DE10013041A1

DE10013041A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte

Info

Publication number: DE10013041A1
Application number: DE2000113041
Authority: DE
Inventors: Ralf Keggenhoff
Original assignee: Trilux Lenze GmbH and Co KG
Current assignee: Trilux GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte über einen Lampenschwingkreis eines elektronischen Vorschaltgeräts, wobei die Betriebsdaten, zumindest der Lampenstrom, die Lampenstromfrequenz und die Lampenspannung bestimmter erkennbarer Leuchtstofflampen in dem Vorschaltgerät gespeichert sind, und das Vorschaltgerät mit einem Lampenspannungsverfahren automatisch den Lampentyp der in der Leuchte eingesetzten Leuchtstofflampe ermittelt und danach für den Lampenschwingkreis diejenigen Betriebsdaten einstellt, die dem erkannten Lampentyp zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb des Vorschaltgeräts herrschende Gerätetemperatur gemessen und die Belastung der Leuchtstofflampe in Abhängigkeit der gemessenen Geräteinnentemperatur eingestellt wird, wobei in normalen Betrieb eine für den ermittelten Lampentyp vom Hersteller vorgegebene Nennbelastung der Leuchtstofflampe eingestellt wird und die Belastung dann reduziert oder beendet wird, wenn eine kritische Geräteinnentemperatur erreicht oder überschritten ist, sowie ein Vorschaltgerät zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte über einen Lampen schwingkreis eines elektronischen Vorschaltgeräts, wobei die Betriebsdaten, zumindest der Lampenstrom, die Lampenstrom frequenz und die Lampenspannung bestimmter erkennbarer Leucht stofflampen in dem Vorschaltgerät gespeichert sind, und das Vorschaltgerät mit einem Lampenspannugsmeßverfahren automa tisch den Lampentyp der in der Leuchte eingesetzten Leucht stofflampe ermittelt und danach für den Lampenschwingkreis diejenigen Betriebsdaten einstellt, die dem erkannten Lampen typ zugeordnet sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Vor schaltgerät zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist ein Vorschaltgerät bekannt, das von dem Verfahren gemäß der DE 198 50 441.1 gebrauch macht. Bei den in dem Register des bekannten Vorschaltgeräts gespeicherten Betriebsdaten handelt es sich um Nennbetriebsdaten, die von den Herstellern von Leuchtstofflampen für den jeweiligen Lampentyp vorgegeben sind.

Eine Belastung der Leuchtstofflampe mit den Nennbetriebsdaten kann bei ungünstigen Umgebungsbedingungen das Vorschaltgerät überlasten. Dies beispielsweise bei einer hohen Außentempera tur, bei direkter Sonneneinstrahlung auf das Vorschaltgerät, bei einer für die Wärmeabfuhr des Vorschaltgeräts ungünstigen Einbausituation oder bei einer Temperaturerhöhung durch gealterte oder defekte Bauelemente in dem Vorschaltgerät.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein Vorschaltgerät zu schaffen, das einen überlastungs sicheren Betrieb des Vorschaltgeräts ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die innerhalb des Vorschaltgeräts herrschende Gerätetemperatur gemessen und die Belastung der Leuchtstofflampe in Abhängig keit der gemessenen Geräteinnentemperatur eingestellt wird, wobei in normalem Betrieb eine für den ermittelten Lampentyp vom Hersteller vorgegebene Nennbelastung der Leuchtstofflampe eingestellt wird und die Belastung dann reduziert oder beendet wird, wenn eine kritische Geräteinnentemperatur erreicht oder überschritten ist.

Die Geräteinnentemperatur steht als zusätzlicher Parameter zur Steuerung der Lampenbelastung zur Verfügung. Aufgrund der gemessenen Geräteinnentemperatur kann die Belastung bei Er reichen einer Grenztemperatur reduziert werden oder die Bela stung jeweils beim Erreichen von vorgegebenen Temperaturstufen in Belastungsstufen reduziert werden oder die Belastung einer Belastungskennlinie folgend reduziert werden. Außerdem kann eine automatische Sicherheitsabschaltung des Vorschaltgeräts vorgenommen werden.

Es ist beispielsweise auch möglich eine Belastungsänderung davon abhängig zu machen, mit welcher Geschwindigkeit eine Temperaturerhöhung vonstatten geht, insbesondere ist auf diese Weise eine frühzeitige Sicherheitsabschaltung möglich.

Zur Einstellung der Belastung der Leuchtstofflampe können die Parameter Lampenstromfrequenz, die Lampenspannung oder die sich aus dem Produkt von Lampenstrom und Lampenspannung er gebende Lampenleistung verändert werden. Neben diesen Alterna tiven können auch mehrere der genannten Parameter gleichzeitig eingestellt werden.

Einfacherweise wird die Geräteinnentemperatur indirekt durch Messung der Spannung über einer geeichten Diode gemessen, die mit einem Widerstand in Reihe geschaltet ist. Dieses Verfahren ist sehr genau und mit kostengünstigen Bauelementen durchführ bar.

Ein weiterer Vorteil wird dann gesehen, wenn der Lebensdauer zustand der Leuchtstofflampe durch eine indirekte Temperatur messung ermittelt wird, wobei die Geräteinnentemperatur im Bereich der Bauelemente des Lampenschwingkreises gemessen wird. Bei einer Leuchtstofflampe, die das Ende ihrer Lebens dauer fast erreicht hat, steigt die Lampenspannung an. Dies hat zur Folge, dass die Leuchtstofflampe nur noch eine geringe Dämpfung des Lampenschwingkreises bewirkt und sich an den Elektronikbauelementen des Lampenschwingkreises eine hohe Verlustleistung ergibt. Diese wird in Form von Wärme abge führt. Die Diode ist hierfür in dem Bereich des Lampenschwing kreises angeordnet. Bestenfalls ist die Diode thermisch mit dem Lampenschwingkreis gekoppelt, damit das Vorschaltgerät sehr schnell und genau auf eine Veränderung der Lampeneigen schaften durch Alterung oder Defekt reagieren kann.

Ein weiterer Nutzen für ein Verfahren zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte ergibt sich dann, wenn beim Einschalten des Vorschaltgeräts im kalten Zustand die innerhalb des Vorschaltgeräts herrschende Gerätetemperatur gemessen wird, die zu diesem Zeitpunkt noch der Umgebungs temperatur entspricht, und dass die für einen normalen Betrieb des ermittelten Lampentyps vom Hersteller für eine Nennumge bungstemperatur vorgegebene Nennbelastung in Abhängigkeit der gemessenen Umgebungstemperatur angepaßt wird. Unter der Vor aussetzung, dass die Umgebungstemperatur während des Betriebs der Leuchtstofflampe etwa konstant bleibt, kann durch die Messung der Umgebungstemperatur eine gleichmäßigere Licht stromabstrahlung der Leuchtstofflampe bewirkt werden. Die Lichtstromabstrahlung einer Leuchtstofflampe weist, in einem Koordinatensystem über der Umgebungstemperatur aufgetragen, etwa bei der von den Lampenherstellern vorgegebenen Nennumgebungstemperatur ein Maximum auf. Die Nennumgebungstemperatur ist die Temperatur, für welche die herstellerseitig vorgegebe nen Nennbetriebsdaten des jeweiligen Lampentyps gelten.

In einer bevorzugten Weiterbildung dieses Verfahrens wird die Belastung ausgehend von der für eine Nennumgebungstemperatur vorgesehenen Nennbelastung sowohl in Richtung einer Über schreitung der Nennumgebungstemperatur als auch in Richtung einer Unterschreitung der Nennumgebungstemperatur erhöht. Auf diese Weise wird bei über oder unter der Nennumgebungstempera tur liegenden Umgebungstemperaturen einer Absenkung des abge strahlten Lichtstromes entgegengesteuert. Diese Gegensteuerung kann eine in diskreten Temperaturstufen gesteuerte Belastungs änderung sein oder eine prozentuale Anpassung auf der Basis der Nennbetriebsdaten. Die Anpassung der Belastung kann einer vorgegebenen Belastungskennlinie folgen.

Zur Durchführung des Verfahrens wird vorgeschlagen: Ein Vor schaltgerät zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe ver sehenen Leuchte, mit einem Gehäusekörper, einem Frequenzerzeu ger und einem mit diesem zusammenwirkenden Lampenschwingkreis, wobei der Lampenschwingkreis die Leuchtstofflampe mit einer Wechselspannung versorgt, einem Register, in dem die Betriebs daten mehrerer bestimmter erkennbarer Lampentypen registiert sind, einer Lampenspannungsmeßeinrichtung sowie einer mit dem Register zusammenwirkenden Steuerungselektronik zur Steuerung des Frequenzerzeugers und des Lampenschwingkreises, wobei innerhalb des Gehäusekörpers eine Innentemperaturmeßeinrich tung vorgesehen ist, die Innentemperaturmeßeinrichtung mit der Steuerungselektronik verbunden ist, und die Steuerungselek tronik eine Auswertungseinheit aufweist, mit der die gemessene Innentemperatur zur Bestimmung derjenigen Betriebsdaten als Parameter verarbeitbar ist, die für die in der Leuchte einge setzte Leuchtstofflampe benötigt werden.

Mit dieser Konstruktion ist es ausgeschlossen, dass ungünstige Umgebungsbedingungen zu einer Überlastung des Vorschaltgeräts führen können. Die Innentemperaturmeßeinrichtung kann günstigerweise sehr einfach und kostengünstig aufgebaut sein.

In einer besonders einfachen Form weist die Innentemperatur meßeinrichtung eine Diode und einen Widerstand auf, wobei der Widerstand der Diode in deren Durchflußrichtung vorgeschaltet ist. Diese Bauelementekombination ist kostengünstig und er möglicht bereits eine ausreichend genaue indirekte Messung der Temperatur über die korrelativ mit der Bauelementtemperatur verknüpfte Diodenspannung.

Noch genauer ist die indirekte Temperaturmessung mit einer geeichten Diode, die ein lineares Verhalten zwischen der in ihrer Durchflußrichtung abfallenden Spannung und Ihrer Tempe ratur aufweist, wobei die Lage der Spannungs-Temperatur-Kenn linie anhand einer Referenzspannung in der Steuerungselek tronik gespeichert ist, die während der Herstellung des Vor schaltgeräts durch eine bei einer Referenztemperatur durch geführte Eichung ermittelt wurde und wobei die Steigung der Spannungs-Temperatur-Kennlinie in der Steuerungselektronik gespeichert ist. Da die Spannungsänderung über einer Diode einen Betrag von 2 Millivolt/Kelvin ausmacht empfiehlt es sich, für problematische Betriebsumgebungen eine Innentempera turmeßeinrichtung mit einer geeichten Diode zu verwenden.

Zweckmäßigerweise wird die Innentemperaturmeßeinrichtung jedes einzelnen Vorschaltgeräts geeicht. Zur Eichung wird die Span nung der Diode der Innentemperaturmeßeinrichtung beispiels weise in einem klimatisierten Raum gemessen, in dem eine Refe renztemperatur von 25,00°C herrscht. Die gemessene individu elle Referenzspannung wird in jedem einzelnen Vorschaltgerät gespeichert, dem dadurch für den zukünftigen Betrieb stets genaue Temperaturdaten zur Verfügung stehen.

Alternativ kann der Diode (D) der Innentemperaturmeßeinrich tung (1) auch ein nichtlineares Bauelement, beispielsweise eine Impedanz, parallel geschaltet sein, so dass sich ein nichtlinears Verhalten zwischen der in Durchflußrichtung der Diode meßbaren Spannung und der Diodentemperatur (T_D) ergibt.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand einer Zeichnung erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Innentemperatur meßeinrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm, das die in Durchflußrichtung einer Diode abfallende Spannung in Abhängigkeit der Diodentempera tur wiedergibt,

Fig. 3 ein Diagramm mit dem von einer Leuchtstofflampe abge strahlten Lichtstrom über der Umgebungstemperatur

In der Zeichnung ist auf eine schematische Darstellung der bekannten Schaltungsteile eines Vorschaltgeräts verzichtet worden.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Innentemperaturmeßeinrichtung 1. Es können eine oder mehrere Innentemperaturmeßeinrichtungen 1 innerhalb eines Gehäuses eines Vorschaltgeräts angeordnet und mit einer Steuerungselek tronik des Vorschaltgeräts verbunden sein.

Nach Fig. 1 weist die Innentemperaturmeßeinrichtung 1 eine Diode D auf, in deren Durchflußrichtung ein Widerstand R in Reihe vorgeschaltet ist. An die Kombination aus Widerstand R und Diode D ist eine Spannung von 5 Volt angelegt. Die in Durchflußrichtung über der Diode D meßbare Spannung U_D ist ein Maß für die Diodentemperatur T_D der Diode D und somit für die Geräteinnentemperatur an der Meßstelle, an der die Innentempe raturmeßeinrichtung 1 angeordnet ist.

Mit mehreren Innentemperaturmeßeinrichtungen 1 kann beispiels weise die Temperaturverteilung innerhalb des Vorschaltgeräts gemessen werden. Eine kritische Wärmebelastung des Vorschalt geräts könnte mit nur einer Innentemperaturmeßeinrichtung 1 unerkannt bleiben, wenn sie an einer anderen Stelle als der Meßstelle der einen Innentemperaturmeßeinrichtung 1 auftritt.

Dem kann mit mehreren Innentemperaturmeßeinrichtungen 1 vor gebeugt werden, die in dem Vorschaltgerät verteilt angeordnet sind.

In Fig. 2 ist ein Diagramm wiedergegeben, das die Spannung in Durchflußrichtung einer Diode D in Abhängigkeit der Dioden temperatur T_D darstellt. Die Diode D weist ein lineares Ver halten zwischen der in ihrer Durchflußrichtung gemessenen Spannung U_D und Ihrer Diodentemperatur T_D auf.

Die Lage der Spannungs-Temperatur-Kennlinie S ist anhand einer Referenzspannung U_ref in der Steuerungselektronik gespeichert. Die Referenzspannung U_ref wurde während der Herstellung des Vorschaltgeräts durch Eichung bei einer Referenztemperatur T_ref, hier 25°C, ermittelt. Die Spannungsänderung über der Diode D weist einen Betrag von 2 Millivolt/Kelvin auf, wodurch die Steigung der Spannungs-Temperatur-Kennlinie S festgelegt ist.

Gemäß Fig. 3 ist einerseits als durchgezogene Linie der von einer Leuchtstofflampe abgestrahlte Lichtstrom L über der Umgebungstemperatur T_U aufgetragen. Die gestrichelte Linie gibt denjenigen Lichtstrom der Leuchtstofflampe an, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht wird.

Die Lichtstromabstrahlung einer Leuchtstofflampe weist nach dem dargestellten Diagramm über der Umgebungstemperatur T_U etwa bei der von den Lampenherstellern vorgegebenen Nennumge bungstemperatur T_N ein Maximum auf. Die Nennumgebungstempera tur T_N ist die Temperatur, für welche die herstellerseitig vorgegebenen Nennbetriebsdaten des jeweiligen Lampentyps gel ten.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Belastung der Leuchtstofflampe ausgehend von der herstellerseitig für eine Nennumgebungstemperatur T_N vorgesehene Nennbelastung der Leuchtstofflampe sowohl in Richtung einer Überschreitung der Nennumgebungstemperatur T_N als auch in Richtung einer Unterschreitung der Nennumgebungstemperatur T_N erhöht. Auf diese Weise wird bei einer über oder unter der Nennumgebungstempera tur T_N liegenden Umgebungstemperatur T_U einer Absenkung des abgestrahlten Lichtstromes entgegengesteuert, wodurch sich die gestrichelt dargestellte Lichtstromausbeute ergibt. In dem gestrichelt dargestellten Lichtstrom L' ist der Temperaturein fluß durch das erfindungsgemäße Verfahren zumindest teilweise kompensiert.

Bezugszeichenliste

1

Innentemperaturmeßeinrichtung
R Widerstand
D Diode
U_D

Spannung
U_ref

Referenzspannung
T_ref

Referenztemperatur
T_N

Nennumgebungstemperatur
T_U

Umgebungstemperatur
T_D

Diodentemperatur
S Spannungs-Temperatur-Kennlinie
L Lichtstrom
L' Lichtstromausbeute

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte über einen Lampenschwingkreis eines elektronischen Vorschaltgeräts, wobei die Betriebsdaten, zumindest der Lampenstrom, die Lampenstromfrequenz und die Lampenspannung bestimmter erkennbarer Leuchtstofflampen in dem Vorschaltgerät gespeichert sind, und das Vorschaltge rät mit einem Lampenspannugsmeßverfahren automatisch den Lampentyp der in der Leuchte eingesetzten Leuchtstofflampe ermittelt und danach für den Lampenschwingkreis diejenigen Betriebsdaten einstellt, die dem erkannten Lampentyp zu geordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb des Vorschaltgeräts herrschende Geräte temperatur gemessen und die Belastung der Leuchtstofflampe in Abhängigkeit der gemessenen Geräteinnentemperatur ein gestellt wird, wobei in normalem Betrieb eine für den ermittelten Lampentyp vom Hersteller vorgegebene Nenn belastung der Leuchtstofflampe eingestellt wird und die Belastung dann reduziert oder beendet wird, wenn eine kritische Geräteinnentemperatur erreicht oder überschrit ten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Einstellung der Belastung der Leuchtstofflampe die Lampenstromfrequenz, die Lampenspan nung oder die sich aus dem Produkt von Lampenstrom und Lampenspannung ergebende Lampenleistung verändert wird.

3. verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die Geräteinnentemperatur indirekt durch Messung der Spannung über einer Diode D gemessen wird, der ein Widerstand R in Reihe vorgeschaltet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lebensdauerzustand der Leuchtstofflampe durch eine indirekte Temperaturmes sung ermittelt wird, wobei die im Bereich der Bauelemente des Lampenschwingkreises herrschende Geräteinnentemperatur gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschalten des Vorschaltgeräts im kalten Zustand die innerhalb des Vor schaltgeräts herrschende Gerätetemperatur gemessen wird, die zu diesem Zeitpunkt noch der Umgebungstemperatur (T_U) entspricht, und dass die für einen normalen Betrieb des ermittelten Lampentyps vom Hersteller für eine Nennumge bungstemperatur (T_N) vorgegebene Nennbelastung in Abhän gigkeit der gemessenen Umgebungstemperatur (T_U) angepaßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Belastung ausgehend von der Nennbelastung sowohl in Richtung einer Überschreitung der Nennumgebungstemperatur (T_N) als auch in Richtung einer Unterschreitung der Nennumgebungstemperatur (T_N) in Stu fen, prozentual oder einer Belastungskennlinie folgend erhöht wird.

7. Vorschaltgerät zum Betrieb einer mit einer Leuchtstoff lampe versehenen Leuchte, mit einem Gehäusekörper, einem Frequenzerzeuger und einem mit diesem zusammenwirkenden Lampenschwingkreis, wobei der Lampenschwingkreis die Leuchtstofflampe mit einer Wechselspannung versorgt, einem Register, in dem die Betriebsdaten mehrerer bestimmter erkennbarer Lampentypen registiert sind, einer Lampen spannungsmeßeinrichtung sowie einer mit dem Register zu sammenwirkenden Steuerungselektronik zur Steuerung des Frequenzerzeugers und des Lampenschwingkreises, da durch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäusekörpers eine Innentemperaturmeßeinrichtung (1) vorgesehen ist, dass die Innentemperaturmeßeinrichtung (1) mit der Steuerungselektronik verbunden ist, und dass die Steuerungselektronik eine Auswertungseinheit aufweist, mit der die gemessene Innentemperatur zur Bestimmung derjeni gen Betriebsdaten als Parameter verarbeitbar ist, die für die in der Leuchte eingesetzte Leuchtstofflampe benötigt werden.

8. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Innentemperaturmeßein richtung (1) eine Diode (D) und einen Widerstand (R) auf weist, der der Diode (D) in Reihe vorgeschaltet ist.

9. Vorschaltgerät nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Diode (D) der Innen temperaturmeßeinrichtung (1) ein lineares Verhalten zwi schen der in ihrer Durchflußrichtung meßbaren Spannung und Ihrer Diodentemperatur (T_D) aufweist, wobei die Steigung der Spannungs-Temperatur-Kennlinie (S) festliegt und in der Steuerungselektronik gespeichert ist und die Lage der Spannungs-Temperatur-Kennlinie (S) anhand einer Referenz spannung (U_ref) in der Steuerungselektronik gespeichert ist.

10. Vorschaltgerät nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, dass der Diode (D) der Innen temperaturmeßeinrichtung (1) ein nichtlineares Bauelement, beispielsweise eine Impedanz, parallel geschaltet ist, so dass sich ein nichtlinears Verhalten zwischen der in Durchflußrichtung der Diode meßbaren Spannung und der Diodentemperatur (T_D) ergibt.