[发明专利]脉冲电压序列产生方法及其电路装置

说明书

                    技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分的电路装置。它涉及一种用于驱动放电灯的脉冲电压序列的电路装置。此外本发明涉及由该电路装置产生脉冲电压序列的方法。

更确切地，本发明涉及驱动放电灯或光源的电路装置，其中放电灯至少一个极性的电极是介电隔离的，该电路装置借助单极性或至少实质为单极性的电压脉冲驱动放电灯，如WO94/23442中所述的。这种驱动方式使用原则上无限制的电压脉冲序列，它们被静区时间彼此隔开。对于高效地产生有效发光起决定作用的实质是脉冲形状及脉冲持续时间和静区时间。通常导通比在约1∶5至1∶10之间的范围内。高压脉冲的峰值与相应的灯结构有关，例如与电极数目，放电距离及介质类型及厚度有关，通常在1KV及5KV之间。同时脉冲重复频率与灯的几何参数有关，及在约25KHz至约80KHz的范围中。对于这种灯的传统驱动方式则是使用正弦状交变电压。

介电隔离放电不同于通常放电灯中进行的放电，它具有设在放电空间内部与同一极性的一个或多个电极(单侧介电隔离)或所有电极即两极性的电极(双侧介电隔离)之间的介质。这种电极也被称为介电隔离电极。从一个介电隔离电极到放电区段离子化气体的电荷移动因此不是通过导体电流而是通过电容电流来实现的。由此在这种放电装置的等效电路图中产生了容性元件。因此该电路装置必须适应将能量容性地耦合到放电灯中。

                    现有技术

由DE19548003A1公知了一种产生脉冲电压序列，尤其是驱动介电隔离放电装置的电路装置。它具有：一个与输入电压供电的并带有充电电容器的充电回路；一个具有快速可控开关的放电及脉冲回路，它与一个脉冲控制电路相连接；一个带有与其相连接的负载的脉冲发送器及一个具有回馈电流阀及与充电回路输入并联的缓冲电容器的回馈储能回路。当每次开关导通期间，存储在电容器中的电能通过脉冲发送器传送到负载。由负载及脉冲发送器回馈的能量通过回馈储能回路存储到回馈储能点上并被缓冲电容器吸收。由此在回馈期间使次级绕组的电位箝在输入电压的电位上。此外，以此方式回馈能量可共用于充电电容的充电阶段。这种方案的缺点是脉冲发送器及开关元件的高脉冲负荷，这导致相对差的效率及相对大的元件成本。此外，脉冲发送器的具体结构对开关功能具有重大影响。脉冲发送器的最佳结构仅可通过试验来确定。

                  发明描述

本发明的任务在于，提供一种根据权利要求1前序部分的电路装置，借助它能以较小的开关损耗产生实质为单极性的脉冲电压序列。此外该脉冲电压序列应可作到在实质容性作用的负载上具有尽可能平滑的脉冲形状。本发明的另一方面是以相对少的元件来实现相对简单的电路。

该任务将通过权利要求1特征部分的特征来解决。其特别有利的构型在从属权利要求中给出。

本发明的另一任务是，给出一种产生上述脉冲电压序列的方法。该任务将通过方法权利要求中的特征来解决。

本发明的基本构思将在以下借助图1中简化方框图来解释。在可控开关2导通阶段由一个能量供给源1供电，首先对感性储能器3周期地加载。在加载后、即一旦开关2阻断，在感性储能器3中存储的磁能将传送到容性储能器4中。由此在感性储能器3上产生一个正弦振荡的第一电压半波，而在容性储能器4上也产生相同的电压半波，但其相位相反。第一电压半波被用作灯5的电压脉冲，它或是耦合在电感3上或是耦合在容性储能器4上。然后，容性储能器4上的能量通过感性储能器3回馈到能量供给源1中，后者最好包括一个附加的回馈储能器(未示出)。在此情况下，容性储能器4上的电压被箝住在通过打开的电流阀6降落的电压上。因此，在此期间感性储能器3上的电压等于供电电压。在给定时间后周期地重复该过程。该定时控制通过一个与可控开关2连接的信号发生器7来实现。

以此方式，产生出同相的，连接到灯电极上的实质为半波正弦状的电压脉冲，其中各电压脉冲通过静区时间彼此隔开，该静区时间即电极上电压实质为恒定并明显小于电压脉冲峰值、最好约为零值的时间。

本发明构思的核心是通过首先作为电感储能器使用的电感(以下简称振荡回路电感)及一个可控开关的串联电路来解决，其中对开关并联了一个作为容性储能器的电容-以下简称为振荡回路电容-及一个电流阀。

通过对于振荡回路电感及振荡回路电容所取的具体值可以首先影响电压脉冲的宽度。对于开始部分所述类型光源的驱动，振荡回路电感在约500μH及10mH之间，振荡回路电容在约100pH及1μF。