照明系统和检测要由电子镇流器操作的至少两个气体放电灯是否属于相同类型的方法

摘要

本发明涉及一种检测要由电子镇流器(V)操作的至少两个气体放电灯(L1、L2)是否属于相同类型的方法。关于第一时间点，测量每个气体放电灯(L1、L2)的每个加热灯丝(W1b、W2b)的灯丝电压和灯丝电流，并由此计算灯丝电阻(R1cold、R2cold)。然后根据两个灯丝电阻(R1cold、R2cold)计算差值电阻的绝对值(|Rdiff|)。所述差值电阻的绝对值(|Rdiff|)与高基准值和低基准值(Ref1、Ref2)进行比较，所述比较结果提供关于气体放电灯(L1、L2)两者是否属于相同类型的指示。

说明书

本发明涉及照明系统、镇流器、照明设备、以及检测要由电子镇流器操作的至少两个放电灯是否属于相同类型的方法。

在本发明的上下文中，这种情况下的“灯类型识别”或者“属于相同类型”还可以任选地理解为意指可以确定的、由电子镇流器供电并具有加热灯丝的、以并联或串联方式提供的气体放电灯的数量。因此，“类型”也理解为意指多个灯(优选为相同的)的电路拓扑结构(串联/并联)。

在EP 1519638A1公开的一种方法中，在预加热阶段，在两个不同的时刻对位于加热变压器的初级绕组一侧的电阻上的电压降进行测量。将由此确定的两个电压值与存储器中储存的基准电压进行比较，以便确定灯的类型。

根据EP 1125477B1，确定灯的灯丝电阻，通过将所述灯丝电阻与寄存器中储存的基准电阻值进行比较，来确定灯的类型。

根据EP 1103165B1，通过测量流经灯丝的电流来对灯的类型进行识别。在预加热阶段期间，在两个相继的时刻测量所述电流。

未公开的德国专利申请DE 10 2007 047 142.6提出了使用灯丝电阻的测量值来确定灯的类型，但是这种方法的前提条件是：在预加热阶段期间，供应给加热灯丝的功率或供应的灯丝电流保持恒定。这可以达到如下有利效果：在预加热阶段期间，灯丝被加热。随着加热的进行，灯丝电阻也随之增加。例如，如果第一灯类型的灯丝具有冷态电阻(cold resistance)R，在预加热阶段期间灯丝电阻会加倍，例如所产生的灯丝电阻为2R。如果第二灯类型的灯丝具有冷态电阻2R，其热态电阻(hot resistance)会是4R。因此，在预加热阶段期间，将电阻值拉开差距以达到这样的程度，即，使得热态电阻之间的差距或差异是冷态电阻之间的差距或差异的两倍。由于热态电阻之间有更大的差距，因此可以更加准确地确定灯类型。然而，如前面所述，这种方法的一个前提条件是：在预加热阶段期间，供应给灯丝的功率或供应给灯丝的加热电流保持恒定。

在本文开头处提到的不为现有技术所知的方法，其特征在于所附的权利要求1中的特征的组合。

所附的从属权利要求2至6涉及对根据本发明的方法的进一步开发。

另外，关于所附的权利要求2，需要指出的是，从根据权利要求1中的检测开始，还可以通过经由数字接口的反馈来光学地或声学地输出或发送出错信号。可以在以下情况下输出这种出错信号，一种情况是，已经识别出提供了两种不同类型的灯，另一种情况是在电子镇流器上连接了未启用的灯。

一个特别的特征是权利要求5中的特征，权利要求5中的特征对于本发明具有内在的重要性。根据该权利要求，用于诸如灯丝电流、灯丝电压或加热功率等各种预加热值的多个基准值组被储存用来确定灯类型，因此，可以调整所述参数，以便能够符合灯具制造厂商的要求或规格。

此外，本发明涉及一种可以实施根据本发明的方法的镇流器。所述镇流器的特征是权利要求7的主题。

本发明还涉及一种具有所述镇流器的照明设备，其中所述镇流器操作并联连接的或串联连接的一个或更多个气体放电灯。

最后，本发明还涉及一种具有一个或更多个照明设备的照明系统，包括至少一个上述类型的灯，所述一个或更多个灯优选地彼此连接(如果设置有多个的话)和/或经由总线系统与中央控制单元相连接。因此，可选地，所述照明系统除了具有一个或更多个气体放电灯之外，也可以具有其它发光装置(LED、OLED、HID灯、......)。

本发明的另一个方面涉及一种操作发光装置、尤其是气体放电灯或LED或OLED的方法。在所述方法中，识别(例如借助于控制单元)发光装置或替代电阻是否与用于要使用发光装置的位置上的发光装置的操作电路电连接，所述要使用发光装置使用的位置例如是灯座，尤其是气体放电灯的灯座。如果识别出替代电阻值，则触发所述操作电路的偏离正常操作的特殊响应，这种响应尤其用在当替代电阻已经重新被发光装置所替换时。因此，尤其在制造期间，所述替代电阻可以用于对发光装置的操作电路进行配置或编程。因此，灯座或者类似的发光装置连接件首先被用作编程接口，因而灯座或者类似的发光装置连接件不仅用于将电力输出给发光装置，而且用作编程通道，例如用作操作设备的集成电路(微控制器、ASIC、......)的编程通道。

如果所述控制单元识别出替代电阻值，则可以设置用于后续操作的偏离操作参数。为此目的，例如，控制单元可以将替代电阻或表格中的替代电阻的无电抗性的电阻值与要选择的一个或更多个操作参数进行匹配。优选地，一旦重新插入了发光装置以取代替代电阻，就使用这些操作参数。

如果识别出替代电阻值，则在具有可加热电极的气体放电灯的情况下，可以改变预加热时间或灯启动的顺序响应。

如果识别出替代电阻值，则因此，与识别出的替代电阻的值相关的操作参数可以被输入操作电路，以用于后续操作，即接下来的灯启动之后的操作。

本发明的又一个方面涉及一种用于对发光装置的操作电路进行配置或编程的方法，所述方法具有以下步骤：在要使用发光装置的位置例如灯座处插入替代电阻；以及根据识别替代电阻的存在和/或替代电阻的电阻值来设置一个或更多个操作参数。

可以利用替代电阻输入要操作的发光装置类型，尤其是瓦特数。

下面将结合附图描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1示出根据本发明的镇流器的示意性方框电路图；

图2示出实践中如何实施根据本发明的方法的流程图；以及

图3示出三种不同灯类型的灯丝电阻随预加热时间的变化，并且示出因此而产生的在这三种灯类型中的每一种灯类型的差值电阻的变化范围。

图1所示的镇流器V用于操作两个气体放电灯L1、L2，每个气体放电灯L1、L2分别具有两个加热灯丝W1a、W1b以及W2a、W2b。

为了产生用于灯具L1、L2的操作电压，系统电压由整流器1整流并由平滑电路而被平滑。据此，逆变器3产生AC电压，并且该AC电压被提供给串联谐振电路4。串联谐振电路4的电容器两端的电压降被提供给灯L1、L2作为操作电压。

与总线相连接的程序发生器14安排灯L的预加热阶段的开始。为此目的，在方框8处产生开始信号。方框8产生用于灯L的灯丝W1和W2的加热功率或灯丝电流。在预加热阶段期间，加热功率和灯丝电流保持恒定。加热功率和灯丝电流经由方框6被传送给灯具L1、L2，方框6包括用于限制灯丝电压的装置。为了避免加热灯丝的各个节(segment)之间的交叉放电，需要限制灯丝电压。流经“冷”灯丝W1b、W2b的灯丝电流在电阻器R5两端产生电压降，所述电压降被传送给灯丝电流测量装置7。此外，在分压器R1/R2和R3/R4处分接出电压，所述电压是对“冷”灯丝W1b、W2b两端的灯丝电压的度量。这些灯丝电压被提供给灯丝电压测量装置9。

由灯丝电流测量装置7和灯丝电压测量装置9不断测量得到的测量值被提供给存储器15。存储器15由程序发生器14控制，以便恰好使得灯丝电流和灯丝电压的测量值在预加热阶段期间的两个相继的时刻被储存。储存的灯丝电流和灯丝电压的测量值由存储器15提供给商生成器10，所述商生成器10根据这些测量值计算出灯丝的冷态电阻和热态电阻。这些值由商生成器10传送给差值生成器11，所述差值生成器11根据这些值计算出差值电阻。

差值生成器11将差值电阻提供给判断逻辑单元13，所述判断逻辑单元13与存储器12相对应，所述存储器12中存储有基准差值电阻的表格。判断逻辑单元13将方框11中所计算出的差值电阻与在存储器12中储存的表格内的基准值进行比较，并确定镇流器V所操作的灯L1、L2的类型。确定的类型由判断逻辑单元13传送给操作参数调节装置5，如果灯L1、L2的类型与镇流器V之前操作的灯的类型不同，则所述操作参数调节装置5对除其它以外的加热电流和加热功率进行重新调节。操作参数还可以是加热时间、启动电压、灯工作电压、灯电流或者用于出错中断的参数。然而，还可以调节功率因数校正电路的操作参数，例如总线电压或控制环路的动态参数。

在本文的上下文中，参考这一事实，即图1中的各个方框并非一定需要通过硬件来实现。相反，一些方框的功能也可以通过处理器中的相应软件来实现。图1的方框图的目的仅仅是为了使理解更加方便。

图2示出了用于确定灯类型的各个方法步骤的逻辑顺序，即以软件术语来图示说明本发明。下面将解释所述附图。

图2中的图示说明涉及这样的一种情况，其中，镇流器并行地操作两个灯。然而，它自然也包括只有一个灯具用于操作的可能性。

在预加热阶段的开始，利用这两个灯测量冷态电阻Rcold1和Rcold2。根据这两个测量值计算出差值的绝对值|Rdiff|。然后，对三种情况区别对待。如果|Rdiff|比第一基准值Ref1小，则意味着这两个灯的类型相同。于是进行″情况1″的过程。

如果|Rdiff|比第一基准值Ref1大而比第二基准值Ref2小，则意味着尽管灯是操作就绪的，但所述灯的类型不同。在此情况下，进行″情形2″的过程。这个结果一般意味着将灯具替换。

现在，应当进行″情况1″的过程，在″情况1″的过程中，如图所示，通过灯丝具有较低的冷态电阻的灯来继续此过程。

在进一步的方框中，要与较低的冷态电阻Rcold1或Rcold2相关联的两个差值电阻Rdiff1和Rdiff2的差值电阻被选择用于进一步的操作。

不言而喻，当只存在单一的灯具时，也能到达流程图中的该点。在这种情况下，不需要将冷态电阻分为两条路径。但是流程图的进一步过程仅限于一个差值电阻，不论这个差值电阻属于灯丝具有较低的冷态电阻的灯还是属于单一的灯。

进而，进行检测以确定差值电阻Rdiff是否比替代电阻Rsub小。当为了仿真的目的用替代电阻来替换灯具时，提供这种情况。如果是这种情况，则冷态电阻与热态电阻之间没有差异。因此，当判断为“是”时，差值电阻Rdiff被设置为等于热态电阻Rhot。

如果识别出替代电阻值，则可以发起偏离正常操作的特殊响应。例如，可以针对这种情况调节偏离操作参数以用于后续的操作，其中，也能够改变灯启动的预加热时间或顺序响应，但是也可以利用识别出的替代电阻的值来为镇流器规定操作参数以用于后续操作、即接下来的灯启动之后的操作。这可以理解为是对镇流器进行的一种编程，其中，还可以规定要识别的各种灯类型。其中一个例子可以是镇流器已经储存了用于14W和24W灯具的组合和用于21W和39W灯具的组合的参数组。根据因连接一侧的替代电阻的值而得到的规定值，接下来镇流器可以区分14W和24W灯具，或者区分21W和39W灯具，并因而克服了不可能基于14W和21W灯具的灯丝来区分14W和21W灯具这一问题。

如果差值电阻Rdiff比替代电阻Rsub大，即如果Rcold与Rhot彼此不同，则由于插入了灯，判断的结果将是“否”。

接下来，要进行判断的是差值电阻Rdiff是否比第一储存电阻值″级别1″低。如果差值电阻Rdiff比所述级别1低，则判断为这种情况下的灯类型是灯类型1。

如果差值电阻Rdiff处于上述级别1与更高的级别2之间，则判断为存在的灯类型是灯类型2。

如果差值电阻Rdiff处于级别2与进一步的级别3之间，则判断为存在的灯类型是灯类型3。

下面将结合图3更加详细地解释术语“级别1”、“级别2”和“级别3”。

如果差值电阻Rdiff落入上述范围之内并且可以由此确定灯类型，则通过设置与确定的灯类型相对应的灯参数来继续处理。

任选地，“灯类型识别”也可以理解为意指可以确定的、由操作设备供电并具有加热灯丝的、以并联或串联的方式提供的(相同的)气体放电灯的数量。因此，“类型”或“灯类型”也可以理解为意指多个灯(优选为相同的灯)的电路拓扑结构(并联/串联)。

另一方面，如果没有找到可以将差值电阻Rdiff归入的范围，则以最近储存的值继续操作。

图3示出在三种不同灯类型的情况下灯丝电阻在预加热阶段期间的变化曲线，所述预加热阶段期间持续500ms。

在第一灯丝的情况下，冷态电阻Rcold1为2WW，热态电阻Rhot1为3.88WW，其中WW表示电阻值单位。

在第二灯类型的灯丝的情况下，冷态电阻Rcold2为4WW。在预加热阶段期间，此电阻增加至14WW的热态电阻Rhot2。

第三灯类型的灯丝开始于8WW的冷态电阻Rcold3。在预加热阶段期间此电阻增加至40WW的热态电阻Rhot3。

该图示出了电阻值是如何随着热量加热而被拉开差距的。这么做的一个前提条件是：在预加热阶段期间一直向这些灯丝供应相同的加热功率或相同的加热电流。

如果在每个情况下差值电阻是由热态电阻Rhot和冷态电阻Rcold形成的，则针对第一灯类型产生1.88WW的差值电阻。第二灯类型的差值电阻Rdiff2为10WW。第三灯类型的差值电阻Rdiff3为32WW。

拉开热态电阻Rhot1、Rhot2和Rhot3之间的差距，使得可以为差值电阻Rdiff1、Rdiff2和Rdiff3限定出彼此之间具有间距的变化范围。通过阴影线标示出这些变化范围。

当确定的灯的加热灯丝的差值电阻落入这三个阴影范围中的一个阴影范围之内时，在任何情况下都提供可靠的识别。

然而，已经表明当使用图示的三种级别时，也可以对灯具类型作出满意的确定。第一级别“级别1”与第一灯类型的冷态电阻Rcold1相同。第二级别“级别2”与第二灯类型的热态电阻Rhot2相同。第三级别“级别3”超过灯类型的热态电阻Rhot3相当一段距离。

绘制在图右边的距离箭头利用虚线表示了这一事实，即：用于各个灯类型的确定范围延伸到下方的未定义的范围直至下一个级别。

超出阴影范围的识别区域是不需要的，但是可以采取视情况而异的方式来选择这些超出阴影范围的识别区域。阴影范围即差值电阻的变化范围是必要的，使得灯具类型的识别具有高度的可靠性。

然而，在灯类型3的情况下，可以想到的是，如果进行相应的预加热，通过500ms的预加热时间，冷态电阻Rcold3会上升而使得热态电阻Rhot3远超过图3指出的值(40WW)。然而，在假设恒定加热功率或恒定灯丝电流的情况下，这将意味着在灯丝的各个节之间会发生交叉放电，这是因为这些节之间的电压变得非常高。因此，在这种情况下，实行灯丝电压限制，所述灯丝电压限制已结合图1的方框6进行了解释。限制加热电压的效果是，热态电阻Rhot3不能增加至前述理论值，而是受到限制。