專利名稱：用于驅(qū)動高壓氣體放電燈的電路布置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動高壓氣體放電燈的電路布置。在下面，高壓 氣體放電燈也簡稱為燈。此外，本發(fā)明還涉及一種用于驅(qū)動這種燈的方法。 尤其是，本發(fā)明探討了避免在燈工作時可能出現(xiàn)的聲學(xué)諧振。
背景技術(shù)：
聲學(xué)諧振是在高壓氣體放電燈工作時出現(xiàn)的已知問題。根據(jù)燈的幾何結(jié)構(gòu)和壓力，這些諧振在5kHz到lOOOkHz之間的頻率范圍中出現(xiàn)，并且 會導(dǎo)致電弧的不規(guī)則性，并且在顯著的諧振時甚至?xí)?dǎo)致燈的毀壞。因此， 用具有在所述頻率范圍中的頻率的交流電流來驅(qū)動燈并非絕對可靠。因此，在市場上廣泛4吏用如下的驅(qū)動裝置該驅(qū)動裝置以所謂的矩形 波驅(qū)動(Rechteckbetrieb )來驅(qū)動燈。然而，矩形波驅(qū)動需要高的電路開 銷，因此盡管有聲學(xué)諧振的危險，但仍努力以所謂高頻驅(qū)動來驅(qū)動燈。在 這樣的驅(qū)動中，該燈祐:饋送以在所-說明的頻率范圍中的交流電流，因為剛 好在該頻率范圍中可以特別成本低廉地實現(xiàn)驅(qū)動裝置。在文獻(xiàn)US2003/0111968A1 (Trestman)中描述了一種驅(qū)動裝置，該 驅(qū)動裝置以被頻率調(diào)制過的工作頻率來驅(qū)動燈。調(diào)制的目的是，在其中燈具有諧振點(diǎn)的頻率附近，燈電流僅僅短暫地 作用到燈上，使得不會形成諧振。工作頻率在上述現(xiàn)有技術(shù)中圍繞中頻在50kHz的范圍中被調(diào)制。電 源電壓的剩余波紋的調(diào)制被控制。所-沈明的文獻(xiàn)談及了恒定的電源電壓， 該電源電壓具有由于饋電的電網(wǎng)電壓引起的、例如6Veff的本身不希望的 剩余波紋。在60Hz的電網(wǎng)頻率的情況下，剩余波紋由于整流而具有 120Hz。由此，燈電流具有以120Hz的調(diào)制頻率調(diào)制過的工作頻率。所描述的現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)是，如果未選擇其中燈僅具有微弱諧振的 頻率范圍，則盡管工作頻率被調(diào)制過，仍出現(xiàn)干擾的諧振現(xiàn)象。通過調(diào)制 覆蓋的工作頻率范圍由此避開了其中出現(xiàn)要驅(qū)動的燈的強(qiáng)烈主諧振的工作頻率。由此，在現(xiàn)有技術(shù)中得出其中工作頻率移動的頻率范圍必須與 要驅(qū)動的燈相匹配?，F(xiàn)有技術(shù)不能保證兩個具有類似性能數(shù)據(jù)的燈可以在 相同的頻率范圍中被驅(qū)動。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是進(jìn)一步開發(fā)一種用于以調(diào)制過的工作頻率驅(qū)動高壓 氣體放電燈的電路布置，使得即使工作頻率覆蓋了其中所驅(qū)動的燈具有強(qiáng) 烈聲學(xué)諧振的頻率范圍，燈也可以無閃動地工作。該任務(wù)通過一種電路布置來實現(xiàn)，該電路布置具有逆變器，其為高壓 氣體放電燈提供燈電流，該燈電流基本上是具有在最小頻率與最大頻率之 間的頻率范圍中被頻率調(diào)制過的工作頻率的交流電流，由此一方面限定了 邊界平均值，該平均值等于最小頻率與最大頻率之和的一半，而另一方面 限定了算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值等于在燈工作中針對工作頻率所經(jīng)過的 頻率值的時間平均值，其中電路布置的特征在于，邊界平均值小于算術(shù)平 均值。本發(fā)明基于以下認(rèn)識燈的諧振點(diǎn)的顯著性通常隨著升高的頻率而減 小。也就是說，在低頻率的情況下，關(guān)鍵的是將大量能量提供給該燈，因 為會形成強(qiáng)烈的諧振。而在更高頻率的情況下，可以向燈饋送更多的能量， 因為在那里諧振較不明顯。根據(jù)本發(fā)明的對處理方式的教導(dǎo)構(gòu)建在這樣的 認(rèn)識上。在線性調(diào)制中，例如在EP1519 637 A2 (Butler)中所描述的那 樣，工作頻率隨著時間線性地上升。工作頻率的算術(shù)平均值在這樣的情況 下具有與工作頻率的最小頻率和最大頻率構(gòu)成的平均值(邊界平均值)相等的值。并沒有頻率值^L優(yōu)選。輸入燈中的能量在工作頻率所取的所有頻 率的情況下是相等的。在文獻(xiàn)US2003/0111968A1 (Trestman)中，調(diào)制是正弦形的。由此， 輸入燈中的能量不再在所有頻率值中相等。在最大頻率附近的頻率值和在 最小頻率附近的頻率值是優(yōu)選的。盡管如此，工作頻率的算術(shù)平均值和邊 界平均值仍然相等。在根據(jù)本發(fā)明的電路布置中，工作頻率的算術(shù)平均值大于邊界平均 值。這導(dǎo)致了，優(yōu)選在較高的頻率值的情況下將能量輸入到燈中。在低的 頻率值的情況下，比較少的能量被耦合輸入到燈中，由此在那里占優(yōu)勢的 諧振點(diǎn)僅受到微弱的激勵。在該上下文中，"受到微弱的激勵"意味著諧振吸收的能量不足以引M電容器中的等離子輸送或者氣體輸送。由此it^ 了電弧的不規(guī)則性和閃動現(xiàn)象。為了確定邊界平均值，根據(jù)上述定義由最大頻率和最小頻率形成平均 值。最大頻率在此是在燈工作期間通過頻率調(diào)制所取的工作頻率的最大頻 率值。例如在點(diǎn)燃時所取的工作頻率的頻率值不被考慮。僅^示工作頻 率波動的頻率值也不被考慮。在這樣的頻率值中，沒有值得注意的能量額耦合輸入到燈中。典型地，以在10毫秒范圍中的周期持續(xù)時間來周期性 地進(jìn)行頻率調(diào)制。在一個周期持續(xù)時間中具有小于IO微秒的頻率值視為波動。燈功率的功率頻譜典型地為矩形，其中矩形的臺地也可以是隨著增 大的頻率上升的斜坡。形成矩形的邊界的頻率值標(biāo)識了最大頻率和最小頻 率。表示波動的頻率值在矩形之外，并且具有明顯在臺地的值之下的幅度。本發(fā)明的一個方面是借助根據(jù)本發(fā)明的電路布置提供成本低廉的驅(qū) 動裝置。由于根據(jù)本發(fā)明的思想也可借助微控制器來實現(xiàn)，所以從現(xiàn)有技 術(shù)出發(fā)不需要昂貴的電路改變。更為確切的說，改變微控制器中的軟件就 能夠足以借助本發(fā)明來實現(xiàn)穩(wěn)定的燈驅(qū)動。此外，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置 也能夠驅(qū)動具有不同的諧振點(diǎn)的燈。通常，在逆變器與燈之間連接有耦合網(wǎng)絡(luò)，該耦合網(wǎng)絡(luò)具有傳遞函數(shù)， 該傳遞函數(shù)描述了燈電流的幅度與工作頻率的相關(guān)性。耦合網(wǎng)絡(luò)通常具有 低通特性。也就是說，與高頻的情^u目比，在低頻的情況下燈被饋送更多 的能量。由此，其中出現(xiàn)強(qiáng)烈諧振的頻率剛好被更少地衰減。工作頻率在 其中被調(diào)制的頻帶越寬，則該效應(yīng)越強(qiáng)。因此，本發(fā)明的另一方面是，補(bǔ) 償耦合網(wǎng)絡(luò)的頻率相關(guān)性。這有利地通過工作頻率的時間分布來實現(xiàn)，該 時間分布被選擇為使得被驅(qū)動的燈的功率的功率頻鐠均勻分布，或者隨頻 率單調(diào)地上升。在功率頻鐠均勻分布的情況下，傳遞函數(shù)剛好被補(bǔ)償。為 了使耦合輸入到燈中的能量更多地朝著更高的頻率值移動，也可以實現(xiàn)傳 遞函數(shù)的過補(bǔ)償。于是，被驅(qū)動的燈的功率的功率頻鐠隨著頻率單調(diào)上升。除了燈的不規(guī)則性之外，由耦合網(wǎng)絡(luò)的頻率相關(guān)性產(chǎn)生了另 一 問題。 如果不補(bǔ)償該頻率相關(guān)性，則工作頻率的頻率調(diào)制引起燈電流的幅度調(diào) 制。這也可以無諧振效應(yīng)地引起燈的閃動。工作頻率的最小頻率與最大頻率彼此越遠(yuǎn)，則該問JH^明顯。從最小頻率與最大頻率之間的差為10kHz 的值起，可能出現(xiàn)特別強(qiáng)烈的閃動現(xiàn)象。上面所描述的對傳遞函數(shù)的有利 的補(bǔ)償解決了該問題。因此，工作頻率存在于其中的頻率范圍的擴(kuò);lblL有 利的，因為于是在離散頻率值的情況下被耦合輸入到燈中的能量部分下降。如果頻率值在燈的諧振點(diǎn)上，則較少能量被輸送給諧振引起的干擾。有利的是，工作頻率的頻率調(diào)制周期性地以調(diào)制頻率進(jìn)行。基本上， 工作頻率的可以通過噪聲或者無序來描述的時間分布也是可能的。然而， 該實現(xiàn)是昂貴的，并且不再保證減輕逆變器中的半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)負(fù)荷。 工作頻率必須快速地改變，使得諧振點(diǎn)僅受到微弱的激勵。在上面已描述了應(yīng)如何理解"受到微弱的激勵"。有利的是，調(diào)制頻率超過lHz。有利的是，如上面所描述的那樣，通過微控制器來實現(xiàn)本發(fā)明。于是， 工作頻率的時間分布并不是連續(xù)的，而是對相應(yīng)的停留時間僅出現(xiàn)離散的 頻率值。輸入燈中的能量可以在頻率范圍中被增強(qiáng)，其方式是減小兩個 相鄰離散頻率值之間的差，或者延長停留時間。兩種措施也可以同時采用。 當(dāng)在邊界平均值之上的頻率值的平均停留時間長于在邊界平均值之下的 頻率值的平均停留時間時，給出了在本發(fā)明意義上的將能量耦合輸入到燈 中。當(dāng)在邊界平均值之上的頻率值的兩個相鄰離散頻率值之間的平均的 差小于在邊界平均值之下的頻率值的兩個相鄰離散頻率值之間的平均的 差時，給出了本發(fā)明意義上相同的效果。通常，振蕩器生成工作頻率。在通過^t控制器的有利實施形式中，工 作頻率分別具有離散的頻率值。典型地，在微控制器中的振蕩器借助所謂 定時器來實現(xiàn)。為振蕩器預(yù)給定相應(yīng)的離散頻率值的控制裝置也可以通過 微控制器來實現(xiàn)。有利地，工作頻率的所有應(yīng)相繼被取的頻率值存儲在存 儲裝置中。控制裝置或微控制器依次地讀取頻率值并且相應(yīng)地調(diào)節(jié)振蕩 器。存儲裝置也可以集成在微控制器中?？刂蒲b置或者微控制器也控制振 蕩器在頻率值上的相應(yīng)停留時間。對相應(yīng)頻率值的停留時間可以和頻率值 一同存儲在存儲裝置中。傳遞函數(shù)的補(bǔ)償也能夠可控地進(jìn)行。對此，需要測量裝置，該測量裝 置適于為控制裝置輸送燈電流的幅度。該控制裝置于是被設(shè)計為使得其選 擇隨下降的幅度而增加的停留時間。由此，在引起較低幅度燈電流的頻率 值時，該振蕩器由此保持更長時間。以這樣的方式可以使燈功率的功率頻 譜受到影響，使得該功率頻譜均勻分布，或者如果希望對傳遞函數(shù)進(jìn)行過 補(bǔ)償，則該功率頻譜隨著頻率單調(diào)上升。代替停留時間，作用相同地也可 以考慮相鄰離散頻率值的差作為控制的調(diào)節(jié)值。逆變器從饋電電壓中獲取其能量。該饋電電壓又主要由電網(wǎng)電壓產(chǎn)生。通常試圖將饋電電壓盡可能保持恒定，因為饋電電壓的波動直接影響 到逆變器的輸出電壓的幅度。尤其是，通常使具有兩倍電網(wǎng)電壓頻率的饋 電電壓的所謂波紋保持盡可能小。與此相對，幅度調(diào)制可以有利地與本發(fā) 明相結(jié)合。于是，饋電電壓在燈工作時具有最大值和最小值。在最大值與最小值之間的差為至少50V時，出現(xiàn)了顯著的##效果。如果饋電電壓(Us)的時間分布和工作頻率的時間分布同步，使得 當(dāng)工作頻率具有其最大值時，饋電電壓也具有其最大值，則補(bǔ)償效果最優(yōu)。 饋電電壓的高瞬時值于是至少部分##了由傳遞函數(shù)引起的強(qiáng)烈衰減。通 過饋電電壓的補(bǔ)償作用可以與工作頻率的根據(jù)本發(fā)明的時間分布組合。有利的是將逆變器實現(xiàn)為半橋，因為半橋是低成本的并且具有高效 率。然而，也可以使用其他逆變器拓樸，如降壓轉(zhuǎn)換器(Tiefsetzer )、升 壓轉(zhuǎn)換器(Hochsetzer )、反向變換器、Cuk變換器。使用相控全橋逆變器也是有利的。這種逆變器在如下文獻(xiàn)中予以描 述Bill Andreycak于1997年所著的"Phase Shifted Zero Voltage Transition Design Considerations and the UC3875 PWM Controller", Unitrode Application Note U - 136A。借助相位控制可以控制輸送給燈的 能量。這可以根據(jù)工作頻率來進(jìn)行，使得耦合網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)至少部分被 補(bǔ)償。該補(bǔ)償可以有利地與工作頻率的根據(jù)本發(fā)明的時間分布組合。有利地，根據(jù)本發(fā)明的電路布置是用于高壓氣體放電燈的驅(qū)動裝置的 一部分。除了根據(jù)本發(fā)明的電路布置之外，該驅(qū)動裝置還可以包含用于點(diǎn) 燃燈、用于抑制無線電干擾、用于安全斷開或者用于其他輔助功能的電路。 此外，驅(qū)動裝置還包括殼體和用于將燈與能量供給相連的端子。本發(fā)明的另一方面是一種方法，借助該方法，燈可以不受聲學(xué)諧振的 干擾地被驅(qū)動，并且在該方法中，被驅(qū)動的燈(Lp)的功率的功率頻鐠 (PL)均勻分布或者隨頻率單調(diào)上升。在離散的頻率值的情況下，如下 來計算算術(shù)平均值/。_ 1 w在此假設(shè)，工作頻率分別針對停留時間tn具有數(shù)目為N的離散頻率 值fn，其中在時間T之后又經(jīng)過N個離散的頻率值fn。因此，T是調(diào)制 頻率的周期時間。有利的是，該方法也可以如下地進(jìn)行擴(kuò)展燈的穩(wěn)定工作出發(fā)，輸入 燈中的能量依次在工作頻率可以取的所有離散頻率值中有針對性地提高 因子1,2至5。在因子小于1.2的情況下，效果難以測量，在超過5時， 已經(jīng)會導(dǎo)致燈的熄滅。用于檢測諧振現(xiàn)象的裝置檢查燈的燈電流或者燈電壓或者光通量的波動。如果波動超過預(yù)給定的邊^(qū)IHi，則提高的能量輸入重設(shè)為小于原值的80%的值。如果波動未超過預(yù)給定的邊界值，則提高 的能量輸入重設(shè)為對應(yīng)于原值的值。借助該方法，進(jìn)一步提高了在諧振現(xiàn)象方面的工作安全性。潛伏存在 的諧振點(diǎn)被識別并且被抑制。能量輸入的提高可以以兩種方式來實現(xiàn)。如 果在一個頻率值的停留時間被延長，則在該頻率中的能量輸入也增加。作 用相同的、提高在頻率范圍中的能量輸入的第二方式在于減小兩個相鄰的 頻率值之間的差。


在下面將參照實施例更為詳細(xì)地闡述本發(fā)明。其中 圖l示出了借助其可實現(xiàn)本發(fā)明的電路布置的原理電路圖， 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電路布置的工作頻率的時間分布， 圖3示出了具有直流部分的燈功率的頻鐠功率密度。
具體實施方式
圖l示出了借助其可實現(xiàn)本發(fā)明的電路布置的原理電路圖。該電路布 置具有兩個輸入端子Jl和J2,被整流的電網(wǎng)電壓可連接到這些輸入端子 上。輸入端子Jl和J2與PFC級耦合，該P(yáng)FC級實現(xiàn)功率因子校正并且 提供饋電電壓Us。存儲電容器Cl與饋電電壓Us并聯(lián)，該存儲電容器將 緩存饋電電壓Us。為了驅(qū)動70W的燈，存儲電容器Cl具有4.7微法的 值證明是有利的。借助該值形成饋電電壓的強(qiáng)烈的幅度調(diào)制，該幅度調(diào)制 可以與本發(fā)明組合用于補(bǔ)償耦合網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。饋電電壓的電勢用作電 路布置的參考電勢GND。饋電電壓為逆變器供給能量，該逆變器實施為半橋逆變器。逆變器包 括上面的和下面的開關(guān)Tl和T2的串聯(lián)電路，這些開關(guān)與饋電電壓并聯(lián)。 這些開關(guān)實施為MOSFET,但也可以實施為其他半導(dǎo)體開關(guān)。上面的開關(guān)T1的源極與下面的開關(guān)的漏極在連接點(diǎn)M相連。開關(guān)的控制連接端(在 本情況下為Tl和T2的^f^極)與控制裝置Cont相連?？刂蒲b置Cont也 與連接點(diǎn)M、饋電電壓Us和參考電勢GND相連。控制裝置Cont包括 振蕩器，該振蕩器生成工作頻率，借助該工作頻率來交替地驅(qū)動開關(guān)Tl 和T2的柵極。由此，在連接點(diǎn)M上相對于參考電勢GND產(chǎn)生矩形的交 流電壓Uw，該交流電壓的幅度跟隨著饋電電壓，并且頻率對應(yīng)于工作頻 率。交流電壓Uw為半橋逆變器的逆變器輸出電壓。由燈電感線團(tuán)Ll和兩個電容器C2和C3構(gòu)成的串聯(lián)電路形成了耦 合網(wǎng)絡(luò)，該耦合網(wǎng)絡(luò)連接在連接點(diǎn)M與參考電勢GND之間。燈Lp可以 通過端子J3和J4耦合到電容器C3上。未示出的是點(diǎn)燃裝置，該點(diǎn)燃裝 置短時提供高壓用于起動燈。耦合網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了從交流電壓Uw到燈的阻抗變換。該耦合網(wǎng)絡(luò)也可以 包含變壓器。該耦合網(wǎng)絡(luò)的阻抗變換具有傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)描述了燈 電流IL關(guān)于交流電壓Uw的頻率相關(guān)性。在該情況下，傳遞函數(shù)具有帶 通特性。通常，工作頻率始終在傳遞函數(shù)的諧振頻率之上，由此可以利用 開關(guān)Sl和S2的開關(guān)負(fù)荷減輕。在諧振頻率之上，傳遞函數(shù)具有低通特性。優(yōu)選的是，控制裝置Cont包括微控制器和用于開關(guān)Tl和T2的驅(qū)動 電路。通過軟件在微控制器中實現(xiàn)了振蕩器，該振蕩器產(chǎn)生工作頻率。在 微控制器的存儲器中存儲有帶有關(guān)聯(lián)停留時間的離散頻率值。該軟件允許 振蕩器產(chǎn)生工作頻率，該工作頻率依次在所存儲的停留時間上具有所存儲 的頻率值。在^t控制器讀取上一次所存儲的頻率值之后，存在兩種可能性 來進(jìn)一步處理或者^t控制器開始讀取又具有第一頻率值的頻率值；或者 頻率值現(xiàn)在以相反的順序被讀取，直到又達(dá)到第一頻率值。在第一種情況 下，得到在時間上的近似鋸齒形頻率分布，而在第二種情況下得到在時間 上的近似三角形頻率分布。近似三角形頻率曲線具有的優(yōu)點(diǎn)是，不會出現(xiàn) 大的工作頻率跳躍。純粹的鋸齒形和三角形意味著時間與工作頻率之間的線性關(guān)系。這通 常與本發(fā)明的教導(dǎo)不對應(yīng)。通過頻率值的距離和/或停留時間必須實現(xiàn)非 線性的或僅僅分段線性的關(guān)系。如上面所介紹的那樣，在此重要的是，與 較低頻率的情況相比，在較高頻率的情況下更多的能量被耦合輸入到燈 中。上面所介紹的在工作頻率的邊界平均值與算術(shù)平均值之間的關(guān)系用作 對此的技術(shù)教導(dǎo)。在圖2中示出了根據(jù)本發(fā)明的電路布置的工作頻率的時間分布。其涉 及近似三角形的、分段線性的分布。因為工作頻率從最小頻率上升5ms 直至最大頻率，并且隨后并不是立即回落到最小頻率，而是在再經(jīng)5ms 又下降到最小頻率，所以是i^似三角形。最小頻率為200kHz而最大頻率 為300kHz。由此，產(chǎn)生250kHz的邊界平均值。算術(shù)平均值為266kHz 并且由此根據(jù)本發(fā)明大于邊界平均值。對根據(jù)本發(fā)明的頻率分布典型的 是，與最小頻率和最大頻率之間的線性連線所示的相比，根據(jù)本發(fā)明的頻 率分布基本上在更高的頻率分布。從圖2中的視圖得知，在該實施例中，停留時間近似對所有頻率值是 恒定的。該時間分布通it^目鄰頻率值的不同的差來實現(xiàn)。與最大頻率附近 的頻率值的情況相比，在最小頻率附近的頻率值的情況下距離更大。在10ms之后，該時間分布周期性地重復(fù)。這不再示出在圖2中。周 期性的分布限定了 100Hz的調(diào)制頻率。該調(diào)制頻率明顯在lHz之上，使 得離散頻率值不再如此長地作用到燈上以致在燈的放電容器中出現(xiàn)等離 子體流或者氣流。有利的是，選擇100Hz的值因為這是在50Hz的電網(wǎng)頻 率的情況下饋電電壓的脈動頻率的值。由此，饋電電壓的幅度調(diào)制可以與 工作頻率的時間分布同步地補(bǔ)償耦合網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。圖3以對數(shù)圖示出了饋送到燈Lp中的功率的頻譜功率密度log PL的 例子。在功率頻鐠中，與燈電流IL的頻語相比，所出現(xiàn)的頻率被加倍。 明顯可看到，頻帶在360kHz到620kHz之間，該頻帶通過對180kHz的 最小頻率與310kHz的最大頻率之間的工作頻率進(jìn)行頻率調(diào)制來產(chǎn)生。在 該頻帶中，功率密JL&本上恒定。這是耦合網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)的補(bǔ)償?shù)挠欣?結(jié)果。在180kHz與310kHz之間，圖3示出了另一頻帶，在該頻帶中功率 耦合到該燈中。該頻帶由與燈電流IL疊加的直流部分形成。該直流部分 有利地通過以下方式產(chǎn)生在半橋逆變器中，開關(guān)并不是精確地同步切換， 而是每個開關(guān)的接通持續(xù)時間占優(yōu)勢。通過該直流部分，其中能量被耦合 輸入燈中的頻率范圍可以被擴(kuò)展，而通過最小頻率和最大頻率確定的頻帶 不擴(kuò)展。由直流部分產(chǎn)生的頻帶的幅度與被疊加的直流部分的值有關(guān)。在圖3中，可以看到另一頻帶開始，其在720kHz附近開始。該頻帶 通迚基頻如最小頻率和最大頻率的四倍而形成。
權(quán)利要求
1.一種用于向高壓氣體放電燈(Lp)提供燈功率的電路布置，具有逆變器(T1，T2)，該逆變器向高壓氣體放電燈(Lp)提供燈電流(IL)，該燈電流基本上是具有在最小頻率和最大頻率之間的頻率范圍中被頻率調(diào)制的工作頻率的交流電流，由此一方面限定了邊界平均值，該邊界平均值等于最小頻率與最大頻率之和的一半，而另一方面限定了算術(shù)平均值，該算術(shù)平均值等于在燈工作中所經(jīng)過的工作頻率的頻率值的時間平均值，其中該電路布置的特征在于，所述邊界平均值小于所述算術(shù)平均值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路布置，其具有耦合網(wǎng)絡(luò)(L1， C2， C3)， 該耦合網(wǎng)絡(luò)連接在逆變器(Tl, T2)與燈(Lp)之間并且具有傳遞函數(shù)， 該傳遞函數(shù)描述了燈電流(IL)的幅度與工作頻率的相關(guān)性，其特征在于， 工作頻率的時間分布被選擇為使得被驅(qū)動的燈(Lp)的功率的功率頻鐠(PL)均勻分布，或者隨著頻率單調(diào)地上升。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的電路布置，其特征在于，工作頻率的 頻率調(diào)制以大于ihz的調(diào)制頻率周期性地進(jìn)行。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路布置，其特征在于，工作頻 率對相應(yīng)的停留時間僅僅取離散的頻率值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路布置，其特征在于，對于在邊界平均值 之上的頻率值的平均停留時間大于對于在邊界平均值之下的頻率值的平 均停留時間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的電路布置，其特征在于，對于邊界平 均值之上的頻率值的、兩個相鄰的離散頻率值之間的平均的差小于對于邊 界平均值之下的頻率值的、兩個相鄰的離散頻率值之間的平均的差
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的電路布置，其特征在于，-振蕩器，其產(chǎn)生具有離散頻率值的工作頻率，-控制裝置，其為振蕩器預(yù)先給定相應(yīng)的離散頻率值，—存儲裝置，離散頻率值和相應(yīng)的停留時間存儲在該存儲裝置中并且 可由控制裝置讀取。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的電路布置，其特征在于， -振蕩器，其產(chǎn)生具有離散頻率值的工作頻率，-控制裝置，其為振蕩器預(yù)先給定相應(yīng)的離散頻率值，-存儲裝置，離散頻率值存儲在存儲裝置中并且可由控制裝置讀取，-測量裝置，其適于將燈電流的幅度輸送給控制裝置，其中控制裝置 被設(shè)計為使得其選擇隨著幅度下降而增加的停留時間。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路布置，其特征在于，逆變器 被饋送饋電電壓(Us)，其中用于驅(qū)動高壓氣體放電燈(Lp)的饋電電壓(Us)從電網(wǎng)電壓中獲取其能量，并且饋電電壓(Us)在燈工作時具有最 大值和最小值，其中最大值與最小值之間的差為至少50V。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路布置，其特征在于，饋電電壓(Us) 的時間分布和工作頻率的時間分布被同步，使得當(dāng)工作頻率取其最大值 時，饋電電壓(Us)也取其最大值。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路布置，其特征在于，最大 頻率與最小頻率之間的差為至少10kHz。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路布置，其特征在于，逆變 器是半橋逆變器。
13. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路布置，其特征在于，逆變 器是相控的全橋逆變器。
14. 一種用于驅(qū)動高壓氣體放電燈(Lp)的驅(qū)動裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動裝置包括根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的電路布置。
15. —種用于驅(qū)動高壓氣體放電燈(Lp)的方法，其特征在于包括以 下步驟—M儲裝置中讀取頻率值和關(guān)聯(lián)的停留時間，—以工作頻率為高壓氣體放電燈(Lp )拔_供交流電流，所述工作頻率 的值對應(yīng)于上一次讀取的頻率值，-在上一次讀取的停留時間上維持所述頻率值，—從存儲裝置讀取下一個頻率值和關(guān)聯(lián)的停留時間，-繼續(xù)重復(fù)前四個步驟，其中頻率值和關(guān)聯(lián)的停留時間被選擇為使得出現(xiàn)的最大頻率值和最 小頻率值之和的一半小于所讀取的并且以關(guān)聯(lián)的停留時間加權(quán)的頻率值 的平均值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，頻率值和停留時間被選擇為使得被驅(qū)動的燈(Lp)的功率的功率頻 鐠(PL)均勻分布或者隨頻率單調(diào)上升。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于以下步驟-將頻率值的停留時間延長1.2到5之間的范圍中的因子，-檢查燈電流(IL)或者燈電壓或者燈的光通量的波動，—如果波動超過預(yù)先給定的邊界值，則延長的停留時間被重設(shè)為短于 原值的80。/。的值，-如果波動^Ml過預(yù)先給定的邊界值，則延長的停留時間被重設(shè)為對 應(yīng)于原值的值，_對工作頻率所取的其他頻率值執(zhí)行上述步驟。
全文摘要
一種用于以具有工作頻率的交流電流的形式為高壓放電燈(Lp)提供燈功率的電路布置。在此，工作頻率在寬的界限中被頻率調(diào)制。工作頻率的時間分布被選擇為使得在較高的頻率下更多的能量被輸送給該燈。由此，降低了激勵燈中的聲學(xué)諧振的危險。通過耦合網(wǎng)絡(luò)(L1，C2，C3)的頻率響應(yīng)的幅度調(diào)制被通過工作頻率的時間分布來補(bǔ)償。
文檔編號H05B41/288GK101331806SQ200680046974
公開日2008年12月24日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月14日
發(fā)明者約阿希姆·米爾施勒格爾 申請人:奧斯蘭姆有限公司