提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的方法和电路布置的制作方法

专利名称：提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的方法和电路布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于根据调光信号提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的方法，该调光信号输入到具有开关元件的功率因数校正电路中，该开关元件定时地在接通时间时接通，其中功率因数校正电路输出中间电路电压，该中间电路电压又输入到提供灯功率的变换器中。本发明同样还涉及一种电路布置，具有用于输入调光信号的输入端；用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的输出端；和输入端连接的功率因数校正电路， 包括具有控制输入端的可控制的定时的开关元件，用于确保电路布置的稳定的电流输入； 和输出端连接的变换器，用于产生灯功率；中间电路电压，中间电路电压施加在功率因数校正电路的输出端上和变换器的输入端上；和具有控制输出端的控制单元，用于提供用于功率因数校正电路的控制信号和在控制输出端上的用于变换器的控制信号。
背景技术：
本发明由根据独立权利要求和从属权利要求的类型的用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的一种方法和一种电路布置出发。灯功率在根据本发明的方法和根据本发明的电路布置中借助于调光信号进行调节，因此运行中的气体放电灯可以通过调光信号来调光。调光信号在此具有相位前沿或相位后沿。迄今为止的提供可变化的灯功率的前接仪器测量调光信号的相位前沿或相位后沿的相位角，并且调节灯上的和调光信号的相位角相关联的调光功率。然而为此必需的是准确测量相位角，这导致或者必须以很高的部件投入来进行昂贵的附加的电路布置，或者在数字处理时必须有快速的和因此是昂贵的处理器，该处理器以高的扫描率扫描调光信号。

发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于根据调光信号提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的方法，该调光信号输入到具有开关元件的功率因数校正电路中，该开关元件定时地在接通时间时接通，其中功率因数校正电路输出中间电路电压，该中间电路电压又输入到提供灯功率的变换器中，实施根据本发明的方法比由现有技术中已知的方法消耗更少的资源。本发明的目的同样还在于，提出一种用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的电路布置，具有用于输入调光信号的输入端；用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的输出端；和输入端连接的功率因数校正电路，包括具有控制输入端的可控制的定时的开关元件，用于确保电路布置的稳定的电流输入；和输出端连接的变换器， 用于产生灯功率；中间电路电压，中间电路电压施加在功率因数校正电路的输出端上和变换器的输入端上；和具有控制输出端的控制单元，用于提供用于功率因数校正电路的控制信号和在控制输出端上的用于变换器的控制信号，根据本发明的电路布置与由现有技术中已知的电路布置相比可以更加价廉地和利用更少的部件投入来构造。相关于方法的目的根据本发明利用一种用于根据调光信号提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的方法来实现，该调光信号输入到具有开关元件的功率因数校正电路中，该开关元件定时地在接通时间时接通，其中功率因数校正电路输出中间电路电压， 该中间电路电压又输入到提供灯功率的变换器中，和在一个运行相位中调光信号不具有相位前沿和相位后沿，在该运行相位中功率因数校正电路和变换器彼此独立地利用各一个自身的调节电路调节，和在一个运行相位中调光信号具有相位前沿或相位后沿，在该运行相位中两个独立的调节电路通过上一级的第三调节电路这样彼此耦合，即变换器的灯功率这样调节，即开关元件在功率因数校正电路中的接通时间相应于预定的时间。该方法的一个有利的设计方案包括下面的重复进行的步骤-识别出，调光信号是否具有相位前沿或相位后沿，-这样调节开关元件的接通时间，即中间电路电压相应于预定的值，并且存储第一量值，该第一量值是用于开关元件的第一接通时间的衡量尺度，以及这样调节变换器的灯功率，即当识别出调光信号不具有相位前沿和相位后沿时，灯功率和放电灯的额定功率相
一致，-读入第一量值，该第一量值是用于开关元件的第一接通时间的衡量尺度，并且这样降低变换器的灯功率，即当识别出调光信号具有相位前沿或相位后沿时，开关元件分别闭合一个第一接通时间的持续时间。通过这种措施可以以最少的部件投入和计算投入来形成灯上的功率输出与调光信号的相位角之间的相互关联。在一个改进方案中进一步将作为用于调光信号的第一峰值电压值的衡量尺度的第二量值同时和第一量值一起存储，并且实施下述的附加的步骤-测量调光信号的瞬时的峰值电压(Cla)，-读入作为用于第一峰值电压值(O1)的衡量尺度的第二量值，-将测得的瞬时的峰值电压和读入的第一峰值电压值进行加权，该第一峰值电压值由第二量值这样得出，即变换器的灯功率这样调节，即开关元件的当前的接通时间满足
下述的公式….T^r-C C在此是取决于灯功率的校正因数。
9通过这种措施可以独立于调光信号的峰值电压值使得连接上的气体放电灯的调光水平保持不变。对于很多放电灯、特别是高压放电灯来说有利的是，即调光信号由相位前沿调光器或相位后沿调光器提供，该调光器具有50% -100%的调光范围。因此可以避免不能达到的情况，当调光水平低于50%时会出现这种情况。在另一个设计方案中，在断开气体放电灯(5)之前存储作为用于变换器00)的第一灯功率(Pi)的衡量尺度的第三量值，以及在重新接通气体放电灯时实施下面的步骤-读入第一和第三量值，-将第一灯功率和预定的灯起动功率进行比较，
-这样控制变换器，即当第一灯功率大于或等于预定的灯起动功率时，灯功率和放电灯的第一灯功率相一致，-这样控制变换器，即当第一灯功率小于预定的灯起动功率时，灯功率和放电灯的预定的灯起动功率相一致，-等待一个预定的持续时间，-这样控制变换器，即灯功率具有一个量值，在该量值的情况下开关元件分别闭合一个算出的接通时间的持续时间。通过这种措施，在断开气体放电灯时存储了由使用者调节的调光水平，并且在重新接通气体放电灯时再次进行调节。相关于电路布置的目的利用一种用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的电路布置来实现，该电路布置具有-用于输入调光信号的输入端，-用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的输出端，-和输入端连接的功率因数校正电路，包括具有控制输入端的可控制的定时的开关元件，用于确保电路布置的稳定的电流输入，-和输出端连接的变换器，用于产生灯功率，-中间电路电压，该中间电路电压施加在功率因数校正电路的输出端上和变换器的输入端上，-具有控制输出端的控制单元，用于提供用于功率因数校正电路的控制信号和在控制输出端上的用于变换器的控制信号，其中电路布置-具有和控制单元连接的第一存储元件，用于存储第一量值，第一量值是用于开关元件的第一接通时间的衡量尺度，-具有和输入端连接的探测单元，探测单元设计用于确定，调光信号是否具有相位前沿或相位后沿，-在探测到全波(不具有相位前沿和相位后沿)的情况下，作为用于开关元件的第一接通时间的衡量尺度的第一量值存储在第一存储元件中，这样调节变换器，即灯功率施加在输出端上，灯功率和气体放电灯的额定功率相一致，以及-在探测到相位前沿或相位后沿的情况下，用于第一接通时间的第一量值由存储元件中读出并且通过变换器的控制来这样调节灯功率，即功率因数校正电路的开关元件分别闭合一个接通时间的持续时间。通过这种措施可以以最少的部件投入和计算投入来形成灯上的功率输出与调光信号的相位角之间的相互关联。有利地，探测单元扫描具有频率的调光信号，该频率满足下述的关系式 fa ^0,01 . fDIM。这确保了，即电路布置以最少的部件投入和计算投入来实现，以便能够探测相位前沿或相位后沿。如果控制单元还设计用于在第二存储元件中存储第二量值，该第二量值是用于调光信号的第一峰值电压值的衡量尺度，则其测量调光信号的瞬时的电网电压峰值，并且将测得的瞬时的电网电压峰值和由第二量值得出的第一峰值电压值这样进行加权， 即灯功率通过变换器的控制这样大地提供，即开关元件的接通时间满足下述的公式
权利要求
1.一种用于根据调光信号(DIM)提供用于至少一个气体放电灯(5)的运行的灯功率的方法，所述调光信号输入到具有开关元件(12)的功率因数校正电路(10)中，所述开关元件定时地在接通时间(TJ时接通，其中所述功率因数校正电路(10)输出中间电路电压 (Uzk)，所述中间电路电压又输入到提供所述灯功率的变换器00)中，其特征在于，-在一个运行相位中所述调光信号(DIM)不具有相位前沿和相位后沿，在所述运行相位中所述功率因数校正电路(10)和所述变换器00)彼此独立地利用各一个自身的调节电路调节，和-在一个运行相位中所述调光信号(DIM)具有相位前沿或相位后沿，在所述运行相位中两个独立的调节电路通过上一级的第三调节电路这样彼此耦合，即所述变换器00)的所述灯功率(Pa)这样调节，即所述开关元件在所述功率因数校正电路(10)中的所述接通时间(TJ相应于预定的时间(T1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于下面的重复进行的步骤-识别出，所述调光信号(DIM)是否具有相位前沿或相位后沿，-这样调节所述开关元件(12)的所述接通时间(Tw)，即所述中间电路电压(UZK)相应于预定的值，并且存储第一量值，所述第一量值是用于所述开关元件(12)的第一接通时间 (T1)的衡量尺度，以及这样调节所述变换器00)的所述灯功率(Pa)，即当识别出所述调光信号不具有相位前沿和相位后沿时，所述灯功率和所述放电灯的额定功率(Pn)相一致，-读入所述第一量值，所述第一量值是用于所述开关元件的所述第一接通时间(T1)的衡量尺度，并且这样降低所述变换器OO)的所述灯功率(Pa)，即当识别出所述调光信号具有相位前沿或相位后沿时，所述开关元件(1 分别闭合一个所述第一接通时间(T1)的持续时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步将作为用于所述调光信号(DIM)的第一峰值电压值(Ci1)的衡量尺度的第二量值同时和所述第一量值一起存储，并且实施下述的附加的步骤-测量所述调光信号的瞬时的峰值电压(IJa)，-读入作为用于所述第一峰值电压值(Ci1)的衡量尺度的所述第二量值，-将测得的所述瞬时的峰值电压(Cia)和读入的所述第一峰值电压值(O1)进行加权， 所述第一峰值电压值由所述第二量值这样得出，即所述变换器Co)的所述灯功率(Pa)这样调节，即所述开关元件的当前的接通时间(Tw)满足下述的公式7 ^ 1 7； ( c在此9是取决于所述灯功率(Pa)的校正因数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述调光信号(DIM)由相位前沿调光器或相位后沿调光器提供，所述相位前沿调光器或相位后沿调光器具有 50% -100%的调光范围。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在断开所述气体放电灯(5) 之前存储作为用于所述变换器OO)的第一灯功率(P1)的衡量尺度的第三量值，以及在重新接通所述气体放电灯(5)时实施下面的步骤-读入所述第一和第三量值，-将所述第一灯功率(P1)和预定的灯起动功率进行比较，-这样控制所述变换器(20)，即当所述第一灯功率(P1)大于或等于所述预定的灯起动功率时，所述灯功率(Pa)和所述放电灯的所述第一灯功率(P1)相一致，-这样控制所述变换器(20)，即当所述第一灯功率(P1)小于所述预定的灯起动功率时，所述灯功率(Pa)和所述放电灯的所述预定的灯起动功率相一致， -等待一个预定的持续时间，-这样控制所述变换器(20)，即所述灯功率(Pa)具有一个量值，同时所述开关元件分别闭合一个算出的接通时间(Te)的持续时间。
6.一种用于提供用于至少一个气体放电灯的运行的灯功率的电路布置，具有 -用于输入调光信号(DIM)的输入端，-用于提供用于至少一个气体放电灯(5)的运行的灯功率(Pa)的输出端， -和所述输入端连接的功率因数校正电路(10)，包括具有控制输入端的可控制的定时的开关元件(12)，用于确保所述电路布置的稳定的电流输入，-和所述输出端连接的变换器(20)，用于产生所述灯功率(Pa)， -中间电路电压(Uzk)，所述中间电路电压施加在所述功率因数校正电路(10)的所述输出端上和所述变换器00)的所述输入端上，和-具有控制输出端的控制单元(40)，用于提供用于所述功率因数校正电路(10)的控制信号和在所述控制输出端上的用于所述变换器00)的控制信号，其特征在于，所述电路布置-具有和所述控制单元连接的第一存储元件(421)，用于存储第一量值，所述第一量值是用于所述开关元件(12)的第一接通时间(Tl)的衡量尺度，-具有和所述输入端连接的探测单元(11)，所述探测单元设计用于确定，所述调光信号(DIM)是否具有相位前沿或相位后沿，-在探测到全波(不具有相位前沿和相位后沿)的情况下，作为用于所述开关元件的所述第一接通时间(T1)的衡量尺度的所述第一量值存储在所述第一存储元件G21)中，这样调节所述变换器(20)，即灯功率(Pa)施加在所述输出端上，所述灯功率和所述气体放电灯的额定功率相一致，以及-在探测到相位前沿或相位后沿的情况下，用于所述第一接通时间(T1)的所述第一量值由所述存储元件中读出并且通过所述变换器的控制来这样调节所述灯功率(Pa)，即所述功率因数校正电路(10)的所述开关元件(12)分别闭合一个所述接通时间(T1)的持续时间。
7.根据权利要求6所述的电路布置，其特征在于，所述探测单元扫描具有频率(fa)的所述调光信号(DIM)，所述频率满足下述的关系式fa ^0,01 - fDIM。
8.根据权利要求6或7所述的电路布置，其特征在于，所述控制单元00)还设计用于在第二存储元件G22)中存储第二量值，所述第二量值是用于所述调光信号的第一峰值电压值(O1)的衡量尺度。
9.根据权利要求8所述的电路布置，其特征在于，所述电路布置测量所述调光信号的瞬时的电网电压峰值(tx)，并且将测得的所述瞬时的电网电压峰值(tx)和由所述第二量值得出的所述第一峰值电压值(O1)这样进行加权，即所述灯功率(Pa)通过所述变换器的控制这样大地提供，即所述开关元件的所述接通时间(TJ满足下述的公式 1C在此是取决于所述灯功率的校正因数。
10.根据权利要求8或9所述的电路布置，其特征在于，所述电路布置具有另一个存储元件023)，用于在断开所述气体放电灯(5)之前存储第三量值，其中所述第三量值是用于第一灯功率(P1)的衡量尺度，以及所述电路布置还具有下述特征-用于在接通所述气体放电灯之后读入所述第一和第三量值的模拟器， -用于将所述第一灯功率(P1)和预定的灯起动功率进行比较的比较装置， -用于这样控制所述变换器的装置，即当所述第一灯功率(P1)大于或等于所述预定的灯起动功率时，所述灯功率(Pa)和所述气体放电灯的所述第一灯功率(P1)相一致，-用于这样控制所述变换器的装置，即当所述第一灯功率(P1)小于所述预定的灯起动功率时，所述灯功率(Pa)和所述气体放电灯的所述预定的灯起动功率相一致，-延迟装置，所述延迟装置使得施加到所述气体放电灯上的功率(Pa)施加一个预定的持续时间，-调节电路(46)，用于这样调节所述变换器，即所述灯功率(Pa)具有一个量值，同时所述开关元件(12)分别闭合一个算出的接通时间(Tc)的持续时间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电路布置，其特征在于，所述控制单元GO)具有微控制器，以及所述探测单元(11)由所述微控制器的相应的线路布置和软件构成。
全文摘要
本发明涉及用于根据调光信号(DIM)提供用于至少一个气体放电灯(5)的运行的灯功率的一种电路布置和一种方法，该调光信号输入到具有开关元件(12)的功率因数校正电路(10)中，该开关元件定时地在接通时间(TON)时接通，其中功率因数校正电路(10)输出中间电路电压(UZK)，该中间电路电压又输入到提供灯功率的变换器(20)中，其中，在一个运行相位中调光信号(DIM)不具有相位前沿和相位后沿，在该运行相位中功率因数校正电路(10)和变换器(20)彼此独立地利用各一个自身的调节电路调节，和在一个运行相位中调光信号(DIM)具有相位前沿或相位后沿，在该运行相位中两个独立的调节电路通过上一级的第三调节电路这样彼此耦合，即变换器(20)的灯功率(Pa)这样调节，即开关元件在功率因数校正电路(10)中的接通时间(TON)相应于预定的时间(T1)。
文档编号H05B41/28GK102197709SQ200880131650
公开日2011年9月21日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者沃尔特·利默, 阿洛伊斯·布劳恩, 马克西米利安·施密德尔 申请人:欧司朗有限公司