专利名称：具有当电极螺旋丝预热时开关释放的放电灯的驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明是从按照权利要求1前序部分的放电灯驱动装置出发的。其中特别涉及到可以改善电极螺旋丝(W1，W2)加热的电路。
背景技术：
已知气体放电灯可以达到比较高的寿命，如果将其电极在放电之前预热。为此预热这个概念是很普通的。为此一般来说将电极构造成为螺旋丝，为了用预热电流预热目的将螺旋丝加负荷。而且在电灯驱动时也希望加热电流通过螺旋丝，以便维持规定的螺旋丝温度。这特别是当电灯减弱驱动时的情况。
在文献EP 0707438中公布了螺旋丝加热电路，这似乎与气体放电的驱动无关。为此将加热变压器(L11，L12，L13)的初级线圈(L11)与两个半桥开关中的一个并联。此外为了原则上接受由半桥提供交流电压的直流部分串联一个耦合电容器(CB1)。此外还可以将一个电子开关(S3)与初级线圈串联，用电子开关或者借助于可以调整加热强度的脉冲驱动可以接通和关闭螺旋丝的加热。加热变压器(L11，L12，L13)具有多个次级线圈(L12，L13)，这些为螺旋丝(W1，W2)提供加热电流。有些驱动装置具有螺旋丝监控电路，这些监控电路用比电灯电流小的直流电流工作。为了不损害这个电路的功能，必须至少在一个方向避免通过次级线圈的直流电流。这可以通过与各个次级线圈串联一个电容器或者一个二极管达到。如果只驱动一个电灯，则一般来说对于每个螺旋丝存在一个次级线圈(L12，L13)。在例外的情况下也可以希望只加热一个螺旋丝。当驱动多个串联在一起的电灯时一个共同的次级线圈对于相互连接的螺旋丝就够了。然而通过相应设计加热变压器和/或脉冲驱动如同下面叙述的自由选择螺旋丝的加热电流是受限制的。
电子驱动装置一般包括借助于电子开关建立的发生器，发生器输出比电网电压频率高的电压。经过适当的电抗双联门准备好用于驱动电灯的能量。则驱动频率高就决定了电子开关的开关或然率高，重要的是电子开关的单个开关过程尽可能无损耗地进行。从文献中已知很多电路布局，这些有可能成为谐振或者准谐振开关和因此电路损失保持的很小。电灯的电子驱动装置范围内将半桥确定为标准布局。其中涉及到驱动电压(DC)的中间电路电势(P)和参考电势(E)之间的两个电子开关(S1，S2)的串联电路。将开关的连接点(M)交替变化地与中间电路电势(P)和参考电势(E)连接。如果现在一个开关通过接通过程应该造成连接点(M)的电势变化，则首先在开关上接上高电压，高电压随着开关过程降低为低的数值。因为开关在开关过程的开始必须立即承受电流，产生高的开关损失。因此力求只当开关连接小电压时然后才接通开关。半桥现在提供了这种ZVS(零电压交换)的可能性。如果满足了规定先决条件，当打开开关时将连接点(M)电势自动地(准谐振)从驱动电压(DC)电势交换到另外的电势。在自动地电势交换之后可以几乎无损耗地接通其他开关。为了可以不太快地进行自动电势交换常常将释放电容器(CT)与两个开关中的至少一个并联在一起。因此减小了被打开开关的损耗和降低了通过开关过程产生的干扰。
但是必须试验建立这样的条件，当打开半桥开关时造成连接点(M)自动的电势交换。必要的条件在于，由半桥馈入的负荷必须显示电感特性。将电灯耦合在半桥上的电抗双联门(Z)一般包括电灯电感线圈(L2)。因此当电灯正常驱动时可以容易地调整驱动频率，在其中半桥的负荷是电感的。然而如果为了预热螺旋丝(W1，W2)使用上述的加热变压器(L11，L12，L13)和电灯处于预热阶段，则电灯电感线圈(L2)对于负荷阻抗的贡献太小，以便可靠地保证半桥开关(S1，S2)的释放。为了克服这个效应可以将电灯电感线圈(L2)的电感进行匹配。然而这很少有可能，因为电灯电感线圈(L2)在驱动时必须最佳化。为了提高负荷阻抗的电感，也有可能减少释放电容器(CT)的电容。然而这带来以下缺点提高了半桥开关(S1，S2)的关闭损耗，增大了驱动装置产生的火花干扰和通过释放电容器(CT)的电流建立对辅助电路能量供应的可能性受到限制。
发明内容
本发明的任务是按照权利要求1前序部分提供在预热驱动时也几乎保证无电压接通半桥开关(S1，S2)的驱动装置。
此任务是在具有权利要求1前序部分的特征的情况下通过具有权利要求1特征部分的特征的驱动装置解决的。特别有益的实施例可以在从属权利要求中找到。
将电灯连接在由半桥中间点电势(M)提供的在电抗网络上面的交流电压上。这常常是由电灯电感线圈(L2)和谐振电容器(CR)构成的串联谐振回路组成的。与电灯串联耦合电容器(CB2)是必要的，耦合电容器接受由半桥提供的交流电压的直流电压部分。这个耦合电容器(CB2)也可以制造成为两个，其中一个与中间电路电势(P)和一个与参考电势(E)相连接。用于点燃则半桥的开关频率几乎是串联谐振电路(L2，CR)的谐振频率。
当预热时没有点燃电灯，也就是说没有电灯电流流过。当预热时电灯电压不允许太高以避免在电灯上过早地气体放电。所以通过串联谐振电路的电流也很小。因此预热时的负载电流原则上受加热变压器(L11，L12，L13)初级线圈上的电流的影响。在半桥开关(T1，T2)关闭瞬间负荷必须通过其电感特性存储足够的能量，以造成连接点(M)的电势交换。一般来说人们试图使变压器特性尽可能达到接近理想变压器的特性。因此已知的加热变压器没有空气隙。至少试图由制造条件决定的空气隙保持的尽可能小。按照本发明现在有意识地在加热变压器(L11，L12，L13)上加入一个空气隙。因此加热变压器(L11，L12，L13)可以存储能量。这个能量在半桥开关关闭时造成连接点(M)的电势交换和因此造成几乎无电压的，无损耗的半桥开关(S1，S2)的接通。
在加热变压器中由制造条件决定的空气隙的宽度，这个变压器不应该包括空气隙，明显地低于0.1mm。如果在普通驱动装置上的空气隙应该显示按照本发明的作用，必须至少有0.1mm的宽度。因此按照本发明和不是按照本发明的空气隙是很容易区别的。
与加热变压器(L11，L12，L13)的初级线圈常常串联耦合电容器(CB1)。耦合电容器首先用于将半桥产生的交流电压的直流部分脱耦。但是当相应设计时耦合电容器也可以用于确定加热电流的强度。也可以有一个开关(S3)与加热变压器(L11，L12，L13)的初级线圈串联。这个开关可以或者接通或者关闭螺旋丝(W1，W2)的加热或者在脉冲驱动时调节加热电流。
半桥开关无电压接通的问题也同样针对连接在全桥装置上的开关。可以将各个全桥的一半理解为针对上面叙述的半桥。
下面借助于实施例详细叙述本发明。附图表示了一个电路，在其上按照本发明在加热变压器(L11，L12，L13)上安排了一个空气隙。
具体实施例方式
在中间回路电势(P)和参考电势(E)之间的驱动电压源(DC)提供附图1电路一个直流电压。由两个开关串联电路构成的(S1，S2)半桥是连接在直流电压源(DC)上的。半桥在开关的连接点(M)上产生比网络电压频率高的交流电压。与每个开关并联一个空载驱动二极管(D1，D2)。与上面的开关(S1)并联一个释放电容器(CT)。同样作用也有可能将释放电容器(CT)与下面的开关(S2)并联。与下面的开关(S2)并联螺旋丝加热电路的初级回路。这个初级回路是由第一个耦合电容器(CB1)与开关(S3)和加热变压器(L11，L12，L13)的初级线圈(L11)的串联电路构成的。同样作用也有可能将螺旋丝的初级回路与上面的开关(S1)并联。在半桥开关(S1，S2)的连接点(M)上连接的是电灯电感线圈(A1)。与电灯电感线圈的另一端连接了第一个电灯接头(A1)。与之也连接了谐振电容器(CR)的接头。谐振电容器(CR)另外的接头是与驱动电压(DC)的参考电势(E)相连接的。电灯(A2)的第二个接头是经过第二个耦合电容器(CB2)也与参考电势(E)相连接。代替在参考电势(E)处将谐振电容器(CR)同样作用也可以连接在第二个电灯接头(A2)上。在第一个(A1)和第三个电灯接头(A3)之间是电灯(Lp)的第一个螺旋丝(W1)。与之并联的是加热变压器(L11，L12，L13)的第一个次级线圈(L12)。在第二个(A2)和第四个电灯接头(A4)之间是电灯(Lp)的第二个螺旋丝(W2)。与之并联的是加热变压器(L11，L12，L13)的第二个次级线圈(L13)。在附图上的电路只有一个电灯(Lp)。然而也可以将电路使用在串联在一起的多个电灯上。对应于然后准备加热的螺旋丝加热变压器(L11，L12，L13)必须补充另外的次级线圈。
权利要求
1.具有可加热螺旋丝的气体放电灯的电子驱动装置，具有以下特征- 在中间电路电势(P)和参考电势(E)之间有直流电压源(DC)，- 有两个串联的电子开关(S1，S2)，这些构成为具有中间点电势(M)的半桥，其中一个开关(S1)与中间电路电势(P)并且另一个(S2)与参考电势(E)相连接，和开关(S1，S2)交替变化地接通和关闭，因此在中间点电势(M)上产生交流电压，- 具有铁芯的加热变压器(L11，L12，L13)，次级边(L12，L13)将能量输出给螺旋丝(W1，W2)和初级边(L11)从半桥产生的交流电压中得到其能量，从而其特征为，加热变压器的铁芯有对加热变压器(L11，L12，L13)电参数起作用的空气隙。
2.按照权利要求1的驱动装置，其特征为，空气隙至少有0.1mm的宽度。
3.按照权利要求1的驱动装置，其特征为，与至少一个半桥开关(S1，S2)并联一个释放电容器(CT)。
4.按照权利要求1的驱动装置，其特征为，电灯经过由灯电感线圈(L2)和谐振电容器(CR)构成的串联振荡回路与半桥连接在一起，其中电灯与谐振电容器(CR)并联，和通过电灯的电流必须流过至少一个耦合电容器(CB2)。
5.按照权利要求1的驱动装置，其特征为，加热变压器(L11，L12，L13)通过次级线圈(L12，L13)的并联电路至少将一个电灯螺旋丝(W1，W2)用加热电流供应。
6.按照权利要求5的驱动装置，其特征为，与至少一个次级线圈(L12，L13)串联一个电气组件，其在至少一个方向阻挡通过有关次级线圈的直流电流。
7.按照权利要求1的驱动装置，其特征为，将加热变压器(L11，L12，L13)的初级线圈(L11)连接在并联于两个半桥开关(S1，S2)之一的初级回路上。
8.按照权利要求7的驱动装置，其特征为，初级回路是由初级线圈(L11)，另外的耦合电容器(CB1)和另外的电子开关(S3)的串联电路构成的。
9.按照权利要求1的驱动装置，其特征为，将半桥扩展两个另外的电子开关成为全桥。
全文摘要
具有当电极螺旋丝预热时开关释放的放电灯的驱动装置。为了加热放电灯的螺旋丝在所属的驱动装置上常常使用加热变压器(L11,L12,L13)。特别是当螺旋丝加热时在负荷电流中缺少足够高的电感部分以保证在具有半桥电路的驱动装置上的半桥开关(S1,S2)的接通释放。通过在加热变压器(L11,L12,L13)中加入空气隙当预热时或者当低的减弱驱动位置时也可以保证开关释放。
文档编号H05B41/295GK1345174SQ01124638
公开日2002年4月17日 申请日期2001年7月30日 优先权日2000年7月28日
发明者M·赫克曼 申请人:电灯专利信托有限公司