專利名稱：用于點燃和驅(qū)動至少一個放電燈的電路裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于點燃和驅(qū)動至少一個放電燈的電路裝置，該電路
裝置具有用于連接電源的第一輸入端子和第二輸入端子；逆變器，該逆 變器包括在半橋裝置中的至少一個第一主晶體管和第二主晶體管，它們串 聯(lián)地耦合在第一輸入端子和第二輸入端子之間；用于連接所述至少一個放 電燈的第一輸出端子和第二輸出端子；至少一個燈電感線團，其與第一輸 出端子串^合；至少一個電容器，其與第一輸出端子和第二輸出端子并 聯(lián)耦合；互感器，其具有初級繞組以及第一次級繞組和第二次級繞組，其 中包括初級繞組和所述至少一個燈電感線團的串聯(lián)電路耦合在半橋中點 與參考電勢之間；以及用于激勵第一主晶體管的第一控制電路和用于激勵
第二主晶體管的第二控制電路，其中每個控制電路具有輸入端和輸出端， 其中第一控制電路的輸出端與第一主晶體管的控制電極耦合而第二控制 電路的輸出端與第二主晶體管的控制電極耦合，其中第一控制電路的輸入 端與第 一次級繞組耦合而第二控制電路的輸入端與第二次級繞組耦合，其 中每個控制電路具有定時電路，其時間常數(shù)根據(jù)在相應控制電路的輸入端 上的電壓而變化，其中每個定時電路具有至少一個第一輔助晶體管，其中 第一輔助晶體管的工作電極與關聯(lián)的主晶體管的控制電^合，而第一輔 助晶體管的參考電極與參考電勢耦合，其中第一輔助晶體管的控制電極與 頻率相關的分壓器的中間點耦合，該分壓器在一側與相應的次級繞組耦 合，在另一側與相應的參考電勢耦合。
背景技術：
在EP0 093 469 Al中公開了這種電路裝置。在此，每個定時電路的 頻率相關的分壓器包括歐姆電阻和電容器，其中在電容器上降低的電壓耦 合到第一輔助晶體管的控制段。此外，設置有Z 二極管，其用作比較精 確的門限以產(chǎn)生放電燈的開路電壓(Leerspannung)、即在燈上的用于點 燃的電壓。
根據(jù)上述出版物的解決方案的缺點是極大的控制損耗，因為該解決方案所需的具有小的動態(tài)電阻的精確的Z 二極管僅僅在大約7V以上可#<吏 用，而在燈工作中在電流測量電阻上產(chǎn)生的電壓在該量級中。對所提及的 解決方案進行仔細的考慮得出，頻率相關的分壓器的歐姆電阻的減小必須 通過增大頻率相關的分壓器的電容器來補償。由于具有較低的Z 二極管 電壓的Z 二極管的動態(tài)電阻^L提高(如其在次級繞組上的電壓下降時對 于降低控制損耗是所需的那樣)，所以這導致較大的時間常數(shù)。第一輔助 晶體管的控制電極上的電壓相對于主晶體管的控制電極中的電流的延遲 由此變得不明確。此外，由此還產(chǎn)生了大的不希望的散射區(qū)。為了降低控 制損耗而減小在相應的次級繞組上降低的電壓由此導致容差的提高。
燈電感線團的限流作用由于可能出現(xiàn)的飽和而降低，由此逆變器的主 晶體管會被損毀。然而在此要考慮的是，希望燈電感線團帶有略^t飽和的 工作，因為這導致低的損耗。正是在此可以注意到容差的提高是不利的， 因為由此產(chǎn)生了燈電感線團飽和的危險。因此，通過這樣的方式降低控制 損耗導致電路裝置的部件的尺寸過大并且由此導致較高的成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務在于改進開頭所提及的電路裝置，使得能夠?qū)崿F(xiàn) 降低控制損耗，而沒有損毀逆變器的主晶體管的危險或不必更強壯地設計 逆變器的主晶體管。
該任務通過具有權利要求1的特征的電路裝置來解決。
本發(fā)明基于如下知識現(xiàn)有技術的缺點在于，頻率相關的分壓器的電 容器因此也是有問題的，因為其用作在第一輔助晶體管的控制電極上的能 量存儲器并且由此通過其充電和放電產(chǎn)生了第一輔助晶體管的控制電極 上的電壓相對于t主晶體管的控制電極中的電流的不希望的延遲?；?這樣的知識，通過電感器和歐姆電阻實現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置中的頻 率相關的分壓器，其中在歐姆電阻上降低的電壓耦合到第一輔助晶體管的 控制段上。由于該措施，第一輔助晶體管的控制電極不再以不希望的方式 與能量存儲器耦合，由此消除了不希望的延遲。作為第二措施，替代具有 上面已乾艮的缺點的Z二極管，其方式是第二輔助晶體管與頻率相關的 分壓器的電感器并聯(lián)連接，其中第二輔助晶體管包括激勵電路，該激勵電 路i殳計為根據(jù)在相關的次級繞組上的電壓將相關的電感器通過第二輔助 晶體管來橋接。在此可以考慮的是，用于第二輔助晶體管的晶體管通常在控制段上的電壓為0.6V到0.7V的情況下、即在控制電極與參考電極之間 存在這種電壓的情況下切換，而上面已經(jīng)提及的Z 二極管電壓是其10倍。
通過根據(jù)本發(fā)明的配置可以借助少量的、價格非常低廉的標準部件來 保證開路電壓和工作M (即用于持續(xù)驅(qū)動放電燈的M)的良好的可再 現(xiàn)性，而同時明顯降低控制損耗。在一個實現(xiàn)的實施例中，控制損耗可以 降低大約80 % 。
一個優(yōu)選的實施形式的特征在于，所提及的根據(jù)本發(fā)明的第二措施、 即設置與相關的電感器并聯(lián)連接的第二輔助晶體管的措施僅設置在兩個 定時電落t一中。這尤其是在較低的工作品質(zhì)(Betriebsguete)的負栽回 路的情況下是可能的，在這些負載回路中點燃頻率與工作頻率之間的差較 小并且其中燈電感線圍在點燃的情況下僅僅 Mt飽和地工作。
在一個優(yōu)選的實施形式中，所述至少一個第二輔助晶體管具有控制電 極、工作電極和參考電極，其中工作電極與相關的分壓器的如下點耦合 在該點電感器與歐姆電阻耦合，其中參考電極與相關的第二次級繞組耦 合。通過該布線以簡單的方式保證了只要第二輔助晶體管切換為導通，則 頻率相關的分壓器的電感器可以通過第二輔助晶體管來橋接。
此外優(yōu)選的是，所述至少一個定時電路還包括電流測量電阻，該電流 測量電阻串,耦合在相關的次級繞組與相關的定時電路的輸出端之間， 其中在電流測量電阻上降低的電壓耦合到相關的第二輔助晶體管的控制 電極上。由此，接通和關斷第二輔助晶體管的電壓與流入相應主晶體管的
控制電極中的電流有關。由此可以實現(xiàn)的是，頻率相關的分壓器的電感器 的橋接非常精確地與流入相應主晶體管的控制電極中的電流的時間變化
過程相聯(lián)系，該電流又由于將互感器設計為電流互感器而為負栽回路電流
的反映。由此可靠地避免了如現(xiàn)有技術中的會無意地引起燈電感線圏飽和
的、不希望的時間容差。
此外優(yōu)選的是，在所述至少 一個第二輔助晶體管的工作電極與相關分 壓器的、在其上電感器與歐姆電阻耦合的點之間耦合有另一歐姆電阻。在 此位置所設置的歐姆電阻用作限流電阻并且由此保證了由互感器驅(qū)動的 電流還基本上流經(jīng)電流測量電阻并且由此保持第二輔助晶體管被可靠地 加偏壓(aufgesteuert )。
此外優(yōu)選的是，在相應分壓器的電感器與相應次級繞組耦合的點與相 應的電感器之間耦合有電容器。通過該措施針對其中由相關次級繞組饋送到控制電路中的電壓具有直流成分的情況可靠地防止了頻率相關的分壓 器的電感器的飽和。在此要注意的是，電容器選#^得足夠大，使得通過歐 姆電阻和頻率相關的分壓器的電感器確定的時間常數(shù)不變。
最后，還優(yōu)選的是，在電流測量電阻與相關的定時電路的輸出端之間 耦合有另 一歐姆電阻。通過該措施在燈工作中在兩個電阻上又降低足夠的 電壓，由此也在頻率相關的分壓器的電阻上可靠地達到第一輔助晶體管的 基極—發(fā)射極—正向電壓并且反饋足夠大。
其他有利的實施形式由從屬權利要求中得到。


在下面參照附圖更為詳細地描述了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的實施例， 該附圖示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的一個實施例。
具體實施例方式
附圖示出了根據(jù)本發(fā)明的電路裝置和用于該電路裝置的供電裝置以 及兩個燈，這些燈借助該電路裝置來點燃或者饋電。該供電裝置包括兩個
輸入端子1和2，它們被確定用于連接到交流電源。帶有四個二極管(4 至7)的整流器橋3連接到這些端子1和2上。此外，在輸入端子1和2 與整流器橋3之間例如可以設置濾波器。整流器橋3的輸出端子與電路裝 置的第一輸入端子A相連。整流器橋3的第二輸出端子與電路裝置的輸 入端子B相連。
現(xiàn)在描述該電路裝置。端子A和B通過電容器10并且也通過第一主 晶體管ll、電流互感器的初級繞組12、負載回路13(其細節(jié)在下面闡述) 以及電容器14的串聯(lián)電路彼此相連。負載回路13包括兩個基本上相同的 并聯(lián)的支路。這些支路的每個都包括放電燈15或15，，其與燈電感線團 16或16，串聯(lián)。燈15、 15，的每個都具有兩個可預熱的電極。屬于燈15、 15，的、與電源遠離的電極端部通過電容器17或17，彼此相連。這些電容 器17、 17，的每個因此都是與相關的燈15、 15，并聯(lián)的電路元件。
互感器的初級繞組12、負載回路13和電感器14的串聯(lián)電路與第二 主晶體管20并聯(lián)連接。兩個主晶體管11和20的每一個都是NPN型。在 該電路中，主晶體管11的集電極與電路裝置的正輸入端子A相連。主晶體管11的發(fā)射極與主晶體管20的集電^U目連。該主晶體管20的發(fā)射極 與電路裝置的負輸入端子B相連。可選地，針對主晶體管11和20設置有 電流負反饋電阻、尤其^UL射極電阻。通過半橋裝置中的主晶體管11和 20限定了半橋中點HM。帶有初級繞組12的電流互感器具有兩個次級繞 組30或31。次級繞組30與主晶體管11的控制電游^相連。次級繞組31 與主晶體管20的控制電路相連。這些控制電路彼此基4^目同。
次級繞組30的端部通過二極管40和定時電路彼此相連，該定時電路 包括電容器32、電感器33和歐姆電阻34的串聯(lián)電路。此外，該定時電 路包括第一輔助晶體管35，其基極與一側為電容器32和電感器33以及 另一側為歐姆電阻34之間的連接點相連。此外，設置有第二輔助晶體管 38，其集電極-發(fā)射極段和與其串聯(lián)的歐姆電阻39 —起與由電容器32 和電感器33構成的串聯(lián)電路并聯(lián)連接。在第二輔助晶體管38的^L和發(fā) 射極之間連接有歐姆電阻36，該歐姆電阻用作電流測量電阻。在歐姆電 阻36與主晶體管11的^l之間串聯(lián)連接有另一歐姆電阻37。
相應的定時電路32，至40，將次級繞組31的端部彼此相連。二極管50 與主晶體管11反并聯(lián)連接。二fel管50，與主晶體管20反并聯(lián)連接。此外， 與主晶體管11并聯(lián)連接有歐姆電阻51和電容器52。
最后，設置有用于起動該電路裝置的電路。該電路尤其包括電阻60 和電容器61的串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路與電容器10并聯(lián)連接。電阻60與 電容器61之間的連接點與雙向閾值元件62 (在此為DIAC (兩端交流開 關))相連。閾值元件62的另 一側通過電阻63與主晶體管20的控制電路 的二極管40，和電阻36，之間的點相連。電阻60與電容器61之間的節(jié)點 也與二極管64相連。該二極管64的另一側通過電阻65與主晶體管20的 集電^Ut目連。
所描述的電路如下地運行端子1和2連接到例如230V、 50Hz的交 流電壓上。結果，通過整流橋3將直流電壓施加在電路裝置的端子A和B 之間。因此，電流首先從A經(jīng)電阻51、電流互感器的初級繞組12、負載 回路13和電容器14流向端子B,這導致電容器17、 17，和14充電。此外， 電容器61通過電阻60充電。于是當達到閾值元件62的閾值電壓時，電 容器61尤其是通過電阻63、 36，、 37，和主晶體管20的基級-發(fā)射極結放 電。該放電過程保證了主晶體管20首次被導通。結果，在電路14、 13、 12、 20、 14中的電容器14放電。由于該放電電流也流經(jīng)電流互感器的初 級繞組12,所以在兩個次級繞組30和31中感生電壓。在繞組31中感生的電壓具有使主晶體管20保持在導通狀態(tài)的方向。定時電路的元件32，、 33，、 34，在經(jīng)過預先給定的時長之后導通笫一輔助晶體管35，。因此，主 晶體管20變得不導通。負栽回路13的電流于是流經(jīng)二極管50和電容器 52的組合以及經(jīng)電容器10流回至電容器14。電流的實際值減小，并且在 其過零點附近主晶體管11通過繞組30、 二極管40和電阻36及37變?yōu)?導通。通過與針對主晶體管20的轉(zhuǎn)換過程所描述的同樣方式于是晶體管 ll在一會之后又不導通。該電路裝置現(xiàn)在處于工作中。主晶體管11和20 交替地導通切換。電路64、 65于是保證了起動電容器61不再被充電直至 閾值元件62的擊穿電壓。
燈15、 15，于是尚未被點燃。在此情況下，負栽回路13包括兩個實際 相同的支路的并聯(lián)電路，這些支路中的每一個都包括燈電感線團16和電 容器17 (或16，和17，)的串聯(lián)電路。該電路尚未通過燈15、 15，來衰減。 在定時電路中不存在第二輔助晶體管38和38，的情況下，流經(jīng)負載回路 13的電流的頻率實際被調(diào)節(jié)到該電路的諧振頻率。結果，在燈15和15， 上存在大的電壓，4吏得這些燈借助冷陰極被點燃。在燈故障的情況下，這 也會導致由于非常大的電流而在電路13中形成電學上不可靠的狀態(tài)。
然而當互感器的初級繞組12中的電流增大時，現(xiàn)在在次級繞組30 和31中感生電流，該電流在相應的電流測量電阻36、 36，上引起電壓降， 該電壓降足以將相關的第二輔助晶體管38、 38，切換導通。由此，定時電 路的時間常數(shù)受到影響，在此情況下其方式是電容器32和電感器33或者 32，和33，構成的串聯(lián)電g歐姆電阻39橋接.結果，歐姆電阻34或者 34，上的電壓更為快速地達到使得輔助晶體管35或35，導通的值，這導致 相關的主晶體管11或20更為快速地變?yōu)椴粚?。這導致該電路裝置的頻 率達到更高的值。該更高的頻率導致燈電感線圏16或16，上的更高的電壓 并且因此導致燈15或15，上更低的電壓。由此，燈有機會通過電容器17 或17，預熱其電極。因此，不存在借助過冷的電極點燃燈的危險。只有當 電極被充分預熱時，在燈上的電壓才足夠點燃燈，流經(jīng)負栽回路和由此流 經(jīng)電流互感器的初級繞組12的電流于是不必具有大的值，因為現(xiàn)在實現(xiàn) 了燈15或15，的阻尼。這導致流經(jīng)繞組30和31的電路變得比較小，使得 由此在電流測量電阻36或36，上降低的電壓不再達到笫二輔助晶體管38 或38，的轉(zhuǎn)換閾值。這意味著，其持續(xù)較長直至在第一輔助晶體管35或 35，的輸入端上存在接通該晶體管的電壓。這又導致相關的主晶體管11或 者20在稍后時刻導通。這意味著該電路裝置以其工作的頻率小于在燈15 或15，的點燃過程期間的頻率。
權利要求
1.一種用于點燃和驅(qū)動至少一個放電燈(15，15’)的電路裝置，具有-用于連接電源電壓的第一輸入端子(A)和第二輸入端子(B)；-逆變器，其包括在半橋裝置中的至少一個第一主晶體管(11)和第二主晶體管(20)，它們串聯(lián)耦合在第一輸入端子(A)和第二輸入端子(B)之間；-第一輸出端子和第二輸出端子，用于連接所述至少一個放電燈(15，15’)；-至少一個燈電感線圈(16，16’)，其與第一輸出端子串聯(lián)地耦合；-至少一個電容器(17，17’)，其與第一輸出端子和第二輸出端子并聯(lián)地耦合；-互感器，其具有初級繞組(12)以及第一次級繞組(30)和第二次級繞組(31)，其中包括初級繞組(12)和所述至少一個燈電感線圈(16，16’)的串聯(lián)電路耦合在半橋中點(HM)與參考電勢之間；-用于激勵第一主晶體管(11)的第一控制電路和用于激勵第二主晶體管(20)的第二控制電路，其中每個控制電路具有輸入端和輸出端，其中第一控制電路的輸出端與第一主晶體管(11)的控制電極耦合，而第二控制電路的輸出端與第二主晶體管(20)的控制電極耦合，其中第一控制電路的輸入端與第一次級繞組(30)耦合，而第二控制電路的輸入端與第二次級繞組(31)耦合，其中每個控制電路具有定時電路(32～40；32’～40’)，該定時電路的時間常數(shù)根據(jù)相應控制電路的輸入端上的電壓而變化，其中每個定時電路(32～40；32’～40’)具有至少一個第一輔助晶體管(35；35’)，其中第一輔助晶體管(35；35’)的工作電極與相關的主晶體管(11；20)的控制電極耦合，而第一輔助晶體管(35；35’)的參考電極與參考電勢耦合，其中第一輔助晶體管(35；35’)的控制電極與頻率相關的分壓器的中點耦合，該分壓器在一側與相應的次級繞組(30；31)耦合，在另一側與相應的參考電勢耦合，其特征在于，每個定時電路(32～40；32’～40’)的頻率相關的分壓器包括至少一個電感器(33；33’)和歐姆電阻(34；34’)，其中在歐姆電阻(34；34’)上降低的電壓耦合到第一輔助晶體管(35；35’)的控制段；其中至少一個定時電路(32～40；32’～40’)包括第二輔助晶體管(38；38’)，該第二輔助晶體管與相關的電感器(33；33’)并聯(lián)，其中第二輔助晶體管(38；38’)包括激勵電路，該激勵電路設計為根據(jù)相關的次級繞組(30；31)上的電壓通過第二輔助晶體管(38；38’)來橋接相關的電感器(33；33’)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的電路裝置，其特征在于，所述至少一個第 二輔助晶體管(38, 38，)具有控制電極、工作電極和參考電極，其中工 作電極與相關的分壓器的如下點耦合在該點電感器(33; 33，)與歐姆 電阻(34; 34，)耦合，其中參考電極與相關的第二次級繞組(30; 31) 耦合。
3. 根據(jù)權利要求1或2中任一項所述的電路裝置，其特征在于，所 述至少一個定時電路(32~40; 32，~40，)還包括電流測量電阻，該電流 測量電阻串聯(lián)地耦合在相關的次級繞組(30; 31)與相關的定時電路(32~ 40; 32， ~40，)的輸出端之間，其中在電流測量電阻(36; 36，)上降低 的電壓耦合到相關的第二輔助晶體管(38， 38，)的控制電極上。
4. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的電路裝置，其特征在于，在所 述至少一個第二輔助晶體管(38; 38，)的工作電極與相關的分壓器的、 電感器(33; 33，)與歐姆電阻(34; 34，)耦合的點之間耦合有另一歐姆 電阻(39; 39，)。
5. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的電路裝置，其特征在于，在相 應的分壓器的電感器(33; 33，)與相應的次級繞組(30; 31)耦合的點 與相應的電感器(33; 33，)之間耦合有電容器(32; 32，)。
6. 根據(jù)上述權利要求中任一項所述的電路裝置，其特征在于，在電 流測量電阻(36; 36，)與相關的定時電路(32~40; 32，~40，)的輸出端 之間耦合有另一歐姆電阻(37; 37，)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于點燃和驅(qū)動至少一個放電燈(15，15’)的電路裝置，該電路裝置具有逆變器，其包括在半橋裝置中的至少一個第一主晶體管(11)和至少一個第二主晶體管(20)；互感器和用于激勵第一主晶體管的第一控制電路和第二控制電路，其中每個控制電路具有定時電路(32至40；32’至40’)，其時間常數(shù)根據(jù)在相應控制電路的輸入端上的電壓而變化，其中每個定時電路(32至40；32’至40’)具有至少一個第一輔助晶體管(35；35’)，其中第一輔助晶體管(35；35’)的控制電極與頻率相關的分壓器的中點耦合，該分壓器包括至少一個電感器(33；33’)和歐姆電阻(34；34’)，其中在歐姆電阻(34；34’)上降低的電壓耦合到第一輔助晶體管(35；35’)的控制段；其中至少一個定時電路(32至40；32’至40’)包括第二輔助晶體管(38；38’)，該第二輔助晶體管與相應的電感器(33；33’)并聯(lián)，其中第二輔助晶體管(38；38’)包括激勵電路，該激勵電路設計為根據(jù)在互感器的相關的次級繞組(30；31)上的電壓通過第二輔助晶體管(38；38’)橋接相關的電感器(33；33’)。
文檔編號H05B41/00GK101641999SQ200780052361
公開日2010年2月3日 申請日期2007年4月23日 優(yōu)先權日2007年4月23日
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