专利名称：用于点燃放电灯的电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于点燃放电灯的电路装置，该电路装置具有用于 连接输入电压的第一和第二输入端子；逆变器，该逆变器具有输入端和输 出端，其中输入端与第一和第二输入端子耦合；用于连接放电灯的第一和 第二输出端子；谐振电感线圏，该谐振电感线圏耦合在逆变器的输出端与 第一输出端子之间；谐振回路，该谐振回路包括谐振电感线團；以及用于 调节在逆变器输出端提供的信号的频率的调节装置。此夕卜，本发明涉及一 种用于点燃这种电路装置上的放电灯的方法。
背景技术：
本发明总体上涉及借助在谐振回路的谐振频率范围内激励谐振回路 来产生足以点燃放电灯的高电压的问题。在现有技术中，在此情况下尤其 是测量谐振回路的输出电压或者在谐振频率的整个由于容差引起的可能 的范围上进行扫描，即交替M较小的频率到较大的频率并且接着从较大 的频率到较小的频率等等进行扫描。在第一操作方式的情况下，在此尤其 是在使用分压器的情况下测量谐振回路的输出电压，以便由此为谐振回路 选#^合适的激励频率。如果点燃电压在数千伏的范围中，则分压器的元件 必须针对该高压来设计。此外，输出电压的测量要求在额外需要的部件方 面的相当大的费用，这导致不希望的高成本。因为谐振回路的输出端上的 电压由于逆变器而作为交流电压存在，所以在对其测量时必须设置滤波器 来消除交流成分，其中该滤波器造成了在部件和安装方面的额外开销。在 第二变形方案中，即在扫描的情况下，尽管需要较少的部件，然而对可能 的谐振频率的整个有容差的范围的覆盖导致低的平均输出电压并且由此 导致点燃条件的劣化。
发明内容
因此，本发明的任务在于改进前面所述的电路装置或前面所述的方 法，使得在较低的成本费用的情况下能够实现调节到谐振回路的谐振频率上以点燃放电灯。
该任务通过具有权利要求1的特征的电路装置以及通过具有权利要
求8的特征的方法来解决。
本发明基于如下知识当替代对谐振回路的输出电压的测量而测量在 谐振回路中流动的电流时，能够实现成本低廉地调节到谐振回路的谐振频 率。由此， 一方面可以省去设置为高压设计的分压器。也就是说，电流测 量通过低阻值的分流电阻来进行，该分流电阻串联地耦合到电流回路中。 分流电阻上的电压通常小于IV。在此，另一方面考虑如下情形这种用 于电流测量的分流电阻本来就设置在用于驱动放电灯的电子镇流器中，即 设置在用于在放电灯的持续工作期间调节不同的工作参数的电子镇流器 中，并且根据本发明现在也可以应用于与放电灯的点燃相结合的调节中。
补充地，应指出的是，在本发明的范围内除了用完整的谐振频率来激 励之外，也可以通过谐振频率的非整数的分数来进行激励，由此可以降低 在逆变器的电子开关的开关速度方面的要求。
在一个优选的实施形式中，开关装置还具有电压转换器，该电压转换 器耦合在第一和第二输入端子以及逆变器的输入端之间，其中电流测量装 置构建为分路，并且设置在电压转换器中，以及其中电压转换器与参考电 势相连，使得通过分路的电流与谐振回路中的电流关联。相对于将分流电 阻设置在谐振回路中，本操作方式具有的优点是，可以省去费事的浮动电 位(potentialfreie)效情。
优选地，调节装置包括用于对与谐振回路中的电流的最大值相关的 值进行存储的存储装置；比较装置，该比较装置用于将在逆变器输出端信 号的瞬时频率的情况下得到的、与谐振回路中的电i5^目关的值与存储在第 一存储装置中的最大值进行比较；以及写入装置，该写入装置设计为针 对在信号的瞬时频率的情况下在逆变器的输出端得到的、与谐振回路中的 电i!^目关的值大于目前所记录的最大值的情况，将该值记录到第一存储装 置中。
该措施提供了如下优点在向谐振频率调节的情况下，与由于温度相 关性等引起的变化或者容差无关地，始,对当前电路装置将考虑到现有 环境条件的情况下对于电路装置的谐振回路中的电流(或者与此相关的 量)的最佳当前值用作调节量。
在一个优选的改进方案中，调节装置还包括用于控制逆变器输出端信号的频率的控制装置；第二存储装置，差值记录到该第二存储装置中， 其中比较装置还被设计为形成在存储于第 一存储装置中的最大值与逆变 器输出端信号的瞬时频率下得到的值之间的差，并且将该差与记录在第二 存储装置中的差值进行比较，其中控制装置还被设计为，朝着一个方向来 改变(即降低或者提高)逆变器输出端信号的频率，直到该差大于或者大 于等于所记录的差值，并且随后又朝着反方向来改变(即提高或者降低)， 直到该差又大于或者等于所记录的差值。
在现有技术中公开的、当调节谐振回路的输出电压时所使用的操作方 式中，在实际谐振频率左右的+ / - 5 %至+ / -10 %的范围上进行扫描以便 达到带有容差的谐振频率。谐振频率的容差根据变化的环境条件和由于部 件容差而产生。在本发明中，(通过记录在第二存储装置中的差值的限定) 尽管同样覆盖了谐振频率的范围，然而其中由于一同记下的最大值，所以 容差和不同的温度对最大的输出电压和谐振频率的影响无关紧要，使得可 以比现有技术明显更窄地包含谐振频率左右的频率范围。由此相对于现有 技术中公开的操作方式得到谐振回路的平均输出电压的明显提高。这能够
实现极大改进所连接的放电灯的易点燃性(Zuendneigung )。
此外，最后介绍的优选实施形式还提供了 一种在检测与谐振回路的电 i糾目关的信号时适于消除噪声影响的装置。该噪声例如可以在有用信号的 1%到5%的量级。现有技术中结合电压测量而公开的其他调节算法在越 过最大值之后测量较小的值时，该算法才将继续的频率升高或者继续的频 率降低进行反转。该操作方式未考虑噪声的影响并且始终又防止了达到实 际的最大值，由此得到比在本发明的情况下更小的电压-时间面积 (Spannungs-Zeit-Flaeche )。通过一同记下当前的电流最大值(或者与此 相关的值)和差值的大小使得噪声的影响被可靠地遮盖，可以使得在其中 进行扫描的频率范围最小化并且使得电压—时间面积最大化。后者导致连 接在根据本发明的电路装置上的放电灯的易点燃性的最优化。
在根据本发明的电路装置的一个优选的实施形式中，差值在此最大为 最大值的50%，优选在最大值的5%到30%之间。在此，在最大值在点 燃过程中如所提及的那样改变之后，也可以基于从经验获得的最大值的平 均值来确定差值。
在逆变器输出端上的频率优选以最大lkHz，优选最大50Hz的跃变 来改变。调节装置的时间常数优选为最大5ms,更为优选为最大2ms。
参照根据本发明的电路装置所描述的优选的实施形式及其优点只要可应用也适于祁4t本发明的方法。
根据本发明的方法的一个特别优选的实施形式具有以下步骤a)测 量在瞬时频率中形成的瞬时电流值；b)确定所存储的、与电流值的当前 最大值对应的电流值和瞬时电流值之间的差；bl)如果调节',从较大的 频率向较小的频率进行bll)如果该差小于所存储的差值使瞬时频率 降低可预先给定的频率值；b12)如果该差大于或者等于所存储的差值 使瞬时频率提高可预先给定的频率值；b2)如果该调节'l^从较小的频率 向较大的频率进行b21)如果该差小于所存储的差值使瞬时频率提高 可预先给定的频率值；b22)如果该差大于或者等于所存储的差值使瞬 时频率降低可预先给定的频率值；c)将瞬时电流值与作为当前最大值存 储的电流值进行比较cl)如果瞬时电流值大于所存储的电流值存储该 瞬时电流值替代目前所存储的电流值；c2)如果该瞬时电流值小于所存储 的电流值舍弃该瞬时电流值；d)重复步骤a)、 b)和c)直至点燃放电 灯。
代替相应的电流值，在本发明中由此可以简单地对与该电流值相关的 电压值(例如分路上下降的电压)进行测量、分析和存储。
其他有利的实施形式由从属权利要求中得到。
以下将参照所附的附图更为详细地阐述根据本发明的电路装置的实 施例。其中
图1以示意图示出了根据本发明的电路装置的一个实施例的电路图； 图2以示意图示，了在根据现有技术的操作方式的情况下(虚线曰)和
化曲线；以及
图3示出了信号流程图，该信号流程图说明了在根据本发明的方法中 的操作方式。
具体实施例方式
图1以示意图示出了根据本发明的电路装置的一个实施例。在该电路 装置的输入端存在所谓的中间回路电压Uzw,该中间回路电压通常表示数百伏特的直流电压。之后是电压转换器，该电压转换器在此示例性地实施
为降压调节器，并且包括开关S1、电感器L1、 二极管D1和电容器C1。 之后是逆变器，该逆变器在此示例性地实施成全桥布置并且包括开关S2、 S3、 S4和S5。放电灯La通过谐振回路耦合到逆变器的输出端上，其中 谐振回路包括电感器L2、 L3和电容器C2。此外，该电路装置还包括 调节装置10,设置在电压转换器中的分流电阻Rsh上下降的电压URSh被 输送给该调节装置。该电路装置具有四个输出端，以便如用箭头所标记的 那样来控制开关S2、 S3、 S4、 S5。在调节装置IO中设置有第一存储装置 12、比较装置14、写入装置16、第二存储装置18以及控制装置20，结 合图3还将对其进行详细介绍。
谐振回路中的电流在开关S2和S5闭合的时刻流过元件S2、 L2、 C2、 L3、 S5、 RSh的序列。在开关S3和S4闭合的时刻，电流流过元件S4、 L3、 C2、 L2、 S3、 RSh的序列。
图2示出了电压URSh的时间变化曲线，该电压与谐振回路中的电流 相关。虚线绘制了如下的变化曲线当连续地扫描一个频率范围时得到该 变化曲线，其中该频率范围设计为使得在考虑到噪声、容差造成的波动的 情况下以及由于温度相关性而可靠地达到最大值。在点P1处，在逆变器 的输出端提供具有谐振回路的谐振频率fres的信号。从点Pl至点P2例如 降低频率，其中在点P2处最大的降低达到预先给定的百分值，例如10%。 在点P2处，在逆变器的输出端的信号频率相应地为0.9fres。从点P2起(在 达到所提及的最小频率之后)持续提高频率，其中在点P3处又达到谐振 频率fm。进一步的提高最后得到点P4，在该点P4处谐振频率超过预先 给定的程度例如10%。在点P4处，频率相应地为l.lfres。从点P4起，频 率又降低，等等。
对于针对根据本发明的电路装置而得到的实线曲线，在讨论图3之后 再进行阐述。
图3以示意图示出了根据本发明的方法的信号流图。尽管在图3的信 号流图中测量并且分析了谐振回路的电流的值，如对本领域技术人员而言 明显的那样，在本发明的范围内代替电流值也可以测量、分析和存储与谐 振回路中的电纟i^目关的其他电流值，尤其是电压值。
首先，根据本发明的方法在步骤100中开始。在步骤110中，根据当 前的频率来测量谐振回路中的电流的当前的值Iist (f)。参照图1和图2 中所示的实施例，这对应于通过调节装置10确定分流电阻R幼上的电压URSh。接着，在步骤120中在比较装置中形成存储于第一存储装置12中 的、谐振回路中的电流的最大值Imax与在逆变器输出端信号的瞬时频率情 况下得到的值Ikt (f)之间的差。在根据图1和图2的实施例中，在第一 存储装置12中存储有电压URsh的最大值。
对于随后的措施重要的是，该调节是'l^从较大的频率朝较小的频率 运动还是相反运动。在步骤130中对此进行检查。如果调节',从较大的
频率朝较小的频率运动，则在步骤140中将事先确定的差lDHf与存储于第
二存储装置18中的差值AI进行比较。如果该比较的结果是IiMff小于AI， 则在步骤150中使控制装置20将频率降低预先给定的频率步长Af。而如 果IDiff大于AI,则在步骤160中使控制装置20将频率提高Af。
然而，如果在步骤130中确定该调节'f^从较小的频率朝较大的频率 运行，则在步驟170中又检查Id附是否小于厶I。如果情况如此，则在步 骤180中将频率提高Af。如果在步骤170中核查的结果为否定，则在步 骤l卯中将频率降低Af。如对本领域技术人员而言明显的那样，自然为 了得到相同的结果而可以将步骤130和160或者170在其顺序上进行交 换。
接着，在步骤200中为了确定新的最大值是否应存储在第一存储装置 12中而检查差I匿是否小于零。如果情况如此，则在步骤210中将瞬时频 率的情况下得到的电流值Ikt (f)作为新的值I^x存储在第一存储装置12 中。如果Ioiff大于零，则不存在新的最大值，于是在步骤220中舍弃当前
值Iw (f)。接着，用于测量在频率改变的情况下得到的值Ikt (f)的方法
返回到步骤UO。这些步骤重复直至点燃放电灯。如对于本领域技术人员 而言明显的那样，步骤130至I卯和200至220也可以并行地实施。
回到图2，实线曲线现在示出了在根据本发明的电路装置的情况下电 压URSh的时间曲线。在此情况下，点P5、 P6和P7表示在频率扫描时的 反转点。在本例子中，参照图2中对现有技术所示的虚线曲线曾介绍过频 率从P1到P2降低。于是，P5表示了如下的点从该点起在根据本发明
的操作方式中频率已经又被提高，并且在经过分流电阻Rsh上的电压URsh
的局部最大值之后又被降低。从点P7起相应地又提高频率。
在点P5、 P6和P7中相应地通过存储于第一存储装置12中的最大值 与当前值之间的差达到存储于第二存储装置18中的差值的值，并且由此 触发扫描过程的反转。如明显可看到的那样，在根据本发明的曲线中实际 达到的最小值彼此不同，因为这些最小值始终比在前的最大值小存储于第二存储装置18中的同样的值AURSh。此外，可明显看到的是，根据本发 明的曲线具有比根据现有技术的曲线明显更大的电压—时间面积。
权利要求
1. 一种用于点燃放电灯的电路装置，具有-用于连接输入电压(Uzw)的第一和第二输入端子；-逆变器，该逆变器具有输入端和输出端，其中该输入端与第一和第二输入端子耦合；-用于连接放电灯(La)的第一和第二输出端子；-谐振电感线圈(L2)，该谐振电感线圈耦合在逆变器的输出端与第一输出端子之间；-谐振回路，该谐振回路包括谐振电感线圈(L2)；以及-调节装置(10)，用于调节在逆变器输出端上提供的信号的频率(f)；其特征在于，该电路装置还包括电流测量装置(Rsh)，该电流测量装置被设计为用于测量与谐振回路中的电流相关的电流，其中该调节装置(10)设计为根据所测量的电流(Iist)来调节逆变器输出端的频率(f)。
2. 根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，该电路装置还包 括电压转换器(L1， Dl， Sl, Cl)，该电压转换器耦合在第一和第二输 入端子以及逆变器的输入端之间，其中该电流测量装置构建为分路(Rsh) 并且设置在电压转换器中，并且其中电压转换器与参考电势相连，使得通 过分路(RSh)的电流与谐振回路中的电il^目关。
3. 根据权利要求1或者2所述的电路装置，其特征在于，该调节装 置(10)包括-第一存储装置(12 )，用于存储与谐振回路中电流的最大值(Imax) 相关的值；-比较装置(14)，用于将在逆变器输出端信号的瞬时频率的情况下得 到的、与谐振回路中的电it^目关的值(Iist( f))与存储于第一存储装置(12 ) 的最大值(I醒)进行比较；以及-写入装置(16)，该写入装置设计为，对于在逆变器输出端信号的瞬 时频率的情况下得到的、与谐振回路中的电iW目关的值(Iist (f))大于目前所记录的最大值(Imax)的情况，将该值(Iist (f))记录到第一存储装置(12)中。
4. 根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，调节装置(10) 还包括-控制装置(20)，用于控制逆变器输出端信号；-第二存储装置(18),差值(AI)被记录到该第二存储装置中；-其中比较装置(14)还被设计为形成存储于第一存储装置(12)中 的最大值(Imax)与在逆变器输出端信号的瞬时频率的情况下得到的值 (Iist (f))之间的差(IDiff (f))，并且将该差与记录在第二存储装置(18) 中的差值(AI)进行比较，-其中控制装置(20)还被设计为将逆变器输出端信号的频率朝着一 个方向改变，即降低或者提高该频率，直至该差(IDiff (f))大于或者大 于等于所记录的差值(AI)，并且接着又朝着相反的方向改变，即提高或 者降低该频率，直至该差(IDiff (f))又大于或者大于等于所记录的差值 (△1)。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，差值 (AI)最大为最大值(Imax)的50%,优选在最大值(Imax)的5%到30%之间。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，逆变 器输出端上的频率以最大lkHz，优选最大50Hz的跃变来改变。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的电路装置，其特征在于，调节 装置(10 )的时间常数最大为5ms，优选的是最大为2ms。
8. —种用于点燃电路装置上的放电灯(La)的方法，该电路装置具 有用于连接输入电压(Uzw)的第一和第二输入端子；逆变器，该逆变 器具有输入端和输出端，其中该输入端与第一和第二输入端子耦合；用于 连接放电灯(La)的第一和第二输出端子；谐振电感线圏(L2)，该谐振 电感线團耦合在逆变器的输出端与第一输出端子之间；谐振回路，该谐振 回路包括谐振电感线圏(L2);以及调节装置(IO)，用于调节在逆变器 输出端上提供的信号的频率(f);其特征在于包括以下步骤-测量与谐振回路中的电$^目关的电流(Iist (f));以及-才艮据测量到的电流(Iist (f))来调节(10)逆变器输出端上的频率(f)。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于包括以下步骤a) 测量在瞬时频率的情况下得到的瞬时电流值(Iist (f));b) 确定在与电流值的当前最大值对应的、所存储的电流值(Imax)与 瞬时电流值(Iist (f))之间的差(IDiff);bl)如果调节'M从较大的频率向较小的频率运行bll)如果该差(IDiff)小于所存储的差值(AI):使瞬时频率 降低能够预先给定的频率值(厶f);b12)如果该差(IDiff)大于或者等于所存储的差值(AI):使 瞬时频率提高能够预先给定的频率值(Af);b2)如果该调节',从较小的频率向较大的频率运行b21)如果该差(IDiff)小于所存储的差值(厶I):使瞬时频率 提高能够预先给定的频率值();b22)如果该差(IDiff)大于或者等于所存储的差值(AI):使 瞬时频率降低能够预先给定的频率值(Af);c) 将瞬时电流值(Iist (f))与作为当前最大值存储的电流值(Imax) 进行比较(14):cl)如果瞬时电流值(Iist (f))大于所存储的电流值(I腿)存储 该瞬时电流值(Iist (f))替代目前所存储的电流值(I鹏)；c2)如果该瞬时电流值(Iist (f))小于所存储的电流值(Imax):舍 弃该瞬时电流值(Iist (f));d) 重复步骤a )、 b)和c)直至点燃放电灯(La )。
10. 根据权利要求8或者9所述的方法，其特征在于，代替相应的电 流值而对与其关联的电压值进行测量、分析和存储。
全文摘要
本发明涉及一种用于点燃放电灯的电路装置，具有用于连接输入电压的第一和第二输入端子；逆变器，该逆变器具有输入端和输出端，其中该输入端与第一和第二输入端子耦合；用于连接放电灯(La)的第一和第二输出端子；谐振电感线圈，该谐振电感线圈耦合在逆变器的输出端与第一输出端子之间；谐振回路，该谐振回路包括谐振电感线圈；以及调节装置(10)，用于调节在逆变器输出端上提供的信号的频率；其中该电路装置还包括电流测量装置，该电流测量装置被设计为用于测量与谐振回路中的电流相关的电流(I-<sub>ist</sub>(f))，其中该调节装置(10)设计为根据所测量的电流(I<sub>ist</sub>(f))来调节逆变器输出端上的频率。此外，本发明还涉及一种用于点燃电路装置上的放电灯的方法。
文档编号H05B41/28GK101523996SQ200680056031
公开日2009年9月2日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者伯恩哈德·赖特尔, 克里斯蒂安·布罗伊尔, 安德烈亚斯·胡贝尔, 拉尔夫·希英, 马丁·布吕克尔 申请人:奥斯兰姆有限公司