DE10025610A1 - Ansteuergerät für eine Entladungslampe - Google Patents
Ansteuergerät für eine EntladungslampeInfo
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Abstract
Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe (L1), die eine Gleichstromquelle (11A), einen Lastschwingkreis (2A), eine Polaritätsumkehrschaltung und einen Steuerkreis (54) umfaßt, wobei der Lastschwingkreis (2A) eine Iduktionsspule, einen Kondensator und die Entladungslampe beinhaltet, die Polaritätsumkehrschaltung wenigstens eine Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Schaltelement beinhaltet, die parallel zur Gleichstromquelle geschaltet ist, um die Gleichspannung der Gleichstromquelle in eine Wechselspannung umzuwandeln und an den Laststromkreis zu übertragen, und der Steuerkreis zur abwechselnden, hochfrequenten Ansteuerung der Durchschalte- und Sperrvorgänge der Schaltvorgänge dient, um eine erste Periode zu erzeugen, während der die Einschaltdauer des zweiten Schaltelements länger ist als die des ersten Schaltelements und um eine zweite Periode zu erzeugen, während der die Einschaltdauer des zweiten Schaltelements kürzer ist, als die des ersten Schaltelements, um somit die Entladungslampe mit einer niederfrequenten Rechteckspannung zu versorgen. Der Steuerkreis überlagert einen Gleichstromanteil von einem Ausgang der Polaritätsumkehrschaltung einem Resonanzpulssignal vom Lastschwingkreis, um die Schaltfrequenz der Schaltelemente während einer festgelegten Zeit, ausgehend von einem Startzeitpunkt einer der ersten und zweiten Periode, kontinuierlich zu ändern, versorgt die Entladungslampe mit der für den Start- und den Leuchtbetrieb der ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Ansteuergerät für Entladungslampen, die
eine gutes Startverhalten haben, insbesondere ein Ansteuergerät, das
das Startverhalten einer Hochleistungsentladungslampe verbessern und
die Belastungen der Bestandteile der Lampe verringern kann.
In der JP-OS 63-150895 ist ein Ansteuergerät für eine Entladungslampe
beschrieben, das einen ersten und einen zweiten Transistor für den
Hochfrequenzbetrieb umfasst, sowie einen dritten und einen vierten
Transistor für den Betrieb im niederfrequenten Bereich, einen Steuer
kreis zur Steuerung der Durchschalt- und Sperrvorgänge des ersten bis
vierten Transistors und einen Zünder zur Erzeugung einer hohen Impuls
spannung, einer rechteckigen Wechselspannung, die in konstanten Zeit
abständen ihre Polarität umkehrt und einer Entladungslampe zugeführt
wird.
Der Steuerkreis in der oben genannten Vorrichtung beinhaltet einen
ersten und einen zweiten Komparator, an den die Referenzspannungen Vr1
bzw. Vr2 angelegt sind, einen Schwingkreis zur Erzeugung eines
oszillierenden Steuersignals, dessen Frequenz durch die Zeitkonstante
einer Schaltung, bestehend aus einem Kondensator und einem Widerstand,
bestimmt ist, eine erste Flip-Flop-Schaltung, die durch die Ausgangs
signale des ersten Komparators invertiert wird, eine Impulsgeberschal
tung zur Erzeugung einer periodischen Impulsfolge konstanter Perioden
dauer und eine Ansteuerschaltung zur Erzeugung eines Steuersignals für
zwei Paare von Transistoren, basierend auf dem Ausgangssignal (Hoch
frequenzsignal fh) der ersten Flip-Flop-Schaltung sowie dem Ausgangs
signal (Niederfrequenzsignal fl) der Impulsgeberschaltung.
Die Ansteuerschaltung beinhaltet eine zweite Flip-Flop-Schaltung, ein
erstes und ein zweites UND-Glied, einen fünften und einen sechsten
Transistor sowie einen ersten und einen zweiten Impulsübertrager.
Der Zünder, der einen 3-poligen Zweirichtungsthyristor (Triac), einen
2-poligen Zweirichtungsschalter (Schalter) und einen dritten Impuls
übertrager umfasst, ist so angeordnet, dass ein Durchschalten und
Sperren des Triacs zum Einschaltzeitpunkt der Entladungslampe einen in
der Sekundärwicklung des dritten Impulsübertragers induzierten Hoch
spannungsstartimpulses erzeugt, der der Entladungslampe zugeführt
wird.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des oben genannten Ansteurgerätes
für eine Entladungslampe erklärt. Ein Ausgang des Schwingkreises wird
vom zweiten Komparator mit der zweiten Referenzspannung Vr2 vergli
chen. Ist die Ausgangsspannung des Schwingkreises größer als die
zweite Referenzspannung, so erzeugt der zweite Komparator ein Aus
gangssignal mit hohem Pegel, das erste Flip-Flop wird gesetzt und
erzeugt seinerseits ein Ausgangssignal mit hohem Pegel. Ab diesem
Zeitpunkt ist der erste und der zweite Transistor durchgeschaltet, so
dass ein Strom über ihn fließt und eine entsprechende Spannung Vdt am
Strommesswiderstand anliegt. Die Spannung Vdt wird vom ersten Kompara
tor mit der Referenzspannung Vr1 verglichen. Ist Vdt < Vr1, so wird der
Ausgang des ersten Komparators auf seinen höheren Pegel heraufgesetzt,
um das erste Flip-Flop rückzusetzen.
Das Hochfrequenzsignal fh vom ersten Flip-Flop wird als Taktsignal für
die hochfrequente Umschaltung an die Steuerschaltung gegeben. Das Nie
derfrequenzsignal fh der Impulsgeberschaltung wird hingegen als Takt
signal für die niederfrequente Umschaltung an die Steuerschaltung gegeben,
wobei die Frequenz so eingestellt ist, dass sie dem Zweifachen
ihrer Polaritätsumkehrfrequenz entspricht.
Die Steuerschaltung teilt die Frequenz des Niederfrequenzsignals fl
mit Hilfe des zweiten Flip-Flops und des dritten und des vierten UND-
Gliedes, um ein Durchschaltsteuersignal für den dritten und den
vierten Transistor zu bilden und gibt das Signal an den Ausgang.
Darüber hinaus setzt die Steuerschaltung die Ausgänge des ersten und
des zweiten UND-Gliedes, basierend auf dem Hochfrequenzsignal fh, auf
geeignete höhere Pegel und liefert über den fünften und den sechsten
Transistor und den zweiten und den dritten Impulsübertrager ein
Schaltsteuersignal an den ersten und den zweiten Transistor. Dement
sprechend ist eine Wechselspannung, die von einem Wechselrichter von
der Art einer Vollbrückenschaltung über eine Induktionsspule an die
Entladungslampe gegeben wird, derart, dass ihre Polarität in
konstanten Zeitintervallen invertiert und sie hochfrequent zerhackt
wird.
Der Zünder ist so angeordnet, dass ein zweiter Komparator schon vor
dessen Polaritätsumkehr aufgeladen ist, ein dritter Kondensator schon
über den Widerstand nach der Polaritätsumkehr aufgeladen ist und der
Triac in Abhängigkeit von einer Zeitkonstante, die durch den ersten
und zweiten Widerstand und den vierten Kondensator bestimmt wird,
durchgeschaltet wird. Das bedeutet, dass der Schalter anspricht und
den Triac triggert, sobald am vierten Kondensator eine entsprechende
Schwellspannung anliegt.
Wird der Triac auf diese Weise durchgeschaltet, so sind der zweite und
der dritte Kondensator in Reihe geschaltet, so dass sich die bis dahin
auf den Kondensatoren gespeicherten Ladungsmengen über die Primärwick
lung des ersten Impulsübertragers entladen und ein Hochspannungsstart
impuls in der Sekundärwicklung des Impulsübertragers erzeugt wird, der
an die Entladungslampe abgegeben wird.
Ein solches Ansteuergerät für eine Entladungslampe, das dem Stand der
Technik entspricht, besaß jedoch das Problem, dass die Periodendauer
Wechselspannung im Lampenstartmodus (Entladungsbeginn) gleich der
Periodendauer im stationären Entladungszustand (Schaltfrequenz von 100 Hz
bis 200 Hz) ist, so dass selbst wenn die hohe Impulsspannung im
Startmodus zum Zünden der Entladungslampe angelegt wird, unmittelbar
anschließend eine Spannung von entgegengesetzter Polarität an die Ent
ladungslampe gegeben wird, mit dem unerwünschten Effekt, dass die
Lampe den Entladungsvorgang nur schlecht aufrecht erhalten und sie
nicht stetig in ihren stationären Entladungszustand überführt werden
kann, was ein schlechtes Einschaltverhalten bedeutet.
Ein Steuerkreis, der als eine der Maßnahmen zur Verbesserung des oben
genannten, bekannten Ansteuergerätes vorgeschlagen wird, und der, zu
sätzlich zur oben erwähnten Anordnung, ein drittes Flip-Flop und damit
verbundene Elemente umfasst, ist so angeordnet, dass im lastlosen
Zustand, in dem die Entladungslampe noch nicht gezündet ist, der Aus
gang des ersten Komparators immer auf einen niedrigeren Pegel einge
stellt ist, um eine elektrische Aufladung angrenzender Kondensatoren
zu vermeiden, und wenn der Transistor gesperrt wird und der Ausgang
des dritten Flip-Flops auf seinen unteren Pegel herabgesetzt ist, wird
ein dritter Widerstand zwischengeschaltet, um dafür zu sorgen, dass
die Periode der Wechselspannung ausreichend lang ist (z. B. bei 10 Hz
oder weniger). Folglich wird im Falle des Ansteuergerätes für eine
Entladungslampe, wenn eine hohe Impulsspannung angelegt wird, um die
Entladung fast in Gang zu setzen, eine Spannung gleicher Polarität für
eine ausreichend lange Zeit angelegt, wodurch die Entladungslampe
problemlos in ihren stationären Entladungszustand überführt und ihr
Einschaltverhalten verbessert werden kann. Das Ansteurungsgerät für
eine Entladungslampe, die die Steuerschaltung als ein solches
verbesserndes Mittel beinhaltet, wies jedoch immer noch das Problem
auf, dass die Periodendauer der Wechselspannung lang ist im Vergleich
zur Dauer des gesamten Lampenstartvorgangs, mit dem Ergebnis, dass die
Zeitspanne zwischen den Impulsen der an die Entladungslampe angelegten
hohen Impulsspannung und somit auch die Startzeit lang wird.
Gemäß einer anderen Lösung wird eine Resonanzspannung eines LC-Reso
nanzkreises zur Erzeugung der hohen Impulsspannung genutzt. Werden zum
Beispiel eine Einheit, bestehend aus dem ersten und dem vierten
Transistor, und eine Einheit, bestehend aus dem zweiten und dem
dritten Transistor, abwechselnd mit einem Tastverhältnis von 50%
durchgeschaltet bzw. gesperrt, kann durch Resonanz eines LC-Resonanzkreises
eine hohe Impulsspannung gleichbleibenden Pegels der Entla
dungslampe zugeführt werden. Dieses System weist jedoch das Problem
auf, dass die an die Entladungslampe angelegte Spannung keinen Gleich
stromanteil enthält, was zur Folge hat, dass nicht die Energie bereit
gestellt wird, die nach dem dielektrischen Durchbruch zur stetigen
Überführung der Lampe in ihren Bogenentladungszustand notwenig ist.
Um eine hohe Impulsspannung zu erhalten, ist es zudem erforderlich,
die Schaltfrequenz auf einen Wert zu setzen, der nahe der LC-Reso
nanzfrequenz liegt. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, einen
großen Resonanzstrom einzuspeisen, was das Problem mit sich bringt,
dass Spulen, Schaltelemente etc. großen Belastungen unterworfen sind.
Angesichts der oben genannten Probleme des Standes der Technik wird
folgende Erfindung vorgeschlagen. Es ist Hauptaufgabe der Erfindung,
ein Ansteuergerät für eine Entladungslampe bereitzustellen, die mit
Hilfe einer durch LC-Resonanz gewonnenen Impulsspannung in geeigneter
Weise eine Entladungslampe zündet und in Betrieb halten kann, die die
Entladungslampe mit ausreichend Energie versorgen kann, um diese
stetig in einen Bogenentladungszustand überzuführen und somit das Ein
schaltverhalten zu verbessern, und durch die sich die Kosten für Be
standteile wie Spulen, Kondensatoren und Schaltelemente reduzieren
lassen.
Das Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, dass ein Ansteuergerät
für eine Entladungslampe bereitgestellt wird, das eine Gleichstrom
quelle, eine Wechselrichterschaltung, einen resonanten Lastschwing
kreis und einen Steuerkreis umfasst. Die Gleichstromquelle besitzt
zwei Ausgangsanschlüsse zur Versorgung mit Gleichstromenergie. Die
Wechselrichterschaltung umfasst eine Reihenschaltung aus wenigstens
einem ersten und einem zweiten Schaltelement, die parallel zu den Aus
gangsanschlüssen der Gleichstromquelle geschaltet ist, und die der
Umsetzung der Gleichstromenergie der Gleichstromquelle in eine
Wechselstromenergie dient. Der resonante Lastschwingkreis umfasst eine
Induktionsspule, einen Kondensator und eine zu dem Kondensator
parallel geschaltete Entladungslampe. Der Steuerkreis dient dazu, ab
wechselnd das erste und das zweite Schaltelement der Wechselrichter
schaltung durchzuschalten bzw. zu sperren und so die an der Entladungslampe
des resonanten Lastschwingkreises anliegende Spannung zu
steuern. Dabei schaltet der Steuerkreis das erste und das zweite
Schaltelement mit hoher Frequenz zwischen dem gesperrten und dem
durchgeschalteten Zustand um, um auf diese Weise abwechselnd eine
erste Periode zu erzeugen, während der die Einschaltdauer des zweiten
Schaltelements länger ist als die des ersten Schaltelements, und eine
zweite Periode, während der die Einschaltdauer des zweiten Schalt
elements kürzer ist, als die des ersten Schaltelements. Auf diese
Weise wird an die Entladungslampe eine niederfrequente Rechteck
spannung angelegt. Der Steuerkreis überlagert dem vom resonanten Last
schwingkreis empfangenen Resonanzimpulssignal einen Gleichspannungsan
teil, wenn der resonante Lastschwingkreis sich im Zündmodus der Entla
dungslampe befindet und ändert kontinuierlich die Schaltfrequenz der
Schaltelemente, um die Entladungslampe mit Hochspannung zu versorgen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der fol
genden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Schaltung eines
Ansteuergerätes für eine Entladungslampe gemäß einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 einen Schaltplan, der detailliert die Anordnung der Aus
führungsform nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 Wellenformen von Signalen, die man an verschiedenen Punkten der
Schaltung nach Fig. 2 im Zünd- bzw. Leuchtmodus abgreifen kann.
Fig. 4 ein Diagramm zur Erklärung der Richtung der Frequenzverschie
bung der Schaltfrequenz im Arbeitsbetrieb der Schaltung nach Fig. 2.
Fig. 5 ein Diagramm zur Erklärung der Richtung der Frequenzverschie
bung im Arbeitsbetrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 6 ein Diagramm zur Erklärung der Frequenzverschiebung bei der
Wechselrichterschaltung durch einen Steuerkreis gemäß einer vierten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ein Diagramm zur Erklärung der Frequenzverschiebung bei einer
Wechselrichterschaltung durch einen Steuerkreis gemäß einer vierten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer Schaltung gemäß einer fünften Aus
führungsform der Erfindung;
Fig. 9 ein Blockschaltbild einer Schaltung gemäß einer sechsten Aus
führungsform der Erfindung;
Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Schaltung gemäß einer siebten Aus
führungsform der Erfindung;
Fig. 11 ein Schaltbild gemäß einer achten Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 12 Wellenformen von Signalen, die man an verschiedenen Punkten
der Schaltung nach Fig. 11 im Start- bzw. Leuchtmodus abgreifen kann.
Fig. 13 ein Schaltbild gemäß einer neunten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 14 ein Schaltbild gemäß einer zehnten Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 15 Wellenformen von Signalen, die man an verschiedenen Punkten
der Schaltung nach Fig. 14 im Start- bzw. Leuchtmodus abgreifen kann;
Fig. 16 Wellenformen von Signalen, die man an verschiedenen Punkten
der Schaltung gemäß einer elften Ausführungsform der Erfindung abgrei
fen kann;
Fig. 17 eine Zeittafel zur Erklärung der Arbeitsweise einer Schaltung
gemäß einer zwölften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18 eine Zeittafel zur Erklärung der Arbeitsweise einer Schaltung
gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 19 eine Zeittafel zur Erklärung der Arbeitsweise einer Schaltung
gemäß einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 20 eine Zeittafel zur Erklärung der Arbeitsweise einer Schaltung
gemäß einer fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung.
Während im folgenden die Erfindung in Bezugnahme auf die bevorzugten
Ausführungsformen beschrieben wird, muss man sich bewusst sein, dass
die Erfindung nicht nur auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt
ist, sondern alle möglichen Veränderungen, Modifikationen und äquiva
lenten Anordnungen entsprechend dem Umfang der Ansprüche umfasst.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer schematischen Anordnung eines
Ansteuergerätes für eine Entladungslampe in Übereinstimmung mit einer
ersten Ausführungsform der Erfindung. Das skizzierte Ansteuergerät für
eine Entladungslampe umfasst eine Gleichstromquelle 1A zur Umsetzung
einer Wechselstromenergie in eine Gleichstromenergie, eine Wechsel
richterschaltung 3A, einen resonanten Lastschwingkreis 2A sowie einen
Steuerkreis 5A. Die Wechselrichterschaltung 3A umfasst vorteilhafter
weise eine Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Konden
sator sowie eine Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten
Schaltelement, die jeweils parallel zu den Ausgangsanschlüssen der
Gleichstromquelle 1A liegen, und dient dazu, die aus der Gleichstrom
quelle 1A erhaltene Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie
umzusetzen. Der resonante Lastschwingkreis 2A umfasst vorteilhafter
weise eine Reihenschaltung aus einer Induktionsspule und einem
Kondensator sowie einer parallel zum Kondensator liegenden Entladungs
lampe, die mit der Wechselstromenergie der Wechselrichterschaltung
versorgt wird. Ein Steuerkreis 5A dient dazu, abwechselnd die Schalt
elemente der Wechselrichterschaltung durchzuschalten und zu sperren,
um die Versorgungsspannung der Entladungslampe zu steuern.
Das erste und das zweite Schaltelement wird vom Steuerkreis 5A mit
hoher Frequenz abwechselnd durchgeschaltet und gesperrt, um eine erste
Periode zu liefern, während der die Einschaltdauer des zweiten Schalt
elements länger ist als die des ersten Schaltelements, und eine zweite
Periode, während der die Einschaltdauer des zweiten Schaltelements
kürzer ist als die des ersten Schaltelements. Dadurch wird erreicht,
dass die Durchschaltdauern der Schaltelemente unterschiedlich lang
sind, die Schaltfrequenz geändert wird und eine niederfrequente Recht
eckspannung an die Entladungslampe angelegt wird. D. h., der Steuer
kreis 5A verändert die Schaltfrequenz der Schaltelemente in wenigstens
einer der zwei Perioden, um die Entladungslampe mit einer Hochspannung
zu versorgen.
Mit dieser Anordnung wird die Schaltfrequenz variiert, so dass, wenn
der LC-Resonanzkreis aus der Induktionsspule und dem Kondensator
seinen Maximalwert erreicht, eine Impulsspannung in der Höhe dieses
Maximalwertes der Entladungslampe zugeführt wird, wodurch die Entla
dungslampe in geeigneter Weise gezündet und in Betrieb gehalten werden
kann. Da ferner das erste und das zweite Schaltelement mit einer hohen
Umschaltfrequenz abwechselnd durchgeschaltet und gesperrt werden, um
die erste Periode zu erzeugen, während der die Einschaltdauer des
zweiten Schaltelements länger ist als die des ersten Schaltelements,
und um die zweite Periode zu erzeugen, während der die Einschaltdauer
des zweiten Schaltelements kürzer ist als die des ersten
Schaltelements, kann die niederfrequente Wechselspannung an die Entla
dungslampe angelegt und somit der Entladungslampe eine für die gleich
mäßige Überführung in den Bogenentladungszustand ausreichende Energie
der zugeführt werden. Daraus folgt, dass die Entladungslampe in geeig
neter Weise mit Hilfe eines hohen, aus dem LC-Resonanzkreis gewonnenen
Spannungsimpulses gezündet und danach in Betrieb gehalten werden kann.
Ebenso kann die zur Überführung der Lampe in ihren
Bogenentladungszustand notwendige Energie der Entladungslampe
zugeführt werden, wodurch ihr Einschaltverhalten verbessert wird.
Fig. 2 zeigt ein spezielles Schaltungsbeispiel des Ansteuergerätes für
eine Entladungslampe in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform
in Fig. 1. Das dargestellte Ansteuergerät für eine Entladungslampe
umfasst eine Gleichstromquelle 1A zur Versorgung mit Gleichstromen
ergie, die eine spannungserhöhende Zerhacker-Schaltung 11A beinhaltet,
einen resonanten Lastschwingkreis 2A, der eine Induktionsspule L1,
einen mit der Induktionsspule L1 in Reihe geschalteten Kondensator C1
und eine parallel zum Kondensator C1 geschaltete Reihenschaltung aus
einer Entladungslampe (Hochleistungsentladungslampe) La und einem
Widerstand R1 beinhaltet, eine Wechselrichterschaltung 3A, die die
Gleichstromenergie der Gleichstromquelle 1A in eine Wechselstromen
ergie umsetzt und den Wechselstrom an den resonanten Lastschwingkreis
2A abgibt, einen Steuerkreis 4A für die spannungserhöhende Zerhacker-
Schaltung 11A sowie einen Steuerkreis 5A für die Wechselrichterschal
tung 3A.
Die einzelnen Bestandteile der oben genannten Vorrichtung werden im
folgenden genauer beschrieben. Die Gleichstromquelle 1A umfasst einen
Gleichrichter DB, der den aus der Wechselstromquelle AC stammenden
Wechselstrom gleichrichtet, und eine spannungserhöhende Zerhacker-
Schaltung 11A. Die spannungserhöhende Zerhacker-Schaltung 11A be
inhaltet eine Induktionsspule L11, deren eines Ende mit einem auf
hohem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters DB ver
bunden ist, ein als Schaltelement Q11 wirkender Feldeffekt-Transistor
(FET), dessen Drain- und Sourceanschluss mit dem anderen Ende der In
duktionsspule L11 und einem auf niederem Potential liegenden Ausgangs
anschluss des Gleichrichters DB verbunden ist, und eine Diode D11,
deren Anode ebenfalls mit dem anderen Ende der Induktionsspule verbun
den ist. Die Drain- und Sourceanschlüsse des Schaltelements Q11 sind
mit der Kathode bzw. Anode einer parasitären Diode D12 verbunden, die
mit dem Sourcesubstrat gekoppelt ist.
Die Wechselrichterschaltung 3A umfasst eine Reihenschaltung aus einer
Diode D3, einem ersten Schaltelement Q1, z. B. in Form eines FET, einer
Diode D4 und einem zweiten Schaltelement Q2 in Form eines FET, die
parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle 1A liegt,
eine Diode 5, die parallel zur Diode D3 und dem ersten Schaltelement
Q1 liegt, eine Diode D6, die parallel zur Diode D4 und dem zweiten
Schaltelement Q2 liegt und eine Reihenschaltung aus einem ersten und
einem zweiten Kondensator CE1 und CE2, die wiederum parallel zu den
Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle 1A liegt. In dieser
Schaltung besitzen die Schaltelemente Q1 und Q2, ebenso wie das
Schaltelement Q11, parasitäre Dioden D1 bzw. D2.
Der Steuerkreis 4A für die spannungserhöhende Zerhacker-Schaltung 11A
umfasst einen Ausgangsspannungsmesskreis 41 zur Messung der Ausgangsspannung
der spannungsverstärkenden Zerhacker-Schaltung 11A und einen
Ansteuerkreis 42, der ein Messsignal vom Ausgangsspannungsmess
kreis 41 empfängt und das Schaltelement Q11 entsprechend ansteuert.
Der Steuerkreis 4A dient dazu, ein Schaltsteuersignal zu erzeugen und
es an das Schaltelement Q11 zu geben, um somit den Schaltzustand des
Schaltelements Q11 zu steuern. Zudem steuert z. B. der Steuerkreis,
ebenso wie beim Stande der Technik, die Ausgangsspannung der
spannungserhöhenden Zerhacker-Schaltung 11A sowie den Schaltzustand
des Schaltelements Q11, um kontrolliert eine Ausgangsspannung des
Gleichrichters DB auf einen festgelegten Pegel zu verstärken.
Der Steurkreis 5A für die Wechselrichterschaltung 3A umfasst eine
Messschaltung 51 zur Messung einer Lampenspannung Vla, eine Mess
schaltung 52 zur Messung eines Lampenstromes Ila, eine Messschaltung
53, um aus den von den beiden Messschaltungen erhaltenen Messsignalen
eine Lampenleistung Wla zu errechnen, sowie eine Ansteuerschaltung 54,
die das erste und das zweite Schaltelement Q1 und Q2 entsprechend der
errechneten Lampenleistung ansteuert. Der Steurkreis 5A dient dazu,
Schaltsteuersignale zu erzeugen und sie an das erste und das zweite
Schaltelement Q1 und Q2 zu geben, um die Schaltzustände der Schalt
elemente Q1 und Q2 zu steuern.
Befindet sich die Entladungslampe La z. B. in ihrem stationären
Zustand, so wird, um die von der Wla Messschaltung 53 erhaltene
Lampenleistung auf einen festgelegten Wert einzustellen, fortwährend
die Einschaltdauer der Schaltelemente gesteuert, derart dass, während
einer Periode TM21 das zweite Schaltelement Q1 in seinen Sperrzustand
gesetzt wird und das erste Schaltelement mit hoher Frequenz zwischen
dem gesperrten und dem durchgeschalteten Zustand umgeschaltet wird,
wohingegen, während einer nächsten Periode das erste Schaltelement Q1
in seinen Sperrzustand gesetzt wird und das zweite Schaltelement Q2
mit hoher Frequenz von einigen 10 kHz zwischen dem gesperrten und dem
durchgeschalteten Zustand umgeschaltet wird, wie durch TM21 und TM22
in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall wird die Frequenz für die
Perioden TM21 und TM22 auf einige zehn bis einige hundert Hz
eingestellt. Die Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schalt
elements Q1 und Q2 wird auf einem konstanten Wert gehalten.
Im Gegensatz zum Steuermodus des stationären Zustandes werden im
Steuermodus zum Steuern der Einschaltphase, in der die Entladungslampe
eingeschaltet und gezündet wird, beide Schaltelemente Q1 und Q2 mit
einer hohen Frequenz zwischen dem gesperrten und dem durchgeschalteten
Zustand umgeschaltet, so dass eine erste Periode TM12 entsteht,
während der das zweite Schaltelement Q2 länger durchgeschaltet ist als
das erste Schaltelement Q1, und eine zweite Periode TM11 entsteht,
während der das zweite Schaltelement Q2 kürzere Zeit durchgeschaltet
ist als das erste Schaltelement Q1. Dadurch kann die Versorgung der
Entladungslampe La mit einer niederfrequenten Rechteckspannung
gesteuert werden. In diesem Fall wird die Frequenz der Perioden TM11
und TM12 auf einige zehn bis einige hundert Hz eingestellt.
Darüber hinaus wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist, das Verhältnis der
Durchschaltdauern innerhalb der Perioden TM11 und TM12, während einer
Zeitspanne T1 beginnend am Anfang der Perioden TM11 bzw. TM12, konti
nuierlich verändert oder kontrolliert verschoben. Da die Durchschalt
dauer des Schaltelements Q1 innerhalb der längeren Periode TM11 bis zu
dem festgelegten Zeitpunkt T1 stetig zunimmt, und da die Durchschalt
dauer des Schaltelements Q2 innerhalb der Periode TM12 bis zu dem
festgelegten Zeitpunkt T1 stetig zunimmt, nimmt der Gleichspannungs
anteil der Lampenspannung Vla stetig zu. Im Beispiel von Fig. 3 ist
eine Periode, die sich von der festgelegten Zeitspannte T1 unter
scheidet, länger als eine Durchschaltzeit länger innerhalb der fest
gelegten Zeit T1.
Darüber hinaus werden die Schaltfrequenzen des ersten und des zweiten
Schaltelements Q1 und Q2 in wenigstens einer der beiden Perioden ver
ändert, um die Hochspannungsversorgung der Entladungslampe La zu
steuern. D. h., der Steuerkreis 5A verändert (verschiebt) die Schalt
frequenz des ersten und des zweiten Schaltelements Q1 und Q2 von ihrem
Startzeitpunkt bis zu dem festgelegten Zeitpunkt T1 innerhalb der
Perioden TM11 bzw. TM12, wie in Fig. 3 dargestellt ist. In diesem Fall
ist die Frequenzverschiebungsweite so eingestellt, dass sie eine Re
sonanzfrequenz des LC-Resonanzkreises aus der Induktionsspule und dem
Kondensator enthält. In der Schaltung ist die Frequenzänderung der
Schaltfrequenz innerhalb der Zeitspanne T1 des ersten Schaltelements
Q1 annähernd so groß wie die des zweiten Schaltelements Q2.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Steuerschaltung 5A
beschrieben, die ein Merkmal der ersten Ausführungsform der Erfindung
bildet. Zuerst wird die Funktion der Schaltung im Steuermodus des
stationären Zustandes in Bezugnahme auf Fig. 3 erklärt. Die Steuerung
sorgt fortwährend dafür, dass in der Periode TM21 das zweite Schalt
element Q2 in seinen gesperrten Zustand gesetzt und das erste Schalt
element Q1 mit hoher Frequenz zwischen dem gesperrten Zustand und dem
durchgeschalteten Zustand umgeschaltet wird, wohingegen in der Periode
TM22 das erste Schaltelement Q1 in seinen gesperrten Zustand gesetzt
und das zweite Schaltelement Q2 mit hoher Frequenz zwischen dem
gesperrten und dem durchgeschalteten Zustand umgeschaltet wird. Dies
hat zur Folge, dass die Entladungslampe La mit einer rechteckigen
Lampenspannung Vla versorgt wird, ein niederfrequenter Rechteckstrom
durch die Entladungslampe La fließt und die Entladungslampe La im
stationären Zustand leuchet.
Im folgenden wird die Funktion der Schaltung im Steuermodus des Ein
schaltzustandes erklärt. Die Steuerung sorgt dafür, dass das erste und
das zweite Schaltelement Q1 und Q2 mit hoher Frequenz zwischen dem
gesperrten und dem durchgeschalteten Zustand umgeschaltet werden.
Dadurch wird abwechselnd die erste Periode TM12 erzeugt, während der
die Durchschaltzeit des zweiten Schaltelements Q2 länger ist als die
des ersten Schaltelements, und die zweite Periode TM11 erzeugt,
während der die Durchschaltzeit des zweiten Schaltelements Q2 kürzer
ist als die des ersten Schaltelements Q1. Dies hat zur Folge, dass an
die Entladungslampe La eine niederfrequente Rechteckspannung gegeben
wird, so dass ein Gleichspannungsanteil in der Lampenspannung Vla
dafür sorgt, dass die Entladungslampe La mit der für einen Übergang
der Lampe zum Bogenentladungszustand benötigten Energie versorgt
wird.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, sorgt zu diesem Zeitpunkt die Steuerung
dafür, dass das Tastverhältnis während der durch den festgelegten
Zeitpunkt T1 bestimmten Zeitspanne von D11 auf D12 erhöht wird, wobei
der Beginn dieser Zeitspanne am Anfang der Perioden TM11 bzw. TM12
liegt. Dies hat zur Folge, dass der Gleichspannungsanteil in der
Lampenspannung Vla stetig zunimmt. Am Anfang der Periode TM11 und TM12
wird jedoch das Tastverhältnis von D12 auf den Wert von D11 zurück
gesetzt.
Desweiteren sorgt, wie in Fig. 3 dargestellt ist, die Steuerung dafür,
dass die Schaltfrequenzen des ersten und des zweiten Schaltelements Q1
und Q2, während der durch den festgelegten Zeitpunkt T1 bestimmten
Zeitspanne, von f11 auf f12 erhöht wird, wobei der Beginn der Zeit
spanne am Anfang der Perioden TM11 bzw. TM12 liegt. Das hat zur Folge,
dass zu dem Zeitpunkt, zu dem der LC-Resonanzkreis aus der Induktions
spule und dem Kondensator eine Resonanzfrequenz erreicht, ein maxima
ler Hochspannungsimpuls der Lampenspannung Vla überlagert ist, wodurch
die Entladungslampe La ihren dielektrischen Durchbruch erreicht und
somit in geeigneter Weise gezündet und in Betrieb gehalten werden
kann. Weiterhin wird die Schaltfrequenz verschoben, so dass, selbst
wenn die einzelnen Bestandteile Schwankungen in ihren Leistungen
unterworfen sind, ein maximaler Hochspannungsimpuls an die Entladungs
lampe La abgegeben werden kann. Die Schaltfrequenz f12 wird jedoch zu
Beginn der Perioden T11 und T12 auf den Wert von f11 zurückgesetzt.
In der oben genannten ersten Ausführungsform kann die Entladungslampe
mit dem durch den LC-Resonanzkreis erzeugten Hochspannungsimpuls in
geeigneter Weise gezündet und danach in Betrieb gehalten werden. Die
Entladungslampe kann darüber hinaus mit der für eine stetige Über
führung in den Bogenentladungszustand benötigten Energie versorgt wer
den, wodurch das Einschaltverhalten verbessert wird.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wurde die erste Ausführungsform so angeord
net, dass im Steuermodus der Einschaltphase die Schaltfrequenzen des
ersten und zweiten Schaltelements Q1 und Q2 vom niedrigeren Wert auf
den höheren Wert angehoben werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
das spezielle Beispiel beschränkt und auch eine solche Anordnung ist
möglich, bei der die Schaltfrequenzen beider Schaltelemente Q1 und Q2
vom höheren Wert auf den niedrigeren Wert herabgesetzt werden. Kurz,
jede Anordnung ist geeignet, solange der Steuerkreis beider Schalt
elemente Q1 und Q2 so angeordnet ist, dass die Schaltfrequenzen beider
Schaltelemente Q1 und Q2 wenigstens in einem der beiden Perioden TM11
und TM12 entweder zum höheren oder zum niedrigeren Wert hin verschoben
werden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Daraus folgt, dass der
Spitzenwert und der Anstieg der Lampenspannung Vla der Entladungslampe
La stabilisiert werden kann.
Weiterhin kann, obwohl im vorangegangenen FETs, insbesondere MOS-FETs,
als Schaltelemente Q1 und Q2 eingesetzt wurden, jeder Transistortyp
dafür verwendet werden.
Fig. 5 dient der Erklärung der Frequenzverschiebung in einem Ansteuer
gerät für eine Entladungslampe in Übereinstimmung mit der zweiten Aus
führungsform der Erfindung. In diesem Fall umfasst das Ansteuergerät
für eine Entladungslampe, ebenso wie in der ersten Ausführungsform
gemäß Fig. 2, die Gleichstromquelle 1A, den resonanten Lastschwing
kreis 2A, die Wechselrichterschaltung 3A und die Steuerkreise 4A und
5A für die Schaltkreise 2A und 3A. Die zweite Ausführungsform unter
scheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass
ein Steuerkreis 5B für die Wechselrichterschaltung in der zweiten Aus
führungsform integriert ist. Der Steuerkreis 5B für die Wechselrich
terschaltung in der zweiten Ausführungsform besitzt im wesentlichen
die gleiche Struktur wie der Steuerkreis 5A der ersten Ausführungs
form, außer dass die Steuerung dafür sorgt, dass die Schaltfrequenz
des ersten und des zweiten Schaltelements Q1 und Q2 in wenigstens
einem der Perioden TM11 und TM12 im Steuermodus der Einschaltphase auf
den niederen Wert herabgesetzt wird. D. h., die Aufgabe des Steuer
kreises 5B besteht darin, die Schaltfrequenz der Schaltelemente Q1 und
Q2 während einer durch den festgelegten Zeitpunkt T1 bestimmten Zeit
spanne T1 vom höheren Wert f12 auf den niedrigeren Wert f11 herabzu
setzen bzw. dorthin zu verschieben, wobei die Zeitspanne am Anfang der
Perioden TM11 und TM12 beginnt.
Im folgenden wird, unter Bezugnahme auf Fig. 5 erklärt, warum die
Schaltfrequenz durch den Steuerkreis 5B auf einen niedrigeren Wert
herabgesetzt wird. Wenn die Entladungslampe La einen dielektrischen
Durchbruch erfährt, verschiebt sich die Resonanzkurve im resonanten
Lastschwingkreis 2A von einer Resonanzkurve A1 (mit einem Maximum bei
fo) im Nicht-Leuchtmodus zu einer Resonanzkurve A2 nach dem dielek
trischen Durchbruch. Unter dieser Bedingung, wenn die Schaltfrequenz
des ersten und des zweiten Schaltelements Q1 und Q2 auf den niederen
Wert herabgesetzt wird, rückt die Schaltfrequenz nach dem dielektrischen
Durchbruch der Entladungslampe La näher an das Maximum (fo') der
Resonanzkurve A2. Das hat zur Folge, dass die für die Bogenentladung
erforderliche Energie gewonnen und die Entladungslampe La stabiler in
den Bogenentladungszustand überführt werden kann.
Fig. 6 dient der Erklärung der Frequenzverschiebung in einem Ansteuer
gerät für eine Entladungslampe in Übereinstimmung mit einer dritten
Ausführungsform der Erfindung, in der die Schaltfrequenzen des ersten
und des zweiten Schaltelements Q1 und Q2 mehrfach in wenigstens einer
der Perioden TM11 und TM12 in der Einschaltphase geändert werden, um
der Entladungslampe La eine Hochspannung zuzuführen. Wie in Fig. 6
dargestellt ist, ändert (verschiebt) in diesem Fall ein Steuerkreis 5C
für die Wechselrichterschaltung die Schaltfrequenz fHF der Schaltele
mente Q1 und Q2 innerhalb der Perioden TM11 und TM12 mehrfach, z. B.
dreimal. Zu diesem Zeitpunkt wird die Verschiebungsweite der Schalt
frequenz so eingestellt, dass sie eine Resonanzfrequenz des LC-
Resonanzkreises aus der Induktionsspule und dem Kondensator des reso
nanten Lastschwingkreises 2A enthält.
Im folgenden wird die Funktionsweise des Steuerkreises 5C, der ein
Merkmal der dritten Ausführungsform bildet, erklärt. Die Erklärung ist
zunächst auf die Funktion der Schaltung im Steuermodus des stationären
Zustandes gerichtet. Diese Steuerung wiederholt sich insofern, als das
zweite Schaltelement Q2 in seinen gesperrten Zustand gesetzt und das
erste Schaltelement Q1 während der Periode TM21 und zu einem
Zeitpunkt, zu dem die Entladungslampe leuchtet, mit hoher Frequenz
zwischen dem gesperrten und dem durchgeschalteten Zustand umgeschaltet
wird, wohingegen während der Periode TM22 das erste Schaltelement Q1
in seinen gesperrten Zustand gesetzt und das zweite Schaltelement Q2
mit hoher Frequenz zwischen dem gesperrten und dem durchgeschalteten
Zustand umgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, dass eine rechteckige
Lampenspannung Vla an die Entladungslampe La gegeben wird, ein nieder
frequenter Rechteckstrom Ila durch die Entladungslampe fließt und die
Entladungslampe La im stationären Zustand leuchtet.
Im folgenden wird die Funktion der Schaltung im Steuermodus der Ein
schaltphase beschrieben. Die Steuerung sorgt dafür, dass beide Schalt
elemente Q1 und Q2 abwechselnd mit hoher Frequenz zwischen ihrem gesperrten
und ihrem durchgeschalteten Zustand umgeschaltet werden. Dies
liefert die erste Periode TM12, in der die Durchschaltdauer des
zweiten Schaltelements Q2 länger ist als die des ersten Schaltelements
Q1, und die zweite Periode TM11, in der die Durchschaltdauer des
zweiten Schaltelements Q1 kürzer ist als die des ersten Schaltelements
Q1. Das hat zur Folge, dass eine niederfrequente Rechteckspannung der
Entladungslampe La zugeführt wird, wodurch ein Gleichspannungsanteil
in der Lampenspannung Vla dafür sorgt, dass eine zur Überführung der
Entladungslampe in ihren Bogenentladungszustand benötigte Energie an
die Entladungslampe La gegeben werden kann.
Wie in Fig. 6 dargestellt, wurde zu diesem Zeitpunkt die Schalt
frequenz des ersten und des zweiten Schaltelements Q1 und Q2 während
der Perioden TM21 und TM12 mehrfach von f11 auf f12 erhöht. Folglich
durchläuft bei jeder Verschiebung der Schaltfrequenz ein Hochspan
nungsimpuls einen Maximalwert, sobald der LC-Resonanzkreis aus der
Induktionsspule L1 und dem Kondensator C1 des resonanten Lastschwing
kreises 2A seine Resonanzfrequenz durchläuft, was zur Folge hat, dass
die Entladungslampe La ihren dielektrischen Durchbruch erreicht und
somit die Lampe in geeigneter Weise eingeschaltet und in Betrieb ge
halten werden kann.
Desweiteren erlaubt die Verschiebung der Schaltfrequenz, dass der Ent
ladungslampe La selbst dann ein maximaler Hochspannungsimpuls zugeführt
wird, wenn die einzelnen Bestandteile Schwankungen in ihren Her
stellungstoleranzen aufweisen.
Wie schon erwähnt, kann die dritte Ausführungsform nicht nur im
wesentlichen dieselben Leistungsmerkmale aufweisen, wie die erste Aus
führungsform. Die Entladungslampe La kann zudem besser eingeschaltet
und betrieben werden als in der ersten Ausführungsform. Zudem kann die
Schaltung vereinfacht werden, wenn das Ausgangssignal eines Oszil
lators zur Erzeugung einer Rechteckspannung als ein Signal zur Takt
gebung für die Frequenzverschiebung benutzt wird.
Fig. 7 dient der Erklärung der Frequenzverschiebung eines Steuer
kreises für die Wechselrichterschaltung in einem Ansteuergerät für
eine Entladungslampe in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform
der Erfindung. In diesem Fall umfasst das Ansteuergerät für eine
Entladungslampe, ebenso wie in der dritten Ausführungsform, eine
Gleichstromquelle, einen resonanten Lastschwingkreis, einen Steuer
kreis für die Gleichstromquelle und einen Steuerkreis für die Wechsel
richterschaltung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich jedoch
von der dritten Ausführungsform dahingehend, dass ein Steuerkreis 5D
für die Wechselrichterschaltung integriert ist, der eine Messschaltung
Vla, eine Messschaltung Ila und ein Ansteuerkreis umfasst und
dadurch, dass der Steuerkreis 5D während der Perioden TM11 und TM12
die Durchschaltdauer für jede Verschiebung der Schaltfrequenz des
ersten und des zweiten Schaltelements Q1 und Q2 zum Einschaltzeitpunkt
der Lampe im Steuermodus der Einschaltphase auf einen kleineren,
konstanten Wert herabsetzt, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Die
sonstige Wirkungsweise des Steuerkreises 5D entspricht im wesentlichen
der des Steuerkreises 5C der dritten Ausführungsform.
Im folgenden wird erklärt, warum die Durchschaltdauer wie oben be
schrieben verändert ist. Da die Entladungslampe La eine Hochleistungs
entladungslampe ist, ist es vorteilhaft, zuerst eine Hochspannung and
die Entladungslampe La zu legen, um die Entladung in Gang zu setzen
und ihr anschließend, beim Eintritt in die Bogenentladung, ausreichend
Energie zuzuführen, um die Entladung in ihren stabilen Zustand überzu
führen.
Bei der Verschiebungsdauer der Schaltfrequenz ist es erforderlich, das
Tastverhältnis dem Wert 0,5 anzunähern, um die Hochspannung weiter zu
erhöhen. Je mehr sich jedoch das Tastverhältnis dem Wert 0,5 nähert,
desto stärker nimmt der Gleichspannungsanteil der an die Entladungs
lampe La angelegten Spannung ab. Findet eine Bogenentladung unter der
Bedingung statt, dass der Gleichspannungsanteil auf diese Weise redu
ziert wurde, so kann der Entladungslampe nicht die für den Übergang
der Entladung in ihren stabilen Zustand notwendige Energie zugeführt
werde, so dass die Entladungslampe in einigen Fällen sogar erlöschen
kann.
Um dies zu vermeiden, ist beim Verschieben der Schaltfrequenz das
Tastverhältnis kleiner eingestellt, so dass es näher bei 0,5 liegt,
wodurch an die Entladungslampe eine höhere Impulsspannung angelegt
werden kann. Im Betriebszustand konstanter Schaltfrequenz wird das
Tastverhältnis größer als 0,5 eingestellt, so dass der Entladungslampe
La eine für den Übergang des Entladungszustandes in einen stabilen
Zustand notwendige Energie zur Verfügung gestellt wird.
Wie weiter oben schon erwähnt wurde, kann die vierte Ausführungsform
im wesentlichen dieselben Effekte erzielen wie die erste Ausführungs
form.
Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen eine fünfte, sechste und siebte Aus
führungsform der Erfindung. Ein Ansteuergerät für eine Entladungslampe
in Übereinstimmung mit der fünften Ausführungsform von Fig. 8 umfasst
eine Verstärkerschaltung 81 (AC/DC-Wandler) zur Umsetzung einer
Wechselstromenergie einer Wechselstromquelle AC in eine festgelegte
Gleichstromenergie, einen Rückwärtswandler 82 (DC/DC-Wandler) zur Sta
bilisierung der Ausgangsleistung der Verstärkerschaltung, die der Ent
ladungslampe zugeführt wird und zur Steuerung geeigneter Werte für die
Beleuchtungsspannung und den Beleuchtungsstrom der Entladungslampe
dient, sowie einen Wechselrichter/Starter-Schaltkreis 83 (DC/AC-Wand
ler) zur Umwandlung der am Ausgang des Rückwärtswandlers 82 anliegen
den Gleichspannung in ein niederfrequentes Rechtecksignal, das der
Entladungslampe zugeführt wird und zur Erzeugung eines hochfrequenten
Hochspannungssignals dient, das während der Einschaltphase der Entla
dungslampe einen Gleichstromanteil enthält.
Die Vorrichtung der sechsten Ausführungsform in Fig. 9 umfasst eine
Leistungssteuerung 91 (AC/DC-Wandler) zur Umsetzung einer Wechsel
stromenergie einer Wechselstromquelle AC in eine Gleichstromenergie,
die der Entladungslampe zugeführt wird, und um die Beleuchtungs
spannung und den Beleuchtungsstrom der Entladungslampe in geeigneter
Weise zu steuern. Die Leistungssteuerung 91 umfasst zudem einen
Wechselrichter/Starter-Schaltkreis 92 (DC/AC-Wandler) zur Umsetzung
der am Ausgang der Leistungssteuerung anliegenden Gleichspannung in
ein niederfrequentes Rechtecksignal und zur Erzeugung eines hochfre
quenten Hochspannungssignals, das während der Einschaltphase der Ent
ladungslampe einen Gleichstrom enthält.
Die Vorrichtung der siebten Aussführungsform in Fig. 10 umfasst eine
Verstärkerschaltung 101 (AC/DC-Wandler) zur Umwandlung der Wechsel
spannung einer Wechselstromquelle AC in eine festgelegte Gleich
spannung sowie einen Schaltkreis 102 (DC/AC-Wandler), der eine
Leistungssteuerung, einen Wechselrichter und einen Startschaltkreis
beinhaltet und dazu dient, die Ausgangsspannung der Verstärker
schaltung, die an die Entladungslampe angelegt wird, zu stabilisieren,
die Beleuchtungsspannung und den Beleuchtungsstrom in geeigneter Weise
zu steuern, das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung in ein nieder
frequentes Rechtecksignal umzuwandeln, das an die Entladungslampe ge
geben wird, sowie zur Erzeugung einer hochfrequenten Hochspannung, die
während der Einschaltphase der Entladungslampe einen Gleichspannungs
anteil enthält.
Die Wechselstromquelle AC und die Verstärkerschaltungen 81 und 101 der
fünften und siebten Ausführungsform können durch eine Gleichstrom
quelle ersetzt werden, und die Verstärkerschaltung und die Leistungs
steuerung 91 können dazu dienen, ein Anwachsen eines Störsignal im
Eingangsstrom von der Wechselstromquelle AC zu unterdrücken, um den
Leistungsfaktor hoch zu halten.
Weiterhin umfaßt sowohl die Wechselrichter/Starter-Schaltkreise 83 und
92 als auch der Schaltkreis 102, der eine Leistungssteuerung, einen
Wechselrichter und einen Startschaltkreis beinhaltet, einen Resonanz
kreis, der eine Reihenschaltung aus wenigstens einer Spule, einem Kon
densator und der Entladungslampe beinhaltet, die mit beiden Kontakten
des Kondensators verbunden ist.
Im Betrieb der Vorrichtungen der fünften bis siebten Ausführungsform
erfolgt der Leuchtbetrieb während der Einschaltphase der Entladungs
lampe, während die Frequenz bis nahe an die Resonanzfrequenz des Reso
nanzkreises erhöht wird. Dies hat zur Folge, dass der Leuchtbetrieb
während einer Frequenzänderung selbst dann ausgeführt wird, wenn sich
die Resonanzfrequenz dadurch ändert, dass die technischen Daten der
Spule und des Kondensators des Resonanzkreises Schwankungen gegenüber
ihren zum Zeitpunkt der Herstellung definierten Daten aufweisen, so
dass die Resonanzspannung, um die Lampe zu starten, zuverlässig er
zeugt werden kann. Darüber hinaus kann ein Zeitintervall, während dem
die Erzeugung der Resonanzspannung die Erzeugung eines großen Resonanzstromes
hervorruft, verkürzt werden, da die Funktion des Schalt
kreises nicht auf die Resonanzfrequenz eingeschränkt ist. Folglich
können auf die entsprechenden Bauteile wirkende Belastungen reduziert
werden.
Der Wechselrichter/Starter-Schaltkreis 83 und der Schaltkreis 102, der
eine Leistungssteuerung, einen Wechselrichter und einen Startschalt
kreis beinhaltet, dienen dazu, den Gleichspannungsanteil der oben ge
nannten, durch die Resonanz beim Zünden der Lampe hervorgerufenen,
Hochspannung zu überlagern. Werden z. B. die Durchschaltdauern der bei
hoher Frequenz betriebenen Schaltelemente in einem Brückenwechsel
richter aus dem abgeglichenen Zustand gebracht, so erscheint zwischen
beiden Enden des Kondensators eine Gleichspannungskomponente ent
sprechend dem Tastverhältnis an und eine Resonanzspannung, die die
überlagerte Gleichspannungskomponente enthält, liegt an der Entla
dungslampe an. Folglich verursacht die Resonanzspannung den dielek
trischen Durchbruch und den Start der Lampe, wonach die Lampe aufgrund
des Gleichstromanteils leicht von der Glimmentladung zur Bogenent
ladung übergeht und somit das Einschaltverhalten der Lampe verbessert
wird.
Obwohl die Schaltelemente in der Wechselricherschaltung bzw. im
Wechselrichterteil in den vorangegangenen Ausführungsformen in der
Form einer Halbbrücke veranschaulicht wurden, kann der Wechselricher
teil auch in Form einer Vollbrücke realisiert werden.
Fig. 11 zeigt eine achte Ausführungsform, die eine Wechselrichter
schaltung 113A enthält, die einen Wechselrichterteil umfasst, dessen
Schaltelemente in Form einer Vollbrücke angeordnet sind. Die Schaltung
113 umfasst eine Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten
Schaltelement Q1 und Q2, z. B. in Form von MOS-FETs, und eine Reihen
schaltung aus einem dritten und einem vierten Schaltelement, die beide
jeweils mit den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle 111A verbun
den sind. Der Schaltkreis 113 umfasst weiterhin eine Reihenschaltung
aus einem Kondensator C0 und einer Spule L0, die auf der einen Seite
mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement
und auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem dritten und
dem vierten Schaltelement verbunden ist, sowie eine Hochleistungsentladungslampe,
die parallel zu dem Kondensator C0 geschaltet ist. Das
Ansteuergerät für eine Entladungslampe umfasst ebenso einen Steuer
kreis 115A für die Wechselrichterschaltung, die einen Lampenstrommess
kreis 114, einen Lampenspannungsmesskreis 113, einen Steuerkreis 115
und einen Ansteuerkreis 116 beinhaltet.
Im lastlosen Modus der Entladungslampe La werden die Schaltelemente Q1
bis Q4 durch Steuersignale des Ansteuerkreises 116, der wieder vom
Steuerkreis 115 angesteuert wird, mit relativ hoher Schaltfrequenz
abwechselnd durchgeschaltet und gesperrt, wie durch Wellenformen der
Signale der Schaltelemente Q1 bis Q4 in Fig. 12 dargestellt ist. Zu
diesem Zeitpunkt, wenn die Schaltfrequenz auf einen Wert nahe der
Resonanzfrequenz der Reihenschaltung aus der Spule L0 und dem Konden
sator C0 eingestellt ist, liegt am Kondensator C0 eine wie in Fig. 12
dargestellte Hochspannung Vla an und sorgt für den dielektrischen
Durchbruch und den Übergang in die Leuchtphase der Entladungslampe La.
Wird der lastlose Zustand weitergeführt, wird der oben erwähnte last
lose Betriebszustand intermittierend forgesetzt.
Wird die Entladungslampe La als nächstes gezündet und in ihren
stationären Zustand versetzt, wird eine Periode, während der das erste
und das dritte Schaltelement Q1 und Q3 mit hoher Frequenz umgeschaltet
werden, abwechselnd mit relativ niederer Frequenz wiederholt. Das
vierte Schaltelement Q4 wird, während das erste Schaltelement Q1 mit
hoher Frequenz umgeschaltet wird, in seinen durchgeschalteten Zustand
gesetzt, und das zweite Schaltelement Q2 wird, während das dritte
Schaltelement Q3 mit hoher Frequenz umgeschaltet wird, in seinen
durchgeschalteten Zustand gesetzt. Dies hat zur Folge, dass ein
Lampenstrom Ila, der eine dem Gleichstromanteil überlagerte, hoch
frequente Restwelligkeit enthält, über die Entladungslampe La fließt
und mit geringer Frequenz umgepolt wird, wodurch die Entladungslampe
mit einer nahezu rechteckigen Spannung versorgt wird.
Da die Schaltvorgänge der Schaltelemente Q1 bis Q4 durch den Steuer
stromkreis 115 gesteuert werden, der Signale von dem Lampenspannungs
messkreis 113 und dem Strommesskreis 114 empfängt, kann die Entla
dungslampe La mit einem geeigneten Ausgangsstrom versorgt werden.
Ebenso wie in den vorangegangenen Ausführungsformen, wird selbst in
der achten Ausführungsform der Lampenstrom Ila in einem instabilen
Entladungszustand, nach dem dielektrischen Durchbruch und dem Übergang
zum stationären Zustand, erhöht, um den Übergang der Lampe in den
Bogenentladungszustand zu erleichtern und ihr Einschaltverhalten zu
verbessern. Die Arbeitsweise nach dem Start der Lampe entspricht im
wesentlichen den bisherigen Ausführungsformen, so dass auf eine Erklä
rung verzichtet wird.
Fig. 13 zeigt eine neunte Ausführungsform, die mit der achten Aus
führungsform im wesentlichen identisch ist, bis auf die Tatsache, daß
das dritte und das vierte Schaltelement Q3 und Q4 der Vollbrücke der
Schaltelemente des Wechselrichters ersetzt sind durch eine Reihen
schaltung aus den Kondensatoren C01 und C02, ein Kondensator C2 paral
lel zu einer Reihenschaltung aus der Spule L1 und dem Kondensator C1
geschaltet ist und eine Spule L2 auf der einen Seite mit dem Knoten
punkt zwischen der Spule L1 und dem Kondensator C2 und auf der anderen
Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schalt
element Q1 und Q2 verbunden ist und somit ein Doppelresonanzkreis ge
bildet wird.
Wird für die Entladungslampe La eine Hochleistungsentladungslampe ver
wendet, leuchtet die Lampe im allgmeinen nicht bei einer hohen
Frequenz von einigen zehn kHz, wie bei einer Leuchtstoffröhre. Das
liegt darin begründet, dass sich in einem so hohen Frequenzbereich der
Lampe ein akustisches Resonanzphänomen einstellen kann, das instabile
Entladungen zur Folge hat. Um dies zu vermeiden, wird daher die Lampe,
sofern es sich um eine Hochleistungsentladungslampe handelt, mit einer
niederfrequenten Rechteckspannung bzw. einem niederfrequenten Recht
eckstrom betrieben. Selbst in diesem Fall werden, wie in den vorange
gangenen Ausführungsformen, hochfrequente Komponenten durch hochfre
quentes Umschalten des ersten und des zweiten Schaltelements im
stationären Leuchtmodus dem Lampenstrom überlagert. Akustische Reso
nanzphänomene, wie sie oben beschrieben wurden, finden vermehrt insbe
sondere dann statt, wenn die hochfrequenten Anteile groß werden. Um
dies zu vermeiden, bilden in der neunten Ausführungsform die Induk
tionsspule L2 und der Kondensator C2, die den Doppelresonanzkreis
bilden, einen Tiefpassfilter, um solche hochfrequenten Komponenten zu
entfernen. Da der Filter hochfrequente Komponenten eliminieren kann,
kann das akustische Resonanzphänomen vermieden werden.
Bei den vorangegangenen Ausführungsformen wurde die der Entladungs
lampe zugeführte Leistung durch den Wechselrichterteil der Wechsel
richterschaltung gesteuert. Die Aufgabe der Leistungssteuerungsteils
kann jedoch auch als eine vom Wechselrichtungsteil abgetrennte
Komponente ausgeführt werden, wie dies in Fig. 14 der zehnten Aus
führungsform dargestellt ist. In diesem Fall wird der Leistungs
steuerungsteil in Form eines Rückwärtswandlers gebildet, in dem das
Mittel 53 zur Bestimmung der Lampenleistung, ausgehend von den Werten
des Mittels 51 zur Bestimmung der Lampenspannung und des Mittels 52
zur Bestimmung des Lampenstromes, auf einen geeeigneten Wert
eingestellt wird und der Ansteuerungsstromkreis 54 entsprechend die
Schaltfunktionen der Schaltelemente Q1 bis Q4 im Wechselrichterteil
steuert. Ein so gewonnenes Ausgangssignal wird vom Wechselrichterteil
in ein niederfequentes Rechtecksignal umgesetzt und der Entladungs
lampe La zugeführt. Die Schaltelemente Q1 bis Q4 des Wechselrichter
teils arbeiten wie in durch die in Fig. 15 dargestellten Wellenformen,
was zur Folge hat, dass eine Resonanzspannung, der ein Gleich
spannungsanteil überlagert ist, wie bei den vorangegangenen Aus
führungsformen erzeugt und dazu benutzt wird, die Entladungslampe zu
starten.
In den vorangegangenen Ausführungsformen ist der Schaltvorgang
zwischen der Einschaltphase und dem Leuchtmodus nicht im einzelnen
spezifiert, der Leuchtzustand der Entladungslampe kann aber durch das
Mittel zur Bestimmung des Lampenstromes bzw. das Mittel zur Bestimmung
der Lampenspannung ermittelt werden, um zwischen den Betriebszuständen
umzuschalten, bzw. der Einschaltvorgang kann über eine vorbestimmte
Periode nach der Inbetriebnahme fortgesetzt und dann in den Leucht
betrieb umgeschaltet werden.
Fig. 16 zeigt ein Wellendiagramm zur Erläuterung der Arbeitweise einer
elften Ausführungsform, die einen Steuerkreis umfasst, der so angeord
net ist, dass der Lampenstrom unmittelbar nach dem Einschalten der
Entladungslampe, um ihren Einschaltvorgang in der Anordnung der ersten
Ausführungsform zu verbessern. Fig. 16(a) zeigt genauer einen lastlosen,
intermittierenden Betriebszustand (I) in dem eine Resonanzspannung
im lastlosen Modus intermittierend an die Entladungslampe La abgegeben
wird, und einen lastlosen stationären Betriebszustand (II). Im lastlo
sen, intermittierenden Betriebszustand (I), wie in Fig. 16(b) und
16(c) dargestellt ist, sorgt die Steuerung dafür, dass die hochfre
quenten Schaltoperationen der Schaltelemente Q1 und Q2 diskontinuier
lich ausgeführt werden, wobei dann die an die Entladungslampe La ange
legte Spannung wie in Fig. 16(d) gezeigt ist, hoch ist.
Zu diesem Zeitpunkt besitzt der durch die Entladungslampe geführte
Lampenstrom Ila durch Ansteuerung mit Hilfe des Steuerkreises 5A einen
Wert I1, der größer ist, als der gewöhnlich im Leuchtmodus
existierende Wert I2, wie aus Fig. 16(e) ersichtlich ist. Wenn
aufgrund der Resonanzspannung im lastlosen Modus der dielektrische
Durchbruch der Entladungslampe erfolgt und die Entladungslampe zündet,
wird die Entladungslampe La über den Wechselrichterteil der Wechsel
richterschaltung 3A mit Energie aus der Gleichstromquelle 1A versorgt,
so dass der Lampenstrom Ila wie in Fig. 16(f) durch die Lampe zu
fließen beginnt. Der Lampenstrommesskreis 52 ermittelt den Zeitpunkt,
ab dem der Lampenstrom Ila fließt und somit den Zündzeitpunkt der Ent
ladungslampe La. D. h., der Lampenstrommesskreis 52 wird auch als Mit
tel eingesetzt, um den Beleuchtungszustand zu bestimmen.
Erkennt der Lampenstrommesskreis 52 das Zünden der Lampe, gibt er ein
Messsignal, wie es in Fig. 16(g) gezeigt ist, an den Ausgang. Empfängt
der Steuerkreis 5A das Messsignal vom Messkreis 52, steuert er die
Schaltvorgänge der Schaltelemente Q1 und Q2 derart, dass ein Strom
fließt, der einen Wert I2 besitzt, welcher größer ist, als der übliche
Wert I1, der durch die Messsignale des Lampenstrommesskreises 52 und
des Lampenspannungsmesskreises 51 bestimmt wird. Dies hat zur Folge,
dass wenn - nachdem der dielektrische Durchbruch stattgefunden hat -
die Entladungslampe La zündet und leuchtet, ein größerer Lampenstrom
Ila im instabilen Entladungszustand, d. h. vor dem Übergang in den
stationären Zustand, durch die Lampe geführt, der Übergang zum Bogen
entladungszustand erleichtert und ihren Einschaltvorgang verbessert
werden kann.
Nach Durchschreiten der konstanten Zeitspanne τ steuert der Steuerkreis
5A die Schaltvorgänge der Schaltelemente Q1 und Q2, um die
Stromstärke I1 zu liefern, die durch dic Messsignale des Lampenstrom
messkreises 52 und des Lampenspannungsmesskreises 51 bestimmt wurde.
Fig. 17 zeigt ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise
der zwölften Ausführungsform. Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Ausführungsform beinhaltet, zusätzlich zu der Schaltkreiskonfiguration
der ersten Ausführungsform, ein Mittel zum intermittierenden Anlegen
einer Startspannung. Der Steuerkreis 5A stoppt das Mittel zum inter
mittierenden Anlegen einer Startspannung sofort nachdem die Entla
dungslampe eingeschaltet wurde und führt den Einschaltvorgang der Ent
ladungslampe kontinuierlich fort.
Im lastlosen Betriebsintervall (I) gemäß Fig. 17(a), wird unter der
Annahme, dass - wie dies in Fig. 17(d) dargestellt ist - eine hohe
Resonanzspannung im lastlosen Zustand einen dielektrischen Durchbruch
der Entladungslampe La hervorruft und die Lampe zündet, der Entla
dungslampe La von der Gleichstromquelle 1A eine Energie zugeführt, so
dass ein Lampenstrom La zu fließen beginnt, wie dies in Fig. 17(f)
dargestellt ist. Misst der Lampenstrommesskreis 51 den Einsatz des
Lampenstromes Ila und somit das Zünden der Entladungslampe La, gibt
der Messkreis 51 ein Messsignal an den Steuerkreis 5A wie es in Fig.
17(g) dargestellt ist. Empfängt der Steuerkreis 5A das Messsignal,
steuert er die Schaltelemente Q1 und Q2 derart an, daß Schaltvorgänge,
wie sie in Fig. 17(b) und Fig. 17(c) dargestellt sind, während einer
Zeitspanne τ im lastlosen Zustand ausgeführt werden und dass die
intermittierenden Schaltvorgänge im Falle einer kontinuierlichen
Arbeitsweise im lastlosen Zustand gestoppt werden. Nach Durchschreiten
der konstanten Zeitspanne τ, wird die Steuerung in dem stationären
Betrieb verschoben.
Dies hat zur Folge, dass der Übergang vom instabilen Zustand unmittel
bar nach Einschalten der Entladungslampe La in den stabilen Leucht
zustand erleichtert werden kann. Zudem werden die Schaltvorgänge,
nachdem die Lampe in eine Phase (III) eines stabilen Leuchtzustandes
überging, dem stationären Zustand angepasst, wodurch ein zuverlässiger
Start realisiert werden kann. Darüber hinaus wird der intermittierende
Betrieb zugunsten eines kontinuierlichen Betriebs beendet, nachdem bei
der Entladungslampe La der dielektrische Durchbruch erfolgte, so dass
das Erlöschen der Entladungslampe La, das durch die intermittierend
oszillierende Betriebsweise verursacht wird, vermieden und der Ein
schaltvorgang verbessert werden kann. Fig. 17(e) zeigt den Betrag des
Lampenstromes Ila wie er durch den Steuerkreis 5A bestimmt ist.
In der lastlosen, kontinuierlichen Betriebsphase (II) nach dem dielek
trischen Durchbruch, fließt selbst dann kein Lampenstrom Ila, wenn die
Entladungslampe erlischt, wie in Fig. 18(f) durch "a" gezeigt ist und
das Messsignal des Lampenstrommeßkreises 51 wird nicht an den Ausgang
gegeben, wie in Fig. 18(g) dargestellt ist; die Fortführung der konti
nuierlichen, lastlosen Betriebsweise hat zur Folge, dass eine so hohe
Resonanzspannung wie aus Fig. 18(d) ersichtlich ist an die Entladungs
lampe La angelegt wird. Dies hat zur Folge, dass wiederum ein dielek
trischer Durchbruch stattfinden und somit die Entladungslampe La
zünden kann. Somit wird ein zuverlässiges Einschalten der Lampe
gewährleistet. Fig. 18 (a) bis (g) zeigen eine Zeittafel entsprechend
den Fig. 17 (a) bis (g).
Fig. 19 zeigt eine Zeittafel zur Erklärung der Funktionsweise der
dreizehnten Ausführungsform. Eine Vorrichtung der vorliegenden Ausfüh
rungsform weist ebenso wie die zwölfte Ausführungsform ein Mittel zur
intermittierenden Zuschaltung der Startspannung auf. Der Steuerkreis
5A beendet die intermittierende Zuführung der Spannung unmittelbar
nachdem die Lampe gezündet hat, führt den Einschaltvorgang der Entla
dungslampe fort und erhöht den Lampenstrom.
In einer Betriebsphase (I) im lastlosen Zustand gemäß Fig. 19(a) wird
der Entladungslampe La von der Gleichstromquelle 1A eine Energie zuge
führt, so dass ein Lampenstrom Ila einsetzt, wie dies in Fig. 19(f)
dargestellt ist, falls eine so hohe Spannung Vla, basierend auf der
Resonanzspannung im lastlosen Zustand wie es in Fig. 19(d) dargestellt
ist, bei der Entladungslampe La einen dielektrischen Durchbruch her
vorruft und die Lampe zündet. Sobald der Lampenstrommesskreis 52 einen
Lampenstrom Ila und somit das Zünden der Entladungslampe La misst,
gibt der Messkreis 52 ein solches Messsignal an den Steuerkreis 5A,
wie es in Fig. 19(g) dargestellt ist. Empfängt der Steuerkreis 5A das
Messsignal, steuert er die Schaltelemente Q1 und Q2 an, um Schaltvorgänge
ähnlich denen im lastlosen Zustand wie sie in Fig. 19(b) und
19(c) dargestellt sind und beendet die intermittierende Arbeitsweise
im lastlosen Zustand zugunsten einer kontinuierlichen Arbeitsweise.
Der Steuerkreis 5A steuert ebenfalls die Schaltelemente Q1 und Q1
derart, dass der dann fließende Lampenstrom Ila einen Betrag I1 hat,
der größer ist als der Betrag I2, der durch die Signale des Lampen
strommesskreises 52 und des Lampenspannungsmeßkreise 51 gemäß Fig.
19(a) bestimmt ist. Nach Durchschreiten der konstanten Zeitspanne τ,
ist die Steuerung zum stationären Zustand verschoben.
Daraus folgt, dass der Übergang vom instabilen Zustand unmittelbar
nach dem Einschalten der Entladungslampe La zum stabilen Leuchtzustand
erleichtert werden kann. Darüber hinaus wird die Lampe, nachdem sie in
die Phase (III) des stabilen Leuchtzustandes überging, durch die
Schaltvorgänge des stationären Zustandes angesteuert, wodurch die
Lampe zuverlässig gezündet werden kann. Zudem beendet die Lampe die
intermittierende Arbeitsweise und beginnt die kontinuierliche Arbeit
sweise, nach dem dielektrischen Durchbruch. Dies hat zur Folge, dass
das Erlöschen der Entladungslampe La, verursacht durch die
intermittierend-oszillierende Arbeitsweise, vermieden und eine Ver
besserung des Einschaltvorgangs realisiert werden kann.
Fig. 20 ist ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise
einer Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vierzehnten Ausführungs
form. Die vorliegende Vorrichtung weist im wesentlichen die gleiche
Anordnung auf wie der Schaltkreis der dreizehnten Ausführungsform,
dahingehend, dass der Steuerkreis 5A unmittelbar nach dem Zünden der
Lampe das Mittel beendet, das eine intermittierende Startspannung
während der Einschaltphase liefert, den Einschaltvorgang fortsetzt und
den Lampenstrom erhöht. Sie unterscheidet sich jedoch von der drei
zehnten Ausführungsform in der Betriebsweise nach dem Zünden der
Lampe, der im folgenden beschrieben wird.
In einer Betriebszeitspanne (I) im lastlosen Zustand gemäß Fig. 20(a)
wird der Entladungslampe La von der Gleichstromquelle 1A Energie zu
geführt, so dass ein Lampenstrom Ila wie in Fig. 20(f) dargestellt
fließt. Dabei wird jetzt angenommen, daß durch eine so hohe Spannung
wie in Fig. 20(d) dargestellt, basierend auf der Resonanzspannung im
lastlosen Zustand, ein dielektrischer Durchbruch erfolgt und den Zünd
vorgang einleitet. Registriert der Lampenstrommesskreis 52, dass der
Lampenstrom Ila zu fließen beginnt und somit der Zündvorgang der Ent
ladungslampe La beginnt, so gibt der Messkreis 52 ein solches Signal
an den Steuerkreis 5A, wie es in Fig. 20(g) dargestellt ist. Empfängt
der Steuerkreis 5A das Messsignal, steuert er die Schaltelemente Q1
und Q2 an, so daß Schaltvorgänge ähnlich wie im lastlosen Zustand,
dargestellt in Fig. 20(b) und 20(c), während des konstanten Zeitinter
valls r ausgeführt werden, und geht vom intermittierenden Betrieb in
den kontinuierlichen Betrieb über. Der Steuerkreis 5A steuert ebenso
die Schaltelemente Q1 und Q2 derart, dass der dann fließende Lampen
strom Ila einen Betrag I1 hat, der größer ist, als ein Betrag I2, der
durch Signale des Lampenstrommesskreises 52 und des Lampenspannungs
messkreises 51 bestimmt wird. Das Durchschreiten der konstanten Zeit
spanne τ, ohne daß die Lampe erlischt, hat zur Folge, daß die Lampe in
den stationären Betrieb übergeht.
Selbst wenn in einer Betriebsphase (II) im lastlosen Zustand die Ent
ladungslampe La erlischt, fließt kein Lampenstrom Ila, wie durch "a"
in Figg. 20(f) dargestellt, liefert der Lampenstrommesskreis 52 kein
Messsignal und der lastlose Betrieb wird kontinuierlich fortgesetzt.
Aus diesem Grund kann an der Entladungslampe La eine so hohe Resonanz
spannung entwickelt werden, wie in Fig. 20(d) dargestellt ist, so dass
die Entladungslampe erneut gestartet werden kann. In der vorliegenden
Ausführungsform ist der kontinuierliche, lastlose Betrieb wird der
kontinuierliche, lastlose Betrieb in der konstanten Zeitspanne τ
wieder vom Startzeitpunkt der Entladungslampe La wiederholt, wodurch
der Beginn der lastlosen, kontinuierlichen Betriebsphase (III) verzö
gert wird.
Dies hat zur Folge, dass die Entladungslampe leicht vom instabilen
Zustand unmittelbar nach dem Zünden der Entladungslampe La in den
Bogenentladungszustand als dem stabilen Leuchtzustand überführt werden
kann, wodurch die Lampe zuverlässig eingeschaltet werden kann. Darüber
hinaus wird nach dem dielektrischen Durchbruch der Entladungslampe La
der intermittierende Betrieb zugunsten des kontinuierlichen Betriebs
gestoppt. Dadurch kann das Erlöschen der Entladungslampe La, verur
sacht durch den intermittierend-oszillierenden Betrieb verhindert und
somit ein verbesserter Einschaltprozeß realisiert werden.
Zudem kann während des Einschaltvorgangs sofort eine Startspannung an
die Lampe angelegt werden, selbst wenn die Entladungslampe La
erlischt. Desweiteren kann die Entladungslampe, selbst nach dem Neu
start, den lastlosen, kontinuierlichen Betrieb für eine ausreichend
lange Zeit aufrecht erhalten, wodurch die Lampe zuverlässiger
gestartet werden kann.
Claims (23)
1. Ansteuergerät für eine Entladungslampe bestehend aus:
einer Gleichstromquelle, die zwei Ausgangsanschlüsse zur Lieferung von Gleichstromenergie aufweist;
einer Wechselrichterschaltung, die eine Reihenschaltung aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Schaltelement umfasst, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle angeordnet ist und die von der Gleichstromquelle erhaltene Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie umsetzt;
einem resonanten Lastschwingkreis, der eine Induktionsspule, einen Kondensator und eine Entladungslampe enthält und an den die Wechsel stromenergie der Wechselrichterschaltung angelegt ist; und
einem Steuerungsmittel, mit dem abwechselnd das erste und das zweite Schaltelement der Wechselrichterschaltung durchgeschaltet und gesperrt wird und somit die an die Entladungslampe des resonanten Lastschwing kreises angelegte Spannung gesteuert wird, wobei
das Steuerungsmittel das erste und das zweite Schaltelement mit einer hohen Schaltfrequenz durchschaltet und sperrt und damit ab wechselnd eine erste Periode geliefert wird, während der die Einschaltdauer des zweiten Schaltelements länger ist als die des ersten Schaltelements, und eine zweite Periode, während der die Einschalt dauer des zweiten Schaltelements kürzer ist als die des ersten Schalt elements, um somit eine niederfrequente Rechteckspannung an die Ent ladungslampe anzulegen;
das Steuerungsmittel dem von dem Lastschwingkreis im Zündmodus der Entladungslampe empfangenen Resonanzimpulssignal eine Gleichstrom komponente überlagert; und
das Steuerungsmittel kontinuierlich die Schaltfrequenz der Schaltele mente ändert, um die Entladungslampe mit einer Hochspannung zu versor gen.
einer Gleichstromquelle, die zwei Ausgangsanschlüsse zur Lieferung von Gleichstromenergie aufweist;
einer Wechselrichterschaltung, die eine Reihenschaltung aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Schaltelement umfasst, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle angeordnet ist und die von der Gleichstromquelle erhaltene Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie umsetzt;
einem resonanten Lastschwingkreis, der eine Induktionsspule, einen Kondensator und eine Entladungslampe enthält und an den die Wechsel stromenergie der Wechselrichterschaltung angelegt ist; und
einem Steuerungsmittel, mit dem abwechselnd das erste und das zweite Schaltelement der Wechselrichterschaltung durchgeschaltet und gesperrt wird und somit die an die Entladungslampe des resonanten Lastschwing kreises angelegte Spannung gesteuert wird, wobei
das Steuerungsmittel das erste und das zweite Schaltelement mit einer hohen Schaltfrequenz durchschaltet und sperrt und damit ab wechselnd eine erste Periode geliefert wird, während der die Einschaltdauer des zweiten Schaltelements länger ist als die des ersten Schaltelements, und eine zweite Periode, während der die Einschalt dauer des zweiten Schaltelements kürzer ist als die des ersten Schalt elements, um somit eine niederfrequente Rechteckspannung an die Ent ladungslampe anzulegen;
das Steuerungsmittel dem von dem Lastschwingkreis im Zündmodus der Entladungslampe empfangenen Resonanzimpulssignal eine Gleichstrom komponente überlagert; und
das Steuerungsmittel kontinuierlich die Schaltfrequenz der Schaltele mente ändert, um die Entladungslampe mit einer Hochspannung zu versor gen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuerungsmittel die
Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schaltelements für eine
festgelegte Zeitspanne, beginnend zu einem Startzeitpunkt wenigstens
einer der zwei Perioden, ändert.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuerungsmittel mehrfach
in wenigstens einer der zwei Perioden die Schaltfrequenz des ersten
und des zweiten Schaltelements ändert.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuerungsmittel die
Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schaltelements in wenigstens
einer der zwei Perioden zu einer höheren oder einer niedrigeren Fre
quenz verschiebt.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Steuerungsmittel die
Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schaltelements in wenigstens
einer der zwei Perioden zu einer höheren oder einer niedrigeren Fre
quenz verschiebt.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Steuerungsmittel die
Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schaltelements in wenigstens
einer der zwei Perioden zur niedrigeren Frequenz verschiebt.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das Steuerungsmittel die
Schaltfrequenz des ersten und zweiten Schaltelements in wenigstens
einer der zwei Perioden zur niedrigeren Frequenz verschiebt.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Wechselrichterschaltung
eine Reihenschaltung aus einem ersten und einem zweiten Kondensator
umfasst, die parallel zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement an
geordnet ist, wobei das erste und das zweite Schaltelement in Form
einer Halbbrücke verbunden sind.
9. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Wechselrichterschaltung
eine Reihenschaltung aus einem dritten und einem vierten Schaltelement
umfasst, die parallel zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement an
geordnet ist, wobei die vier Schaltelemente in Form einer Vollbrücke
verbunden sind.
10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Induktionsspule und der
Kondensator des resonanten Lastschwingkreises dadurch einen Reihenre
sonanzkreis bilden, dass die Induktionspule und der Kondensator in
Reihe zueinander geschaltet sind.
11. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der resonante Lastschwingkreis
ein doppelter LC-Resonanzkreis ist, der zwei Induktionsspulen und zwei
Kondensatoren umfasst.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei:
die Wechselrichterschaltung eine Reihenschaltung aus dem ersten und dem zweiten Kondensator umfasst, die parallel zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement angeordnet ist;
der resonante Lastschwingkreis als doppelter LC-Resonanzkreis ausge bildet ist und eine erste Induktionsspule und einen dritten Kondensa tor umfasst, die eine Reihenschaltung bilden, die auf einer Seite mit einem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement und auf der anderen Seite mit einem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensator verbunden ist;
ein vierter Kondensator parallel zu dem ersten und dem dritten Kondensator geschaltet ist;
eine zweite Induktionsspule mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement und dem Knotenpunkt zwischen der ersten Induktionsspule und dem vierten Kondensator verbunden ist; und
eine Entladungslampe parallel zu dem dritten Kondensator geschaltet ist.
die Wechselrichterschaltung eine Reihenschaltung aus dem ersten und dem zweiten Kondensator umfasst, die parallel zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement angeordnet ist;
der resonante Lastschwingkreis als doppelter LC-Resonanzkreis ausge bildet ist und eine erste Induktionsspule und einen dritten Kondensa tor umfasst, die eine Reihenschaltung bilden, die auf einer Seite mit einem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement und auf der anderen Seite mit einem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Kondensator verbunden ist;
ein vierter Kondensator parallel zu dem ersten und dem dritten Kondensator geschaltet ist;
eine zweite Induktionsspule mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement und dem Knotenpunkt zwischen der ersten Induktionsspule und dem vierten Kondensator verbunden ist; und
eine Entladungslampe parallel zu dem dritten Kondensator geschaltet ist.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei:
die Wechselrichterschaltung eine Reihenschaltung aus dem ersten und dem zweiten Kondensator umfasst, die parallel zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement angeordnet ist;
das erste und das zweite Schaltelement in Form einer Halbbrücke ver bunden sind; und
das Steuerungsmittel die Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schaltelements in wenigstens einer der ersten und der zweiten Periode ändert.
die Wechselrichterschaltung eine Reihenschaltung aus dem ersten und dem zweiten Kondensator umfasst, die parallel zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement angeordnet ist;
das erste und das zweite Schaltelement in Form einer Halbbrücke ver bunden sind; und
das Steuerungsmittel die Schaltfrequenz des ersten und des zweiten Schaltelements in wenigstens einer der ersten und der zweiten Periode ändert.
14. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Gleichstromquelle ein Mit
tel enthält, das eine von einer Wechselstromquelle erhaltene Wechsel
stromenergie in eine Gleichstromenergie umsetzt und das Umsetzungs
mittel eine Anordnung aufweist, in der es das erste und das zweite
Schaltelement der Wechselrichterschaltung verwendet.
15. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei
eine Entladungslampe des resonanten Lastschwingkreises eine Hochleis tungsentladungslampe ist;
die Wechselrichterschaltung Mittel zur intermittierenden Oszillation umfasst und damit intermittierend die hochfrequente Umschaltung des ersten und des zweiten Schaltelements bewirkt;
das Steuerungsmittel ein Leuchzustandbeurteilungsmittel umfasst, um den Leuchtzustand der Hochleistungsentladungslampe zu beurteilen; und
zur stabilen Inbetriebnahme das Steuerungsmittel für eine festgelegte Zeitspanne nach Feststellung des Leuchtzustandes der Hochleistungsent ladungslampe durch das Leuchtzustandbeurteilungsmittel wenigstens das Mittel zur intermittierenden Oszillation von wenigstens der Wechsel richterschaltung steuert, um die Hochleistungsentladungslampe stabil zu betreiben.
eine Entladungslampe des resonanten Lastschwingkreises eine Hochleis tungsentladungslampe ist;
die Wechselrichterschaltung Mittel zur intermittierenden Oszillation umfasst und damit intermittierend die hochfrequente Umschaltung des ersten und des zweiten Schaltelements bewirkt;
das Steuerungsmittel ein Leuchzustandbeurteilungsmittel umfasst, um den Leuchtzustand der Hochleistungsentladungslampe zu beurteilen; und
zur stabilen Inbetriebnahme das Steuerungsmittel für eine festgelegte Zeitspanne nach Feststellung des Leuchtzustandes der Hochleistungsent ladungslampe durch das Leuchtzustandbeurteilungsmittel wenigstens das Mittel zur intermittierenden Oszillation von wenigstens der Wechsel richterschaltung steuert, um die Hochleistungsentladungslampe stabil zu betreiben.
16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Steuerungsmittel die
Hochleistungsentladungslampe in einem Leuchtzustand hält, indem ein
Strom, der größer als ein festgelegter Wert ist, beim Einsetzen des
Leuchtens für eine festgelegte Zeit nach der Feststellung des Leucht
zustandes der Entladungslampe durch das Leuchtzustandbeurteilungsmit
tel durch die Entladungslampe geführt wird.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Steuerungsmittel die
Hochleistungsentladungslampe in einem Leuchtzustand hält, während der
resonante Lastschwingkreis für eine festgelegte Zeitspanne nach der
Feststellung des Leuchtzustandes der Entladungslampe durch das Leucht
zustandbeurteilungsmittel aktiviert ist.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Steuerungsmittel
die Funktion des Mittels zur intermittierenden Oszillation
auch dann unterbindet, wenn das Leuchtzustandbeurteilungsmittel in
der festgelegten Zeitspanne nach Feststellung des Leuchtzustandes der
Entladungslampe durch das Leuchtzustandbeurteilungsmittel einen Nicht-
leuchtzustand der Hochleistungsentladungslampe ermittelt, und weiterhin
eine Spannung der Entladungslampe zuführt, um den Startprozess des
resonanten Lastschwingkreises fortzusetzen.
19. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das Steuerungsmittel
die Funktion des Mittels zur intermittierenden Oszillation
auch dann unterbindet, wenn das Leuchtzustandbeurteilungsmittel in
der festgelegten Zeitspanne nach Feststellung des Leuchtzustandes der
Entladungslampe durch das Leuchtzustandbeurteilungsmittel einen Nicht-
leuchtzustand der Hochleistungsentladungslampe ermittelt, weiterhin
eine Spannung der Entladungslampe zuführt, um den Startprozess des
resonanten Lastschwingkreises fortzusetzen, und der Entladungslampe
einen Strom zuführt, dessen Betrag größer ist, als ein festgelegter
Wert, der der Entladungslampe zum anfänglichen Zündzeitpunkt zugeführt
wird.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei:
das Steuerungsmittel zudem ein Lampenstrommessmittel und ein Lampen spannungsmessmittel umfasst;
das Lampenstrommessmittel einen Strom erkennt, der von der Gleich stromquelle geliefert wird, wenn die Entladungslampe einen dielektri schen Durchbruch erfährt und mit einer Resonanzspannung des resonanten Lastschwingkreises im lastlosen Zustand zündet;
das Steuerungsmittel die Ansteuerung des ersten und des zweiten Schaltelements der Wechselrichterschaltung für eine festgelegte Zeit spanne entsprechend dem Messsignal, das vom Lampenstrommessmittel gemessen wird, fortsetzt; und
das Steuerungsmittel den Betrieb des Mittels zur intermittierenden Oszillation beendet und den Zündprozess fortführt, sowie durch Steuerung des ersten und des zweiten Schaltelements einen Strom durch die Entladungslampe führt, dessen Betrag größer ist als der Wert, der durch die Messsignale des Lampenstrommessmittels und des Lampen spannungsmessmittels bestimmt ist.
das Steuerungsmittel zudem ein Lampenstrommessmittel und ein Lampen spannungsmessmittel umfasst;
das Lampenstrommessmittel einen Strom erkennt, der von der Gleich stromquelle geliefert wird, wenn die Entladungslampe einen dielektri schen Durchbruch erfährt und mit einer Resonanzspannung des resonanten Lastschwingkreises im lastlosen Zustand zündet;
das Steuerungsmittel die Ansteuerung des ersten und des zweiten Schaltelements der Wechselrichterschaltung für eine festgelegte Zeit spanne entsprechend dem Messsignal, das vom Lampenstrommessmittel gemessen wird, fortsetzt; und
das Steuerungsmittel den Betrieb des Mittels zur intermittierenden Oszillation beendet und den Zündprozess fortführt, sowie durch Steuerung des ersten und des zweiten Schaltelements einen Strom durch die Entladungslampe führt, dessen Betrag größer ist als der Wert, der durch die Messsignale des Lampenstrommessmittels und des Lampen spannungsmessmittels bestimmt ist.
21. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei:
die Gleichstromquelle einen Gleichrichter, der parallel zu einer Wechselstromquelle angeordnet ist, und eine spannungserhöhende Zer hacker-Schaltung, die parallel zu dem Gleichrichter angeordnet ist, umfasst;
die spannungserhöhende Zerhacker-Schaltung eine zweite Induktionsspule umfasst, deren eines Ende mit dem auf hohem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist, sowie eine erste Diode, deren Anode mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule verbunden ist, ein drittes Schaltelement, das mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule und einem, auf niederem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist, sowie eine parasitäre Diode, die parallel zu dem dritten Schaltelement angeordnet ist;
die Wechselrichterschaltung eine Reihenschaltung aus einer zweiten Diode, dem ersten Schaltelement, einer dritten Diode und dem zweiten Schaltelement umfasst, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichspannungsquelle liegt, sowie eine vierte Diode, die parallel zu der zweiten Diode und dem ersten Schaltelement liegt, eine fünfte Dio de, die parallel zu der dritten Diode und dem zweiten Schaltelement angeordnet ist, und eine Reihenschaltung aus einem zweiten und dritten Kondensator, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleich spannungsquelle liegt;
der resonante Lastschwingkreis eine Reihenschaltung aus einer ersten Induktionsspule und einem ersten Kondensator umfasst, die auf der einen Seite sowohl mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten Schalt element und der dritten Diode als auch mit dem Knotenpunkt zwischen der vierten und der fünften Diode und auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Kondensator der Wechselrichterschaltung verbunden ist, sowie eine Entladungslampe, die parallel zum ersten Kondensator geschaltet ist; und
das Steuerungsmittel einen ersten Steuerkreis zur Messung einer Aus gangsspannung der spannungserhöhenden Zerhacker-Schaltung und zur Steuerung der Schaltvorgänge des dritten Schaltelements umfasst, um die Ausgangsspannung des Gleichrichters auf einen festgelegten Pegel anzuheben einen zweiten Steuerkreis zur Steuerung der Schaltvor gänge des ersten und zweiten Schaltelements, basierend auf der Leistung der Entladungslampe, die durch Messung des der Entladungs lampe zugeführten Stromes und der an der Entladungslampe anliegenden Spannung bestimmt wird.
die Gleichstromquelle einen Gleichrichter, der parallel zu einer Wechselstromquelle angeordnet ist, und eine spannungserhöhende Zer hacker-Schaltung, die parallel zu dem Gleichrichter angeordnet ist, umfasst;
die spannungserhöhende Zerhacker-Schaltung eine zweite Induktionsspule umfasst, deren eines Ende mit dem auf hohem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist, sowie eine erste Diode, deren Anode mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule verbunden ist, ein drittes Schaltelement, das mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule und einem, auf niederem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist, sowie eine parasitäre Diode, die parallel zu dem dritten Schaltelement angeordnet ist;
die Wechselrichterschaltung eine Reihenschaltung aus einer zweiten Diode, dem ersten Schaltelement, einer dritten Diode und dem zweiten Schaltelement umfasst, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichspannungsquelle liegt, sowie eine vierte Diode, die parallel zu der zweiten Diode und dem ersten Schaltelement liegt, eine fünfte Dio de, die parallel zu der dritten Diode und dem zweiten Schaltelement angeordnet ist, und eine Reihenschaltung aus einem zweiten und dritten Kondensator, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleich spannungsquelle liegt;
der resonante Lastschwingkreis eine Reihenschaltung aus einer ersten Induktionsspule und einem ersten Kondensator umfasst, die auf der einen Seite sowohl mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten Schalt element und der dritten Diode als auch mit dem Knotenpunkt zwischen der vierten und der fünften Diode und auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Kondensator der Wechselrichterschaltung verbunden ist, sowie eine Entladungslampe, die parallel zum ersten Kondensator geschaltet ist; und
das Steuerungsmittel einen ersten Steuerkreis zur Messung einer Aus gangsspannung der spannungserhöhenden Zerhacker-Schaltung und zur Steuerung der Schaltvorgänge des dritten Schaltelements umfasst, um die Ausgangsspannung des Gleichrichters auf einen festgelegten Pegel anzuheben einen zweiten Steuerkreis zur Steuerung der Schaltvor gänge des ersten und zweiten Schaltelements, basierend auf der Leistung der Entladungslampe, die durch Messung des der Entladungs lampe zugeführten Stromes und der an der Entladungslampe anliegenden Spannung bestimmt wird.
22. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei:
die Gleichspannungsquelle einen Gleichrichter umfasst, der parallel zu einer Wechselstromquelle geschaltet ist, sowie einen zweiten Kondensa tor, der parallel zu den Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters verbunden ist, eine zweite Induktionsspule, deren eines Ende mit einem auf hohem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist, eine erste Diode, die anodenseitig mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule verbunden ist, ein drittes Schaltelement, das mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule und einem auf niederem Potential liegenden Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters verbunden ist, sowie einen dritten Kondensator, der mit der Kathode der ersten Diode und dem auf niederem Potential liegenden Ausgangs anschluss des Gleichrichters verbunden ist;
die Wechselrichterschaltung eine Vollbrücke ist, die eine Reihen schaltung aus dem ersten und dem zweiten Schaltelement und eine Reihenschaltung aus dem vierten und dem fünften Schaltelement umfasst, wobei beide Reihenschaltungen parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle angeordnet sind;
der resonante Lastschwingkreis eine Reihenschaltung aus einer ersten Induktionsspule und einem ersten Kondensator umfasst, die auf der einen Seite mit dem Kontenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement und auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem vierten und dem fünften Schaltelement verbunden ist, und die zudem eine Entladungslampe enthält, die parallel zu dem ersten Kondensator liegt; und
das Steuerungsmittel einen ersten Steuerkreis zur Ansteuerung der Schaltvorgänge des dritten Schaltelements als Reaktion auf die Aus gangsgröße der Gleichstromquelle umfasst, sowie einen zweiten Steuer kreis zur Ansteuerung des ersten und des fünften Schaltelements auf grund von Messsignalen, die durch Messung eines Stromes und einer Spannung, mit denen die Entladungslampe versorgt wird, gewonnen wurden.
die Gleichspannungsquelle einen Gleichrichter umfasst, der parallel zu einer Wechselstromquelle geschaltet ist, sowie einen zweiten Kondensa tor, der parallel zu den Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters verbunden ist, eine zweite Induktionsspule, deren eines Ende mit einem auf hohem Potential liegenden Ausgangsanschluss des Gleichrichters verbunden ist, eine erste Diode, die anodenseitig mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule verbunden ist, ein drittes Schaltelement, das mit dem anderen Ende der zweiten Induktionsspule und einem auf niederem Potential liegenden Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters verbunden ist, sowie einen dritten Kondensator, der mit der Kathode der ersten Diode und dem auf niederem Potential liegenden Ausgangs anschluss des Gleichrichters verbunden ist;
die Wechselrichterschaltung eine Vollbrücke ist, die eine Reihen schaltung aus dem ersten und dem zweiten Schaltelement und eine Reihenschaltung aus dem vierten und dem fünften Schaltelement umfasst, wobei beide Reihenschaltungen parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle angeordnet sind;
der resonante Lastschwingkreis eine Reihenschaltung aus einer ersten Induktionsspule und einem ersten Kondensator umfasst, die auf der einen Seite mit dem Kontenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement und auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem vierten und dem fünften Schaltelement verbunden ist, und die zudem eine Entladungslampe enthält, die parallel zu dem ersten Kondensator liegt; und
das Steuerungsmittel einen ersten Steuerkreis zur Ansteuerung der Schaltvorgänge des dritten Schaltelements als Reaktion auf die Aus gangsgröße der Gleichstromquelle umfasst, sowie einen zweiten Steuer kreis zur Ansteuerung des ersten und des fünften Schaltelements auf grund von Messsignalen, die durch Messung eines Stromes und einer Spannung, mit denen die Entladungslampe versorgt wird, gewonnen wurden.
23. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei:
die Wechselrichterschaltung zudem eine Reihenschaltung aus einem zweiten und einem dritten Kondensator umfasst, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle angeordnet sind; und
der resonante Laststromkreis einen ersten Resonanzkreis umfasst, der eine Reihenschaltung aus der Induktionsspule und dem erstgenannten Kondensator beinhaltet, wobei dieser Kondensator auf der einen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Kondensator und die Induktionsspule auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement verbunden ist, sowie einen zweiten Resonanzkreis, der eine Reihenschaltung aus einem vierten, parallel zum ersten Resonanzkreis liegenden Kondensator und einer dritten Induktionsspule umfasst, die zwischen dem anderen Ende der Induktionsspule des ersten Resonanzkreises und dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement liegt, wobei die genannte Last parallel zum Kondensator des ersten Resonanzkreises liegt.
die Wechselrichterschaltung zudem eine Reihenschaltung aus einem zweiten und einem dritten Kondensator umfasst, die parallel zu den Ausgangsanschlüssen der Gleichstromquelle angeordnet sind; und
der resonante Laststromkreis einen ersten Resonanzkreis umfasst, der eine Reihenschaltung aus der Induktionsspule und dem erstgenannten Kondensator beinhaltet, wobei dieser Kondensator auf der einen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem zweiten und dem dritten Kondensator und die Induktionsspule auf der anderen Seite mit dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement verbunden ist, sowie einen zweiten Resonanzkreis, der eine Reihenschaltung aus einem vierten, parallel zum ersten Resonanzkreis liegenden Kondensator und einer dritten Induktionsspule umfasst, die zwischen dem anderen Ende der Induktionsspule des ersten Resonanzkreises und dem Knotenpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schaltelement liegt, wobei die genannte Last parallel zum Kondensator des ersten Resonanzkreises liegt.
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