器因此一方面提供高点亮电压，另一方面允许 保持所输入的功率不变。一个串联谐振回路与图6所示的全桥的桥臂相连，该串联谐振回路包括一个电感 Ll和一个电容Cl，其中电容Cl作用于电感Ll的抽头点并通过另一个可控开关S5与开关 S4并联。此外，设有一个斩波电路或滤波电路，该电路具有另一个电感L2和另一个电容C2， 在此，这些元件如图6所示布线连接。此外，一个电阻Rl与全桥相连接，该电阻作为电流测 量电阻或并联电阻。包括电感Ll和电容Cl的上述串联谐振回路与所述另一个电容C2连用，尤其用来 点亮气体放电灯EL。为此，该串联谐振回路被激起谐振，就是说，对应于谐振频率的频率被 输送给灯。谐振回路的激励通过交替切换开关S3和S4来实现。这将在以下做出说明。为了点亮气体放电灯EL，两个紧接串联的开关如开关Sl和S2借助一个合适的控 制电路被断开(或者也可以是高频节拍化)，而与电容Cl串联的开关S5被接通。该全桥 的另外两个开关如开关S3和S4被交替断通，在此，这以相对高的频率(大约150kHz)来进 行。一旦两个开关Sl和S2在点亮时被高频节拍化，则这两个开关Si、S2总是分别与在电 桥对角线上对置的开关同步地被断通。切换频率朝着由电感Ll和电容Cl构成的串联谐振回路的谐振频率缓慢降低。一 般，在达到谐振频率前已达到气体放电灯EL的点亮电压。在此情况下，开关S3和S4的切 换频率被保持在该频率，直到灯EL点亮。在Ll的右侧一半降低的电压因通过电感Ll实现 的自耦变压器原理而例如按比例1 15向与气体放电灯EL相连的左侧一半增压，在此，在 电感Ll左侧一半出现的电压构成气体放电灯EL的实际点亮电压，该点亮电压通过电容C2 施加到灯上。为了检测气体放电灯EL的点亮，测量在电感Ll抽头点上降低的电压，该电压与点亮电压或者说灯电压Uj L成正比，因为在灯EL点亮后，该电压逐渐减弱地作用于串 联谐振回路。在气体放电灯EL的点亮完成后，开关S5被断开，以便后面的正常工作。还要注意，对于电路布线的功能能力，不一定需要开关S5。相反，开关S5也可以在 气体放电灯EL的点亮完成后保持接通，或者原则上用相应的旁路来代替。但是，借助在气 体放电灯EL点亮完成后被断开的开关S5，可以实现更齐整的气体放电灯EL工作。而且要 注意，尤其如此构成点亮线圈Li，S卩，其在以下还要描述的正常工作中饱和工作，因而不影 响电路的其余部分。这例如可以如此做到，即，作为点亮线圈Li，采用带铁芯的线圈，铁芯将 在正常工作中饱和工作，因而线圈Ll在气体放电灯EL点亮之后在正常工作中只构成可忽 略不计的电感。因而在正常工作中，只有同样设置在桥臂中的电感L2起到电流限制作用。以下将详细说明在气体放电灯EL点亮后起动的正常工作，在此，在正常工作中， 本专利技术的电路布线或者说全桥按照所谓的非连续模式操作。原则上，图1所示的包括可控 开关S1-S4的全桥按照本身已知方式在正常工作中操作，就是说，包括开关Sl和S4或者包 括开关S2和S3的两个电桥对角线将被交替起动和解除工作，因此，两个电桥对角线的相应 开关被交替或者说互补地通断。此外，在起动包括开关S 1和S4的电桥对角线时，开关Sl 被高频交替通断，而与此相应，在包括开关S2和S3的电桥对角线起动时，可控开关S2被高 频交替通断。就是说，全桥将以尤其可介于80-150HZ范围的较低频率进行极性变换，而各 自被起动的电桥对角线的开关Sl或S2例如以大约45kHz的频率被高频交替通断。开关Sl 或S2的该高频通断利用一个相应的控制电路的脉宽调制高频控制信号来完成，该控制电 路借助由元件L2和C2构成的滤波电路或斩波电路被滤波，从而只有流经桥臂的分路电流 iL2的线性平均值被加于气体放电灯EL上。借助脉宽调制控制信号，供给全桥的功率可被 保持恒定，这如上所述对高压气体放电灯的工作非常重要。供给气体放电灯El的电流的低频分量通过两个电桥对角线的切换或极性变换来 产生，即，通过切换Sl和S4到S2和S3来产生。在此情况下，通过包括开关S3和S4的右 桥臂，灯EL在低频被接到供应电压Uo或接地，从而基本上只有低频分量施加于灯EL的接 线柱上。根据上述的低频非连续模式，当流经电感L2的分路电流iL2又降到零时，优选当 分路电流已达到其最小值时，各自被起动的电桥对角线的可控开关Sl或S2在某个时刻被 接通。此时，“最小值”表示电流iL2的下反向点，在这里，该最小值完全也可以位于略微负 的电流值范围内。此时，“接通”是指一个控制单元在此时间范围内触发切换过程，即真正的 开关接通，就是说，其达到能导电的状态通常出现于当在最小值之后又升高的电流重新进 行一次过零(这次增大)时。监测流过电感L2的分路电流iL2是否又降到零或者电感L2 是否被去磁，可以借助电感L2上的一个次级绕组或者也借助在开关Sl和S2之间的中点电 压的监测来实现。在观察电流曲线时基于以下前提，首先，包括开关S2和S3的电桥对角线被起动， 而包括开关Sl和S4的电桥对角线未被起动。就是说，开关S2和S3被接通，而开关Sl和 S4被断开。在开关S2和S3接通时刻，电流iL2开始流经电感L2，电流按照指数函数增大， 在此，在所关注的区域内可以看到近似线性的电流iL2增大，因此，以下为简明起见，提到 电流iL2的线性增减。开关S5的断开造成电流iL2中断，在此，如上所述，与开关S3的切 换状态无关，开关S2特别是被高频交替通断。开关S2的断开造成电流iL2确实先沿相同方向继续流过被断开的开关Sl的自振荡二极管D1，但连续减小，甚至最终可能达到负值。在来自自振荡二极管Dl的阻挡层的电子耗尽前，尤其一直是这种情况。监测到达 电流iL2的下反向点并在发现下反向点之后又接通开关S2，从而电流又增大。就是说，当已 到达电流iL2的下反向点时，总进行开关S2的高频接通。原则上，可以任意选择开关S2的 断开，在这里，开关断开时刻对于气体放电灯EL的功率供应尤其重要，因此通过适当调节 断开时刻，可以调节供给灯的功率或者说将供给灯的功率保持恒定。作为切换准则，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁胡贝尔，内博斯亚耶拉恰，京特马伦特，爱德华多佩雷拉，
申请(专利权)人：赤多尼科两合股份有限公司，赤多尼科有限公司，
类型：发明
国别省市：AT