AT517953B1 - Beleuchtungssystem und verfahren zum prüfen, ob mindestens zwei mit einem evg zu betreibende gasentladungslampen vom gleichen typ sind - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen, ob mindestens zwei mit einem elektronischen Vorschaltgerät (V) zu betreibende Gasentladungslampen (L1, L2) vom gleichen Typ sind. Dazu werden die Wendelspannung und der Wendelstrom je einer Heizwendel (W1b, W2b) jeder Gasentladungslampe (L1, L2) zu einem ersten Zeitpunkt gemessen und daraus die Kaltwiderstände (R1cold, R2cold) berechnet. Aus den beiden Kaltwiderständen (R1cold, R2cold) wird dann der absolute Differenzwiderstand (|Rdiff|) berechnet. Dieser wird mit einem höheren und einem niedrigeren Referenzwert (Ref1, Ref2) verglichen. Der Vergleich erlaubt eine Aussage, ob die beiden Gasentladungslampen (L1, L2) vom gleichen Typ sind.

Description

Beschreibung

BELEUCHTUNGSSYSTEM UND VERFAHREN ZUM PRÜFEN, OB MINDESTENS ZWEI MIT EINEM EVG ZU BETREIBENDE GASENTLADUNGSLAMPEN VOM GLEICHEN TYP SIND

[0001] Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem, Vorschaltgeräte, Leuchten und Verfahren zum Prüfen, ob mindestens zwei mit einem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) zu betreibende Gasentladungslampen vom gleichen Typ sind.

[0002] Unter „Lampentyperkennung" oder „vom gleichen Typ" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dabei optional auch zu verstehen, dass die Anzahl parallel oder seriell durch das Vorschaltgerät versorgter Gasentladungslampen mit Heizwendeln ermittelbar ist. Unter „Typ" ist also auch die Verschaltungstopologie (seriell/parallel) mehrerer (vorzugsweise gleichartiger) Lampen zu verstehen.

[0003] Bei einem nach der EP 1519638 A1 bekannten Verfahren wird zu zwei verschiedenen Zeitpunkten der Vorheizphase der Spannungsabfall über einem auf der Primärseite des Heiztransformators befindlichen Widerstand gemessen. Die beiden dadurch ermittelten Spannungswerte werden mit in einem Speicher abgelegten Referenzspannungswerten verglichen, um den Lampentyp zu bestimmen.

[0004] Nach der EP 1125477 B1 ist es bekannt, den Wendelwiderstand der Lampe zu bestimmen, um durch Vergleich mit einem in einem Register abgelegten Referenzwiderstands-Wert den Lampentyp zu ermitteln.

[0005] Nach der EP 1103165 B1 erfolgt die Identifizierung des Lampentyps durch Messung des über die Wendel fließenden Stromes. Der Strom wird während der Vorheizphase zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gemessen.

[0006] Das eingangs angegebene Verfahren, zu dem hier kein Stand der Technik bekannt ist, ist gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale des Anspruches 1.

[0007] Die abhängigen Ansprüche 2 bis 5 betreffen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0008] Zu Anspruch 2 ist zu bemerken, dass ausgehend von der Prüfung nach Anspruch 1 weiterhin ein Fehlersignal optisch oder akustisch ausgegeben bzw. mittels einer Rückmeldung über ein digitales Interface gesendet werden kann. Ein solches Fehlersignal kann für den Fall, dass eine Bestückung mit zwei verschiedenen Lampentypen erkannt wurde, oder auch für den Fall, dass eine nicht freigegebene Lampe an das EVG angeschlossen wurde, ausgegeben werden.

[0009] Eine Besonderheit ist das Merkmal des Anspruches 5, dem eigenständige erfinderische Bedeutung zukommt. Nach diesem Anspruch sind für die Bestimmung des Lampentyps mehrere Sätze von Referenzwerten gespeichert, die für verschiedene Vorheizwerte, wie Wendelstrom, Wendelspannung oder Heizleistung gelten, so dass diese Parameter adaptiert werden können, um die Forderungen oder Spezifikationen des Lampenherstellers einhalten zu können.

[0010] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

[0011] Es zeigen: [0012] Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes; [0013] Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren prak tisch umgesetzt wird; und [0014] Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Wendelwiderstandes von der

Vorheizzeit für drei verschiedene Lampentypen sowie sich daraus ergebenden drei Variationsbereiche für den Differenzwiderstand jedes dieser drei Lampentypen; [0015] Das in Fig. 1 gezeigte Vorschaltgerät V dient zum Betrieb von zwei Gasentladungslampen L1, L2 mit je zwei Heizwendeln W1a, W1b, W2a, W2b.

[0016] Zur Erzeugung der Betriebsspannung für die Lampen L1, L2 wird von einem Gleichrichter 1 die Netzspannung gleichgerichtet und in einer Glättungsschaltung geglättet. Ein Wechselrichter 3 erzeugt daraus eine Wechselspannung, die einem Serienresonanzkreis 4 zugeführt wird. Die über dem Kondensator des Serienresonanzkreises 4 abfallende Spannung wird den Lampen L1, L2 als Betriebsspannung zugeführt.

[0017] Ein mit einem Bus verbundener Programmgeber 14 legt den Start einer Vorheizphase für die Lampe L fest. Er gibt dazu an den Block 8 ein Startsignal. Der Block 8 erzeugt die Heizleistung bzw. den Wendelstrom für die Wendeln W1 und W2 der Lampe L. Die Heizleistung bzw. der Wendelstrom werden während der Vorheizphase konstant gehalten. Die Heizleistung bzw. der Wendelstrom werden den Lampen L1, L2 über einen Block 6 geführt, der Mittel zum begrenzen der Wendelspannung enthält. Eine Begrenzung der Wendelspannung ist erforderlich, um eine Querentladung zwischen den einzelnen Abschnitten der Heizwendeln zu vermeiden. Der durch die "kalten" Wendeln W1b, W2b fließende Wendelstrom erzeugt an dem Widerstand R5 einen Spannungsabfall, der Wendelstrom-Messmitteln 7 geführt wird. An Spannungsteilern R1/R2 und R3/R4 werden ferner Spannungen abgenommen, die ein Maß für die Wendelspannungen an den "kalten" Wendeln W1b, W2b sind. Diese werden den Wendelspan-nungs-Messmitteln 9 zugeführt.

[0018] Die von den Wendelstrom-Messmitteln 7 und den Wendelspannungs- Messmitteln 9 laufend gemessenen Messwerte werden einem Speicher 15 zugeführt. Der Speicher 15 ist von dem Programmgeber 14 gesteuert, und zwar so, dass die Messwerte für den Wendelstrom und die Wendelspannungen zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während der Vorheizphase gespeichert werden. Die gespeicherten Messwerte für den Wendelstrom und die Wendelspannungen werden von dem Speicher 15 aus einem Quotientenbildner 10 zugeführt, der daraus die Kaltwiderstände und die Heißwiderstände der Wendeln berechnet. Diese Werte werden von dem Quotientenbildner 10 an den Differenzwertbildner 11 weitergeleitet, der daraus die Differenzwiderstände errechnet.

[0019] Der Differenzwertbildner 11 führt die Differenzwiderstände einer Entscheidungslogik 13 zu, die ihrerseits mit einem Speicher 12 korrespondiert, indem eine Tabelle für Referenz-Differenzwiderstände abgelegt ist. Die Entscheidungslogik 13 vergleicht den in dem Block 11 berechneten Differenzwiderstände mit den Referenzwerten in der im Speicher 12 gespeicherten Tabelle und bestimmt den Typ der von dem Vorschaltgerät V betriebenen Lampen L1, L2. Der ermittelte Lampentyp wird von der Entscheidungslogik 13 an die Betriebsparameter- Einstellmittel 5 gemeldet, die unter anderem den Heizstrom bzw. die Heizleistung neu einstellen, falls die Lampen L1, L2 von einem anderen Typ sind als die zuvor mit dem Vorschaltgerät V betriebenen Lampen. Weitere Betriebsparameter können die Vorheizzeit, die Zündspannung, die Lampenbrennspannung, der Lampenstrom oder auch Parameter für Fehlerabschaltungen sein. Es können aber auch Betriebsparameter für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung wie beispielsweise die Busspannung oder die Dynamik der Regelschleife eingestellt werden.

[0020] Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die einzelnen Blöcke in Fig. 1 nicht notwendigerweise durch Hardware realisiert sein müssen. Vielmehr ist es auch möglich, dass die Funktion einiger Blöcke durch eine entsprechende Software in einem Prozessor realisiert wird. Die Blockdarstellung in Fig. 1 soll lediglich dem besseren Verständnis dienen.

[0021] Die logische Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte zur Ermittlung des Lampentyps, also die softwaremäßige Darstellung der Erfindung, ist in Fig. 2 gezeigt. Die wird nachfolgend erläutert.

[0022] Die Darstellung in Fig. 2 betrifft den Fall, dass mit einem Vorschaltgerät parallel zwei Lampen betrieben werden. Sie umfasst aber selbstverständlich auch die Möglichkeit, dass nur mit einer Lampe gearbeitet wird.

[0023] Zu Beginn der Vorheizphase werden von den beiden Lampen die Kaltwiderstände Rcoldl und Rcold2 gemessen. Aus den beiden Messwerten wird der Absolutwert der Differenz |Rdiff| berechnet. Danach werden drei Fälle unterschieden. Wenn |Rdiff| kleiner als ein erster Referenzwert Ref1 ist, so bedeutet dass, dass die beiden Lampen vom gleichen Typ sind. Es geht dann weiter im "Fall 1".

[0024] Wenn |Rdiff| größer als der erste Referenzwert Ref1 aber kleiner als ein zweiter Referenzwert Ref2 ist, so bedeutet dass, dass Lampen zwar betriebsbereit, jedoch nicht vom gleichen Typ sind. In diesem Fall wird der Pfad "Fall 2" beschriften. Das Ergebnis hat in der Regel zur Folge, dass eine Lampe ausgetauscht wird.

[0025] Nunmehr soll der Pfad "Fall 1" weiter verfolgt werden, in dem wie dargestellt der weitere Ablauf mit der Lampe mit der Wendel mit dem niedrigeren Kaltwiderstand erfolgt.

[0026] In einem weiteren Block wird dann derjenigen der beiden Differenzwiderstände Rdiff 1 bzw. Rdiff2 für die Weiterverarbeitung ausgewählt, der dem geringeren Kaltwiderstand Rcoldl bzw. Rcold2 zuzuordnen ist.

[0027] Es versteht sich, dass man zu diesem Punkt in dem Flussdiagramm auch kommt, wenn nur eine Lampe vorhanden ist. In diesem Fall entfällt die Aufspaltung der Kaltwiderstände in zwei Pfade. Der weitere Verlauf des Flussdiagramms ist ohnehin nur auf einen Differenzwiderstand beschränkt, sei es der der Lampe mit der Wendel mit dem kleineren Kaltwiderstand oder der einzigen Lampe.

[0028] Des Weiteren wird nun geprüft, ob der Differenzwiderstand Rdiff kleiner als ein Substitutionswiderstand Rsub ist. Dieser Fall ist dann gegeben, wenn die Lampe zur Simulation durch einen solchen Substitutionswiderstand ersetzt ist. Wenn das der Fall ist, unterscheiden sich der Kaltwiderstand und der Heißwiderstand nicht. Deshalb wird - wenn die Entscheidung "Ja" lautet - der Differenzwiderstand Rdiff gleich dem Heißwiderstand Rhot gesetzt.

[0029] Im Falle des Erkennens eines Substitutionswiderstandwertes kann ein spezielles, vom Normalbetrieb abweichendes Verhalten auslöst werden. Beispielweise können für diesen Fall abweichende Betriebsparameter für den nachfolgenden Betrieb eingestellt werden, wobei auch die Vorheizzeit oder das Ablaufverhalten des Lampenstarts geändert werden kann, es können dem Vorschaltgerät aber auch Betriebsparameter über den erkannten Wert des Substitutionswiderstandes für den späteren Betrieb, d.h. nach dem nächsten Lampenstart, vorgegeben werden. Dies kann als eine Art Programmierung des Vorschaltgerätes verstanden werden, wobei auch die jeweiligen Typen der zu erkennenden Lampen vorgegeben werden können. Ein Beispiel dafür kann sein, dass ein Vorschaltgerät die Parametersätze für die Kombination einer 14W und 24W Lampe sowie die Kombination einer 21W und 39W Lampe gespeichert hat. Je nach Vorgabe durch den Wert des einmalig anzuschließendem Substitutionswiderstandes kann das Vorschaltgerät später zwischen einer 14W und 24W Lampe oder einer 21W und 39W Lampe unterscheiden und somit das Problem umgehen, dass sich die 14W Lampe und die 21W Lampe anhand ihrer Wendeln nicht unterscheiden lassen.

[0030] Wenn der Differenzwiderstand Rdiff größer als der Substitutionswiderstand Rsub ist, d. h., wenn sich - weil eine Lampe eingesetzt ist - Rcold und Rhot unterscheiden, so lautet das Ergebnis der Entscheidung "Nein".

[0031] Als nächstes steht die Entscheidung an, ob der Differenzwiderstand Rdiff kleiner als ein erster gespeicherter Widerstandswert "Pegel 1" ist. Wenn Differenzwiderstand Rdiff kleiner als dieser Pegel 1 ist, so wird die Entscheidung getroffen, dass es sich hier um den Lampentyp 1 handelt.

[0032] Wenn der Differenzwiderstand Rdiff zwischen den bereits genannten Pegel 1 und einem weiteren höher gelegenen Pegel 2 liegt, so wird die Entscheidung getroffen, dass ein Lampen- typ 2 vorliegt.

[0033] Wenn der Differenzwiderstand Rdiff zwischen dem Pegel 2 und einem weiteren Pegel 3 liegt, so wird die Entscheidung getroffen, dass der Lampentyp 3 vorliegt.

[0034] Die Begriffe "Pegel 1", "Pegel 2" und "Pegel 3" werden nachfolgend noch in Verbindung mit Fig. 3 genauer erläutert.

[0035] Sofern sich der Differenzwiderstand Rdiff in die genannten Grenzen fällt und der Lampentyp dadurch bestimmt werden kann, so wird mit dem Setzen der Lampenparameter entsprechend dem ermittelten Lampentyp fortgefahren.

[0036] (Unter „Lampentyperkennung" ist optional auch zu verstehen, dass die Anzahl parallel oder seriell durch das Betriebsgerät versorgter (gleichartiger) Gasentladungslampen mit Heizwendeln ermittelbar ist. Unter „Typ" oder „Lampentyp" ist also auch die Verschaltungstopologie (seriell/parallel) mehrerer (vorzugsweise gleichartiger) Lampen zu verstehen.) [0037] Wenn dagegen kein Bereich gefunden worden ist, in den der Differenzwiderstand Rdiff eingeordnet werden kann, so wird mit dem zuletzt gespeicherten Wert weitergearbeitet.

[0038] Fig. 3 zeigt den Verlauf des Wendelwiderstandes bei drei verschiedenen Lampentypen während der Vorheizphase, die 500 ms dauert.

[0039] Bei der ersten Wendel ist der Kaltwiderstand Rcoldl 2 WW, und der Heißwiderstand Rhotl 3,88 WW; wobei WW für eine Widerstandswert-Einheit steht.

[0040] Bei der Wendel des zweiten Lampentyps ist der Kaltwiderstand Rcold2 4 WW. Er steigt während der Vorheizphase auf den Heißwiderstand Rhot2 mit 14 WW an.

[0041] Die Wendel des dritten Lampentyps beginnt mit dem Kaltwiderstand Rcold3 bei 8 WW. Dieser Widerstand steigt während der Vorheizphase auf den Heißwiderstand Rhot3 mit 40 WW.

[0042] Man erkennt, wie Widerstandswerte mit der thermischen Erwärmung aufspreizen. Voraussetzung ist dabei, dass den Wendeln während der Vorheizphase immer die gleiche Heizleistung bzw. der gleiche Heizstrom zugeführt wird.

[0043] Bildet man nun jeweils aus dem Heißwiderstand Rhot und dem Kaltwiderstand Rcold den Differenzwiderstand, so ergibt sich für den ersten Lampentyp ein Differenzwiderstand Rdiff 1 von 1,88 WW. Der Differenzwiderstand Rdiff2 ist des zweiten Lampentyps beträgt 10 WW. Der Differenzwiderstand Rdiff3 für den dritten Lampentyp beträgt 32 WW.

[0044] Die Aufspreizung der Heißwiderstände Rhotl, Rhot2 und Rhot3 erlaubt es, für die Differenzwiderstände Rdiffl, Rdiff2 und Rdiff3 Variationsbereiche zu definieren, die voneinander einen Abstand haben. Die Variationsbereiche sind mit Schraffurlinien gekennzeichnet.

[0045] Eine sichere Identifizierung ist jedenfalls dann gegeben, wenn der ermittelte Differenzwiderstand der Heizwendel einer Lampe in einen der drei schraffierten Bereiche fällt.

[0046] Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine zufriedenstellende Bestimmung des Lampentyps auch dann möglich ist, wenn man mit den drei eingezeichneten Pegeln arbeitet. Der erste Pegel "Pegel 1" ist mit dem Kaltwiderstand Rcoldl des ersten Lampentyps identisch. Der zweite Pegel "Pegel 2" ist mit dem Heißwiderstand Rhot2 des zweiten Lampentyps identisch. Der dritte Pegel "Pegel 3" liegt mit beachtlichem Abstand über dem Heißwiderstand Rhot3 des Lampentyps.

[0047] Mit den rechts in der Darstellung eingezeichneten Distanzpfeilen ist durch gestrichelte Linien dargestellt, dass die Bestimmungsbereiche für den betreffenden Lampentyp über den unteren nicht definierten Bereich hinaus bis zu dem nächsten Pegel reichen.

[0048] Die über die schraffierten Bereiche hinausgehenden Identifizierungszonen sind nicht zwingend, sondern fallspezifisch gewählt worden. Wesentlich ist, dass die schraffierten Bereiche, also die Variationsbereiche für die Differenzwiderstände eine Identifizierung des Lampentyps mit großer Sicherheit erlauben.

[0049] Bei dem Lampentyp 3 wäre es jedoch denkbar, dass - bei entsprechender vorheriger Erhitzung - der Kaltwiderstand Rcold3 im Verlauf der Vorheizzeit von 500 ms so weit ansteigt, dass der Heißwiderstand Rhot3 weit über dem Wert (40 WW) liegt, der in Fig. 3 angegeben. Das hätte aber bei der vorausgesetzten konstanten Heizleistung bzw. dem konstanten Wendelstrom zur Folge, dass zwischen den einzelnen Abschnitten der Wendel Querentladungen auftreten, weil die Spannung zwischen diesen Abschnitten zu hoch wird. Hier setzt deshalb die Wirkung der Wendelspannungs-Begrenzung ein, die in Zusammenhang mit Block 6 in Fig. 1 erläutert wurde. Die Begrenzung der Heizspannung bewirkt, dass der Heißwiderstand Rhot3 nicht auf den zuvor beschriebenen theoretischen Wert steigen kann, sondern limitiert wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum Prüfen, ob mindestens zwei mit einem elektronischen Vorschaltgerät (V) zu betreibende Gasentladungslampen (L1, 12) vom gleichen Typ sind, mit folgenden Schritten: a) direkte oder indirekte Messung der Wendelspannung (Uw) und des Wendelstroms je einer Heizwendel (W1b, W2b) der mindestens zwei Gasentladungslampen (L1, L2) zu einem ersten Zeitpunkt, b) aus den Messwerten der Wendelspannung und des Wendelstroms der Heizwendeln der mindestens zwei Gasentladungslampen (L1, L2) werden Kaltwiderstände (Rcoldl, Rcold2) der Heizwendeln berechnet, c) aus den beiden Kaltwiderständen (Rcoldl, Rcold2) wird der absolute Differenzwiderstand (|Rdiff|)berechnet, d) wenn der absolute Differenzwiderstand (|Rdiff|)kleiner als der höhere Referenzwert (Ref 1) ist sind die zwei Gasentladungslampen von gleichen Typ, und die mindestens zwei Gasentladungslampen (L1, L2) sind nicht vom gleichen Typ, wenn der absolute Differenzwiderstand (|Rdiff|) zwischen dem oberen Referenzwert (Ref 1) und dem unteren Referenzwert (Ref2) liegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Feststellung, dass die beiden Gasentladungslampen (L1, L2) nicht vom gleichen Typ sind, oder dass eine Gasentladungslampe (L1, L2) von einem nicht freigegebenen Typ ist, ein optischer oder akustisches Fehlersignal ausgegeben oder über ein digitales Interface gesendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 mit folgenden weiteren Schritten: f) Vorheizen mindestens einer Heizwendel (W1b, W2b) jeder Gasentladungslampe (L1, L2) g) wiederholtes direktes oder indirektes Messen der Wendelspannung und des Wendelstromes einer Heizwendel (W1b, W2b) der mindestens zwei Gasentladungslampen (L1, L2) zu einem zweiten Zeitpunkt, h1) während der Messung zwischen den beiden Zeitpunkten wird der Wendelstrom oder die den Heizwendeln (W1b, W2b) zugeführte Heizleistung konstant gehalten, oder h2) zu Beginn der Vorheizphase wird eine vorbestimmte Heizleistung oder ein vorbestimmter Heizstrom eingestellt, i) aus den Messwerten der Wendelspannung und des Wendelstromes der Heizwendeln (W1b, W2b) der mindestens zwei Gasentladungslampen (L1, L2) werden zu dem zweiten Zeitpunkt die Heißwiderstände (Rhotl, Rhot2) berechnet, j) aus den Heißwiderständen (Rhotl, Rhot2) und den entsprechenden Kaltwiderständen (Rcoldl, Rcold2) werden die Differenzwiderstände (Rdiffl, Rdiff2) berechnet, und k) der dem geringeren Kaltwiderstand (Rcoldl bzw. Rcold2) entsprechende Differenzwiderstand (Rdiffl bzw. Rdiff2) wird mit gespeicherten Referenzwerten (Pegel 1, Pegel 2, Pegel 3) verglichen, um den Lampentyp zu bestimmen und mindestens einen entsprechenden Betriebsparameter zu setzen.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (h1) durch Regeln des Wendelstroms bzw. der Heizleistung realisiert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sätze von Referenzwerten gespeichert sind, die für verschiedene Vorheizwerte, wie Wendelstrom, Wendelspannung oder Heizleistung gelten. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen