电子镇流器和气体放电灯的操作方法技术

在一种电子镇流器中，对ＰＦＣ中间电路（３）的输出直流电压（Ｕ）进行调节。该中间电路（３）具有由调节电路（７）控制的定时开关（Ｓ）。该调节电路（７）包括两个计数器（Ｚ１、Ｚ２）。计数器（Ｚ１）具有比计数器（Ｚ２）更大的计数级数。计数器（Ｚ１）根据调节差值向上或向下计数。计数器（Ｚ２）仅以一个方向重复计数，并且例如通过复位信号复位。通过在比较器中比较两个计数器（Ｚ１）和（Ｚ２）的相应计数级的计数，来确定定时开关（Ｓ）的接通时间（ｔ↓［ｏｎ］）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子镇流器以及一种气体放电灯的操作方法，其具有由直流电压源供电的具有定时开关和经调节的输出电压的直流电压转换器、由该直流电压转换器的输出直流电压供电的逆变器、以及调节电路，向该调节电路提供理想值信号和与该直流电压转换器的输出直流电压相对应的实际值信号，并且该调节电路为该定时开关生成作为设定值信号的脉宽调制接通脉冲。
技术介绍
例如，US5705897公开了这种电子镇流器。这种电子镇流器的直流电压源通常为连接到电源的整流器。直流电压转换器形成PFC中间电路(PFC＝功率因数校正)，其作用是相对于电源表现为准电阻负载。在直流电压转换器的输入端存在电源半波。输入电流由幅值同样呈现为正弦半波的脉冲形成。在输入电压的半波和由电流脉冲的幅值形成的半波之间没有相移，由此避免了电源的无功负载，并将破坏性谐波的产生减少到可容许的水平。例如，在由U.Tietze和Ch.Schenk所著的书“SemiconductorCircuit Techniques(半导体电路技术)”(“Halbleiterschaltungstechnik”)(出版商Springer-Verlag，1991，第9版，561-586页)中描述了已知的不同类型的直流电压转换器。众所周知，这些直流电压转换器包括至少一个定时开关(clocked switch)和至少两个存储元件。对于电子镇流器，主要采用上变频器型，从输入端向输出端看，由第一纵向支路中的充电扼流圈、第一横向支路中的定时开关、第二纵向支路中的二极管和第二横向支路中的存储电容构成。尽可能地利用集成电路技术(即ASIC(专用集成电路))来制造电子镇流器早已成为趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出同样适于在ASIC构架内实现的定时开关的调节电路。根据本专利技术，通过各个独立权利要求的特征实现了该目的。从属权利要求以有利的方式进一步扩展了本专利技术的主要原理。根据本专利技术的一个方面，该调节电路包括第一计数器和第二计数器。第一计数器的位宽至少等于第二计数器的位宽。第一计数器是具有可逆计数方向的计数器，该第一计数器依据实际值信号是大于还是小于理想值信号来以一个方向或以另一个方向进行计数，还可以具有可变的步长。第二计数器在开关接通时执行新的计数过程。在(数字)比较器中比较两个计数器的输出信号(可能在换算之后)，以获取设定值信号。通过第二计数器的新计数过程的启动信号与相互比较的两个计数器达到相等之间的时间间隔，来确定定时开关的接通脉冲的脉宽。计数器和比较器是标准的数字电路元件，它们符合所要实现的目的，这使得它们能够很好地组合到ASIC设计中。作为用于本目的的直流电压转换器，存在一种已知的上变频器，，该上变频器从输入端到输出端具有第一串联支路中的存储扼流圈、第一横向支路中的开关、第二纵向支路中的二极管、以及第二横向支路中的充电电容器。从采用上述上变频器开始，本专利技术进一步的有利扩展还可以在于将过零检测器(zero crossing detector)与第二计数器连接，用于检测流过直流电压转换器的存储扼流圈的直流电流，当断开开关使流过存储扼流圈的不断减小的直流电流达到零点时，该过零检测器可以触发第二计数器的复位信号。根据本专利技术的电子镇流器的另一构造在于通过用于测量直流电压转换器的输出直流电压的直流电压传感器来生成实际值信号；将实际值信号和理想值信号以模拟的形式提供给1位A/D转换器的两个输入端，该1位A/D转换器对这两个信号进行比较，并且如果实际值信号大于或等于设定值信号，则在输出端产生数字值1，而在实际值信号小于理想值信号时产生数字值0，或者相反；将该1位A/D转换器的输出端与第一计数器相连；以及当向第一计数器提供了数字值0时第一计数器向上计数，而当向第一计数器提供数字值1时，第一计数器向下计数，或者相反。在该原理的推广中，也可以将实际值信号和理想值信号之间的偏差处理为n位信息，由此依据调节偏差的水平来改变计数器的步长。本专利技术还涉及一种操作气体放电灯的电子镇流器的方法，其具有由直流电压源供电的具有定时开关和经调节的输出直流电压的直流电压转换器、由该直流电压转换器的输出直流电压供电的转换器、以及调节电路，向该调节电路提供理想值信号和与该直流电压转换器的输出直流电压相对应的实际值信号，并且该调节电路产生定时开关的接通脉冲。因此，该方法具有以下步骤-对实际值信号和理想值信号进行比较以产生数字差值信号，-将该数字差值信号提供给第一计数器的计数器输入端，该第一计数器的计数方向取决于该数字差值信号的符号，-对第一计数器的计数或经换算的计数与第二计数器的计数进行比较，该第二计数器在响应于启动信号或复位信号的每一种情况下都开始计数过程，-在预定时间期满后或者当通过直流电压转换器的充电线圈的电流达到零点时的每一种情况下，接通开关并启动第二计数器，以及-当第一计数器的计数或经换算的计数等于第二计数器的计数时，切断开关。根据本专利技术的再一方面，将实际值信号与理想值信号进行比较，以产生数字差值信号。对该数字差值信号进行数字滤波。将滤波后的差值信号的值与第二计数器的计数进行比较，该第二计数器在响应于启动信号或RESET信号的每一种情况下开始计数过程。开关(S)在预定时间期满后或者如果通过直流电压转换器的充电线圈(L)的电流达到零点的每一种情况下接通。同时，启动第二计数器的计数过程。当滤波后的差值信号的值等于第二计数器的计数时切断开关。附图说明以下参照附图对本专利技术的示例性实施例进行说明。在附图中图1是具有根据本专利技术的调节电路的第一实施例的电子镇流器的电路框图；图2是多个时序图a)第二计数器的计数行为的时序图，b)流过充电扼流圈的电流的变化的时序图，c)第二计数器的复位信号(Un)的时序图，d)定时开关的接通脉冲的时序图，以及e)提供给计数器的系统时钟脉冲的时序图；图3是根据本专利技术的调节电路的一般实施例的电路框图；图4是图3的电路的FIR滤波器的放大图；图5a-c是在各种情况下流过充电线圈的电流的变化，以及图6a-c是启动或复位图1和3中的第二计数器的各种可能性。具体实施例方式图1中所示的镇流器具有以下所述的电路元件。HF滤波器1与电源相连，并将滤波后的电源电压提供给整流电路2。整流电路2在其输出端产生要提供给直流电压转换器3的电源电压半波。直流电压转换器3在其输出端产生电压U，通过调节使该电压U保持不变而与负载的变化无关。将直流电压转换器3的输出直流电压U提供给与负载5相连的逆变器4。负载5包含使用电子镇流器来操作的气体放电灯。注意，可以通过软件、硬件或混合方法实现以下会更详细说明的调节装置的所有元件。特别地，可以通过软件实现(慢)计数器Z1。优选地，计数器Z2可以通过硬件模块构成。直流电压转换器3由第一纵向支路中的充电扼流圈L、第一横向支路中的定时开关S、第二纵向支路中的二极管D以及第二横向支路中的存储电容C构成。使用脉宽调制接通脉冲将定时开关S切换为导通。在图2(d)中示出了该接通脉冲。这里将接通时间表示为ton。将接通脉冲的前沿之间的时间间隔表示为T。如果开关S接通，则一不断增大的充电电流iL流过充电扼流圈L。如果将开关S切换到断开，则存储在扼流圈(充电线圈)L中的能量通过二极管D释放到存储电容C。在放电阶段，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体放电灯的电子镇流器，其具有：直流电压转换器（３），由直流电压源（１、２）供电并具有定时开关（Ｓ）和调节后的输出直流电压（Ｕ）；逆变器（４），由该直流电压转换器（３）的输出直流电压（Ｕ）供电；以及调节电路（７），向该调节电路（７）提供理想值信号（Ｕ↓［ｓｏｌｌ］）和与该直流转换器的输出直流电压相对应的实际值信号（Ｕ↓［ｉｓｔ］），并且该调节电路（７）为该定时开关（Ｓ）生成作为设定值信号的接通脉冲，该电子镇流器的特征在于，所述调节电路（７）包括第一和第 二计数器（Ｚ１、Ｚ２）；该第一计数器（Ｚ１）的位宽至少等于该第二计数器（Ｚ２）的位宽；该第一计数器（Ｚ１）是具有可逆计数方向的计数器，该第一计数器（Ｚ１）根据实际值信号（Ｕ↓［ｉｓｔ］）是大于还是小于理想值信号（Ｕ↓［ｓｏｌｌ］）来以一个方向或以另一个方向进行计数；比较器（１０）比较这两个计数器（Ｚ１、Ｚ２）的输出信号以获得所述设定值信号；以及通过所述开关（Ｓ）的接通信号（ＳＴＡＲＴ；Ｕ↓［ｎ］）和随后相互比较的计数级达到相等之间的时间间隔（ｔ↓［ｏｎ］）来确定所述定时开关的接通脉冲的脉宽，由此在所述开关（Ｓ）的接通时间点上，所述第二计数器执行新的计数过程。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科赛布特，维尔纳吕多夫，斯特凡祖德雷尔科赫，京特马伦特，
申请(专利权)人：赤多尼科阿特可两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]