方法、操作裝置和具有整合的燈整流效應檢測的照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種例如使用時鐘電路(2)操作至少一個例如氣體放電燈的發(fā)光裝置(4)的方法，其中為了識別發(fā)光裝置操作的故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與發(fā)光裝置操作相關的第一電參數(shù)的測量信號與一個閾值(SOCP)相比較，其中，該閾值(SOCP)能根據(jù)該發(fā)光裝置(4)的整流效應來進行調(diào)整。
【專利說明】方法、操作裝置和具有整合的燈整流效應檢測的照明系統(tǒng)
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于尤其是氣體放電燈的發(fā)光裝置的操作裝置以及一種照明系 統(tǒng)。
[0002] 本發(fā)明的任務是在操作發(fā)光裝置時，有效地執(zhí)行發(fā)光裝置調(diào)節(jié)或故障識別過程。
[0003] 根據(jù)本發(fā)明，該任務將通過獨立權(quán)利要求的特征來完成。從屬權(quán)利要求特別有利 地改進了本發(fā)明的中心構(gòu)思。
[0004] 本發(fā)明的第一方面涉及一種基于時鐘電路操作至少一個諸如氣體放電燈的發(fā)光 裝置的方法。為了識別操作發(fā)光裝置的狀態(tài)，尤其是故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與操作發(fā)光裝置相關 的第一電參數(shù)的測量信號與一個閾值相比較。該閾值可基于發(fā)光裝置所具有的整流效應來 進行調(diào)整。
[0005] 本發(fā)明的另一方面涉及一種基于時鐘電路操作至少一個諸如氣體放電燈的發(fā)光 裝置的方法。為了識別操作發(fā)光裝置的故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與操作發(fā)光裝置相關的電參數(shù)的 測量信號與一個閾值比較。該閾值可基于發(fā)光裝置電壓的直流成分來進行調(diào)整。
[0006] 本發(fā)明的另一方面涉及一種操作至少一個諸如氣體放電燈的發(fā)光裝置的方法。如 此確定發(fā)光裝置的整流效應，使得可從呈現(xiàn)整流效應的值（Sbase)與一個閾值（SE0L+)的 比較中推導出故障狀態(tài)（E0L)。在監(jiān)測另一故障狀態(tài)時考慮所確定的整流效應。
[0007] 本發(fā)明的另一方面涉及一種設計用于這種方法的控制電路，尤其是ASIC或微型 控制器。
[0008] 本發(fā)明的另一方面涉及一種用于尤其是氣體放電燈的發(fā)光裝置的操作裝置，其具 有這樣的控制電路。
[0009] 本發(fā)明的又一個方面涉及一種照明系統(tǒng)，其具有控制單元和至少一個有利地通過 總線線路與該控制單元連接的這種操作裝置。
[0010] 本發(fā)明的又一個方面涉及一種操作諸如氣體放電燈的發(fā)光裝置的電路，其具有提 供用于至少一個發(fā)光裝置的供電電壓的半橋電路或全橋電路和用于調(diào)節(jié)對發(fā)光裝置的操 作和/或故障識別的控制電路。為了識別操作發(fā)光裝置的故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與操作發(fā)光裝 置相關的第一電參數(shù)的測量信號與一個閾值相比較。該閾值可根據(jù)發(fā)光裝置所具有的整流 效應來進行調(diào)整。
[0011] 可以按照以下方式來改進這些方面。
[0012] 整流效應可通過直接或間接監(jiān)測整流效應參數(shù)加以測定。整流效應參數(shù)可以反映 出發(fā)光裝置上降低的電壓、發(fā)光裝置電流、發(fā)光裝置阻抗和/或發(fā)光裝置獲取的功率。
[0013] 整流效應可通過直接或間接監(jiān)測整流效應參數(shù)來加以測定。整流效應參數(shù)可呈現(xiàn) 在發(fā)光裝置上降低的直流電壓或燈電流的非對稱性?？扇绱苏{(diào)整該閾值，使得整流效應參 數(shù)的變化造成閾值的相應變化。
[0014] 該閾值可以在所述時鐘電路的每個脈沖或者說每個周期中被予以調(diào)整。
[0015] 所測定的整流效應參數(shù)變化可以在該時鐘電路的下一脈沖中導致閾值的相應調(diào) 整。在一個脈沖中，可以對閾值最大容許的變化加以限制。
[0016] 一旦整流效應參數(shù)達到或多次達到閾值，則會觸發(fā)故障狀態(tài)。
[0017] 該測量信號可以呈現(xiàn)流過時鐘電路開關的電流并通過與一個閾值相比較來識別 過電流。
[0018] 該閾值可用于識別時鐘電路的開關的無電壓再接通過程。
[0019] 該閾值可用于識別發(fā)光裝置的電容操作。
[0020] 現(xiàn)在，將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的其它優(yōu)點、性能和特征，其中：
[0021] 圖1是本發(fā)明第一實施方式或其變型的示意圖，
[0022] 圖2是在操作裝置內(nèi)的不同的信號或電壓的時間變化曲線，
[0023] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整閾值的實施方式，
[0024] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的濾波器，
[0025] 圖5和6是根據(jù)本發(fā)明的濾波器的輸入信號和輸出信號。
[0026] 首先，應結(jié)合圖1來示意性地描述用于至少一個發(fā)光裝置的操作裝置1的測量電 路的第一實施方式。
[0027] 電源交流電壓通過濾波器8被供給AC/DC變換器7。在AC/DC變換器7中，電源 交流電壓被轉(zhuǎn)換為直流電壓并被調(diào)整到較高電壓，優(yōu)選在300V至400V之間。與之相應的， 該電壓也施加在蓄壓電容器6上。AC/DC變換器7可包括整流器和主動式（通過由控制單 元控制的開關被定時或由增壓泵電路（主動式或被動式填谷）構(gòu)成）功率因數(shù)校正電路 (PFC)。
[0028] 逆變器2 (在此是半橋）交替控制開關Q1和Q2,且開關Q1和Q2優(yōu)選是功率晶體 管。它被用來向至少一個發(fā)光元件4提供供電電壓。該發(fā)光元件或發(fā)光裝置可以是氣體放 電燈，然而也可以是任何其它類型的發(fā)光裝置，例如是LED或0LED或LED/0LED組合裝置。
[0029] 為了加以簡化，圖1僅示意性地示出了負載5,其包含發(fā)光元件4和鎮(zhèn)流過程所需 要的其它電氣兀件。
[0030] 將通過與半橋的電位較低的開關Q2串聯(lián)的測量電阻R102來測定半橋電流。燈電 壓則通過電位計R104來測定。兩個測量信號優(yōu)選將通過唯一的針腳SDV_ lamp被供給控制電 路3 (優(yōu)選是ASIC)。但作為ASIC的替代，也可采用如微型控制器或混合解決方案或者傳統(tǒng) (獨立）電路的任何其它形式的集成電路。
[0031] ASIC3也控制AC/DC變換器和半橋2的時鐘頻率。
[0032] 也就是說，在針腳SDV_lanip上存在燈電壓電位計R104的電壓和測量電阻R102的電 壓之和。但也可以將兩個信號與ASIC的多個不同端子相連。ASIC3具有內(nèi)部的恒定電源 A。該恒定電源向隨之出現(xiàn)的信號施以DC電位，從而避免在針腳SDVlamp上形成負電壓。代 替內(nèi)部恒定電源A，在最簡單的情況下，也可以是連接到饋電電壓（如總線線路電壓和低伏 供電源）的電阻的外部電源，或者也可以采用內(nèi)部或外部的電壓源。
[0033] 半橋電流的信號具有規(guī)律的、優(yōu)選為半個周期時長的時間間隔，在此它為0。其原 因是在該時段內(nèi)該開關Q2被斷開，因而未測量到半橋電流。因而在此時段內(nèi)在針腳SDV lamp 上只有燈電壓。此狀態(tài)可被用于區(qū)分所述兩個信號。
[0034] 燈電壓信號具有能夠足以通過測量頻率和振幅來確定的正弦曲線。
[0035] 而且，為了區(qū)分之便，可充分利用燈電壓故障狀態(tài)是比較緩慢的現(xiàn)象，而半橋電流 中的故障狀態(tài)是以相比而言較大幅值且進而短暫出現(xiàn)的。借助這兩個信號，可以如以下將 詳述的、確定例如在燈點亮過程中扼流圈飽和時的過電流或者燈操作中的過電流。另外，可 以識別燈的電容操作和EOL效應（燈壽命結(jié)束）。
[0036] 燈電壓的交流電壓分量的衰減在根據(jù)圖1的電路中與其直流電壓分量無關地實 現(xiàn)。優(yōu)選交流電壓分量比直流電壓分量被更強地衰減。這通過電容C10X和電阻R102的并 聯(lián)實現(xiàn)。所述并聯(lián)強烈衰減地作用于較高頻率。電容C10X用作AC成分的濾波器。因而DC 成分相比于AC成分被不太強地衰減。
[0037] 由此得到以下優(yōu)點，兩個值可在適用于ASIC的范圍內(nèi)被衰減。這是必需的，因為 交流電壓分量的電壓峰值在點亮過程中比直流電壓分量高出許多倍，而直流電壓分量的DC 偏差被用于識別E0L。當電容C10X具有足夠大的值時，燈電壓的高頻交流電壓分量可被濾 除，從而SDVlaml^^輸入端所測定的信號由燈電壓的直流電壓分量和半橋電流組成。因此，可 以在未測得半橋電流的階段內(nèi)測量燈電壓直流電壓分量，而在有半橋電流流動的階段中在 關注所確定的燈電壓直流電壓的分量的情況下測定半橋電流。
[0038] 半橋電流的AC信號例如可被用于識別扼流圈的飽和狀態(tài)以及用于識別過電流、 電容操作或預熱調(diào)整。
[0039] 在點亮識別時，例如還要監(jiān)測扼流圈是否開始飽和。也可以進行點亮調(diào)整，此時該 扼流圈趨于飽和。當點亮不想點亮的或出故障的燈時，該電路趨于飽和，這是因為頻率非常 趨近諧振。在飽和情況下，至少一個半橋開關可被提前打開，但優(yōu)選接通具有在先接通時間 的下個開關脈沖。飽和或者高點亮電流的省略也可被用作點亮識別信號。
[0040] 以下示出了電流信號的其它有利的分析可能方式。為此，可以測定半橋電流和/ 或燈電流。因此，可以使用用于在預熱時測量的燈電流，需要特殊的鎮(zhèn)流器，因而在預熱時 也能測量該燈電流。燈電流信號可以在"燈電壓"點來測量。半橋電流可以通過在半橋并 聯(lián)電阻R101上的測量電壓加以測定：
[0041] -半橋電流測量和/或燈電流測量可以被用于燈功率或預熱能量的"閉環(huán)（Closed Loop) "調(diào)整（即具有閉合調(diào)整回路的調(diào)整）。
[0042]-另外，可結(jié)合所傳輸?shù)念A熱能或燈絲來執(zhí)行用于識別燈絲的測量。因此可以執(zhí)行 燈識別。
[0043] -可以執(zhí)行"Relamp"識別，即是否要用（新）燈，即輸出電路性能。
[0044] -半橋電流測量和/或燈電流測量可被用于故障識別：可以減小點亮時的飽和危 險或者操作時的過高電流危險。
[0045]-另外，可以做到避免電容式燈操作和/或接通時的開關過載的保護。
[0046] -半橋電流測量和/或燈電流測量可被用于電流調(diào)整。
[0047] -半橋電流也可被用于調(diào)整熱能，尤其是預熱能。
[0048] -燈電流可被用于調(diào)整燈功率或調(diào)整預熱能量。
[0049]-也可以結(jié)合電壓測量識別負載電路中的飽和（尤其是在點亮過程中）或過電壓。
[0050] 以下示出了電壓分析的其它有利應用。
[0051] -電壓測量可被用于燈的使用壽命終點識別。
[0052] -可執(zhí)行燈電壓測量。
[0053] -可進行燈絲識別，例如在設有從總線電壓經(jīng)過燈絲的附加 DC路徑。由此也可發(fā) 現(xiàn)究竟是否使用燈。
[0054] -可以實現(xiàn)" Re lamp "識別，即是否用新的燈。
[0055] -可以識別燈的點亮狀態(tài)。
[0056] 此時要注意，電流測量結(jié)果的所有分析可能性可與電壓測量結(jié)果的分析可能性組 合在一起。
[0057] 為了啟動燈，首先預熱燈4的燈絲。為此，半橋2產(chǎn)生高于諧振振蕩電路的諧振頻 率的交流電壓。由此出現(xiàn)的電壓太低以引起燈4的點亮。如果不要求例如燈絲識別或預熱 調(diào)整的上述測量，則針腳SDV lamp應該在此時刻處于備用狀態(tài)。
[0058] 在預熱時間結(jié)束時，如此做到燈4的點亮，S卩，逆變器的兩個開關Q1和Q2的接通 時間被逐步增加。與此相應，逆變器的操作頻率減小。
[0059] 在預熱階段中，少量電流流過燈。由E0L效應造成的DC偏差很小。其在此可以被 忽略不計。因而在這里無需通過內(nèi)部DC電源A補償DC偏差。因此能夠只在燈點亮后以預 設值來接通內(nèi)部電源A。內(nèi)部電源A也能以可分級通斷的電源形式或以兩個電源并聯(lián)的形 式實現(xiàn)。由此，可以注入不同電流以補償由內(nèi)部電源A引起的DC偏差，因而在不同的操作 階段內(nèi)獲得不同的補償或關斷靈敏度。優(yōu)選可以在點亮過程中調(diào)整出用于內(nèi)部電源A的較 小電流，從而可以根據(jù)預期的高電壓調(diào)整出較低靈敏度。
[0060] 故障例如識別E0L效應的識別可根據(jù)所述燈或電路的操作狀態(tài)來啟動。
[0061] 以下，將描述用于在燈點亮時避免過電流的方法的一個示例。
[0062] 在過程啟動后，在第一步驟中預熱該螺旋燈絲。在下一個步驟中，逆變器的開關Q1 被閉合。開關Q2在此時刻被打開。在時間&后，開關Q1又被打開。t K優(yōu)選是逆變器的實 際操作頻率的半個周期時間，然而它也可以是更短的時間。
[0063] 在下一個步驟中，開關Q2被閉合。在開關Q1打開和開關Q2閉合之間可以存在延 遲時間t D。
[0064] 在下一步驟中，加載于針腳SDVlamp的信號被加以測量。如果它高于一個閾值燈峰 值（pk)，則為該燈輸送了不允許的高電流。但也可以想到，只有當閾值超過多次如五次出現(xiàn) 時，才對不允許的高電流加以判定。另外，也可以計算電流增值，并且將不允許的高增值用 作為附加的分析標準。
[0065]當確定閾值的過程中，在ASIC內(nèi)待分析的特性曲線上須始終考慮燈交流電壓信 號。為此，燈電壓信號須被ASIC無延遲地模擬補償。借助時間窗可以確定燈電壓信號，在 該時間窗中，開關Q2被斷開并且相應被測出的半橋電流為零。
[0066] 當通過電容器整流或衰減燈電壓的交流電壓分量時（見圖1)，只須關注燈電壓的 直流電壓分量可能就足夠了。
[0067] 為了在允許范圍內(nèi)反饋半橋電流，此時馬上又再次斷開所述開關Q2。這相當于當 前開關頻率增大。然而不改變逆變器的真正操作頻率。反而，該過程保持實際操作頻率而 優(yōu)選在停用時間后通過退回至開關Q1閉合步驟來重復。然而也能夠獲得在允許范圍內(nèi)的 半橋電流反饋，使得將暫時增大逆變器的操作頻率。
[0068] 如果加載于針腳SDVlamp的信號低于閾值Vlampj)eak(pk)，則在時間tR后又打開開關 Q2。但開關Q2也可以在時間t〈tK后又被打開。
[0069] 在下一步驟中，接通時間tK被增大。因此，逆變器的操作頻率也將減小。
[0070] 此過程繼續(xù)多次重復。
[0071] 在開關通斷的這些步驟之間可以存在延遲時間tD。
[0072] 在燈正常工作中，可能出現(xiàn)不允許的狀態(tài)，S卩：是以電容方式操作燈的。在此狀態(tài) 下，接通時已有電流流過該開關。由此一來，開關可能會受損。另外，在電容式操作的過程 中，由ASIC對燈所做的調(diào)節(jié)不再發(fā)揮作用。
[0073] 在以下示例中示出了用于避免電容式操作燈的方法。為了識別電容操作，在此采 取在燈電壓和半橋電流的階段之間的梯度測量（代替燈電壓，也可監(jiān)測負載電路中的另一 電壓，例如在扼流圈或變壓器處的電壓，如果有的話）。在成功點亮后，燈處于正常工作中。 現(xiàn)在，在針腳SDV lamp處在前后相繼的時刻進行至少兩次測量。該測量是采樣值（Samples)。 在開關Q2恰好還未被斷開的時刻選擇該測量。
[0074] 隨后將計算至少兩個測量結(jié)果的差值。
[0075] 如果在后的采樣值小于在先的，則存在燈的電感操作。該操作是被允許的。
[0076] 多次重復所述測量過程。但是也可以在時間間隔之后或者在如燈調(diào)光的參數(shù)改變 之后才重新進行一次測量。
[0077] 如果在后的采樣值大于在先的，則存在燈的電容操作。這種操作是不被允許的。
[0078] 但也可以想到，只有當在后的采樣值多次，如五次，先后大于在先的時，才查明不 允許的電容操作。
[0079] 隨后，開關Q2被斷開。
[0080] 在停用時間后，開關Q1又被閉合。停用時間優(yōu)選是預定值，但也可以想到采用自 適應方法來確定停用時間。因此，例如可能出現(xiàn)在一次或再次出現(xiàn)在電容式操作時停用時 間的延長。停用時間也可以被如此調(diào)整，即：緊接在接通開關Q2之前（就是說在已有電流 流過開關Q2的空程二極管時）測量并檢查半橋電流。當存在用于半橋電流的不允許的值 時，可以增大停用時間，因而保護開關Q2以免過電流或過載。
[0081] 在開關Q1閉合之后退回并且重復測量過程。
[0082] 以下將描述用于避免燈的電容操作的另一方法。為了識別電容操作，在此采取絕 對值的差值測量。
[0083] 但代替差值測量地也可以想到絕對值獲取。此時將開關Q2斷開前的電流值與一 個閾值進行比較。
[0084] 在成功點亮后，燈處于正常工作狀態(tài)。緊接在開關Q2斷開之前在針腳SDVlamp處進 行一次測量S1。
[0085] 另一測量S2在開關Q1接通之后緊接著進行。
[0086] 隨后將閾值與差值S1-S2相比較。如果差值S1-S2大于閾值，則存在燈的電感操 作。這種操作是被允許的。回退并重復測量過程。但也有以下可能，即，只在一段時間間隔 之后或者只在參數(shù)如燈調(diào)光變化之后，才再次進行測量。
[0087] 如果差值S1-S2小于閾值，則存在燈的電容操作。這種操作是不被允許的。但也 可以想到，只有當該差值多次如五次先后小于閾值時，才對不允許的電容操作進行判定。 [0088] 半橋控制頻率被繼續(xù)提高。由此，燈操作又進入諧振曲線電感分支。
[0089] 如果經(jīng)過預定測量次數(shù)發(fā)現(xiàn)不允許的電容操作，則關掉該燈。
[0090] 為此，可使用計數(shù)器X，其每次都加上1。
[0091] 該計數(shù)器X的值將與一個標準值相比較。
[0092] 如果X彡X_，則關掉燈。此時，計數(shù)器X可被回零。
[0093] 代替馬上關掉，也可以想到任何其它措施，例如：警告電容操作的信號。
[0094] 要留意的是，當然也能調(diào)換以上例子的解決方式。就是說，在梯度測量中也可以提 高半橋頻率，以及在絕對值測量中提前打開該開關2。也可以想到上述例子的特征的其它組 合。
[0095] 在成功點亮燈之后，電容器C101內(nèi)的電荷緩慢變少。電荷在點亮階段由高的半橋 電流引起。但內(nèi)部直流電源和燈電壓的直流電壓分量因 E0L(燈壽命結(jié)束）效應而在同一 時間又將電容器C101充電。通過這種方式，電荷穩(wěn)定在某個水平。
[0096] 借助在開關Q1斷開之前或之中的測量，可以簡單監(jiān)測燈電壓的直流電壓成分。
[0097] 圖2示出了在操作裝置1內(nèi)的不同信號或電壓的時間曲線。
[0098] 信號Vgs/Ql提供逆變器2的電位較高的開關Q1的柵源電壓或者控制電壓。信號 Vgs/Q2是電位較低的開關Q2的柵源電壓或者控制電壓。兩個開關被定期通斷。在每個周期 TP內(nèi)，每個開關Q1和Q2被分別接通一次。電位較高的開關Q1在時刻T0、T4被接通，在晚 些時刻Τ1又被斷開。電位較低的開關Q2在時刻Τ2被接通并在晚些時刻Τ3又被斷開。在 其中一個開關被斷開并且另一開關被接通之間，優(yōu)選有延遲時間Τ2-Τ1和Τ4-Τ3。用于開關 的控制電壓V gs/Ql、Vgs/Q2優(yōu)選是PWM信號。
[0099] 關于電位較低的開關Q2,圖2也示出了在漏極和源極之間的電壓Vds/Q2。當開關 Q2接通時，電壓Vds/Q2處于低電壓水平，優(yōu)選為零。在開關Q2斷開后，電壓Vds/Q2增大到 一個恒定值，并且在電位較高的開關Q1斷開后又降低到低電壓水平。
[0100] 信號SDE0L對應于存在于ASIC針腳處的且呈現(xiàn)半橋電流和燈電壓的測量結(jié)果的 上述信號SDV lamp。
[0101] 根據(jù)本發(fā)明，可以如上所述追溯到整流效應。尤其是根據(jù)信號SDE0L來識別該效 應，例如當燈電壓的直流成分高于第一閾值SE0L+時。作為其替代或補充，當燈電壓的直流 成分小于第二閾值SE0L-時發(fā)現(xiàn)整流效應。整流效應可以出現(xiàn)在例如舊的氣體放電燈或熒 光燈上并且導致操作裝置1的過載。因為兩個燈電極的發(fā)射面不一致，故經(jīng)相關氣體放電 燈的氣體放電路段流動的燈電流可以在一個方向高于在另一個方向。熒光燈于是起到類似 于整流器的作用并且最好在一個方向上允許燈電流經(jīng)過，而在相反方向上不太允許流過。
[0102] 根據(jù)本發(fā)明將識別出緩慢出現(xiàn)的整流效應。這例如借助信號SDE0L來實現(xiàn)，在該 信號中，信號SDE0L的值在電位較高的開關Q1斷開時間內(nèi)或者在電位較低的開關Q2的接 通時間內(nèi)被加以檢測。該信號SDE0L的唯一測量的直流成分在此時段內(nèi)起用燈電壓。如果 DC燈電壓的測量值不在兩個規(guī)定的閾值SE0L+和SE0L-之間，則發(fā)現(xiàn)不容許的整流效應并 采取相應措施。
[0103] 另選地，也可以如此識別整流效應，即：在燈電流中出現(xiàn)非對稱性。過高的非對稱 性于是會導致故障狀態(tài)。即，燈電流也可作為監(jiān)測信號。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，燈電 流的測量是利用上述信號SDVI_ lamp來實現(xiàn)的。信號SDVI_lamp存在于ASIC的，接受半橋電 流、燈電壓和燈電流的測量結(jié)果針腳上。另選地，可以設置測量電阻（未示出）用于燈電流 測量。
[0104] 另選地，因整流效應而出現(xiàn)的在多個燈分支之間的燈電流漂移也可以通過分析燈 4的阻抗或功率來加以測定，其中，按照已知方式來測量該阻抗或功率。
[0105] 當電位較低的開關Q2被接通時，借助信號SDE0L執(zhí)行上述的避免過電流的方法。 在時間段內(nèi)，燈電流與用于燈電流SOCP的閾值相比較。如果測量的燈電流超過閾值SOCP， 則觸發(fā)故障狀態(tài)0CP(過電流保護），S卩，過高電流流過與半橋的電位較低的開關串聯(lián)的電 阻。優(yōu)選采取上述的相應措施。
[0106] 根據(jù)本發(fā)明，用于燈電流S0CP的閾值根據(jù)所發(fā)現(xiàn)的整流效應來調(diào)整。在圖2的實 施方式中，燈電壓Sbase的直流成分在調(diào)整用于燈電流S0CP的閾值時被考慮進來。如果DC 燈電壓Sbase增大，則控制電路3安排用于燈電流S0CP的閾值增大。
[0107] 根據(jù)本發(fā)明，按照相似的方式，用于關于電容狀態(tài)的故障狀態(tài)的閾值SCCD和用于 半橋逆變器開關的通斷的閾值在零電壓狀態(tài)下根據(jù)DC燈電壓而被加以調(diào)整。
[0108] 圖3示出閾值S0CP調(diào)整以識別由流過電位較低的開關Q2的過高電流引起的故障 狀態(tài)的實施方式。半橋的電位較低的開關Q2每周期TP-次被接通和斷開。周期也可以被 稱為脈沖。
[0109] 在0至TP之間的第一周期內(nèi)，控制電路3對為0的DC燈電流加以測量。控制電 路3同時執(zhí)行對過電流的監(jiān)測。為此它如上所述地將流過開關Q2的電流與所確定的閾值 S0CP/0比較。因為未測量DC-燈電壓，用于識別過電流的閾值在第二周期內(nèi)保持不變。
[0110] 在TP和2TP之間的第二周期內(nèi)，測量DC燈電壓Λ1。根據(jù)本發(fā)明，該值被考慮用 于調(diào)整該閾值S0CP。因此，在2TP和3TP之間的第三周期內(nèi)，閾值S0CP被相應增大，優(yōu)選增 大至 S0CP/0+A2。
[0111] 如圖3所示，閾值S0CP的調(diào)整優(yōu)選在測定DC燈電壓后的期間進行。一旦DC燈電 壓變化由控制電路3測得，則在下個脈沖中或在下個周期中據(jù)此調(diào)整閾值S0CP并重新計 算。
[0112] DC燈電壓的變化Λ 1造成新的閾值以值Λ 2改變。根據(jù)一個實施方式，該閾值根 據(jù)DC燈電壓變化增減。在此情況下得到Λ2= Λ 1?；蛘撸撝档恼{(diào)整可以與DC燈電壓 變化Λ 1成比例地來安排：Λ 2 = k. Λ 1，其中k優(yōu)選為正值。優(yōu)選閾值S0CP的變化Λ 2是 DC燈電壓的變化Λ 1的函數(shù)。
[0113] 本發(fā)明因此優(yōu)選提議，在ASIC針腳處測定氣體放電燈操作工作時可能有的許多 故障狀態(tài)。還規(guī)定在各針腳處進行測定。這些故障狀態(tài)如上所述是：
[0114] 0CP (過電流保護），S卩：過高電流流過與半橋電位較低的開關串聯(lián)的分支，
[0115] E0L (壽命結(jié)束），燈整流效應，
[0116] (XD(電容電流檢測），電容電流或電容操作飽和。也可以想到在零電壓狀態(tài)下檢 測半橋逆變器開關的通斷?？墒牵糜?CP和CCD和可選的其它故障如飽和或零電壓狀態(tài) 時的通斷的閾值被自適應調(diào)整。為此，在電位較高的開關Q1被接通的每個周期中重設標準 值（SOCP, SCCD)。
[0117] 當在電位較高的開關Q1被接通時段內(nèi)利用在測量針腳處的電壓時，相應的閾值 (S0CP，S(XD)可以在隨后的周期中被改變。
[0118] 因此，根據(jù)本發(fā)明，因為0CP故障、C⑶和/或其它故障狀態(tài)而導致的關斷根據(jù)DC 燈電壓來進行。例如，關斷可以只在較高的（S0CP/0+A2)或者已在低許多的開關電流（0CP 狀態(tài)）時進行。
[0119] 在圖2中也稱為基線或零線的DC燈電壓或者電平同時也是與非相對的而是絕對 的用于故障狀態(tài)E0L的閾值SE0L+、SE0L-相關聯(lián)的電平。就是說，當基線電平達到相應的 預定的絕對關斷閾值SEOL+、SEOL-時，達到相應的故障狀態(tài)。
[0120] 可是，這樣的故障也可被耦合進來，例如由操作裝置內(nèi)的其它開關、PFC開關、加熱 開關等的時鐘引起。因此，本發(fā)明的一個改進方案提出，這種暫時故障在各閾值S0CP、SCCD 的調(diào)整中要盡量忽略不計或者不直接予以考慮。根據(jù)本發(fā)明，這種故障只逐步或者按照一 定節(jié)奏直至某種程度地予以考慮，在調(diào)整過程中要確定單位脈沖的閾值最大變化。
[0121] 圖4示出了濾波器170的相應實施方式。在半橋的每個開關周期內(nèi)，閾值S0CP、 SC⑶被自適應地改變成，使得可以防止上述故障因故障解讀而耦合進來從而造成半橋或操 作裝置的提前斷開。
[0122] 濾波器170防止DC-燈電壓的這種突然改變導致不希望有的故障狀態(tài)OCP、（XD。 針腳SDV lamp所測定的信號例如通過低通濾波器被供給濾波器?？蛇x地，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器 174可以測定并呈現(xiàn)該信號。輸入比較器171向增量-減量計數(shù)器172饋電。采樣單元173 優(yōu)選通過例如在50 μ s周期內(nèi)的時鐘的逆變器2被加以時鐘。采樣單元173在濾波器170 的輸出端提供用于閾值SOCP、SC⑶的調(diào)整。
[0123] 濾波器170的輸入信號和輸出信號INPUT、OUTPUT如圖5和6所示。輸入信號 INPUT優(yōu)選對應于該燈電壓的檢測直流成分或者呈現(xiàn)所述值。輸出信號OUTPUT對應調(diào)整過 的閾值SOCP、SCXD或者閾值變化Λ 2或呈現(xiàn)該值。
[0124] 在圖5中，輸入信號INPUT在t = 0處具有值20并且在時刻t = 0. 010s之前保 持不變。在t = 0. 010s時刻，輸入信號INPUT增大到值30。
[0125] 根據(jù)本發(fā)明，在每個周期內(nèi)限制閾值SOCP、SCCD的最大變化。濾波器170例如對 于每個周期限制該變化至值1。換句話說，該閾值可以在對應于逆變器的脈沖的50 μ s內(nèi)最 大以值1來增減。如圖5和6所給出的用于輸入信號和輸出信號的值優(yōu)選是按伏特計的電 壓。
[0126] 在輸出端，已經(jīng)在0. 001s即20個脈沖后考慮輸入值20。
[0127] 而圖6示出輸入信號，其從t = 0到t = 0. 020s幾乎保持不變。只是在t = 0. 010s 時出現(xiàn)DC燈電壓的短暫突然提高，這例如歸結(jié)于故障。
[0128] 輸出信號的值快速地即已在0. 0025s后增大到規(guī)定的輸入值50。隨后，輸出信號 和進而閾值SOCP、SC⑶穩(wěn)定保持于期望值。在t = 0. 010s時的突然故障只造成輸出信號 對于兩個周期分別以最大容許值1增大。在兩個周期后，該故障消失，并且輸入信號又回落 至值50。輸出信號在另外兩個周期內(nèi)相應降低到期望值。暫時故障因此沒有負面影響到故 障識別〇CP、CCD。
[0129] 本發(fā)明所提出的閾值SOCP、SC⑶的自適應跟蹤在以下狀態(tài)下是很有利的，此時已 經(jīng)提供某個E0L值，但尚未達到E0L關斷閾值SE0L+、SE0L-。
[0130] 燈電壓的DC偏差可能遇到一定波動。可本發(fā)明規(guī)定，波動自適應造成關斷閾值 SOCP、SC⑶在下個周期中相應偏移。
[0131] 作為補充或替代，也可以已經(jīng)在燈點亮前的階段內(nèi)在輸入SDVlamp&確定可能的直 流電壓偏差，隨后在燈操作工作中，即在點亮后，在計算測量結(jié)果和設定閾值時同時加以考 慮。
[0132] 附圖標記列表
[0133] 1 操作裝置
[0134] 2 逆變器
[0135] 3 具有內(nèi)部直流電源的控制電路
[0136] 4 發(fā)光元件
[0137] 5 負載
[0138] 6 蓄壓電容器
[0139] 7 AC/DC 變換器
[0140] 8 濾波器
[0141] Q1 電位較高開關（HS =高壓側(cè)）
[0142] Q2 電位較低開關（LS =低壓側(cè)）
[0143] R102 與半橋串聯(lián)用于測量半橋電流的測量電阻
[0144] R104 與發(fā)光元件并聯(lián)的用于測量燈電壓的分壓器電阻
[0145] SD'amp ASIC的管腳，半橋電流和燈電壓的測量結(jié)果被供給ASIC的管腳
[0146] SDVI^p ASIC的管腳，半橋電流、燈電壓和燈電流的測量結(jié)果被供給ASIC的管腳
[0147] A ASIC的內(nèi)部直流電源
[0148] R101 測量電阻（并聯(lián)電阻）
[0149] C101 交流濾波器
[0150] R107 與發(fā)光元件串聯(lián)以測量燈電流的測量電阻
[0151] C62 f禹合電容器
[0152] L60 串聯(lián)共振振蕩回路的扼流圈
[0153] C63 串聯(lián)共振振蕩回路的電容器
[0154] Isw 半橋電流
[0155] ILamp 燈電流
[0156] VLamp 燈電壓
【權(quán)利要求】
1. 一種基于時鐘電路（2)操作至少一個例如氣體放電燈的發(fā)光裝置（4)的方法，其中 為了識別操作所述發(fā)光裝置的狀態(tài)，尤其是故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與操作所述發(fā)光裝置相關的 第一電參數(shù)的測量信號與閾值（SOCP)相比較，該閾值（SOCP)能根據(jù)所述發(fā)光裝置（4)所 具有的整流效應來進行調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過直接或間接監(jiān)測整流效應參數(shù)來測定所述 整流效應，并且所述整流效應參數(shù)反映在發(fā)光裝置（4)上降低的所述電壓、所述發(fā)光裝置 電流、所述發(fā)光裝置阻抗和/或所述發(fā)光裝置（4)所獲的功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過直接或間接監(jiān)測整流效應參數(shù)來測定所述 整流效應，并且所述整流效應參數(shù)呈現(xiàn)在發(fā)光裝置（4)上降低的所述直流電壓（Sbase)或 者所述燈電流的非對稱性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2至3中任一項所述的方法，其中，所述閾值（SOCP)可被調(diào)整成，使得 所述整流效應參數(shù)的變化（Λ1)導致所述閾值（SOCP)的相應變化（△ 2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的方法，其中，所述閾值（SOCP)在所述時鐘電路 (2)的每個脈沖中或者說每個周期中都可被加以調(diào)整。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的方法，其中，所測定的所述整流效應參數(shù)的變化 在所述時鐘電路（2)的下個脈沖中導致所述閾值（SOCP)的相應調(diào)整。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的方法，其中，所述閾值（SOCP)的最大變化被限 制在一個脈沖內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項所述的方法，其中，一旦所述整流效應參數(shù)（Sbase)達 到或者多次達到一個閾值（SE0L+，SE0L-)，就觸發(fā)故障狀態(tài)（E0L)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述測量信號呈現(xiàn)流過所述時鐘電 路⑵的開關（Q2)的電流并且為了識別過電流（0CP)而與一個閾值（SOCP)相比較。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述閾值用于識別所述時鐘電路的 開關的無電壓再接通狀態(tài)。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述閾值（SCCD)用于識別所述發(fā) 光裝置（4)的電容操作。
12. -種基于時鐘電路（2)操作至少一個如氣體放電燈的發(fā)光裝置（4)的方法，其中為 了識別操作所述發(fā)光裝置（4)的故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與操作所述發(fā)光裝置相關的電參數(shù)的測 量信號與一個閾值（S0CP，SCCD)相比較，其中所述閾值能根據(jù)所述發(fā)光裝置電壓（Sbase) 的直流成分來調(diào)整。
13. -種操作至少一個如氣體放電燈的發(fā)光裝置（4)的方法，其中如此確定所述發(fā)光 裝置⑷的整流效應，即：從呈現(xiàn)所述整流效應的值（Sbase)與一個閾值（SE0L+)的比較中 能推導出故障狀態(tài)（E0L)，所述所確定的整流效應在另一故障狀態(tài)的檢測中被考慮進來。
14. 一種控制電路（3)，尤其是ASIC或微型控制器，該控制電路被設計用于根據(jù)前述權(quán) 利要求中任一項所述的方法。
15. -種操作裝置，該操作裝置被用于發(fā)光裝置并具有根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制電 路。
16. -種照明系統(tǒng)，該照明系統(tǒng)具有控制單元和至少一個最好通過總線線路與控制單 元相連的、根據(jù)權(quán)利要求15所述的操作裝置。
17. -種發(fā)光裝置（4)，該發(fā)光裝置例如為氣體放電燈的電路（1)，其具有： -用于提供供電電壓給至少一個所述發(fā)光裝置（4)的半橋電路或者全橋電路（2)， -用于調(diào)整對所述發(fā)光裝置（4)的操作和/或故障識別的控制電路（3)， 其中，為了識別操作所述發(fā)光裝置（4)的故障狀態(tài)，將呈現(xiàn)與操作所述發(fā)光裝置相關 的第一電參數(shù)的測量信號與一個閾值（SOCP)相比較，并且所述閾值（SOCP)能根據(jù)所述發(fā) 光裝置（4)所具有的整流效應來進行調(diào)整。
【文檔編號】H05B41/285GK104094674SQ201280064039
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月23日
【發(fā)明者】H·奧爾 申請人:赤多尼科兩合股份有限公司