專利名稱：用于改變?nèi)菪载?fù)載的功耗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于改變?nèi)菪载?fù)載的功耗的方法和控制電路，所述的容性負(fù)載在交流電網(wǎng)上通過在每個電網(wǎng)半波內(nèi)利用電網(wǎng)頻率進行電網(wǎng)電源的開關(guān)而進行工作，本發(fā)明尤其還涉及燈的鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
諸如放電燈、尤其是緊湊型熒光燈(CFL)的燈，其在電網(wǎng)上工作時通常利用整流電路對交流供電進行整流，并對常被稱為平滑電容的電容進行充電。在此所采用的概念“燈”尤其涉及上述的緊湊型熒光燈，但也可以被理解為諸如鹵素?zé)舻绕渌鼰?。在電容上出現(xiàn)的直流電壓被用來給驅(qū)動該緊湊型熒光燈的換流器或逆變器(以下稱為逆變器)供電。本發(fā)明通常涉及改變?nèi)菪载?fù)載的功耗，其中概念“容性”在燈電路情況下是指所述逆變器的輸入上的所謂的平滑電容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于改變?nèi)菪载?fù)載功耗的改善的方法和改善的控制電路。
在此，根據(jù)本發(fā)明給出了一種通過在電網(wǎng)電源的每個電網(wǎng)半波內(nèi)利用電網(wǎng)頻率進行電網(wǎng)電源的開關(guān)來改變負(fù)載的功耗的方法，所述的負(fù)載在交流電網(wǎng)上具有容性的輸入，其特征在于只要所述電網(wǎng)電源被關(guān)斷，便斷開橋接所述負(fù)載輸入的電流路徑；以及在接通電網(wǎng)電源時經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器給一個平滑電容充電，直到所述負(fù)載的平滑電容上的電壓達(dá)到預(yù)定的最大值。轉(zhuǎn)換器在下文可以被理解為這種裝置，其適合于將輸入電壓轉(zhuǎn)換成具有另一種時間變化曲線的輸出電壓。這尤其可以是降壓變換器或逆變器或升壓變換器。
本發(fā)明尤其涉及一種用于執(zhí)行上述方法的電路和一種具有這種電路的用于緊湊型熒光燈的電子鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器被用來在相控調(diào)光器上工作。
本發(fā)明人是基于以下知識調(diào)光或調(diào)整功率的可能性在容性負(fù)載的情況下是需要改善的。諸如緊湊型熒光燈的容性負(fù)載在非恒定的電網(wǎng)電源、例如調(diào)光時趨向于不穩(wěn)定，這在燈的運行過程中表現(xiàn)為干擾的閃爍現(xiàn)象。
雖然在過去采用過不同的泵浦電路(公知為用于減小電網(wǎng)諧波的電路)，其能夠?qū)崿F(xiàn)更長的電流角，也即實現(xiàn)恒定的功耗和由此帶來改善的調(diào)光性能，但這種泵浦電路需要高額的器件費用。缺點是，已知的泵浦電路必須被如此設(shè)計，使得在燈沒有調(diào)光器進行工作的情況下，所出現(xiàn)的電網(wǎng)諧波不超過合適的極限值。另外，這種泵浦電路的泵功率取決于整流器電壓中間電路的瞬時電壓，由此在連續(xù)的電網(wǎng)半波內(nèi)出現(xiàn)調(diào)光器的非對稱性，這種非對稱性將導(dǎo)致被運行的燈產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。而且還不能保證所述的泵功率總是足夠地大以及平滑電容在調(diào)光器上工作時不會隨著調(diào)光器的功率開關(guān)(三端雙向開關(guān))的導(dǎo)通而突然利用高的尖峰電流值再充電，這最終可能對燈的壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。
本發(fā)明的基本思想在于消除上述的不穩(wěn)定性和影響。為此，根據(jù)本發(fā)明尤其針對容性負(fù)載在相控調(diào)光器上的工作的方法，在電網(wǎng)電源被關(guān)斷的第一階段斷開橋接所述負(fù)載輸入的電流路徑?！皹蚪印被颉岸搪贰笔侵钢辽俳o低頻的輸入電壓產(chǎn)生橋接。低頻的意思是，輸入電壓在該頻率時，轉(zhuǎn)換器(扼流圈)內(nèi)的感應(yīng)電阻相對于調(diào)光器內(nèi)所設(shè)置的時間電阻而言必須小得可以忽略。于是，利用這種低歐姆的電流路徑，例如調(diào)光器內(nèi)的功率開關(guān)的時間元件即便在沒有功率供電的時候也能被加到負(fù)載上。在電網(wǎng)電源被接通之后，一個轉(zhuǎn)換器進行工作，直到負(fù)載的平滑電容上的電壓達(dá)到預(yù)定的最大值。由此可以避免燈的平滑電容的過載。在此，轉(zhuǎn)換器的電流路徑優(yōu)選地被如此設(shè)計，使得電流至少時間平均地等于為保持電網(wǎng)電源所需要的維持電流的強度。
上述方法的一種變型方案規(guī)定，當(dāng)所述電網(wǎng)電源每次被接通的時間低于一個預(yù)定的最小值時，減小所述平滑電容上的預(yù)定的電壓最大值。這在利用相控調(diào)光器進行工作時尤其具有以下優(yōu)點，即當(dāng)相控選通角很大時可以減小在導(dǎo)電器件內(nèi)的無功電流和損失。
本發(fā)明的方法優(yōu)選地在一個進一步的步驟中識別所述的負(fù)載是否在調(diào)光器上工作，或是否具有連續(xù)的電網(wǎng)電源。連續(xù)的意思是，交流電壓被持續(xù)和穩(wěn)定地施加在負(fù)載的輸入上。為此所述的電流路徑被連續(xù)地關(guān)斷，也即轉(zhuǎn)換器的工作被去活。
本發(fā)明的方法通過本發(fā)明的電路來執(zhí)行。該電路至少具有一個可開關(guān)的電流路徑，并且該電流路徑被用來橋接負(fù)載的輸入。因此根據(jù)本發(fā)明，例如在調(diào)光器工作的情況下，即便在功率開關(guān)(調(diào)光器中的三端雙向開關(guān))沒有被切換時也能實現(xiàn)調(diào)光器時間元件的充電。另外還設(shè)有一個控制單元，該控制單元負(fù)責(zé)檢測負(fù)載的容性輸入上的電壓，以及相應(yīng)地開關(guān)所述的電流路徑。所述的檢測優(yōu)選地通過以下方式來進行，即在負(fù)載的電網(wǎng)側(cè)，在整流器之前通過三個電阻產(chǎn)生所述電網(wǎng)電壓的一個映象。
此外，所述的電路還可以分析處理電網(wǎng)電源的信號，并根據(jù)該信號產(chǎn)生一個用于控制負(fù)載功耗的控制信號。由此可以使負(fù)載工作與可變的電網(wǎng)電源相匹配。
在本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)換器的優(yōu)選形式是升壓變換器。電路中的所述電流路徑優(yōu)選地通過一個用控制單元可控的晶體管構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，所述的升壓變換器在電網(wǎng)電源被施加到負(fù)載上之后進行工作，直到負(fù)載的平滑電容上的電壓達(dá)到預(yù)定的最大值。由此可以阻止負(fù)載的平滑電容上的過壓，并在總體上積極地影響燈的壽命。為了進一步降低干擾影響(例如調(diào)光器的扼流圈)而規(guī)定，負(fù)載的輸入在轉(zhuǎn)換器之前被短路，并由此繞過該轉(zhuǎn)換器。根據(jù)本發(fā)明，這是通過一個接口電路來實現(xiàn)的，該接口電路被連接在整流器和轉(zhuǎn)換器之間，只要在電網(wǎng)側(cè)沒有功率供電施加給負(fù)載，該接口電路便產(chǎn)生短路。在此，該接口電路優(yōu)選地通過去耦二極管同轉(zhuǎn)換器去耦，使得不能經(jīng)該接口電路從該轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生放電過程。


下面借助多個實施例來詳細(xì)講述本發(fā)明。其中圖1示出了用于驅(qū)動相控調(diào)光器上的負(fù)載的電路裝置；圖2示出了用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的電路裝置的例子；圖3示出了一個圖形，其以時間為函數(shù)給出了a)由所述相控調(diào)光器提供的電網(wǎng)電壓的定性曲線，b)負(fù)載兩端電壓的定性曲線，以及c)在升壓變換器內(nèi)作為開關(guān)進行工作的晶體管的控制輸入上的電壓信號曲線；圖4示出了另一圖形，其給出了圖3所示物理量的類似的時間曲線；圖5a示出了用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的示例電路；
圖5b示出了用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的另一示例電路；圖6示出了一個圖形，其以在所述相控調(diào)光器內(nèi)所調(diào)定的相控選通角為函數(shù)而給出了為調(diào)整負(fù)載功耗所采用的輸出電壓的曲線；圖7示出了具有集成接口電路的本發(fā)明電路的電路設(shè)計。
具體實施例方式
用于驅(qū)動相控調(diào)光器上的負(fù)載的電路裝置實施例在圖1中被示出。可以看到一個電路，其中由交流電壓/電網(wǎng)電源VS來驅(qū)動負(fù)載CFL。該負(fù)載CFL由電壓源VS通過相控調(diào)光器(位于點N和P之間)進行供電。相控調(diào)光器給該負(fù)載提供一個周期性的電網(wǎng)電源，該電網(wǎng)電源在每個半周期內(nèi)通過觸發(fā)功率開關(guān)“三端雙向開關(guān)”而延遲地通過可變時間元件“二端交流開關(guān)”、TR、TC被斷開。除了所述的功率開關(guān)三端雙向開關(guān)和由二端交流開關(guān)、電容TC、可調(diào)電阻TR構(gòu)成的時間元件外，在調(diào)光電路中通常還設(shè)立一個保險裝置F，另外還設(shè)立一個電容C和電感L用于去無線電干擾。
本發(fā)明的方法是基于一種升壓變換器的電路技術(shù)布置，該升壓變換器在圖2中作為緊湊型熒光燈CFL的集成鎮(zhèn)流器的一部分，并由電容C1、電容C2、二極管D1、扼流圈L1和用晶體管T1實現(xiàn)的開關(guān)構(gòu)成。該緊湊型熒光燈包含有整流器GL，電容C2(也即負(fù)載的容性輸入)通過該整流器經(jīng)扼流圈L1被充電。電容C2通過開頭所說的逆變器電路INV給燈CF供電。利用控制電路BCC，通過控制輸出GD來經(jīng)晶體管T1給電容C2供電。
該電路工作如下電網(wǎng)交流電壓在整流器GL中被變換成脈動的直流電壓。在正極引線上，扼流圈L1的一次繞組和附加的二次繞組被串接。二次繞組可以被用來識別扼流圈L1的去磁。
晶體管T1在導(dǎo)通狀態(tài)下負(fù)責(zé)使扼流圈L1中的電流上升，直到一個設(shè)定值，該值可以利用與晶體管串聯(lián)的電阻R4來測定。由控制電路BCC通過輸入TCS以R4上的電壓降的形式來測量和進一步處理流經(jīng)T1的電流。
在晶體管T1關(guān)斷之后，二極管D1把饋入扼流圈L1中的電流導(dǎo)入電容C2，直到該扼流圈完全被去磁。該去磁通過與控制電路BCC的輸入LCS相連接的L1的二次繞組來檢測。
根據(jù)本發(fā)明，下面詳細(xì)講述的控制電路BCC通過輸出GD來控制晶體管T1的導(dǎo)通和關(guān)斷。該控制電路例如通過電阻R5被提供能量，顯然也可以采用其它的電路來給控制電路BCC提供足夠的供電電壓。
利用電阻R6和R7測量電容C2上的電壓，并且根據(jù)比例R6/R7的進一步劃分而把電壓施加到控制電路BCC的輸入CVS上。
電阻R1，R2和R3被如此連接，使得在用于測定供電電網(wǎng)電壓的相控選通角的輸入DAS上給控制電路BCC提供瞬時所施加的電網(wǎng)電壓的一個映象。
在整流器的輸出側(cè)，由于濾波器電容(C1)或寄生電容(例如在GL中)上可能有剩余電壓，因此不能可靠地檢測電網(wǎng)電壓的零穿越。通過把兩個電阻R1和R2連接到整流器的電網(wǎng)側(cè)，可以與濾波電容或無線電去干擾電容無關(guān)地測定所施加的輸入電壓，尤其是其零穿越。
控制電路BCC通過輸出DL提供一個信號，其大小與通過外部調(diào)光器產(chǎn)生的、并通過R1、R2和R3或輸入DAS測定的被切削電網(wǎng)電壓的相控選通角成比例。該信號可以在合適的、在此沒有詳細(xì)敘述的逆變器內(nèi)被用來根據(jù)在調(diào)光器內(nèi)所調(diào)定的相控選通角來控制或調(diào)整燈電流，并由此控制或調(diào)整燈的亮度。
為闡述所說電路的進一步作用方式，參考圖3。該圖示出了以下電壓的時間曲線由相控調(diào)光器所提供的電網(wǎng)電壓U(N)在電阻R3上的電壓(與U(N)成比例)，在電阻R7上的電壓(與U(C2)成比例)，或輸入DAS上的反映了電網(wǎng)電壓的電壓U(DAS)，以及為控制晶體管T1而在輸出GD上施加的電壓U(GD)。
在電網(wǎng)半波的結(jié)束處，控制電路BCC的輸入DAS上的電壓變成0(時間點t1)。據(jù)此，BCC通過輸出GD使晶體管T1導(dǎo)通。在ta階段，在該晶體管和因此在電阻R4中沒有負(fù)載電流經(jīng)過，因為電網(wǎng)側(cè)的調(diào)光器所包含的三端雙向開關(guān)(見圖1)尚未導(dǎo)通(相控選通)，所以，晶體管T1持續(xù)導(dǎo)通。
利用該導(dǎo)通的晶體管，本發(fā)明的可調(diào)光的燈對調(diào)光器而言看起來象一個低歐姆負(fù)載，例如白熾燈(圖1中的CFL)。盡管燈在ta階段自身不接收能量(充電電流用于濾波電容)，但通過電流路徑GL、L1、T1和R4，調(diào)光器內(nèi)的時間元件(由TR和TC組成，見圖1)的電容TC可以通過該調(diào)光器的時間元件的可調(diào)電阻TR進行充電，直到三端雙向開關(guān)利用二端交流開關(guān)被觸發(fā)。也即，在ta期間只流經(jīng)小電流，該小電流是調(diào)光器內(nèi)的時間元件(TR，TC)的功能所需要的。在調(diào)光器(電壓P-N)上實際上存在一個類似于截止電壓形式的電網(wǎng)全電壓VS。
在調(diào)光器內(nèi)的三端雙向開關(guān)被觸發(fā)(時間點t2)的瞬間，有一個電流流經(jīng)該調(diào)光器，并在可調(diào)光的CFL的輸入上出現(xiàn)電網(wǎng)電壓，調(diào)光器(P-N)上的電壓幾乎變?yōu)?。三端雙向開關(guān)的物理特性要求流過一個最小電流(所謂的維持電流)，以便在導(dǎo)通狀態(tài)下使該器件沒有進一步的觸發(fā)脈沖。如果低于該維持電流，則三端雙向開關(guān)將再次熄滅，而且在調(diào)光器的內(nèi)部時間元件的相應(yīng)設(shè)置情況下，可能會經(jīng)二端交流開關(guān)向三端雙向開關(guān)的控制輸入端導(dǎo)入一個新的觸發(fā)脈沖，因此可能產(chǎn)生新的通電流。這種在一個電網(wǎng)半波內(nèi)多次觸發(fā)一個三端雙向開關(guān)將會導(dǎo)致燈明顯地閃爍，尤其當(dāng)僅僅在每第二個電網(wǎng)半波內(nèi)產(chǎn)生上述再觸發(fā)時也是如此。
根據(jù)本發(fā)明，所建議的電路裝置在時間點t2象已知的升壓變換器一樣開始工作。在此，這樣來選擇器件L1、T1和R4的規(guī)格，使得在時間tb內(nèi)由可調(diào)光的CFL接收的平均電流大于經(jīng)常在調(diào)光器內(nèi)采用的所有三端雙向開關(guān)的維持電流。在該時間tb內(nèi)，通過象升壓變換器那樣來運行該電路裝置，使得平滑電容C2被充電，C2上的電壓U_C2線性地上升。
在時間點t3，在分壓器R6/R7上抽取的電壓U(CVS)達(dá)到預(yù)定的最大值U_CVSmax。該最大值U_CVSmax由電容C2的耐壓性、包含在逆變器內(nèi)的開關(guān)元件的耐壓性、分壓比R6/R7、開關(guān)閾值UDC4或USUB以及信號DL而得出。
在該時間點t3，根據(jù)本發(fā)明終止該開關(guān)裝置在升壓變換器意義上的工作，晶體管T1保持連續(xù)地被關(guān)斷直到電網(wǎng)電壓的下一個開始新的周期的零穿越。在該階段tc，調(diào)光器的三端雙向開關(guān)熄滅，但對CFL的工作不再有任何影響，因為其平滑電容C2已被充電到一個足夠的電壓，而且逆變裝置INV或燈CPF可以被提供能量。
通過升壓變換器工作，即便在調(diào)光器內(nèi)出現(xiàn)非對稱性(在正、負(fù)半波時的選通角有微略的不同)，濾波電容在每一個電網(wǎng)半波內(nèi)也被充電到相同的值。因此根據(jù)本發(fā)明不可能隨電網(wǎng)電壓頻率而出現(xiàn)閃爍。
當(dāng)負(fù)載在沒有調(diào)光器的情況下工作時，也可以采用本發(fā)明。在常規(guī)的電路中，在該情形下可以不遵守有關(guān)電網(wǎng)電流諧波方面的法定規(guī)則。也即，升壓變換器工作在每次電網(wǎng)零穿越后便開始(沒有階段ta)。然后早點結(jié)束階段tb，使得在90°相角時不再有電流流過燈。但在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)EN61000-3-2中規(guī)定了大于90°的電流。
本發(fā)明的控制電路BCC知道是否存在一個調(diào)光器，或者燈是否直接在電網(wǎng)上工作。圖4簡要地解釋了當(dāng)不存在調(diào)光器時過渡到具有被去活的升壓變換器的燈的工作。
當(dāng)不存在調(diào)光器時，晶體管T1根據(jù)本發(fā)明在幾個電網(wǎng)半波之后持續(xù)地不再導(dǎo)通(僅還執(zhí)行階段tc)，因此有一個再充電直流經(jīng)二極管D2從電網(wǎng)流進電容C2。就遵守上述標(biāo)準(zhǔn)而言，電容的規(guī)格必須以與如今可用的不調(diào)光燈一樣的方式來確定。
圖5示出了用于實施本發(fā)明方法的電路裝置的例子，其作用方式如下。
在開始工作時，存儲元件(觸發(fā)器)FF1和FF2被置位，使得其輸出Q1和Q2為邏輯“1”。比較器K3的輸出在一開始同樣是邏輯“1”，因為包含在AV1中的電容尚未充電，因此在低通濾波器AV1的輸出上還沒有提供電壓。
通過該預(yù)定條件(G1E1＝G1E2＝G1E3＝“1”)，與門G1的輸出G1A變成邏輯“1”，因此控制電路的輸出GD同樣是“1”，晶體管T1導(dǎo)通。
通過流經(jīng)GL、L1、T1和R4的起始電流，輸入TCS上的電壓這時上升，由此使得比較器K1的正極輸入上的電壓上升。一旦此時TCS上的電壓超過K1的負(fù)極輸入上的預(yù)定電壓DC1，則K1的輸出電壓突然上升。通過差分器DIFF1，這種上升被變換成一個短脈沖，該短脈沖通過觸發(fā)器FF1的輸入R1使該觸發(fā)器復(fù)位，輸出Q1變成“0”。這通過與門G1的輸入G1E1導(dǎo)致晶體管T1的關(guān)斷，因為GD同樣變成“0”。作為替換方案，可以使晶體管T1導(dǎo)通一個預(yù)定的時間。為此可以設(shè)立相應(yīng)的時間電路來代替比較器。
扼流圈L1的去磁通過L1上的二次繞組來檢測。在該二次繞組上產(chǎn)生的信號通過輸入LCS被輸入到差分器DIFF2，在L1中的電流變?yōu)?的瞬間，在該差分器的輸出上提供一個短脈沖。該短脈沖通過輸入S1而使觸發(fā)器FF1置位(Q1變成“1”)，這通過G1和GD導(dǎo)致晶體管T1被重新導(dǎo)通。
根據(jù)本發(fā)明，上述被實施為升壓變換器的電路拓?fù)涞倪@種工作可以通過與門G1的兩個輸入G1E2和G1E3來影響，使得能夠執(zhí)行上述建議的方法。
在工作開始時，觸發(fā)器FF2的輸出Q2被置為“1”。通過上述升壓變換器形式的電路拓?fù)涞墓ぷ鳎交娙軨2以及由此控制電路的輸入CVS上的電壓上升。
如果CVS上的電壓超過預(yù)定值DC4，則比較器K4的輸出從“0”變到“1”。該狀態(tài)切換通過差分器DIFF4被變換成一個短脈沖，該短脈沖通過輸入R2而使觸發(fā)器FF2復(fù)位。由此，Q2變成“0”，與門G1的輸出因G1E3＝0而同樣變成“0”。通過G1E3和G1A，晶體管T1被可靠地保持關(guān)斷(階段tc)，直到觸發(fā)器FF2被再次置位(時間點t1)。
如果輸入DAS上的電壓(與CFL的輸入上的電壓成比例)在電網(wǎng)半波的結(jié)束處小于設(shè)置的閾值電壓DC2，則比較器K2的輸出從“1”切換到“0”。該狀態(tài)切換通過差分器DIFF3被變換成一個短脈沖，該短脈沖通過輸入S2而使觸發(fā)器FF2置位。由此使Q2變成“1”，與門G1的輸出在G1E1和G1E2的相應(yīng)輸入電壓時再次變成“1”。在tc階段需要的門G1的截止經(jīng)G1E3通過輸出Q2而被取消。
比較器K2的輸出信號還另外被輸入到低通濾波器AV1，該濾波器的輸出電壓因此與在調(diào)光器內(nèi)所調(diào)定的相控選通角成比例。低通濾波器AV1的輸出上的被平滑過的信號被提供到逆變器INV的控制電路的輸出DL上，以達(dá)到所需的光通。
利用比較器K3檢測CFL是否在調(diào)光器上工作。當(dāng)在CFL上出現(xiàn)電網(wǎng)全電壓時，低通濾波器AV1的輸出上的電壓最大。在該情形下，AV1的輸出電壓大于預(yù)定的閾值電壓DC3，由此比較器的輸出為“0”。因為K3的輸出信號被施加到與門G1的輸入G1E2上，所以其輸出G1A可靠地保持“0”，晶體管T1可以通過G1或GD而不導(dǎo)通。
即便調(diào)光器被調(diào)節(jié)到100％的亮度，每個調(diào)光器都具有一個最小相控選通角。因此AV1的輸出電壓降到預(yù)定值DC3以下，從而K3的輸出為“1”。在該狀態(tài)下，當(dāng)CFL在調(diào)光器上工作時，門G1的截止經(jīng)G1E2通過K3的輸出而被取消。
為進一步改善上述對CFL調(diào)光的方法，規(guī)定當(dāng)相控選通角大于一個同樣可預(yù)定的值時，C2上的電壓的預(yù)定最大值U_CVSmax慢慢地變小。在此必須考慮的是，要可靠地避免C2經(jīng)二極管D2從電網(wǎng)進行直流再充電。在每種可能的工作狀態(tài)下，C2上的電壓必須大于電網(wǎng)電壓的瞬時值。
圖5b示出了控制電路的一種相應(yīng)的示例電路布置。與圖5a所示的實施方案不同的是，向比較器K4并不是輸入恒定的比較量DC4，而是一個取決于相控選通角的電壓(參見圖6)。
在減法器SUB中，從所述在相控選通角大于預(yù)定值時由DC4所預(yù)定的C2電壓最大值中減掉一個取決于該設(shè)定選通角的值。為此采用所述的信號DL，因為AV1的輸出電壓隨選通角增大而下降。
圖6示例地示出了當(dāng)C2的電壓在相控選通角大于90°的情況下下降時，減法器SUB的依賴于該相控選通角的輸出電壓。
可以通過改變電壓DC4和U(DL)來規(guī)定從哪一個選通角開始減小被輸入到比較器K4的、用于最大電壓U_CVSmax的參考值U(SUB)。于是，通過比例R6/R7可以調(diào)節(jié)C2上的實際最大電壓。如果例如信號DC4被縮小，則只有在相控選通角大于90°時才減小電壓U(SUB)。
上述電路布置只應(yīng)被視為用于在技術(shù)上實現(xiàn)所建議的方法的實施例。也可以采用其它的電路來應(yīng)用上述的方法。
根據(jù)本發(fā)明，所述的時間元件也可以在調(diào)光器內(nèi)的功率開關(guān)的非導(dǎo)通狀態(tài)下工作(也即當(dāng)沒有電網(wǎng)電壓施加到負(fù)載上時)。這就是說，在時間元件沒有功率供電時，原本的負(fù)載是不存在的。于是，本發(fā)明在負(fù)載中的電路裝置表現(xiàn)為一個低歐姆的電流路徑。調(diào)光器內(nèi)的功率開關(guān)的觸發(fā)過程只取決于時間電阻TR和時間電容TC(見圖1)。于是可以避免可能發(fā)生相移，這種相移可能把觸發(fā)時間點偏移到接下來的電網(wǎng)半波中，并且在負(fù)載中最終導(dǎo)致不理想的閃爍現(xiàn)象。
根據(jù)本發(fā)明，在所述的升壓變換器之前可以連接一個(獨立的)接口電路。該接口電路被如此地設(shè)計，使得晶體管T1和扼流圈L1在ta階段被橋接，從而相對于電網(wǎng)端子而將負(fù)載短路。這有個優(yōu)點，即在三端雙向開關(guān)未被觸發(fā)時，用于對調(diào)光器內(nèi)的時間元件進行充電的電流路徑不會流經(jīng)扼流圈L1以及晶體管T1和電阻R4，從而使得可以避免因負(fù)載或其電子鎮(zhèn)流器而帶來干擾，否則這種干擾將導(dǎo)致不理想的閃爍現(xiàn)象。
在圖7中示出了使用這種接口電路的例子。
在圖7所示的實施例中，本發(fā)明的接口電路由電阻R1、R2、R3，二極管D3，電阻R8、R9、R10，以及晶體管T2和T3組成。晶體管T2的開關(guān)路徑與去耦二極管D3相串聯(lián)，而該去耦二極管D3與平滑電容C1并聯(lián)。晶體管T2短接了負(fù)載的供電輸入。第二晶體管T3用于接通或關(guān)斷晶體管T2，并由此用其集電極(通過電阻R9)與晶體管T2的基極相連接。在此，第二晶體管T3的開關(guān)路徑與一個由電阻R9和晶體管T2的控制路徑所組成的串聯(lián)電路相并聯(lián)(T3于是關(guān)斷和接通T2)。因此可以通過另一個晶體管的接通來關(guān)斷第一晶體管。
該電路的作用方式如下晶體管T2根據(jù)本發(fā)明只在階段ta內(nèi)被導(dǎo)通，而且在導(dǎo)通狀態(tài)下經(jīng)橋式整流器GL在兩個電網(wǎng)輸入端子之間形成短路。二極管D3的極性阻止了二極管T2在導(dǎo)通狀態(tài)也短路掉電容C1。通過在橋式整流器GL的輸出上布置晶體管T2而實現(xiàn)了負(fù)載(CFL)的輸入阻抗在電網(wǎng)交流電壓(VS，見圖1)的正負(fù)半波內(nèi)都被降至最小(“短路”)。
利用電阻R1、R2和R3形成該電路的瞬時輸入電壓的一個映象，并經(jīng)電阻R10被施加到晶體管T3的基極。
通過按照本發(fā)明在電網(wǎng)側(cè)連接電阻R1和R2的這種布置，保證了可靠地檢測電網(wǎng)電壓的零穿越(極性反轉(zhuǎn))，而與可能存在的濾波器電容或還有寄生電容無關(guān)。
晶體管T2在晶體管T3被關(guān)斷時通過電阻R9和R8而被導(dǎo)通。如果T3通過R3上的足夠大的正電壓降而經(jīng)R10被導(dǎo)通，那么晶體管T2被關(guān)斷(圖3中的時間點t2)。電阻R10和R9在此被用于改善T3和T2的開關(guān)特性。
通過T3的倒相功能，實現(xiàn)了T2總是在ta期間(見圖3)導(dǎo)通，而在此期間，在調(diào)光器上出現(xiàn)電網(wǎng)交流電壓VS的瞬時值，并且在調(diào)光器內(nèi)被設(shè)為開關(guān)元件的三端雙向開關(guān)不導(dǎo)通。一旦調(diào)光器內(nèi)的三端雙向開關(guān)被觸發(fā)(圖3中的時間點t2)并由此在負(fù)載CFL上出現(xiàn)電網(wǎng)交流電壓VS的瞬時值，則T2被關(guān)斷，電容C1經(jīng)D3被充電到負(fù)載CFL的輸入電壓的峰值。
權(quán)利要求
1.通過在每個電網(wǎng)半波內(nèi)利用電網(wǎng)頻率進行電網(wǎng)電源的開關(guān)來改變負(fù)載的功耗的方法，所述的負(fù)載在交流電網(wǎng)上具有容性的輸入(C2)，其特征在于a)只要所述電網(wǎng)電源被關(guān)斷，便斷開橋接所述負(fù)載輸入的電流路徑；以及b)在接通電網(wǎng)電源時經(jīng)一個轉(zhuǎn)換器給一個平滑電容(C2)充電，直到所述負(fù)載的平滑電容(C2)上的電壓達(dá)到預(yù)定的最大值(U_C2max)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的轉(zhuǎn)換器是升壓變換器。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于當(dāng)所述電網(wǎng)電源每次被接通的時間低于一個預(yù)定的最小值時，減小所述的最大值(U_C2max)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于當(dāng)施加在所述負(fù)載上的電網(wǎng)電源為恒定的曲線時，持續(xù)地去活所述的轉(zhuǎn)換器。
5.用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-4之一所述的方法的電路，其特征在于該電路具有一個可開關(guān)的電流路徑(L1，T1，R4)，并且該電流路徑被設(shè)計用來橋接負(fù)載的輸入，以及設(shè)有一個控制單元(BCC)，該控制單元被設(shè)計用來檢測負(fù)載(INV，CFL)的平滑電容(C2)上的電壓及其電網(wǎng)電源，以及用來開關(guān)所述的電流路徑(T1，R4)。
6.如權(quán)利要求5所述的電路，其特征在于該電路通過第一和第二電阻(R1，R2)分別與一整流器(GL)的一個電網(wǎng)側(cè)輸入相連接。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電路，其特征在于該電路被設(shè)計用來分析處理由電網(wǎng)電源生成的信號，和用來產(chǎn)生用于控制所述負(fù)載(INV，CFL)的功耗的信號(DL)。
8.如權(quán)利要求5-6之一所述的電路，其特征在于該電路具有一個升壓變換器(L1，T1，R4，D1，C2)，其中所述的電流路徑(T1，R4)經(jīng)過所述升壓變換器(L1，T1，R4，D1，C2)的扼流圈(L1)和該升壓變換器(L1，T1，R4，D1，C2)的一個利用所述控制單元(BCC)可控的晶體管(T1)，而且所述的升壓變換器被設(shè)計成在把電網(wǎng)電源施加到負(fù)載上之后一直工作，直到所述負(fù)載(INV，CFL)的平滑電容(C2)上的電壓達(dá)到一預(yù)定的最大值(U_C2max)。
9.如權(quán)利要求5-8之一所述的電路，其特征在于該電路具有一個前聯(lián)的接口電路，該接口電路被設(shè)計用來只要在所述的負(fù)載(INV，CFL)上沒有進行功率供電，則在所述的電流路徑(T1，R4)和扼流圈(L1)之前短路所述負(fù)載的輸入，并由此繞過所述的電流路徑(T1，R4)和扼流圈(L1)。
10.如權(quán)利要求4-9之一所述的電路，其特征在于所述的電流路徑(T1，R4)被設(shè)計使得該電流路徑在所述升壓變換器(L1，T1，R4，D1，C2)的工作期間時間平均地流經(jīng)一個電流，該電流至少等于為保持電網(wǎng)電源中的三端雙向開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)而需要的維持電流。
11.用于燈的電鎮(zhèn)流器，具有如權(quán)利要求4-9之一所述的控制電路以在相控調(diào)光器上工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于改變?nèi)菪载?fù)載的功耗的方法，所述的容性負(fù)載尤其是緊湊型熒光燈，其在相控調(diào)光器上通過一個轉(zhuǎn)換器(升壓變換器)工作。根據(jù)本發(fā)明，在調(diào)光器不導(dǎo)通時(也即在負(fù)載上沒有電網(wǎng)電源時)閉合該轉(zhuǎn)換器(升壓變換器)內(nèi)的開關(guān)(T1)。當(dāng)調(diào)光器導(dǎo)通時(也即在負(fù)載上施加有電網(wǎng)電壓時)便進行升壓變換器工作，直到負(fù)載的平滑電容上達(dá)到預(yù)定的最大電壓。
文檔編號H05B41/285GK1538605SQ20041003235
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者K·菲舍爾, J·克雷特邁爾, K 菲舍爾, 滋羋醵 申請人:電燈專利信托有限公司