带有过电压监控的电子镇流器.pdf

一种电子镇流器，用于至少一个气体放电灯(LA)，优选地用于荧光灯管，具有可与供电电压源相连接的整流电路(2)、与所述整流电路(2)的输出端相连接的用于生成中间电路电压(UZ)的平滑电路(3)、以及被施加有中间电路电压(UZ)的逆变器(4)，逆变器(4)的输出端与包含所述灯(LA)的负载电路(5)的端子相连。所述电子镇流器具有一过电压监控装置，该过电压监控装置对传送到所述电子镇流器的所述供电电压(U0)进行监控。在所述供电电压超过了预定的标称值(Ui，max)的情况下发送一可光学或声学地感知的告警信号。

1、  电子镇流器，用于至少一个气体放电灯(LA)，优选地用于荧光灯管，该电子镇流器具有：整流电路(2)，可与供电电压源相连接；平滑电路(3)，连接到整流电路(2)的输出端，用于产生中间电路电压(U_z)；以及，逆变器(4)，被施加所述中间电路电压(U_z)，其输出端与包含所述灯(LA)的负载电路(5)的端子相连，
所述电子镇流器的特征在于：
过电压监控装置，监控传送到所述电子镇流器的供电电压(U₀)，并在所述供电电压(U₀)超过预定的标称值(U_i，max)的情况下发送一可光学或声学地感知的告警信号。

2、  根据权利要求1所述的电子镇流器，
其特征在于：
由所述整流电路(2)整流的所述供电电压(U₀)被作为输入电压(U_i)传送到所述过电压监控装置。

3、  根据权利要求1或2所述的电子镇流器，
其特征在于：
利用比较器(K2)将由所述过电压监控装置检测到的测量信号与所述标称值(U_i，max)进行比较。

4、  根据权利要求1或2所述的电子镇流器，
其特征在于：
利用模拟/数字转换器将由所述过电压监控装置检测到的所述测量信号转换为具有至少两个比特的数字值，并将其与所述标称值(U_i，max)进行比较。

5、  根据任一前述权利要求所述的电子镇流器，
其特征在于：
在所述测量信号超过所述标称值(U_i，max)的情况下，所述过电压监控装置将一过电压信号发送到用于操纵所述逆变器(4)的控制电路(6)，所述控制电路(6)响应于所述过电压信号定期地打开和关闭所述灯(LA)或调节所述灯(LA)的亮度。

6、  根据权利要求5所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述控制电路(6)检测所述负载电路(5)的至少一个工作参数，将其与一基准值(U_ref1，U_ref2)进行比较，并基于该比较结果产生用于控制所述逆变器(4)的控制信号，其中在接收到过电压信号时所述基准值(U_ref1，U_ref2)被定期地更改。

7、  根据权利要求5或6所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述控制电路(6)具有一模拟/数字转换器，该模拟/数字转换器用于将检测到的负载电路(5)的工作参数转换为具有至少两个比特的数字值，基于该数字值在数字控制模块(8)中计算出用于操纵所述逆变器(2)的切换信息，并将所述切换信息发送到驱动电路(7)，所述驱动电路(7)将所述切换信息转换为用于控制所述逆变器(4)的对应的控制信号。

8、  根据权利要求7所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述控制电路(6)对所述灯电流进行检测。

9、  根据权利要求7所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述控制电路(6)对所述灯电压进行检测。

10、  根据权利要求5到9中的任何一项所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述监控电路(10)是所述控制电路(6)的组件。

11、  根据权利要求4及权利要求5到10中的任何一项所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述控制电路(6)具有一以时分复用方式工作的单个模拟/数字转换器，所述模拟/数字转换器用于对所检测到的工作参数和由所述过电压监控装置检测到的测量信号进行转换。

12、  根据权利要求4到11中的任何一项所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述一个或更多个模拟/数字转换器将所述检测到的工作参数或测量值转换为精度为12比特的数字值。

13、  根据权利要求8到17中的任何一项所述的电子镇流器，
其特征在于：
所述控制电路(6)被形成为专用集成电路。

带有过电压监控的电子镇流器
技术领域
本发明涉及一种用于操纵至少一个气体放电灯的电子镇流器。
背景技术
如果将用于操纵多个气体放电灯的多个电子镇流器用导线连接在一起来形成一个更大的照明系统，通常情况下首先将这些镇流器的多个相端和多个中性线分别互连，然后再将它们与干线(mains)相连接。如果这些镇流器的中性线的公共连接没有与干线中性线连接或者只是与干线中性线不充分地相连接，或者在接线过程中产生了其他故障，则在镇流器中将产生不明确的电压状态，这将导致电压超过处于220与380伏区域间的正常供电电压。
如果没有及时排除导致故障接线的原因，则此过电压将产生可能毁坏装置的危险。虽然可以配置该多个整流器以使其自动补偿所述过电压，然而这样将白白耗费不容忽视的电量。因此，通常可以对镇流器进行配置以使在过电压情况下使镇流器至少工作一有限的时间段。然而，在这种情况下，就需要在尽可能早的时间识别出过电压状态，以便能够采取适当的步骤。
发明内容
因此，本发明基于下述目的：对一用于操纵至少一个气体放电灯的电子镇流器进行配置，以使其能够识别电压电源中的故障状态。
此目的是通过一具有权利要求1所述特征的电子镇流器来实现的。通过过电压监控装置来实现此目的，该过电压监控装置对传输到电子镇流器的供电电压进行监控，并且在供电电压超过预定的标称值(nominalvalue)的情况下发送一个可光学或声学地感知的告警信号。从而整流器不必自己抵消过电压。而是确保在打开灯后即能直接显示供电电压故障，从而可以采取适当的措施来消除过电压。通过根据本发明的措施显著地提高了镇流器的操作安全性。
本发明的其它特征是从属权利要求的主题。因此，优选地将通过设置在输入侧的镇流器的整流电路进行了整流的供电电压作为输入信号传送到过电压监控装置。然后利用比较器将检测到的信号与标称值进行比较。不过，也可以用模拟/数字转换器来代替简单的比较器，该模拟/数字转换器将检测到的测量值转换为由至少两个比特组成的数字值，通过这种方式提高了过电压监控的精度。
优选地，该过电压监控装置根据识别到的过电压状态向一用于对镇流器的逆变器进行控制的控制电路发送一响应信号，由此该控制电路响应于所接收到的过电压信号，定期地打开和关闭灯，或者定期地调节灯的亮度。本发明的特别卓越的特征在于产生灯亮度的定期变化，该变化影响了用于操纵逆变器的调节电路。例如，如果控制电路检测到负载电路的一工作参数，将其与基准值进行比较并产生基于该比较结果的多个控制信号来控制逆变器，那么由此就可以定期地改变调节电路的基准值。通过基准值的变化，该灯能够自动地按调制亮度工作，而无需为此采取特殊的措施。
本发明的另一特征在于将调节电路配置为数字式的。此特征是通过具有模拟/数字转换器的控制电路来实现的，该模拟/数字转换器用于将检测到的负载电路的工作参数转换为由至少两个比特组成的数字值，由此控制电路基于此数字值在一数字调节电路中计算出用于操纵逆变器的切换信息，并将此信息传给驱动电路，该驱动电路将该切换信息转换为用于操纵逆变器的多个对应的控制信号。随后，该模拟/数字转换器可在时分复用模式下工作并可在多个规则区间下使用来对供电电压进行检测和评估。由于控制电路的组件被集成为一独立电路，并且同时这些组件可以用于实现过电压监控，所以此变型例可以最大限度地实现整个镇流器的集成。特别地，可将所述控制电路构造为专用集成电路(ASIC)。
具体实施方式
接下来，将参照附图对本发明进行更为具体的解释，附图示意性地显示了根据本发明的电子镇流器。
在唯一的图1中显示的镇流器通过高频滤波器1连接到干线电压源U₀的输入侧。在高频滤波器1的输出端有一全桥整流器形式的整流电路2，该整流电路2将干线供电电压U₀转换为用于平滑电路(smoothingcircuit)3的整流输入电压U_i。平滑电路3用于过滤谐波并平滑输入电压U_i，其包括平滑电容器C1、具有电感的升压装置L1、MOS场效应晶体管形式的可控开关S1和二极管D1。也可以使用其他已知地平滑电路来代替所述升压单元。
通过MOS场效应晶体管S1的适当开关，产生了一通过紧随平滑电路3的存储电容C2施加的中间电路电压，该中间电路电压被提供给逆变器4。逆变器4由以半桥形式设置的两个MOS场效应晶体管S2、S3组成。通过这两个场效应晶体管S2、S3的交替高频控制，在所述半桥的中点处产生了一交流电压，将该交流电压传送至连接有气体放电灯LA的负载电路。灯LA(具体地可为荧光灯)利用高频电压进行工作已经是充分公知的，所以下面不再解释。
对平滑电路3的MOS场效应晶体管S1的控制受未示出的控制单元的影响；对逆变器4的两个MOS场效应晶体管S2和S3的控制受控制电路6的影响。该控制电路6会生成合适的切换信息并将该信息发送到与控制电路6相连的驱动电路7。接着，驱动电路7将该切换信息转换为合适的控制信号并将这些信号发送给两个MOS场效应晶体管S2、S3的栅极。其中控制信息的生成受从负载电路5提取的工作参数的影响，该工作参数通过输入线9传送到控制电路6。例如，该工作参数可以是灯电压、灯电流或灯功率。
从负载电路5中提取的信号被传送到控制电路6内的比较电路K1，该比较电路将该信号与施加给该比较电路K1的第二输入端的基准值进行比较。可以利用开关S4从两个不同的基准值U_ref1和U_ref2中选择所述基准值，这将在下面进行详述。由比较电路K1确定的比较结果被传送到控制模块8，该控制模块8基于该比较结果产生用于逆变器4的控制信息并将其发送到驱动电路7。
优选地，将刚才描述的调节电路构成为数字式的。这意味着比较电路K1是一数字比较器，其将通过输入线9传送的信号转换为具有至少两个比特(优选地为12比特)精度的数字值，并将对应的数字输出信号发送到控制模块8。该控制模块8同样也以数字方式工作，并且基于从比较电路K1接收到的值计算出适于灯工作的控制信息。该数字配置的优点在于可以使控制电路6非常紧凑。通过高精度地向数字值的转换进一步确保了稳定的调节。然而，这里所示的调节电路也可以为模拟形式的。
下面，将解释根据本发明的过电压监控。为实现过电压监控，将一表征供电电压U₀的输入信号发送到另一比较电路器K2，该比较电路器K2设置在控制电路6中并被构成为一比较器构成。在为此示出的示例中检测到来自整流器2的整流供电电压，该电压构成用于平滑电路3的输入电压U_i。
第二比较器电路K2将输入信号U_i与标称值U_i，max进行比较，并通过这种方式来判定供电电压U₀是否超出了允许的范围。如果超出的话，该第二比较器电路K2将对应的过电压信号传送到控制模块8，该控制模块8据此交替地切换开关S4，通过此来选择用于逆变器4的调节电路的第一比较器电路K1的基准值。在此方法中将一定期变化的基准值传送到比较电路K1。据此用于逆变器4的调节电路的实际值发生变化，以使灯LA定期地在不同功率下工作并相应地改变其亮度。这将表现为灯的闪烁，在镇流器开始工作后安装人员可以立即识别出该闪烁，并将其归因于存在接线故障，从而可以在由于过电压而毁坏镇流器前采取适当的步骤。
这里示出的用于监控电压电源和显示过电压状态的电路变型例的特征在于其结构简单，事实上只需几个组件。其中的比较器电路K2可以是模拟式的或数字式的。另一有利特征在于以时分复用方式来操纵用于逆变器4的调节电路的模拟/数字转换器，并在多个正则区间采用该模拟/数字转换器来监控供电电压U₀。在此情况下，根据本发明的过电压监控无需单独的额外组件即可实现。当然，也可以将整个电路构造为模拟形式的。
所示出的示例性实施例的变型例可为：一旦识别到过电压状态，发送声音告警信号而非可以光学地感知的信号。在这两种情况下，由于可以在早期发现过电压状态的存在并能防止镇流器的进一步损坏，从而显著地提高了操作安全性。