专利名称：检测灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于检测电灯的灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置。此外，本发明涉及用于检测这种振幅因数的方法。另外，本发明还涉及具有用于检测上述振幅因数的电路装置的电子镇流器和用于利用电子镇流器对电灯进行操作的方法，其中根据上述方法来检测振幅因数。
背景技术：
当对电灯、特别是具有电子镇流器的荧光灯进行调光时，典型地在调光范围的较低区域中、特别是在调光范围的较低的三分之一中可能形成振荡，并且这种振荡由于灯特性、谐振电路和调节装置的相互作用而产生。也称为“频率反转”范围的这个范围在汞齐灯(amalgam lamp)的启动阶段期间在特别严重的程度上出现。在极端的环境温度下，在水银灯的情况下也观察到这种“频率反转”范围。这种振荡导致频率从30Hz到10kHz的灯电流的严重调制，并且通常不能被识别为光学不稳定性。然而，由此引起的灯电流的高振幅因数可以导致电灯的严重损坏并且具有寿命缩短的效应。
为了避免具有高的灯电流振幅因数的操作，尝试了通过适当地选择谐振电路和调节装置来保持小的“频率反转”范围并借助于增加的灯丝加热来减小高振幅因数的损坏效应。此外，限制用于调光操作的容许的环境温度的范围，或者缩小在极端的环境温度下容许的调光范围。另外，还已知在某些操作装置、特别是用于汞齐灯的电子镇流器的情况下，只有在它们已被接通之后的预定的时间周期之后才释放完整的调光功能，以便因此跨过启动阶段。
发明内容
因此，本发明基于这样的目的，即提供一种用于检测电灯的灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置和一种用于检测这种振幅因数的方法，借助于这种电路装置和方法可以防止以高振幅因数来操作电灯。此外，本发明的一个目的是提供一种具有用于检测电灯的振幅因数的电路装置的电子镇流器，以及一种用于利用电子镇流器对电灯进行操作的方法，利用这种电子镇流器和方法可以防止过高的振幅因数对电灯的损坏效应，并且可以使电灯的可靠以及安全的操作成为可能。
该目的通过具有按照专利权利要求1的特征的、用于检测电灯的灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置、和具有按照专利权利要求16的特征的用于检测这种振幅因数的方法来实现。此外，该目的也通过具有按照专利权利要求12的特征的电子镇流器和具有按照专利权利要求18的特征的用于对电灯进行操作的方法来实现。
按照本发明的用于检测电灯的振幅因数的电路装置被设计用于检测灯电流振幅因数和灯工作电压振幅因数。所述电路装置具有第一子电路，这个第一子电路被设计用于根据施加到所述电路装置上的输入信号确定平均值。此外，所述电路装置包括第二子电路，该第二子电路被设计用于根据施加到所述电路装置上的所述输入信号确定最大值。作为进一步的基本特征，所述电路装置具有比较器电路，该比较器电路被设计用于产生比较信号形式的输出信号。在这种情况下，可以根据第一子电路的表征平均值的输出信号和第二子电路的表征最大允许振幅因数的输出信号产生可以由比较器电路产生的所述比较信号。可以同时考虑表征输入信号的最大值的信号来产生第二子电路的输出信号。因而，这样设计根据本发明的电路装置，使得可以防止以高振幅因数、特别是高灯电流振幅因数或高灯工作电压振幅因数来操作电灯。因此，还可以实现这样的情况，在这种情况下可以防止以损坏和缩短寿命的方式来损害电灯。归因于按照本发明的电路装置，可以避免通过“频率反转”范围以干扰方式影响电灯的设置和操作。
有利地，第一子电路是低通滤波器电路的形式。在一个优选实施例中，在这种情况下的低通滤波器电路包括电连接到第一子电路的第一电路节点上的电阻器和电容器。此外，在一个优选实施例中，电容器可以以第二电连接端子连接到地电位上。
优选地，第一子电路的输出端电连接到比较器电路的第一输入端上，并且第二子电路的输出端电连接到比较器电路的第二输入端上。从而把第一和第二子电路的输出信号施加到比较器电路的不同输入端上，该比较器电路有利地是比较器的形式。
有利地，第二子电路电连接到电路装置的第一输入连接端子上，并且在优选实施例中，该第二子电路包括电连接到第二子电路的第一电路节点上的二极管和电容器。
优选地，第二子电路被设计用于缩放表征最大允许振幅因数的信号并输入这个表征这个最大允许振幅因数的信号的时间常数。为此，有利地提供具有两个电阻器的第二子电路。这可以使得能够甚至在相对长的时间周期内也通过以可变的和灵活的方式调整时间常数来产生表征振幅因数的峰值或最大允许振幅因数的信号，并且特别是在相对长的时间周期内在比较器电路的第二输入端上提供这个信号。
可以优选地提供第三子电路，这个第三子电路被设计用于对施加到电路装置上的输入信号进行调节和整流。借助于这种信号调节和整流，可以以充分改进和更精确的方式来执行振幅因数的检测。
第三子电路具有有利地电连接到第一子电路的输入端上的输出端。优选地，第三子电路包括至少两个二极管和一个电阻器。因此，可以以相对简单和低复杂度的方式实现第三子电路，并且可以提供为了进一步的处理而已被很好地调节并被整流的输入信号。优选地，可以至少部分数字地检测电灯的灯电流或灯工作电压的振幅因数。在一个有利的实施例中，提供微处理器，在该微处理器中可以数字地执行可以在子电路和/或比较器电路中执行的操作中的至少一种。
为了设置振幅因数，优选地可以提供比较器电路的比较信号。这样设计电路装置，使得可以把比较器电路所产生的比较信号作为电路装置的输出信号传输到为对电灯进行操作和设置而提供的更多单元，并且因而可以以精确的并且安全的方式设置灯电流或灯工作电压的振幅因数。因此可以以小的复杂度执行电灯的安全操作。
本发明的另一个方面涉及用于电灯的电子镇流器，该电子镇流器具有根据本发明的电路装置或根据本发明的电路装置的有利实施例。这使得可以实现这样的情况，在这种情况中可以以可靠的方式对电连接到电子镇流器上的荧光灯形式的电灯进行操作与设置。特别是在对这些荧光灯进行调光时，因为可以避免灯电流或灯工作电压的高振幅因数的出现，从而可以防止归因于“频率反转”范围的损坏或缩短寿命效应。
优选地，被布置在电子镇流器中的电路装置以第一连接端子电连接到第一灯丝上。此外，电路装置还以这个输入端电连接到半桥逆变器上。电子镇流器中的电路装置的布线在这种情况下是这样的，使得可以以简单并且可靠的方式精确地检测振幅因数。
优选地，电子镇流器中的电路装置具有电连接到电子镇流器的调节单元上的输出端。因而，可以把由电路装置提供作为输出信号的比较信号直接传输到这个调节单元，用于进一步的处理和评价目的，并且可以提供该比较信号以便设置灯参数以及因此也设置电灯的振幅因数。
为了设置和操作目的，可以提供电连接到荧光灯、特别是汞齐灯或水银灯上的电子镇流器。正是在这些灯的情况下，因而可以执行安全操作，而无需极高的灯电流振幅因数或灯工作电压振幅因数。
在根据本发明的用于借助于电路装置检测电灯的灯工作电压或灯电流的振幅因数的方法中，在第一方法步骤中借助于第一子电路根据施加到电路装置上的输入信号确定平均值。此外，借助于第二子电路根据施加到电路装置上的这个输入信号确定最大值。借助于第二子电路根据表征最大值的信号确定或产生表征最大允许振幅因数的输出信号。根据第一子电路的表征平均值的输出信号和第二子电路的表征最大允许振幅因数的输出信号，在进一步的方法步骤中执行这两个信号的比较。把通过比较所产生的比较信号提供作为所述电路装置的输出信号。归因于根据本发明的方法，可以以具有小的复杂度的简单且精确的方式检测灯电流或灯工作电压的振幅因数。然后，在根据本发明的方法中所产生的比较信号可以被用作用于对灯参数进行进一步设置和调节的信息信号，使得可以防止以过高的灯电流或灯工作电压振幅因数来操作电灯。
有利地，在确定平均值之前对输入信号进行调节和整流。
本发明的另一个方面涉及用于对电连接到电子镇流器上的电灯进行操作的方法，在这种根据本发明的用于对电灯进行操作的方法中，灯工作电压或灯电流的振幅因数按照上面解释的根据本发明用于检测这种振幅因数的方法来检测。这使得可以实现这样的情况，在这种情况中可以以安全且可靠的方式对电灯进行操作和设置。
在从属权利要求中详细说明了本发明的另外的改进方案。
根据本发明的电路装置和根据本发明的电子镇流器的有利的改进方案在可转换的情况下也被认为是根据本发明的用于检测电灯的灯工作电压或灯电流的振幅因数的方法以及根据本发明的用于对电灯进行操作的方法的、根据本发明的改进方案。
因而，在本发明中，使用适当的电路装置利用灯电流或灯工作电压的测量来确定灯电流或灯工作电压的振幅因数，优选地在电子镇流器中布置所述电路装置。将所确定的振幅因数与允许的最大值相比较，在所确定的振幅因数的值超出最大值的情况下，可以增加电灯的功率，直到所确定的值再次降到允许的最大值之下。利用本发明也可以实现这样的情况，在这种情况中在操作的关键阶段中，特别是电灯的启动阶段期间，调光范围实际上、但是仅仅就需要而言或者仅仅在最小程度上具有较低的极限。
下面将参考示意图更详细地解释本发明的示范性实施例，其中图1示出根据本发明的电子镇流器的第一和第二示范性实施例，该电子镇流器连接到电灯上；以及图2示出根据本发明的、用于检测灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置的例图。
具体实施例方式
在图1和2中，相同或功能相同的元件配备有相同的附图标记。
图1示出电子镇流器1的示意图。电子镇流器1电连接到电灯上，在示出的示范性实施例中，该电灯是荧光灯2的形式。
图1中所示出的例图示出本发明的两个不同的示范性实施例。首先，将在下面更详细地解释第一示范性实施例的实现。电子镇流器1具有半桥逆变器11，该半桥逆变器以一个输出端电连接到电感12上。此外，电感12电连接到荧光灯2的第一灯丝21上。此外，电感12还具有到电容器的电连接，在该示范性实施例中电容器是启动电容器13a的形式。应注意以下事实，即启动电容器13a也可以是用于灯电压测量的分压器电路的元件的形式，该分压器电路也可以以电阻分压器电路的形式来实现。此外，电子镇流器1包括根据本发明的用于检测灯工作电压的振幅因数的电路装置14a，该电路装置以第一输入端141通过启动电容器13a电连接到第一灯丝21上。在电感12与第一灯丝21之间的信号路径中和在电感12与电路装置14a之间的信号路径中，传输表征灯工作电压的信号。此外，在该示范性实施例中为半桥电容器13b形式的另一个电容器连接到第二灯丝22上。此外，第一示范性实施例中的半桥电容器13b具有到地电位的电连接。应注意以下事实，即在第一示范性实施例中，不提供电路装置14b。
如从图1中的例图中还可以看出，电路装置14a具有第一输出端142，该第一输出端电连接到调节单元19上。此外，电路装置14a以第二输出端电连接到地电位上。此外，调节单元19以一个输出端电连接到半桥逆变器11的输入端上。在上述第一示范性实施例中，因此形成根据本发明的用于检测灯工作电压的振幅因数的电路装置14a。
将在下面更详细地解释同样在图1中示出的根据本发明的电子镇流器1的第二示范性实施例。应注意以下事实，即在这个第二示范性实施例中不形成电路装置14a。在这个第二示范性实施例中，启动电容器13a连接到地电位上。代替电路装置14a，在第二示范性实施例中形成用于检测灯电流的振幅因数的电路装置14b。电路装置14b以第一输入端143电连接到半桥电容器13b上。按照第一示范性实施例，在第二示范性实施例中，电路装置14b也具有第一输出端144，该第一输出端电连接到调节单元19上，电路装置14b的第二输出端连接到地电位上。应提及以下事实，即按照第一示范性实施例或者按照第二示范性实施例来实现根据本发明的电子镇流器1。不提供既实现从电感12经由启动电容器13a经由电路装置14a到调节单元19的信号路径又实现从第二灯丝22经由半桥电容器13b经由电路装置14b到调节单元19的信号路径的实施例。
图2示出根据本发明的、用于检测灯工作电压或灯电流的振幅因数的电路装置14a或14b的详细例图。为了更详细地解释，下面将更详细地考虑用于检测灯电流的振幅因数的电路装置14b。如可以从图2中看到的，根据本发明的电路装置14b具有第一子电路15，该第一子电路被设计用于根据经由输入连接143施加到电路装置14b上的输入信号确定灯电流的平均值。第一子电路15在该示范性实施例中是低通滤波器电路的形式并具有电阻器151与电容器152。电阻器151以第一端电连接到第一子电路15的输入端15b上并以第二端电连接到第一子电路15的电路节点上。电容器152同样连接到第一子电路15的该电路节点上并且还具有到地电位的第二电连接端子。
此外，电路装置14b包括第二子电路16，在该示范性实施例中该第二子电路被设计用于根据施加到电路装置14b上的输入信号确定灯电流的最大允许值。如可以看到的，第二子电路16具有输入端16b，该输入端电连接到电路装置14b的输入连接143上。为了根据输入信号产生最大允许值，第二子电路16具有二极管161和电容器162。在这种情况下，二极管161以其阳极连接到第二子电路16的输入端16b上。二极管161以其阴极电连接到第二子电路16的第一电路节点上。电容器162也电连接到这个第一电路节点上，这个电容器162以其第二端电连接到地电位上。在图2中示出的示范性实施例中，第二子电路16还具有两个电阻器163、164，这两个电阻器被设计用于缩放信号并输入这个信号的时间常数，该时间常数表征最大允许振幅因数。如可以从图2中的例图中看到的，电阻器164连接到地电位上并连接到第二子电路16的第二电路节点上。第一电阻器163连接在第二子电路16的两个电路节点之间。如可以从图2中的例图中看到的，第一子电路15以输出端15a连接到比较器电路17的第一输入端17a上。第二子电路16的一个输出端16a电连接到这个比较器电路17的第二输入端17b上。比较器电路17在该示范性实施例中是比较器的形式。
此外，在所示的示范性实施例中，电路装置14b包括第三子电路18，该第三子电路被设计用于对施加到输入端143上的输入信号进行调节和整流。第三子电路包括第一二极管181和第二二极管182。第一二极管181以其阳极连接到地电位上，在这种情况下该第一二极管以其阴极连接到第三子电路的第一电路节点上。此外，第二二极管182以其阳极连接到该第一电路节点上并以其阴极连接到第三子电路18的第二电路节点上。此外，第三子电路18还包括电阻器183，该第三电阻器电连接到第二电路节点和地电位上。如可以从图2中的例图中看到的，第三子电路18的输出端18a电连接到第一子电路15的输入端15b上。
因而，向用于调节和整流目的的第三子电路18传输施加到输入端143上的输入信号。然后向第一子电路15传输通过这个第三子电路18被整流并被调节的输入信号，在第一子电路15中生成表征灯电流的平均值的信号。以相应的方式，向第二子电路16传输施加到输入端143上的输入信号，在第二子电路16中确定最大允许值并在该第二子电路中产生表征最大允许振幅因数的输出信号。然后，在比较器电路17中执行子电路15和16的输出信号之间的比较，然后提供由比较器电路17的比较器所产生的比较信号作为电路装置14b在输出端144处的输出信号并将该比较信号传输到调节单元19。然后，在这个调节电路19中，执行关于灯电流的振幅因数的期望值的调节并向半桥逆变器11传输相应的信号。借助于本发明，可以操作荧光灯2而无需极其高的振幅因数，因而在这种情况下可以防止对荧光灯2的损坏或缩短寿命的操作。
还可以提供数字电路形式的子电路15、16和18和/或比较器电路17中的至少一些，并且因此可以数字检测在子电路中执行的各个操作。可以以特别有利的方式提供在微处理器中实现的子电路15、16和18以及比较器电路17，并且如在电路装置14b中所实现的那样，以数字的方式进行振幅因数的整个检测。这意味着在数字基础上实现求平均值、峰值检测、缩放、时间响应以及阈值比较。
电路装置14a具有类似于电路装置14b的设计。
权利要求
1.一种用于检测电灯(2)的灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置，所述电路装置具有-第一子电路(15)，该第一子电路被设计用于根据施加到所述电路装置上的输入信号确定平均值，-第二子电路(16)，该第二子电路被设计用于根据施加到所述电路装置上的所述输入信号确定最大值；以及-比较器电路(17)，该比较器电路被设计用于根据所述第一子电路(15)的表征平均值的输出信号和所述第二子电路(16)的表征最大允许振幅因数的输出信号产生比较信号。
2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于，所述第一子电路(15)是低通滤波器电路的形式。
3.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于，所述第一子电路(15)的输出端(15a)电连接到所述比较器电路(17)的第一输入端(17a)上，并且所述第二子电路(16)的输出端(16a)电连接到所述比较器电路(17)的第二输入端(17b)上。
4.如前述权利要求之一所述的电路装置，其特征在于，所述第二子电路(16)以一个输入端(16b)电连接到电路装置(14a，14b)的第一输入连接端子(141；143)上，所述第二子电路(16)具有二极管(161)和电容器(162)。
5.如前述权利要求之一所述的电路装置，其特征在于，所述第二子电路(16)被设计用于对表征最大允许振幅因数的信号进行缩放并输入表征最大允许振幅因数的信号的时间常数。
6.如前述权利要求之一所述的电路装置，其特征在于第三子电路(18)，该第三子电路被设计用于对该输入信号进行调节和整流。
7.如权利要求6所述的电路装置，其特征在于，所述第三子电路(18)以一个输出端(18a)电连接到所述第一子电路(15)的输入端(15b)上。
8.如权利要求6或7所述的电路装置，其特征在于，所述第三子电路(18)具有至少两个二极管(181，182)和一个电阻器(183)。
9.如前述权利要求之一所述的电路装置，其特征在于，可以至少部分数字地检测灯电流或灯工作电压的振幅因数。
10.如权利要求9所述的电路装置，其特征在于微处理器，在该微处理器中可以数字地执行可以在子电路(15、16、18)和/或比较器电路(17)中执行的操作中的至少一种。
11.如前述权利要求之一所述的电路装置，其特征在于，可以为了设置振幅因数而提供所述比较器电路(17)的比较信号。
12.一种用于电灯的电子镇流器，该电子镇流器具有如前述权利要求1-11之一所述的电路装置(14a；14b)。
13.如权利要求12所述的电子镇流器，其特征在于，所述电路装置(14a；14b)以一个输入端(141；143)电连接到灯丝(21；22)上。
14.如权利要求12或13所述的电子镇流器，其特征在于，所述电路装置(14a；14b)以一个第一输出端(142；144)电连接到调节单元(19)上。
15.如权利要求12-14之一所述的电子镇流器，其特征在于，所述电子镇流器(1)电连接到荧光灯(2)、特别是汞齐灯或水银灯上。
16.一种用于借助于电路装置(14a；14b)来检测电灯(2)的灯工作电压或灯电流的振幅因数的方法，在所述方法中执行下列步骤-根据施加到所述电路装置(14a；14b)上的输入信号确定平均值；-根据施加到所述电路装置(14a；14b)上的所述输入信号确定最大允许值；-确定表征最大允许振幅因数的信号；-执行表征平均值的信号和表征最大允许振幅因数的信号之间的比较；以及-提供表征比较结果的比较信号。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在确定平均振幅因数之前对所述输入信号进行调节和整流。
18.一种用于对电连接到电子镇流器(1)上的电灯(2)进行操作的方法，其中按照如权利要求16或17所述的方法检测灯工作电压或灯电流的振幅因数。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在所述电子镇流器(1)中执行如权利要求16或17所述的方法。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测电灯(2)的灯电流或灯工作电压的振幅因数的电路装置，该电路装置具有被设计用于根据施加到电路装置上的输入信号确定平均值的第一子电路(15)；被设计用于根据施加到电路装置上的输入信号确定最大允许值的第二子电路(16)；以及被设计用于根据第一子电路(15)的表征平均值的输出信号和第二子电路(16)的表征最大允许振幅因数的输出信号产生比较信号的比较器电路(17)。本发明还涉及一种用于检测这种振幅因数的方法。本发明的另一个方面涉及一种具有根据本发明的电路装置(14a，14b)的电子镇流器(1)。此外，本发明还涉及一种用于对电灯进行操作的方法，其中按照根据本发明的方法检测振幅因数。
文档编号H05B41/392GK1956617SQ20061014951
公开日2007年5月2日 申请日期2006年6月9日 优先权日2005年6月10日
发明者T·穆德拉 申请人:电灯专利信托有限公司