专利名称：用于调节通过至少一个放电灯的电流的电路装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节通过至少一个放电灯的电流的电路装置，其具有调节回 路，该调节回路包括用于输送期望值的期望值输入端、用于输送实际值的实际值输入端和 用于提供与通过所述至少一个放电灯的电流相关的信号的输出端，其中实际值与通过放电 灯的电流的值相关，并且该电路装置具有期望值预给定装置，其设计用于将期望值提供给 调节回路。此外，本发明还涉及一种用于借助这种电路装置来调节通过至少一个放电灯的 电流的方法。
背景技术：
本发明涉及的问题是，灯电流在其通过电子镇流器、线缆和灯本身的路径上流过 带有电感性、电容性和/或欧姆性质的寄生部件的能够振荡的系统。由此，灯电流的形状与 预先给定的期望值不同。期望值的预先给定通常通过DAC(数模转换器)、RC环节或者通 过R2R网络来进行。DAC—方面过于昂贵，另一方面其最大工作频率是期望值的最大变化频 率。在RC环节中，可以通过改变激励PWM信号的占空比来产生不同的期望值。在此，RC环 节具有时间常数t。如果RC环节设计为使得时间常数T小，则尽管期望值可以进行快速 的电平变化，然而在信号上的纹波(波动性)较大。相反，当t选择得大时，尽管在灯电流 上的纹波较小，然而只能进行更缓慢的电平变化。在用于预先给定期望值的R2R网络的情 况下，产生极大的开销例如，为了实现8比特R2R网络已经需要24个器件。
发明内容
因此，本发明的任务在于，尽管有寄生的和限制性的影响，仍然尽可能快速且准确 地调节灯电流。特别地，要在纹波尽可能小的情况下实现期望值的高的变化速度。该任务借助带有权利要求1的特征的电路装置以及通过带有权利要求13的特征 的方法来解决。本发明所基于的认识是，当能够实现动态改变调节回路的时间常数时，可以解决 上述任务。于是，可以针对期望值的缓慢的变化实现调节回路的更缓慢的时间常数，而对于 期望值的快速变化可以启动调节回路的快速的时间常数。相应地，在根据本发明的电路装 置中，期望值预给定装置还包括带有至少一个输入端的微处理器，其中该微处理器设计为 将所述至少一个输入端与至少两个不同的电势的组中的一个电势耦合，并且该期望值预给 定装置包括连接装置；其带有至少一个输入端和至少一个输出端，所述至少一个输入端与 微处理器的所述至少一个输入端耦合，并且所述至少一个输出端与调节回路的至少一个点 華禹合。由此，可以在期望值的变化速度缓慢时可靠地将纹波最小化，而仍然可以实现期 望值的快速的变化速度。通过根据本发明的措施，可以极其精确地调节灯电流。这在投影应用中得到不同 的优点一方面，由此可以非常精确地控制光输出。这在具有数字光调制、例如DLP的投影方法中是必要的，以便实现尽可能精确地调节图像色彩。其次，通过该措施可以针对灯的要 求来优化灯电流；例如脉冲和换向的定时影响灯电极上的峰值增长并且由此影响投影系统 的光产出。其三，可以避免开关过振荡(Schaltueberschwinger)，由此降低了镇流器的声 学噪声。此外，由此可以进一步激励电子镇流器中的电感，而没有使这些电感进入饱和的危 险。最后，可以针对电子镇流器的要求来优化灯电流；例如，可以通过根据本发明的措施人 为地产生变缓的切换边沿。由此，降低了由电子镇流器的部件、特别是通过电感和电容器的 噪声发射。优选的是，调节回路的所述至少一个点(连接装置的输出端与该点耦合)是实际 值输入端、期望值输入端和/或调节回路的输出端。相应地，提供了不同的可能性，其中可 以参与到调节回路中，以便改变其时间常数。根据应用，一种或者其他的变形方案可以是优 选的。优选的是，微处理器的电势可以包括以下电势中的至少两种地、模拟值、高欧姆、 三态、带有上拉电阻、不带上拉电阻、带有下拉电阻、不带下拉电阻、开路(浮置)和供电电 压。根据选择了何种电势，得到对可借助相同的连接装置实现的时间常数的不同效果。特 别地，在不同的微处理器中有时只有所提及的电势中的不同电势可用，然而其中所有所提 及的电势都可以用于实现根据本发明的结果。特别优选的是，微处理器设计为将所述至少一个输入端周期性地以可预先给定的 占空比在两个电势之间、尤其是在地和供电电压之间来回切换。由此，近似将PWM信号施加 到连接装置上，通过该PWM信号的占空比和频率可以根据希望来改变提供给调节回路的期望值。优选的是，相应地调节回路具有调节的时间常数，其中连接装置包括至少一个用 于影响该时间常数的器件。优选的是，出于该原因，连接装置包括至少一个欧姆电阻和/或 至少一个电容器。由此，可以以成本特别低廉的方式和方法通过无源器件来实现该连接装置。特别优选的是，该连接装置包括至少两个器件，这些器件一方面分别与调节回路 的一个点、尤其是相同的点耦合，并且另一方面分别与微处理器的一个输入端、尤其是不同 的输入端耦合。由此，相应的器件的作用可以独立地被接通或者关断，或者在其强度上变 化。此外优选的是，连接装置具有至少一个第一输入端和至少一个第二输入端，并且 微处理器具有至少一个第一输入端和至少一个第二输入端，其中连接装置的第一输入端与 微处理器的第一输入端耦合，并且连接装置的第二输入端与微处理器的第二输入端耦合， 其中微处理器的第一输入端和第二输入端与相同的电势或者不同的电势耦合。由此，连接 装置的不同的器件可以与不同的电势耦合，以便通过这种方式影响调节回路的时间常数。根据一个优选的改进方案，微处理器具有接口，以便将至少一个输入端与至少两 个不同的电势中的可预先给定的电势耦合。此外优选的是，期望值预给定装置包括激励装置，其中该激励装置优选可以通过 接口由微处理器控制。这开创了如下可能性在激励装置中设置DA转换器，该DA转换器于 是与调节回路的至少一个点耦合。由此，在耦合输入点上为了产生期望值可以进行通过连 接装置提供的信号和由DA转换器提供的信号的叠加。由此，还得到根据希望来改变期望值的另外的可能性。其他的有利的实施形式由从属权利要求中得到。参照根据本发明的电路装置提出的优选的实施形式及其优点只要可用也相应地 适用于根据本发明的方法。
现在在下面参照附图进一步描述根据本发明的电路装置的实施例，该附图在示意 图中示出了根据本发明的电路装置的实施例。
具体实施例方式图1在示意图中示出了根据本发明的电路装置的一个实施例。该电路装置在其输 出端将灯电流l·提供给放电灯La。该电路装置包括调节回路10，调节回路的参考量是期 望值Us。n，并且其反馈量是实际值Ulst，其中根据这些量通过减法形成调节差AU。调节差 AU输送给该电路装置的负载回路12，由此作为调节回路10的输出量得到灯电流l·。实际 值Ulst由灯电流L通过测量环节14来产生，例如通过分流电阻，该分流电阻设置在负载回 路中的合适位置。此外，图1的电路装置包括激励装置16，该激励装置在其输出端将参考量Us。n的 第一部分提供给耦合输入点EP，并且为此优选包括DA转换器。参考量Usoll的的第二部分 由同样与耦合输入点EP耦合的连接装置18提供，该连接装置具有多个输入端El至E4，它 们与微处理器20的相应的输入端E5至E8耦合。微处理器20设计为将其输入端E5至E8 的每个与电势VCC、开路(Open)、模拟(Analog)、GND之一耦合，如示例性地针对其输入端E6 所示出的那样。该耦合也可以构建为使得微处理器周期性地在两个或者更多个电势之间来 回切换，由此似乎将PWM信号施加到连接装置18上。通过PWM信号的占空比和频率，确定 了提供给调节回路的期望值Us。u，尤其是其时间常数。连接装置18包括欧姆电阻Rl，其耦合在连接装置18的输入端El和调节回路10 中的耦合输入端EP之间。此外，连接装置还包括欧姆电阻R2，其耦合在输入端E2和耦合输 入点EP之间。此外还设置了第一电容器Cl，其耦合在输入端E3和耦合输入点EP之间，以 及设置了电容器C2，其耦合在输入端E4和耦合输入点EP之间。此外，微处理器20包括接 口 22，该微处理器通过该接口控制激励装置16的DA转换器。通过相应地选择相应的输入端与其耦合的电势可以实现的是，相应的欧姆电阻 Rl、R2和/或相应的电容器Cl、C2来回切换，由此影响期望值预给定的时间常数。优选进行在耦合输入点EP上的有效电容的改变，用于持续地改变时间常数。为了 短时地改变时间常数，优选改变在耦合输入点EP上的有效欧姆电阻。如果例如将输入端E5 连接到VCC，则由此可以快速提高耦合输入点EP上的电平。如果将输入端E5连接到地GND， 则由此可以快速降低在调节器的耦合输入点上的电平。根据一个未示出的实施形式，耦合输入点可以替选地或者附加地是调节回路10 的输出端和/或实际值输入端。同样，替代微处理器20中示出的电势可以存在其他的电势， 例如高欧姆、三态、带有上拉电阻、不带上拉电阻、带有下拉电阻、不带下拉电阻。在一个优选的实施形式中，省去了激励装置16。于是，在耦合输入点EP上仅仅提供微处理器20通过连接装置18提供的部分作为期望值Us。u。 通常，期望值的时间过程可以存储在微处理器20中或者也可以通过未示出的接 口由外部输送给微处理器20。
权利要求
一种用于调节通过至少一个放电灯的电流的电路装置，具有 调节回路(10)，其包括 用于输送期望值(USoll)的期望值输入端； 用于输送实际值(UIst)的实际值输入端；和 用于提供与通过所述至少一个放电灯(La)的电流(IL)相关的信号的输出端，其中实际值(UIst)与通过所述放电灯(La)的电流(IL)的值相关；以及 期望值预给定装置(18，20)，其设计用于将期望值(USoll)提供给调节回路(10)；其特征在于，期望值预给定装置(18，20)包括 带有至少一个输入端(E5；E6；E7；E8)的微处理器(20)，其中该微处理器(20)设计为将所述至少一个输入端(E5；E6；E7；E8)与至少两个不同的电势(VCC；开路；模拟；GND)的组中的一个电势(VCC；开路；模拟；GND)耦合；以及 连接装置(18)，其带有至少一个输入端(E1；E2；E3；E4)和至少一个输出端，所述至少一个输入端与微处理器(20)的所述至少一个输入端(E5；E6；E7；E8)耦合，并且所述至少一个输出端与调节回路(10)的至少一个点(EP)耦合。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，调节回路(10)的与连接装置(18)的 输出端耦合的所述至少一个点(EP)是实际值输入端、期望值输入端和/或调节回路(10) 的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，微处理器(20)的电势(VCC；开 路；模拟；GND)的组包括以下电势中的至少两种-地； -模拟值； -高欧姆； -三态；-带有上拉电阻； -不带上拉电阻； -带有下拉电阻； -不带下拉电阻； -开路(浮置)；以及 -供电电压。
4.根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，微处理器设计为将所述至少一个输 入端周期性地以可预先给定的占空比在两个电势(VCC ；开路；模拟；GND)之间、尤其是在地 (GND)和供电电压(VCC)之间来回切换。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的电路装置，其特征在于，调节回路(10)具有 调节的时间常数(T)，其中连接装置(18)包括至少一个用于影响该时间常数(T)的器件 (R1 ； R2 ；C1 ；C2)。
6.根据权利要求5所述的电路装置，其特征在于，连接装置(18)包括至少一个欧姆电 阻(R1 ；R2)和/或至少一个电容器(C1 ；C2)。
7.根据权利要求5或6所述的电路装置，其特征在于，该连接装置(18)包括至少两个 器件，所述器件一方面分别与调节回路(10)的一个点、尤其是相同的点耦合，并且另一方 面分别与微处理器(20)的一个输入端(E5 ；E6 ；E7 ；E8)、尤其是不同的输入端(E5 ；E6 ；E7 ； E8)華禹合o
8.根据权利要求7所述的电路装置，其特征在于，连接装置(18)至少具有第一输入 端(E1 ；E2 ；E3 ；E4)和第二输入端(E1 ；E2 ；E3 ；E4)，并且微处理器(20)至少具有第一输入 端(E5 ；E6 ；E7 ；E8)和第二输入端(E5 ；E6 ；E7 ；E8)，其中连接装置(18)的所述第一输入端 (E1 ；E2 ；E3 ；E4)与微处理器(20)的所述第一输入端(E5 ；E6 ；E7 ；E8)耦合，并且连接装置 (18)的所述第二输入端(E1 ；E2 ；E3 ；E4)与微处理器(20)的所述第二输入端(E5 ；E6 ；E7 ； E8)耦合，其中微处理器的所述第一输入端(E5 ；E6 ；E7 ；E8)和所述第二输入端(E5 ；E6 ；E7 ； E8)与相同的电势(VCC ；开路；模拟；GND)或者不同的电势(VCC ；开路；模拟；GND)耦合。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的电路装置，其特征在于，微处理器(20)具有接 口(22)，以便将至少一个输入端与至少两个不同的电势(VCC;开路；模拟；GND)的组中的 可预先给定的电势(VCC ；开路；模拟；GND)耦合。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的电路装置，其特征在于，期望值预给定装置包 括激励装置(16)。
11.根据权利要求10所述的电路装置，其特征在于，该激励装置(16)能够通过接口 (22)由微处理器(20)控制。
12.根据权利要求10或11所述的电路装置，其特征在于，激励装置(16)包括DA转换 器，该DA转换器与调节回路的所述至少一个点(EP)耦合。
13.一种用于借助电路装置来调节通过至少一个放电灯(La)的电流(IJ的方法，该电 路装置带有调节回路(10)，其具有用于输送期望值(Us。n)的期望值输入端；用于输送实 际值(uist)的实际值输入端；和用于提供与通过所述至少一个放电灯(La)的电流(IJ相关 的信号的输出端，其中实际值(UIst)与通过所述放电灯(La)的电流(IJ的值相关；该电路 装置还带有期望值预给定装置(16)，其设计用于将期望值(Us。n)提供给调节回路(10)；其特征在于，该方法包括以下步骤a)提供带有至少一个输入端(E5；E6 ；E7 ；E8)的微处理器(20)；b)提供带有至少一个输入端(E1；E2 ；E3 ；E4)和至少一个输出端的连接装置(18)；c)将连接装置(18)的所述至少一个输入端(E1；E2 ；E3 ；E4)与微处理器(20)的所述 至少一个输入端(E5 ；E6 ；E7 ；E8)耦合，并且将连接装置(18)的所述至少一个输出端与调 节回路(10)的所述至少一个点耦合；以及d)将微处理器(20)的所述至少一个输入端(E5；E6 ；E7 ；E8)与至少两个不同的电势 (VCC ；开路；模拟；GND)的组中的电势(VCC ；开路；模拟；GND)耦合。
全文摘要
本发明涉及一种用于调节通过至少一个放电灯的电流的电路装置，带有调节回路(10)，其包括用于输送期望值(USoll)的期望值输入端；用于输送实际值(UIst)的实际值输入端；和用于提供与通过所述至少一个放电灯(La)的电流(IL)相关的信号的输出端，其中实际值(UIst)与通过放电灯(La)的电流(IL)的值相关；以及期望值预给定装置(18，20)，其设计用于将期望值(USoll)提供给调节回路(10)；其中期望值预给定装置(18，20)包括带有至少一个输入端(E5；E6；E7；E8)的微处理器(20)，其中该微处理器(20)设计为将所述至少一个输入端(E5；E6；E7；E8)与至少两个不同的电势(VCC；开路；模拟；GND)的组中的一个电势(VCC；开路；模拟；GND)耦合；以及连接装置(18)，其带有至少一个输入端(E1；E2；E3；E4)和至少一个输出端，所述至少一个输入端与微处理器(20)的所述至少一个输入端(E5；E6；E7；E8)耦合，并且所述至少一个输出端与调节回路(10)的至少一个点(EP)耦合。此外，本发明还涉及一种用于调节通过至少一个放电灯(La)的电流(IL)的相应方法。
文档编号H05B41/392GK101926231SQ200880125706
公开日2010年12月22日 申请日期2008年1月24日 优先权日2008年1月24日
发明者克里斯蒂安·布罗伊尔, 安德烈亚斯·胡贝尔, 马丁·布吕克尔, 马库斯·贝尔 申请人:奥斯兰姆有限公司