专利名称：加热并监测至少一个用evg控制的气体放电灯的灯丝的电路及照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及加热和监测至少一个用EVG控制的气体放电灯的灯丝的电路以及照 明系统，该照明系统包括具有这种电路的操作装置。该电路是独立权利要求1的主题。在从属于权利要求1的权利要求中找到改进特 征。本发明还涉及用于至少一个用电子镇流器操作的气体放电灯的灯丝电路。该灯丝 电路是独立权利要求7的主题并且通过从属于权利要求7的权利要求的特征来改进。本发明还涉及气体放电灯的操作装置，其具有上述类型的电路。本发明还涉及发光装置，其具有这种操作装置和至少一个气体放电灯。最后，本发明还涉及照明系统，其具有一个或更多个这种发光装置，该发光装置优 选通过总线相互连接和/或与中心控制单元连接。该照明系统也可以具有其它发光器件， 例如HID灯、LED或者0LED。将结合附图来描述本发明的多个实施例，其中
图1是用于控制两个气体放电灯的电子镇流器的示意框图，图2是用于两个气体放电灯的灯丝电路。图1所示的镇流器V用于操作各有两个灯丝Wla、Wlb、W2a和W2b的两个气体放电 灯 L1、L2。为了产生灯Li、L2的工作电压，电网电压通过整流器1被整流并且在斩波电路中 被斩波。逆变器3由此产生被供给串联共振回路4的交流电压。在串联共振回路4的电容 上降低的电压作为工作电压被供给灯Li、L2。一个与总线连接的程序发送器14确定灯L1、L2的预热阶段的开始。为此，它在框 8发出开始信号。框8产生用于灯L的灯丝Wl和W2的灯丝功率或灯丝电流。灯丝功率或 者灯丝电流在预热阶段中保持恒定。灯丝功率或者灯丝电流通过框6被供给灯Li、L2，此 框包括灯丝电压限定机构。需要限定灯丝电压例如以避免在灯丝的各独立部分之间的横向 放电。流经“冷”灯丝Wlb、W2b的灯丝电流在该共同的电阻R5上产生电压降，该电压降被 传输给灯丝电流测量机构7。此外，在两个分压器R1/R2和R3/R4上抽出电压，该电压是用 于在相应的“冷”灯丝Wlb、W2b上的灯丝电压的尺度。该电压被供给灯丝电压测量机构9。由灯丝电流测量机构7和灯丝电压测量机构9连续测量的测量值被传输给存储器 15。该存储器15被程序发送器14控制，确切说如此控制，即，在预热阶段的两个相继时刻 的用于灯丝电流和灯丝电压的测量值被存储。所存储的用于灯丝电流和灯丝电压的测量值 从存储器15被送往求商器10，求商器10从中算出灯丝Wlb、W2b的冷电阻和热电阻。这些 值由求商器10继续送往差值产生器11，差值产生器11从中算出电阻差。差值产生器11将电阻差送往判定逻辑电路13，其与存储有用于标准电阻差的表 的存储器12对应。判定逻辑电路13将在框11中算出的电阻差与存储在存储器12中的表 中的标准值进行比较，确定由镇流器V操作的灯L1、L2的类型。求出的灯类型由判定逻辑电 路13报告给工作参数调整机构5，如果灯L1、L2是一种不同于原先由镇流器V操作的灯的类型，则工作参数调整机构5除了其它工作参数外还重新调整灯丝电流或者灯丝功率。其 它工作参数可以是预热时间、点亮电压、灯照明电压、灯电流或者用于故障清除的参数。但 是，用于功率系数修正电路的工作参数例如总线电压或者控制环路的动态也可以被调整。与之相关地要指出，图1中的这些框不一定必须通过硬件来实现。相反，一个框的 功能也可以通过一个处理器中的相应软件来实现。图1的框图应该只用于更好理解。
图2所示的灯丝电路拟定专用于利用两个气体放电灯L1、L2的运行。它大致对应 于图1中的框8。在此情况下，它可以是灯丝电路，它从直流供电电压(例如Vbus)开始借 助直流一直流变换器预热一个气体放电灯的灯丝，其中可以根据灯丝参数来确定灯类型或 者某些工作参数。电路使用逆变器工作，该逆变器包括灯丝变压器T的初级绕组Tl、节拍 开关S和一个电阻R4。这三个元件串联。初级绕组Tl的“热”端位于由总线提供的总线电 压UBus上，而电阻R4的冷端接地。开关S被一个控制电路H发出节拍。后者对应于一个 微处理器P。微处理器P从总线获得控制指令。灯丝变压器T具有三个次级绕组T2、T3和T4。每个次级绕组与一个整流器电路 相连。用于次级绕组T2的整流器电路由一个二极管Bl和一个电容Cl构成。用于次级绕 组T3的整流器电路由一个二极管D3和一个电容C3构成。用于次级绕组T4的整流器电路 由一个二极管D4和一个电容C4构成。逆变器从由总线所提供的直流电压产生交流电压，该交流电压通过上述整流器电 路被整流。电容Cl、C3和C4用于对由此产生的脉冲化直流电压进行斩波。直流电压的大 小可以通过改变开关S的节拍比和/或节拍频率而受到影响。由在次级绕组T3和T4上的整流器电路耦合输出的直流电压用于加热两个灯Ll 和L2的“热”灯丝Wla和W2a。“冷”灯丝Wlb和W2b由次级绕组T2共同通电。为此，与包 括二极管Dl和电容Cl的整流器电路并联另一个整流器电路，其包括一个二极管D2和一个 电容C2。在两个整流器电路D1/C1和D2/C2上各有一个分压器。其中一个分压器由电阻 Rl和R2构成。第二分压器由电阻R4和R5构成。从两个分压器的节点耦合输出测量信号， 该测量信号被传输给控制电路H。测量信号是用于在两个“冷”灯丝Wlb和W2b上的灯丝电 压的尺度。经过上述两个灯丝的电流共同经过一个测量电阻R3。这在该测量电阻R3上造 成电压降，该电压降作为测量信号被继续传输给微处理器P并且是总电流的尺度。也可以把电阻R4和R5移至测量电阻R3后，如同虚线所示。电阻在此用R4'和 R5'表示。控制电路H和微处理器P共同利用用于灯丝电压的测量信号和用于总电流的测量 信号形成灯丝电阻。预热阶段开始时的灯丝电阻作为冷电阻被存储。在预热阶段内过了一 定时间后的灯丝电阻作为热电阻被存储。由热电阻和冷电阻构成电阻差并且与标准表的值 进行比较，以便确定两个灯Ll和L2的类型。要注意，“冷”灯丝Wlb和W2b通过唯一的次级绕组T2通电实现电路的明显简化。 如果要用该灯丝电路操作多于两个的灯，则该系统可以保留，即“冷”灯丝只由一个次级绕 组供电。但是，对于每个其它“冷”灯丝，必须设置一个独立的整流器。该电路的特点是，可以对电路提出关于耦合系数和电压强度的严格要求，而没有 关于可能需要的测量和由此获得的信息方面的缺点。通过测量“冷”灯丝的总电流并测量 两个灯丝电压，可以确定两个并联的灯丝的电阻。
此外，灯丝断裂可以如下确定。假定灯丝Wlb断裂。如果逆变器被接通且随后又 断电，并且在断电后测量灯丝电压，则表现出如下情况。在分压器R1/R2上的电压被长期保 持，因为出现时间常数，它由乘积(R1+R2) XCl得到。而在分压器R4/R5上的电压快速衰减， 因为在这里适用时间常数RhotXC2。Rhot比(R1+R2)大许多。
如果灯丝检查发现灯丝Wlb、W2b之一断裂，则未断灯丝的灯丝电阻通过图1所示 的利用求商的灯丝电阻计算机构10减半，从而同样的电流又流经该共同的电阻R5。这总体 上也完全适用于多于两个的监测灯丝断裂的灯丝。在此情况下，监测未断的灯丝的灯丝电 阻按照相应比例减小。
权利要求
一种用于加热和监测至少一个用电子镇流器操作的气体放电灯(L1，L2)的灯丝(Wb1，Wb2)的电路，其特征是，每个待监测的灯丝(Wb1，Wb2)是一个独立的监测回路的一部分，该监测回路与一个直流电压源相连并且包括至少一个电阻(R1 R5)和一个电容(C1，C2)，该灯丝、电容和电阻并联，并且设有测量和评价机构(H，P)，其在该监测回路的直流电压中断后依据电容上的电压的衰减时间来诊断可能有的灯丝断裂。
2.根据权利要求1的电路，其特征在于，该直流电压源由一个带有交流电压源的整流 器(D1，D2)构成。
3.根据权利要求2的电路，其特征在于，该交流电压源是本身与一个直流电压源 (UBUS)相连的逆变器，该逆变器的电感由一个变压器(T)的初级绕组(Tl)构成，该变压器 (T)具有与该整流器(D1，D2)相连的至少一个次级绕组(T2)。
4.根据权利要求3的电路，其特征在于，该变压器(T)也是用于该至少一个气体放电灯 (Li, L2)的所有灯丝(Wal，Wa2，Wbl，Wb2)的灯丝变压器。
5.根据权利要求3或4的电路，其特征在于，在有多个气体放电灯(L1，L2)的情况下， 对于每个“热”灯丝(Wal，Wa2)设有变压器的一个单独的次级绕组(T3，T4)，对于该“冷” 灯丝(Wbl，Wb2)设有一个共同的次级绕组(T2)，并且用于每个包含一个“冷”灯丝(Wbl， Wb2)的监测回路的该直流电压源由每个整流器(D1，D2)构成，该整流器与该共同的次级绕 组(T2)相连。
6.根据权利要求1至5之一的电路，其特征在于，该测量和评价机构(H，P)包括用于 逆变器的开关的控制电路(H)，在有多个气体放电灯(L1，L2)的情况下，每个监测回路包括 其数量与气体放电灯数量对应的分压器(R1/R2，R3/R4)，从该分压器的节点抽出一个供给 控制电路(4)的测量电压。
7.一种用于具有至少一个灯丝(Wal，Wbl)的至少一个气体放电灯(Li)的灯丝电路， 包括-可控的功率源或电流源(T，S，R1)，其具有用于所述至少一个气体放电灯(Li)的每个 灯丝(Wal，Wbl)的至少两个输出，-测量至少一个灯丝(Wbl)的灯丝电流和灯丝电压的传感器电路部(H，P)，-带存储器的处理器(P)，用于存储测量值和标准值以便识别灯类型，用于比较测量值 和额定值，以及用于设定对应于所求出的灯类型的至少一个灯参数，其特征在于，-处理器(P)利用第一次测量启动预热阶段并且在经过一定时间后开始第二次测量， 其中也存储第二测量值，-处理器(P)根据测量值求出所述至少一个灯丝(Wbl)的冷电阻和热电阻，从中求出电 阻差，将该电阻差与所存储的标准值比较以确定灯类型。
8.根据权利要求7的灯丝电路，还具有-构成可控的功率源或电流源(T，S，R4)的逆变器，它具有与一个直流电压源相连的 串联电路，该串联电路由至少一个节拍开关(S)和一个灯丝变压器(T)的初级绕组(Tl)构 成，-第二和第三次级绕组(T2，T3)，每一个次级绕组与一个相应的第二或者第三整流器 电路(D1，C1 ；D2，C2)相连并且给所述至少一个灯(Li)的两个灯丝(Wal，Wbl)中的每一个供应灯丝电流，-在确定用来给“冷”灯丝(Wbl)通电的整流器电路(D1，Cl)的输出上的分压器(R1， R2)，从其节点导出对应于灯丝电压的第一灯丝电压测量信号，-一个与“冷”灯丝(Wbl)串联的测量电阻(R3)，对应于灯丝电流的电压在该测量电阻 上降低，它作为灯丝电流测量信号被导出，-一个控制电路部(H)，第一灯丝电压测量信号被传输给该控制电路部并且该控制电 路部利用节拍比和/或节拍频率的变化对该开关(S)发出节拍，以及-处理器(P)，与控制电路部(H)通信并且灯丝电压测量信号被供给该处理器，其特征在于，_对于要用该电路操作的每个其它灯(L2)，在该灯丝变压器(T)上设有另一个次级绕 组(T4)，-每个另一个次级绕组(T4)与另一个整流器电路(D4，C4)相连，该另一个整流器电路 给该其它灯(L2)的“热”灯丝(Wa2)供应灯丝电流，-为了给该其它灯(L2)的“冷”灯丝(Wb2)供应灯丝电流，设有第三整流器电路(D2)， 其与给第一灯(Li)的“冷”灯丝(Wbl)通电的整流器电路(D1，C1)并联，-设有第二分压器(R4，R5)，它位于第三整流器电路(D2)的输出上并且从其节点推导 出第二灯丝电压测量信号并且该第二灯丝电压测量信号同样被传输给控制电路部(h)，以 及-所述两个灯(Li、L2)的两个“冷”灯丝(Wlb，W2b)中的每个冷灯丝的每个接点与测 量电阻(R3)的同一个接点相连，从而所述两个“冷”灯丝的灯丝电流共同流过该测量电阻。
9.根据权利要求7的灯丝电路，其特征在于，该可控的功率源或电流源由一个与直流 电压源(Vbus)连接的直流-直流变换器构成，其中该灯丝(Wal，Wa2, ffbl, Wb2)由该直 流_直流变换器预热并且根据灯丝参数来确定灯类型或某些工作参数。
10.一种用于气体放电灯的操作装置，具有根据前述权利要求之一的电路。
11.一种发光装置，具有根据权利要求10的操作装置和至少一个气体放电灯。
12.一种照明系统，具有一个或多个根据权利要求11的发光装置，该发光装置优选通 过总线相互连接和/或与中心控制单元连接。
全文摘要
本发明涉及用于加热和监测至少一个用电子镇流器操作的气体放电灯(L1，L2)的灯丝(Wb1，Wb2)是否灯丝断裂的电路。每个待监测的灯丝(Wb1，Wb2)是一个独立的监测回路的一部分。每个监测回路与一个直流电压源相连并且包括至少一个电阻/电容组合，相关的灯丝(W1b，W2b)与该电阻/电容组合并联。设有测量和评价机构(H，P)，其在该监测回路的直流电压通电中断后依据电压的衰减时间来诊断可能有的灯丝断裂。
文档编号H05B41/298GK101965755SQ200980107863
公开日2011年2月2日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年3月4日
发明者大卫·布索, 迪尔克·弗拉克丝 申请人:赤多尼科两合股份有限公司