用于驱动气体放电灯的方法和设备.pdf

本发明描述了一种利用换向灯电流驱动气体放电灯(11)的方法，其中所述灯电流具有平均换向频率(1/T0)，所述灯电流优选地具有恒定幅值。为了反制对于声共振的激励，对换向时刻的相位(C)进行随机调制。

1、  利用换向灯电流驱动气体放电灯(11)的方法，其中所述灯电流具有平均换向频率(1/T₀)；所述方法包括以下步骤：对换向时刻的相位()进行随机调制。

2、  根据权利要求1的方法，所述方法包括以下步骤：
生成灯电流；
把时间(t)细分成具有彼此相等的持续时间(T₀)的相继时间单元；
在每一个时间单元内确定一个换向时刻；
在各换向时刻反转所述灯电流的方向，
其中，在每一个时间单元内随机确定相应的换向时刻的相位。

3、  根据权利要求2的方法，其中，在每一个时间单元内把相应的换向时刻的开始的相位确定为具有从0到T₀-t_d之间的连续范围中随机选择的值，其中t_d表示换向的持续时间。

4、  根据权利要求3的方法，其还包括以下步骤：
接收表示相应的换向时刻的开始的相位的相位信号(X)；
接收表示时间单元的起始的信号(S_CL)；
等待延迟时间(t_DELAY)直到在所述时间单元内具有对应于所述相位信号(X)的相位的时刻，并且随后开始换向操作。

5、  根据权利要求2的方法，其还包括以下步骤：
把所述各时间单元细分成具有彼此相等的持续时间Δ＝T₀/L的数目为L的多个离散单元片段，其中L是预定整数；
在每一个时间单元内随机选择其中一个所述单元片段；
在该所选单元片段期间执行换向。

6、  根据权利要求5的方法，其中，Δ＝t_d，t_d表示所述换向的持续时间。

7、  根据权利要求5的方法，其还包括以下步骤：
接收表示所选单元片段的编号的相位信号(X)；
接收表示时间单元的起始的信号(S_CL)；
等待延迟时间(t_DELAY)直到达到所选单元片段的起始，并且随后开始换向操作。

8、  根据权利要求5的方法，其中，如果把特定时间单元内的最后一个单元片段选择用于换向，则防止选择下一个时间单元内的第一个单元片段。

9、  根据权利要求5的方法，其中，防止选择各时间单元的最后一个单元片段。

10、  根据权利要求5的方法，其中，根据L＝T₀/T_comm来计算L，其中<T_comm>是对换向持续时间的估计。

11、  根据权利要求10的方法，其中，通过监控灯功率(P)中的换向骤降并且确定在换向骤降的半高度处的换向骤降的宽度来估计<T_comm>。

12、  根据权利要求10的方法，其中，通过监控灯功率(P)中的换向骤降、确定所述换向骤降的面积以及把该面积除以所述换向骤降的高度来估计<T_comm>。

13、  根据权利要求5的方法，其中，改变L，监控所述改变对能量谱的影响，并且把L设置到导致最优能量谱的值。

14、  根据权利要求13的方法，其中，监控灯功率(P)，计算所述灯功率(P)的快速傅立叶变换，确定对应于f＝L/T₀的傅立叶系数，并且把L设置成使得该傅立叶系数最小。

15、  根据权利要求13的方法，其中，监控灯功率(P)，把所述灯功率(P)与频率f＝L/T₀处的参考信号相关，并且把L设置成使得所述相关结果最小。

16、  根据权利要求1的方法，其中，所述电流具有基本上恒定的幅值。

17、  根据权利要求1的方法，其中，所述换向频率(1/T₀)具有从9kHz到1MHz范围内的值。

18、  用于驱动气体放电灯(11)的灯驱动器(40)，所述灯驱动器被设计成执行根据权利要求1-17当中的任一条的方法。

19、  根据权利要求18的灯驱动器，其具有包括串联设置的两个可控开关(M1，M2)的半桥拓扑，所述灯耦合到所述两个开关之间的节点，并且所述灯驱动器还包括用于对所述两个开关的开关进行控制的控制器(42)；
其中，所述灯驱动器被设计成执行根据权利要求1-17当中的任一条的方法。

20、  根据权利要求19的灯驱动器，其还包括随机发生器(43)和与所述控制器(42)相关联的相位调制器(44)。

21、  根据权利要求19的灯驱动器，其还包括与所述控制器(42)相关联的时钟信号发生器(45)。

22、  根据权利要求19的灯驱动器，其具有半桥正向换向拓扑。

23、  根据权利要求19的灯驱动器，其还包括用于估计所述换向骤降的持续时间的值<T_comm>的估计装置(84)以及用于计算T₀/<T_comm>的计算装置。

24、  根据权利要求19的灯驱动器，其还包括用于计算所述换向骤降的能量谱的离散频率分量的傅立叶计算器。

用于驱动气体放电灯的方法和设备
技术领域
本发明总体上涉及一种利用交流灯电流来驱动气体放电灯的方法和设备。本发明特别涉及到驱动高强度放电灯(HID)，即比如高压钠灯、高压汞灯、金属卤素灯之类的高压灯。下面将具体针对HID灯来解释本发明，但是本发明的应用并不限于HID灯，本发明通常还可以被应用于其他类型的气体放电灯。
背景技术
气体放电灯在本领域内是已知的，因此在这里不需要对气体放电灯详作解释。只要说气体放电灯包括位于填充有可电离的气体或蒸气的封闭容器内的两个电极就足够了。所述容器通常由石英或陶瓷制成，具体来说有多晶氧化铝(PCA)。所述电极被设置成彼此相距一定距离，在操作期间，在这些电极之间保持电弧。
气体放电灯的一个重要问题在于，通常在9kHz到1MHz的范围内可能发生声共振(即压力共振)，并且这一问题在HID灯的情况下特别严重。作为声共振的结果，所述电弧的行为变得不可预测并且可能不稳定；所述电弧可能会触及到容器并损坏容器，并且所述电弧可能熄灭。此外，可听频率范围内的声共振可能会导致令人讨厌的可听噪声。声共振包括共振压力变化，并且压力变化的一个重要来源是功率变化；如果灯功率发生变化，则所述电弧中的功率耗散就会发生变化，这会导致所生成的热量发生变化并且进而导致压力发生变化。因此，期望在恒定功率下操作灯。
以恒定功率操作放电灯的一种显而易见的方式是DC操作。但是DC操作也包括一些缺点，其中包括电极的非对称腐蚀。为了避免这些缺点，已经知道利用换向DC电流来操作放电灯，所述换向DC电流即具有恒定幅值但是具有交变方向的灯电流。
在理想情况下，电流换向(即电流方向的改变)是瞬时的，但是在实践中，电流幅值在一个非零时间间隔内减小到零并且随后在相反方向上增大。这就导致具有换向频率的功率骤降(dip)，如上所述，这种功率变化可能会导致共振。
通常利用大约100Hz的电流频率来操作气体放电灯，但是有研究在更高电流频率下操作气体放电灯的趋势，因为这样可以允许使用更小的电路组件，从而可以降低成本。这种做法提高了遇到声共振频率的风险。在这方面的一个问题在于，虽然更高的频率范围具有无共振区域，但是共振频率可能从灯到灯发生改变并且可能随时间改变，因此很难甚至不可能选择一个在所有时间对于所有灯都将是安全的无共振操作频率的特定操作频率。此外，当电流频率增大时，电流周期减小。另一方面，非零换向间隔的持续时间不与电流周期成比例；因此，相对于电流周期，换向间隔获得权重，并且相应的压力变化变得更为严重。
如果灯驱动器是半桥正向换向(HBCF)设计则将是有利的，因为这种电路很容易获得并且成本相对较低。但是在这种设计中，在生成换向直流时会有相对较大的电流波纹，因此这种驱动器包括与灯并联的电容器，为了减小所述波纹，该电容器必须相对较大。另一方面，换向所需要的时间至少部分地取决于该电容器，更大的电容将导致更长的换向时间。
发明内容
本发明的一个目的是消除或者至少部分地减轻上面提到的问题。
具体来说，本发明的一个目的是提供一种利用换向灯电流驱动气体放电灯的方法以及一种用于执行该方法的灯驱动器，从而降低由电流换向引发声共振的概率。
根据本发明的一个重要方面，换向时刻被随机化。作为结果，由换向引发的压力变化不再是具有一个特定频率的周期性变化，而是分散在一定频率范围内，同时显著降低了各单一频率下的功率贡献。
在从属权利要求中提到了其他有利的细节。
附图说明
通过在下面参照附图描述一个或多个优选实施例来进一步解释本发明的上述和其他方面、特征以及优点，附图中的相同附图标记指代相同或类似的部件，其中：
图1是示意性地示出了一个灯驱动器的方框图；
图2A-D是示意性地示出了不同情况下的作为时间的函数的灯电流和灯功率的时序图；
图3是示出了傅立叶系数的曲线图；
图4A是示意性地示出了根据本发明的灯驱动器的方框图；
图4B是示意性地示出了根据本发明的灯操作的时序图；
图5A-C示出了能量谱；
图6A-B示出了能量谱；
图7是示意性地示出了根据本发明的灯驱动器的方框图。
具体实施方式
下面将具体针对HBCF类型的灯驱动器的情况来解释本发明，但是应当注意到，本发明并不限于这种设计的驱动器，而是可以被应用于同样能够提供优点的其他驱动器类型。
图1是示意性地示出了根据现有技术的用于驱动气体放电灯11的示例性灯驱动器10的方框图。该灯驱动器10具有本领域技术人员应当已知的的半桥正向换向设计。两个开关M1和M2与相应的二极管D1、D2一起被串联设置在耦合到基本上恒定的电压源V的两条电压轨之间。该电压源的设计与本发明不相关。两个电容器C1和C2也被串联设置在所述两条电压轨之间。灯11耦合在一方面所述两个开关M1和M2之间的结点与另一方面所述两个电容器C1和C2之间的结点之间，其中电感器L与灯11串联设置，电容器C与灯11并联设置。所述两个开关M1和M2由控制器12交替控制，从而使得它们绝不会同时闭合(即导通)，正如下面所描述的那样。
在所述电流周期的前一半内，下方开关M2打开(即非导通)，上方开关M1在相对较高的频率下打开及闭合。所述灯电流具有第一方向；当上方开关M1闭合时电流幅值增大，当上方开关M1打开时电流幅值减小，从而使得灯电流I具有DC平均值和高频波纹。所述波纹的大小取决于电容器C的大小：为了得到更小的波纹，电容值必须更高。
在所述电流周期的后一半内，上方开关M1打开(即非导通)，下方开关M2在相对较高的频率下打开及闭合。所述灯电流具有与第一方向相反的第二方向；当下方开关M2闭合时电流幅值增大，当下方开关M2打开时电流幅值减小，从而使得灯电流I具有DC平均值和高频波纹。该波纹的大小取决于电容器C的大小。在从电流周期的前一半过渡到该电流周期的后一半时，电流必须从自电感器L流向第二电容器C2的电流改变到自第一电容器C1流向电感器L的电流。这意味着流经所述电容器C的电流方向发生反转，也就是说该电容器必须被放电并且在相反方向上充电。这一换向所需要的时间取决于线圈和电容器C的大小：为了减少换向时间，电容值必须更低。
因此，对于所述电容器C有两个互相矛盾的要求，即为了减小波纹而要求其增大，同时为了减少换向时间又要求其减小。最终选择的电容器大小将涉及到波纹大小与换向时间之间的折衷。根据本发明，换向时刻如后面所解释的那样被随机化，结果使得换向对于触发可能的共振的影响被减小，从而允许为了减小波纹而增大所述电容器C的大小。
随机化换向时刻的实际效果取决于几个因素，特别是换向期间的电流波形，这在很大程度上又由驱动器的硬件组件决定，甚至由所述开关M1和M2的开关特性决定，因此对于给定的驱动器来说，功率骤降的轮廓将被视为恒定的设备属性。在实践中将很难甚至不可能随意操纵换向波形的形状。下面将给出一些模型，其全部都是对于实际功率骤降的实时轮廓的某种程度上的近似，并且将得出以下结论：在所有实际情况下，本发明的想法都可以给出改进。
图2A示意性地针对以换向电流操作的灯示出了作为时间的函数的灯电流(上方曲线图)和相应的灯功率(下方曲线图)。灯电流I具有恒定幅值(在该图中忽略了电流波纹)，但是在换向时刻t₁、t₂、t₃、t₄、t₅处改变方向。在该图中的换向是理想的，也就是说在零时间内无限快地发生，因此灯功率P是恒定的。电流周期被表示为T。但是在实践中，由于电感器L的电感以及电容器C的电容的非零值，换向并不是理想的，而是将需要非零换向时间，正如将利用下面的模型所解释的那样。
图2B示意性地示出了一个模型，其把灯电流描述为无限快地下降到零又从零无限快地升高，但是在电流下降到零(例如在时间t_X处)与电流在相反方向上升高(例如在时间t_Y处)之间存在小的延迟时间t_d。换向间隔被表示在1处。图2B的下方曲线图示出了所得到的灯功率P。在各换向间隔之外，灯功率P是恒定的；与各换向间隔相对应，灯功率P表现出持续时间为t_dr的矩形功率骤降2；这些骤降明显具有骤降重复周期T₀＝T/2。
图2C示意性地示出了一个更为实际的换向模型，其中电流幅值根据时间的线性函数减小到零、过零并且立即在相反方向上按照时间的线性函数升高，从而使得电流的时间导数在从t_A到t_B的换向间隔3期间是恒定的。同样地，换向间隔3具有被定义为t_d＝t_B-t_A的持续时间。与各换向间隔相对应，灯功率P表现出具有相同的骤降重复周期T₀＝T/2的功率骤降4，但是所述功率骤降4现在为三角形。
图2D示意性地示出了另一个更为实际的换向模型，其中电流幅值以不断增大的速度减小随后以不断减小的速度逼近零、过零并且在相反方向上以不断增大的速度升高随后以不断减小的速度逼近标称电流电平，从而在从t_A到t_B的换向间隔5期间，灯功率表现出具有余弦形状的功率骤降6。
应当注意到，所述功率骤降2、4、6代表能量，其能量的数量分别对应于相应骤降的表面积。如果所述功率骤降2、4、6的持续时间t_d彼此相等，则矩形功率骤降2的能含量是三角形功率骤降4和余弦形骤降6的能含量的两倍大。为了允许在下面对于彼此相等的能含量进行比较，对于每一种功率骤降形状将把功率骤降持续时间定义成使得所述能含量总是相同的，该能含量将被称作“换向能量”E_C。对于上面描述的模型，这意味着三角形功率骤降4的持续时间t_dt等于余弦形功率骤降6的持续时间t_dc，并且是矩形功率骤降2的持续时间t_dr的两倍长，正如图2D的放大图中所示出的那样。对于下面的讨论将根据t_dc＝t_dr＝t_dt/2＝T₀/L来关于换向重复周期T₀定义功率骤降持续时间，其中L是整数。此外，由于这些功率骤降是由换向导致的，因此其在下文中还将被称作“换向骤降”。
还应当注意到，用于近似换向骤降的轮廓的具有其他形状的其他模型也是可能的，但是这对于下面的讨论的结果没有什么影响。
所述换向骤降2、4、6是周期性的，其骤降周期T₀＝T/2。可以通过把功率P视为时间的函数P(t)并且根据下面的公式把该周期性函数展开成傅立叶级数来确定其频谱内容：
P(t)=Σn=-∞∞cnejn2πtT0]]>
withcn=1T0&Integral;-T02T02P(t)e-jn2πtT0dt]]>
系数c_n与频率n/T₀相关，其中n是整数。图3是示出了对应于t_dc＝t_dr＝t_dt/2＝T₀/8的这些系数c_n的曲线图，同时为了方便起见把灯功率P归一化到P＝1W。方形点表示对应于矩形功率骤降2的系数，三角形点表示对应于三角形功率骤降4的系数，圆形点表示对应于余弦形功率骤降6的系数。对于矩形功率骤降2，|c₁|²＝0.015并且|c₂|²＝0.013。对于三角形功率骤降4和余弦形功率骤降6，所述系数仅仅略微更小。这意味着与最坏情况形状(矩形)相比平滑换向骤降的形状并不会显著减小最强系数的幅值。
上面的情况在换向骤降精确地以重复周期T₀发生时适用。根据本发明，围绕所述重复周期T₀随机地调制换向时刻，即对换向时刻进行随机相位调制，正如将参照图4A和4B解释的那样。
图4A是与图1可比的根据本发明的驱动器40的图示，图4B示出了发生在灯11中的灯电流I(中间曲线图)的与图2B可比的曲线图。图4B还示出了示例性时钟信号S_CL，其定义时间基础并且由时钟信号发生器45生成。图4A把时钟信号发生器45显示在控制器42外部，但是应当注意到，时钟信号发生器45也可以是控制器42的内部组件。
时钟信号S_CL定义了具有相等持续时间T₀的相继时间单元。在所示出的该例中，单元边界与时钟信号S_CL的上升沿重合。应当注意到，在换向与时钟信号S_CL的上升沿重合或者由其触发的情况下将获得如图2A-2D所示的图1的系统10的操作。在这种情况下，换向骤降在各时间单元内的位置将总是相同的，并且换向骤降将是精确地周期性的。但是根据本发明，换向骤降在各时间单元内的位置随机地改变。所述改变可以是连续的，但是所述改变也可以是离散的，这意味着时间单元具有预定数目的L个用于换向骤降的可能位置，其对应于预定数目的可能的换向开始时刻；这些时刻将被表示为换向相位此外，所有可能位置的概率都彼此基本上相等。
在图4B中针对矩形换向骤降示出了根据本发明的操作方法，但是可比的解释也适用于三角形换向骤降或者任何其他形状的换向骤降。在图4B中，用于换向骤降的可能位置的预定数目L等于8，但是应当认识到，该数目仅仅是作为说明性实例选择的。优选地根据公式L＝T₀/t_d来选择L，或者至少近似地按照该公式来选择。相反，可以认为把所述时间单元细分成具有相等持续时间Δ＝T₀/L的L个时间片段，从而使得在该优选实施例中Δ＝t_d成立。
如图4B所示，在开始于时间t₁的第一时间单元内，换向骤降51位于第二时间片段中；
在开始于时间t₂的第二时间单元内，换向骤降52位于第六时间片段中；
在开始于时间t₃的第三时间单元内，换向骤降53位于第四时间片段中；
在开始于时间t₄的第四时间单元内，换向骤降54位于第七时间片段中。
为了执行上面的操作，驱动器40包括随机发生器43和相位调制器44，其可以如图所示位于控制器42的外部，但是也可以是控制器42的集成部件。可能位置的数目L可以是预定的固定数目，但是也有可能的情况是相位调制器44具有用于接收关于L的选择以作为输入信号的输入端。可替换地还有可能的情况是相位调制器44具有用于接收所述单元片段的持续时间Δ以作为输入信号的输入端。
在操作中，相位调制器44生成用于控制器42的相位信号X，该相位信号X表示下一个时间单元内的换向相位的值。作为说明，相位信号X可以表示在[1；L]范围内的整数。为了与所述时间单元同步，相位调制器44可以如图所示接收时钟信号S_CL。相位调制器44例如可以由时钟信号S_CL的下降沿触发来生成对应于其相位信号X的新值。
在接收到时钟信号S_CL的上升沿时，控制信号42等待根据t_DELAY＝(X-1)·Δ计算的延迟时间t_DELAY以跳过(X-1)个单元片段，并且随后开始执行换向操作，从而使得换向骤降位于第X个单元片段中。在连续操作中，t_DELAY可以具有在零到T₀-Δ之间的任意值。应当注意到，换向的开始的相位由给出，所述相位在一个时间单元内的范围是从0到1。
由于每一个时间单元都包含一个换向时刻，因此平均换向周期将仍然是T₀，但是在各单独情况下，相继的换向骤降之间的时间可能长于T₀(比如在骤降51与52之间)或者短于T₀(比如在骤降52与53之间)。
当利用平均重复周期T₀随机地调制实际换向时刻时，也就是说当对换向时刻进行随机相位调制时，可以用下面的公式来表示换向骤降(其被视为构成能量脉冲)的能量谱(以W²/Hz计)：
S(f)＝P²|V(f)|²{S₁(f)+S₂(f)}
withS1(f)=1T0[L-1L+2LΣk=1L-1k-LLcos(k2πT0L)]]]>
and
其中，S₁(f)描述随机相位调制的连续部分，S₂(f)描述离散部分。因数|V(f)|²考虑脉冲的形状。
显而易见，在S(f)中，在f＝L/T₀及其倍数处可以存在离散频率，但是不需要存在。这种情况不同于没有调制的原始情况，在所述原始情况中，离散频率总是存在并且发生在f＝1/T₀及其倍数处。
图5A是针对L＝8示出了作为相对频率fT₀的函数的函数S₁(f)(连续曲线)和S₂(f)(离散点)的曲线图。通常来说，S₁(f)对于fT₀＝n·L等于零，其中n是整数，而S₂(f)的离散贡献则恰好出现在这些位置处。
图5B是针对L＝8示出了作为相对频率fT₀的函数的函数|V(f)|²的曲线图，其中示出了矩形骤降(曲线71)、三角形骤降(曲线72)以及余弦形骤降(曲线73)的实例。可以看出，对于这些实例来说，|V(f)|²对于fT₀＝n·L等于零，从而掩蔽了除f＝0处之外的S₂(f)的离散贡献，其中f＝0对应于DC分量，由于其不引发共振因此在这里不作进一步考虑。
在图5C的曲线图中对于大于零的频率示出了通过把如图5A中所示的S₁(f)+S₂(f)与如图5B中所示的|V(f)|²相乘而获得的相应函数S(f)。可以看出，S(f)在这种情况下是连续函数，也就是说其没有离散贡献。从该图中可以进一步看出，平滑换向骤降的形状对于fT₀＜L的频谱没有多大影响。在大约fT₀≈1.5·L处，矩形骤降情况表现出一个在其他两种情况中无法看到的较小的最大值。
在其中T₀＝40μs、功率骤降持续时间为5μs并且L＝8的一个实例中，发现对于未经调制的情况，25kHz处的第一傅立叶系数对于矩形骤降为|C₁|²＝0.015。同样是对于矩形骤降，如果换向时刻被随机调制，则频谱是连续的，最大值仍然处于25kHz处。但是如果计算100Hz带宽(这是对于灯共振带宽的合理估计)内的功率变化，则发现其大约小了250倍。这是因为大多数功率波纹已被从所述共振带中移出。因此，在没有关于共振频率的具体知识的情况下降低了共振的风险。
对于任意骤降形状，由|V(f)|²的零掩蔽S₂(f)的情况不必然会发生，这是因为|V(f)|²不必需在正确的频率处具有所需的零。从Nyquist的理论可知，使得这些零存在的标准是脉冲的各侧围绕该侧的对应中点的点对称性(以及要求T_comm＝T₀/L，其中T_comm表示功率骤降持续时间或换向时间)。这种对称性也被称作退化对称(vestigiai symmetry)，具有这种属性的脉冲被称作Nyquist脉冲。
在一般的实践中，换向骤降可能不会表现出这种Nyquist形状。但是即使在这种情况下也仍然有可能优化L以便实现对S₂(f)的离散分量的显著抑制。
首先，有可能简单地选择L的较大值。于是S₂(f)的各离散频率分量处于高频，因此在|V(f)|²的尾部较远处。因此其被强烈抑制。这在所述骤降具有比如升余弦形状之类的平滑形状的情况下特别是成立的。
其次，有可能通过把骤降宽度估计为<T_comm>并且根据L＝T₀/<T_comm>来选择L而得到一个近似。所述抑制将不是完美的，但是在许多情况下仍然足够好。这一点由下面的实例证明，其中脉冲形状被特意选择成非最优的。假设换向骤降具有矩形形状(最坏情况)，并且特意把持续时间选取成25％过小。图6A是与图5B可比的曲线图，其中示出了原始的正确骤降(曲线77)和错误骤降(曲线78)的频谱|V(f)|²。显而易见，不再有对于S₂(f)的完全抑制。在图6B中示出了对于S(f)的影响，该图是与图5C可比的曲线图。可以明显看出，与最优形状的较大偏差导致再次存在较小的离散频率分量(在该图中被显示为钻石形)。但是如果对于这种情况计算一次谐波并且将其与未经调制的情况(图3)的一次谐波进行比较就可以有以下发现：
1)所述一次谐波位于L倍的频率处(这里是8倍)；并且
2)一次谐波要弱得多(在这里大约弱20倍)。
3)此外，谐波的次数更低。
因此，即使在远非最优的骤降形状的情况下也可以实现改进。应当注意到，在实践中不太可能出现所讨论的偏差，因此可以合理地假设本结论实际上对于任何实际脉冲形状和适当选择的L值都是有效的。
图7是根据本发明的驱动器80的与图1可比的图示，其包括配备有随机发生器功能的开关控制器82，所述随机发生器功能可以处在控制器82外部，但也可以是控制器82的集成部件。(出于简单起见，在该图中没有示出诸如时钟发生器45和相位调制器44之类的组件)。乘法器83接收来自灯电压传感器的灯电压信号V(t)以及接收来自灯电流传感器的灯电流信号I(t)，并且计算灯功率信号P(t)＝V(t)·I(t)。估计器84根据该灯功率信号P(t)估计对应于换向骤降的持续时间的<T_comm>值。计算块85根据L＝T₀/T_comm来计算L。该L值被提供到控制器82。应当注意到，乘法器83和/或估计器84和/或计算块85可以是分开的，但是也可以是控制器82的集成部件。估计器84可以通过在脉冲的半高度处取得脉冲的宽度来估计<T_comm>值。还有可能的情况是估计器84可以通过取得骤降的面积并且将其除以高度来估计<T_comm>值。
取代估计器84，驱动器80可以包括傅立叶计算器，其通过计算FFT并且检查对应于f＝L/T₀的系数来计算离散频率分量|c₁|²，并且将结果提供到控制器82。在这种情况下，控制器82被设计成改变L并且把L设置在使得|c₁|²足够低的值。
可替换地，取代估计器84，驱动器80可以包括相关器，其被设计成把瞬时功率与参考信号(其对于一次谐波处在频率f＝L/T₀处)相关，并且把结果提供到控制器82。在这种情况下，控制器82被设计成改变L并且把L设置在使得所述结果被最小化的值。
总而言之，本发明提供一种利用换向灯电流驱动气体放电灯的方法，其中所述灯电流具有平均换向频率1/T₀，所述灯电流优选地具有恒定的幅值。为了反制对于声共振的激励，对换向时刻的相位进行随机调制。结果使得灯功率中的离散频率分量数目更少、频率更高并且更弱。从而降低了灯共振的风险。
虽然在附图和前面的描述中详细说明并描述了本发明，但是本领域技术人员应当注意到，这种说明应被视为说明性或示例性而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例；相反，在如所附权利要求书限定的本发明的保护范围内可能有几种变型和修改。
例如，在实践中可能发生这样的情况：对于一个特定的时间单元有X＝1，而对于紧接在前的时间单元则有X＝L。这将对应于两次换向彼此紧随的非优选情况。为了避免这种情况，有可能定义成使得控制器42总是至少应用一个最小延迟T_DELAY，min＝Δ。还有可能从不使用最后一个时间片段，这对应于相位信号X表示在[1；L-1]范围内的一个整数的情况。还有可能从不使用第一个时间片段，这对应于相位信号X表示在[2；L]范围内的一个整数的情况。还有可能同时采取上述两种措施，这对应于相位信号X表示在[2；L-1]范围内的一个整数的情况。
此外，虽然图4的驱动器40被显示为半桥，但是本发明用任意种类的换向器技术来实现，比如全桥技术。
通过研究附图、本公开内容和所附权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以想到并且实施所公开实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，“一个”不排除多个。单一处理器或其他单元可以实现在权利要求书中引述的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中引述某些措施并不表示不能使用这些措施的组合来获益。可以把计算机程序存储/分发在适当的介质上，比如与其他硬件一起提供或者作为其他硬件的一部分的光学存储介质或固态介质，但是也可以通过其他形式来分发计算机程序，比如通过因特网或者其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记不应被理解成限制其范围。
在上面参照方框图解释了本发明，所述方框图示出了根据本发明的设备的各功能块。应当理解的是，可以用硬件来实施这些功能块当中的一个或多个，其中通过单独的硬件组件来执行这种功能块的功能，但是也有可能用软件来实施这些功能块当中的一个或多个，从而通过计算机程序的一个或多个程序行或者诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器等可编程设备来执行这种功能块的功能。