專(zhuān)利名稱(chēng)：用于激勵(lì)至少一個(gè)熒光燈的電路裝置的制作方法
用于激勵(lì)至少一個(gè)熒光燈的電路裝置
本發(fā)明涉及一種用于激勵(lì)至少一個(gè)熒光燈的電路裝置。
熒光燈的一種可能的故障原因是電極的降低的發(fā)射能力(所謂的"壽 終"效應(yīng))。該效應(yīng)在熒光燈的壽命終止時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)電極之一上。這導(dǎo) 致通過(guò)燈的放電電流在一個(gè)方向上比在相反方向上更小。在這種情況下， 熒光燈用作整流器。在此，沒(méi)有發(fā)射能力的電極強(qiáng)烈地發(fā)熱，使得在燈表 面上會(huì)出現(xiàn)高溫。在極端情況下，在小的直徑的熒光燈情況下玻璃燈泡會(huì) 熔化。
用于激勵(lì)熒光燈的電子鎮(zhèn)流器(EVG)必須及時(shí)識(shí)別出這種故障情斷。
在具有大的燈電流的熒光燈中，在耦合電容器的非常小的、大約標(biāo)稱(chēng) 值的10%的再充電情況下已經(jīng)達(dá)到非對(duì)稱(chēng)功率的臨界值，在帶有兩個(gè)并 聯(lián)的燈和共同的耦合電容器的電子鎮(zhèn)流器情況下，該再充電被減半到標(biāo)稱(chēng) 值的大約5%的值。因此，壽終檢測(cè)器必須能夠被靈^調(diào)節(jié)，而在此干 擾效應(yīng)不引起^^觸發(fā)。
WO 00/11916使用兩個(gè)晶體管作為檢測(cè)器，它們的M分別與另外的 晶體管的發(fā)射^U目連。晶體管確定了其中檢測(cè)器不活動(dòng)的電壓窗。在WO 00/11916中的一個(gè)問(wèn)^&極-發(fā)射極閾值的有重要意義的溫度系數(shù)，該 溫度系數(shù)影響電壓窗的寬度并且于是妨礙了電路的靈敏的調(diào)節(jié)。
WO 97/43879提出了一種帶有兩個(gè)電壓比較器的電路，其將輸入電壓 與固定地限定的電壓窗進(jìn)行比較。因?yàn)樵隈詈想娙萜魃系碾妷翰⒉粌H僅取 決于燈的可能的整流器，而是也取決于中間回路電壓，所以中間回路電壓 與標(biāo)稱(chēng)值的偏差會(huì)導(dǎo)致m觸發(fā)。這種偏差在接通電子鎮(zhèn)流器的情況下出 現(xiàn)，然而也在電網(wǎng)中斷、電網(wǎng)欠壓或者電網(wǎng)過(guò)壓的情況下出現(xiàn)，并且由此 使得靈敏的檢測(cè)器調(diào)節(jié)變得困難。
本發(fā)明的任務(wù)是，避免上述缺點(diǎn)并且特別是提出 一種帶有可變地調(diào)節(jié) 的檢測(cè)范圍的、可靈敏調(diào)節(jié)的電路裝置。
該任務(wù)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)解決。此外，本發(fā)明也由從屬權(quán)利要求中得到。
為了解決該任務(wù)，提出了一種用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)熒光燈的電路裝置，
其中該電路裝置包括以下特征
-帶有至少一個(gè)在下游的負(fù)載回路的半橋逆變器，
-至少一個(gè)耦合電容器，其與負(fù)載回路以及與半橋逆變器相連，
-半橋逆變器的激勵(lì)裝置，
-其中負(fù)載回路具有用于至少一個(gè)熒光燈的端子，
—檢測(cè)電路，其將第一電壓與參考電壓比較并且借助至少兩個(gè)比較器產(chǎn)生 用于激勵(lì)半橋逆變器的輸出信號(hào)，
-其中第一電壓對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)耦合電容器上的電壓降或者在所 述至少一個(gè)耦合電容器上的通過(guò)分壓器修改的電壓降，
-其中檢測(cè)電路J4Ui對(duì)稱(chēng)地構(gòu)建。
在此提出的檢測(cè)電路特別適于在集成電路中實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殛P(guān)聯(lián)的分壓器 電阻的可能的公差很大程度上彼此補(bǔ)償。另一優(yōu)點(diǎn)是，針對(duì)這種集成的解 決方案可以設(shè)置明顯更高的靈^t度，即更小的檢測(cè)窗口寬度。
一種改進(jìn)方案是，中間回路電壓與預(yù)先給定的值的偏差能被補(bǔ)償。在 此，預(yù)先給定的值特別是標(biāo)稱(chēng)值。
一種擴(kuò)展方案是，參考電壓對(duì)應(yīng)于另一耦合電容器上的電壓降或者在 另外的耦合電容器上的通過(guò)分壓器修改的電壓降.特別地，這種電路裝置 適于激勵(lì)兩個(gè)熒光燈。
還有一種擴(kuò)展方案是，檢測(cè)電路的窗口寬度能夠通過(guò)外部的信號(hào)來(lái)調(diào) 節(jié)。為此，優(yōu)選的是檢測(cè)電路具有另外的端子，外部信號(hào)通過(guò)該端子拔:供 給檢測(cè)電路。
另 一改進(jìn)方案是，檢測(cè)電路包括至少兩個(gè)電壓輸入端和一個(gè)電壓輸出 -第一電壓輸入端與參考電壓源相連，
—第二電壓輸入端直接或者通過(guò)至少一個(gè)電阻與所述至少一個(gè)耦合電 容器的端子相連，并且
—檢測(cè)電路的電壓輸出端與半橋逆變器的激勵(lì)裝置相連。在此有利的是，通過(guò)設(shè)置在檢測(cè)電路的兩個(gè)電壓輸入端之間的電阻可 以降低檢測(cè)電路的靈^t度。
另 一優(yōu)點(diǎn)是，特別是由于檢測(cè)電路的包括平等的電壓輸入端的對(duì)稱(chēng)結(jié) 構(gòu)，檢測(cè)電路具有靈活的可應(yīng)用性。
另一改進(jìn)方案是，檢測(cè)電M有以下特征
—第一輸入端與第一分壓器以及與第一比較器的正輸入端相連；
-第一分壓器的抽頭與第二比較器的負(fù)輸入端相連；
-第二輸入端與第二分壓器以及與第二比較器的正輸入端相連；
—第二分壓器的抽頭與第一比較器的負(fù)輸入端相連；
—第一比較器的輸出端與第二比較器的輸出端以及與檢測(cè)電路的電壓 輸出端相連。
一種附加的改進(jìn)方案是，激勵(lì)裝置包括關(guān)斷裝置，在出現(xiàn)不正常的工 作狀態(tài)時(shí)該關(guān)斷裝置將半橋逆變器關(guān)斷。在此，不正常的工作狀態(tài)特別是 可以是熒光燈的故障情況。
關(guān)斷裝置在此可以在激勵(lì)裝置中實(shí)現(xiàn)，即熒光燈的關(guān)斷通過(guò)如下方式 來(lái)進(jìn)行其中停止半橋逆變器的激勵(lì)。
一種擴(kuò)展方案是，參考電壓通過(guò)分壓器形成，該分壓器與半橋逆變器 的直流電壓輸入端并聯(lián)，其中分壓器具有抽頭，在該抽頭上有參考電壓可 用。
另 一擴(kuò)展方案是，電路裝置應(yīng)用到電鎮(zhèn)流器中和/或電鎮(zhèn)流器包括所 描述的電路。
此夕卜， 一種擴(kuò)展方案是，電路裝置可以用于識(shí)別壽終并且用于關(guān)斷熒 光燈。
在下面借助附圖來(lái)展現(xiàn)和闡述本發(fā)明的實(shí)施例。 其中
圖l示出了用于驅(qū)動(dòng)熒光燈的電路裝置； 圖2示出了用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)熒光燈的電路裝置； 圖3示出了帶有三個(gè)輸入端的檢測(cè)電路；
圖4示出了用于驅(qū)動(dòng)帶有檢測(cè)電路的熒光燈的電路裝置，其中可以借助外部信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)窗口寬度。
圖l示出了一種用于驅(qū)動(dòng)熒光燈LplO的電路裝置，該熒光燈包括端 子101、 102、 103和104。半橋逆變器包括叩n晶體管Q10和npn晶體 管Qll，其中晶體管Q10的發(fā)射極與晶體管Q11的集電^目連。半橋逆 變器的中間抽頭用節(jié)點(diǎn)105表示。此外，節(jié)點(diǎn)105與線團(tuán)L10相連，線 圏的另外的端子與熒光燈LP10的端子101相連。晶體管Q10的集電極與 電源電壓Vbus相連，晶體管Qll的發(fā)射極與^目連。電容器C10與熒 光燈LplO并聯(lián)地與其端子102和104相連，并且熒光燈LP10的端子103 通過(guò)電容器Cll與Mk^目連.
此外，

圖1的電路裝置包括檢測(cè)電路Detl，其具有輸入端inl和in2、 輸出端out、兩個(gè)比較器ComplO和Compll (分別帶有正輸入端、負(fù)輸 入端和輸出端)以及電阻R13、 R14、 R16和R17。熒光燈LplO的端子 103通過(guò)電阻R10與輸入端inl相連，輸入端in2通過(guò)電阻Rll與電源電 壓Vbus相連。
在此，如下構(gòu)造檢測(cè)電路Detl:比較器Comp10的正輸入端與輸入 端inl相連。輸入端inl通過(guò)電阻R13和R16構(gòu)成的分壓器與iM目連，其 中在電阻R13和R16之間的抽頭與比較器Compll的負(fù)輸入端相連。輸 入端in2與比較器Compll的正輸入端以及通過(guò)電阻R14和R17構(gòu)成的 分壓器與^M目連。在電阻R14和R17之間的抽頭與比較器Comp10的負(fù) 輸入端相連。比較器Comp10和Compll的輸出端彼此相連并且與檢測(cè) 電路Detl的輸出端out相連。
也設(shè)計(jì)了 一種激勵(lì)裝置Al ，其通過(guò)檢測(cè)電路Detl的輸出端out來(lái)激 勵(lì)，并且在其自身方面與晶體管Q10和Qll的相應(yīng)的^*^連并且將它 們相應(yīng)地激活或者去激活。
晶體管Q10和Qll通過(guò)激勵(lì)裝置Al交替地接通，使得半橋逆變器 的節(jié)點(diǎn)105交替地與電源電壓Vbus以及與地電勢(shì)相連。電容器Cll (也 稱(chēng)為耦合電容器)在理想情況下充電到一半的電源電壓Vbus,在熒光燈 LplO的端子103和節(jié)點(diǎn)105之間流動(dòng)有交流電流，其頻率基本上通過(guò)晶 體管Q10和Qll的開(kāi)關(guān)節(jié)拍來(lái)確定。在電相Jg熱階段，交流電流經(jīng)過(guò)熒 光燈LplO的兩個(gè)電極和電容器C10 (也稱(chēng)為諧振電容器)。在點(diǎn)燃階段 中，在電容器C10上例如通過(guò)諧振提高(Resonanzueberhoehung)來(lái)為 熒光燈LplO提供點(diǎn)燃電壓.在點(diǎn)燃燈Lp10的放電之后，交流電流JJ^ 上流經(jīng)燈的放電段，電容器C10在這種情況下幾乎被橋接。檢測(cè)電路Detl包括對(duì)稱(chēng)地構(gòu)建的帶有分壓器R13/R16和R14/R17以 及比較器ComplO和Compll的窗比較器。(電壓)比較器ComplO和 Compll分別測(cè)量在輸入端inl或in2和連接在另外的輸入端in2或inl 上的分壓器的中間抽頭之間的電壓。當(dāng)在輸入端inl和in2上的兩個(gè)輸入 電壓與其符號(hào)無(wú)關(guān)^M目差超過(guò)所設(shè)置的靈敏度(一半的窗口寬度)時(shí)，激 活檢測(cè)電路。
通過(guò)激活檢測(cè)電路Detl，優(yōu)選關(guān)斷激勵(lì)裝置A1。檢測(cè)電路能夠?qū)崿F(xiàn) 識(shí)別出在電容器Cll上的電壓降在正方向或者負(fù)方向上的推移。如果該 推移大于預(yù)先設(shè)置的閾值，則識(shí)別出熒光燈LplO的故障情況，檢測(cè)電路 Detl通過(guò)輸出端out將信號(hào)發(fā)送給激勵(lì)裝置Al ，激勵(lì)裝置相應(yīng)地通過(guò)晶 體管Q10和Qll停止熒光燈LplO的激勵(lì)或者通過(guò)激勵(lì)晶體管Q10和Qll 現(xiàn)在將減小的電流輸送給熒光燈LplO。由此，在達(dá)到熒光燈的壽終情況 下，可以將其關(guān)斷或者可以有效地避免熒光燈的危險(xiǎn)的過(guò)熱。
優(yōu)選的是，比較器ComplO和Compll的輸出端是"開(kāi)路集電極" 類(lèi)型并且因此可以彼jM目連，以便在輸出端out提供相應(yīng)的輸出信號(hào)的相 應(yīng)的ODER運(yùn)算。
窗口寬度通過(guò)兩個(gè)分壓器的分壓比來(lái)調(diào)節(jié)，例如
R13/R16 = R14/R17 = 500Q/10kQ = ±5%。
由于檢測(cè)電路Detl的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，其特別適于實(shí)現(xiàn)為集成電路，因?yàn)?于是分壓器電阻的可能的公差很大程度上彼此補(bǔ)償。
針對(duì)集成的解決方案，設(shè)置最大的所需的靈歉變(最小的窗口寬度)。 該靈敏度在需要的情況下可以通過(guò)夕卜部地設(shè)置在兩個(gè)輸入端inl和in2之 間的電阻來(lái)降低。
在圖1的例子中示出了用于熒光燈LplO的電子鎮(zhèn)流器。在電容器 Cll上的電壓被與電源電壓Vbus進(jìn)行比較。在兩個(gè)電壓之間的因子2可 以通iit目應(yīng)地設(shè)計(jì)串聯(lián)電路來(lái)調(diào)節(jié)
R10 = 1MQ, R11 = 2MQ。
在這種布置中很大程度上補(bǔ)償了偏離標(biāo)稱(chēng)值的中間回路電壓的影響。
通過(guò)帶有其兩個(gè)平等的輸入端的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，可以靈活地使用檢測(cè)電 路。圖2示出了帶有兩個(gè)熒光燈Lp20和Lp21的電路裝置。該電路裝置 的結(jié)構(gòu)很大程度上對(duì)應(yīng)于圖1。在圖2中，兩^合電容器C21、 C23的電壓彼此直接比較。電阻的 一種有利的設(shè)計(jì)為
R20 , R21= l!Vin
R23 ， R24= 500O
R26 ， R27= lOkfl
這里也補(bǔ)償了偏離標(biāo)稱(chēng)值的中間回路電壓的影響.
通過(guò)分別增加分壓器和電壓比較器，可以將檢測(cè)電路分別擴(kuò)展一個(gè)輸 入端。圖3示出了帶有三個(gè)輸入端inl、 in2、 in3和一個(gè)輸出端out的檢 測(cè)電路的例子，其包括三個(gè)比較器Comp30、 Comp31、 Comp32以及三 個(gè)分壓器R33/R36、 R34/R37、 R35/R38。
輸入端inl與比較器Comp30的正端子相連并且通過(guò)分壓器R33/R36 與地相連。輸入端in2與比較器Comp31的正端子相連并且通過(guò)分壓器 R34/R37與^目連。輸入端in3與比較器Comp32的正端子相連并且通過(guò) 分壓器R35/R38與礎(chǔ)連。分壓器R33/R36的中間抽頭與比較器Comp31 的負(fù)端子相連。分壓器R34/R37的中間抽頭與比較器Comp32的負(fù)端子 相連。分壓器R35/R38的中間抽頭與比較器Comp30的負(fù)端子相連。
圖4示出了用于檢測(cè)電路Det4的電路裝置，其中窗口寬度可以通it^卜 部信號(hào)來(lái)控制。
檢測(cè)電路Det4的連線很大程度上對(duì)應(yīng)于圖1，僅僅是晶體管Q41的 發(fā)射極現(xiàn)在通過(guò)電阻R4與地以及與檢測(cè)電路Det4的輸入端B相連。
此外，檢測(cè)電路Det4包括兩個(gè)輸入端inl、 in2; —個(gè)輸出端out; 兩個(gè)比較器Comp40、 Comp41以及四個(gè)分壓器R42/R46、 R43/R47、 R44/R48、 R45/R49。
分壓器R42/R46將輸入端inl與端子B相連，分壓器R43/R47將輸 入端inl與地相連，分壓器R44/R48將輸入端in2與端子B相連，而分壓 器R45/R49將輸入端in2與iik^目連。
分壓器R42/R46的中間抽頭與比較器Comp41的負(fù)輸入端相連。分 壓器R43/R47的中間抽頭與比較器Comp40的正輸入端相連.分壓器 R44/R48的中間抽頭與比較器Comp40的血輸入端相連。分壓器R45/R49 的中間抽頭與比較器Comp41的正輸入端相連。
在圖4中針對(duì)四個(gè)比較器輸入端的每一個(gè)都使用專(zhuān)用的分壓器。一種可能的設(shè)計(jì)如下
R42/R46 = R44/R48 = 12kO/10kn,
R43/R47 = R45/R49 = 10kO/10kQ。
在檢測(cè)電路Det4的輸入端B上沒(méi)有控制信號(hào)的情況下，窗口寬度在 此為±10%，帶有100mV的控制信號(hào)則為士5M。
在此所示的與燈功率(在電阻R4上的電壓)或者與燈電5i^目關(guān)的控 制信號(hào)在需要時(shí)更靈敏地調(diào)節(jié)檢測(cè)電路。
權(quán)利要求
1.一種用于激勵(lì)至少一個(gè)熒光燈(Lp10，Lp20；Lp21)的電路裝置，其中該電路裝置包括以下特征-帶有至少一個(gè)在下游的負(fù)載回路的半橋逆變器(Q10，Q11；Q20，Q21)，-至少一個(gè)耦合電容器(C11；C21，C23)，其與負(fù)載回路以及與半橋逆變器相連，-半橋逆變器的激勵(lì)裝置(A1；A2)，-其中負(fù)載回路具有用于所述至少一個(gè)熒光燈的端子，-檢測(cè)電路(Det1，Det2)，其將第一電壓與參考電壓比較并且借助至少兩個(gè)比較器(Comp10，Comp11；Comp20，Comp21)產(chǎn)生用于激勵(lì)半橋逆變器的輸出信號(hào)，-其中第一電壓對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)耦合電容器上的電壓降或者在所述至少一個(gè)耦合電容器上的通過(guò)分壓器修改的電壓降，-其中檢測(cè)電路基本上對(duì)稱(chēng)地構(gòu)建。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路裝置，其中中間回路電壓與預(yù)先給定 的值的偏差能夠被補(bǔ)償。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中參考電壓對(duì) 應(yīng)于另 一耦合電容器上的電壓降或者在另外的耦合電容器上的通過(guò)分壓 器修改的電壓降
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路裝置，其用于激勵(lì)兩個(gè)熒光燈。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中檢測(cè)電路的 窗口寬度能夠通過(guò)外部的信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中檢測(cè)電路包 括至少兩個(gè)電壓輸入端和一個(gè)電壓輸出端，其中-第一電壓輸入端(inl)與參考電壓源相連，-第二電壓輸入端(in2)直接或者通過(guò)至少一個(gè)電阻與所述至少一個(gè) 耦合電容器的端子相連，并且-檢測(cè)電路的電壓輸出端(out)與半橋逆變器的激勵(lì)裝置相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路裝置，其中檢測(cè)電路具有以下特征-第一輸入端(inl)與第一分壓器(R13, R16)以及與第一比較器 (ComplO)的正輸入端相連；-第一分壓器的抽頭與第二比較器(Compll)的負(fù)輸入端相連；-第二輸入端(in2)與第二分壓器(R14， R17)以及與第二比較器 (Compll)的正輸入端相連；-第二分壓器的抽頭與第一比較器(Comp10)的負(fù)輸入端相連；-第一比較器的輸出端與第二比較器的輸出端以及與檢測(cè)電路的電壓 輸出端相連。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中激勵(lì)裝置包 括關(guān)斷裝置，該關(guān)斷裝置在出現(xiàn)不正常的工作狀態(tài)時(shí)將半橋逆變器關(guān)斷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路裝置，其中不正常的工作狀態(tài)是熒光 燈的故障情況。
10. 根據(jù)上ii^利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，其中參考電壓通 過(guò)分壓器形成，該分壓器與半橋逆變器的直流電壓輸入端并聯(lián)，其中分壓 器具有抽頭，在該抽頭上有參考電壓可用。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，其用于使用在電 子鎮(zhèn)流器中。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電路裝置，用于壽終識(shí)別和 用于關(guān)斷熒光燈。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于激勵(lì)至少一個(gè)熒光燈的電路裝置，其中該電路裝置包括以下特征(i)帶有至少一個(gè)在下游的負(fù)載回路的半橋逆變器，(ii)至少一個(gè)耦合電容器，其與負(fù)載回路以及與半橋逆變器相連，(iii)半橋逆變器的激勵(lì)裝置，其中負(fù)載回路具有用于至少一個(gè)熒光燈的端子，(iv)檢測(cè)電路，其將第一電壓與參考電壓比較并且借助至少兩個(gè)比較器產(chǎn)生用于激勵(lì)半橋逆變器的輸出信號(hào)，其中第一電壓對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)耦合電容器上的電壓降或者在所述至少一個(gè)耦合電容器上的通過(guò)分壓器修改的電壓降。
文檔編號(hào)H05B41/298GK101637067SQ200780052228
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
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