专利名称：用于驱动至少一个卤素灯的电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动至少一个卤素灯的电路装置，该电路装置具有输入端，其带有用于连接交流供电电压的第一输入端子和第二输入端子；整流器，其带有与第一输 入端子和第二输入端子耦合的输入端；以及输出端，其带有用于提供中间回路电压的第一 输出端子和第二输出端子；桥电路，其带有分别具有控制电极、参考电极和工作电极的至少 一个第一电子开关和第二电子开关，其中第一电子开关和第二电子开关在形成第一桥中点 的情况下串联地耦合在整流器的第一输出端子和第二输出端子之间，其中桥电路还包括第 二桥中点；第一变压器，其带有初级绕组和次级绕组，其中初级绕组耦合在第一桥中点和第 二桥中点之间；输出端，其带有第一输出端子和第二输出端子用于将驱动电压提供给所述 至少一个卤素灯，其中第一输出端子与第一变压器的次级绕组的第一端子耦合，并且第二 输出端子与第一变压器的次级绕组的第二端子耦合；第二变压器，其带有第一绕组、第二绕 组和第三绕组，其中第二变压器的第一绕组与第一变压器的初级绕组串联耦合，其中第二 绕组与第一电子开关的控制电极耦合，并且第三绕组与第二电子开关的控制电极耦合；耦 合在整流器的第一输出端子和第二输出端子之间的串联电路，该串联电路带有第一欧姆电 阻和第一电容器；以及点燃装置，其耦合在一方面为第一欧姆电阻和第一电容器的连接点 与另一方面为第二电子开关的控制电极之间。
背景技术：
本发明所研究的问题涉及对卤素灯的调光。在该上下文中，通常尤其是结合三端 双向可控硅开关(Triac)使用相位控制调光或者反相相位控制调光。对于网络同步的相位 控制或者反相相位控制，电网电压的过零的检测是不可避免的。已知的实现方式，例如ON SEMICONDUCTOR公司的IC CA3059直接从电网电压中、即在整流之前生成所谓的过零信号。 在该已知的解决方案中不利的尤其是，由于浪涌脉冲、电网畸变和其他的干扰导致过零，这 些过零干扰了可靠的调光工作。
发明内容
因此本发明的任务是，改进开头提及的电路装置，使得能够实现更为不易受干扰 影响的调光工作。该任务通过具有权利要求1所述的特征的电路装置来解决。本发明所基于的认识是，当为了检测过零而选择位于整流器的输出端和电路装置 的输出端之间的耦合输出点时，可以解决该任务，其中该耦合输出点的特征必须在于，当中 间回路电压在可预先给定的第一阈值以下时，该耦合输出点的电势的数值在可预先给定的 第二阈值以下。换而言之，相应地选择了如下耦合输出点当为电路装置的该部分供电的中 间回路电压降低到确定的阈值以下时，该耦合输出点的电势通常降到0V。这是可能的，因为 其上要连接卤素灯的负载回路在中间回路电压在确定的阈值以下的情况下自主地关断。该 关断相应电网同步地实现并且可以考虑用于生成过零信号。
由于电网电压的例如由于浪涌脉冲或者电网畸变导致的、对根据本发明基于通常小的功率扰动选择的耦合输出点的干扰因为所涉及的电容性和电感性器件的惯性而并不 起作用，所以根据本发明的电路装置能够实现电网电压的过零的简单并且鲁棒的检测。该 电路装置需要少的器件，可以比已知的实现方式更简单地构建并且证明是极其抗干扰的。在一个优选的实施形式中，微处理器设计为根据在其至少一个输入端上的信号在 其至少一个输出端上提供与其时间相关的信号，该信号能够实现电路装置的调光。在此 要考虑的是，微处理器本来就通常设置在这种电路装置中用于接收调光信号(例如根据 DALI (数字可寻址照明接口)标准)。微处理器现在可以设计为对其输入端上的信号针对 低于可预先给定的阈值进行监控，由此导出电网电压的过零并且在其输出端上提供信号， 该信号承载调光信息，特别是用于相位控制调光或者反相相位控制调光。优选的是，在电路装置的所述至少一个耦合输出点和微处理器的第一输入端之间 耦合串联电路，该串联电路包括第一二极管和平滑装置。由此，可以将正的基本上的直流电 压信号输送给微处理器，该直流电压信号的特征在于相对于基本上OV的扰动，其中扰动的 时刻表明电网电压的过零。在平滑装置的一个成本特别低廉的实现中，该平滑装置包括第 二欧姆电阻和第二电容器。在一个特别有利的实施形式中，第二变压器为了耦合输出包括第四绕组。虽然作 为耦合输出点也考虑半桥中点、在桥电路的电子开关上的信号以及耦合电容器的中点，然 而借助用作控制变压器的第二变压器上的第四绕组的耦合输出具有的优点是，在该耦合输 出点的情况下电势在时钟控制期间具有恒定的电压电平，并且在间歇期间具有OV的电平。 在此，参考电势还可以自由选择。此外，由于由此可能的低的电压水平，得到极低的损耗，而 在现有技术中在高损耗的情况下必须将电网电压降低。由此，要引导至微处理器的电压可 以以简单的方式通过第二变压器的绕组的匝数调节到微处理器的期望输入电压范围。由此，卤素灯的调光可以通过损耗非常低的、简单地构建的自由振荡器 (Freischwinger)来实现。特别可靠地使电网电压的干扰无效，因为在输送给微处理器的信 号中几乎不再存在这些干扰。为了相位控制调光，该电路装置还包括第三电子开关，其带有控制电极、参考电 极和工作电极，其中第三电子开关的控制电极与微处理器的第一输出端耦合，其中第三电 子开关的工作电极-参考电极段与第一电容器并联。在第三电子开关相应地导通期间，在 第一电容器上不能建立适于将点燃装置点燃的电压。当第三电子开关被切换到截止时，这 才可能。为了实现反相相位控制调光，该电路装置还具有第四电子开关，其带有控制电 极、参考电极和工作电极，其中第四电子开关的控制电极与微处理器的第二输出端耦合，其 中第四电子开关的工作电极-参考电极段与第四绕组并联。如果第四电子开关导通，则由 此第四绕组被短接并且通过其与第二和绕组和第三绕组的耦合，它们也被短接。由此，第一 电子开关和第二电子开关的驱动被中断，由此得到反相相位控制。当第四电子开关与第二变压器的第二绕组或第三绕组并联时，可以实现相同的作 用。在一个特别优选的实施形式中，器件的设计实现为使得在第一时段期间(在该时 段内中间回路电压超过可预先给定的第一阈值)，在第一耦合输出点和第二耦合输出点之间的电势的包络线恒定并且不等于ov，并且在第二时段期间(在该时段内中间回路电压在 可预先给定的第一阈值以下)基本上为OV并且尤其是0V。这能够实现对电网电压过零的 特别简单的检测。优选的是，微处理器具有第二输入端，其设计用于接收调光信号，特别是DALI信 号。由此，微处理器可以设计为根据DALI信号的信息来驱动第三电子开关和/或第四电子 开关。在该上下文中，微处理器设计为将在其第一输入端上的信号与其第二输入端上的 信号结合，以便在其第一输出端上提供信号用于引起相位控制调光和/或在其第二输出端 上提供信号用于引起反相相位控制调光。此外可以设计的是，该电路装置包括放电装置，该放电装置设计为一旦电路装置起振则将第一电容器放电到点燃装置的击穿电压以下。由此保证了，点燃装置仅仅在所希 望的时刻点燃并且将启动脉冲提供给第二电子开关。由此，避免了由于不希望的启动脉冲 导致的控制。由从属权利要求中得到另外的有利的实施形式。
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。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；图2示出了图1的不同量的时间变化曲线；以及图3以示意图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以示意图示出了根据本发明的电路装置的一个实施形式。在此，电网电压Un 耦合在第一输入端子El和第二输入端子E2之间。该电网电压被输送给整流器，该整流器 包括二极管Dl、D2、D3和D4。在整流器的输出端提供中间回路电压Uz，其对应于整流后的 电网电压UN。该中间回路电SUz尤其是为半桥电路供电，该半桥电路包括第一晶体管Tl、 第二晶体管T2以及第一耦合电容器Cki和第二耦合电容器Ck2。在晶体管Tl、T2之间形成 第一半桥中点HM1，而在两个耦合电容器CK1、CK2之间形成第二半桥中点HM2。第一变压器 TRl具有初级绕组Wl和与其耦合的次级绕组W2。初级绕组Wl耦合在半桥中点HM1、HM2之 间。次级绕组W2的两个端子形成电路装置的第一输出端子Al和第二输出端子A2，卤素灯 La连接到这些输出端子上。与第一变压器TRl的初级绕组Wl串联地耦合有第二变压器TR2的第一绕组Si。 该第一绕组在其侧与第二绕组S2、第三绕组S3以及第四绕组S4耦合。第二绕组S2耦合在 晶体管Tl的基极和发射极之间，而第三绕组S3耦合在晶体管T2的基极和发射极之间。在 整流器的输出端之间还耦合有欧姆电阻Rl以及电容器Cl的串联电路。在电容器Cl上降 落的电压通过点燃装置Zl (在此实施为二端交流开关元件)与晶体管T2的基极耦合。于 是当在电容器Cl上的电压上升到二端交流开关元件Zl的击穿电压时，该点燃装置由此能 够实现电路装置的起振。为了在成功点燃之后阻止干扰性的点燃脉冲，电容器Cl通过使用 欧姆电阻R2和晶体管T3放电到二端交流开关元件Zl的击穿电压以下。
通过第四绕组耦合输出的电压为了限制电流而耦合到欧姆电阻R5上，随后通过 二极管D5整流并且通过使用电容器C2和欧姆电阻R3的并联电路来平滑。随后，该电压被 输送给控制装置10、特别是微处理器的第一输入端E3。此外，通过输入端E4将DALI信号 输送给微处理器10，该DALI信号包括关于调光愿望的信息。微处理器10具有第一输出端 A3，其与晶体管T4的基极耦合，该晶体管T4与电容器Cl并联。微处理器10的第二输出端 A4与晶体管T5的基极耦合，该晶体管T5与第四绕组S4并联。图2的上面的视图示出了中间回路电压Uz的时间变化曲线。该中间回路电压半 正弦形地在OV和其最大值Uzmax(其通常为大约325V)之间走向。在阈值Us以下电压不再 足够通过绕组S3产生超过0. 7V的电压，以便将晶体管T2导通。由此，晶体管2过渡到其 截止状态中，由此形成半桥T1、T2。只有当在下一个半波的情况下又超过阈值Us时，又能够 实现启动电路装置。为此，二端交流开关元件Zl尤其是设计为使得在其击穿之后中间回路 电压Uz足够高，以便能够实现电路装置的起振。图2的下面的视图示出了在第三绕组S3上的电压Us3的时间变化曲线。如可以清 楚看出的那样，该电压首先作为+0. 7V和-0. 7V之间的高频交流信号变化。然而中间回路 电压Uz在阈值电压Us以下，电压Us3的幅度回到0V。对于第四绕组S4上的电压Us4得到相 应的变化曲线。通过电压Us4的整流和平滑，得到借助粗线绘出的、在微处理器10的输入端 Ε3上的电压Ue3的变化曲线。当电压Ue3回到OV时，由此总是显示出电网电压Un的过零。 通过这种方式，能够实现电网同步的相位控制调光或者反相相位控制调光。在电网电压Un的过零的认识中，由此微处理器10可以在考虑到在其输入端Ε4上 输送的DALI信号来在其输出端A3上提供信号用于相位控制调光和在其输出端Α4上提供 信号用于反相相位控制调光。借助在微处理器的输出端A3上提供的信号可以将晶体管Τ4导通。由此，可以防 止在电容器Cl上的电压上升到超过二端交流开关元件Zl的击穿电压。只有当晶体管Τ4 被截止时，在电容器Cl上的电荷才上升到二端交流开关元件Zl的击穿电压之上并且由此 导致启动电路装置。这对应于相位控制调光。为了实现反相相位调光，例如在微处理器的输出端Α4上提供的信号被输送给晶 体管Τ5。当晶体管Τ5被导通时，第四绕组S4被短接，并且通过其与绕组S2和S3的耦合它 们也短接。由此可以将已经启动的电路装置关断。要说明的是，可以浮动地(potentialfrei)提供信号Ue3。这具有的优点是，该信 号可以置于任意的电势。特别优选的是，绕组S4的匝数选择为使得电压Ue3与微处理器10的所需的输入电 压匹配，例如最大为3. 3V。图3示出了根据本发明的电路装置的另一实施形式。只要涉及相同的或者类似的 部件，则借助图1所引入的附图标记继续有效。该变形方案的特征在于，耦合输出没有电流 隔离地进行。为了将耦合输出的信号的电平与微处理器10的输入电平匹配，可以中间连接 放大装置、例如射极跟随器。为了实现反相相位控制调光，在此绕组S3与晶体管Τ5并联， 其中如对于本领域技术人员明显的是，与绕组S2的并联电路具有相同的效果。
权利要求
一种用于驱动至少一个卤素灯(La)的电路装置，该电路装置具有-输入端，其带有用于连接交流供电电压(UN)的第一输入端子(E1)和第二输入端子(E2)；-整流器(D1，D2，D3，D4)，其带有与所述第一输入端子(E1)和第二输入端子(E2)耦合的输入端；以及输出端，其带有用于提供中间回路电压(UZ)的第一输出端子和第二输出端子；-桥电路，其带有至少一个第一电子开关(T1)和第二电子开关(T2)，所述第一电子开关和第二电子开关分别具有控制电极、参考电极和工作电极，其中所述第一电子开关(T1)和第二电子开关(T2)在形成第一桥中点(HM1)的情况下串联地耦合在整流器(D1，D2，D3，D4)的第一输出端子和第二输出端子之间，其中桥电路还包括第二桥中点(HM2)；-第一变压器(TR1)，其带有初级绕组(W1)和次级绕组(W2)，其中初级绕组(W1)耦合在第一桥中点(HM1)和第二桥中点(HM2)之间；-输出端，其带有第一输出端子(A1)和第二输出端子(A2)用于将驱动电压(UA)提供给所述至少一个卤素灯(La)，其中第一输出端子(A1)与第一变压器(TR1)的次级绕组(W2)的第一端子耦合，并且第二输出端子与第一变压器(TR1)的次级绕组(W2)的第二端子耦合；-第二变压器(TR2)，其具有第一绕组(S1)、第二绕组(S2)和第三绕组(S3)，其中第二变压器(TR2)的第一绕组(S1)与第一变压器(TR1)的初级绕组(W1)串联耦合，其中第二绕组(S2)与第一电子开关的控制电极耦合，并且第三绕组(S3)与第二电子开关的控制电极耦合；-耦合在整流器(D1，D2，D3，D4)的第一输出端子和第二输出端子之间的串联电路，该串联电路具有第一欧姆电阻(R1)和第一电容器(C1)；以及-点燃装置(Z1)，其耦合在一方面为第一欧姆电阻(R1)和第一电容器(C1)的连接点与另一方面为第二电子开关的控制电极之间；其特征在于，该电路装置还包括-带有至少一个输入端(E3，E4)和至少一个输出端(A3，A4)的微处理器(10)，其中微处理器(10)的所述至少一个输入端(E3)与整流器(D1，D2，D3，D4)的输出端和电路装置的输出端(A1，A2)之间的至少一个耦合输出点耦合，其中所述至少一个耦合输出点的特征在于，当中间回路电压(UZ)在能够预先给定的第一阈值(US)以下时，所述耦合输出点的电势的数值在能够预先给定的第二阈值以下。
2.根据权利要求1所述的电路装置，其特征在于，微处理器(10)设计为根据在该微处 理器的至少一个输入端(E3)上的信号在微处理器的至少一个输出端(A3，A4)上提供与在 至少一个输入端上的信号在时间上相关的信号，该信号能够实现电路装置的调光。
3.根据权利要求2所述的电路装置，其特征在于，调光是相位控制调光或者反相相位 控制调光。
4.根据权利要求3所述的电路装置，其特征在于，在该电路装置的所述至少一个耦合 输出点和微处理器(10)的第一输入端(E3)之间耦合串联电路，该串联电路包括第一二极 管(D5)和平滑装置(C2，R3)。
5.根据权利要求4所述的电路装置，其特征在于，平滑装置包括第二欧姆电阻(R3)和第二电容器(C2)。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的电路装置，其特征在于，第二变压器(TR2)包 括第四绕组(S4)用于耦合输出。
7.根据权利要求3至5中的任一项所述的电路装置，其特征在于，该电路装置还包括 第三电子开关(T4)，其具有控制电极、参考电极和工作电极，其中第三电子开关(T4)的控 制电极与微处理器(10)的第一输出端(A3 ；A4)耦合，其中第三电子开关(T4)的工作电 极-参考电极段与第一电容器(Cl)并联。
8.根据权利要求6或7所述的电路装置，其特征在于，该电路装置还具有第四电子开 关(T5)，其具有控制电极、参考电极和工作电极，其中第四电子开关(T5)的控制电极与微 处理器(10)的第二输出端(A3 ；A4)耦合，其中第四电子开关(T5)的工作电极-参考电极 段与第二绕组(S2)或者第三绕组(S3)或者第四绕组(S4)并联。
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，在其内中间回路电压 (Uz)超过能够预先给定的第一阈值(Us)的第一时段期间，在第一耦合输出点和第二耦合输 出点之间的电势的包络线恒定并且不等于0伏特，而在其内中间回路电压(Uz)在能够预先 给定的第一阈值(Us)以下的第二时段期间，基本上为0伏特。
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，微处理器(10)具有 第二输入端(E4)，其设计用于接收调光信号，特别是数字可寻址照明接口信号。
11.根据权利要求10所述的电路装置，其特征在于，微处理器(10)设计为将在该微处 理器(10)的第一输入端(E3)上的信号与该微处理器(10)的第二输入端(E4)上的信号结 合，以便在该微处理器(10)的第一输出端(A3)上提供信号用于引起相位控制调光和/或 在该微处理器(10)的第二输出端(A4)上提供信号用于引起反相相位控制调光。
12.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，该电路装置还包括放 电装置(R2，T3)，该放电装置设计为一旦该电路装置起振，则将第一电容器(Cl)放电到点 燃装置(Zl)的击穿电压以下。
全文摘要
本发明涉及一种用于驱动至少一个卤素灯(La)的电路装置，该电路装置具有带有第一和第二输入端子(E1，E2)的输入端；带有输入端的整流器；以及带有用于提供中间回路电压(UZ)的第一和第二输出端子的输出端；桥电路。该电路装置包括带有至少一个输入端(E3，E4)和至少一个输出端(A3，A4)的微处理器(10)，其所述至少一个输入端(E3)与整流器(D1，D2，D3，D4)的输出端和电路装置的输出端(A1，A2)之间的至少一个耦合输出点耦合，所述至少一个耦合输出点的特征在于，当中间回路电压(UZ)在能够预先给定的第一阈值(US)以下时，该耦合输出点的电势的数值在能够预先给定的第二阈值以下。
文档编号H05B39/04GK101801147SQ201010114810
公开日2010年8月11日 申请日期2010年2月10日 优先权日2009年2月10日
发明者赫尔穆特·霍伊瑟 申请人:奥斯兰姆有限公司