DE102004009583A1 - Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung - Google Patents

Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung Download PDF

Info

Publication number
DE102004009583A1
DE102004009583A1 DE102004009583A DE102004009583A DE102004009583A1 DE 102004009583 A1 DE102004009583 A1 DE 102004009583A1 DE 102004009583 A DE102004009583 A DE 102004009583A DE 102004009583 A DE102004009583 A DE 102004009583A DE 102004009583 A1 DE102004009583 A1 DE 102004009583A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
gas discharge
lamp
discharge lamp
ballast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102004009583A
Other languages
English (en)
Inventor
Martin Hintzen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vossloh Schwabe Deutschland GmbH
Original Assignee
Vossloh Schwabe Elektronik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vossloh Schwabe Elektronik GmbH filed Critical Vossloh Schwabe Elektronik GmbH
Priority to DE102004009583A priority Critical patent/DE102004009583A1/de
Publication of DE102004009583A1 publication Critical patent/DE102004009583A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • H05B41/298Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2981Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2983Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal power supply conditions
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/285Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2851Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2853Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal power supply conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/005Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Ein Vorschaltgerät (1) ist darauf ausgerichtet, kürzere Spannungsausfälle, wie sie typischerweise beim Umschalten auf Notstrombetriebsart auftreten, in einer stark gedimmten Betriebsart zu überbrücken. Die Dimmung ist in diesen Fällen auf einen niedrigen Wert unter 20%, vorzugsweise unter 10%, der vollen Lampenhelligkeit festgelegt. Damit wird die Stromaufnahme der Gasentladungslampe so weit reduziert, dass ein vorhandener relativer kleiner Pufferkondensator Spannungsunterbrechungen von beispielsweise 100 msec. überbrücken kann. Damit wird ein undefiniertes Abschalten der Gasentladungslampe (Abreißen der Gasentladungslampe) bei gleichzeitigem Weiterbetrieb des Wechselrichters (8) und evtl. auftretender zu hoher Spannungen vermieden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für wenigstens eine Gasentladungslampe, wobei das Vorschaltgerät eine verbesserte Notstrombetriebsumschaltung aufweist.
  • Trotz relativ hoher Versorgungssicherheit der öffentlichen Spannungsversorgung werden bei besonders hohen Anforderungen an die Versorgungssicherheit Spannungsquellen zur Verfügung gestellt, die bei Ausfall der Energieversorgung deren Part übernehmen. Beim Umschalten von normaler Spannungsversorgung auf Notspannungsversorgung kommt es häufig zu kurzzeitigen Spannungsausfällen von beispielsweise 100 msec. Länge.
  • Solche Spannungsausfälle können auch in Netzen, die keine Notspannungspufferung haben, auftreten. Dies beispielsweise bei Blitzschlag in Hochspannungsleitungen oder ähnlichen Ereignissen. Kürzerzeitige Spannungsschwankungen können darüber hinaus durch sonstige auf das öffentliche Netz einwirkende Störeinflüsse verursacht werden, die zum Teil auch von Verbrauchern ausgehen.
  • Elektronische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen oder andere Gasentladungslampen kommen zunehmend in Gebrauch. Sie beruhen in der Regel auf einer Gleichrichtung der Netzwechselspannung sowie der Erzeugung einer hochfrequenten Wechselspannung aus der erzeugten Zwischenkreisgleichspannung. Die hochfrequente Wechselspannung dient dann der Speisung der angeschlossenen Gasentladungslampen über entsprechend klein dimensionierte Vorschaltdrosseln. Fällt die Versorgungsspannung aus, stellt auch das Vorschaltgerät seinen Betrieb ein. Bei Spannungswiederkehr werden Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstoffröhren, wie beim gewöhnlichen Einschalten auch, zunächst mit dem Vorheizen der Elektroden und dann dem Anlagen einer Zündspannung gestartet. Kurzzeitige Spannungsausfälle können aber dazu führen; dass die Gasentladung in der Lampe verlischt, ohne dass das Vorschaltgerät seinen Betrieb wirklich eingestellt hat. In solchen Fällen ist ein geordnetes Wiederzünden der Gasentladungslampe nicht möglich.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Vorschaltgerät zu schaffen, das unempfindlich gegen kurzzeitige Spannungseinbrüche ist, wie sie beispielsweise beim Umschalten von gewöhnlicher Spannungsversorgung auf Notspannungsversorgung auftreten.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Vorschaltgerät nach Anspruch 1 gelöst:
    Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät weist eine Detektoreinrichtung auf, die den Ausfall der Speisespannung anzeigt. Als Speisespannung kommt in erster Linie eine Netzwechselspannung oder eine andere Spannung eines Versorgungsnetzes in Frage. Des Weiteren ist eine Dimmeinrichtung vorgesehen, die bei Empfang eines von der Detektoreinrichtung in Folge des erfassten Spannungseinbruchs erzeugten Ausfallsignals eine definierte Dimmung der Gasentladungslampe herbeiführt, um den Lampenstrom drastisch zu reduzieren. Mit dieser Maßnahme kann es gelingen, die Gasentladung in der Gasentladungslampe aufrecht zu erhalten, um kritische kurzzeitige Spannungseinbrüche zu überbrücken. Dabei können in dem Vorschaltgerät zwischengespeicherte Energiemengen genutzt werden. Beispielsweise wird die Gasentladungslampe auf eine Lampenhelligkeit von 3% gedimmt, bei der die Gasentladung gerade noch mit guter Sicherheit aufrecht erhalten werden kann. Die erforderliche Energie kann beispielsweise dem Zwischenkreis entnommen werden, der in der Regel mit einem Kondensator oder einem ähnlichen Bauelement gepuffert ist. Dieser bildet einen Energiespeicher, der vorzugsweise so groß bemessen ist, dass der gedimmte Betrieb der Gasentladungslampe für eine Zeitspanne aufrecht erhalten werden kann, die ausreicht, um das Vorschaltgerät entweder definiert abzuschalten oder innerhalb derer eine Spannungswiederkehr, beispielsweise in Form einer Notspannungsversorgung, erwartet werden kann. Damit zeigen Gasentladungslampen, die über ein derartiges Vorschaltgerät gespeist werden, beim Umschalten von gewöhnlichem Betrieb auf Notstrombetrieb, lediglich einen kurzen Helligkeitseinbruch, wobei sie mit Anliegen der Notspannungsversorgung sofort mit der vorgesehenen Helligkeit weiter brennen. Gänzliches Verlöschen einzelner Gasentladungslampen oder flackerndes Wiederzünden tritt nicht auf. Auch kann der Erzeugung von Überspannungen entgegen gewirkt werden, wie sie auftreten könnten, wenn Gasentladungslampen undefiniert verlöschen. Tritt jedoch ein längerfristiger Spannungsausfall auf, laufen die Gasentladungslampen noch kurzzeitig gedimmt weiter und verlöschen dann. Bei Spannungswiederkehr starten sie wie üblich beim Einschalten der Betriebsspannung mit einem definierten Zündregime.
  • Vorzugsweise weist das Vorschaltgerät einen mehrstufigen Aufbau, bestehend aus einer Gleichrichterschaltung, einer Hochsetzstellerschaltung zur Speisung eines Gleichspannungszwischenkreises und einer Wechselrichterschaltung zur Speisung der Gasentladungslampe auf. Die Wechselrichterschaltung ist vorzugsweise von einer Steuerschaltung gesteuert, die die Schaltfrequenz der Wechselrichterschaltung zweckentsprechend festlegt. Die Erzeugung von Zündspannung erfolgt vorzugsweise durch Resonanzbetrieb der Gasentladungslampe an einem Serienschwingkreis. Gewöhnlicher Betrieb erfolgt durch Verstimmung des Schwingkreises zu Frequenzen, bei denen die vorhandene Drossel (Induktivität) strombegrenzend wirkt. Durch Frequenzvariation kann der Lampenstrom gezielt eingestellt, d.h. auch entsprechend gedimmt werden. Zur Überbrückung der Spannungseinbrüche durch Dimmung der Gasentladungslampe wird somit eine Frequenzänderung genutzt. Die Steuerschaltung kann einen Dimmeingang aufweisen, der externe Signale verarbeitet. In diesem Fall kann das Vorschaltgerät die Lampenhelligkeit aufgrund externer Vorgaben einstellen. Sie weist außerdem einen an den Spannungsausfalldetektor angeschlossenen Dimmeingang auf, der Vorrang vor dem erstgenannten Dimmeingang hat. Die Leistungsreduzie rung der Gasentladungslampe wird somit bei Erfassung eines kurzzeitigen Spannungseinbruchs auch dann vorgenommen, wenn kein äußeres Dimmsignal anliegt. Dabei ist der an die Detektoreinrichtung angeschlossene Dimmeingang ein Absoluteingang. Bei Empfang eines Signals setzt er die Dimmung der angeschlossenen Gasentladungslampe auf einen festgelegten Wert von beispielsweise 3% und zwar unabhängig davon, welcher Dimmwert an dem anderen Eingang eingestellt ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Gasentladung in der Gasentladungslampe unabhängig von dem eingestellten Dimmlevel sicher aufrecht erhalten bleibt.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung oder der Beschreibung sowie Ansprüchen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
  • 1 ein an ein umschaltbares Versorgungsnetz angeschlossenes Vorschaltgerät in schematischer Darstellung,
  • 2 eine Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Spannungseinbruchs der Versorgungsspannung,
  • 3 den Verlauf der Zwischenkreisspannung und des Lampenstroms in dem Vorschaltgerät nach 1 als schematisiertes Diagramm bei kurzzeitigem Spannungseinbruch,
  • 4 die Zwischenkreisspannung und den Lampenstrom bei längerfristigem Spannungsausfall als Diagramm und
  • 5 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung der Betriebsweise des Vorschaltgeräts.
  • In 1 ist ein Vorschaltgerät 1 veranschaulicht, das an eine Spannungsversorgungseinrichtung in Form eines Versorgungsnetzes 2 angeschlossen ist. Zu dem Netz 2 gehört auch eine Notstromversorgungseinrichtung 3, die die Spannungsversorgung aufrecht erhält, wenn das Netz 2 ausfällt. Eine Umschalteinrichtung 4 besorgt die Umschaltung möglichst so, dass keine langfristige Spannungsunterbrechung eintritt. Üblicherweise liegt der sich ergebenden Spannungseinbruch im Bereich von 50 bis 100 msec.
  • Das Vorschaltgerät 1 weist eingangsseitig einen Gleichrichter 5, beispielsweise in Form einer Graetzbrücke sowie entsprechende nicht weiter veranschaulichte Netzfilter auf. An die Graetzbrücke ist eine Hochsetzstelleinrichtung 6 angeschlossen, die als Drosselwandler ausgebildet sein kann. Sie dient dazu, aus der im Wesentlichen ungeglätteten von dem Gleichrichter 5 abgegebenen welligen Gleichspannung einen Ladestrom für einen Speicherkondensator 7 zu erzeugen. An diesem liegt eine Zwischenkreisspannung in der Größenordnung von einigen Hundert Volt an. Diese wird einem Wechselrichter 8 zugeleitet, der wenigstens zwei alternierende Schalter 9, 10 aufweist. Deren Schalten wird von einer Steuerschaltung 11 kontrolliert, die die entsprechenden Ansteuerspannungen bzw. -ströme mit der gewünschten Frequenz und Phasenlage bereitstellt. Der Wechselrichter 8 speist einen Lampenkreis 12 mit wenigstens einer Gasentladungslampe, beispielsweise in Form einer Leuchtstofflampe 14, die beheizbare Elektroden 15, 16 aufweist. Zu dem Lampenkreis 12 gehören außerdem eine Vorschaltdrossel 17 und ein Zündkondensator 18. Letzterer ist an zwei Enden der Elektroden 15, 16 angeschlossen, deren anderen Enden mit der Vorschaltdrossel 17 bzw. einem Koppelkondensator 19 verbunden sind. Somit sitzt der Zündkondensator 18 gewissermaßen „hinter der Lam pe". Es können aber auch andere Konfigurationen im Lampenkreis verwirklicht werden. z.B. können die Elektroden 15; 16 auch anderweitig mit Heizstrom versorgt sein.
  • Die Steuerschaltung 11 wird mit einer Betriebsspannung von 10 V bis 15 V, beispielsweise 12 V, betrieben. Diese Betriebsspannung wird an einer geeigneten Stelle des Vorschaltgeräts 1 gewonnen, beispielsweise durch eine Anzapfung der vorhandenen Induktivitäten oder durch eine Kondensatorladeschaltung, die an eines der zahlreichen vorhandenen Wechselpotentiale angeschlossen ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Betriebsspannungsversorgung der Steuerschaltung 11 vorhanden ist solange das Vorschaltgerät 1 an seinem Eingang 21 mit Spannung versorgt ist. Nach Spannungsausfall sinkt die Versorgungsspannung allmählich ab, wobei sie durch einen Ladekondensator gepuffert ist. Dieser ist in 1 nicht dargestellt. Sobald die Betriebsspannung der Steuereinrichtung 11 unter einen Grenzwert von beispielsweise 3 V abfällt schaltet die Steuerschaltung 11 ab und erzeugt keine Schaltimpulse mehr für die Schalter 9 und 10. Diese Betriebsart wird Undervoltage-Lockout genannt. Nach Wiederkehr der Versorgungsspannung der Steuerschaltung 11 geht diese zunächst in eine Zündbetriebsart über.
  • Die Steuerschaltung 11 weist einen Sollwertspeicher in Form eines Kondensators 22 auf, dessen Spannung die gewünschte Lampenhelligkeit kennzeichnet. Ein Widerstand 23 lädt den Kondensator 22 auf einen Wert auf, der volle Lampenhelligkeit kennzeichnet. Der Schaltungsknoten zwischen dem Widerstand 23 und dem Kondensator 22 bildet einen Dimmeingang 24, der mit einer Detektoreinrichtung 25 verbunden ist. Diese ist in der Lage, das Potential an dem Eingang 24 bzw. dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 23 und dem Kondensator 22 zu vermindern und somit die Lampenhelligkeit zu reduzieren. Bei anderen Ausführungsformen wird auf dem Kondensator 22 keine statische Sollspannung vorgegeben, sondern es wird dieser mit einem Ladestrom aufgeladen und periodisch entladen. Die Arbeitsfrequenz der Steuerschaltung 11 ergibt sich dann durch die Dauer der Auf- und Entladezyklen. Diese können durch externe Stromeinspeisung oder Stromentnahme beeinflusst werden, um die Frequenz gezielt herauf- oder herabzusetzen. Auch für solche Schaltungen kann die beschriebene Detektoreinrichtung 25 eingesetzt werden und dort die gewünschte Frequenzveränderung bewirken.
  • Die Detektoreinrichtung 25 überwacht die Zwischenkreisspannung, die an dem Speicherkondensator 7 des Zwischenkreises anliegt. Fällt die Zwischenkreisspannung unter einen gegebenen Grenzwert ab erzeugt die Detektoreinrichtung 25 an ihrem Ausgang ein Ausfallsignal, das an den Eingang 24 geleitet wird und somit die Spannung an dem Kondensator 22 definiert reduziert. Die Detektoreinrichtung 25 ist derart bemessen, dass auch dann noch betriebsfähig ist und ein Dimmsignal erzeugt, wenn die Steuerschaltung 11 in Folge einer Unterspannung in ihren Abschaltzustand (Undervoltage-Lockout) gegangen ist. Damit wird sichergestellt, dass der Dimmzustand bis zum Eintreten des Abschaltens in Folge Betriebsspannungsausfalls aufrecht erhalten bleibt.
  • Optional kann die Steuerschaltung 11 einen weiteren Dimmeingang D aufweisen, der für externe Dimmsignale zugänglich ist.
  • Die Detektoreinrichtung 25 ist in 2 gesondert veranschaulicht. Sie enthält eingangsseitig einen Spannungsteiler 26, der aus mehreren hochohmigen Widerständen be steht, die insgesamt einen Widerstand 27 von etwa ein Gigaohm bilden. Der untere Widerstand 28 weist beispielsweise lediglich ein oder zwei Kiloohm auf. An ihm liegt die Basis eines Transistors 29 in Emitterschaltung. Sein über einen Widerstand 31 an einer niedrigen Betriebsspannung von beispielsweise 15 Volt liegender Kollektor ist mit der Basis eines weiteren Transistors 32 verbunden, der mit seinem Emitter wie der Emitter des Transistors 29 an Masse liegt. Seine Basis ist über einen hochohmigen Widerstand 33 und einen Kondensator 34 an Masse gelegt. Ausgangsseitig ist der Kollektor mit einem Widerstand 35 verbunden, der z.B. etwa zwei Kiloohm aufweist. Dieser dient als Entladewiderstand für den Kondensator 22 (1). Der Widerstand 35 bildet zusammen mit dem Kondensator 22 und dem Widerstand 23 eine Einrichtung zur Änderung der Arbeitsfrequenz bzw. Schaltfrequenz, mit der die Steuerschaltung 11 den Wechselrichter 8 ansteuert. Somit können die drei genannten Elemente als Dimmeinrichtung angesehen werden.
  • Das insoweit beschriebene Vorschaltgerät 1 arbeitet wie folgt:
    In Betrieb übernimmt normalerweise das Netz 2 die Stromversorgung des Vorschaltgeräts 1. Wird die Strom- oder Spannungsversorgung eingeschaltet erhält zunächst die Hochsetzstelleinrichtung 6 Spannung und beginnt den Speicherkondensator 7 aufzuladen. Damit baut sich innerhalb weniger Millisekunden eine Zwischenkreisspannung von beispielsweise von 200 V bis 500 V auf. Zugleich wird mit nicht weiter veranschaulichten Mitteln eine Betriebsspannung für die Steuerschaltung 11, beispielsweise in der Größenordnung von 12 V bereitgestellt. Damit wird in der Steuerschaltung 11 die Abarbeitung einer Startroutine ausgelöst. Im Rahmen dieser werden die Schalter 9, 10 des Wechselrichters 8 mit einer Frequenz alternierend ein- und ausgeschaltet, die der Resonanzfrequenz der Vorschaltdrossel 17 und des Zündkondensators 18 sowie ggf. des Koppelkondensators 19 entspricht. Dabei wird ein relativ hoher Strom erzeugt, der durch die Elektroden 15, 16 fließt und somit deren Vorheizung bewirkt. Die vorhandene große Spannungsüberhöhung an dem Zündkondensator 18 in Folge der Resonanz führt, sobald eine ausreichende Elektronenemission an den Elektroden 15, 16 gegeben ist, zum Zünden der Gasentladung. Nach Erfassung derselben oder nach Ablauf einer vorgewählten Zeit geht die Steuerschaltung 11 in eine Normalbetriebsart über, in der die Frequenz gegen die Resonanzfrequenz signifikant verstimmt ist. In der Regel ist sie erhöht, so dass die Vorschaltdrossel 17 als strombegrenzendes Bauelement wirkt. In diesem Betrieb kann das Vorschaltgerät 1 beliebig lange betrieben werden. Er ist in 3 in Abschnitt A veranschaulicht. Die Zwischenkreisspannung weist ihren Sollwert U auf und der Lampenstrom I ist zeitlich im Wesentlichen konstant.
  • Tritt zu einem Zeitpunkt t1 ein Ausfall des Netzes 2 auf, fällt die Versorgungsspannung an dem Eingang 21 zunächst weg. Die Hochsetzstelleinrichtung 6 hört damit auf, den Speicherkondensator 7 zu laden. Dennoch arbeiten die Steuerschaltung 11 und der Wechselrichter 8 zunächst weiter. Dabei wird der Speicherkondensator 7 entladen. Dies ist in 3 in einem Zeitabschnitt B veranschaulicht. Die Detektoreinrichtung 25, deren Eingang E (2) mit der Zwischenkreisspannung oder auch der von dem Gleichrichter 5 abgegebenen Spannung verbunden ist, erfasst diesen Spannungsabfall innerhalb eines kurzen Reaktionszeitabschnitts. Die Erkennung tritt beispielsweise zu einem Zeitpunkt t2 ein. Liegt an dem Eingang E eine Spannung an, wie sie bei Netzspeisung des Eingangs 21 auftritt, ist die von dem Spannungsteiler 26 an den Transistor 29 gelieferte Spannung so groß, dass der Transistor 29 in seinem leitenden Zustand verharrt. Fällt die Spannung an dem Eingang E unter einen von dem Spannungsteiler vorgegebenen Grenzwert ab sperrt der Transistor 29. In Folge dessen erhält dann der Transistor 32 über den Widerstand 31 Basisstrom und schaltet in seinen leitenden Zustand. Sein Kollektor wird somit auf Massepotential gelegt. In diesem Fall wird der Kondensator 22 über den Widerstand 35 entladen. Die Widerstände 23, 35 (1 und 2) bilden dann einen Spannungsteiler, dessen Teilerverhältnis eine Sollspannung für die Lampenhelligkeit der Leuchtstofflampe 14 und somit für deren Lampenstrom festlegt. Diese Sollspannung ist vorzugsweise so festgelegt, d.h. die Widerstände 23, 35 sind so bemessen, dass ein definiertes Dimmen der Leuchtstofflampe 14 auf einen Helligkeitswert eintritt, bei dem die Gasentladung in der Gasentladungslampe auch unter widrigen Umständen aufrecht erhalten werden kann. Der Dimmwert liegt vorzugsweise im Bereich von 2% bis 5%. Im Ausführungsbeispiel ist er auf 3% der vollen Helligkeit festgelegt. Um diesen Dimmwert zu erreichen, wird die Schaltfrequenz des Wechselrichters 18 so weit erhöht, dass die Vorschaltdrossel 17 die entsprechende Strombegrenzung bewirkt. Die Frequenz wird dementsprechend erhöht.
  • Es ergibt sich somit der in 3 veranschaulichte Betriebsbereich C, bei dem aufgrund der verminderten Stromaufnahme der Leuchtstofflampe 14 lediglich noch ein geringer Abfall der Zwischenkreisspannung U zu verzeichnen ist. Der Lampenstrom I ist auf einen Minimalwert Imin reduziert. Der Speicherkondensator 7 ist im Verhältnis zu dem Lampenstrom Imin so bemessen, dass ein Betrieb der Leuchtstofflampe 14 für beispielsweise 100, 150 oder auch 200 msec. möglich ist.
  • Die Umschalteinrichtung 4 stellt alsbald den Ausfall des Netzes 2 fest. Sie hat die Aufgabe, nun auf die Notstromversorgungseinrichtung 3 umzuschalten. Dies erfolgt zu dem Zeitpunkt t3, der eine Spannungswiederkehr bedeutet. Zu diesem Zeitpunkt erhält der Eingang 21 wieder Versorgungsspannung und der Speicherkondensator 7 wird über die Hochsetzstelleinrichtung 6 wieder auf seinen Sollwert aufgeladen. Entsprechend steigt das Potential an dem Eingang E der Detektoreinrichtung 25 und der Transistor 32 sperrt wieder. Der Kondensator 22 kann somit wieder auf seinen voreingestellten Wert aufgeladen werden, womit der Lampenstrom I binnen kurzer Frist seinen Sollwert wieder einnimmt. Die Leuchtstofflampe 14 brennt somit mit gewünschter Helligkeit. Diese kann ggf. über dem Dimmeingang D beeinflusst werden.
  • Die Arbeitsweise des Vorschaltgeräts 1 ist entsprechend auch in 5 veranschaulicht. Danach findet eine ständige Überwachung der Netzspannung statt (Block 41). Wenn in einem Abfrageblock 42 festgestellt wird, dass ein auf einen Netzausfall hindeutender Spannungsabfall vorhanden ist, wird in Block 43 ein Dimmen der Leuchtstofflampe 14 vorgenommen. Ansonsten wird lediglich die Überwachung der Netzspannung fortgesetzt. Wenn, wie Block 44 feststellt, vor Ablauf einer Maximalzeit die Spannung wiederkehrt wird in Block 45 die Normalleistung, d.h. der normale Betriebsstrom der Leuchtstofflampe 14 wieder eingestellt und zur Überwachung der Netzspannung zurück gekehrt. Die Funktion des Blocks 44 wird im Übrigen auch aus 4 ersichtlich. Dauert der Netzausfall zu lange, d.h. wird ein Zeitpunkt t4 erreicht, an dem die Versorgungsspannung der Steuerschaltung 11 unter einen Grenzwert abgesunken ist, geht diese in eine Abschaltbetriebsart, die als Undervoltage-Lockout bezeichnet wird (Unterspannungsabschaltung). Bei dieser Unterspannungsabschaltung, die beispielsweise nach 150 oder 170 msec. auftreten kann, erhält der Wechselrichter 8 keine Ansteuerimpulse mehr und die Leuchtstofflampe 14 verlischt. Der Speicherkondensator 7 ist, wie auch der die Spannungsversorgung der Steuerschaltung 11 abpuffernde, nicht weiter veranschaulichte, Speicherkondensator so bemessen, dass die Unterspannungsabschaltung innerhalb der üblicherweise von der Umschalteinrichtung 4 zu erwartenden Umschaltzeit nicht eintritt. Tritt jedoch ein längerfristiger Spannungsabfall auf, schaltet die Steuereinrichtung zu dem Zeitpunkt t4 definiert ab. Der Lampenstrom wird, wie aus 4 zu erkennen, Null. Kehrt die Spannung zu einem Zeitpunkt t5 wieder wird das Vorschaltgerät 1 ganz normal wie eingangs beschrieben gestartet.
  • Ein Vorschaltgerät 1 ist darauf eingerichtet, kürzere Spannungsausfälle, wie sie typischerweise beim Umschalten auf Notstrombetriebsart auftreten, in einer stark gedimmten Betriebsart zu überbrücken. Die Dimmung ist in diesen Fällen auf einen niedrigen Wert unter 20%, vorzugsweise unter 10%, der vollen Lampenhelligkeit festgelegt. Damit wird die Stromaufnahme der Gasentladungslampe soweit reduziert, dass ein vorhandener relativ kleiner Pufferkondensator Spannungsunterbrechungen von beispielsweise 100 msec. überbrücken kann. Damit wird ein undefiniertes Abschalten der Gasentladungslampe (Abreißen der Gasentladung) bei gleichzeitigem Weiterbetrieb des Wechselrichters 8 und evtl. auftretender zu hoher Spannungen vermieden.

Claims (10)

  1. Vorschaltgerät (1) für wenigstens eine Gasentladungslampe (14), mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung, mit einer Spannungserzeugungseinrichtung (5, 6) zur Erzeugung einer Zwischenkreisspannung aus einer Speisespannung oder aus einer Notversorgungsspannung zur Speisung wenigstens einer Gasentladungslampe (14), mit einer Detektoreinrichtung (25) zur Erfassung eines Ausfalls der Speisespannung und zur Erzeugung eines Ausfallsignals, dass den Ausfall der Speisespannung kennzeichnet, und mit einer Dimmeinrichtung (22, 23, 35) zur Reduzierung des zu der Gasentladungslampe (14) gelieferten Lampenstroms bei Empfang des Ausfallsignals.
  2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkreisspannung mittels eines Energiespeichers (7) gepuffert ist.
  3. Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (7) ein Kondensator ist.
  4. Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (7) zumindest so groß bemessen ist, dass ein gedimmter Betrieb der Gasentladungslampe (14) für eine Zeitspanne aufrechterhalten werden kann, die der ausrecht, um eine Spannungsausfall-Abschaltbetriebsart zu aktivieren.
  5. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungserzeugungsschaltung (5, 6) eine Gleichrichterschaltung (5) zur Gleichrichtung einer Speisespannung enthält.
  6. Vorschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die Gleichrichterschaltung (5, 6) eine Hochsetzstellerschaltung (6) enthält.
  7. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentladungslampe (14) über einen Wechselrichter (8) gespeist ist.
  8. Vorschaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselrichter (8) mit einer Schaltfrequenz arbeitet, die von einer Steuerschaltung (11) vorgegeben ist.
  9. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (11) eine variable Schaltfrequenz vorgibt, um eine Leistungsregulierung des Gasentladungslampe (14) zu bewirken.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Gasentladungslampe und zum Umschalten des Betriebs von einer Normalbetriebsart auf eine Notbetriebsart, wobei bei dem Verfahren ein Ausfall der für die Normalbetriebsart vorhandenen Speisespannung erfasst und daraufhin die Stromversorgung des Gasentladungslampe auf ein zum Erhalt der Gasentladung bis zum Einsetzen der Notspannungsversorgung ausreichendes Minimumreduziert wird.
DE102004009583A 2004-02-25 2004-02-25 Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung Ceased DE102004009583A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004009583A DE102004009583A1 (de) 2004-02-25 2004-02-25 Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004009583A DE102004009583A1 (de) 2004-02-25 2004-02-25 Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004009583A1 true DE102004009583A1 (de) 2005-09-29

Family

ID=34894877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004009583A Ceased DE102004009583A1 (de) 2004-02-25 2004-02-25 Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004009583A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011103638A1 (de) * 2011-06-08 2012-12-13 Tridonic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Vorschaltgeräts für ein Leuchtmittel und elektronisches Vorschaltgerät
DE102008030412B4 (de) 2007-07-17 2019-09-05 Infineon Technologies Austria Ag Verfahren zur Steuerung eines Lampenvorschaltgeräts und Ansteuerschaltung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008030412B4 (de) 2007-07-17 2019-09-05 Infineon Technologies Austria Ag Verfahren zur Steuerung eines Lampenvorschaltgeräts und Ansteuerschaltung
DE102011103638A1 (de) * 2011-06-08 2012-12-13 Tridonic Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben eines elektronischen Vorschaltgeräts für ein Leuchtmittel und elektronisches Vorschaltgerät
EP2719259B1 (de) * 2011-06-08 2019-10-30 Tridonic GmbH & Co KG Verfahren zum betreiben eines elektronischen vorschaltgeräts für ein leuchtmittel und elektronisches vorschaltgerät

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0701389B1 (de) Verfahren zur Steuerung der Helligkeit und des Betriebsverhaltens von Gasentladungslampen
EP0801881B1 (de) Verfahren zum betreiben mindestens einer leuchtstofflampe mit einem elektronischen vorschaltgerät sowie vorschaltgerät dafür
DE69818941T2 (de) Vorschaltgerät
DE60205830T2 (de) Vorschaltgerät mit effizienter Elektroden-Vorheizung und Lampenfehlerschutz
DE69828862T2 (de) Mittels eines triacs dimmbare kompakte leuchtstofflampe mit niedrigem leistungsfaktor
DE69828484T2 (de) Entladungslampe und beleuchtungsvorrichtung
EP1231821B1 (de) Vorschaltgerät zum Betrieb von elektrischen Lampen
DE60112489T2 (de) EVG-Leistungssteuerung für Keramik Metall-Halogenid Lampe
DE4014391A1 (de) Lichtstellsystem fuer kompakt-leuchtstoffroehren
EP1333707A1 (de) Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampe
EP1465330B1 (de) Verfahren und Schaltung zum Variieren der Leistungsaufnahme von kapazitiven Lasten
CH668879A5 (de) Vorschaltgeraet fuer hochdruck-entladungslampen, insbesondere fuer natriumdampflampen.
DE2818242C2 (de)
EP1732364B1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zur netzspannungsabhängigen Leistungsregelung eines elektronischen Geräts, insbesondere eines elektronischen Vorschaltgeräts
EP0641148A1 (de) Elektronisches Vorschaltgerät zum Versorgen einer Last, beispielsweise einer Lampe
DE102004009583A1 (de) Vorschaltgerät mit verbesserter Notstrombetriebsumschaltung
DE10209631A1 (de) Elektronische Schaltung und Verfahren zur Energieversorgung einer Hochdruckgasentladungslampe
EP1647166A1 (de) Schaltungsanordnung zum betreiben von hochdruckentladungslampen
DE69817326T2 (de) Vorschaltgerät
DE102012010691A1 (de) Leistungsfaktorkorrekturschaltung, Betriebsgerät für ein Leuchtmittel und Verfahren zum Steuern einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung
EP1280388B1 (de) Elektronisches Vorschaltgerät mit Vorheizbetrieb
DE2826979A1 (de) Energieversorgungs-regelschaltung
DE3625499A1 (de) Zuendgeraet fuer netzunabhaengig versorgte hochdruck-entladungslampen
AT16925U1 (de) Schaltung zur Einschaltstrombegrenzung bei einem Netzteil
EP3195698B1 (de) Elektronisches vorschaltgerät und verfahren zur ansteuerung einer last

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: VOSSLOH-SCHWABE DEUTSCHLAND GMBH, 73660 URBACH, DE

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20141021