用于高頻燈的hf系統的制作方法

用于高頻燈的hf系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種HF系統，該系統包括一個HF裝置(5)、具體地一個HF燈和一個HF火花塞或類似的HF等離子體應用、以及一個用于操作所述HF裝置(5)的HF信號入耦合裝置(3)。該HF系統包括一個用于生成一個用于操作所述HF裝置(5)的HF信號的振蕩器(7)，并且所述系統特征在于，其包括在振蕩器(7)所生成的HF信號和所述HF裝置反射的信號的基礎上生成與該HF裝置的適配程度成比例的電壓信號(U比例)的裝置(15)。而且，該系統特征在于，其包括一個裝置(27)，優選地沒有微處理器，用于生成一個用于在HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(U比例)的基礎上適配振蕩器(7)輸出頻率的控制信號(UA)。
【專利說明】用于高頻燈的HF系統
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的HF系統、一種根據權利要求14的前序部分所述的信號入耦合裝置、以及一種根據權利要求15的前序部分所述的用于操作HF裝置的方法。
[0002]例如，從W02009/068618A2已知此處討論的類型的HF系統。其具體地用于高效地操作高頻裝置，如高頻率下的高頻燈，具體地在2.45GHz下的ISM頻段中。HF裝置的操作(具體地，HF燈、HF火花塞或類似的HF等離子體應用)以燈的良好高頻適配為前提。燈的適配取決于頻率并且是燈可以占用振蕩器生成的HF信號的什么部分用于燈的操作的一種措施。HF裝置與饋入的HF信號的頻率的適配越大，因此燈反射的信號的部分越小。因此，HF裝置的適配對HF系統的總效率具有顯著的貢獻。具體地在高頻操作節能燈的情況下，操作頻率與幾十MHz數量級的HF系統中的最佳適配頻率的偏差會引起效率降低超過50%。HF裝置與饋入的HF信號的適配取決于多個因素。這些具體地涉及HF裝置的電子器件的制造公差、熱性能和老化引起的變化。此外，點燃HF裝置之后的位置和通常還有適配變化的幅值如從圖1變得明顯。圖1a示出了點燃之前饋送至HF裝置的HF信號的操作頻率fQ的示意圖，并且圖1b示出了 HF裝置點燃后的同一信號。變得明顯的是，操作頻率fV在點燃HF裝置之后發生偏移，從而使得其不再與HF裝置的最佳操作頻率對應。在這種情況下，HF裝置的適配不再是最佳的并且發生所饋送至HF裝置的HF信號的反射，如上所述，這會大大降低HF裝置的效率。
[0003]現有技術披露了被提供用于HF裝置的適配的動態閉環控制的控制電路。所述電路使用例如從放大器開發和MHz等離子體【技術領域】已知的可變電容器。在這種情況下，為了獲得阻抗變換，使用鏈接到步進電機上的可變電容器。本解決方案能夠實現HF裝置的模擬適配，但必要地提供對閉環控制進行控制并形成單獨設置的微控制器的使用。結果是，首先延長了動態適配時間，并且電路進一步變得相對復雜和成本密集。
[0004]此外，眾所周知的是提供更高頻率下的交換網絡，例如在移動無線電領域，其通過不同電感電容元件被接通和關閉能夠實現具有用于動態地使天線適配的離散狀態的適配機構。本解決方案使得可以為負載阻抗的大變化實現離散匹配值。可以實現的離散步驟和可補償負載偏差取決于交換狀態的數量和適配機構的元件。本解決方案還必要地提供微型控制器的使用，這再一次使整個系統復雜和相對昂貴。
[0005]因此，本發明的目標是提供一種HF系統，該系統包括一個HF裝置和一個HF信號入耦合裝置，該信號入耦合裝置簡單、成本有效以及高效地實現HF裝置與最佳操作頻率的適配。
[0006]提出了包括如權利要求1所述的特征的HF系統用于實現上述目標。根據本發明的HF系統包括一個HF裝置(具體地，HF燈、HF火花塞或類似HF的等離子體應用)和一個用于操作該HF裝置的HF信號入耦合裝置，其中，該HF信號入耦合裝置包括一個用于生成用于操作該HF裝置的HF信號的振蕩器。該HF系統特征在于在該振蕩器生成的HF信號和該HF裝置反射的信號的基礎上生成與該HF裝置的適配程度成比例的一個電壓信號，并且特征在于一個優選地沒有微處理器的裝置，用于在與該HF裝置的適配程度成比例的電壓信號的基礎上生成一個用于使該振蕩器的輸出頻率適配的控制信號。
[0007]因此，本發明的本質點在于，在點燃時刻和操作過程中保證HF裝置的最佳適配，這通過將控制信號的頻率動態地控制到HF裝置的最佳適配的頻率的控制電路而發生。這種控制電路可以被設計成為ALL電路(振幅鎖環電路)。因此，根據本發明的HF系統和具體地根據本發明的HF信號入耦合裝置能夠實現HF信號的頻率位置到HF裝置(具體地，節能燈)在節能燈點燃時和在操作過程中兩者的適配的模擬和動態閉環控制。與現有技術中的之前已知的解決方案相比，本發明優選地不需要微控制器，而是僅需要形成控制電路元件所需的邏輯單元的幾個邏輯門。由此，整個HF系統被大大簡化并且可以必要時被實現在單獨半導體IC上。
[0008]本發明的本質基本概念是，生成與HF裝置的適配程度成比例的一個電壓信號，并且提供了用于本目的相應裝置，其中，在振蕩器生成的HF信號和HF裝置反射的信號的基礎上生成與HF裝置的適配程度成比例的電壓信號。然后，以如下方式優選地在沒有微處理器的裝置內(具體地，使用至少一個邏輯門)處理與HF裝置的適配程度成比例的該電壓信號:可以輸出一個控制信號用于在極短的時間內使振蕩器的輸出頻率適配。
[0009]操作頻率到具有HF裝置的最佳適配的頻率的模擬閉環控制受到根據本發明的HF系統的影響。在這種情況下，保證了 HF等離子體在最佳頻率下被可靠地點燃。此外保證了在最佳頻率下操作燈。此外，保證了在點燃過程中和在操作過程中將操作頻率與最佳頻率(它們可以對例如電子器件的制造公差、熱行為或老化引起的變化有貢獻)之間的偏差考慮在內。通過省掉微控制器，由于控制時間現在實質上僅是門渡越時間的函數，根據本發明的優選HF系統實現了操作頻率的更快速的閉環控制。此外，HF信號入耦合裝置的整個電路安排變得更加緊湊，因為僅需要單獨的邏輯門。如果合適的話，還可以在單獨半導體IC上實現該電路安排。用于大量生產的緊湊且方便的解決方法隨著半導體IC而出現。本發明所提供的進一步的優點是顯著較不復雜的開發，因為硬件更精簡且不需要軟件。而且，不需要軟件的事實意味著也不出現軟件錯誤，并且所以該HF系統總體上較不容易受干擾的影響。
[0010]特別優選一種HF系統，其中用于生成與HF裝置的適配程度成比例的電壓信號的裝置包括用于耦合出振蕩器生成的HF信號的一部分和至少一個出耦合裝置和用于耦合出該HF裝置反射的信號的一部分的至少一個進一步的出耦合裝置。此外，優選地，提供了用于檢測并輸出振蕩器生成的HF信號的耦合出部分的電壓信號的一個電壓檢測裝置和用于檢測并輸出該HF裝置反射的信號的耦合出部分的電壓信號的至少一個進一步的電壓檢測裝置。為了生成與HF裝置的適配程度成比例的實際電壓信號，優選地提供了一個裝置，具體地至少一個運算放大器，其在HF裝置反射的信號的耦合出部分的電壓信號和振蕩器生成的HF信號的耦合出部分的電壓信號的基礎上生成與HF裝置的適配程度成比例的電壓信號。
[0011]可替代地，用于生成與HF裝置的適配程度成比例的電壓信號的裝置可以包括一個環行器，該環行器被設計成用于耦合出振蕩器生成的HF信號的一部分并且用于耦合出HF裝置反射的信號一部分，并且如果合適的話，檢測并輸出這些耦合出部分的相應電壓信號。優選地，該環行器包括至少一個裝置，具體地至少一個運算放大器或至少一個放大器電路，該至少一個裝置在這些耦合出部分的電壓信號的基礎上生成一個與HF裝置的適配程度成比例的電壓信號。[0012]在一個進一步優選HF系統中，用于生成用于使振蕩器的輸出頻率適配的控制信號的優選地無微處理器的裝置包括一個具有至少一個、優選地兩個邏輯門的邏輯單元，該邏輯單元在至少一個、優選地三個條件的基礎上輸出使用于使振蕩器的輸入頻率適配的控制信號。此外，該邏輯單元可以連接到一個移位寄存器上，其中，該移位寄存器被提供用于接收該邏輯單元的輸出信號。此外，該優選地無微處理器的裝置還可以包括一個用于對該邏輯單元的輸出信號進行計時的時鐘發生器裝置。以此方式，可以生成一個仿真數字信號或對其進行計時。優選地，該邏輯單元通過用于生成模擬輸出電壓的環路濾波器連接到該振蕩器上，用于控制所述振蕩器。具體地通過該邏輯單元的被該環路濾波器進行平滑處理的數字輸出信號生成模擬輸出頻率。可替代地，不是環路濾波器，可以提供一個電荷泵安排(多個電荷泵)用于生成模擬輸出電壓，用于控制振蕩器的頻率。作為一個進一步的替代方案，可以省掉環路濾波器和電荷泵安排兩者，并且該優選的無微處理器的裝置(具體地，該邏輯單元)反而被設計成使得其被設計成用于生成用于控制該振蕩器的頻率的模擬輸出電壓。優選地，該HF系統此外包括一個復位電路，該復位電路被設計成用于將該振蕩器放到一個預定義狀態下。結果是，該復位電路使得可以設計該振蕩器的預定義狀態，具體地預定義操作頻率。
[0013]還提出了一種用于在根據權利要求1至13中任一項所述的HF系統中使用的信號耦合裝置，用于實現上述目標。
[0014]最后，此外提出了一種用于操作HF裝置(具體地，HF燈、HF火花塞或類似的HF等離子體應用)的方法，用于實現上述目標。該方法包括通過振蕩器生成用于操作HF裝置的HF信號的步驟。該方法特征在于在該振蕩器生成的HF信號和該HF裝置處反射的信號的基礎上生成一個與該HF裝置的適配程度成比例的電壓信號。此外，該方法特征在于在與該HF裝置的適配程度成比例的該電壓信號的基礎上生成一個用于使該振蕩器的輸出頻率適配的控制信號。
[0015]優選一種方法，該方法涉及在生成一個使該振蕩器的輸出頻率適配的一個控制信號之前在與該HF裝置的適配程度成比例的該電壓信號的基礎上生成一個第一條件。所述第一條件優選地通過將與該HF裝置的適配程度成比例的該電壓信號與一個預定義的電壓值進行比較來獲得。還優選在生成一個使該振蕩器的輸出頻率適配的一個控制信號之前在與該HF裝置的適配程度成比例的該電壓信號的基礎上生成一個第二條件。具體地，在這種情況下，該第一條件是通過獲得與該HF裝置的適配程度成比例的該電壓信號而獲得的。根據本發明的方法優選地還包括將該第一和該第二條件和具體地還有一個第三條件引導向一個或多個邏輯門并在基于該邏輯門或這些邏輯門的真值表的基礎上生成一個用于使該振蕩器的輸出頻率適配的控制信號的步驟。
[0016]關于根據本發明的方法的優點，參考如上解釋的根據本發明的HF系統的優點。
[0017]以下參考附圖對本發明進行了更加詳細的解釋，其中:
[0018]圖1a示出了在HF裝置點燃之前的操作頻率的示意圖；
[0019]圖1b示出了在HF裝置點燃之后的操作頻率的示意圖；
[0020]圖2示出了根據本發明的HF系統的示例性實施例的示意電路圖；
[0021]圖3示出了用于生成用于使振蕩器的輸出頻率適配的控制信號的優選地無微處理器裝置的示例性實施例的示意電路圖；[0022]圖4示出了根據本發明的邏輯單元的示例性實施例的示意圖；
[0023]圖5示出了通過邏輯單元實現的真值表；
[0024]圖6示出了根據本發明的時鐘發生器裝置的示例性實施例的示意圖；
[0025]圖7示出了環路濾波器的示例性實施例的示意圖；以及
[0026]圖8示出了環路濾波器的示例性實施例的示意圖。
[0027]圖2示出了根據本發明的HF系統I的實施例的示意圖。HF系統I包括一個HF信號入耦合裝置3和一個HF裝置5，該HF裝置可以是HF燈、HF火花塞或類似的HF等離子體應用。下文僅通過示例在使用參考符號5的HF燈的基礎上對本發明進行描述。
[0028]HF信號入耦合裝置3用于操作HF燈5并且出于此目的通過振蕩器7生成具有用于HF燈5的點燃和操作的操作頻率的一個HF信號。在如圖2中所示的根據本發明的HF系統I的實施例的情況下，放大器9和阻尼元件11連接到振蕩器7上，借此，振蕩器7的輸出信號可以在其通過一個進一步的放大器13被增加至操作功率之前被增加或減少。放大器9和13以及阻尼元件11是任選的并且或者可以被省略或者用其他合適的元件替代。還可以想到HF燈5與振蕩器7之間的其他組合中的安排。
[0029]HF信號入耦合裝置3此外包括用于產生與HF裝置的適配程度成比例的一個電壓信號的裝置，用參考符號15概括所述裝置。根據如圖2中所示的本發明的實施例，所述裝置15包括兩個出耦合裝置17和19，其中出耦合裝置17用于耦合出振蕩器7生成的HF信號的一部分a，而出耦合裝置19用于耦合出HF燈5反射的信號的一部分b。不言而喻,僅當燈沒有與振蕩器7生成的HF信號的頻率最佳適配時，HF燈5才反射信號b。因此，出耦合裝置17用于耦合出傳向HF燈5的功率，而出耦合裝置19用于耦合出離開(即HF燈5反射的)的功率。
[0030]參考標號為15的裝置進一步包括一個電壓檢測裝置21 (檢測器)，其用于檢測并輸出振蕩器13生成的HF信號的耦合出部分a的電壓信號。此外，提供了一個電壓檢測裝置23 (檢測器)，其用于檢測并輸出HF燈5反射的信號b的耦合出部分的電壓信號。根據本發明本實施例，電壓檢測裝置21和23生成的兩個電壓信號被饋送至一個共同的運算放大器25，該運算放大器在電壓檢測裝置21和23的輸出電壓的基礎上生成與燈適配成比例的電壓U比例。
[0031]作為用參考標號15標識的用于生成與HF燈的適配程度成比例的電壓信號Uttw的裝置的實施例的替代方案，可以使用環行器而不使用出耦合裝置17和19，該環行器從HF燈5與振蕩器7之間的連接耦合出HF燈5的反射信號并使其可以作為受控變量而使用。然而，振蕩器7的HF信號在該過程中沒有丟失。在這種情況下，可以或者省掉運算放大器25，或者可以用放大器電路替換運算放大器。在用于生成與HF燈的適配程度成比例的電壓信號的裝置15的進一步實施例中，還可以規定僅提供一個出耦合裝置17或19，該出耦合裝置可以分別用于耦合出振蕩器7生成的HF信號的那一部分和HF燈5反射的HF信號部分兩者。
[0032]所有至關重要的是提供一個裝置，該裝置從振蕩器7的HF信號和燈5處反射的信號生成與HF裝置適配程度成比例的電壓信號。換言之，所生成的與HF裝置適配程度成比例的電壓信號是對振蕩器7的被傳遞至HF燈5的HF信號有多少在HF燈5處被反射并且因此HF燈的失配有多高的一種措施。[0033]在后續步驟中，根據本發明，與燈適配成比例的電壓U _0皮饋送至優選地沒有微處理器的裝置27，該裝置用于生成一個控制信號用于使振蕩器7的輸出頻率適配。在圖2中所示的實施例的情況下，優選地沒有微處理器的裝置27包括一個振幅鑒別器29、一個環路濾波器31和一個復位電路33。振幅鑒別器29在與HF燈5的適配程度成比例的電壓U比?的基礎上生成一個數字或計時輸出電壓UD，該電壓進而被饋送至一個濾波器裝置，具體地環路濾波器31，該濾波器裝置以一種使得生成實質上模擬輸出信號Ua的方式使計時輸出電壓Ud平滑，該模擬輸出信號作為控制電壓被饋送至振蕩器7。因此，被饋送至振蕩器7的控制電壓Ua是對振蕩器7的頻率是否增加、降低或保持相同的一種措施。
[0034]圖3示出了圖2中所示的所謂的振幅鑒別器29的一個示例性實施例。振幅鑒別器29具有一個輸入端35，在該輸入端饋入與HF燈5的適配程度成比例的電壓U t_。在本示例性實施例的情況下，在振幅鑒別器29中生成總計3個條件K1、K2和K3。在與HF燈5的適配程度成比例的電壓信號Ut_的基礎上通過所述信號與預定義的電壓值進行比較來生成該第一條件Kl。為此目的，振幅鑒別器29包括一個比較器39，向該比較器首先饋送電壓信號Ut_并且其次饋送一個固定電壓值，由電壓值發生裝置41生成該固定電壓值。電壓值發生裝置41優 選地通過分壓器實現。比較器39將電壓Ut_的當前值與電壓值發生裝置41的固定電壓值進行比較。比較器39的結果輸出信號對應于該第一條件K1。
[0035]同時，在振幅鑒別器29中，電壓信號U_被饋送至具有一個集成反向比較器的一個微分器單元43，該單元獲得電壓信號Ut_。因此，微分器單元43的輸出信號提供關于燈適配的趨勢的信息，即，適配是否降低或增加，并且對應于該第二條件K2。
[0036]該第一條件Kl和該第二條件K2被饋送至一個邏輯單元45。邏輯單元45連接到一個移位寄存器，具體地連接到2位的移位寄存器47，該移位寄存器可以通過例如兩個D式觸發器實現并且從這些觸發器接收一個第三條件K3。如圖3中所示，移位寄存器47可以連接到一個時鐘發生器49以便在振幅鑒別器29內仿真地數字化模擬過程或對其進行計時。
[0037]在根據圖4的示意性實施例中展示了振幅鑒別器29的邏輯單元45的可能實現方式。邏輯單元45包括三個輸入端51、53和55，其中該第一條件Kl通過輸入端51被饋送至邏輯單元45，該第二條件K2通過該第二輸入端53并且該第三條件K3通過該第三輸入端55。邏輯單元45此外包括一個連接到圖3中所示的移位寄存器47上的輸出端57。
[0038]在根據圖4的示例性實施例中，邏輯單元45包括兩個邏輯門59和61和一個逆變器63。邏輯門61例如為異或門，而邏輯門49為與門。逆變器63使異或門61的供應信號反向。如果邏輯單元45的輸出端57處存在輸出信號Y，則下式適用于圖4中所示的安排:
[0039]Y=Kl *(Κ2ΘΚ3)
[0040]可以將具有上述關系的邏輯單元45分配給圖5中所示的真值表。從根據圖5的真值表中明顯的是，在本實施例中，僅當來自運算放大器25的與燈適配成比例的電壓U tm超過電壓值發生裝置41定義的值時并且同時
[0041]-存在具有一個集成反向比較器的微分器單元43生成的第二條件K2(K2 =“1”)，而來自移位寄存器47的η-1位對應于“I”
[0042]-或者不存在具有一個集成反向比較器的微分器單元43生成的第二條件K2(K2=“O”)，而來自移位寄存器47的N-1位對應于“O”時，振蕩器7的輸出頻率才增加(Y = I)。
[0043]時鐘發生器裝置49是有利的，因為由此可以避免由于單獨邏輯門的瞬態響應引起的不正確決定。圖6中展示了時鐘發生器裝置49的一種可能的實現方式。通過示例示出，時鐘發生器裝置49包括三個逆變器65、67和69、兩個電阻器71和73以及一個電容器75，以便在具有一個固定頻率f的輸出端77處實現一個信號。針對電阻器71和73的電阻R和電容器75的電容C出現以下頻率:
[0044]F = 0.558/ (RC)。
[0045]圖7顯示了圖2中所示的環路濾波器31的一個示例性實施例，所述環路濾波器從振幅鑒別器29接收一個計時輸出電壓UD。環路濾波器31從通過移位寄存器47傳遞的邏輯單元45的控制信號為振蕩器7的輸出頻率的閉環控制生成一個模擬電壓。在根據圖7的實施例中，環路濾波器31包括一個串聯電阻器79和至少一個并聯電容器81和還有至少一個并聯電阻器83，它們位于環路濾波器31的連接到移位寄存器47上的輸入端85與連接到振蕩器7上的輸出端87之間。
[0046]為了增加振蕩器7的輸出頻率，邏輯單元45的輸出端57被設置為“I”。此信號以與串聯電阻器79的電阻與并聯電容器81的電容的乘積對應的時間常數τ 通過串聯電阻器79對環路濾波器31中的并聯電容器81進行充電。邏輯單元45的輸出端57處的值“O”具有一些影響:并聯電容器81上的電荷通過由并聯電阻器83和電容器79形成的并聯電路放電。相應的時間常數τ 對應于并聯電容器81的電容與由兩個電阻器79和83形成的并聯電路的結果電阻乘積對應。
[0047]圖8示出了圖2中所示的復位電路33的一個可能實施例。在本實施例中，復位電路33包括一個用于將環路濾波器31中的并聯電容器81處的電壓與參考電壓Utw進行比較的比較器89，其中可以通過例如外部分壓器91生成參考電壓Utte。由此，可以定義閉環控制的下限頻率。如果環路濾波器31中的并聯電容器81處的電壓下降到電壓值Utte以下，則通過單穩態開關93生成對環路濾波器31中的并聯電容器81進行充電的電壓。由此，振蕩器7的輸出頻率被定義在閉環控制的上限頻率處。可以根據需要在接通過程中和在HF燈5的操作過程中兩者激活復位電路33和結果復位過程。
[0048]總之，可以表述為，圖2中所示的HF系統I僅是可以關于一些元件被修改的示例性實施例。具體地，可以用環行器替換出耦合元件。電壓檢測裝置21和23可以是任意設計的合適檢測器。此外，存在將圖8中所示的復位電路33或所述復位電路的功能集成到邏輯單元45內的可能性。另一方面，存在用門替換復位電路33的可能性，具體地用比較器和/或簡單的采樣并保持電路。
[0049]而且，可以用電荷泵替換根據圖7的環路濾波器31，即，基于鎖相環路電路(PLL)的模型的電荷泵電路。在這種情況下，該電路可以被設計成使得可以“保持”最佳操作頻率。在這種情況下，該電路某種程度上更復雜并且更大并且需要一個新的邏輯單元和多個負電壓。還可以想到將環路濾波器31或至少其功能集成到邏輯單元45內。然后，直接在邏輯單元45內生成模擬輸出電壓，從而使得時鐘發生器的使用是多余的。還可以想到擴展邏輯單元45。具體地，可以考慮進一步的條件，這些條件可以在不使用微處理器的情況下實現附加功能。則此目的可能需要附加邏輯門。而且，還可以修改并且具體地通過非穩態觸發器的使用補充移位寄存器47。具體地，可以提供使時鐘發生器或時鐘發生器裝置49多余的附加元件。
[0050]放大器9和12的使用和阻尼元件11的使用也是可選的。還可以想到例如將具有可變增益的放大器用于更準確的功率設置。同樣，可以用可變的方式體現阻尼元件，或可以提供相應的附加可變阻尼元件。具體地，放大和阻尼量級也是可選的。
[0051]總體上，本發明實現了一種HF系統并且具體地一種有利的HF信號入耦合裝置用于在HF系統中使用以便以一種盡可能沒有損耗的方式將HF信號耦合到HF裝置內，具體地到HF燈內。該HF信號入耦合裝置優選地具有沒有微處理器的設計，而是使用使微處理器多余的多個邏輯門。以此方式，HF系統實現了 HF信號入耦合裝置的輸出頻率的快速模擬閉環控制，例如，用于節能燈。根據本發明的HF信號入耦合裝置能夠在具有與HF燈最佳適配的操作頻率下點燃和高效操作HF燈。有利的模擬閉環控制此外可以對由電子器件的制造公差、操作支配的熱行為或老化引起的變化引起的頻移進行補償。所實現的邏輯單元由多個單獨的邏輯門組成并且因此能夠將電路有利集成到單個半導體IC中。因此，其為HF信號入耦合裝置和因此使用大量生產的整個HF系統的成本有效的實現方式提供了前提條件。
[0052]參考符號列表
[0053]I HF 系統
[0054]3 HF信號入耦合裝置
[0055]5 HF 裝置(HF 燈)
[0056]7 振蕩器
[0057]9 放大器
[0058]11 阻尼元件
[0059]13 放大器
[0060]15 用于生成與HF裝置的適配程度成比例的電壓信號的裝置
[0061]17 出耦合裝置
[0062]19 出耦合裝置
[0063]21 電壓檢測裝置
[0064]23 電壓檢測裝置
[0065]25 運算放大器
[0066]27 優選地沒有微處理器的裝置
[0067]29 振幅鑒別器
[0068]31 濾波器裝置(環路濾波器)
[0069]33 復位電路(復位裝置)
[0070]35 輸入端
[0071]37 比較裝置
[0072]39 比較器
[0073]41 電壓值發生裝置
[0074]43 微分器單元
[0075]45 邏輯單元
[0076]47 移位寄存器
[0077]49 時鐘發生器裝置
[0078]51 輸入[0079]53輸入
[0080]55輸入
[0081]57輸出
[0082]59邏輯門
[0083]61邏輯門
[0084]63逆變器
[0085]65逆變器
[0086]67逆變器
[0087]69逆變器
[0088]71電阻器
[0089]73電阻器
[0090]75電容器
[0091]77輸出端
[0092]79串聯電阻器
[0093]81并聯電容器
[0094]83并聯電阻器
[0095]85輸入
[0096]87輸出
[0097]89比較器
[0098]91外部分壓器
[0099]93單穩態開關
[0100]f0操作頻率
[0101]fQ’移位操作頻率
[0102]a振蕩器的HF信號的一部分
[0103]b反射信號的一部分 [0104]U tm與燈的適配程度成比例的電壓
[0105]Ud計時輸出電壓
[0106]Ua模擬輸出信號
【權利要求】
1.包括一個HF裝置(5)的HF系統(I)，具體地，一個HF燈、一個HF火花塞或類似的HF等離子體應用，和一種用于操作該HF裝置(5)的HF信號入耦合裝置(3)，包括: -一個振蕩器(7)，用于生成一個用于操作該HF裝置(5)的HF信號()， 其特征在于 -裝置(15)，用于在該振蕩器(7)生成的該HF信號和該HF裝置反射的一個信號的基礎上生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(Ut_)，以及 -一個優選地沒有微處理器的裝置(27)，用于在與該HF裝置(5)的適配程度成比例的該電壓信號(Ut_)的基礎上生成一個用于使該振蕩器(7)的輸出頻率適配的控制信號(Ua)。
2.根據權利要求1所述的HF系統， 其特征在于 用于生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(Ut_)的該裝置包括至少一個出耦合裝置(17，19)，該出耦合裝置用于耦合出該振蕩器(7)生成的該HF信號的一部分并且用于耦合出該HF裝置(5)反射的該信號的一部分。
3.根據權利要求1或2所述的HF系統， 其特征在于 用于生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(Ut_)的該裝置包括用于檢測并輸出該振蕩器(7)生成的該HF信號的該耦合出部分(a)的一個電壓信號的至少一個電壓檢測裝置(21)和用于檢測并輸出該HF裝置(5)反射的該信號的該耦合出部分(b)的一個電壓信號的至少一個進一步的電壓檢測裝置(23)。
4.根據以上權利要求中任一項所述的HF系統， 其特征在于 生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(Ut_)的該裝置包括至少一個裝置，具體地以至少一個運算放大器(25)為形式，該至少一個裝置在該HF裝置(5)反射的該信號的該耦合出部分(b)的該電壓信號和該振蕩器(7)生成的該HF信號的該耦合出部分(a)的該電壓信號的基礎上生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(U比例)。
5.根據權利要求1所述的HF系統， 其特征在于 用于生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(Ut_)的該裝置包括一個環行器，該環行器被設計成用于耦合出該振蕩器(7)生成的該HF信號的一部分并且用于耦合出該HF裝置(5)反射的該信號O的一部分，并且如果合適的話，檢測并輸出這些耦合出部分(a, b)的相應電壓信號。
6.根據權利要求5所述的HF系統， 其特征在于 該環行器包括至少一個裝置，具體地至少一個運算放大器或至少一個放大器電路，該至少一個裝置在這些耦合出部分的電壓信號的基礎上生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號。
7.根據以上權利要求中任一項所述的HF系統，其特征在于 用于生成一個用于使該振蕩器(7)的輸出頻率適配的控制信號(Ua)的該優選地無微處理器的裝置(27)包括一個具有至少一個、優選地兩個邏輯門出1，63，59)的邏輯單元(45)，該邏輯單元在至少一個、優選地三個條件(K1，K2，K3)的基礎上輸出用于使該振蕩器(7)的輸入頻率適配的一個控制信號。
8.根據權利要求7所述的HF系統， 其特征在于 提供了一個用于接收該邏輯單元(45)的一個輸出信號(Y)的移位寄存器(47)。
9.根據權利要求8所述的HF系統， 其特征在于 提供了一個用于對該邏輯單元(45)的該輸出信號(Y)進行計時的時鐘發生器裝置(49)。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的HF系統， 其特征在于 該邏輯單元(45)通過一個用于生成一個模擬輸出電壓(Ua)的環路濾波器(31)連接到該振蕩器(7)上，用于控制所述振蕩器(7)的頻率。
11.根據權利要求7至9中任一項所述的HF系統， 其特征在于 該邏輯單元(45)通過一個用于生成一個用于控制所述振蕩器(7)的頻率的模擬輸出電壓的電荷泵安排連接到該振蕩器(7)上。
12.根據權利要求7至9中任一項所述的HF系統， 其特征在于 該優選地無微處理器的裝置(27)、具體地該邏輯單元(45)被設計成使得其被設計成用于生成一個用于控制該振蕩器(7)的頻率的模擬輸出電壓(Ua)。
13.根據以上權利要求中任一項所述的HF系統， 其特征在于 提供了一個復位電路(33)，其被設計成用于將該振蕩器(7)放到一個預定義狀態下。
14.用于在根據權利要求1至13中任一項所述的HF系統(I)中使用的信號入耦合裝置⑶。
15.用于操作HF裝置(5)、具體地HF燈、HF火花塞或類似的HF等離子體應用的方法，包括 -通過一個振蕩器(7)生成一個用于操作該HF裝置(5)的HF信號， 其特征在于 -在該振蕩器(7)生成的該HF信號和該HF裝置(5)反射的一個信號的基礎上生成一個與該HF裝置(5)的適配程度成比例的電壓信號(U_)，以及 -在與該HF裝置(5)的適配程度成比例的該電壓信號(Ut_)的基礎上生成一個用于使該振蕩器(7)的輸出頻率適配的控制信號(Ua)。
16.根據權利要求15所述的方法， 其特征在于在生成一個使該振蕩器(7)的輸出頻率適配的控制信號(Ua)之前在與該HF裝置(5)的適配程度成比例的該電壓信號(Ut_)的基礎上生成一個第一條件(Kl)。
17.根據權利要求16所述的方法， 其特征在于 該第一條件(Kl)通過將與該HF裝置(5)的適配程度成比例的該電壓信號(Ut_)與一個預定義的電壓值進行比較來獲得。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的方法， 其特征在于 在生成一個使該振蕩器(7)的輸出頻率適配的控制信號(Ua)之前在與該HF裝置(5)的適配程度成比例的該電壓信號(Ut_)的基礎上生成一個第二條件(K2)。
19.根據權利要求18所述的方法， 其特征在于 該第二條件(K2)通過獲得與該HF裝置(5)的適配程度成比例的該電壓信號(Ut_)來獲得。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的方法， 其特征在于 將該第一(Kl)和該第二條件(K2)以及具體地一個第三條件(K3)引導向一個或多個邏輯門(59，61，63)并且在基于該邏輯門或這些邏輯門的一個真值表的基礎上生成一個用于使該振蕩器(7)的輸出頻率適配的控制信號(Ua)。
【文檔編號】H05B41/24GK103947298SQ201280056820
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月22日 優先權日:2011年11月23日
【發明者】H·霍伊爾曼, 阿拉什·薩德法姆 申請人:第三專利投資有限兩合公司