專利名稱：安靜放電燈的改進(jìn)的脈沖運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到所謂的安靜放電燈的運(yùn)行方法。關(guān)于放電燈類型人們理解為，將所謂的介質(zhì)阻礙放電充分利用在發(fā)光上。介質(zhì)阻礙放電是通過(guò)放電燈的放電介質(zhì)和至少電極中的一個(gè)之間的介質(zhì)層產(chǎn)生的。安靜放電燈原本是當(dāng)代技術(shù)水平和在這里不詳細(xì)敘述。
本發(fā)明是建立在同一個(gè)發(fā)明者將開(kāi)發(fā)的用于脈沖有效功率耦合的運(yùn)行方法用于安靜的放電燈上。為此參考WO94/23442，其公開(kāi)內(nèi)容在這里是通過(guò)參考包括在內(nèi)。那里表示的運(yùn)行方法構(gòu)成下面敘述的本發(fā)明的基礎(chǔ)。重要的是首先，將所謂的沒(méi)有明顯的有效功率耦合的靜止時(shí)間加在放電燈的有效功率耦合單個(gè)脈沖之間，和直到新的有效功率耦合脈沖的靜止時(shí)間長(zhǎng)度是這樣確定大小的，構(gòu)成在上述申請(qǐng)中表示的具有特別高的放電效率的確定的放電燈類型。為此不允許靜止時(shí)間太長(zhǎng)，因?yàn)槿缓髮⒚總€(gè)有效功率脈沖近似評(píng)價(jià)為新點(diǎn)燃和由于缺少單個(gè)有效功率脈沖之間的聯(lián)系不可能達(dá)到好的效率，沒(méi)有足夠的燈功率和也沒(méi)有好的時(shí)間和空間穩(wěn)定性。如果另外一方面將有效功率脈沖之間的靜止時(shí)間確定得太小，則形成線形狀的放電，這表示效率不好和時(shí)間和空間的穩(wěn)定性不好。
在同一個(gè)發(fā)明者已經(jīng)作為申請(qǐng)?zhí)岢龅陌l(fā)明中建議了安靜的放電燈的運(yùn)行方法和鎮(zhèn)流器，用這些可以特別好地實(shí)現(xiàn)WO94/23442的上述脈沖運(yùn)行方法。具有文獻(xiàn)號(hào)198 39 329.6所屬的專利申請(qǐng)?jiān)诒景l(fā)明申請(qǐng)日時(shí)還沒(méi)有公開(kāi)，然而構(gòu)成了下面敘述的本發(fā)明的技術(shù)基礎(chǔ)。因此也完全參考這個(gè)第二次預(yù)申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容。
在預(yù)申請(qǐng)時(shí)已經(jīng)特別建議使用按照磁通轉(zhuǎn)換器原理的鎮(zhèn)流器，在其中由初級(jí)回路經(jīng)過(guò)變壓器將電壓脈沖注入包括放電燈的次級(jí)回路中，這導(dǎo)致在放電燈上的點(diǎn)燃(在下面被稱為正向點(diǎn)燃)。其中運(yùn)行方法是這樣設(shè)計(jì)的，在放電燈正向點(diǎn)燃之后在次級(jí)回路上開(kāi)始一個(gè)振蕩，通過(guò)振蕩消除了在這之前放電燈造成正向點(diǎn)燃的外部電壓引起的放電燈放電。然后在放電燈上遺留的內(nèi)部反向極性導(dǎo)致一個(gè)反向點(diǎn)燃。關(guān)于這個(gè)基本原理的細(xì)節(jié)參考上述申請(qǐng)。
特別是已經(jīng)在上述申請(qǐng)中表示為優(yōu)異的情況，在正向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃之間的時(shí)間距離是這樣的短，將其不看成為在脈沖運(yùn)行方法意義上的靜止時(shí)間。這樣上述靜止時(shí)間出現(xiàn)在各個(gè)反向點(diǎn)燃和隨后的正向點(diǎn)燃之間，然而不在這個(gè)正向點(diǎn)燃和在其后面的反向點(diǎn)燃之間。下面也是從這里出發(fā)的。在第二個(gè)引證的申請(qǐng)中敘述的運(yùn)行方法是為以下目標(biāo)開(kāi)發(fā)的，涉及到所屬鎮(zhèn)流器的功率效率，結(jié)構(gòu)體積和結(jié)構(gòu)重量以及制造成本，壽命和故障或然率達(dá)到適當(dāng)?shù)恼w妥協(xié)的目的。
此外按照本發(fā)明權(quán)利要求1安排了，在上述運(yùn)行方法中將對(duì)于隨著時(shí)間變化的電流的通過(guò)變壓器決定的電感在包括正向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃時(shí)間間隔內(nèi)在時(shí)間上是這樣變化的，注入到改變的電感開(kāi)始階段的導(dǎo)致正向點(diǎn)燃的電壓脈沖顯著地大于注入到至少反向點(diǎn)燃階段的一部分，其中在正向點(diǎn)燃之后消除了放電燈的放電和進(jìn)行反向點(diǎn)燃。
同樣本發(fā)明也涉及到用于這種運(yùn)行方法的鎮(zhèn)流器以及由鎮(zhèn)流器和安靜放電燈構(gòu)成的照明系統(tǒng)。
以下面的知識(shí)為基礎(chǔ)放電燈上的外部電壓的時(shí)間變化特性對(duì)于物理現(xiàn)象和因此對(duì)于放電燈上安靜放電的效率具有重要意義。特別是在其中提出了，在脈沖運(yùn)行方法時(shí)不需要選擇太寬的脈沖寬度。脈沖運(yùn)行方法的特殊效率更多是建立在，在有效功率耦合相對(duì)短的脈沖時(shí)還使用一個(gè)靜止時(shí)間。燈上的電壓脈沖必須相互對(duì)應(yīng)和因此在變壓器上所屬初級(jí)電流脈沖是相對(duì)的短。
特別是反向點(diǎn)燃導(dǎo)致次級(jí)回路中存儲(chǔ)的能量更加有效率和完全的轉(zhuǎn)換，次級(jí)回路導(dǎo)致反向點(diǎn)燃的分振蕩和在反向點(diǎn)燃期間，即完全點(diǎn)燃之后，由于內(nèi)部的反向極性振蕩得愈快。爭(zhēng)取將固有頻率或者次級(jí)回路的快速性盡可能選擇得高。通過(guò)在次級(jí)回路上變壓器給定的電感對(duì)于快速性起重要作用。
當(dāng)然另外一方面也提出了，如果導(dǎo)致正向點(diǎn)燃脈沖開(kāi)始的電壓升高的脈沖的側(cè)邊太陡，在初級(jí)電流升高開(kāi)始時(shí)，正向點(diǎn)燃的放電物理又可能受到不適當(dāng)?shù)挠绊?。很明顯剛開(kāi)始建立場(chǎng)時(shí)對(duì)于產(chǎn)生放電還應(yīng)該允許有足夠的時(shí)間，通過(guò)脈沖運(yùn)行方法產(chǎn)生的放電結(jié)構(gòu)準(zhǔn)備了最佳的形狀。如果變壓器電感過(guò)小時(shí)，在這里有可能造成側(cè)邊的不適當(dāng)?shù)牟焕亩傅纳摺Ｒ虼擞锌赡苁狗烹娦视肿儔?。如果通過(guò)足夠大的初級(jí)回路電感確保，正向點(diǎn)燃有非常好效率的適當(dāng)?shù)奈锢砘拘螤?，則在這個(gè)基本事實(shí)上通過(guò)初級(jí)電流-或者次級(jí)回路電壓升高的快速性在繼續(xù)的進(jìn)程中不再有基本的改變。于是即后面的反向點(diǎn)燃還殘余的剩余電離作用通過(guò)所建立的電場(chǎng)適合于新的點(diǎn)燃。
當(dāng)然原則上不完全相互沒(méi)有關(guān)系地選擇由初級(jí)回路變壓器和次級(jí)回路決定的電感。因此本發(fā)明安排了至少一個(gè)通過(guò)變壓器決定的電感的電流的時(shí)間變化。其中特別是應(yīng)該在準(zhǔn)備正向點(diǎn)燃期間，即在初級(jí)電流升高的開(kāi)始階段，在初級(jí)回路中不出現(xiàn)太小的電感。另外一方面由準(zhǔn)備反向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃本身構(gòu)成的反向點(diǎn)燃階段的次級(jí)回路電感至少一部分應(yīng)該相對(duì)比較小。什麼時(shí)間準(zhǔn)確地出現(xiàn)電感隨著時(shí)間的變化，在本發(fā)明中在其基本定義上沒(méi)有完全準(zhǔn)確地確定。不是在本發(fā)明的所有實(shí)施形式中也與之有關(guān)地存在完全的選擇自由。
一方面可以通過(guò)隨時(shí)間變化地補(bǔ)充接上其他電感完成這種隨著時(shí)間的電感變化。通過(guò)其他電感的并聯(lián)電路降低預(yù)先規(guī)定的變壓器電感，通過(guò)串聯(lián)電路將其放大。這原則上可以在初級(jí)回路和/或在次級(jí)回路中進(jìn)行。技術(shù)上比較容易的是在初級(jí)回路中的相應(yīng)電路?？梢杂猛瑯拥姆椒ㄊ褂镁w管開(kāi)關(guān)作為開(kāi)關(guān)元件，如同按照上述第二個(gè)預(yù)申請(qǐng)敘述中安排的在初級(jí)回路中發(fā)出節(jié)拍?？刂七@種變壓器開(kāi)關(guān)可以也如同初級(jí)回路電流發(fā)出節(jié)拍一樣通過(guò)同一個(gè)控制裝置進(jìn)行，其中在原理上開(kāi)關(guān)時(shí)間點(diǎn)可以自由選擇。
然而另外一方面本發(fā)明特別有益的觀點(diǎn)涉及到一定程度的自動(dòng)的電感隨時(shí)間變化的設(shè)計(jì)，如果一般來(lái)說(shuō)將變壓器使用在功率傳輸超飽和運(yùn)行的一般控制時(shí)。這意味著將變壓器有益地這樣設(shè)計(jì)，變壓器在確定的運(yùn)行階段不只是“寬容地”在其控制時(shí)幾乎進(jìn)入飽和邊緣，而是其控制的絕大部分已經(jīng)處于飽和區(qū)域。由于變壓器芯子飽和其后果是芯子材料的相對(duì)導(dǎo)磁率明顯減小此時(shí)在飽和區(qū)域產(chǎn)生變壓器電感的顯著減小。
此外在發(fā)明者的試驗(yàn)中得出，當(dāng)功率繼續(xù)提高時(shí)在預(yù)先規(guī)定大小的鎮(zhèn)流器上的變壓器損耗代表了一個(gè)重要的麻煩。這實(shí)際上造成從某個(gè)功率開(kāi)始在變壓器中的熱損失導(dǎo)致不能容忍的效率變壞和熱不穩(wěn)定性。
傳統(tǒng)的專家觀點(diǎn)是從變壓器損耗隨著控制過(guò)程升高而增加的事實(shí)出發(fā)的如果將變壓器放大以便可以減少控制過(guò)程。當(dāng)功率傳輸時(shí)適用于普通實(shí)用規(guī)則即避免芯子材料超過(guò)150mT的比較高的控制過(guò)程以便維持可以掌握的損失。因?yàn)樵谛咀硬牧现斜润w積的磁損耗隨著控制過(guò)程的增加顯著地增加。一般來(lái)說(shuō)它們還有一個(gè)頻率關(guān)系，然而在這里不再感興趣。在一般使用的鐵氧體材料中人們放棄在150mT時(shí)還在飽和區(qū)，如同在實(shí)施例中表示的量化分析中得出的。
在這里本發(fā)明恰巧走在相反的道路上，因?yàn)橐呀?jīng)得出在比較小的變壓器非常頻繁的控制過(guò)程時(shí)變壓器損耗是完全可以掌握的。畢竟原則上在變壓器芯子的磁滯區(qū)域出現(xiàn)變壓器損耗。從達(dá)到飽和區(qū)域的變壓器控制過(guò)程開(kāi)始然后這個(gè)磁滯損失實(shí)際上不再變大。另外一方面由于變壓器非常強(qiáng)的控制過(guò)程可以使用相對(duì)小體積的變壓器。因此雖然在芯子體積基礎(chǔ)上的變壓器損耗高，然而由于芯子體積小絕對(duì)地看是不過(guò)分的。總之得出，與繼續(xù)改進(jìn)放電效率結(jié)合在一起可以達(dá)到總效率的提高，然而其中原則上由變壓器決定的鎮(zhèn)流器的結(jié)構(gòu)體積和結(jié)構(gòu)重量可以顯著地減小。
在這里應(yīng)該指出的是，在敘述中和在權(quán)利要求的文字表達(dá)中的實(shí)施例當(dāng)然用同樣方法涉及到代替使用唯一的變壓器而使用兩個(gè)或多個(gè)變壓器。這在技術(shù)上來(lái)看只是將變壓器分開(kāi)，但是沒(méi)有原則性的改變。
變壓器的控制過(guò)程此時(shí)是由變壓器芯子中的磁場(chǎng)給定的。因此飽和特別是出現(xiàn)在反向點(diǎn)燃階段期間，因?yàn)樵谶@里可以流過(guò)相對(duì)大的次級(jí)電流，不需要由相應(yīng)大的初級(jí)電流陪伴。特別是在已經(jīng)反向點(diǎn)燃開(kāi)始時(shí)在足夠大的次級(jí)電流時(shí)在反向點(diǎn)燃期間出現(xiàn)飽和，則次級(jí)回路由于固有頻率減小可以快速和突出地完全振蕩。而正向點(diǎn)燃階段同時(shí)出現(xiàn)比較大的初級(jí)電流和次級(jí)電流。次級(jí)電流是這樣定向的，次級(jí)電流削弱了產(chǎn)生它的磁感應(yīng)的正時(shí)間導(dǎo)數(shù)，則將磁感應(yīng)在正時(shí)間導(dǎo)數(shù)時(shí)通過(guò)相應(yīng)的反磁場(chǎng)部分地補(bǔ)償。因此在本發(fā)明框架內(nèi)不確定是否在正向點(diǎn)燃階段導(dǎo)致變壓器的飽和。這可以通過(guò)在次級(jí)回路上負(fù)載相應(yīng)的高歐姆阻抗和相應(yīng)比較小的次級(jí)電流強(qiáng)度，即小的補(bǔ)償效應(yīng)完全可以實(shí)現(xiàn)。然而對(duì)于本發(fā)明是不必要的。無(wú)論如何飽和效應(yīng)不出現(xiàn)在正向點(diǎn)燃階段的直接開(kāi)始時(shí)，因?yàn)樵谀抢锍跫?jí)電流本身太小。為了清楚起見(jiàn)參考在實(shí)施例中敘述的電流曲線。
與已經(jīng)敘述過(guò)的在次級(jí)回路中變壓器電感減小有關(guān)和因此次級(jí)回路快速性的提高還可以達(dá)到所希望的其他效應(yīng)。變壓器電感不只確定次級(jí)回路中變換充電過(guò)程的速度，這個(gè)速度與一般原則上通過(guò)放電燈定義的次級(jí)回路電容和次級(jí)回路中的歐姆電阻對(duì)于次級(jí)回路的整體阻抗具有重要意義。在很多情況下變壓器電感在其中是決定性的量。在次級(jí)回路中變壓器電感減小則在次級(jí)回路中有明顯的阻抗減小和因此其后果是在反向點(diǎn)燃期間可能有相對(duì)大的電燈電流。
與上述預(yù)申請(qǐng)有關(guān)還應(yīng)指出的是，在這里表示的本發(fā)明有益地也安排了借助于反向點(diǎn)燃消除在變壓器上的剩余磁化。在那個(gè)時(shí)代曾經(jīng)強(qiáng)調(diào)過(guò)，人們不必害怕變壓器飽和不需要消除剩余磁化。對(duì)此當(dāng)然是指將能量值始終保存在次級(jí)回路的狀態(tài)(即對(duì)應(yīng)于剩余磁化)或者在初級(jí)回路和次級(jí)回路之間來(lái)回移動(dòng)，不需要真正在放電燈上進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這種能量值固然作為功率出現(xiàn)在鎮(zhèn)流器上，則將鎮(zhèn)流器必須相應(yīng)設(shè)計(jì)成不提高電燈的功率。因此應(yīng)該盡可能地避免這種能量值。在本發(fā)明框架內(nèi)然而有意的變壓器飽和涉及到隨著每個(gè)工作循環(huán)連續(xù)地又重新建立飽和，也就是說(shuō)與能量或者功率相聯(lián)系將這些從初級(jí)回路傳送到次級(jí)回路和盡可能傳送到放電燈上。因此如同上面已經(jīng)敘述過(guò)的飽和狀態(tài)并不是缺點(diǎn)。
在本發(fā)明中也是優(yōu)異的，將初級(jí)回路通過(guò)初級(jí)回路電流分開(kāi)在正向點(diǎn)燃之后作為振蕩回路進(jìn)行絕緣。其中是優(yōu)異的，在正向點(diǎn)燃之后將變壓器的初級(jí)邊打開(kāi)，則將初級(jí)回路電流完全切斷。一般來(lái)說(shuō)與振蕩回路特性無(wú)關(guān)構(gòu)成本發(fā)明的優(yōu)異的觀點(diǎn)，初級(jí)回路電流在反向點(diǎn)燃期間實(shí)際上為零。為此參考實(shí)施例中的飽和狀態(tài)的說(shuō)明。
有益的是安排了用于切斷初級(jí)電流的開(kāi)關(guān)特別是晶體管開(kāi)關(guān)，按照磁通轉(zhuǎn)換器原理開(kāi)關(guān)將初級(jí)邊在完成正向點(diǎn)燃之后打開(kāi)。因此涉及到鎮(zhèn)流器和照明系統(tǒng)本發(fā)明的特征不僅通過(guò)這個(gè)開(kāi)關(guān)和其控制裝置的設(shè)計(jì)以及通過(guò)變壓器設(shè)計(jì)或者通過(guò)其他裝置達(dá)到電感隨著時(shí)間變化的目的。
按照本發(fā)明切斷初級(jí)回路電流的適合的時(shí)間點(diǎn)位于一個(gè)區(qū)域，如果停止切斷，在這個(gè)區(qū)域初級(jí)回路電流顯示為最小。如果在正向點(diǎn)燃之后將初級(jí)回路保持關(guān)閉，則初級(jí)回路電流在正向點(diǎn)燃框架內(nèi)的最大值之后，在正向點(diǎn)燃消失之后，在因此放電燈重新強(qiáng)烈地升高的歐姆電阻之后和相應(yīng)地電流減小之后顯示出一個(gè)中間最小值。然后初級(jí)回路電流重新按照變壓器特性隨著時(shí)間升高。這個(gè)最小值是有益的開(kāi)關(guān)時(shí)間點(diǎn)，因?yàn)橛捎谧钚〉某跫?jí)回路電流在晶體管開(kāi)關(guān)的電流開(kāi)關(guān)損失大約也是最小的。
一般來(lái)說(shuō)特別是具有自振蕩二極管的MOSFET適合于作為開(kāi)關(guān)。這樣有益的也可以當(dāng)中斷初級(jí)回路上原來(lái)的初級(jí)回路電流時(shí)流過(guò)去磁電流和將初級(jí)回路功率供應(yīng)的存儲(chǔ)電容器進(jìn)行充電。因此在初級(jí)回路和次級(jí)回路之間的電流分離-具有相應(yīng)的安全優(yōu)點(diǎn)-實(shí)現(xiàn)了去磁裝置。
本發(fā)明優(yōu)異的實(shí)施例有益地涉及到隨著時(shí)間電感變化的關(guān)系的量化分界。第一個(gè)變型涉及到在初級(jí)回路上的變壓器電感，這是有益地導(dǎo)致正向點(diǎn)燃的電壓脈沖的開(kāi)始，即在非常小的電流時(shí)，至少三倍大小，有益的至少五倍大小和特別是至少十倍大小于至少反向點(diǎn)燃階段的一部分。因此在正向點(diǎn)燃時(shí)第一個(gè)初級(jí)回路電流升高的時(shí)間點(diǎn)基礎(chǔ)上的飽和效應(yīng)造成初級(jí)回路電感的改變至少一個(gè)系數(shù)為3或者5或者10。當(dāng)然相應(yīng)地也適合于開(kāi)始敘述的隨著時(shí)間電感改變的電路技術(shù)的實(shí)現(xiàn)(也沒(méi)有飽和運(yùn)行)。
第二個(gè)量化的分界變型只涉及到飽和情況和將變壓器的磁感應(yīng)或者磁通密度(B-場(chǎng))適用于分界。此外如果次級(jí)電流達(dá)到其反向點(diǎn)燃最大值20％的時(shí)間點(diǎn)時(shí)，在反向點(diǎn)燃開(kāi)始階段的磁感應(yīng)應(yīng)該已經(jīng)為變壓器所謂磁飽和電感的至少70％。超過(guò)80％的數(shù)值，超過(guò)90％比較好和在最適合情況下超過(guò)飽和感應(yīng)的95％是優(yōu)異的。
磁飽和感應(yīng)對(duì)于變壓器芯子是一個(gè)技術(shù)特征量和是由變壓器的制造商規(guī)定的。它對(duì)應(yīng)于在磁化曲線飽和部分切線的切點(diǎn)，這樣表示與磁場(chǎng)有關(guān)的磁感應(yīng)圖表具有電感座標(biāo)，即對(duì)于零場(chǎng)(H＝0)。從物理學(xué)來(lái)看其中涉及到在芯子飽和時(shí)可以達(dá)到的沒(méi)有場(chǎng)貢獻(xiàn)時(shí)芯子的磁化。
在適合于本發(fā)明的芯子材料中得出飽和感應(yīng)有益地至少為350mT，從中可以看出在適合的條件下將變壓器控制到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)開(kāi)始敘述的數(shù)值150mT。
通過(guò)按照本發(fā)明的措施達(dá)到的次級(jí)回路的快速性說(shuō)明在反向點(diǎn)燃次級(jí)電流的半值寬度有益地為至少小于800ns。
變壓器芯子有益地是封閉的，沒(méi)有空氣隙(也就是說(shuō)在多零件芯子或環(huán)形芯子時(shí)空氣隙小到消失)和可以有益地由MnZn-鐵氧體構(gòu)成，其中制造商EPCOS股份公司提供的材料N87或者另外制造商提供相當(dāng)?shù)牟牧稀４藭r(shí)飽和感應(yīng)大約為370至375mT。
將按照本發(fā)明的運(yùn)行方法可以實(shí)現(xiàn)為反向節(jié)拍方法，其中將用于導(dǎo)致正向點(diǎn)燃的電壓脈沖有選擇地雙極性進(jìn)行。則將各個(gè)同向的電壓脈沖注入稱為萬(wàn)能極性方法，此時(shí)當(dāng)然放電燈上的正向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃顯然是相反方向的。然而雙極性的反向節(jié)拍方法涉及到放電燈上原則上不可避免的堿性-離子游離效應(yīng)(灰度效應(yīng))是優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)稱的有選擇的方法原則上這個(gè)不會(huì)導(dǎo)致電燈的損壞。然而此外應(yīng)該考慮按照本發(fā)明的反向點(diǎn)燃的應(yīng)用涉及到這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)達(dá)到顯著的改善。當(dāng)然正向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃不是非得對(duì)稱，這樣在萬(wàn)能極性情況下可以保留剩余效應(yīng)。
其他有益的電技術(shù)細(xì)節(jié)一方面涉及到陶瓷多層存儲(chǔ)電容器在初級(jí)回路功率供應(yīng)上的應(yīng)用，如同這已經(jīng)在引證的預(yù)申請(qǐng)中敘述過(guò)的，同樣如在那里敘述的有益地將變壓器次級(jí)線圈的中間觸點(diǎn)使用作為次級(jí)回路的參考電勢(shì)。
如已經(jīng)敘述過(guò)的本發(fā)明不僅提供效率改進(jìn)，而且特別是提供了用非常小和輕的鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)相對(duì)大的電燈功率的可能性。這對(duì)于某些應(yīng)用具有決定性的意義，因?yàn)樘峁┝藢㈡?zhèn)流器安裝在只有有限空間地方的可能性。例如按照本發(fā)明將具有安靜放電燈的鎮(zhèn)流器在曬圖機(jī)或者掃描器中有可能在安靜放電燈運(yùn)動(dòng)方向一起運(yùn)動(dòng)，這樣可以避免比較長(zhǎng)的和移動(dòng)的高壓導(dǎo)線。此外提供了將這種鎮(zhèn)流器集成在電燈插座上的可能性，這樣可以將具有集成鎮(zhèn)流器的放電燈作為單元進(jìn)行生產(chǎn)和銷售和毫無(wú)問(wèn)題地由使用者進(jìn)行安裝，例如安裝在監(jiān)視器中。與此有關(guān)本發(fā)明在鎮(zhèn)流器和放電燈之間安排的導(dǎo)線最長(zhǎng)為10cm，更適合的為5cm。此外如已經(jīng)敘述過(guò)的安排將放電燈集成在插座殼體內(nèi)，一般關(guān)于插座殼體人們理解為直接安裝在放電燈上的殼體，殼體包括電接頭和在本發(fā)明情況下還包括鎮(zhèn)流器。
在附

圖1上表示了按照本發(fā)明照明系統(tǒng)的簡(jiǎn)化電路框圖。在其中首先用L表示放電燈，這是對(duì)于介質(zhì)阻礙放電設(shè)計(jì)的。放電燈原理的等效電路圖可以在第二個(gè)預(yù)申請(qǐng)的附圖2上找到和那里也在附圖3和4的基礎(chǔ)上詳細(xì)地進(jìn)行了敘述。對(duì)于理解按照本發(fā)明的運(yùn)行方法，照明系統(tǒng)和鎮(zhèn)流器，放電燈L的實(shí)際結(jié)構(gòu)不是決定性的。
將放電燈L連接在次級(jí)回路S上，次級(jí)回路除了放電燈L之外包括變壓器T的次級(jí)線圈W2。
變壓器T的初級(jí)線圈W1位于初級(jí)回路P上，初級(jí)回路是由具有變壓器功率或者放電燈功率的功率供應(yīng)Q供應(yīng)的。
此外快速開(kāi)關(guān)TQ位于功率源Q和初級(jí)線圈W1之間的分支上。其中涉及到功率-MOSFET，這是由控制裝置SE連接或者控制的。
與初級(jí)線圈W1和開(kāi)關(guān)TQ串聯(lián)電路并聯(lián)一個(gè)存儲(chǔ)電容器CQ。這個(gè)存儲(chǔ)電容器CQ是由電源Q補(bǔ)充充電的和用于在初級(jí)線圈W1上加上與開(kāi)關(guān)TQ的開(kāi)關(guān)狀態(tài)無(wú)關(guān)的一個(gè)電壓。此時(shí)涉及到陶瓷多層電容器。
在磁通轉(zhuǎn)換器(Flusswandler)上首先用傳統(tǒng)的方法通過(guò)初級(jí)線圈W1產(chǎn)生由磁通產(chǎn)生的電流，其中變壓器T的繞組比是這樣設(shè)計(jì)的，通過(guò)初級(jí)線圈W1在次級(jí)線圈W2上由磁通產(chǎn)生電流和因此直接在放電燈L上感應(yīng)一個(gè)點(diǎn)燃電壓。如果用控制裝置SE打開(kāi)開(kāi)關(guān)TQ，則在次級(jí)回路S上至少以變壓器T剩余磁化的形式保留能量。
如在說(shuō)明書(shū)引言中已經(jīng)敘述的，為了消除這種剩余磁化使用傳統(tǒng)的去磁電路，去磁電路例如有可能由變壓器T的第三個(gè)線圈和與這個(gè)線圈在初級(jí)線圈W1和開(kāi)關(guān)TQ串聯(lián)電路上并聯(lián)的二極管構(gòu)成。經(jīng)過(guò)這樣的去磁電路于是有可能在開(kāi)關(guān)TQ的阻擋階段消除變壓器T的剩余磁化。
從附圖1中直接得出，在初級(jí)回路P和次級(jí)回路S之間出現(xiàn)完全的電流分離。涉及到次級(jí)回路邊出現(xiàn)的高電壓是非常安全的優(yōu)點(diǎn)。如附圖2表示的可以這樣達(dá)到其他的安全優(yōu)點(diǎn)，次級(jí)線圈W2有一個(gè)(第三個(gè))中間觸點(diǎn)，將這個(gè)可以使用作為次級(jí)回路S接地的參考電勢(shì)。如果在放電燈L各個(gè)電極組上相對(duì)應(yīng)地加上正的和負(fù)的次級(jí)線圈W2脈沖，和以前一樣在放電燈L上加上完全的感應(yīng)電壓，雖然在次級(jí)回路電路上相對(duì)于中間觸點(diǎn)電勢(shì)各自只出現(xiàn)最大電壓的一半作為安全性重要意義的電壓。實(shí)際上這里在T上原本涉及到兩個(gè)變壓器。
這個(gè)技術(shù)也顯著地改善了涉及到次級(jí)回路輻射的電磁的一致性。參考DE 197 34 885.8。
附圖3和4的電路圖在很大程度上對(duì)應(yīng)于附圖1和2的電路圖和表示按照反向節(jié)拍原理本發(fā)明的有選擇的結(jié)構(gòu)。因此將初級(jí)線圈W1和控制裝置SE的開(kāi)關(guān)晶體管TQ的電路分支構(gòu)成為兩個(gè)。其中兩個(gè)初級(jí)線圈的線圈方向是相互反向的。因此通過(guò)兩個(gè)分支的運(yùn)行在次級(jí)回路S上產(chǎn)生反向極性的電壓脈沖。當(dāng)然可以將兩個(gè)控制裝置SE組合在一起和有選擇地將脈沖給兩個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管TQ。
附圖4說(shuō)明如何在雙極性情況下在按照附圖2的實(shí)施形式中用次級(jí)邊的中間觸點(diǎn)選擇線圈定向。
附圖5和6用于簡(jiǎn)化說(shuō)明借助于一系列位于初級(jí)線圈W1的其他電感L周期地提高初級(jí)回路電感有選擇地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。此外使用一個(gè)與電感L并聯(lián)的和在導(dǎo)電狀態(tài)下短路的電路裝置，即具有相應(yīng)控制裝置SE1的MOSFETS T1。與附圖1和3開(kāi)關(guān)TQ和控制裝置SE相應(yīng)的元件相應(yīng)地是用T2和SE2標(biāo)志的。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)略去了存儲(chǔ)電容器CQ。
從附圖6中得出，借助于控制裝置SE1相應(yīng)地打開(kāi)和關(guān)閉MOSFETST1，和與控制裝置SE2運(yùn)行相協(xié)調(diào)將初級(jí)回路中相應(yīng)的有效率的電感放大為脈沖的第一個(gè)300ns是可能的。將這個(gè)實(shí)施例用于解釋不僅通過(guò)變壓器T的飽和運(yùn)行可以實(shí)施本發(fā)明。然而借助于其他附圖的以下敘述只涉及到附圖1-4的頭兩個(gè)實(shí)施例。
附圖7表示了其他細(xì)節(jié)，即在附圖1和3電路上開(kāi)關(guān)晶體管TQ的連接。其中功率-MOSFET在源和內(nèi)部之間有一個(gè)所謂的自振蕩二極管D，此時(shí)這樣選擇極性，自振蕩二極管D在導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)阻擋，也就是說(shuō)在初級(jí)回路電流流過(guò)晶體管TQ時(shí)。
然后自振蕩二極管D可以在晶體管TQ被阻擋狀態(tài)以相反的初級(jí)回路電流的形式將能量反饋從次級(jí)回路S引導(dǎo)到初級(jí)回路P中，這個(gè)將存儲(chǔ)電容器CQ充電。因此有了去磁可能性，這保留了初級(jí)回路P和次級(jí)回路S之間的電流分離。
附圖8表示附圖1和3變壓器T芯子材料的磁化材料典型的磁滯特性簡(jiǎn)圖。由線圈電流預(yù)先規(guī)定的磁場(chǎng)強(qiáng)度H產(chǎn)生在磁化材料上的磁化J升高到確定的飽和磁化JS。對(duì)于磁感應(yīng)(或者磁通密度)B得出總的為B＝μ0H+J磁化J隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度H具有磁滯，因?yàn)樵诓牧系陌咨珔^(qū)域必須是定向的或者是反向定向的。如在附圖8上可以清楚看出，在所有白色區(qū)域定向之后達(dá)到飽和。特別是在磁感應(yīng)B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間得出已知的磁滯曲線。在附圖8畫(huà)上的直的切線的切點(diǎn)在隨著斜率μ0升高的磁滯曲線飽和部分上是與B-座標(biāo)相對(duì)應(yīng)的，即同樣與飽和磁化JS或者也可以理解為磁飽和感應(yīng)相對(duì)應(yīng)的。其意義從后面的附圖9中變得清楚，附圖9表示了在這里使用的磁芯子材料實(shí)際的磁滯曲線。在附圖8上為了改進(jìn)物理關(guān)系的可識(shí)別性將斜率μ0特意畫(huà)得大。實(shí)際上磁滯曲線飽和部分的曲線很平。
在附圖9上人們看到實(shí)際的磁滯曲線(對(duì)于變壓器運(yùn)行相對(duì)實(shí)現(xiàn)的溫度為100℃)，磁感應(yīng)為飽和感應(yīng)數(shù)量級(jí)和只通過(guò)與比較弱的控制過(guò)程相比較可以產(chǎn)生不成比例大的磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)。在這里使用的材料(EPCOS N 87，沒(méi)有空氣隙的變壓器環(huán)形芯子，在這里這是很重要的)明顯可以感覺(jué)到飽和效應(yīng)為大約200-300mT。實(shí)際上人們按照傳統(tǒng)觀念已經(jīng)不可能超過(guò)150mT范圍。在下面表示的量化的例子還表示出用本發(fā)明顯著地超過(guò)了這個(gè)范圍。
人們可以將附圖8和9的飽和特性也理解為相對(duì)導(dǎo)磁率與場(chǎng)的關(guān)系μrel(B＝μrelμ0H)，這個(gè)從確定的磁場(chǎng)強(qiáng)度開(kāi)始顯著地減小。然而這表示相對(duì)于附圖8和9的B(H)-關(guān)系沒(méi)有提供附加的物理內(nèi)容。
此外附圖8和9的磁滯特性意味著變壓器芯子中的損耗，這是通過(guò)變壓器發(fā)熱顯示出來(lái)的。按照附圖10這個(gè)損耗也與溫度有關(guān)，在其中顯示出隨著磁感應(yīng)增加(在曲線上的參數(shù))變平和在比較低的溫度時(shí)位于最大值。在附圖10上可以識(shí)別的芯子損耗Pv(垂直座標(biāo))隨著磁化控制過(guò)程的增加顯著升高，如已經(jīng)實(shí)施的首先專家爭(zhēng)取比較弱的控制過(guò)程以便使損耗最小化。本發(fā)明現(xiàn)在顯示出，由于比較小的變壓器體積和從出現(xiàn)飽和起磁滯效應(yīng)不再增加和通過(guò)變壓器控制過(guò)程明顯地將飽和區(qū)域內(nèi)部的損耗保持在范圍之內(nèi)。其中本發(fā)明爭(zhēng)取一種設(shè)計(jì)，在其中使變壓器溫度在附圖10上可識(shí)別的損耗曲線最小化的范圍內(nèi)擺動(dòng)。典型的溫度(如在下面還要敘述的)是在出現(xiàn)磁感應(yīng)為大約小于400mT數(shù)量級(jí)時(shí)在80-100℃范圍。這樣大的磁感應(yīng)沒(méi)有包括在附圖10上，因?yàn)檫@涉及到一般技術(shù)上不使用的范圍。然而在這個(gè)實(shí)施例中關(guān)于飽和的意義還要參考附圖12和13的說(shuō)明。
附圖11表示了典型的真實(shí)的初級(jí)回路電流與時(shí)間t關(guān)系的時(shí)間曲線。在接通開(kāi)關(guān)晶體管TQ之后首先出現(xiàn)典型的升高，這已經(jīng)從多次敘述的預(yù)申請(qǐng)中已知，在通過(guò)初級(jí)回路電流曲線的最大值之后將開(kāi)關(guān)晶體管TQ關(guān)閉，人們看到在那里出現(xiàn)折點(diǎn)，然后在折點(diǎn)上初級(jí)回路電流IW1非?？斓叵陆怠r(shí)間點(diǎn)選定作為關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)taus，在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上初級(jí)回路電流IW1曲線如果沒(méi)有關(guān)閉如虛線表示的繼續(xù)升高。有可能由于正向點(diǎn)燃產(chǎn)生與電流最大值有聯(lián)系的初級(jí)回路電流升高超過(guò)線性的變壓器充電，正向點(diǎn)燃通過(guò)放電燈L的歐姆電阻顯著下降從次級(jí)線圈W2“吸取”一些電流。涉及到開(kāi)關(guān)晶體管TQ的開(kāi)關(guān)損耗這個(gè)關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)是最佳的，因?yàn)橛米钚〉碾娏鏖_(kāi)關(guān)的。
在附圖12下面區(qū)域表示了初級(jí)回路電流IW1；上面區(qū)域是次級(jí)回路電流IW2。為了將曲線可以比較好地相互聯(lián)系，在其中將電流零點(diǎn)相互移動(dòng)。相應(yīng)地適合于附圖13的圖示，這個(gè)將附圖12上的初級(jí)回路電流IW1和次級(jí)回路電流IW2放大表示。在附圖13上人們看到在時(shí)間點(diǎn)taus之后初級(jí)回路電流IW1非常陡地下降。同時(shí)人們看到，在變壓器T次級(jí)邊開(kāi)始一個(gè)反向振蕩，這導(dǎo)致了次級(jí)回路電流IW2的反向極性脈沖，即屬于本發(fā)明的反向點(diǎn)燃。人們非常好地看到，經(jīng)過(guò)略微比較長(zhǎng)的時(shí)間間隔(原則上在tein和taus之間)過(guò)去的正向點(diǎn)燃，即更強(qiáng)的和更短的反向點(diǎn)燃脈沖跟隨在次級(jí)回路電流IW2的第一個(gè)脈沖的后面。這準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的機(jī)理，按照這個(gè)在變壓器T非飽和階段至少準(zhǔn)備正向點(diǎn)燃，或者完全過(guò)去，即tein之后，當(dāng)反向點(diǎn)燃期間絕大部分在強(qiáng)控制的變壓器T過(guò)去之后。
在附圖13上的時(shí)間點(diǎn)tR對(duì)應(yīng)于已經(jīng)在這個(gè)地方敘述的時(shí)間點(diǎn)，在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)在反向點(diǎn)燃期間次級(jí)電流達(dá)到其最大值的20％。在為了這個(gè)目說(shuō)明的反向點(diǎn)燃開(kāi)始區(qū)域有特征的時(shí)間點(diǎn)上在這個(gè)實(shí)施例中已經(jīng)有明顯的變壓器T飽和，如在下面的數(shù)值中可以看到的。
此外附圖13表示正向點(diǎn)燃階段的次級(jí)電流曲線IW2不僅在形狀上而且在時(shí)間定位上準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)于初級(jí)電流曲線IW1。這是本發(fā)明的典型(如果同時(shí)不是必須的)效應(yīng)。實(shí)際上一般來(lái)說(shuō)在變壓器上出現(xiàn)階段位移，因?yàn)楦袘?yīng)電流是與激勵(lì)電流的時(shí)間導(dǎo)數(shù)成正比的。由于變壓器T的感應(yīng)機(jī)理電流IW2在電流IW1斜率最大值時(shí)顯示出最大值和隨后又下降。然而這不相當(dāng)于附圖13的曲線。在上述情況下直接在初級(jí)回路電流IW1前面沒(méi)有次級(jí)電流脈沖。不分析“跟隨”初級(jí)回路電流脈沖的次級(jí)回路電流IW2。相反電流IW2隨著IW1在時(shí)間上同時(shí)升高。
此外電燈L阻抗的時(shí)間特性對(duì)于次級(jí)回路電流IW2時(shí)間曲線具有重要意義。阻抗在開(kāi)始預(yù)離子化之后和電壓注入到次級(jí)回路之后愈加變得低歐姆，這樣雖然初級(jí)回路電流IW1的斜率降低而次級(jí)回路電流IW2繼續(xù)升高。在電燈L中增加的極性對(duì)于介質(zhì)阻礙放電的典型效應(yīng)在后面曲線中引起次級(jí)回路電流IW2繼續(xù)下降。相對(duì)應(yīng)地初級(jí)回路電流IW1也慢慢下降。在關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)taus上除了IW1之外IW2也相對(duì)比較快地下降為零，因?yàn)橛捎诔跫?jí)回路電流大的反時(shí)間導(dǎo)數(shù)在次級(jí)回路上感應(yīng)出反向電壓極性。
總之在變壓器T和與時(shí)間有關(guān)的電燈L特性之間的共同作用在電流IW1和IW2之間出現(xiàn)相對(duì)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此在功率傳輸器上在大的電流控制過(guò)程中由于初級(jí)邊和次級(jí)邊之間的階段位移實(shí)際上避免了人們必須期望的變壓器飽和效應(yīng)。在這個(gè)實(shí)施例中只有在反向點(diǎn)燃階段期間出現(xiàn)變壓器飽和，在其中初級(jí)回路電流IW1處于零。
然而本發(fā)明不僅涉及到這樣的實(shí)施例。而且在電流曲線其他形狀和在正向點(diǎn)燃階段的飽和效應(yīng)時(shí)按照本發(fā)明的機(jī)理也是起作用的，而且無(wú)論如何在正向點(diǎn)燃開(kāi)始階段本身已經(jīng)由于初級(jí)回路電流IW1小沒(méi)有飽和和因此可以不出現(xiàn)感應(yīng)減小。
一般來(lái)說(shuō)對(duì)于反向點(diǎn)燃顯示出的在開(kāi)始降低的側(cè)邊的陡度也不是優(yōu)點(diǎn)。涉及到放電結(jié)構(gòu)反向點(diǎn)燃似乎是通過(guò)正向點(diǎn)燃預(yù)先注入的。相反在本發(fā)明框架內(nèi)優(yōu)異的是，在反向點(diǎn)燃盡可能早的時(shí)間點(diǎn)上已經(jīng)出現(xiàn)飽和效應(yīng)和因此在次級(jí)回路上感應(yīng)減小。因此可以達(dá)到，次級(jí)電流很快和在反向點(diǎn)燃脈沖中以大的振幅完全振蕩。如已經(jīng)敘述過(guò)的，此外感應(yīng)降低導(dǎo)致在次級(jí)回路上的阻抗減小和因此導(dǎo)致不希望的大的次級(jí)回路電流。
與包括在多次敘述過(guò)的預(yù)申請(qǐng)中的關(guān)于阻擋轉(zhuǎn)換器和磁通轉(zhuǎn)換器之間的區(qū)別的討論有聯(lián)系地還要指出，在這個(gè)申請(qǐng)中討論的磁通轉(zhuǎn)換器原理涉及到反向點(diǎn)燃由于電流分離完全可以成為附加的阻擋轉(zhuǎn)換器功能。在附圖12和13中可以看到在關(guān)閉開(kāi)關(guān)晶體管TQ之后初級(jí)回路電流的突然下降按照阻擋轉(zhuǎn)換器原理在次級(jí)邊決定了一個(gè)相應(yīng)的感應(yīng)電壓，然而按照磁通轉(zhuǎn)換器原理產(chǎn)生正向點(diǎn)燃。
附圖14(初級(jí)回路電流IW1)和附圖15(次級(jí)回路電流IW2)表示了按照附圖3電路的反向節(jié)拍方法情況的相應(yīng)的電流曲線。與附圖12電流曲線唯一的區(qū)別在于在前后有效功率脈沖之間的符號(hào)的變化，因此由于正向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃之間的非對(duì)稱性可以避免所產(chǎn)生的堿性-離子游離效應(yīng)(灰度現(xiàn)象)。其后果是改善了放電燈的壽命。
當(dāng)然不強(qiáng)迫反向極性有效功率脈沖之間的靜止時(shí)間完全對(duì)稱，如果同時(shí)一般來(lái)說(shuō)人們將靜止時(shí)間調(diào)整到一個(gè)優(yōu)異的數(shù)值。但是原則上也可以相象交替地變化比較長(zhǎng)的和比較短的靜止時(shí)間直到一種狀態(tài)，在其中連續(xù)地直接跟隨反向極性的反向功率脈沖，這樣就共同構(gòu)成一個(gè)有效功率脈沖和不通過(guò)靜止時(shí)間分開(kāi)。
以下的技術(shù)數(shù)據(jù)適合于實(shí)施例最大初級(jí)回路電流IW1max為14A和在關(guān)閉時(shí)間點(diǎn)上的初級(jí)回路電流為10A。其中供電電壓為24V。存儲(chǔ)電容器CQ是由各自具有10μF的五個(gè)并聯(lián)的陶瓷多層電容器實(shí)現(xiàn)的。開(kāi)關(guān)晶體管TQ是Infineon股份公司的BUZ104S。用所使用的變壓器(2環(huán)形芯子變壓器具有芯子R14，N87，初級(jí)匝數(shù)2，次級(jí)匝數(shù)140，磁行程長(zhǎng)度3,5cm)因此在次級(jí)電流IW2max＝0,57A在反向點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生最大的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hmax為2280A/m。對(duì)于在反向點(diǎn)燃開(kāi)始階段的磁感應(yīng)即涉及到tR，在此時(shí)次級(jí)電流IW2達(dá)到最大電流IW2max的20％，相當(dāng)于B(tR)為368mT。比較所使用的EPCOS股份公司的芯子材料N87的飽和磁化JS當(dāng)大約100℃時(shí)大約為374mT。
按照附圖3，14和15的雙極性情況IW1(taus)＝6 A，IW2max＝0.66A，Hmax＝2640A/m和在反向點(diǎn)燃的開(kāi)始階段即涉及到tR，感應(yīng)B(tR)具有的數(shù)值為369mT。芯子的飽和已經(jīng)在次級(jí)回路電流IW2符號(hào)變化之后很短時(shí)間就出現(xiàn)了。
在兩種情況下變壓器溫度大約為90℃(在90℃和100℃之間)和因此位于涉及到損耗適合的范圍。芯子體積一共為(分布在兩個(gè)變壓器上)860mm3和顯示出磁的總損耗大約為2W。因此在非常小的鎮(zhèn)流器的體積時(shí)可以達(dá)到非常好的效率值。其中有可能將鎮(zhèn)流器的尺寸通過(guò)顯著減小變壓器尺寸在電燈功率為21.5W時(shí)減小到火柴盒大小，其中通過(guò)其他最佳化措施特別是涉及到單個(gè)元件在鎮(zhèn)流器中的包裝還可以期待附加的體積節(jié)省。
在實(shí)施例中所使用的放電燈L是具有兩個(gè)內(nèi)置電極的棒形的安靜熒光燈。燈的長(zhǎng)度為29cm，外部直徑為10mm，壁厚為0.6mm。填充物為170mbar的氙。
用上述數(shù)值人們可以按照傳統(tǒng)的專家觀點(diǎn)對(duì)于有意義的控制過(guò)程進(jìn)行以下估計(jì)系統(tǒng)控制大約為20W和允許的損耗功率為2W(每個(gè)變壓器1W具有熱阻大約為80K/W導(dǎo)致大約100℃)，在上述每個(gè)變壓器上的芯子體積為430mm3時(shí)得出磁臨界損耗為2325kW/m3。在500ns區(qū)域的脈沖運(yùn)行和假設(shè)頻率為1MHz時(shí)得出(在這里沒(méi)有實(shí)現(xiàn))連續(xù)的正弦運(yùn)行的控制過(guò)程為70mT作為絕對(duì)最大值。如果人們涉及到脈沖運(yùn)行方法時(shí)假設(shè)脈沖-靜止-比例為1∶10，則當(dāng)然這個(gè)數(shù)值提高，因?yàn)楸仨殞⒚總€(gè)脈沖的損耗在時(shí)間上進(jìn)行平均。如果人們假設(shè)芯子是熱穩(wěn)定的和是可以線性外插補(bǔ)的(損耗隨著控制過(guò)程升高原本是超線性的)，則其中控制過(guò)程作為絕對(duì)最大值大約為170mT。這個(gè)傳統(tǒng)的分析通過(guò)上述控制過(guò)程已經(jīng)明顯地被超過(guò)。
權(quán)利要求
1.在至少一個(gè)電極和放電介質(zhì)之間具有介質(zhì)層的放電燈(L)的運(yùn)行方法，在使用鎮(zhèn)流器情況下，鎮(zhèn)流器具有功率供應(yīng)的初級(jí)回路(P)，具有包括放電燈(L)的次級(jí)回路(S)以及具有與次級(jí)回路(S)的初級(jí)回路(P)連接的變壓器(T)，在這種方法中由初級(jí)回路(P)經(jīng)過(guò)變壓器(T)按照磁通轉(zhuǎn)換器原理將電壓脈沖注入次級(jí)回路(S)，這在放電燈(L)上導(dǎo)致起點(diǎn)燃作用的一個(gè)外部電壓(UL)和在放電燈(L)上導(dǎo)致一個(gè)內(nèi)部的反向極性，其特征為，次級(jí)回路(S)在注入電壓脈沖之后進(jìn)行分振蕩，通過(guò)分振蕩消除了在放電燈(L)起到放電燈(L)充電作用的外部電壓(UL)，因此通過(guò)遺留的內(nèi)部反向極性導(dǎo)致放電燈(L)的反向點(diǎn)燃，和對(duì)于隨時(shí)間改變的電流(IW1，IW2)流過(guò)變壓器(T)決定的電感(LW1，LW2)包括正向點(diǎn)燃和反向點(diǎn)燃的時(shí)間間隔內(nèi)是隨著時(shí)間這樣變化的，變化的電感(LW1，LW2)在注入導(dǎo)致正向點(diǎn)燃的電壓脈沖的開(kāi)始階段大于在反向點(diǎn)燃階段的至少一部分，在其中在正向點(diǎn)燃之后取消放電燈(L)的充電和進(jìn)行反向點(diǎn)燃。
2.按照權(quán)利要求1的運(yùn)行方法，在其中將初級(jí)回路電感(IW1)通過(guò)隨著時(shí)間改變地附加連接一個(gè)電感進(jìn)行改變。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，在其中將變壓器(T)使用在飽和運(yùn)行，在其中電感(LW1，LW2)的改變至少部分地是由變壓器(T)芯子的相對(duì)導(dǎo)磁率(μ)的改變產(chǎn)生的。
4.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中在正向點(diǎn)燃之后次級(jí)回路(S)是通過(guò)外部電壓(UL)作為振蕩回路絕緣的。
5.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中在反向點(diǎn)燃階段實(shí)際上沒(méi)有初級(jí)電流(IW1)流過(guò)。
6.按照上述權(quán)利要求之一，至少權(quán)利要求3的方法，在其中在正向點(diǎn)燃之后通過(guò)外部電壓(UL)將通過(guò)變壓器(P)的初級(jí)回路電流(IW1)在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上切斷，在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上初級(jí)回路電流(IW1)在正向點(diǎn)燃之后顯示最小值。
7.按照上述權(quán)利要求之一的方法，在其中初級(jí)回路(P)是經(jīng)過(guò)具有自振蕩二極管的MOSFET-開(kāi)關(guān)(TQ)發(fā)出節(jié)拍的。
8.按照上述權(quán)利要求之一的方法，在其中初級(jí)回路電感(LW1)是這樣改變的，其在導(dǎo)致正向點(diǎn)燃的電壓脈沖開(kāi)始時(shí)在次級(jí)回路(S)中比其最小值至少大三倍(LW1(tein))。
9.按照上述權(quán)利要求之一，至少權(quán)利要求3的運(yùn)行方法，在其中在反向點(diǎn)燃期間的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(tR)上磁感應(yīng)(B(tR))為變壓器(T)的磁飽和感應(yīng)(JS)的70％，在反向點(diǎn)燃時(shí)次級(jí)電流(IW2)達(dá)到反向點(diǎn)燃期間最大值(IW2max)的20％。
10.按照權(quán)利要求9的運(yùn)行方法，在其中飽和感應(yīng)(JS)至少為350mT。
11.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中在反向點(diǎn)燃時(shí)次級(jí)電流(IW2)的半值寬度小于800ns。
12.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中變壓器(T)的芯子沒(méi)有空氣隙。
13.按照權(quán)利要求12的運(yùn)行方法，在其中變壓器(T)的芯子是由MnZn-鐵氧體材料，特別是由制造商EPCOS股份公司的材料N87構(gòu)成的。
14.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中為了導(dǎo)致正向點(diǎn)燃注入的電壓脈沖是按照反向節(jié)拍方法雙極性有選擇地進(jìn)行的。
15.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中初級(jí)回路(P)是由陶瓷多層電容器(CQ)作為存儲(chǔ)電容器的一個(gè)電源(Q)功率供電的。
16.按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法，在其中在次級(jí)回路(S)中使用變壓器(T)的中間觸點(diǎn)作為參考電勢(shì)。
17.具有放電燈(L)的照明系統(tǒng)，在至少電極和放電介質(zhì)之間具有介質(zhì)層和具有鎮(zhèn)流器，鎮(zhèn)流器具有功率供應(yīng)的初級(jí)回路(P)，放電燈(L)連接在其上的次級(jí)回路(S)，以及與具有次級(jí)回路(S)的初級(jí)回路(P)相連接的變壓器(T)。其特征為，將照明系統(tǒng)按照上述權(quán)利要求之一的運(yùn)行方法設(shè)計(jì)。
18.按照權(quán)利要求17的照明系統(tǒng)，在其中鎮(zhèn)流器和放電燈(L)之間電導(dǎo)線的長(zhǎng)度最長(zhǎng)為10cm。
19.按照權(quán)利要求18的照明系統(tǒng)，在其中鎮(zhèn)流器是包括在放電燈(L)插銷座殼體內(nèi)的。
20.放電燈(L)的鎮(zhèn)流器，在至少一個(gè)電極和放電介質(zhì)之間具有介質(zhì)層，具有功率供應(yīng)的初級(jí)回路(P)，具有放電燈(L)的次級(jí)回路(S)以及與具有次級(jí)回路(S)的初級(jí)回路(P)相連接的變壓器(T)，在其中將鎮(zhèn)流器按照權(quán)利要求1至16之一的運(yùn)行方法設(shè)計(jì)的。
全文摘要
本發(fā)明改進(jìn)了在預(yù)申請(qǐng)19839329.6中已經(jīng)敘述過(guò)的安靜放電燈L的運(yùn)行方法,在其中按照磁通轉(zhuǎn)換器原理由初級(jí)回路P經(jīng)過(guò)變壓器T在包括放電燈L的次級(jí)回路S上將起正向點(diǎn)燃作用的電壓脈沖注入和然后次級(jí)回路S進(jìn)行分振蕩,由于放電燈L的極性分振蕩導(dǎo)致反向點(diǎn)燃。原則上改進(jìn)在于,決定變壓器電流的變壓器T的電感是隨著時(shí)間變化的。
文檔編號(hào)H05B41/02GK1364398SQ01800480
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月9日
發(fā)明者F·沃爾科默, L·希茨施科 申請(qǐng)人:電燈專利信托有限公司