识别放电灯的类型的方法和设备技术

通过向灯提供幅度调制的灯电流并且比较当灯电流的幅度突然增加时产生的峰值电压幅度与存储在存储器中的已知的灯的峰值电压幅度，可识别荧光灯。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及识别放电灯的类型的方法和设备，特别是涉及识别低压气体放电灯的类型的方法和设备。
技术介绍
在能够控制宽的功率范围内不同类型放电灯的所谓通用镇流器中，可以应用放电灯的类型的识别，特别是低压气体放电灯的类型的识别。所说的识别通常是基于灯的不同特征或参数，如I-V特性曲线(WO00/07415)、白织灯丝的电阻(EP0889675)、在不同电流/电压下的光输出(EP0759686)、启动电压(EP0413991)、和它们的组合。然而，这些已知的灯的类型识别方法中没有一个能够给出实际上与通用镇流器相连的灯的类型的确切答案，因此需要识别灯的类型的另外的方法，使用这些方法可以对已知的方法进行补充，并且有可能与所述的方法组合起来以提供正确识别放电灯类型的较高程度的确定性。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是扩大灯的识别的上述可能性。本申请人已经发现，通过在调制的控制电流包迹的上升沿向荧光灯施加幅度调制的控制电流，获得灯的电压响应，这个电压响应的峰值展现出与灯的长度和半径的关系。通过测量这个峰值电压，就可以识别所用灯的类型。按照本专利技术的识别放电灯的类型的方法的特征在于它包括如下步骤向放电灯施加幅度调制的控制电流，在该幅度调制的控制电流包迹的上升沿检测灯电压的峰值，和比较检测的峰值与以前记录的不同灯类型的峰值，根据所说的比较将检测的峰值指定给一个灯类型。按照本专利技术用于识别灯类型的设备包括用于向放电灯提供控制电流的装置，所说的设备的特征在于还包括用于对于灯的控制电流进行幅度调制的装置、用于在幅度调制的控制电流包迹的上升沿检测灯两端的峰值电压的峰值检测装置、用于记录与灯类型有关的峰值电压的记录装置、用于比较所测峰值电压与记录的峰值电压并且根据所说的比较提供灯类型指示信号的装置。参照以下描述的实施例，本专利技术的这些和其它方面都将变得显而易见。附图说明在附图中图1表示灯电压对于在灯控制电流的包迹的一个阶跃的反应；图2表示带有可利用本专利技术的放电灯的镇流器的总体方块图；图3表示对于不同直径的放电灯的峰值电压随调制频率变化的一系列基于测量的特征；图4表示对于不同长度的放电灯的峰值电压随调制频率变化的一系列基于测量的特征。具体实施例方式在本申请人完成的实验中，具有相当低频率的优选的方波调制信号向不同长度/直径的放电灯提供具有相当高频率的幅度调制的控制电流，观察并测量在幅度调制的控制电流的包迹的上升沿在放电灯两端的产生的峰值电压。图1a表示放电灯电压V1对于控制电流I1的包迹的一个正向阶跃的说明性的反应。如果按照常例使用提供控制电流的具有电流源性质的控制电路，在灯内的电场并且因此还有灯的电压在特定的时间点都会实时自适应电流的要求。如果使用具有上升沿的方波调制信号，则灯两端的电压在上升沿期间将表现出动态行为，偏离根据灯的静态负V-I特性曲线预测的行为。通过增加灯的控制电流一个阶跃，灯内的电场将要增加，因为没有足够的电荷载流子提供所要求的电流，因而通过电离产生更多的电荷载流子。这本身表现为灯电压的一个峰值，在此之后，灯电压下降，因为额外产生的电荷载流子使电荷的阻力下降。在灯电压的峰值以后，放电过程在灯电压低于控制电流阶跃之前的电压时处于平衡状态，这种平衡符合放电的负V-I特性曲线(图1a)。在一个实验中，频率接近谐振频率(在实际情况下为40千赫兹)的一个控制电压提供给谐振灯电路，谐振灯电路包括与灯串联连接的自身电感和与灯并联连接的电容器。灯电极不是在外部加热的，灯的点火是通过增加控制电压的幅度实现的。按照本专利技术，控制电压是通过方波信号幅度调制的，方波信号的调制深度例如为0.5伏峰-峰值。调制频率的变化范围为200赫兹-5千赫兹。对于不同的灯类型(T8 36W、T12 40W、PLL 40W、T5HO 39W)重复实验，所有的灯具有几乎相同的长度，约为100cm，灯的外径分别约为2.5cm、3.8cm、1.7cm、1.6cm，并且PLC 18W具有约为34cm的较小的长度和约为1.2cm的外径(按照Philips Lighting的类型表示法)。在调制信号的正向沿期间，即加到灯的调制控制电流包迹的上升沿，测量灯两端的峰值电压。在图3和图4中表示出重复试验的结果。在施加方波调制时，从控制电流开始增加的那一点观察灯两端的峰值电压。峰值电压是对于控制电流的阶跃的反应，这个峰值电压随调制频率线性地减小。图3表示的是对于具有相同的长度和不同的直径的灯类型的峰值电压Vp随方波调制频率bmf的变化。如图所示，峰值高度随调制频率的增加而减小。上边的特性曲线(T5)基本上保持不变，但是在大于最高调制频率(如图所示的，即100赫兹)的调制频率，曲线有所下降。(在图3、4中的垂直线段表示对于相同灯类型的测量值的测量误差范围。)尤其是对于相同灯类型的一系列灯进行考察，从中找出灯的老化是否起作用的情况，得出的结论是灯的老化不起作用。峰值高度随调制频率而变的结论与灯的直径有关系，在从P12、P8、PL-L到T5的系列产品中灯的直径是减小的。在某个调制频率，峰值高度随灯的直径的减小而增加，或者随灯的直径的增加而减小，因此通过峰值电压的高度就可以区别出灯的类型。在图4中，对于PL-C 18W和T5HO 39W进行了比较。这些灯的直径几乎相同，但PL-C灯的长度约为T5灯的长度的1/2。图4表明，峰值高度随灯的长度的增加而增加。已经发现，灯的稳定性或者灯的操作历史没有明显影响所示的特性曲线，灯的电流的数值对于峰值高度的影响比调制频率或灯类型的影响要小得多。下面给出峰值高度随灯的直径的增加(图3)和调制频率的增加而减小的可能的解释。在灯内必然产生的电场的峰值不仅取决于灯电流，而且还取决于以及紧挨着灯电流的阶跃状增加之前存在的电子的数目和电场。这是在方波调制的情况下阶跃状电流增加之前阶跃状电流减小的必然结果。当阶跃状电流减小发生时，与电流的要求相比，放电具有非常多的电荷载流子。结果，电场突然减小，使所产生的电荷载流子的数目减小。随后，灯遵循负的V-I特性曲线，并且灯电压增加到超过控制电流阶跃状减小之前的值的电压值。这个过程在努力争取在双极性扩散引起的的电子的减少和电离引起的电子的产生之间实现平衡，这个过程需要某个自适应时间。对于灯的直径较长者，这个自适应时间较长。如果当控制电流的这个正的阶跃发生时自适应时间还没有到，在正向阶跃发生后立即开始的电场的微小增加就足以产生增加的控制电流要求的电荷载流子数目。这在调制频率增加的情况下也是适用的，在这种情况下，在控制电流的负向阶跃和正向阶跃之间的时间减小，因此，自适应时间较少。峰值电压随灯的长度的增加而增加归因于如下的事实峰值电压是从电场的增加和灯的长度的乘积计算出来的。图2表示的是可以应用本专利技术的通用镇流器的方块图，这个镇流器用于放电灯La，镇流器包括灯电容器C、串联的自感L、隔直电容器Cdc、和用于电磁兼容(EMI)和功率因数校正(PFC)的装置，这个装置可以连接到电网并且经过直流连接DC与高频源(HF)连接以便为串联谐振链L-C供电。微控制单元mP控制嵌入的EMI/PFC装置以便例如成为升压的交流/直流变换器，并且控制嵌入的HF源以便例如成为反相的半桥式变换器(反相器)，从而在正常操作期间，以接近谐振的频率向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别放电灯的类型的方法，其特征在于它包括如下步骤：向放电灯施加幅度调制的控制电流，在幅度调制的控制电流包迹的上升沿检测灯电压的峰值，和比较检测的峰值与以前记录的不同灯类型的峰值，根据所说的比较将检测的峰值指定给一个灯类型。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S范埃格蒙德，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]