DE102006042954A1

DE102006042954A1 - Ignition of gas discharge lamps under variable environmental conditions

Info

Publication number: DE102006042954A1
Application number: DE102006042954A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dworatzek; David Dr. Buso
Original assignee: Tridonicatco GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27
Also published as: CN101146393B; EP1901591B1; ATE438286T1; DE502007001177D1; EP1901591A1; CN101146393A

Abstract

The method involves overlaying a direct current in a fluorescent lamp and determining a direct current portion of a fluorescent lamp current. A lamp power output of the fluorescent lamp is controlled with the determined direct current portion as a control variable and a variable analog or digital direct current-reference variable. An operation of the fluorescent lamp is controlled before igniting the lamp based on the direct current portion as the control variable. An independent claim is also included for an operating device for controlling a fluorescent lamp.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Betrieb von mit Wechselspannung betriebenen Lampen insbesondere Leuchtstofflampen, wie z.B. Gasentladungslampen. Die Erfindung betrifft die Regelung für derartige Lampen unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise der Umgebungstemperatur. Derartige Regelungen werden in Betriebsgeräten wie beispielsweise elektronischen Vorschaltgeräten verwendet.The The present invention relates to the operation of AC voltage operated lamps, in particular fluorescent lamps, such as e.g. Gas discharge lamps. The invention relates to the regulation of such lamps, taking into account Environmental conditions, such as the ambient temperature. Such regulations are used in operating devices such as electronic ballasts used.

Leuchtstofflampen, die mit dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräten betrieben werden, können dementsprechend einerseits in der Nähe des Nominalbetriebs – und somit bei Nominalleistung – und andererseits mit gedimmter, d.h. reduzierter Lampenleistung betrieben werden. Der Betrieb mit Nominalleistung ist verhältnismäßig unproblematisch im Vergleich zu dem Betrieb mit reduzierter, insbesondere stark reduzierter Lampenleistung. Dementsprechend sind im Vergleich zu dem Betrieb mit Normalleistung die zulässigen Lampen-Umgebungstemperaturen im Dimmbetrieb wesentlich enger spezifiziert. Bei geringen Dimmwerten spielt nämlich die Lampen-Umgebungstemperatur eine größere Rolle für eine stabile Regelung der gedimmt betriebenen Leuchtstofflampen, d.h. eine Regelung mit konstanter Lichtleistung und insbesondere eine Regelung, die ein unerwünschtes Verlöschen der Lampe sicher verhindert.fluorescent lamps, which are operated with dimmable electronic ballasts, can accordingly on the one hand nearby of the nominal operation - and thus at nominal power - and on the other hand with dimmed, i. operated reduced lamp power. Operation at nominal power is relatively unproblematic in comparison to the operation with reduced, in particular greatly reduced lamp power. Accordingly, in comparison to the operation with normal performance the permissible Lamp ambient temperatures specified in dimming operation much narrower. Namely, at low dimming values plays the lamp ambient temperature is more important for a stable control the dimmed fluorescent lamps, i. a scheme with constant light output and in particular a scheme that a undesirable go out the lamp safely prevented.

Die stärkere Lampen-Umgebungstemperaturabhängigkeit bei niedrigen Dimmwerten ist u.a. dadurch verursacht, dass die Lampenspannung bei niedrigeren Umgebungstemperaturen und kleinen Lampenströmen (wie sie bei gedimmter Lampenleistung auftreten) stark ansteigt und ggf. unzulässig hohe Werte annehmen kann. Für dieses Phänomen ist natürlich die Temperatur in der unmittelbaren Umgebung der Lampe ausschlaggebend, die nicht zwangsläufig die Umgebungstemperatur eines ggf. räumlich und thermisch von der Lampe getrennten elektronischen Vorschaltgeräts sein muss. Somit kann die Temperatur des elektronischen Vorschaltgeräts auch nicht unmittelbar zur Beurteilung der Lampenumgebungstemperatur herangezogen werden.The more Lamp ambient temperature dependence at low dimming values is u.a. this causes the lamp voltage at lower ambient temperatures and small lamp currents (such as they occur at dimmed lamp power) rises sharply and possibly unacceptably high Can accept values. For this phenomenon is Naturally the temperature in the immediate vicinity of the lamp is crucial, not necessarily the ambient temperature of a possibly spatially and thermally of the Lamp must be separate electronic ballast. Thus, the Temperature of the electronic ballast also not directly to Assessment of the lamp ambient temperature are used.

Bei gewissen Anwendungsszenarien kann im übrigen nicht ausgeschlossen werden, dass der für geringe Dimmwerte enger spezifizierte zulässige Temperaturbereich verlassen wird, beispielsweise wenn dimmbare elektronische Vorschaltgeräte in Außenanwendungen und bei niedrigen Temperaturen im gedimmten Zustand betrieben werden.at By the way, certain application scenarios can not be ruled out be that for low dimming values exceed specified temperature range For example, when dimmable electronic ballasts in outdoor applications and operated at low temperatures in the dimmed state.

Aus der noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung DE 110 2005 018 763 ist es bereits bekannt, an eine Leuchtstofflampe gezielt eine Gleichspannung zusätzlich bspw. zu einer hochfrequenten AC-Spannung zu überlagern, um dann in einem weiteren Schritt die an der Lampe sich ergebende Gleichspannung regelungstechnisch auszuwerten. Dieser Gleichspannungsanteil wird der Leuchtstofflampe dadurch zugeführt, dass ein Gleichspannungspfad parallel zur Wechsel-Betriebsspannung für die Leuchtstofflampe vorgesehen ist. Die Erfassung des Gleichspannungsanteils der Leuchtstofflampenspannung erfolgt bei diesem Stand der Technik nur bei gezündeter Lampe. Vor der Zündung der Lampe ist dagegen ein anderer Regelkreis zum Betrieb der Leuchtstofflampe vorgesehen. Zum Zeitpunkt des Zündens der Lampe muss also auf die Erfassung und Auswertung des Gleichspannungsanteils umgeschaltet werden. Diese Umschaltung zwischen zwei Regelkreisen kann indessen insofern problematisch sein, als sie beispielsweise zu einem sichtbaren Lampenleistungssprung führen kann, der für das menschliche Auge sichtbar sein kann.From the not yet published patent application DE 110 2005 018 763 It is already known to selectively superimpose a DC voltage to a fluorescent lamp, for example, to a high-frequency AC voltage in order then to evaluate the DC voltage resulting from the lamp in a further step. This DC voltage component is supplied to the fluorescent lamp in that a DC voltage path is provided parallel to the alternating operating voltage for the fluorescent lamp. The detection of the DC voltage component of the fluorescent lamp voltage takes place in this prior art only when the lamp is ignited. Before the ignition of the lamp, however, another control circuit is provided for the operation of the fluorescent lamp. At the time of ignition of the lamp must therefore be switched to the detection and evaluation of the DC voltage component. However, this switching between two control loops may be problematic in that it may, for example, lead to a visible increase in lamp output, which may be visible to the human eye.

Weiterhin ist bei diesem Stand der Technik eine Zünderkennung durch Detektieren einer stark absinkenden Lampenspannung notwendig, um auf die Gleichspannungsauswertung und die entsprechende Regelungsschaltung umschalten zu können.Farther In this prior art, igniter detection is by detection a strongly decreasing lamp voltage necessary to the DC voltage evaluation and to be able to switch over the corresponding control circuit.

Die Erfindung hat sich dementsprechend zur Aufgabe gesetzt, eine verbesserte und vereinfachte Technik zur Regelung einer Leuchtstofflampe bereit zu stellen, die ein Verlöschen der Lampe auch unter Extrembedingungen sicher verhindern kann.The Accordingly, the invention has set itself the task of improving and simplified technique for controlling a fluorescent lamp ready for make a go out the lamp can safely prevent even under extreme conditions.

Die Erfindung setzt nunmehr an diesem Problem an und schlägt vor, bereits während des Zündvorgangs der Lampe die DC-Erfassung durchzuführen und regelungstechnisch auszuwerten.The Invention now addresses this problem and suggests already during the ignition process the lamp to perform the DC detection and control technology evaluate.

Weiterhin ist es ein Aspekt der Erfindung, dass ein variabler DC-Wert als Sollwert vorgegeben werden kann, wobei der Sollwert vom aktuellen Betriebszustand der Lampe (beispielsweise Zünden, Brennbetrieb, etc.) abhängen kann.Farther It is an aspect of the invention that a variable DC value as Setpoint can be specified, the setpoint of the current Operating condition of the lamp (for example, ignition, burning operation, etc.) may depend.

Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst, wobei sich die Kombination der Ansprüche als besonders vorteilhafte Lösung der Aufgabenstellung auszeichnet.The The object is solved by the characterizing features of the claims, wherein itself the combination of the claims as a particularly advantageous solution the task is distinguished.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Regelung des Betriebs von mindestens einer mit (typischerweise hochfrequenten) Wechselspannung betriebenen Leuchtstofflampe vorgesehen. Dabei wird der Wechselspannung gezielt eine Gleichspannung überlagert. Der Gleichspannungsanteil der Leuchtstofflampe wird ermittelt und als Regelgröße für den Betrieb der Lampe verwendet, wobei der Regelung der Lampenleistung eine variable Führungsgröße zugeführt wird.According to one The first aspect of the present invention is a method of regulation the operation of at least one with (typically high-frequency) AC voltage operated fluorescent lamp provided. It will the AC voltage specifically superimposed on a DC voltage. The DC voltage component The fluorescent lamp is determined and used as a control variable for the operation of the Lamp used, the regulation of lamp power is a variable Reference variable is supplied.

Insbesondere wird die Regelung der Lampenleistung bereits vor ihrer Zündung vorgenommen werden und dann natürlich im Brennbetrieb fortgesetzt werden.In particular, the regulation of Lam pen performance be made before their ignition and then of course continue in the burning operation.

Die Gleichspannungs-Führungsgröße kann vom Betriebszustand der Lampe – wie beispielsweise Vorheizung, Zündung, oder Betrieb – abhängen und somit zeitlich veränderbar sein.The DC control variable can be from Operating status of the lamp - like for example, preheating, ignition, or operation - depend and thus temporally changeable be.

Der Lampenwiderstand kann vorzugsweise konstant gehalten werden.Of the Lamp resistance can preferably be kept constant.

Der Gleichspannungsanteil kann anhand eines an einem Spannungsteiler abgeleiteten Messsignals ermittelt werden.Of the DC voltage component can be based on a voltage divider derived measuring signal can be determined.

Der Gleichspannungsanteil der Lampenspannung kann anhand der Abstände der Nulldurchgänge der Lampenspannung ermittelt werden.Of the DC voltage component of the lamp voltage can be determined by the distances of the Zero crossings the lamp voltage can be determined.

Die Regelung des Lampenbetriebs kann digital erfolgen.The Control of the lamp operation can be done digitally.

Ein extern vorgegebener Dimmwert kann zur Regelung der Lampenleistung berücksichtigt werden.One Externally specified dimming value can be used to control the lamp power considered become.

Die Leistung der Lampe kann abhängig von dem Wert des Gleichspannungsanteils der Lampenspannung auf einen Wert erhöht werden, der über dem extern vorgegebenen Dimmwert liegt.The Power of the lamp may be dependent from the value of the DC voltage portion of the lamp voltage to a Value increased be over that externally specified dimming value is.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Betriebsgerät zur Ansteuerung von mindestens einer mit Wechselspannung betriebenen Leuchtstofflampe vorgesehen mit einer Schaltung zur gezielten Überlagerung einer Gleichspannung an die Leuchtstofflampen, einer Schaltung zur Ermittlung der Lampenspannung der Leuchtstofflampe, sowie einer Lampenregelungsschaltung, der einerseits der ermittelten Gleichspannungsanteil als Regelgröße und andererseits eine variable Gleichspannungs-Führungsgröße (als einstellbarer Sollwert) zugeführt werden.According to one Another aspect of the present invention is an operating device for driving at least one fluorescent lamp powered by alternating voltage provided with a circuit for targeted superposition of a DC voltage to the fluorescent lamps, a circuit for determining the lamp voltage the fluorescent lamp, and a lamp control circuit, on the one hand the determined DC voltage component as a controlled variable and on the other hand a variable DC voltage command (as adjustable setpoint) become.

Die Gleichspannungs-Führungsgröße kann als Digitalwert vorgegeben werden.The DC voltage reference can as Digital value can be specified.

Insbesondere ist die Lampenregelungsschaltung dazu ausgelegt, die Lampenleistung bereits vor der Zündung der Leuchtstofflampe zu regeln.Especially the lamp control circuit is adapted to the lamp power already before the ignition to regulate the fluorescent lamp.

Die Gleichspannungs-Führungsgröße kann vom Betriebszustand der Lampe – wie beispielsweise Vorheizung, Zündung, oder Betrieb – oder erfassten Betriebsparametern abhängen und somit zeitlich veränderbar sein.The DC control variable can be from Operating status of the lamp - like for example, preheating, ignition, or operation - or depend on the operating parameters recorded and thus temporally changeable be.

Es können Mittel vorgesehen sein, die den Lampenwiderstand konstant halten.It can Means be provided which keep the lamp resistance constant.

Vorzugsweise ist ein Spannungsteiler zur Ermittlung des Gleichspannungsanteils vorgesehen.Preferably is a voltage divider for determining the DC voltage component intended.

Mittel können eingesetzt werden zur digitalen Regelung der Lampenleistung.medium can can be used for digital control of the lamp power.

Die Lampenregelungsschaltung kann einen Eingang für extern vorgegebene Dimmwerte aufweisen.The Lamp control circuit can have an input for externally preset dimming values exhibit.

Die Regelschaltung kann abhängig von dem Wert des Gleichspannungsanteils der Lampenspannung die Leistung der Lampe auf einen Wert erhöhen, der über dem extern vorgegebenen Dimmwert liegt.The Control circuit can be dependent from the value of the DC voltage component of the lamp voltage, the power raise the lamp to a value the over the externally specified dimming value is.

Gemäß einem nächsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Vorschaltgerät aufweisend eine oben beschriebene Schaltung vorgesehen.According to one next Aspect of the present invention is an electronic ballast having provided a circuit described above.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Leuchte mit einem derartigen Vorschaltgerät vorgesehen.According to one Another aspect of the present invention is a luminaire with such a ballast intended.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr Bezug nehmend auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen näher erläutert werden.Further Features, advantages and characteristics of the present invention Now referring to the figures of the accompanying drawings be explained in more detail.

1a zeigt dabei eine schematische Darstellung relevanter Bauteile eines elektronischen Vorschaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, 1a shows a schematic representation of relevant components of an electronic ballast according to the present invention,

1b und 1c zeigen vereinfachte Schaltbilder zur Erläuterung des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung, 1b and 1c show simplified circuit diagrams for explaining the background of the present invention,

2 und 3 dienen zur Erläuterung der indirekten digitalen Erfassung der Impedanz der Lampe, die dann als Parameter für die Lampentemperatur verwendet werden kann, 2 and 3 serve to explain the indirect digital detection of the impedance of the lamp, which can then be used as a parameter for the lamp temperature,

4 zeigt die Abhängigkeit der Lampenspannung vom Lampenspannung für verschiedene Lampentemperaturen, 4 shows the dependence of the lamp voltage on the lamp voltage for different lamp temperatures,

5 zeigt die Abhängigkeit der Impedanz vom Lampenstrom für verschiedene Lampentemperaturen, 5 shows the dependence of the impedance on the lamp current for different lamp temperatures,

6 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts, und 6 shows a simplified schematic representation of an electronic ballast according to the invention, and

7 zeigt den Verlauf von verschiedenen Lampenparametern abhängig vom Betriebszustand der Lampe. 7 shows the course of different lamp parameters depending on the operating status of the lamp.

In 4 und 5 ist dargestellt, dass die Lampenspannung V_Dis bei niedrigen Temperaturen (s. Beispiel –15°C) im Bereich niedriger Dimmwerte (repräsentiert mittels des Lampenstroms I_Dis) sehr stark ansteigen kann und ggf. zulässige Grenzwerte übersteigen kann. In dem Referenzbeispiel von einer Lampentemperatur von 35°C tritt dieser Effekt weniger stark bzw. gar nicht auf. Gleichzeitig ist aber aus 4 zu sehen, dass die Lampenspannung V_Dis insgesamt kein eindeutiger Parameter für die Temperatur der Lampe ist. Wie ersichtlich kann im Bereich etwas höherer Lampenströme die in Lampenspannung V_Dis bei höheren Temperaturen (Beispiel 35°C) sogar diejenige bei niedrigen Temperaturen (Beispiel –15°C) übersteigen.In 4 and 5 is shown that the lamp voltage V _Dis at low temperatures (see example, -15 ° C) in the low dimming range (represented by the lamp current I _Dis ) can rise very high and may exceed permitted limits. In the reference example of a lamp temperature of 35 ° C, this effect occurs less strongly or not at all. At the same time it is off 4 to see that the lamp voltage V _Dis is not a clear parameter for the temperature of the lamp as a whole. As can be seen, in the region of slightly higher lamp currents, the lamp voltage V _Dis at higher temperatures (example 35 ° C.) may even exceed that at low temperatures (example -15 ° C.).

Die dargestellte Abhängigkeit der Lampenspannung liegt darin begründet, dass der Lampenwiderstand (d.h. die Impedanz der Entladestrecke der Lampe im jeweiligen Betriebspunkt) sowohl eine Abhängigkeit vom Entladestrom V_Dis wie auch von der Umgebungstemperatur T aufweist. In einem bestimmten Betriebspunkt, in welchem der Lampenstrom I_Dis vom Vorschaltgerät im wesentlichen konstant gehalten wird, besteht somit eine Abhängigkeit der Lampenimpedanz Z_Dis von der Umgebungstemperatur T.The illustrated dependency of the lamp voltage is due to the fact that the lamp resistance (ie the impedance of the discharge path of the lamp at the respective operating point) has both a dependence on the discharge current V _Dis and on the ambient temperature T. In a certain operating point, in which the lamp current I _{Dis is} kept substantially constant by the ballast, there is thus a dependence of the lamp impedance Z _Dis on the ambient temperature T.

Wie in 1b und 1c schematisch dargestellt, schlägt die vorliegende Erfindung nunmehr vor, der üblicherweise hochfrequenten Betriebsspannung für die Lampe U_HF gezielt eine DC-Spannung VDC aus einer hochohmigen Quelle zu lagern, so dass dann der DC-Anteil der an der Lampe anfallenden Spannung als Indikator dafür herangezogen werden kann, unter welchen Bedingungen die Lampe gerade betrieben wird:
Die Quellenspannung VDC der DC-Quelle wird gemäß dem Widerstandsverhältnis von Innenwiderstand der DC-Quelle Z_i zur Impedanz der Lampe Z_l im aktuellen Betriebspunkt aufgeteilt, wobei der Lampenwiderstand Z_l u.a. von der Umgebungstemperatur der Lampe T abhängt. Damit kann auch über das Widerstandsverhältnis ZL/(Zi + ZL)die Abhängigkeit des aus der Messung hergeleiteten DC-Anteils der Lampenspannung V_DC,ZL von der Umgebungstemperatur T der Lampe erfasst werden.As in 1b and 1c schematically illustrated, the present invention now proposes to store the usually high-frequency operating voltage for the lamp U _HF targeted a DC voltage VDC from a high-impedance source, so that then the DC component of the voltage applied to the lamp voltage can be used as an indicator for it can under which conditions the lamp is currently operated:
The source voltage VDC of the DC source is divided according to the resistance ratio of internal resistance of the DC source Z _i to the impedance of the lamp Z _l at the current operating point, wherein the lamp resistance Z _l et al depends on the ambient temperature of the lamp T. This can also be done via the resistance ratio Z L / (Z i + Z L ) the dependence of the DC component derived from the measurement of the lamp voltage V _{DC, ZL} on the ambient temperature T of the lamp is detected.

Wenn der DC-Anteil der Lampenspannung V_DC,ZL außerhalb eines definierten Bereichs liegt, und insbesondere wenn er über einem definierten Schwellenwert liegt, kann das elektronische Vorschaltgerät entsprechende Gegenmaßnahmen treffen. Sinnvollerweise wird der DC-Anteil der Lampenspannung V_DC,ZL über einen bestimmten Zeitbereich hinweg erfasst und dann gemittelt, um zeitlichen Ausgleichsvorgängen in der Lampe Rechnung zu tragen.If the DC component of the lamp voltage V _{DC, ZL is} outside a defined range, and in particular if it is above a defined threshold value, the electronic ballast can take appropriate countermeasures. It makes sense to detect the DC component of the lamp voltage V _{DC, ZL} over a certain time range and then to average it in order to take account of time compensation processes in the lamp.

Wenn nunmehr dieser Mittelwert des DC-Anteils der Lampenspannung V_DC,ZL über einen zulässigen Schwellenwert hinaus ansteigt, kann das Vorschaltgerät bspw. selbsttätig die Lampenleistung erhöhen, und zwar soweit, bis der DC-Anteil der Lampenspannung V_DC,ZL wieder auf zulässige Werte, d.h. unterhalb des vorgegebenen Schwellenwerts gesunken ist. Unter 'selbsttätiger Erhöhung der Lampenleistung durch das EVG' ist dabei zu verstehen, dass das elektronische Vorschaltgerät die Lampenleistung auch über ggf. von außen zugeführte Sollwerte (Dimmbefehle, etc.) hinaus erhöht und somit der Stabilität der Lampenregelung eine höhere Priorität als der strikten Einhaltung von außen vorgegebener Sollwerte (Dimmbefehle, etc.) eingeräumt wird.If now this average value of the DC component of the lamp voltage V _{DC, ZL increases} beyond a permissible threshold value, the ballast can automatically increase the lamp power, for example, until the DC component of the lamp voltage V _{DC, ZL} returns to permissible values , ie has fallen below the predetermined threshold. By 'automatic increase of the lamp power through the electronic ballast' is to be understood that the electronic ballast also increases the lamp power over possibly supplied from the outside setpoints (Dimmbefehle, etc.) and thus the stability of the lamp control has a higher priority than the strict compliance specified outside values (dimming commands, etc.) is granted.

Diese Erhöhung der Lampenleistung kann erfindungsgemäß auf den Bereich geringer Dimmwerte beschränkt sein.These increase The lamp power can according to the invention to the area lower Dimming limits be.

Wichtig ist dabei eine korrekte Einstellung der Zeitkonstanten der Regelung: Bekanntlich laufen in einer Leuchtstofflampe thermische Ausgleichsvorgänge ab, so dass die Zeitkonstante des Regelkreises in dem elektronischen Vorschaltgerät auf diese Vorgänge abgestimmt sein muss.Important is a correct setting of the time constants of the regulation: It is known that thermal equalization processes take place in a fluorescent lamp, so that the time constant of the control loop in the electronic ballast on these processes must be coordinated.

Wenn beispielsweise zeitlich folgend der DC-Anteil der Lampenspannung V_DC,ZL wieder absinkt, beispielsweise weil sich die Umgebungstemperatur der Lampe wieder erhöht hat, nimmt das elektronische Vorschaltgerät die Lampenleistung wieder zurück, bis entweder erneut der vorgegebene Schwellenwert für den DC-Anteil der Lampenspannung V_DC,ZL erreicht ist, oder nunmehr korrekt der vorgegebene Sollwert (Dimmbefehl, etc.) für die Lampenleistung erreicht wurde.If, for example, the DC component of the lamp voltage V _{DC, ZL} decreases again in time, for example because the ambient temperature of the lamp has increased again, the electronic ballast decreases the lamp power again until either the predetermined threshold value for the DC component of the lamp voltage again V _{DC, ZL is} reached, or now the specified setpoint (dimming command, etc.) for the lamp output has been reached correctly.

In 1a ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.In 1a schematically an embodiment of the present invention is shown.

Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät weist einen Wechselrichter 1 auf mit zwei in Serie geschalteten, an einer Gleichspannungsquelle DC-Spannung angeschlossenen und abwechselnd getakteten Transistor-Schaltern S1 und S2. Das Schalten kann dabei durch eine Steuereinheit 2 erfolgen, die als digitale Schaltung oder integrierte Schaltung (IC) realisiert werden kann.The ballast according to the invention has an inverter 1 on with two series-connected, connected to a DC voltage source DC voltage and alternately clocked transistor switches S1 and S2. The switching can be done by a control unit 2 take place, which can be realized as a digital circuit or integrated circuit (IC).

An dem Knotenpunkt der beiden Schalter S1 und S2 ist ein Lastkreis angeschlossen, der einen Resonanz-Lastkreis 3 und eine Lampe 4 aufweist. Der Resonanz-Lastkreis 3 besteht aus einer Induktivität L_R, einem Kondensator C_R und einem Koppelkondensator C_K.At the junction of the two switches S1 and S2, a load circuit is connected, which has a resonant load circuit 3 and a lamp 4 having. The resonant load circuit 3 consists of an inductor L _R , a capacitor C _R and a coupling capacitor C _K.

Die Lampe 4, die schematisch mittels ihres Innenwiderstands R_disl bezeichnet ist, ist an den Resonanz-Lastkreis 3 angeschlossen und wird von der vom Wechselrichter 1 zur Verfügung gestellten hochfrequenten Wechselspannung betrieben. Die Lampe 4 kann insbesondere eine Leuchtstofflampe wie z.B. eine Gasentladungslampe sein.The lamp 4 , which is schematically denoted by its internal resistance R _disl , is connected to the resonant load circuit 3 connected and is from the inverter 1 operated high-frequency AC voltage operated. The lamp 4 may in particular be a fluorescent lamp such as a gas discharge lamp.

Parallel zum Koppelkondensator C_K und zur Induktivität L_R ist optional eine Diode D in Serie mit einem vorzugsweise hochohmigen Widerstand R_DC geschaltet. Der Widerstand R_DC kann auch direkt and die DC-Busspannung angeschlossen werden.Parallel to the coupling capacitor C _K and the inductance L _R , a diode D is optionally connected in series with a preferably high-resistance resistor R_DC. The resistor R_DC can also be connected directly to the DC bus voltage.

Somit wird gezielt ein Gleichspannungsanteil V_DC auf die Wechsel-Betriebsspannung der Lampe 4 aufgeschlagen. Diese Gleichspannung kann auch in eine alternative Weise an die Wechselspannung der Leuchtstofflampe überlagert werden.Thus, a direct voltage component V _DC is targeted to the alternating operating voltage of the lamp 4 pitched. This DC voltage can also be superimposed in an alternative manner to the AC voltage of the fluorescent lamp.

Wie in 1 ersichtlich, ist ein Spannungsteiler mit zwei Widerständen R1, R2 parallel zu der Lampe 4 geschaltet. An dem Schaltungsknoten zwischen den beiden Widerständen R1, R2 des Spannungsteilers wird ein Messsignal U_L abgegriffen, das der Spannung der Lampe 4 entspricht.As in 1 As can be seen, a voltage divider with two resistors R1, R2 is parallel to the lamp 4 connected. At the circuit node between the two resistors R1, R2 of the voltage divider, a measurement signal U _{L is} tapped, the voltage of the lamp 4 equivalent.

Dieses Messsignal U_L wird der Steuereinheit 2 und insbesondere einer Schaltung 5 und einem Sollwertgeber 6 zugeführt. Auf Grundlage dieses Messsignals U_L kann die Schaltung 5 beziehungsweise der Sollwert-Geber 6 die an der Lampe 4 abfallende Wechselspannung messen. Da aber diese Wechselspannung einen Gleichspannungsanteil enthält, wird auch von der Schaltung 5 bzw. vom Sollwert-Geber 6 ein Wert ausgewertet, der dem Gleichspannungsanteil der Lampenspannung entspricht.This measurement signal U _L is the control unit 2 and in particular a circuit 5 and a setpoint generator 6 fed. On the basis of this measurement signal U _L , the circuit 5 or the setpoint encoder 6 the at the lamp 4 measure falling AC voltage. But since this AC voltage contains a DC component, is also from the circuit 5 or from the setpoint encoder 6 evaluated a value corresponding to the DC voltage component of the lamp voltage.

Das vom Spannungsteiler erzeugte Messsignal U_L wird dem einen Eingang eines Sollwert-Gebers 6 zugeführt. Dieser Sollwertgeber 6 liefert einen Sollwert für den Gleichspannungsanteil der Lampenspannung in Abhängigkeit von der Lampenspannung, d.h. von dem Messsignal U_L und/oder in Abhängigkeit vom Betriebszustand (bspw. ungezündet/Brennbetrieb) der Lampe (variabler Sollwert).The measurement signal U _L generated by the voltage divider becomes the one input of a setpoint generator 6 fed. This setpoint generator 6 supplies a setpoint value for the DC voltage component of the lamp voltage as a function of the lamp voltage, ie, on the measurement signal U _L and / or as a function of the operating state (for example, unlit / burning mode) of the lamp (variable desired value).

Der Istwert bzw. die Regelgröße U_DC,ist und der Sollwert bzw. die Führungsgröße U_DC,soll werden einem DC-Regler 7 zugeführt, der je nach Regeldifferenz zwischen dem Soll- und dem Ist-Wert eine Stellgröße für die Regelung des Gleichspannungsanteils liefert. Diese Stellgröße kann sich z.B. auf die Taktfrequenz der beiden Schalter S1, S2 beziehen.The actual value or the controlled variable U _{DC, is} and the setpoint or the reference variable U _DC _{, should} be a DC controller 7 fed, depending on the control difference between the setpoint and the actual value provides a control variable for the regulation of the DC voltage component. This manipulated variable may relate, for example, to the clock frequency of the two switches S1, S2.

Wie schematisch in 1 dargestellt, können auch der Lampenregelungsschaltung weitere Betriebsparameter wie beispielsweise der Lampenstrom etc. sowie extern vorgegebene Sollwerte (Dimmbefehle, etc.) zugeführt werden.As schematically in 1 can also be the lamp control circuit further operating parameters such as the lamp current, etc., and externally specified values (Dimmbefehle, etc.) are supplied.

Wie bereits erwähnt, kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Lampenbetrieb digital ausgeführt werden.As already mentioned, can according to the present Invention of the lamp operation are performed digitally.

Somit wird vorzugsweise auch der Gleichspannungsanteil der Lampenspannung digital ausgewertet. Dies soll nunmehr unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert werden.Thus, preferably also the DC voltage component of the lamp voltage is evaluated digitally. This will now be with reference to 2 and 3 be explained.

2 zeigt eine schaltungstechnische Realisierung dieses Ausführungsbeispiels mit einem Aufwärts/Abwärts-Zähler 107, der als eigentliches Eingangssignal ein Signal UZERO und des weiteren als Steuersignale ein hochfrequentes Referenztaktsignal CLK sowie ein Rücksetz- oder Reset-Signal empfängt. Das Signal UZERO nimmt während jeder positiven Halbwelle der am Anschluss VL anliegenden Lampenspannung einen positiven und ansonsten einen negativen Spannungspegel an und erfasst somit den Nulldurchgang der Lampenspannung. Der Zähler 107 wird bei Anliegen des Reset-Signals auf einen mittleren Zählerstand, z.B. auf den Ausgangszählerwert N₀ = 255, initialisiert. Der Zähler 107 wird bei Nulldurchgang der Lampenspannung gestartet und zählt während der nachfolgenden Halbwelle der Lampenspannung entweder nach oben oder nach unten. Erreicht das Messsignal, d.h. die Lampenspannung, nach einer Halbperiode wieder den Nulldurchgang, wird die Zählrichtung des Zählers 107 umgedreht. Nach Ablauf einer vollen Periode der Lampenspannung wird der aktuelle Zählerstand N des Zählers 103 einem Komparator zugeschaltet, der beispielsweise durch den bereits zuvor beschriebenen Komparator 103 gebildet sein kann. Dieser Komparator 103 vergleicht den aktuellen Zählerstand N mit dem Initialisierungswert bzw. dem ursprünglichen Zählerstand des Zählers 107. Wenn kein Gleichrichteffekt vorliegt, muss der Zählerstand N nach Erreichen des nächsten Nulldurchgangs der Lampenspannung wieder den Ausgangswert N₀ erreicht haben. Weicht hingegen der Zählerstand N von dem Ausgangswert N₀ ab, liegt ein Gleichspannungsanteil in der Lampenspannung vor. Vorteilhafterweise vergleicht der Komparator 103 den Zählerstand N mit dem Ausgangswert N₀ innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen, um somit nicht voreilig auf das Vorliegen eines Gleichrichteffekts zu schließen. Das Ausgangssignal des Komparators 103 wird über ein durch ein Latch-Signal getaktetes D-Flip-Flop 108 der Messphasensteuerung 900 zugeführt, die – wie oben beschrieben worden ist – dieses Signal auswertet und insbesondere eine ereignisgefilterte Wertung durchführt, d.h. nur dann auf das Vorliegen eines Gleichspannungsanteil schließt, falls man von dem Komparator 103 beispielsweise 32 mal nacheinander jede 255. Periode der Lampenspannung ein Gleichspannungsanteil gemeldet wird. 2 shows a circuit implementation of this embodiment with an up / down counter 107 receiving as the actual input signal a signal UZERO and further as control signals a high-frequency reference clock signal CLK and a reset or reset signal. The signal UZERO assumes a positive and otherwise a negative voltage level during each positive half wave of the voltage applied to the terminal VL and thus detects the zero crossing of the lamp voltage. The counter 107 is initialized in case of concern of the reset signal to an average count, eg to the output counter value N ₀ = 255. The counter 107 is started at zero crossing of the lamp voltage and counts during the subsequent half cycle of the lamp voltage either up or down. If the measuring signal, ie the lamp voltage, returns to the zero crossing after a half period, the count direction of the counter will be reached 107 turned around. After a full period of the lamp voltage, the current count N of the counter 103 a comparator connected, for example, by the comparator already described above 103 can be formed. This comparator 103 compares the current counter reading N with the initialization value or the original counter reading of the counter 107 , If no rectification effect is present, the count N must again have reached the output value N ₀ after reaching the next zero crossing of the lamp voltage. On the other hand, if the count N deviates from the output value N ₀ , a DC voltage component is present in the lamp voltage. Advantageously, the comparator compares 103 the count N with the output value N ₀ within certain tolerance limits, so as not to prematurely infer the presence of a rectifying effect. The output signal of the comparator 103 is via a clocked by a latch signal D flip-flop 108 the measuring phase control 900 which, as has been described above, evaluates this signal and, in particular, performs an event-filtered evaluation, ie closes only the presence of a DC voltage component if it is supplied by the comparator 103 For example, a DC voltage component is reported 32 times in succession each 255th period of the lamp voltage.

Die Erfindung wird nun anhand des in 6 dargestellten Blockdiagramms weiter erläutert.The invention will now be described with reference to the in 6 illustrated block diagram further explained.

Das erfindungsgemäße System zur sicheren Zündung von bspw. Gasentladungslampen enthält zwei wesentliche Komponenten nämlich eine Steuereinheit oder einen Controller 11 sowie eine Regelstrecke 12, welche die oben bereits erwähnten Wechselrichter oder Halbbrücke 1, einen Resonanz-Lastkreis 3 und die Lampe 4 aufweist.The system according to the invention for the reliable ignition of, for example, gas discharge lamps contains two essential components, namely a control unit or a controller 11 as well as a controlled system 12 , which the above-mentioned inverter or half-bridge 1 , a resonance load circuit 3 and the lamp 4 having.

Die Steuereinheit 11 steuert im wesentlichen zwei Schalter des Wechselrichters 1 zur Bereitstellung einer hochfrequenten Wechselspannung zur Zündung bzw. zum Betrieb der Gasentladungslampe 4.The control unit 11 essentially controls two switches of the inverter 1 for providing a high-frequency alternating voltage for ignition or for operating the gas discharge lamp 4 ,

Die Leistung P_lamp und/oder die Spannung V_lamp der Gasentladungslampe 4 werden zunächst über verschiedene bekannte Verfahren erfasst. Die Lampenspannung V_lamp wird einer Einheit 14 zur Auswertung des Gleichspannungsanteils der Lampenspannung zugeführt. Diese Auswertung kann mittels verschiedener Verfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise die oben im Zusammenhang mit 2 und 3 beschriebene Erfassung der Nulldurchgänge der Lampenspannung.The power P_lamp and / or the voltage V_lamp of the gas discharge lamp 4 are first detected by various known methods. The lamp voltage V_lamp becomes one unit 14 supplied to the evaluation of the DC voltage component of the lamp voltage. This evaluation can be performed by various methods, such as those discussed above 2 and 3 described detection of the zero crossings of the lamp voltage.

Der Ist-Gleichspannungsanteil der Lampenspannung wird mit einem Sollwert DC-Target verglichen und die Differenz V_DC_lamp von beiden Werten wird einem DC-Regler 18 zugeführt. Für den DC-Regler 18 kann insbesondere einer der folgenden Regler genommen werden: Proportional-Regler (P-Regler), Proportional-Integral-Regler (PI-Regler), Proportional-Integral-Differential-Regler (PID-Regler), Proportional-Differential-Regler (PD-Regler). Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der DC-Regler 18 vorzugsweise ein PI-Regler.The actual DC voltage component of the lamp voltage is compared with a nominal value DC target and the difference V_DC_lamp of both values becomes a DC controller 18 fed. For the DC controller 18 In particular, one of the following controls can be used: proportional controller (P controller), proportional-integral controller (PI controller), proportional-integral-derivative controller (PID controller), proportional-derivative controller (PD controller). controller). In the described embodiment, the DC controller 18 preferably a PI controller.

Wie im folgenden beschrieben wird das Ausgangssignal des DC-Reglers 18 als Sollwert einem weiteren Regelungskreis, nämlich einem Lampenleistungs-Regelkreis zugeführt.As described below, the output signal of the DC regulator 18 as a setpoint another control loop, namely fed to a lamp power control loop.

Ein Analog-Digital-Umsetzer 13 wandelt die analog erfasste Lampenleistung P_lamp in ein digitales Signal um, das als Istwert mit der Stellgröße des DC-Reglers 18 als Solwert verglichen 15 wird. Das Ergebnis wird als Regeldifferenz einem Leistungsregler 17 zur Regelung der Lampenleistung zugeführt wird.An analog-to-digital converter 13 converts the analogue measured lamp power P_lamp into a digital signal, which is the actual value with the manipulated variable of the DC controller 18 is compared as a sol value. The result is a control difference a power controller 17 is supplied to control the lamp power.

Als Stellgrösse steuert der Leistungsregler 17 bspw. die Frequenz der AC-Spannung der Lampe an. Üblicherweise wird dementsprechend die Frequenz des Wechselrichters angesteuert.The power controller controls as a manipulated variable 17 For example, the frequency of the AC voltage of the lamp. Usually, the frequency of the inverter is accordingly controlled.

Es sind also zwei Regelkreise vorgesehen, wobei der äußere oder erste Regelkreis den DC-Regler 18 aufweist und den Sollwert DC-Target für den DC-Anteil an der Lampe 4 abhängig beispielsweise vom Betriebszustand oder aber auch von anderen Parametern aus dem Lampenkreis vorgibt. In diesem ersten Regelkreis ist ein innerer oder zweiter Regelkreis mit dem Leistungsregler 17 vorgesehen, der dann den Lampenbetrieb auf den (variabel vorgegebenen) DC-Anteil regelt.So there are two control circuits provided, wherein the outer or first control loop, the DC controller 18 and the setpoint DC target for the DC component of the lamp 4 depends, for example, on the operating status or also on other parameters from the lamp circuit. In this first control loop is an inner or second control loop with the power controller 17 provided, which then regulates the lamp operation on the (variably predetermined) DC component.

Folgende Größen können den variablen DC-Anteil (Sollwert) beeinflussen, indem der DC-Sollwert DC-Target entsprechend verändert wird:

– Vorgabe eines ,dithering' oder sonstige regelmäßige oder zufällige Wechsel der DC-Sollwertvorgabe zur Verringerung beispielsweise von Quecksilbermigration,
– eine kontinuierliche Einstellung des Sollwerts im Gegensatz zu schaltbaren (stufenförmigen) Sollwertvorgaben,
– Lampenparameter, die beispielsweise auf einen Gleichrichtereffekt zurückschließen lassen, und
– der aktuelle Betriebszustand der Lampe (nicht in Betrieb, Vorheizung, Zündung, in Betrieb).

The following variables can influence the variable DC component (setpoint) by changing the DC setpoint DC target accordingly:

Specification of a dithering or other regular or random change of the DC setpoint preselection to reduce, for example, mercury migration,
A continuous setting of the setpoint in contrast to switchable (stepped) setpoint specifications,
- Lamp parameters, for example, can refer back to a rectifier effect, and
- the current operating status of the lamp (not in operation, preheating, ignition, in operation).

Der Gleichrichtereffekt kann z.B. an älteren Leuchtstofflampen auftreten und zu einer Überlastung des Vorschaltgeräts führen. Die Leuchtstofflampe wirkt dann ähnlich wie ein Gleichrichter und lässt den Lampenstrom in einer Richtung bevorzugt durch, während er in Gegenrichtung weniger gut durchgelassen wird. Eine derartige Stromverschiebung zwischen einzelnen Lampenzweigen kann durch die Auswertung der Impedanz d.h. des Gleichspannungsanteils der Lampenspannung erfasst werden. Der Leistung der Lampe 4 kann somit entsprechend geregelt werden.The rectifier effect can occur, for example, on older fluorescent lamps and lead to overloading of the ballast. The fluorescent lamp then acts in a similar way to a rectifier, preferentially passing the lamp current in one direction while being less well transmitted in the opposite direction. Such a current shift between individual lamp branches can be detected by the evaluation of the impedance, ie the DC voltage component of the lamp voltage. The power of the lamp 4 can thus be regulated accordingly.

7 zeigt, wie der DC-Anteil abhängig vom Betriebszustand der Lampe 4 gemacht werden kann. 7 shows how the DC component depends on the operating status of the lamp 4 can be made.

Nach dem Einschalten des Vorschaltgerätes (t = t1) steigt die Lampenspannung in der Regel an sofern in der Schaltung kein Kurzschluss ist. Sobald die Lampenspannung eine bestimmte Sollwert-Vorheizspannung erreicht, wird diese eine Zeit lang konstant gehalten. Während dieser Vorheizzeit bleibt der DC-Anteil-Sollwert gleich.To switching on the ballast (t = t1), the lamp voltage usually increases as far as in the circuit no short circuit is. Once the lamp voltage reaches a certain setpoint preheat voltage reached, this is kept constant for a while. During this Preheating time, the DC component setpoint remains the same.

Sobald bei t = t2 die Vorheizzeit erreicht wird, senkt die Steuereinheit 11 die Frequenz des Wechselrichters 1. Dies hat zur Folge, dass die Spannung an den Anschlüssen der Lampe 4 ansteigt. Solange diese Lampenspannung regelmäßig steigt, wird der DC-Anteil-Sollwert dementsprechend regelmäßig herabgesetzt. Diese Phase ist auf 7 zwischen t2 und t3 zu beobachten.As soon as the preheating time is reached at t = t2, the control unit lowers 11 the frequency of the inverter 1 , As a result, the voltage at the terminals of the lamp 4 increases. As long as this lamp voltage increases regularly, the DC component setpoint is reduced accordingly on a regular basis. This phase is up 7 between t2 and t3.

Wenn eine Zündung der Lampe 4 erfolgt, so sinkt die Lampenspannung bei t = t3 stark ab. Dies wird vom System durch die Erfassung der Lampenspannung erkannt, so dass nun der DC-Anteil-Sollwert auf ein niedrigeres und konstantes Niveau gehalten werden kann.If an ignition of the lamp 4 takes place, the lamp voltage drops sharply at t = t3. This is done by the system by capturing the lamps Voltage detected so that now the DC component setpoint can be maintained at a lower and constant level.

Die Aktivierung des Regelkreises zündet also die Lampe und hält sie in der kritischen Phase nach der Zündung sicher in Betrieb. Der innere Regelkreis erfasst die Lampenleistung und bildet so die Möglichkeit, eine definierte Leistung einzustellen. Des Weiteren ist der innere Regelkreis so ausgelegt, dass durch ihn instabile Arbeitspunkte des äußeren Kreises stabilisiert werden können. Das ist beim Betrieb bei geringen Temperaturen und destabilisierten Lampen (Ablagerung von Quecksilber) notwendig.The Activation of the control circuit ignites the lamp and holds They operate safely in the critical phase after ignition. Of the inner loop captures the lamp power, creating the ability to to set a defined power. Furthermore, the inner one Control circuit designed so that unstable operating points through it of the outer circle can be stabilized. This is when operating at low temperatures and destabilized lamps (Deposition of mercury) necessary.

Die äußere Regelschleife hält die DC-Spannung der Lampe konstant, was deren Widerstand entspricht. Der Sollwert der DC-Regelschleife ist auf die 1% Nennleistung einer Neuen Lampe bei Nominaltemperatur eingestellt. Um die Lampe zu zünden werden beide Regelkreise geschlossen. Die Anfangsbedingungen sind hierbei eine maximale Frequenz für den Ausgang des Leistungsreglers 17 und eine minimale Leistung für den Ausgang des DC-Reglers 18. Die DC-Regelschleife wird nun die vorhandene Regeldifferenz verringern und die Lampe zünden. Nachdem gezündet wurde, wird über die Regelungen auf den DC-Sollwert gefahren.The outer control loop keeps the DC voltage of the lamp constant, which corresponds to their resistance. The nominal value of the DC control loop is set to the 1% nominal power of a new lamp at nominal temperature. To ignite the lamp both control circuits are closed. The initial conditions here are a maximum frequency for the output of the power controller 17 and a minimum power for the output of the DC controller 18 , The DC control loop will now reduce the existing control difference and ignite the lamp. After being ignited, the controls are used to set the DC setpoint.

In der Praxis zeigt sich, das über dieses Verfahren ein optimaler 1%-Start realisierbar ist. Hilfreich ist hierbei, dass schon vor dem Durchbrechen der Gasstrecke die teilweise Ionisation zu einer Reduktion des Lampenwiderstandes führt und somit sich positiv auf die Dynamik es Systems auswirkt. Die hier beschriebene Erfindung garantiert unter allen Bedingungen ein Höchstmaß an Qualität eines 1%-Starts.In Practice shows that over This method is an optimal 1% start is feasible. Helpful here, that even before the breakthrough of the gas line the partial Ionization leads to a reduction of the lamp resistance and thus positively affecting the dynamics of the system. The one described here Invention guarantees the highest possible quality under all conditions 1% -Starts.

Eine mögliche Realisierungsmethode der Lampenstromerfassung ist, wie dargestellt, die Auswertung der Lampenspannung. Die Voraussetzung hierfür ist allerdings ein konstanter DC-Strom, der der Lampe zugeführt werden muss. Die Auswertung der Nullstellen, genauer das Verhältnis zwischen T pos, Zeit während der das Signal positiv ist, und T neg, Zeit während der das Signal negativ ist, beinhaltet eine Information über den Lampenstrom, sowie die Information der Lampenspannung.A possible Implementation method of the lamp current detection is, as shown, the evaluation of the lamp voltage. The condition for this is however a constant DC current that must be supplied to the lamp. The evaluation the zeros, more precisely the relationship between T pos, time while the signal is positive, and T neg, while the signal is negative is, includes information about the lamp current, as well the information of the lamp voltage.

So ist es möglich im Betrieb der Lampe auf den Lampenstrom zu regeln und im Gasdefekt oder bei nicht vorhandener Lampe auf eine Lampenspannung zu regeln. Es handelt sich dann um eine Regelung der Zündspannung Lastkapazitätsunabhängig. Im Betrieb kann also auf den Strom geregelt werden:

wobei C und C1 jeweils eine Konstante ist, und im Falle eines Gasdefekts auf die Lampenspannung:

wobei C und C2 jeweils eine Konstante ist.It is thus possible to control the lamp current during operation of the lamp and to regulate it to a lamp voltage in the gas defect or in the absence of a lamp. It is then a regulation of the ignition voltage load capacity independent. In operation, the current can thus be regulated:

where C and C1 are each a constant, and in the case of a gas defect on the lamp voltage:

where C and C2 are each a constant.

Durch die immer aktivierte Leistungsregelschleife wird das System stes stabil gehalten. Das bedeutet, dass auch bei nicht immer stabilen Arbeitspunkten (z.B. aktiver – passiver Zweipol, Lampe – Ausgangskreis), das System stabil gehalten wird. Durch die hohen Anforderungen bezüglich Ausregelgeschwindigkeit der inneren Regelschleife ist sichergestellt, dass die innere Schleife keinen Engpass bezüglich Ausregelzeit darstellt.By the always activated power control loop will stes the system kept stable. That means that even if not always stable Operating points (e.g., active - passive Two-pole, lamp - output circuit), the system is kept stable. Due to the high requirements regarding the speed of adjustment The inner loop ensures that the inner loop no bottleneck regarding Represents settling time.

Ein weiterer Vorteil ist die permanent eingeschaltete Leistungsregelung schon vor der Zündung der Lampe, da das System hier schon vollständig arbeitet und initialisiert ist. Es müssen keine Umschaltungen und Initialisierungen vorgenommen werden. Der Zündzeitpunkt spielt in diesem System keine Rolle mehr. Er kann Lampenbedingt und Umgebungsbedingt stark variieren, was für einen optimalen Start von Nachteil wäre.One Another advantage is the permanently switched power control even before the ignition of Lamp, since the system already works and initializes completely is. To have to no switches and initializations are made. Of the ignition timing plays no role in this system. It can be due to lamps and environment vary greatly, what an optimal start of Disadvantage would be.

Wie bereits erwähnt können die elektrischen Eigenschaften von Gasentladungslampen unter variablen Umgebungsbedingungen wie beispielsweise die Umgebungstemperatur, dem Alterungszustand und der Brenndauer (Quecksilberionisation) stark schwanken. Eine derartige Veränderung der elektrischen Eigenschaften der Gasentladungslampe bedeutet eine Veränderung der Spannungs-/Strom-Charakteristik der Lampe.As already mentioned can the electrical properties of gas discharge lamps under variable Environmental conditions such as the ambient temperature, the state of aging and the burning time (mercury ionization) vary greatly. Such a change in the electrical properties the gas discharge lamp means a change in the voltage / current characteristic the lamp.

Da ein gewisser Mindeststrom der Lampe sichergestellt werden muss, um die Gasstrecke im ionisierten Zustand zu belassen, und da dieser Mindeststrom wiederum vom Zustand der Lampe abhängig ist, vermeidet das erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Betriebgerät ein Verlöschen der Gasentladungslampe, indem es ein Unterschreiten des umgebungsbedingungsabhängigen Mindestlampenstromes verhindert.There a certain minimum current of the lamp must be ensured to leave the gas line in the ionized state, and there this Minimum current in turn depends on the state of the lamp, avoids the inventive method or control gear a go out the gas discharge lamp, by falling below the ambient condition-dependent minimum lamp current prevented.

Das erfindungsgemäßen Verfahren bedient sich der Ermittlung der umgebungsabhängigen elektrischen Parameter und damit des Mindeststromes, wobei der Lampenwiderstand der elektrische Parameter ist, welcher diesen Rückschluss zulässt. Dieser Lampenwiderstand kann messtechnisch über verschiedene bekannte Verfahren bestimmt werden und bildet die konstant zu haltende Messgröße.The inventive method uses the determination of the environment-dependent electrical parameters and thus the minimum current, the lamp resistance of the electric Parameter is what this inference allows. This lamp resistance can be measured by various known methods be determined and forms the constant to be held.

Ein Regelkreis ist erfindungsgemäß vorgesehen, um den Lampenwiderstand konstant zu halten (konstanter DC Strom, Messung der DC-Lampenspannung). Die Aktivierung des Regelkreises zündet die Lampe und hält sie in der kritischen Phase nach der Zündung sicher in Betrieb. Dadurch wird eine Regelung der Lampe erzielt, die bei verschiedenen Betriebszuständen der Lampe (wie beispielsweise Vorheizung, Zündung, Betrieb) angewendet wird, wobei der DC-Anteil der Lampenspannung ausgewertet wird. Die Regelparameter passen sich dabei an den Lampenzustand an, was durch die Kombination von Regelschleifen ermöglicht wird. Durch eine solche Regelung kann auf eine Zünderkennung verzichtet werden, trotzdem wird ein sauberer Start ohne Lichtblitz auch bei niedrigen Dimmleveln erreicht.A control loop is provided according to the invention in order to keep the lamp resistance constant (constant DC current, measurement of the DC lamp voltage). The activation of the control loop ignites the lamp and keeps it safe in the critical phase after ignition. Thereby, a control of the lamp is achieved, which is applied in different operating conditions of the lamp (such as preheating, ignition, operation), wherein the DC component of the lamp voltage is evaluated. The control parameters adapt to the lamp condition, which is made possible by the combination of control loops. By such a scheme can be dispensed igniter detection, yet a clean start without light flash is achieved even at low dimming levels.

Claims

Method of controlling the operation of at least a powered with AC fluorescent lamp, comprising the following steps: - targeted overlay a DC voltage to the fluorescent lamp, - Detection the DC voltage component of the fluorescent lamp voltage, and - Regulation the lamp power of the fluorescent lamp with on the one hand the determined DC voltage component as a controlled variable and on the other hand a variable analog or digital DC voltage command.

Method of regulating the operation of at least a powered with AC fluorescent lamp, comprising the following steps: - targeted overlay a DC voltage to the fluorescent lamp, determination of the DC component the fluorescent lamp voltage, and - Regulation of the operation of Fluorescent lamp at least before the ignition of the fluorescent lamp based on the determined DC voltage component as a controlled variable.

Method of controlling the operation of at least a powered with AC fluorescent lamp, in particular according to claim 1 or 2, comprising the following steps before the ignition of Fluorescent: - targeted overlay a DC voltage to the fluorescent lamp, detection of the DC component the fluorescent lamp voltage, and - Evaluation of the DC voltage component the fluorescent lamp as an input of the regulation of the lamp power.

Method according to one of the preceding claims, wherein the DC voltage command variable from the operating state the lamp - like for example, preheating, ignition, or operation - depends.

Method according to one of the preceding claims, wherein the lamp resistance is kept constant.

Method according to one of the preceding claims, wherein the DC component based on a voltage divider derived measuring signal is determined.

Method according to one of the preceding claims, wherein the DC voltage component of the lamp voltage based on the distances of Zero crossings the lamp voltage is determined.

Method according to one of the preceding claims, wherein the regulation of the lamp power is done digitally.

Method according to one of the preceding claims, wherein the control of the DC lamp voltage is digital.

Method according to one of the preceding claims, wherein an externally preset dimming value for controlling the lamp power is taken into account.

The method of claim 10, wherein depending on the value of the DC voltage component of the lamp voltage, the power the lamp is raised to a value that's over the externally specified dimming value is.

control gear for controlling at least one fluorescent lamp operated with alternating voltage, comprising: - one Circuit for targeted overlay a DC voltage to the fluorescent lamps, - a circuit for determining the lamp voltage of the fluorescent lamp, and A lamp control circuit for controlling the lamp power of the fluorescent lamp with on the one hand the determined DC voltage component as a controlled variable and on the other hand a variable analog or digital DC voltage command.

control gear for controlling at least one fluorescent lamp operated with alternating voltage, comprising: - one Circuit for targeted overlay a DC voltage to the fluorescent lamps, - a circuit for determining the lamp voltage of the fluorescent lamp, and A lamp control circuit for regulating the fluorescent lamp at least before the ignition of the lamp with the determined DC voltage component as a controlled variable.

Operating device, in particular according to claim 12 or 13, for driving at least one operated with alternating voltage fluorescent lamp, comprising: - a circuit for selectively superimposing a DC voltage to the fluorescent lamps, A circuit for detecting the lamp voltage of the fluorescent lamp, and a lamp control circuit for controlling the lamp power of the fluorescent lamp, which is supplied with the DC component of the fluorescent lamp as an input, wherein the lamp control circuit is adapted to regulate the lamp power even before the ignition of the fluorescent lamp.

control gear according to one of the claims 12 to 14, wherein the DC voltage command from the operating state of Lamp - like for example, preheating, ignition, or operation - depends.

control gear according to one of the claims 12 to 15, wherein means of the lamp control circuit, the lamp resistance keep constant.

control gear according to one of the claims 12 to 16, comprising a voltage divider for determining the DC voltage component.

control gear according to one of the claims 12 to 17, wherein the DC voltage component of the lamp voltage based the distances the zero crossings the lamp voltage is determined.

control gear according to one of the claims 12 to 18, comprising means for digital control of the lamp power.

control gear according to one of the claims 12 to 19, comprising means for digital control of the DC lamp voltage.

control gear according to one of the claims 12 to 20, wherein the lamp control circuit has an input for external having predetermined dimming values.

control gear according to one of the claims 12 to 21, wherein the control circuit depends on the value of the DC voltage component the lamp voltage increases the power of the lamp to a value above that externally specified dimming value is.

Electronic ballast, comprising a circuit according to one of the claims 12 to 22.

Luminaire comprising a ballast according to claim 23rd