CN101569206A - 用于驱动高压放电灯的电路装置和方法 - Google Patents
用于驱动高压放电灯的电路装置和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种用于驱动高压放电灯的电路装置(10),该电路装置带有:换向设备(K),该换向设备具有输入端(E1,E2)用于与直流电压源耦合以及具有输出端(A1,A2)用于与高压放电灯(EL)耦合,其中换向设备(K)设计为将位于输入端(E1,E2)的电压(UZW)与其输出端(A1,A2)耦合;控制装置(12),其设计为将极性进行换向,其中位于换向设备(K)的输入端(E1,E2)的电压(UZW)以该极性与换向设备(K)的输出端(A1,A2)耦合;以及同步装置(14),其设计为在其输出端(A1,A2)提供同步信号(Sy);其中该电路装置还包括:计时装置(16),该计时装置设计为在计时装置的输出端(A1,A2)产生换向触发信号(KA),该换向触发信号与高压放电灯(EL)的能够预先给定的工作频率同步;模式装置(18),在模式装置中存储有可能的换向时刻的选择,其中可能的换向时刻的选择在时间上与同步信号(Sy)同步,其中模式装置(18)具有输入端(E1,E2)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于驱动高压放电灯的电路装置,该电路装置具有:换向设备,该换向设备具有用于与直流电压源耦合的输入端以及用于与高压放电灯耦合的输出端,其中换向设备设计为将位于输入端的电压与其输出端耦合;控制装置,其设计为将极性进行换向,其中位于换向设备的输入端的电压以该极性与换向设备的输出端耦合;以及同步装置,其设计为在其输出端提供同步信号。此外,本发明还涉及一种带有这种电路装置的投影设备,用于借助这种电路装置驱动高压放电灯的相应方法以及最后还涉及一种用于执行所提及的方法的步骤的计算机程序产品。
背景技术
这种电路装置例如用于投影设备,这些投影设备还具有色轮,该色轮以确定的频率旋转。此外,该频率耦合到视频频率上,该视频频率在欧洲为48帧/秒而在美国为63帧/秒。通常,该色轮以视频频率的两倍至四倍旋转,根据所提及的例子相应地以大约96至252转/秒。
这种方式在图1中示出。在此,图1c示出了周期持续时间T。根据曲线1a,周期持续时间T在此包括色轮的三次旋转,其中在此三次地重复颜色顺序,R代表红色,G代表绿色,而B代表蓝色。颜色段切换考虑作为换向时刻。在此,所谓的光阀被短时地关断,由此在投影时不出现两个混色。该关断时间用于换向。曲线1b示出了实际选择的换向时刻。灯电流被换向。在此,对于整个电流周期需要两次换向。
在图1b中示出的换向时刻的序列周期性地重复。在此,换向频率平均为视频图像频率的三倍,在欧洲视频图像频率的实施例中相应地为3×48Hz=144Hz。如果现在对一个完整的电流周期需要两次换向,则相应地得到144Hz/2=72Hz的灯工作频率。因此,就视频频率而言得到72Hz/48Hz=1.5的比例因子。
在提高到每个周期持续时间T四次色轮旋转的情况下,相应地得到比例因子为2。通过该比例因子,相应地将灯工作频率耦合到视频频率上。然而,在此每个灯具有其自己最佳的灯工作频率。这能够实现没有闪烁的运行、形成稳定的光弧以及电极在其寿命期间的高稳定性。
由此产生两个问题:即使其中使用了这种电路装置的投影设备针对欧洲的比例进行最佳地设计,即灯以其最佳的灯工作频率来驱动,则这种灯对于在美国的运行不利地设计。另一方面,只能设置固定的比例因子。当现在在比例因子为1.5时得到最佳的灯工作频率时,则借助现有技术的装置不能实现这一点。
发明内容
因此本发明的任务是,改进这种电路装置,使得能够与视频图像频率无关地实现高压放电灯以最佳灯工作频率运行。此外,本发明的任务还在于,提供一种相应的投影设备,一种用于驱动高压放电灯的相应的方法以及一种用于执行所述方法的步骤的计算机程序产品。
这些任务通过具有权利要求1所述的特征的电路装置、具有权利要求10所述的特征的投影设备、具有权利要求12所述的特征的方法以及具有权利要求13所述的特征的计算机程序产品来解决。
本发明原则上基于如下认识:当将这种电路装置围绕计时装置和模式装置(Patternvorrichtung)来扩展时,可以解决上述任务。在此设计了计时装置,在计时装置的输出端产生换向触发信号,该换向触发信号与高压放电灯的可预先给定的工作频率、优选与最佳的灯工作频率同步。在模式装置中存储有可能的换向时刻的选择,其中可能的换向时刻的选择在时间上与同步信号同步。模式装置具有输入端,该输入端与计时装置的输出端耦合用于传输换向触发信号。在此,模式装置设计为响应于接收到换向触发信号在换向时刻上选择的时间上的下一个换向时刻将换向控制信号耦合到控制装置,用于引起换向。
在此,同步信号优选与视频信号的帧同步,并且由此与高压放电灯的可预先给定的工作频率无关。相应地,虽然在模式装置中可能的换向时刻与视频信号同步,然而这些换向时刻并不周期性地重复。更为确切地说,在计时装置中反映了最佳的灯工作频率,该灯工作频率现在用于从换向时刻(如这些换向时刻在模式装置中存储的那样)的选择中选出合适的换向时刻。由此,所选择的换向时刻可以关于视频信号的周期而周期而异地变化。由此,一方面可以比现有技术中设置精细得多的比例因子,并且由此与相应的国家的视频频率无关地以最佳的灯工作频率驱动高压放电灯。这根据选出最佳灯工作频率的标准得到较高的光产出、较高的效率、更加没有闪烁的运行、最大的灯寿命等等。
如已经提及的那样,同步装置优选具有输入端,在输入端上可以耦合划分为帧的视频信号,其中同步装置设计为将同步信号与视频信号的帧同步地提供。由此得到的优点是,该***可以广泛地使用。于是从视频信号的频率中直接导出同步信号的频率。然而,计时装置仍然与高压放电灯的最佳工作频率同步。由此得出,灯仍然以最佳工作频率驱动,而与连接在同步装置的输入端的视频信号的频率无关。
此外,另一优选的实施形式具有直流成分测量装置,其设计为确定和提供在换向设备的输出端所提供的信号的直流成分的实际值。
优选的是,根据本发明的电路装置还具有:期望值预定装置,通过该期望值预定装置可以确定在换向设备的输出端提供的信号的直流成分的期望值;以及调节装置,该调节装置一方面与模式装置耦合,另一方面为了输送在换向设备的输出端提供的信号的直流成分的实际值和期望值而与直流成分测量装置和期望值预定装置耦合,并且设计为特别是通过延迟或者排除来修改换向控制信号的输出,使得在换向设备的输出端提供的信号的直流成分的实际值和期望值之间的差的数值在可预先给定的阈值之下。这些措施考虑到以下情况:在由申请人开发的、已知名称为“Unishape”的方法中,与各颜色关联的信号幅度变化,其中高压放电灯以该信号来激励。由此,可以实现明显更高的分辨率以及更好的颜色强度。如果现在换向时刻周期而异地变化,则存在的危险是,在根据Unishape方法的激励中,激励灯的信号整体上不能是没有直流的。直流成分会导致电极尖端的不均匀的增长,并且由此产生问题,例如在US 5,608,294、WO 03/098979A1以及DE 198 29 600 A1中阐述了这些问题。就此而言,在一个实施形式中设计了,由期望值预定装置提供的期望值等于零。然而通过根据本发明的措施也可以考虑如下的***:其中电极由于***原因、例如由于对热辐射的向回反射而承受不同强度的负载。在这种情况下,证明为特别有利的是,由期望值预定装置提供的期望值不等于零,以便由此保证使电极承受相同负载。
此外在一个优选的实施形式中,期望值预定装置设计为动态地改变期望值,其中期望值预定装置特别是与温度测量装置和/或电极尖端测量装置耦合。这提供了如下可能性:关于温度变化或者电极确定的尖端生长而动态地改变期望值,以便由此进一步优化灯运行。
可预先给定的工作频率优选是特定于灯的工作频率,特别是对于灯最佳的工作频率。然而,可预先给定的工作频率也可以根据至少一个灯温度来选择,例如关于寿命、效率、易产生闪烁性(Flickeranfaelligkeit)等来优化。
在根据本发明的包括色轮和色轮的激励装置的投影设备的一个优选的实施形式中,色轮的激励装置设计为旋转色轮,使得该旋转与同步信号同步。由此,如果从视频信号中获得同步信号,则色轮的旋转与视频信号同步相协调。换向时刻的选择与此无关地进行,如结合根据本发明的电路装置的实施形式已经描述的那样。
其他优选的实施形式由从属权利要求中得到。结合以根据本发明的电路装置而提供的优选的实施形式以及其优点只要能应用也对应地适用于根据本发明的投影设备、根据本发明的方法以及根据本发明的计算机程序产品。
附图说明
下面将参照附图进一步描述根据本发明的电路装置以及根据本发明的投影设备的实施例。其中:
图1示出了在根据现有技术的电路装置中由色轮的三次旋转构成的周期在时间上的颜色序列以及其中选择的换向时刻;
图2以示意图示出了根据本发明的电路装置的结构;
图3示出了在根据本发明的电路装置中不同信号的时间变化过程;以及
图4以示意图示出了根据本发明的投影设备的结构。
具体实施方式
图2以示意图示出了根据本发明的电路装置10的结构。该电路装置包括换向设备K,其包括开关S1、S2、S3和S4,其中它们在此形成了全桥布置。换向设备K具有输入端,该输入端包括两个输入端子E1和E2,以及具有输出端,该输出端包括两个输出端子A1和A2。在两个输出端子A1和A2之间耦合有灯电感线圈L和高压放电灯EL的串联电路。四个开关S1至S4被控制装置12激励,使得交替地一方面导通切换开关S1和S4以及另一方面导通切换开关S2和S3。由此对极性进行换向,其中在换向设备K的输入端的电压UZW(通常所谓的中间回路电压)以该极性与换向设备K的输出端耦合。
此外,该电路装置包括同步装置14,该同步装置在其输出端提供同步信号Sy。在此,同步装置14在其输入端被输送有划分为帧的视频信号V,其中同步装置14设计为提供同步到视频信号V的帧的同步信号Sy。
此外,根据图2的电路装置包括计时装置16,该计时装置在其输出端提供换向触发信号KA,该换向触发信号与高压放电灯EL的可预先给定的工作频率同步。该可预先给定的工作频率可以是特定于灯的工作频率,其也可以根据至少一个灯参数来选择,例如根据小的闪烁倾向性(Flickerneigung)、尽可能长的寿命、高的效率等等来选择。换向触发信号KA被输送给模式装置18,此外该模式装置还被输送有同步装置14的输出信号Sy。
在模式装置18中存储了可能的换向时刻的选择,其中可能的换向时刻的选择在时间上同步到同步信号Sy。模式装置18具有输入端,该输入端与计时装置16的输出端耦合用于传输换向触发信号KA。模式装置18设计为:响应于接收到换向触发信号KA在对换向时刻的选择的时间上的下一个换向时刻输出换向控制信号KS,用于引起换向。仅仅对颜色过渡的确定选择被考虑作为换向时刻,因为换向时刻必须满足确定的标准。于是,考虑到最佳的灯运行例如选出特征在于大的幅度的颜色过渡。考虑到最佳的投影结果,排除了某些颜色过渡,因为在某些颜色过渡中可以看到所谓的减幅振荡(Ringing),即所谓的瞬态振荡过程。这是不希望的。
在图2的实施例中,模式装置18的输出信号KS被输送给调节装置20。该调节装置一方面从直流成分测量装置22获得在换向设备K的输出端提供的信号的直流成分的实际值,并且从期望值预定装置24被输送该直流成分的期望值。调节装置20被设计为修改换向控制信号的输出,特别是通过延迟或者排除来修改换向控制信号的输出,使得在换向设备K的输出端提供的信号的直流成分的实际值和期望值之间的差的数值在可预先给定的阈值之下。由调节装置20输出给控制装置12的信号用KS’表示。
期望值预定装置24可以设计为预先给定恒定的期望值,该期望值例如可以等于零或者为了考虑电极尖端的不均匀的加热等等而可以不等于零。特别优选的是,期望值预定装置24被设计为动态地改变期望值。在此,为此目的将期望值预定装置24与温度测量装置26以及与电极尖端测量装置28耦合。如果相应地确定高压放电灯EL的两个电极处于不同的温度,这会导致电极的不均匀的损耗,或者如果确定在电极上生长的尖端大小不均匀,则这在对调节装置20预先给定期望值时通过期望值预定装置24来考虑。
图3以示意图示出了在根据图2的根据本发明的电路装置的实施例中不同信号的时间流程。曲线a)首先示出了由同步装置14提供的同步信号Sy的时间流程。该同步信号Sy与视频信号V同步。曲线b)示出了存储在模式装置18中的可能的换向时刻的选择。这些换向时刻(如明显可看出的那样)与同步信号Sy同步。可以看到周期持续时间T,该周期持续时间表明,该选择周期性地重复、在图3的视图中重复总共四次。曲线d)示出了由计时装置16提供的信号的时间变化过程,该信号与高压放电灯的可预先给定的工作频率(而不是与视频信号V)同步。在此,在每个上升沿(参见曲线c))产生换向触发信号KA并且输送给模式装置18。该模式装置随后在换向时刻的选择的时间上的下一个换向时刻(参见曲线b))产生换向控制信号KS并且将该换向控制信号引导至控制装置12,以便引起换向。通过这种方式,高压放电灯EL平均上以高压放电灯EL的可预先给定的工作频率工作,确切地说,与视频信号V的频率无关。
图4以示意图示出了根据本发明的投影设备的结构。该投影设备包括根据本发明的电路装置10以及色轮32的激励装置30。视频信号V被输送给根据本发明的电路装置10以及色轮32的激励装置30,以便引起激励,使得色轮32的旋转与视频信号V同步。
在一个优选的实施例中,多个、更为优选的是所有的下面在图2中示出的部件和信号根据软件来实现,并且可以实施为在微控制器中的计算机程序。其为提供同步信号Sy的同步装置14,提供换向触发信号KA的计时装置16,提供换向控制信号KS的模式装置18,直流成分测量装置22,调节装置20,期望值预定装置24以及控制装置12。
Claims (13)
1.一种用于驱动高压放电灯的电路装置(10),该电路装置带有:
-换向设备(K),该换向设备具有输入端(E1,E2)用于与直流电压源耦合以及具有输出端(A1,A2)用于与高压放电灯(EL)耦合,其中换向设备(K)设计为将位于输入端(E1,E2)的电压(UZW)与其输出端(A1,A2)耦合;
-控制装置(12),其设计为将极性进行换向,其中位于换向设备(K)的输入端(E1,E2)的电压(UZW)以该极性与换向设备(K)的输出端(A1,A2)耦合;以及
-同步装置(14),其设计为在其输出端(A1,A2)提供同步信号(Sy);
其特征在于,该电路装置还包括:
-计时装置(16),该计时装置设计为在计时装置的输出端(A1,A2)产生换向触发信号(KA),该换向触发信号与高压放电灯(EL)的能够预先给定的工作频率同步;
-模式装置(18),在模式装置中存储有可能的换向时刻的选择,其中可能的换向时刻的选择在时间上与同步信号(Sy)同步,其中模式装置(18)具有输入端(E1,E2),该输入端与计时装置(16)的输出端(A1,A2)耦合用于传输换向触发信号(KA),其中模式装置(18)设计为响应于接收到换向触发信号(KA)在对换向时刻的选择的时间上的下一个换向时刻将换向控制信号(KS)耦合到控制装置(12),用于引起换向。
2.根据权利要求1所述的电路装置(10),其特征在于,同步装置(14)具有输入端(E1,E2),在输入端上能够耦合划分为帧的视频信号(V),其中同步装置(14)设计为将同步信号(Sy)与视频信号的帧同步地提供。
3.根据权利要求1或2所述的电路装置(10),其特征在于,所述电路装置还包括直流成分测量装置(22),该直流成分测量装置设计为确定和提供在换向设备(K)的输出端(A1,A2)提供的信号的直流成分的实际值。
4.根据权利要求3所述的电路装置(10),其特征在于,所述电路装置包括:
期望值预定装置(24),通过该期望值预定装置能够确定在换向设备(K)的输出端(A1,A2)提供的信号的直流成分的期望值;以及
调节装置(20),该调节装置一方面与模式装置(18)耦合,另一方面为了输送在换向设备(K)的输出端(A1,A2)提供的信号的直流成分的实际值和期望值而与直流成分测量装置(22)和期望值预定装置(24)耦合,并且设计为特别是通过延迟或者排除来修改换向控制信号(KS)的输出,使得在换向设备(K)的输出端(A1,A2)提供的信号的直流成分的实际值和期望值之间的差的数值在能够预先给定的阈值以下。
5.根据权利要求4所述的电路装置(10),其特征在于,由期望值预定装置(24)提供的期望值等于零。
6.根据权利要求4所述的电路装置(10),其特征在于,由期望值预定装置(24)提供的期望值不等于零。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的电路装置(10),其特征在于,期望值预定装置(24)设计为动态地改变期望值,其中期望值预定装置(24)特别是与温度测量装置(26)和/或与电极尖端测量装置(28)耦合。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的电路装置(10),其特征在于,能够预先给定的工作频率是特定于灯的工作频率。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的电路装置(10),其特征在于,根据至少一个灯参数来选择能够预先给定的工作频率。
10.一种投影设备,具有根据上述权利要求中的任一项所述的电路装置(10)。
11.根据权利要求10所述的投影设备,其特征在于,该投影设备包括色轮和该色轮的激励装置(30),其中色轮的激励装置(30)设计为使色轮旋转,使得该旋转与同步信号(Sy)同步。
12.一种用于借助电路装置(10)驱动高压放电灯的方法,该电路装置具有:换向设备(K),该换向设备具有输入端(E1,E2)用于与直流电压源耦合以及具有输出端(A1,A2)用于与高压放电灯(EL)耦合,其中换向设备(K)设计为将位于输入端(E1,E2)的电压(UZW)与其输出端(A1,A2)耦合;控制装置(12),其设计为将极性进行换向,其中位于换向设备(K)的输入端(E1,E2)的电压(UZW)以该极性与换向设备(K)的输出端(A1,A2)耦合;同步装置(14),其设计为在其输出端(A1,A2)提供同步信号(Sy);计时装置(16),该计时装置设计为在计时装置的输出端(A1,A2)产生换向触发信号(KA),该换向触发信号与高压放电灯(EL)的能够预先给定的工作频率同步;模式装置(18),在模式装置中存储有可能的换向时刻的选择,其中可能的换向时刻的选择在时间上与同步信号(Sy)同步;
其特征在于,该方法包括以下步骤:
a)通过计时装置(16)输出换向触发信号(KA);
b)通过模式装置(18)接收换向触发信号(KA);
c)在对换向时刻的选择的时间上的下一个换向时刻将换向控制信号(KS)耦合到控制装置(12);以及
d)通过控制装置(12)激励换向设备(K),用于引起换向。
13.一种计算机程序产品,其能够加载到数字计算机的内部存储器中并且包括软件代码段,当该产品在计算机中运行时,借助这些软件代码段实施根据权利要求12的步骤。
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