CH663508A5

CH663508A5 - ELECTRONIC CONTROLLER FOR FLUORESCENT LAMPS AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF.

Info

Publication number: CH663508A5
Application number: CH487683A
Authority: CH
Inventors: Friedrich Werfeli
Original assignee: Knobel Elektro App
Priority date: 1983-09-06
Filing date: 1983-09-06
Publication date: 1987-12-15
Also published as: DE3432266A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät mit gesteuertem Wechselrichter, für den Betrieb einer oder mehrerer Fluoreszenzlampen mit einer dem Lampenserieresonanzkreis entsprechenden Resonanzfrequenz sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb. The invention relates to an electronic ballast with a controlled inverter, for the operation of one or more fluorescent lamps with a resonance frequency corresponding to the lamp series resonance circuit, and a method for its operation.

Bekannt sind solche Vorschaltgeräte z.B. aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 3 112 281 AI sowie aus den europäischen Patentanmeldungen EP 0 059 064 AI und 0 075 176 A2. Such ballasts are known e.g. from German published application DE 3 112 281 AI and from European patent applications EP 0 059 064 AI and 0 075 176 A2.

Elektronische Vorschaltgeräte für Entladungslampen betreiben in dieser Anwendung Fluoreszenzlampen mit Frequenzen vorzugsweise oberhalb 10 kHz. Damit wird um ca. 10% erhöhte Lichtausbeute im Vergleich zum 50 Hz-Betrieb erreicht. Ferner sind flackerfreier Start und Betrieb gewährleistet. Aus wirtschaftlichen Gründen werden elektronische Vorschaltgeräte oft für gleichzeitigen Betrieb von zwei und mehr Fluoreszenzlampen ausgelegt. Die Zündspannung der Fluoreszenzlampen liegt meistens wesentlich oberhalb der Brennspannung der Gasentladung. Diese Spannungsüberhöhung wird mit einem Serieresonanzkreis, betrieben nahe oder auf Resonanzfrequenz, erzeugt. Der Resonanzkreisstrom durchfliesst zugleich die Kathoden der Fluoreszenzlampen, bewirkt deren Erwärmung und verbessert damit die Zündfähigkeit der Lampe. Der induktive Teil dieses Kreises dient in an die Zündung anschliessenden Wechselstrombetrieb als Strombegrenzung. In this application, electronic ballasts for discharge lamps operate fluorescent lamps with frequencies preferably above 10 kHz. This means that the luminous efficacy is increased by approx. 10% compared to 50 Hz operation. Flicker-free start and operation are also guaranteed. For economic reasons, electronic ballasts are often designed for the simultaneous operation of two or more fluorescent lamps. The ignition voltage of the fluorescent lamps is usually significantly above the operating voltage of the gas discharge. This voltage surge is generated with a series resonance circuit, operated near or at the resonance frequency. The resonant circuit current simultaneously flows through the cathodes of the fluorescent lamps, heats them up and thus improves the ignitability of the lamp. The inductive part of this circuit serves as current limitation in alternating-current operation following the ignition.

Ist nun eine Fluoreszenzlampe nicht mehr betriebsfähig, If a fluorescent lamp is no longer operational,

weil Emissionsmaterial von den Kathoden abgetragen wurde oder die Fluoreszenzlampe nicht mehr gasdicht ist, so steigt der Kathodenstrom zwangsläufig auf einen wesentlich erhöhten Wert, da der betreffende Serieresonanzkreis entdämpft ist. Diese Stromerhöhung führt ohne besondere Massnahmen nach kurzer Zeit zur Überlastung oder Zerstörung des Wechselrichters. Because emission material has been removed from the cathodes or the fluorescent lamp is no longer gas-tight, the cathode current inevitably rises to a significantly higher value, since the series resonance circuit in question is attenuated. This current increase leads to overloading or destruction of the inverter after a short time without special measures.

Heute bekannte Lösungen werden mit Schmelzsicherungen oder thermischer Überlastsicherung oder elektronischer Spitzen-strombegrenzung mit «fall back» Eigenschaften ausgerüstet. Damit schaltet ein elektronisches Vorschaltgerät, das zugleich mehrere Fluoreszenzlampen speist, zwangsläufig auch noch intakte Lampen ab. Beim Lampenwechsel ist nun nicht mehr unmittelbar ersichtlich, welche Fluoreszenzlampe defekt und welche stromlos ist. Ferner starten die Geräte auch nach Auswechseln aller Lampen nicht mehr, bevor die Schmelzsicherung ersetzt, die thermische Sicherung manuell oder nach Abkühlung zurückgestellt oder die «fall back»-Elektronik durch Netzunter- Solutions known today are equipped with fuses or thermal overload protection or electronic peak current limitation with "fall back" properties. This means that an electronic ballast that simultaneously feeds several fluorescent lamps also switches off intact lamps. When changing the lamp, it is no longer immediately apparent which fluorescent lamp is defective and which is de-energized. Furthermore, even after all the lamps have been replaced, the devices no longer start before the fuse is replaced, the thermal fuse is reset manually or after cooling down, or the "fall back" electronics are replaced by

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

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3 3rd

663 508 663 508

bruch z.B. am Lichtschalter mit Reset-Information zurückgestellt wird. Zeitverzögerte, selbsttätig zurückfallende Über-stromsicherungen bewirken periodisch neue Startversuche; die Fluoreszenzlampen arbeiten damit im unerwünschten Blinkbetrieb. Dieser für das Auge unangenehme Blinkbetrieb sowie die unkontrolliert einsetzende Zündung der Fluoreszenzlampe bei Betrieb nahe oder auf der Serieresonanzfrequenz bewirken frühzeitigen Abbau des Kathodenmaterials und damit reduzierte Lampenlebensdauer. break e.g. reset at the light switch with reset information. Time-delayed, automatically falling overcurrent protection periodically cause new start attempts; the fluorescent lamps thus operate in the undesired blinking mode. This flashing operation, which is uncomfortable for the eye, and the uncontrolled ignition of the fluorescent lamp when operating near or at the series resonance frequency cause early degradation of the cathode material and thus reduced lamp life.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Vorschaltgerät zu schaffen, welches die erwähnten Nachteile nicht oder nur in vermindertem Masse aufweist. Dies wird erreicht durch eine Überwachungseinrichtung, ausgestaltet mindestens zur Erkennung des Lampenzustandes und eine Steuereinrichtung zur Frequenzsteuerung des Wechselrichters, wobei die Steuereinrichtung durch eine erste Zustandsmeldung aus der Überwachungseinrichtung in eine Startposition bringbar ist, The present invention has for its object to provide a ballast that does not have the disadvantages mentioned or only to a reduced extent. This is achieved by a monitoring device configured at least to detect the lamp status and a control device for frequency control of the inverter, the control device being able to be brought into a starting position from the monitoring device by a first status message,

falls keine Lampe betrieben werden kann und durch eine zweite Zustandsmeldung zur Steuerung des Lampenzündablaufs startbar ist. if no lamp can be operated and can be started by a second status message to control the lamp ignition process.

Ferner wird ein Verfahren zum Betrieb des Vorschaltgerätes gezeigt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Einschalten der Netzspannung der Wechselrichter durch die Steuereinrichtung aus der Startstellung mit in Richtung auf die Resonanzfrequenz des Lampenserieresonanzkreises ändernder Frequenz und nach erfolgter Zündung mindestens einer Lampe mit deren Brennfrequenz betrieben wird, wobei bei einer ersten Zustandsmeldung, welche anzeigt, dass keine Lampe betrieben werden kann, die Startposition eingenommen wird und wobei bei einer zweiten Zustandsmeldung erneut der Betrieb mit vorgesehenem Zündablauf aufgenommen wird. Furthermore, a method for operating the ballast is shown, which is characterized in that when the mains voltage is switched on, the control device operates the inverter from the starting position with a frequency changing in the direction of the resonance frequency of the lamp resonance circuit and after ignition of at least one lamp with its burning frequency , With a first status message, which indicates that no lamp can be operated, the starting position is taken, and wherein, with a second status message, operation is again started with the ignition sequence provided.

Das vorliegende Vorschaltgerät vermeidet die obenerwähnten Nachteile, indem es nach jeder Lampenmanipulation, die zu einer Zustandsmeldung führt, automatisch ohne zusätzliche Informationen und Handgriffe wieder auf Betrieb schalten kann, d.h. nach Ersatz einer defekten Lampe brennt diese ohne weiteres, d.h. ohne Ein/Ausschalten des Netzes wieder. The present ballast avoids the disadvantages mentioned above, in that it can automatically switch back to operation after any lamp manipulation which leads to a status message, without additional information and manipulations, i.e. after replacing a defective lamp, it burns easily, i.e. without switching the network on / off again.

Bei einer bevorzugten Ausführungsart wird auch mindestens ein Wechselrichterparameter überwacht. Damit kann z.B. die Temperatur der Leistungstransistoren des Wechselrichters überwacht werden, wobei bei Überschreitung derselben direkt die Leistungsstufe des Wechselrichters gesperrt werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsart liegt die Brennfrequenz unterhalb der Resonanzfrequenz des Serieresonanzkreises. Damit ist ein besonders stromsparender Betrieb möglich, da damit die nicht in Licht umgewandelte Verlustleistung in den Kathoden minimalisiert wird. In a preferred embodiment, at least one inverter parameter is also monitored. With this e.g. the temperature of the power transistors of the inverter are monitored, and the power level of the inverter can be blocked if the latter is exceeded. In a preferred embodiment, the burning frequency is below the resonance frequency of the series resonance circuit. This enables particularly energy-saving operation because the power loss in the cathodes that is not converted into light is minimized.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Darin zeigen: Exemplary embodiments are described below with reference to the figures. In it show:

Fig. 1 ein Blockschaltungsdiagramm eines erfindungsgemäs-sen Vorschaltgerätes für zwei Lampen; 1 shows a block circuit diagram of a ballast according to the invention for two lamps;

Fig. 2 ein Strom/Frequenz-Diagramm; 2 shows a current / frequency diagram;

Fig. 3 ein Zustandsdiagramm der Steuereinrichtung. Fig. 3 is a state diagram of the control device.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Vorschaltgerätes mit den beiden Lampen 1 und 2 gezeigt. Die Netzwechselspannung wird durch den Gleichrichter 17 gleichgerichtet und durch den grundsätzlich auf bekannte Weise aufgebauten Wechselrichter in eine Wechselspannung mit steuerbarer Frequenz gewandelt. Das Filter 16 vermindert die Rückspeisung hochfrequenter Störungen in das Netz. Als Schalter für den Wechselrichter sind bei der gezeigen Ausführungsart MosFet Transistoren 20 eingesetzt, welche über einen Treibertransformator 19 von einem gesteuerten Oszillator 13 angesteuert werden. Zwischen den Treibertransformator und die jeweiligen Gates der Transistoren 20 sind Glieder 18 geschaltet, welche die Schaltzeiten der Transistoren im Hinblick auf langsame Einschaltflanken und schnelle Abschaltflanken beeinflussen. Dadurch wird es ermöglicht, den Wechselrichter im Mehrfrequenzbetrieb bei induktiver und kapazitiver Last zu betreiben und mit der Wechselrichterfrequenz über den Serieresonanzbereich der Begrenzerdrossel 5 und des Kondensators 4 zu fahren, ohne dass die Schalttransistoren beschädigt werden. An den Wechselrichter sind im gezeigten Beispiel zwei Fluoreszenzlampen 1 und 2 angeschlossen. Dabei sind die Elektroden der Lampen in Serie mit dem entsprechenden Serieresonanzkreis aus Begrenzungsdrossel 5 bzw. 6 und Kondensator 3 bzw. 4 geschaltet. Zur Überwachung des Lampenbetriebes weist jede Begrenzerdrossel 5, 6 eine Messwicklung 7, 8 auf. Damit kann der Lampenzustand erfasst werden, z.B. ob überhaupt eine Lampe eingesetzt ist, gezündet hat oder gewechselt wurde. Dazu werden die Signale aus diesen Messwicklungen 7, 8 an zwei als Blöcke dargestellte Überwachungsschaltungen 9 bzw. 10 angelegt. Die erste Überwachungsschaltung 9 bildet zusammen mit der Ablaufsteuerung 12 eine Zündüberwachung für die Lampen; die zweite Überwachungsschaltung 10 kann als Hantierungsüberwachung bezeichnet werden, da sie feststellt, ob ein Lampenwechsel stattgefunden hat. Die Zündüberwachung stellt aus dem Signal der Messwicklung 7 bzw. 8 fest, ob bei der Zündfrequenz fz der L/C-Serieresonanzkreis aus der Drossel 5 bzw. 6 und dem Kondensator 3 bzw. 4 ohne merkbare Dämpfung durch die Fluoreszenzlampe schwingt, was bei einer nicht gezündeten Lampe der Fall ist oder ob durch den parallel zum Kondensator 3 bzw. 4 liegenden Widerstand der gezündeten d.h. brennenden Lampe eine Dämpfung erfolgt. Die entsprechende Meldung wird von der Ablaufsteuerung bei der Zündfrequenz fz von der Zündüberwachung 9 abgefragt. Die Ablaufsteuerung 12 bestimmt die Frequenz des Oszillators 13 und damit die Frequenz des Wechselrichters. Dadurch kann nach Erkennung der Zündung die Lampenbrennfrequenz fB durch die Ablaufsteuerung auf den gewünschten Wert gesteuert werden. In Fig. 1 the block diagram of a ballast with the two lamps 1 and 2 is shown. The mains AC voltage is rectified by the rectifier 17 and converted into an AC voltage with a controllable frequency by the inverter, which is basically constructed in a known manner. The filter 16 reduces the feedback of high-frequency interference in the network. In the embodiment shown, MosFet transistors 20 are used as switches for the inverter, which are controlled by a controlled oscillator 13 via a driver transformer 19. Links 18 are connected between the driver transformer and the respective gates of the transistors 20, which influence the switching times of the transistors with regard to slow switch-on edges and fast switch-off edges. This makes it possible to operate the inverter in multi-frequency operation with an inductive and capacitive load and to drive the inverter frequency over the series resonance range of the limiter choke 5 and the capacitor 4 without damaging the switching transistors. In the example shown, two fluorescent lamps 1 and 2 are connected to the inverter. The electrodes of the lamps are connected in series with the corresponding series resonance circuit comprising limiting choke 5 or 6 and capacitor 3 or 4. To monitor lamp operation, each limiter choke 5, 6 has a measuring winding 7, 8. This allows the lamp status to be recorded, e.g. whether a lamp is inserted, lit or changed. For this purpose, the signals from these measuring windings 7, 8 are applied to two monitoring circuits 9 and 10 shown as blocks. The first monitoring circuit 9 forms, together with the sequence control 12, an ignition monitor for the lamps; the second monitoring circuit 10 can be referred to as handling monitoring, since it determines whether a lamp change has taken place. The ignition monitoring determines from the signal of the measuring winding 7 or 8 whether at the ignition frequency fz the L / C series resonance circuit from the inductor 5 or 6 and the capacitor 3 or 4 oscillates through the fluorescent lamp without any noticeable damping, which occurs at a not ignited lamp is the case or whether by the parallel to the capacitor 3 or 4 resistance of the ignited ie burning lamp damping occurs. The corresponding message is queried by the sequence control at the ignition frequency fz by the ignition monitor 9. The sequence controller 12 determines the frequency of the oscillator 13 and thus the frequency of the inverter. After the ignition has been recognized, the lamp burning frequency fB can thus be controlled to the desired value by the sequence control.

Die zweite Überwachungsschaltung 10 stellt als Stromschwellwertschalter fest, ob ein gewisser minimaler Lampenstrom fliesst und kann dadurch erkennen, ob eine Lampe eingesetzt ist, d.h. ob eine Lampe gewechselt wurde oder nicht. The second monitoring circuit 10, as a current threshold switch, determines whether a certain minimum lamp current is flowing and can thereby recognize whether a lamp is inserted, i.e. whether a lamp has been changed or not.

Auch diese Überwachungsschaltung ist signalmässig mit der Ablaufsteuerung 12 verbunden. Diese Überwachungsschaltung kann auch zur Erkennung des Ausfalles einer Fluoreszenzlampe bei der Betriebsfrequenz ausgelegt werden, da dabei nur noch ein geringer Strom fliesst. This monitoring circuit is also connected to the sequential control system 12 in terms of signals. This monitoring circuit can also be designed to detect the failure of a fluorescent lamp at the operating frequency, since only a small current flows in the process.

Als weitere Überwachungsschaltung 11 ist eine Temperaturüberwachung für die Schalttransistoren des Wechselrichters vorgesehen sowie eine Spannungsüberwachung 15, welche Über- und Unterspannungen der Netzwechselspannung erkennt. Temperature monitoring for the switching transistors of the inverter is provided as a further monitoring circuit 11, as is voltage monitoring 15, which detects overvoltages and undervoltages in the AC line voltage.

Die Ablaufsteuerung ist als synchrone Digitalschaltung aufgebaut und wird vom Taktgeber 14 getaktet. Sie weist bei diesem Ausführungsbeispiel vier Eingänge für die Zustandsmel-dungen der genannten Überwachungsschaltungen auf und einen Ausgang zur Steuerung des Oszillators 13. The sequence control is constructed as a synchronous digital circuit and is clocked by the clock generator 14. In this exemplary embodiment, it has four inputs for the status messages of the monitoring circuits mentioned and one output for controlling the oscillator 13.

Der Betrieb und weitere Merkmale der Vorrichtung können anhand von Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben werden. Beim Anlegen der Netzspannung und sofern deren Wert von der Spannungsüberwachung 15 als zulässig erkannt wird, steuert die Ablaufsteuerung 12 den Wechselrichter in die Startposition, d.h. mit der Startfrequenz fs, welche etwa 75 kHz beträgt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Startfrequenz als soweit oberhalb der Resonanzfrequenz des L/C-Serieresonanzkreises liegend gewählt, dass der Strom durch die Lampenelektroden und auch die Lampenspannung gering sind. Eine Zündung der Lampe bei der Startfrequenz ist deshalb nicht möglich. Nach einer kurzen Zeitspanne, welche hier als etwa 10 ms gewählt ist, wird der Frequenzwert auf die Heizfrequenz fH erniedrigt, welche etwa 43 kHz beträgt. Dabei findet eine lampenschonende Vorheizung der Elektroden statt. Durch diese Vorheizung sollte vor der Zündung ein Elektrodentemperaturwert erreicht werden, durch den eine maximale Lebensdauer der Lampe gewährleistet ist, d.h. dass vom Elektrodenmaterial nur soviel verdampfen sollte The operation and further features of the device can be described with reference to FIGS. 2 and 3. When the grid voltage is applied and if its value is recognized as permissible by the voltage monitor 15, the sequence controller 12 controls the inverter into the start position, i.e. with the starting frequency fs, which is about 75 kHz. As can be seen from FIG. 3, the start frequency is chosen to be so far above the resonance frequency of the L / C series resonance circuit that the current through the lamp electrodes and also the lamp voltage are low. Ignition of the lamp at the start frequency is therefore not possible. After a short period of time, which is selected here as approximately 10 ms, the frequency value is reduced to the heating frequency fH, which is approximately 43 kHz. The electrodes are preheated to protect the lamp. This preheating was intended to achieve an electrode temperature value before the ignition, which guarantees a maximum lamp life, i.e. that only so much of the electrode material should evaporate

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

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663 508 663 508

4 4th

als unbedingt nötig. In der Regel sollten die Elektroden dabei vor der Zündung heisser als 500°C sein. Die Heizfrequenz wird etwa 0,4 s beibehalten und anschliessend erfolgt eine weitere Erniedrigung der Frequenz in Richtung Resonanzfrequenz auf den Wert der Zündfrequenz, bei etwa 38 kHz. Bei der Zündfrequenz sind Strom und Spannung im Serieresonanzkreis soweit erhöht, dass zündfähige Lampen sofort starten können. Die Dauer des Betriebs bei der Zündfrequenz ist ebenfalls zeitlich begrenzt und beträgt etwa 1 s, womit sie derart gewählt ist, dass bei dem jetzt stark erhöhten Heizstrom eine noch schwache aktive Lampe innerhalb einer gewissen Sicherheitszeit starten kann. than absolutely necessary. As a rule, the electrodes should be hotter than 500 ° C before ignition. The heating frequency is maintained for about 0.4 s and then the frequency is reduced further in the direction of the resonance frequency to the value of the ignition frequency, at about 38 kHz. At the ignition frequency, the current and voltage in the series resonance circuit are increased to such an extent that ignitable lamps can start immediately. The duration of the operation at the ignition frequency is also limited in time and is approximately 1 s, which means that it is selected in such a way that, with the heating current now greatly increased, a still weak active lamp can start within a certain safety time.

Haben innerhalb dieser Zeit beide Lampen gezündet, was von der Überwachungsschaltung 9 und der Ablaufsteuerung 12 erkannt worden ist, so wird der Wechselrichter von der Ablaufsteuerung auf die Brennfrequenz fB von etwa 25 kHz gesteuert. Diese liegt damit beim beschriebenen Beispiel unterhalb der Resonanzfrequenz des L/C-Serieresonanzkreises. Die Wechselrichterfrequenz übersteigt dabei nach der Zündung der Lampen die Resonanzfrequenz fR und geht in Richtung kapazitiven Betrieb bei fß. Beim Lampenbetrieb bei fB ist der durch den Kondensator 3 bzw. 4 fliessende Strom gering, was die nicht in Licht umgesetzte Verlustleistung in den Elektroden minimalisiert. If both lamps have ignited within this time, which has been recognized by the monitoring circuit 9 and the sequence control 12, the inverter is controlled by the sequence control to the burning frequency fB of approximately 25 kHz. In the example described, this is therefore below the resonance frequency of the L / C series resonance circuit. After the lamps have ignited, the inverter frequency exceeds the resonance frequency fR and goes in the direction of capacitive operation at fß. During lamp operation at fB, the current flowing through the capacitor 3 or 4 is low, which minimizes the power loss in the electrodes which is not converted into light.

Hat nur eine der Lampen gezündet, so wird der Wechselrichter von der Ablaufsteuerung ebenfalls auf die Brennfrequenz fß gesteuert. Trotzdem die andere Lampe deaktiviert ist oder einen Stromkreisunterbruch aufweist, brennt die andere Lampe mit nominellem Strom, da die Betriebsfrequenz soweit von der Resonanzfrequenz fR entfernt liegt, dass in Kreisen mit deaktivierten Lampen keine unzulässig hohen Ströme fliessen. Zugleich sinkt die Betriebsspannung in deaktiverten Lampen auf einen den Sicherheitsvorschriften entsprechenden Wert. If only one of the lamps has ignited, the inverter is also controlled by the sequence control to the burning frequency fß. Despite the fact that the other lamp is deactivated or has an open circuit, the other lamp burns with nominal current, since the operating frequency is so far from the resonance frequency fR that inadmissibly high currents do not flow in circles with deactivated lamps. At the same time, the operating voltage in deactivated lamps drops to a value that complies with the safety regulations.

Wird nun die deaktivierte Lampe durch eine andere Lampe ersetzt, so entspricht dies einer Lampenmanipulation, welche von der Hantierungsüberwachungsschaltung 10 erkannt wird. Eine Zustandsmeldung der Schaltung 10 wird von der Ablaufsteuerung erkannt und veranlasst diese in die Startposition zu gehen. Der bisher beschriebene Ablauf beginnt erneut mit der Startfrequenz fs und führt zur Zündung der neu eingesetzten Lampe, sofern sie funktionstüchtig ist. Auch die bisher brennende Lampe wird beim Ersetzen der deaktivierten Lampe neu gestartet. If the deactivated lamp is now replaced by another lamp, this corresponds to lamp manipulation which is recognized by the handling monitoring circuit 10. A status message of the circuit 10 is recognized by the sequence control and causes it to go to the start position. The procedure described so far starts again at the start frequency fs and leads to the ignition of the newly inserted lamp, provided that it is functional. The previously lit lamp is also restarted when the deactivated lamp is replaced.

Hat keine Lampe gezündet, was von der Zündüberwachung 9 erkannt wurde, geht die Ablaufsteuerung 9 in die Startposition. Dies erfolgt auch durch eine Zustandsmeldung für Übertemperatur der Transistoren. In der Startposition wird nun mit-5 tels der Überwachungsschaltungen und der Ablaufsteuerung der Lampenzustand bei der Startfrequenz fs abgefragt. Zeigt dann eine zweite Zustandsmeldung, dass eine Lampe gewechselt wurde, erfolgt ein neuer Ablauf zur Zündung der Lampen, beginnend mit der Startfrequenz fs. Zur Verminderung der Verlust-lo leistung in der Startposition ist dabei die Leistungsstufe des Wechselrichters die meiste Zeit passiv. Ist das Netz eingeschaltet und keine Lampe eingesetzt oder beide Lampen deaktiv, was die Startposition egibt, so testet die Ablaufsteuerung nur zyklisch etwa alle 0,6 s die überwachten Stromkreise, indem der 15 Wechselrichter für etwa 10 ms mit der Startfrequenz fs betrieben wird. Wird dabei eine Änderung des Lampenzustandes erkannt, veranlasst diese Zustandsmeldung die Ablaufsteuerung den Lampenstartvorgang bei der Startposition, d.h. bei der Startfrequenz fs zu beginnen. If no lamp has ignited, which was recognized by the ignition monitor 9, the sequence control 9 goes into the start position. This is also done by a status message for overtemperature of the transistors. In the start position, the lamp status at the start frequency fs is now queried using the monitoring circuits and the sequence control. If a second status message then shows that a lamp has been replaced, a new procedure for igniting the lamps takes place, starting with the start frequency fs. To reduce the power loss in the starting position, the power level of the inverter is passive most of the time. If the grid is switched on and no lamp is inserted or both lamps are deactivated, which indicates the starting position, the sequential control system only tests the monitored circuits cyclically about every 0.6 s by operating the 15 inverters for about 10 ms at the starting frequency fs. If a change in the lamp status is detected, this status message causes the sequence control to start the lamp at the starting position, i.e. to start at the start frequency fs.

20 Fig. 3 zeigt ein Zustandsdiagramm für die Ablaufsteuerung. 0 bedeutet «Netz aus», 1 bedeutet «Start» fs, 2 bedeutet «Heizen» fH, 3 «Zünden» fz, 4 «Brennen« fß und 5 «Bereitschaft» fs gepulst. Es ist erkennbar, dass das Vorschaltgerät sich aus jeder Betriebslage 1-4 in die Startposition begibt, sofern keine 25 Lampe betrieben werden kann, wodurch ein eindeutig definierter und lampenschonender Abfragebetrieb im Störfall sichergestellt ist. Veranlasst eine Zustandsänderung eine zweite Zustandsmeldung, beginnt das Gerät wieder beim Start, was einer automatischen Aufnahme des Betriebes nach Behebung einer 30 Störung, z.B. dem Wechseln einer defekten Lampe, entspricht. Ist auch nur eine Lampe von mehreren funktionsfähig, so wird diese vom Gerät normal betrieben und es erfolgen keine unnötigen Startversuche an den funktionsunfähigen Lampen. In Fig. 2 zeigt die Kurve 1 den ungedämpften Resonanzstrom. Auf die-35 ser Kurve wandert der Betriebspunkt von fs ausgehend bis zu fz- Bei der Zündung springt der Betriebspunkt auf die Kurve 2, welche den Strom bei gezündeter Lampe darstellt und wird nach fß verschoben. Erfolgt keine Zündung, wird von fz aus wieder nach fs zurückgefahren, bis nach Eintreffen einer zwei-40 ten Zustandsmeldung (Lampenwechsel) erneut auf die Kurve 1 zur Zündfrequenz gefahren wird. 3 shows a state diagram for the sequence control. 0 means "power off", 1 means "start" fs, 2 means "heating" fH, 3 "ignite" fz, 4 "burn" fß and 5 "standby" fs pulsed. It can be seen that the ballast moves to the starting position from any operating position 1-4, provided that no 25 lamps can be operated, which ensures a clearly defined and lamp-friendly polling operation in the event of a fault. If a change in status causes a second status message, the device starts again at the start, which automatically starts operation after a fault has been rectified, e.g. the replacement of a defective lamp. If even one of several lamps is functional, the device will operate it normally and there will be no unnecessary attempts to start the inoperable lamps. 2, curve 1 shows the undamped resonance current. On this curve, the operating point moves from fs to fz. When the ignition is switched, the operating point jumps to curve 2, which represents the current when the lamp is lit, and is shifted to fß. If there is no ignition, the vehicle moves from fz back to fs until, after the arrival of a second-40th status message (lamp change), the curve 1 is driven again at the ignition frequency.

v v

2 Blätter Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

663 508

1. Electronic ballast with controlled inverter, for the operation of one or more fluorescent lamps with a resonance frequency corresponding to the lamp resonance circuit, characterized by a monitoring device, configured at least for the detection of the lamp status and a control device for frequency control of the inverter, the control device by a first status message can be brought from the monitoring device into a starting position if no lamp can be operated and can be started by a second status message for controlling the lamp ignition sequence.

2. Electronic ballast according to claim 1, characterized in that the monitoring device is designed to detect the lamp status and at least one inverter operating parameter, the first status message being issued when this parameter is exceeded.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Electronic ballast according to one of claims 1 or 2, characterized in that the monitoring device is designed to detect impermissible mains voltage values.

4. Electronic ballast according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring device has an ignition monitoring circuit (9) for emitting the first status message.

5. Electronic ballast according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring device has a handling monitoring circuit (10) for emitting the second status message.

6. Electronic ballast according to one of the preceding claims, characterized in that the control device has a sequence control circuit (12) and an oscillator (13) controllable by this.

7. Electronic ballast according to one of the preceding claims, characterized in that the power switch (20) of the inverter can be controlled by the control device with finally steeply defined switching edges.

8. The method for operating the electronic ballast according to claim 1, characterized in that when the mains voltage of the inverter is switched on by the control device from the starting position with a frequency that changes in the direction of the resonance frequency of the lamp resonance circuit and after ignition of at least one lamp with its burning frequency is operated, with a first status message, which indicates that no lamp can be operated, the starting position is taken and with a second status message, operation with the intended ignition sequence is started again.

9. The method of operation according to claim 8, characterized in that the inverter is preselected by the control device from the starting position with a starting frequency (fs) which is above the resonance frequency (fR) of the lamp resonance circuit and at which no lamp ignition can take place Period (Ts) at a lower heating frequency (fH), which heats the lamp cathodes and does not yet enable lamp ignition, and after a preselected second period (Th) at a lower ignition frequency (fz), during a third period (Tz), which is operated enables the ignition of functional fluorescent lamps, the monitoring device determining whether at least one lamp has ignited, whereupon when at least one lamp is ignited, the control device operates the inverter at the burning frequency (fß) and no lamp in the starting position when the lamp is ignited.

10, characterized in that the frequency range is run continuously, the power switching elements of the inverter being driven with current-limiting, finally steep switching edges when crossing the resonance range of the lamp series resonant circuit from inductive to capacitive operation.

12. A method of operation according to any one of claims 8 to

10. The method of operation according to one of claims 8 or 9, characterized in that the burning frequency (fß) is below the resonance frequency (fR) of the lamp series resonance circuit, thereby minimizing the cathode power loss.

11, characterized in that the inverter is deactivated in the standby position and is only operated periodically at the start frequency for the purpose of detecting changes in state by the monitoring device.

13. A method of operation according to any one of claims 8 to

11. A method of operation according to any one of claims 8 to

12, characterized in that the burning frequency (fß) is so far away from the resonance frequency (fR) that in circles with deactivated lamps no impermissibly high currents flow and thus no impermissibly high power losses occur, as a result of which the remaining functional lamps burn with nominal current.