用于高频灯的HF系统技术方案

本发明专利技术涉及一种HF系统，该系统包括一个HF装置(5)、具体地一个HF灯和一个HF火花塞或类似的HF等离子体应用、以及一个用于操作所述HF装置(5)的HF信号入耦合装置(3)。该HF系统包括一个用于生成一个用于操作所述HF装置(5)的HF信号的振荡器(7)，并且所述系统特征在于，其包括在振荡器(7)所生成的HF信号和所述HF装置反射的信号的基础上生成与该HF装置的适配程度成比例的电压信号(U比例)的装置(15)。而且，该系统特征在于，其包括一个装置(27)，优选地没有微处理器，用于生成一个用于在HF装置(5)的适配程度成比例的电压信号(U比例)的基础上适配振荡器(7)输出频率的控制信号(UA)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种HF系统，该系统包括一个HF装置(5)、具体地一个HF灯和一个HF火花塞或类似的HF等离子体应用、以及一个用于操作所述HF装置(5)的HF信号入耦合装置(3)。该HF系统包括一个用于生成一个用于操作所述HF装置(5)的HF信号的振荡器(7)，并且所述系统特征在于，其包括在振荡器(7)所生成的HF信号和所述HF装置反射的信号的基础上生成与该HF装置的适配程度成比例的电压信号(U比例)的装置(15)。而且，该系统特征在于，其包括一个装置(27)，优选地没有微处理器，用于生成一个用于在HF装置(5)的适配程度成比例的电压信号(U比例)的基础上适配振荡器(7)输出频率的控制信号(UA)。【专利说明】用于高频灯的HF系统本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的HF系统、一种根据权利要求14的前序部分所述的信号入耦合装置、以及一种根据权利要求15的前序部分所述的用于操作HF装置的方法。例如，从W02009/068618A2已知此处讨论的类型的HF系统。其具体地用于高效地操作高频装置，如高频率下的高频灯，具体地在2.45GHz下的ISM频段中。HF装置的操作(具体地，HF灯、HF火花塞或类似的HF等离子体应用)以灯的良好高频适配为前提。灯的适配取决于频率并且是灯可以占用振荡器生成的HF信号的什么部分用于灯的操作的一种措施。HF装置与馈入的HF信号的频率的适配越大，因此灯反射的信号的部分越小。因此，HF装置的适配对HF系统的总效率具有显著的贡献。具体地在高频操作节能灯的情况下，操作频率与几十MHz数量级的HF系统中的最佳适配频率的偏差会引起效率降低超过50%。HF装置与馈入的HF信号的适配取决于多个因素。这些具体地涉及HF装置的电子器件的制造公差、热性能和老化引起的变化。此外，点燃HF装置之后的位置和通常还有适配变化的幅值如从图1变得明显。图1a示出了点燃之前馈送至HF装置的HF信号的操作频率fQ的示意图，并且图1b示出了 HF装置点燃后的同一信号。变得明显的是，操作频率fV在点燃HF装置之后发生偏移，从而使得其不再与HF装置的最佳操作频率对应。在这种情况下，HF装置的适配不再是最佳的并且发生所馈送至HF装置的HF信号的反射，如上所述，这会大大降低HF装置的效率。现有技术披露了被提供用于HF装置的适配的动态闭环控制的控制电路。所述电路使用例如从放大器开发和MHz等离子体
已知的可变电容器。在这种情况下，为了获得阻抗变换，使用链接到步进电机上的可变电容器。本解决方案能够实现HF装置的模拟适配，但必要地提供对闭环控制进行控制并形成单独设置的微控制器的使用。结果是，首先延长了动态适配时间，并且电路进一步变得相对复杂和成本密集。此外，众所周知的是提供更高频率下的交换网络，例如在移动无线电领域，其通过不同电感电容元件被接通和关闭能够实现具有用于动态地使天线适配的离散状态的适配机构。本解决方案使得可以为负载阻抗的大变化实现离散匹配值。可以实现的离散步骤和可补偿负载偏差取决于交换状态的数量和适配机构的元件。本解决方案还必要地提供微型控制器的使用，这再一次使整个系统复杂和相对昂贵。因此，本专利技术的目标是提供一种HF系统，该系统包括一个HF装置和一个HF信号入耦合装置，该信号入耦合装置简单、成本有效以及高效地实现HF装置与最佳操作频率的适配。提出了包括如权利要求1所述的特征的HF系统用于实现上述目标。根据本专利技术的HF系统包括一个HF装置(具体地，HF灯、HF火花塞或类似HF的等离子体应用)和一个用于操作该HF装置的HF信号入耦合装置，其中，该HF信号入耦合装置包括一个用于生成用于操作该HF装置的HF信号的振荡器。该HF系统特征在于在该振荡器生成的HF信号和该HF装置反射的信号的基础上生成与该HF装置的适配程度成比例的一个电压信号，并且特征在于一个优选地没有微处理器的装置，用于在与该HF装置的适配程度成比例的电压信号的基础上生成一个用于使该振荡器的输出频率适配的控制信号。因此，本专利技术的本质点在于，在点燃时刻和操作过程中保证HF装置的最佳适配，这通过将控制信号的频率动态地控制到HF装置的最佳适配的频率的控制电路而发生。这种控制电路可以被设计成为ALL电路(振幅锁环电路)。因此，根据本专利技术的HF系统和具体地根据本专利技术的HF信号入耦合装置能够实现HF信号的频率位置到HF装置(具体地，节能灯)在节能灯点燃时和在操作过程中两者的适配的模拟和动态闭环控制。与现有技术中的之前已知的解决方案相比，本专利技术优选地不需要微控制器，而是仅需要形成控制电路元件所需的逻辑单元的几个逻辑门。由此，整个HF系统被大大简化并且可以必要时被实现在单独半导体IC上。本专利技术的本质基本概念是，生成与HF装置的适配程度成比例的一个电压信号，并且提供了用于本目的相应装置，其中，在振荡器生成的HF信号和HF装置反射的信号的基础上生成与HF装置的适配程度成比例的电压信号。然后，以如下方式优选地在没有微处理器的装置内(具体地，使用至少一个逻辑门)处理与HF装置的适配程度成比例的该电压信号:可以输出一个控制信号用于在极短的时间内使振荡器的输出频率适配。操作频率到具有HF装置的最佳适配的频率的模拟闭环控制受到根据本专利技术的HF系统的影响。在这种情况下，保证了 HF等离子体在最佳频率下被可靠地点燃。此外保证了在最佳频率下操作灯。此外，保证了在点燃过程中和在操作过程中将操作频率与最佳频率(它们可以对例如电子器件的制造公差、热行为或老化引起的变化有贡献)之间的偏差考虑在内。通过省掉微控制器，由于控制时间现在实质上仅是门渡越时间的函数，根据本专利技术的优选HF系统实现了操作频率的更快速的闭环控制。此外，HF信号入耦合装置的整个电路安排变得更加紧凑，因为仅需要单独的逻辑门。如果合适的话，还可以在单独半导体IC上实现该电路安排。用于大量生产的紧凑且方便的解决方法随着半导体IC而出现。本专利技术所提供的进一步的优点是显著较不复杂的开发，因为硬件更精简且不需要软件。而且，不需要软件的事实意味着也不出现软件错误，并且所以该HF系统总体上较不容易受干扰的影响。特别优选一种HF系统，其中用于生成与HF装置的适配程度成比例的电压信号的装置包括用于耦合出振荡器生成的HF信号的一部分和至少一个出耦合装置和用于耦合出该HF装置反射的信号的一部分的至少一个进一步的出耦合装置。此外，优选地，提供了用于检测并输出振荡器生成的HF信号的耦合出部分的电压信号的一个电压检测装置和用于检测并输出该HF装置反射的信号的耦合出部分的电压信号的至少一个进一步的电压检测装置。为了生成与HF装置的适配程度成比例的实际电压信号，优选地提供了一个装置，具体地至少一个运算放大器，其在HF装置反射的信号的耦合出部分的电压信号和振荡器生成的HF信号的耦合出部分的电压信号的基础上生成与HF装置的适配程度成比例的电压信号。可替代地，用于生成与HF装置的适配程度成比例的电压信号的装置可以包括一个环行器，该环行器被设计成用于耦合出振荡器生成的HF信号的一部分并且用于耦合出HF装置反射的信号一部分，并且如果合适的话，检测并输出这些耦合出部分的相应电压信号。优选地，该环行器包括至少一个装置，具体地至少一个运算放大器或至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
包括一个HF装置(5)的HF系统(1)，具体地，一个HF灯、一个HF火花塞或类似的HF等离子体应用，和一种用于操作该HF装置(5)的HF信号入耦合装置(3)，包括：‑一个振荡器(7)，用于生成一个用于操作该HF装置(5)的HF信号()，其特征在于‑装置(15)，用于在该振荡器(7)生成的该HF信号和该HF装置反射的一个信号的基础上生成一个与该HF装置(5)的适配程度成比例的电压信号(U比例)，以及‑一个优选地没有微处理器的装置(27)，用于在与该HF装置(5)的适配程度成比例的该电压信号(U比例)的基础上生成一个用于使该振荡器(7)的输出频率适配的控制信号(UA)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·霍伊尔曼，阿拉什·萨德法姆，
申请(专利权)人：第三专利投资有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE