专利名称：照明装置的操作设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种操作用于照明装置的操作设备的方法、实现该方法的控 制单元以及照明装置的操作设备。
本发明可以用于如控制气体放电照明装置，因此出于简化，下面将根据
气体放电照明装置的电子镇流器(电子控制装置，electronic control gears, 以下简称ECGs)来描述本发明。本发明同样可以应用于其它照明装置如高压 照明装置、发光二极管等的电子激活。
背景技术：
最近，照明装置的操作设备领域中的电子控制电路逐渐被数字化。通常， 这种电路的任务是相对于其输出来说控制照明装置。而且，为了完成该任务 的方式是以尽可能兼容的方式实现照明装置的激发、供电电压和外围(如连 接的交流电源或电子烟雾)的驱动电路。
然而，起初这些数字控制电路出于安全考虑被设计得相对冗余，最近已 经看到照明装置的操作设备的数字控制电路正逐渐简化。这尤其关系到所需 元件方面的减少，尽管提供的控制算法也要考虑许多参数。
电力电子的集成数字控制电路是大家知道的，例如美国专利号 US6946984B2中。在那里，电路被简化到各种模拟输入信号由一才莫数转换器 (ADC )按多路的方式转换然后进一步被数字处理的程度。
发明内容
本发明的目的是能够用相对少但非常灵活的元件实现照明装置的操作设 备的数字控制电路。
这个目的按照本发明通过独立权利要求的特征实现。从属权利要求以特别有利的方式展开了本发明的中心思想。
根据本发明因此提供了 一种操作用于照明装置，尤其是气体放电照明装 置的电子镇流器的搡纵设备的方法。该照明装置由数字控制电路的激发信号 的发射控制。至少一个模拟测量信号被反馈给数字控制电路并且在那里通过 控制工程进行处理，即产生取决于测量信号的激发信号。为了调节模拟测量 信号，至少一个模拟测量信号在数字控制电路中与一个可调参考值进行比较。 在这种情况下，可调参考值由数字控制电路的中央控制单元预先设置。
该参考值通过一 D/A转换器直接提供给一比较器，模拟测量信号提供在 比较器的另一输入。该比较器因此完成A/D转换，以便比较器的输出信号能 够进一步进行数字处理。
该参考值也可以通过一 D/A转换器存储在一存储设备中，其中存储设备 的内容4^供给一比较器，模拟测量信号提供在比较器的另一输入。比较器的 输出信号是依次能够进一步进行数字处理的信号。
此处可以使用一个模拟存储设备，比如开关电容。
该参考值能取决于所述操作设备的当前操作状态和/或所述至少一个测 量信号的当前相位角。例如，关于一个连接的气体放电照明装置的当前操作 状态的结论，也可以通过测量信号的相位信号如通过照明装置电流和照明装 置电压的相位得出。
在中央控制单元中可以实现一个与操作设备的操作状态相关的顺序控制 系统。
通过一 多路调制器，中央控制单元能够选择多个反馈的测量信号中的一 个，然后选择出的测量信号与参考值进行比较以进一步计算。参考值从中央 控制单元出发能被存储在一外部或者内部存储设备中。
根据本发明的一个进一步的方面，为一个照明装置的操作设备提供一个 控制单元，该控制单元被配备以实施如上详述的方法。
该控制单元可以被形成作为微控制器、布线逻辑或作为可编程逻辑。最后，本发明还涉及一种照明装置的操作设备尤其是气体放电照明装置的电子 镇流器操作设备以及一种具有一照明装置和这种类型的一操作设备的发光设 备。
现在参考附图进一步对本发明的进一步的特征、优点以及特性进行更加 详细的解释。
图1示出了本发明的原理电i 各框图2示出了顺序控制系统，其中顺序控制系统输出取决于当前的操纵状 态、并且如果适用也可以取决于操作状态中的预定义的状态的输出信号。 参考符号列表 1数字控制电路(l) 2控制单元(顺序控制系统) 3数模转换器
4 比较器
5 多路调制器(丽X)
6 外部存储设备
7 内部存储设备
8 外部时钟
9外部开关的激发
10 MUX
11存储设备
12比4交器
13功率因子矫正电路
14开关
15充电线圏16 二极管 17存储电容 18负载电路 19照明装置 20转换器 21控制信号
具体实施例方式
现在参考图l对本发明进行解释。
如已经说明的，本发明根据气体放电照明装直的电子镇流器(ECG )及进 行解释纯粹是因为在本实例中的陈述原因。
一经过整流的供电电压(或者一个来自于电池等的直流电压等)IU.以已 知的方式才是供给一个功率因子矫正(power factor correction,以下简称 PFC)电路。PFC电路与其操作模式对于本领域技术人员来说是熟知的。
PFC电路13具有一个充电线圈15， 一个可控开关14 (如一个场效应晶 体管)以及一个二极管16。采用该PFC电路13， 一个存储电容17被充电为 一个大体恒定的总线电压Ubus，总线电压lks通常要比经过整流的供电电压UDC 大。总线电压IL,s例如通过一个具有可控开关(如场效应晶体管)22、 23的 变换器20被转换成用于负载电路18的高频供电电压IU其中该操作装置包 括如图示出的作为滑动欧姆电阻的气体放电照明装置19。
PFC电路13的开关14以及变换器20的开关22、 23从一数字控制电路1 开始被控制(为了简化附图，通常提供的驱动电路没有示出)。
于是数字控制电路1控制连接的照明装置19的操作。
来自于操纵装置(如照明装置电压、照明装置电流)、负载电路、供电 电压(Uoc、 1^等)的各种阶段以及如果适用PFC电路13的其它操作参数(如 通过充电线圏15的电流)区域的信号被提供给数字控制电路l。多个反馈的 测量信号用Sl、 S2、 S3、…Si^务照图示标记。这些模拟测量信号通过控制工程采用数字控制电路1中的一个中央控制
单元2计算，用于采用中央控制单元2中的软件或者硬件提供的控制算法， 为了确定并输出取决于这些模拟测量信号的过去和/或当前值的控制信号21.
为此，中央控制单元2例如通过多路调制器5、 IO在预设的时间点或者 在预设的周期中选择多个反馈模拟测量信号中的一个进行计算。为达到这一 目的，中央控制单元控制两个多路调制器5、 10，该多路调制器5、 10的输 入多个不同的反馈模拟测量信号Sl、 S2、 S3、 ...Sn分别被提供。多路调制器 5， 10的输出分别被连接到至少一个比较器4， 12上。
比较器4、 12的输出代表一个数字信号，该数字信号被提供给中央控制 单元2。因此，该数字控制单元2然后能够处理使用预设的控制算法提供的 数字化的信号。结果，激发信号然后可以为照明装置、或负载电路或者照明 装置本身的供电电路的各种操作参数输出。
如本实例所示，开关20、 21和22以如脉冲宽度模型(pulse width ， modulation) 9的形式被控制。
为了灵活地配置图示出的数字控制电路1,并且为了能够将其设置成操 作设备、或照明装置以及要被计算的模拟测量信号S1、 S2、 S3、…Sn的当前 状态，中央数字控制单元2为比较器4、 12预先确定可调参考值。为此，数 字控制单元2输出数字值，该数字值通过一个数/模转换器3被转换，然后任 何一个才是供给比较器4的第二输入。这与比较器4的参考值中的快速动态变 化相符合。通过多路调制器通道选择选择出的模拟测量信号Sl、 S2、 S3、... Sn提供在比较器的另 一输入。
可选地和/或除此之外，D/A转换器3的输出信号也可以提供给一模拟存 储设备如一个开关电容11，模拟测量信号的存储值作为一种静态参考值被提 供并且在l交长周期内这样"静态地"被提供作为比较器12的参考值。
尤其关于这种"静态比较器"12,需要注意多个分别由多路调制器IO、 模拟存储设备11以及以所谓比较器存储库形式的比较器12组成的这样的单 元可以彼此平行被提供。相反，具有快速变化的输入信号的动态比较器4优选地只被设置一次。
根据本发明，控制单元2优选地也要保持灵活，因此其顺序、控制算法 的参数、多路调制器5、 10的通道选择等能够从外部被改变，因为相应的默 认值被存储在内部或者外部存储设备6、 7中或者由一个总线(没有示出)提 供。
由用于设置各个比较器4、 12的参考值的控制单元2当前输出的数字值 能尤其取决于照明装置的当前状态，其中操作设备19的主状态能够依次被划 分成子状态。这在图2中已示出。
该比较器的参考值对于照明装置的主操作状态中的各种子状态在这里可 以不同。在一个主操作状态中能够因此输出比较器的不同参考值。
在气体放电照明装置的情况下，例如能这样存在主搡作状态"启动"、 "预热"、"点火，，、常规照明装置操作"运行"以及错误状态"错误，，。 如图2中所示，对于主l喿作状态"预热，，、"点火，，以及"运行，，，在中央 控制单元2中实现的顺序控制系统具有子状态Dl、 D2、 D3和D4。
这样的话，测量信号的不同相位是不同子状态的一个例子。例如，第一 相位和以此方式第一子状态可以为一个周期信号的峰值的范围。另一个子状 态可以为相同测量信号的过零区域的相位范围。由于关于所述不同相位的控 制存在不同需求(时间常数，分辨率等)，比较器的不同参考值可以在不同 相位输出。如果适用，测量信号的周期也能够获知，因为在照明装置范围(照 明装置电流等)中的某典型测量信号具有^^决于控制单元本身的控制信号(电 子镇流器的转换器的激发等)的周期。
在周期信号的情况下，以子采样形式的测量也能够发生以便第一周期中 第一相位(如测量信号的峰值范围)的计算并且在另一个周期中另一个相位 (如过零)被计算。
因此，甚至测量信号的不同周期能代表子状态，其中预设不同的参考值。
如已经说明的，中央控制单元2能够产生取决于当前的主操作状态以及 如果适用当前子才乘作状态的下列输出信号关于当前将要通过多路调制器5、 10的激发计算的模拟测量信号的通道 选择和/或
通过数字信号的输出到D/A转换器3设置比较器4、 12的参考值。优选 地，只提供一个D/A转换器3用于进行模拟测量信号的计算。
该控制电路可以被形成作为专用集成电路、微控制器、布线逻辑或者作 为可编程逻辑以及作为其混合执行。
权利要求
1、一种操作用于照明装置(19)，尤其是气体放电照明装置的电子镇流器(ECG)的操作设备的方法，其中所述照明装置(19)由激发信号(21)的输出控制，并且至少一个模拟测量信号(S1...Sn)被反馈，其中所述至少一个模拟测量信号与一可调参考值比较(4、12)，以及所述可调参考值能在所述照明装置的操作状态中设置。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述参考值通过一D/A转换器(3) 直才妄^提供给一比较器(4 )，所述模拟测量信号提供在所述比较器的另 一输入。
3、 才艮据权利要求1所述的方法，其中所述参考值通过一 D/A转换器(3 ) 被存储在一存储设备(11)中，其中所述存储设备(11)的内容提供给一比 较器(12),所述模拟测量信号4是供在所述比较器的另一输入。
4、 根据权利要求3所述的方法，其中采用一模拟存储设备(11)。
5、 才艮据权利要求3或4所述的方法，其中一开关电容(11)用作存储设备。
6、 根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述参考值取决于所述操作 设备的当前操作状态和/或所述至少一测量信号的当前相位角。
7、 根据前述任一权利要求所述的方法，其中根据操作设备的操作状态实 现一顺序控制系统。
8、 根据前述任一权利要求所述的方法，其中通过一多路调制器(3、 10) 选择多个反馈的测量信号(Sl…Sn)中的一个，将该信号与所述参考值进行 比较。
9、 冲艮据前述任一权利要求所述的方法，其中所述参考值由控制单元存储 在一外部或者内部存储设备中。
10、 一种操作照明装置(19),尤其是气体放电照明装置的电子镇流器 (ECG)的操纵设备的方法，其中所述照明装置(19)由激发信号(21)的输出控制，并且至少一个模拟测量信号(Sl…Sn)被反馈用于计算，其中用于计算的所述至少一个模拟测量信号与一可调参考值比较(4、 12),以及所述可调参考值在所述测量信号的不同相位和/或周期被不同地设置。
11、 一种用于照明装置(19)的操作设备的控制单元，其被配备以实现 根据前述任一权利要求所述的方法。
12、 根据权利要求10所述的控制单元，其特征在于该控制单元被形成作 为《敞控制器、布线逻辑或作为可编程逻辑。
13、 一种用于照明装置(19),尤其是气体放电照明装置的电子镇流器 (ECG)操作设备，其中所述照明装置(19)由一数字控制电路(1)的激发信号(21)的输出激发，并且至少一个模拟测量信号(Sl…Sn)被反馈给所 述数字控制电路(1)，其中至少一个比较器(4、 12)将所述数字控制电路(1)中的至少一个模拟 测量信号与一可调参考值比较，以及所述可调参考值由所述数字控制电路(1)的一控制单元(2)输出，其 中所述参考值由所述控制单元(2 )在所述照明装置(19 )的操作状态中是可 调的。
14、 根据权利要求12所述的搡作设备，其中所述参考值通过一D/A转换 器(3)直接提供给一比较器(4),所述模拟测量信号提供给所述比较器的 另一输入。
15、 根据权利要求12所述的操作设备，其中所述参考值通过一D/A转换 器(3 )存储在一存储设备(11 )中，其中所述存储设备内容提供给一比较器(12)，所述模拟测量信号提供在所述比较器的另一输入。
16、 根据权利要求14所述的操作设备，其中所述存储设备被形成作为一 模拟存储设备，如作为一开关电容(11)。
17、 根据权利要求12-15任一所述的操作设备，其中所述参考值取决于 所述操作设备的当前操作状态和/或所述至少一个测量信号的当前相位角。
18、 才艮据权利要求12-16任一所述的操作设备，其中在中央控制单元(2 ) 中根据所述操作设备的所述操作状态实现一顺序控制系统。
19、 4艮据权利要求17所述的操作设备，其中所述顺序控制系统的状态顺 序是可变的。
20、 才艮据权利要求12-18任一所述的操作设备，其中中央控制单元(2) 通过一多路调制器(3、 10)选择多个反馈的测量信号中的一个，由一比较器(4、 10)将该信号与所述参考值进行比较。
21、 根据权利要求12-19任一所述的操作设备，其特征在于其为一气体 放电照明装置的电子镇流器。
22、 才艮据权利要求12-20任一所述的操作设备，其特征在于所述参考值 存^f诸在一外部或者内部存储设备中。
23、 才艮据权利要求12-21任一所述的操作设备，其中所述控制单元(l) 被形成作为微控制器、布线逻辑或作为可编程逻辑。
24、 一种发光设备，具有一照明装置和根据权利要求12-21任一所述的 操作设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于照明装置，尤其是气体放电照明装置的电子镇流器(ECG)的操作设备的操作。所述照明装置被数字控制电路(1)的控制信号的输出控制。至少一个模拟测量信号被反馈给数字控制电路(1)，所述至少一个模拟测量信号在数字控制电路(1)中与可调参考值比较，且所述可调参考值由数字控制电路(1)的中央控制单元(2)输出。所述参考值取决于所述操作设备的当前操作条件和/或所述至少一个测量信号的当前相位。
文档编号H05B41/38GK101411247SQ200780011261
公开日2009年4月15日 申请日期2007年2月15日 优先权日2006年3月27日
发明者京特·马伦特, 斯特凡·祖德雷尔-科赫, 霍斯特·科诺德根 申请人:三多尼克爱特克两合股份有限公司