启动和运行放电灯的电路装置和方法制造方法及图纸

在含有用于降低市电谐波的电荷泵的用于运行放电灯（Ｌｐ１、Ｌｐ２）的电路装置中，在灯启动时出现能量不平衡。为了不引起部件损坏，同时还在灯（Ｌｐ１、Ｌｐ２）上产生足够的起辉电压，阈值开关（ＭＯＶ、ＴＨ）控制包含在所述电路装置中的逆变器的频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种启动和运行放电灯的电路装置，尤其涉及一种用以降低市电谐波的、所谓电荷泵的、运行放电灯的电路装置。
技术介绍
启动和运行放电灯的电路装置用在放电灯的电子运行装置中。启动放电灯在下文中理解为至少在起辉时段中的起辉。但是在这以前还可能有起辉时段的预热时段中的电极螺旋丝预热。如果运行装置以市电运转，它们必须遵从有关市电谐波的相关规定，例如IECV1000-3-2。为了保证遵从这些规定，电路技术上需要有降低市电谐波的措施。这样的措施之一是装入所谓的电荷泵。电荷泵的优点在于为之实现需要较少的电路技术费用。用市电运行的用于使放电灯工作的电路装置一般包含以下元件*整流器，用于整流市电电压*主储能器*逆变器，所述逆变器从主储能器提取电能并且在逆变器输出端上提供逆变器电压，所述的逆变器电压具有比市电频率高很多的逆变器频率*匹配网络，经过它可以把放电灯与逆变器输出端耦连。如果主储能器直接从整流器充电，就会出现引起违犯所述的规定的负荷电流高峰。电荷泵的拓扑包含整流器经电子泵开关与主储能器耦连。由此在整流器和电子泵开关之间出现一个泵节点。该泵节点经泵网络与逆变器输出端耦连。所述泵网络可以含有可同时分配给匹配网络的部件。电荷泵的原理在于，在逆变器频率的半周期中通过泵节点从市电电压提取电能并且缓冲寄存在泵网络中。在随后的逆变器频率的半周期中把缓冲寄存的电能经电子泵开关馈送到主储能器上。因此与逆变器频率合拍地从市电电压提取电能。一般地电子运行装置含有滤波电路，所述滤波电路抑制市电电流的在逆变器频率或者逆变器频率以上的频谱组分。可以把电荷泵设计得使市电电流的谐波小到符合所述的规定。下列文献详细地说明放电灯的电子运行装置的电荷泵Qian J.，Lee F.C.，Yamauchi T.”Analysis，Design andExperiments of a High-Power-Factor Electronic Ballast”，IEEETransactions on Industry Applications，Vol.34，No.3，May/June1998Qian J.，Lee F.C.，Yamauchi T.”New Continuous Current ChargePump Power-Factor-Corretion Electronic Ballast”，IEEETransactins on Industry Applications，Vol.35，No.2，March/April1999在文献EP 0621743(Mattas)中说明了一种运行放电灯的电路装置，所述的电路装置含有电荷泵。该电路装置附加地有调节器，所述的调节器引起有市电频率的两倍的逆变器频率调制。从而解决改善施加于放电灯上的灯电流的波峰因数的任务。以此提高了灯的寿命。上述的匹配网络含有一种谐振回路，所述的谐振回路主要含有谐振电容器和灯的扼流圈。所述的谐振回路有谐振频率，该谐振频率在无谐振回路阻尼的情况下为本征频率。为了起辉放电灯逆变器首先在高于本征频率的逆变器频率运行。在起辉时段中逆变器频率下降，直到接近本征频率时谐振回路在放电灯上产生高压并且起辉放电灯。在此出现以下的问题一方面放电灯的起辉前在电路装置中没有主要的能耗部件。另一方面电荷泵在工作并且不断地把电能储存在主储能器中。由此出现电路装置吸取的电能与给输出的电能之间的不平衡。如果没有适时地起辉放电灯，则导致或者主储能器毁坏或者在设有关闭装置时导致电路装置关闭。在现有技术中这导致在起辉时段中选取逆变器频率的优化问题在一方面所述的能量不平衡主导的时间应当尽可能地短。这达到高的起辉电压，高起辉电压要求逆变器频率接近本征频率。另一方面能量不平衡应当尽可能地小，从而到主储能器过载之前的时间可以尽可能地长，并且从而起辉时段尽可能地长。这对于可靠地起辉放电灯是值得追求的，但是这却要求尽可能远在本征频率之上的逆变器频率。由于外部的条件譬如放电灯的起辉特性、环境温度和部件公差等对此有影响，使得优化任务困难。在现有技术中对此问题有两个解决方案要么妥协接受不可靠的起辉，要么过度地要求部件如主储能器和灯的扼流圈并且从而昂贵且体积加大。
技术实现思路
本专利技术的任务是提出如权利要求1的前序部分所述启动和运行放电灯的电路装置，它实现可靠而且低成本的放电灯起辉。该任务用如下所述的具有权利要求1的前序部分特点的通过根据权利要求1的特征部分的特点的启动和运行放电灯的电路装置解决。特别有利的扩展说明于从属权利要求中给出。在现有技术EP 0 621 743(Mattas)中说明了一种具有第一调节输入端的调节器。向该第一调节输入端引入相应于在灯脚上运行的放电灯的第一运行量的电学量。根据本专利技术调节器具有第二调节输入端。给第二调节输入端引入相应于第二运行量的第二电学量，所述的第二运行量是谐振回路中振荡的无功能量的尺度。根据本专利技术将第二电学量经阈值开关向第二调节输入端输送。如果第二电学量的值超过阈值开关的阈值，就提高逆变器频率。通过选择阈值和频率增量可以调定放电灯中的能量不平衡最高能有多大。从而根据本专利技术在优化器件的利用时可以达到最大的起辉电压。从而还可以用成本低廉的器，件达到可靠的放电灯起辉。附图说明下面参照附图借助于实施例说明本专利技术图1启动和运行放电灯的根据本专利技术的电路装置的方框图，图2用于启动和运行放电灯的根据本专利技术的电路装置的实施例。下文中电阻用字母R、晶体管用字母T、线圈用字母L、放大器用字母A、二极管用字母D，节点电位用字母N而电容器用字母C，各后接一个数字标出。还有在下文中不同的实施例中相同和相同作用的元件全都采用相同的参考符号。具体实施例方式在图1中示出根据本专利技术的用于启动和运行放电灯的电路装置的方框图。在接线柱J上可以从电网电压源向所述电路装置输入市电电压。市电电压首先馈入方框RF。一方面该方框包含公知的滤除干扰的装置。在另一方面该方框含有整流市电交流电压的整流器。通常为此采用桥式电路的全波整流。对于在该电路装置中实现的电荷泵的功能重要的是整流器的特性，不允许有任何让能量从该电路装置流向市电电压源的电流。经整流的市电电压馈送到电子的泵开关UN1，在此在整流器FR与电子泵开关UN1之间的连接处出现泵节点N1。在最简单的情况下所述的电子泵开关UN1由一个泵二极管组成，所述的泵二极管只允许从泵节点N1流向泵二极管的电流。然而还有可能把任意的电子开关，例如MOSFET，用作完成泵二极管的功能的电子泵开关UN1。电子泵开关UNI允许通过的电流馈给主储能器STO。主储能器STO多数实施成电解电容器。然而也可以是其它类型的电容器。原则上在电容器方面还可以是双重形式的能量储存。在双重的情况下把主储能器STO实施为线圈。由于较低的成本和较好的功效优选地用电容器作主储能器STO。还有带有多个所谓泵支路的电荷泵的实施形式。在此把多个电子的泵开关UNI并联地连接。由此出现多个泵节点N1。为了泵节点的相互退耦，相应地在整流器和泵节点之间各接入一个二极管。带有两个泵支路的实施例示于图2中。主储能器STO为逆变器INV提供电能。逆变器INV产生大多为交流电压的交变量，所述的交变量馈送到用MN和PN标示出的方框。MN表示该方框的功能是匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于启动和运行放电灯（Ｌ、Ｌｐ１和Ｌｐ２）的电路装置，具有以下的特征：＊第一和第二市电连接端（Ｊ１、Ｊ２）用于连接市电电压，＊整流器（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４），其整流输入端与市电连接端连接，并且其整流器输出端（Ｎ２１）上有整流后的市电电压，＊整流器输出端（Ｎ２１）与电子泵开关（ＵＮ１、Ｄ７、Ｄ８）耦连，由此在电子泵开关（ＵＮ１、Ｄ７、Ｄ８）上构成第一泵节点（Ｎ１、Ｎ２３），＊在电子泵开关的背离整流器输出端（Ｎ２１）的一侧与主储能器（Ｃ３）耦连，＊主储能器（Ｃ３）向逆变器（ＩＮＶ）输送能量，它在逆变器输出端（Ｎ２５、Ｎ２６）上输出具有逆变器频率的逆变器电压，所述的逆变器频率比市电电压的频率高很多，＊逆变器输出端（Ｎ２５）经泵网络（ＰＮ、Ｌ３、Ｃ６、Ｃ７）与第一泵节点（Ｎ１、Ｎ２３）耦连，＊在逆变器的输出端（Ｎ２５）上可以经匹配网络（Ｍｎ、Ｌ３、Ｃ６、Ｃ７），经灯卡头（Ｊ３－Ｊ６）与放电灯（Ｌ、Ｌｐ１、Ｌｐ２）连接，所述的匹配网络（Ｍｎ、Ｌ３、Ｃ６、Ｃ７）具有带有本征频率的谐振回路（Ｌ３、Ｃ６、Ｃ７），＊调节器（ＣＯＮＴ），其调节输出端输出设定信号，其中调节器输出端这样地与逆变器（ＩＮＶ）耦连，使其设定信号影响逆变器频率，＊第一调节器输出端（Ｂ１），其中馈入与第一运行量对应的第一电学量，其特征在于，所述的调节器具有第二调节输入端，其中通过阈值开关（ＴＨ、ＭＯＶ）馈入第二电学量，所述的第二电学量与第二运行量（Ｂ２）相应，所述的第二运行量是谐振回路（Ｌ３、Ｃ６、Ｃ７）中振荡的无功能量的尺度，其中第二电学量的值在超过阈值开关（ＴＨ、ＭＯＶ）的阈值时引起逆变器频率的较大的值。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B鲁多尔夫，
申请(专利权)人：电灯专利信托有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]