DE102007031099A1

DE102007031099A1 - Ballast with improved ignition voltage average

Info

Publication number: DE102007031099A1
Application number: DE200710031099
Authority: DE
Inventors: Markus Cernek
Original assignee: Vossloh Schwabe Deutschland GmbH; Vossloh Schwabe GmbH
Current assignee: Vossloh Schwabe Deutschland GmbH; Vossloh Schwabe GmbH
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-22
Also published as: EP2012563A2; EP2012563A3; EP2012563B1

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät (1) ist zumindest ein Schaltungszweig vorhanden, der die Schaltfrequenz des Wechselrichters (3) wärhend der Vorheizphase (V) und der Zündphase (Z) der Leuchtstofflampe (5) bestimmt. In dem Schaltungszweig ist zumindest ein Schalter oder ein ähnliches elektronisches Bauelement vorhanden, das der Steuerschaltung (2) zur Ansteuerung des Wechselrichters (3) während der Zündphase (Z) eine andere Vorheizschaltfrequenz vorgibt als während der eigentlichen Vorheizphase (V). Dadurch wird die Schrittweite oder Schrittgröße der Frequenzänderung während der Zündphase (Z) vermindert und in der Folge der zeitliche Mittelwert der Zündspannung und die Anzahl der in der Zündphase (Z) auftretenden Spannungsmaximal erhöht.In the ballast (1) according to the invention, at least one circuit branch is present which determines the switching frequency of the inverter (3) during the preheating phase (V) and the ignition phase (Z) of the fluorescent lamp (5). In the circuit branch, at least one switch or a similar electronic component is present, which sets the control circuit (2) for driving the inverter (3) during the ignition phase (Z) a different preheat switching frequency than during the actual preheat phase (V). As a result, the step size or step size of the frequency change during the ignition phase (Z) is reduced and, as a consequence, the time average of the ignition voltage and the number of voltage peaks occurring in the ignition phase (Z) are increased.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen wie beispielsweise Leuchtstofflampen, insbesondere mit vorheizbaren Elektroden.The The invention relates to a ballast for gas discharge lamps such as fluorescent lamps, in particular with preheatable Electrodes.

Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, enthalten gegenwärtig in der Regel fremd gesteuerte Wechselrichter, die von einer Steuerschaltung in Form einer integrierten Schaltung angesteuert werden.ballasts for gas discharge lamps, in particular fluorescent lamps, currently usually contain third-party controlled inverters controlled by a control circuit in the form of an integrated circuit become.

Ein solches Vorschaltgerät ist dem Datenblatt „ Smart Ballast Control IC for Fluorescent Lamp Ballasts" Datasheet Version 1.2, Februar 2006 , für die integrierte Schaltung ICB1FL02G zu entnehmen. Die integrierte Schaltung weist Ausgänge zur direkten Ansteuerung einer Wechselrichterhalbbrücke auf, an die unter Zwischenschaltung weiterer Bauelemente in Form von beispielsweise Kondensatoren und Induktivitäten eine Leuchtstofflampe angeschlossen ist. Die Wechselrichterhalbbrücke ist über einen Stromfühlerwiderstand gegen Masse geschaltet, um den durch sie hindurch fließenden Strom zu erfassen. Die über dem Stromfühlerwiderstand abfallende Spannung liegt an einem entsprechenden Eingang LSCS der integrierten Schaltung an.Such a ballast is the data sheet " Smart Ballast Control IC for Fluorescent Lamp Ballasts "Datasheet Version 1.2, February 2006 , for the integrated circuit ICB1FL02G. The integrated circuit has outputs for the direct control of an inverter half-bridge to which a fluorescent lamp is connected with the interposition of further components in the form of, for example, capacitors and inductors. The inverter half-bridge is grounded through a current sensing resistor to sense the current flowing therethrough. The voltage drop across the current sensing resistor is applied to a corresponding LSCS input of the integrated circuit.

Die integrierte Schaltung weist einen weiteren Steuereingang RFRUN auf, der über einen Widerstand gegen Masse geschaltet ist. Mit der Größe des Widerstands wird die Schaltfrequenz der Wechselrichterhalbbrücke bei brennender Lampe festgelegt. Ein weiterer Steuereingang RFPH ist über einen weiteren Widerstand gegen Masse geschaltet. Die Größe des Widerstands legt die Schaltfrequenz der Wechselrichterhalbbrücke beim Vorheizen fest. Ein weiterer Eingang RTPH ist über einen Widerstand gegen Masse geschaltet. Dieser Widerstand legt die zeitliche Länge der Vorheizphase fest.The integrated circuit has another control input RFRUN, which is connected via a resistor to ground. With the size of the resistor becomes the switching frequency the inverter half-bridge fixed with burning lamp. Another control input RFPH is via another Resistor connected to ground. The size of the Resistor sets the switching frequency of the inverter half-bridge during preheating. Another input RTPH is over a resistor connected to ground. This resistance lays the length of time of preheating fixed.

In der Vorheizphase wird die Wechselrichterhalbbrücke mit einer Schaltfrequenz betrieben, die größer ist als während der Betriebsphase. Durch Resonanzeffekte in dem Lampenzweig wird dadurch ein Vorheizstrom in den Heizwendeln bewirkt. Ist die Vorheizphase zu Ende, geht die integrierte Schaltung in eine Zündphase über. In dieser wird die Schaltfrequenz der Wechselrichterhalbbrücke in Schritten, beispielsweise 127 Einzelschritten, nach und nach in Richtung der Betriebsfrequenz verändert. Tritt dabei an dem Stromfühlerwiderstand eine Stromüberhöhung auf, beispielsweise in Folge der Sättigung von strombegrenzenden Induktivitäten, wird die Schaltfrequenz vorzugsweise um mehrere Schritte wieder erhöht. Wenn der Unterschied zwischen der Schaltfrequenz während der Vorheizphase und der Schaltfrequenz während der Betriebsphase sehr groß ist, sind die einzelnen Schritte ebenfalls sehr groß. Durch den entsprechend großen Frequenzunterschied beim Erhöhen der Schaltfrequenz in Reaktion auf eine erfasste Stromgrenzwertüberschreitung am Wechselrichter, entstehen während der Zündphase sehr starke Frequenzschwankungen, die wiederum eine in der Hüllkurve etwa sägezahnförmig verlaufende Spannung an der Leuchtstofflampe zur Folge haben. Während die Zündspannung an den Spitzen des Sägezahns durchaus sehr hohe Werte erreichen kann, ist jedoch der Mittelwert, insbesondere der quadratische Mittelwert, der Zündspannung nicht so groß. Bei schwierigen Zündbedingungen, beispielsweise in Folge von niedrigen Lampentemperaturen, reichen die kurzen Zeitspannen, in denen die Zündspannung tatsächlich hoch ist, für ein sicheres Zünden der Lampe manchmal nicht aus.In the preheat phase is the inverter half bridge with operated at a switching frequency that is greater as during the operating phase. Due to resonance effects in The lamp branch is thereby a Vorheizstrom in the heating coils causes. When the preheat phase is over, the integrated circuit goes in an ignition phase over. This is the switching frequency the inverter half bridge in steps, for example 127 individual steps, gradually in the direction of the operating frequency changed. Occurs while the current sensor resistance an excess current, for example, in a row the saturation of current-limiting inductances, the switching frequency is preferably increased by several steps again. If the difference between the switching frequency during the preheat phase and the switching frequency during the operating phase is very large, the individual steps are also very large. Due to the correspondingly large frequency difference in Increasing the switching frequency in response to a detected Current limit exceeded at the inverter, arise during the ignition phase very strong frequency fluctuations, which in turn is approximately sawtooth-shaped in the envelope running voltage on the fluorescent lamp result. While the ignition voltage at the tips of the sawtooth can reach very high levels, but is the mean, in particular the root mean square, the ignition voltage not so great. In difficult ignition conditions, for example, due to low lamp temperatures range the short periods in which the ignition voltage actually is high, for a sure ignition of the lamp sometimes not from.

Es ist Aufgabe, hier abzuhelfen und eine Möglichkeit anzugeben, die Zündspannungserzeugung bei Vorschaltgeräten der genannten Art zu verbessern.It The task is to remedy this situation and to indicate a possibility ignition voltage generation in ballasts of the type mentioned.

Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät weist eine Steuerschaltung auf, die einen Eingang aufweist, an dem die Größe der Schritte der Frequenzänderung während der Zündphase beeinflussbar ist. Bei der Steuerschaltung kann es sich um eine diskrete Schaltung, eine integrierte Schaltung oder eine Mischung aus diskreten und integrierten Schaltungen handeln. Die Steuerschaltung arbeitet während der Zündphase mit einer Vorheizschaltfrequenz und während des Betriebs der Leuchtstofflampe mit einer Betriebsschaltfrequenz. Beides sind vorgegebene Schaltfrequenzen, wobei die Vorheizschaltfrequenz deutlich höher als die Betriebsschaltfrequenz ist. Während der Zündphase geht die Schaltfrequenz in Schritten von der Vorheizschaltfrequenz auf die Betriebs schaltfrequenz herunter.The Ballast according to the invention has a Control circuit having an input at which the size the steps of frequency change during the Ignition is influenced. In the control circuit can it is a discrete circuit, an integrated circuit or a mix of discrete and integrated circuits. The control circuit operates during the ignition phase with a pre-heating switching frequency and during operation the fluorescent lamp with an operating switching frequency. Both are predetermined switching frequencies, the Vorheizschaltfrequenz clearly is higher than the operating switching frequency. While the ignition phase, the switching frequency goes in steps of the preheat switching frequency down to the operating switching frequency.

Durch die Möglichkeit, die Größe der Schritte während der Zündphase zu beeinflussen, insbesondere zu verringern wird erreicht, dass die Verringerung der an der Lampe anstehenden Zündspannung nach einer Stromüberschreitung an dem Stromfühlerwiderstand des Wechselrichters zu groß wird. Es kann sichergestellt werden, dass die Frequenzänderung der Schaltfrequenz geringer und somit auch die Zündspannungsreduktion geringer wird. Dadurch steigt letztendlich der (quadratische) Mittelwert der Zündspannung während der Zündphase. Ohne weitere Erhöhung der Zündspitzenspannung wird dadurch die Zündung der Gasentladungslampe erleichtert. Dies gilt auch für schwierige Zündbedingungen, beispielsweise durch niedrige Temperaturen, anliegende Feuchtigkeit, gealterte Lampen oder dergleichen.By the possibility of the size of the steps during to influence the ignition phase, in particular to reduce is achieved that the reduction of the lamp at the pending Ignition voltage after a current exceeded the current sensor resistance of the inverter becomes too large. It can be ensured that the frequency change the switching frequency lower and thus the Zündspannungsreduktion becomes smaller. This ultimately increases the (quadratic) mean the ignition voltage during the ignition phase. Without further increase of the ignition peak voltage This facilitates the ignition of the gas discharge lamp. This also applies to difficult ignition conditions, for example due to low temperatures, moisture, aged Lamps or the like.

Der Eingang zur Steuerung der Größe der Schritte während der Zündphase kann die Größe der Schritte unmittelbar steuern. Es kann sich aber auch um einen Eingang handeln, der beispielsweise zur Festlegung der Vorheizfrequenz vorgesehen ist. Die Betriebsfrequenz kann anderweitig vorgegeben werden. Durch Beeinflussung des Eingangs zur Vorgabe der Vorheizfrequenz wird die Differenz zwischen der Betriebsfrequenz und der Vorheizfrequenz (temporär) geändert. Dadurch wird die Größe der Schritte (temporär) ebenfalls geändert. Damit kann der Eingang zur Vorgabe der Vorheizschaltfrequenz als Eingang zur Beeinflussung der Größe der Schritte genutzt werden.The input for controlling the size of the steps during the ignition phase can directly control the size of the steps. It can be too to act an input, which is provided for example to determine the preheating frequency. The operating frequency can be specified otherwise. By influencing the input for specifying the preheating frequency, the difference between the operating frequency and the preheating frequency (temporary) is changed. This also changes the size of the steps (temporarily). Thus, the input for specifying the Vorheizschaltfrequenz can be used as an input to influence the size of the steps.

Alternativ kann ein anderer Eingang der Steuerschaltung zur Beeinflussung der Größe der Schritte genutzt werden. Beispielsweise kann die Steuerschaltung einen Eingang aufweisen, dessen Beschaltung die Betriebsschaltfrequenz festlegt. Die temporäre Beeinflussung dieses Eingangs durch einen Schalter während der Zündphase kann ebenfalls dazu genutzt werden, die Differenz zwischen Betriebsschaltfrequenz und Vorheizschaltfrequenz und somit die Größe der Schritte für die Frequenzänderung zu vermindern.alternative can another input of the control circuit for influencing the Size of the steps to be used. For example the control circuit may have an input whose wiring determines the operating switching frequency. The temporary influence this input through a switch during the ignition phase can also be used to calculate the difference between the operating switching frequency and Vorheizschaltfrequenz and thus the size the steps for the frequency change.

Zur Steuerung des Schalters, der die Größe der Schritte beeinflusst, kann ein Ein- bzw. Ausgang der Steuerschaltung genutzt werden, dessen Beschaltung beispielsweise mit einem Ohmschen Widerstand die zeitliche Länge der Vorheizphase festlegt. Die an dem Widerstand abfallende Spannung kann als Steuersignal für die Bemessung der Länge der Vorheizphase dienen. Außerdem kann die an dem Widerstand abfallende Spannung zur Steuerung des Schalters vorgesehen werden.to Control the switch, the size of the steps influenced, an input or output of the control circuit can be used be, whose wiring, for example, with an ohmic resistance determines the length of time of the preheating phase. The at the Resistance dropping voltage can be used as a control signal for serve the dimensioning of the length of the preheating phase. Furthermore can the voltage drop across the resistor to control the Switch be provided.

Das vorgestellte Konzept eignet sich insbesondere zur Anwendung bei Vorschaltgeräten, bei denen ein besonders großer Unterschied zwischen der Vorheizschaltfrequenz und der Betriebsschaltfrequenz erforderlich oder gewünscht ist.The presented concept is particularly suitable for use in Ballasts in which a particularly large Difference between the pre-heating switching frequency and the operating switching frequency required or desired.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung oder Ansprüchen. Die Beschreibung beschränkt sich dabei wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:Further Details of advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description, the drawings or claims. The description is limited to essential aspects the invention and other conditions. The drawing is supplementary consulted. Show it:

1 ein erfindungsgemäßes Vorschaltgerät in weitgehend abstrahierter Schaltung, 1 an inventive ballast in a largely abstracted circuit,

2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Spannung an der Lampe und der Schaltfrequenz des Wechselrichters beim Vorheizen und Zünden (idealisiert) und 2 a diagram illustrating the voltage at the lamp and the switching frequency of the inverter during preheating and ignition (idealized) and

3 verschiedene Verläufe der Zündspannung U während der Zündphase bei verschieden großen Schritten der Verstellung der Schaltfrequenz. 3 different courses of the ignition voltage U during the ignition phase at different sized steps of the adjustment of the switching frequency.

In 1 ist ein Vorschaltgerät 1 in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. Zu ihm gehört eine nicht weiter veranschaulichte Spannungsversorgung zur Erzeugung einer hohen Gleichspannung U von beispielsweise 400 Volt. Des Weiteren enthält die Schaltung nicht weiter veranschaulichte Mittel zur Erzeugung einer niederen Gleichspannung U_b von beispielsweise 15 V zur Versorgung einer Steuerschaltung 2. Diese dient der Ansteuerung eines Wechselrichters 3, der z. B. zwei Schalttransistoren T1, T2 umfasst. An den Wechselrichter 3 ist ein Lampenzweig 4 angeschlossen, der eine Gasentladungslampe, beispielsweise in Form einer Leuchtstofflampe 5 enthält. Die Leuchtstofflampe 5 weist beheizbare Elektroden 6, 7 auf, die beispielsweise als Heizwendeln ausgebildet sind und an einen Heizkreis 8 angeschlossen sind. Die Leuchtstofflampe 5 wird von dem Wechselrichter 3 über eine strombegrenzende Drossel 9 gespeist. Gegebenenfalls ist zur Fernhaltung von Gleichspannungspotentialen von der Leuchtstofflampe 5 ein Koppelkondensator 10 in Reihe mit der Drossel 9 oder an anderer geeigneter Stelle vorgesehen. Der Heizkreis 8 kann, wie dargestellt, durch einen einfachen die Elektroden 6, 7 verbindenden Kondensator 11 oder auch durch aufwendigere Mittel bereitgestellt werden, wie sie aus dem Datasheet Version 1.2, Februar 2006, des ICB1FL02G „Smart Ballast Control IC for Fluorescent Lamp Ballasts" der Firma Infineon hervorgehen. Beispielsweise können die beiden Enden einer jeweiligen Elektrode 6, 7 über einen Reihenschwingkreis an entsprechende Wicklungen angeschlossen sein, die auf der Drossel 9 angeordnet sind und induktiv mit dieser koppeln.In 1 is a ballast 1 illustrated in a simplified representation. To him belongs a not further illustrated power supply for generating a high DC voltage U, for example, 400 volts. Furthermore, the circuit contains not further illustrated means for generating a low DC voltage U _b, for example, 15 V for supplying a control circuit 2 , This serves to control an inverter 3 , the z. B. comprises two switching transistors T1, T2. To the inverter 3 is a lamp branch 4 connected, which is a gas discharge lamp, for example in the form of a fluorescent lamp 5 contains. The fluorescent lamp 5 has heatable electrodes 6 . 7 on, which are formed for example as heating coils and to a heating circuit 8th are connected. The fluorescent lamp 5 is from the inverter 3 via a current limiting choke 9 fed. Optionally, for keeping DC voltage potentials away from the fluorescent lamp 5 a coupling capacitor 10 in series with the throttle 9 or at another appropriate location. The heating circuit 8th can, as shown, by a simple the electrodes 6 . 7 connecting capacitor 11 or be provided by more sophisticated means, such as those from the Datasheet Version 1.2, February 2006, of the ICB1FL02G "Smart Ballast Control IC for Fluorescent Lamp Ballasts" the company Infineon emerge. For example, the two ends of a respective electrode 6 . 7 be connected via a series resonant circuit to corresponding windings on the throttle 9 are arranged and inductively couple with this.

Der Wechselrichter 3 gibt eine zeitlich nicht konstante Spannung an den Lampenkreis 8 ab, die zwischen der Betriebsspannung U (z. B. 400 Volt) und 0 V periodisch wechselt und insoweit als Wechselspannung angesehen wird. Zwischen dem unteren Transistor T2 des Wechselrichters 3 und Masse ist ein Stromfühlerwiderstand 12 vorgesehen. Dieser erzeugt einen Spannungsabfall, der den Strom in dem Wechselrichter 3 und insbesondere auch in dem Lampenkreis 8 kennzeichnet.The inverter 3 gives a temporally not constant voltage to the lamp circuit 8th which periodically changes between the operating voltage U (for example 400 V) and 0 V and is regarded as alternating voltage. Between the lower transistor T2 of the inverter 3 and ground is a current sensor resistance 12 intended. This generates a voltage drop which causes the current in the inverter 3 and especially in the lamp circle 8th features.

Die zur Steuerung des Wechselrichters 3 dienende Steuerschaltung 2 ist beispielsweise die integrierte Schaltung ICB1FL02G der Firma Infineon. Diese weist einen Stromüberwachungseingang LSCS auf, der direkt oder über eine entsprechende Umsetzerschaltung 13 mit dem Stromfühlerwiderstand 12 verbunden ist. Die Steuerschaltung 2 gibt die Schaltfrequenz des Wechselrichters 3 vor. Sie unterscheidet dabei zwischen einer Aufheizphase V (Preheat), einer Zündphase Z (Ignition) und einer Betriebsphase B (Run). Die Schaltfrequenzen des Wechselrichters 3 werden von der Steuerschaltung 2 in den Phasen V, Z und B unterschiedlich festgelegt. Zur Einstellung der jeweils gewünschten Schaltfrequenzen dienen entsprechende Eingänge RFRUN und RFPH der Steuerschaltung 2. An dem Eingang RFRUN wird die Betriebs-Schaltfrequenz für die Betriebsphase B durch die Größe eines entsprechenden gegen Masse geschalteten Widerstands R1 festgelegt.The to control the inverter 3 serving control circuit 2 is, for example, the integrated circuit ICB1FL02G Infineon. This has a current monitoring input LSCS, directly or via a corresponding converter circuit 13 with the current sensor resistance 12 connected is. The control circuit 2 gives the switching frequency of the inverter 3 in front. It distinguishes between a heating phase V (Preheat), an ignition phase Z (Ignition) and an operating phase B (Run). The switching frequencies of the inverter 3 be from the control circuit 2 set differently in phases V, Z and B. To set the desired Schaltfre Frequencies serve corresponding inputs RFRUN and RFPH of the control circuit 2 , At the input RFRUN, the operating switching frequency for the operating phase B is determined by the magnitude of a corresponding grounded resistor R1.

Die Vorheizschaltfrequenz RFPH wird durch den Ohmschen Widerstand festgelegt, der ausgehend von dem Eingang RFPH gegen Masse zu messen ist. Dieser Widerstand wird durch die Reihenschaltung zweier Widerstände R2, R4 festgelegt.The Preheat switching frequency RFPH is determined by the ohmic resistance, which is to be measured from the input RFPH to ground. This Resistance is caused by the series connection of two resistors R2, R4 set.

Ein weiterer Eingang RTPH legt die Zeitdauer der Vorheizphase V fest. Der Widerstand R3 wird dazu über den Anschluss RTPH der Steuerschaltung 2 mit einem Strom beaufschlagt. Die Größe des Spannungsabfalls an dem Widerstand R3 steuert die Länge des Vorheizzeitintervalls. Nach Ablauf desselben wird der den Widerstand R3 gegen Masse durchfließende Strom abgeschaltet. Der Spannungsabfall über den Wi derstand R3 bricht dann zusammen.Another input RTPH defines the duration of the preheat phase V. The resistor R3 is for this purpose via the terminal RTPH of the control circuit 2 supplied with a current. The magnitude of the voltage drop across resistor R3 controls the length of the preheat time interval. After the same time, the current flowing through resistor R3 to ground is cut off. The voltage drop across the resistor R3 then breaks down.

Der Widerstand R4 ist durch einen Schalter überbrückt, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Transistor T3, beispielsweise einen bipolar npn-Transistor gebildet wird. Sein Emitter liegt auf Masse während sein Kollektor mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R2 und R4 verbunden ist. Seine Basis ist über einen Vorwiderstand R5 mit dem Eingang RTPH verbunden.Of the Resistor R4 is bridged by a switch, in the present embodiment by a transistor T3, for example, a bipolar npn transistor is formed. Be Emitter lies on earth while his collector is with the Connection point of the resistors R2 and R4 is connected. Its base is via a resistor R5 to the input RTPH connected.

Das insoweit beschriebene Vorschaltgerät 1 arbeitet wie folgt:
Beim Einschalten beginnt die Steuerschaltung 2 den Wechselrichter 3 zunächst mit einer hohen Schaltfrequenz von beispielsweise 125 kHz zu betreiben. Binnen kürzester Zeit fällt diese Frequenz auf eine Vorheizfrequenz von beispielsweise 65 kHz ab. Für eine Vorheizzeitspanne, die durch die Größe des Widerstands R3 festgelegt wird, arbeitet die Steuerschaltung 2 und somit der Wechselrichter 3 nun mit konstanter Vorheiz-Schaltfrequenz. Die Vorheizschaltfrequenz liegt erheblich über der Betriebsschaltfrequenz von beispielsweise lediglich 45 kHz.The ballast described so far 1 works as follows:
When switching on, the control circuit begins 2 the inverter 3 initially to operate with a high switching frequency of 125 kHz, for example. Within a very short time, this frequency drops to a preheat frequency of, for example, 65 kHz. For a preheat period, which is determined by the size of the resistor R3, the control circuit operates 2 and thus the inverter 3 now with constant preheat switching frequency. The preheat switching frequency is significantly above the operating switching frequency of, for example, only 45 kHz.

Die Vorheizphase V dient dazu, die Elektroden 6, 7 der Leuchtstofflampe 5 vorzuwärmen. Der Heizkreis 8 ist so ausgelegt, dass er einen großen Teil des von dem Wechselrichter 3 abgegebenen Stroms durch die Elektroden 6, 7 leitet, um diese zu erwärmen.The pre-heating phase V serves to cause the electrodes 6 . 7 the fluorescent lamp 5 preheat. The heating circuit 8th is designed to be a big part of the inverter 3 discharged current through the electrodes 6 . 7 directs to warm them.

Ist die Vorheizphase V abgeschlossen, geht das Vorschaltgerät 1 in Zündbetrieb über. Dazu wird die Schaltfrequenz des Wechselrichters 3 abgesenkt. Dies erfolgt beispielsweise in einer festgelegten Anzahl von Schritten. Die festgelegte Anzahl kann die Zahl 127 sein. Somit wird die Frequenzdifferenz zwischen der Vorheizschaltfrequenz FPH und der Betriebsschaltfrequenz FRUN in 127 kleine Schritte S unterteilt. Der Lampenkreis 8 arbeitet vorzugsweise mit Resonanz. Er kann eine Resonanzfrequenz bei der Betriebsfrequenz FRUN, d. h. in der Nähe von 45 kHz haben. Der Strom im Lampenzweig und somit der Wechselrichterstrom nimmt bei Absenkung der Schaltfrequenz zu. Bedämpft die noch ungezündete Leuchtstofflampe 5 die Resonanzphänomene in dem Lampenkreis 8 noch nicht, kann es zu übermäßigen Stromanstiegen beispielsweise in Folge von Sättigungserscheinungen der Drossel 9 kommen. Solche Stromanstiege werden an dem Stromfühlerwiderstand 12 erfasst und über die Umsetzschaltung 13 oder auch direkt an den Eingang LSCS der Steuerschaltung 2 weitergegeben. Diese reagiert darauf mit einer Vergrößerung der Schaltfrequenz beispielsweise um zehn Schritte S. Der sich ohne T3 und R5 ergebende Spannungsverlauf ist in 3 als Kurve 14 veranschaulicht. Erreicht die Frequenz ihr jeweiliges Minimum, hat die Spannung U an der Leuchtstofflampe 5 ihr Maximum, das beispielsweise oberhalb von 900 Volt liegen kann. Zugleich überschreitet der an dem Stromfühlerwiderstand 12 erfasste Strom jedoch den festgelegten Grenzwert, so dass die Steuerschaltung 2 die Frequenz stark reduziert. Es kommt augenblicklich zu einem starken Spannungsabfall 15, auf den dann, wie 3 zeigt, wieder ein allmählicher Spannungsanstieg 16 folgt.When the pre-heating phase V is completed, the ballast goes 1 in ignition mode over. In addition, the switching frequency of the inverter 3 lowered. This is done, for example, in a fixed number of steps. The specified number can be 127. Thus, the frequency difference between the preheating switching frequency FPH and the operating switching frequency FRUN is divided into 127 small steps S. The lamp circle 8th preferably works with resonance. It can have a resonant frequency at the operating frequency FRUN, ie near 45 kHz. The current in the lamp branch and thus the inverter current increases when the switching frequency is lowered. Steams the still unlit fluorescent lamp 5 the resonance phenomena in the lamp circle 8th not yet, it can cause excessive current increases, for example, as a result of saturation symptoms of the throttle 9 come. Such current increases are at the current sensor resistance 12 recorded and via the conversion circuit 13 or directly to the LSCS input of the control circuit 2 passed. It responds by increasing the switching frequency by ten steps, for example. The voltage curve resulting without T3 and R5 is in 3 as a curve 14 illustrated. When the frequency reaches its respective minimum, the voltage U is at the fluorescent lamp 5 their maximum, which may be above 900 volts, for example. At the same time it exceeds the current sensor resistance 12 However, detected current, the specified limit, so that the control circuit 2 the frequency is greatly reduced. It comes instantly to a strong voltage drop 15 , then how, how 3 shows again a gradual increase in voltage 16 follows.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung nach 1 tritt dieser Effekt jedoch nicht in dem dargestellten Maße sondern nur in abgeschwächter Form auf. Während der Vorheizphase überbrückt T3 wegen der an dem Widerstand R3 anliegenden Spannung den Widerstand R4. Für die Vorheizphase V ist somit die allein von dem Widerstand R2 vorgegebene Vorheizschaltfrequenz FPH von beispielsweise 65 kHz vorgegeben. Ist die Vorheizphase V jedoch abgelaufen und geht das Vorschaltgerät 1 in Zündbetrieb über, verschwindet die Spannung über dem Widerstand R3. Der Transistor T3 wird dadurch nichtleitend. Nunmehr bestimmen die in Reihe geschalteten Widerstände R2 und R4 die Vorheizschaltfrequenz FPH. Es wird eine virtuelle Vorheizschaltfrequenz FPH' gebildet, die zwischen der Betriebsschaltfrequenz FRUN und der Vorheizschaltfrequenz VPH liegt und deutlich niedriger sein kann als diese. Somit gilt für die Zündphase Z nicht nur eine virtuell verminderte Vorheizschaltfrequenz, sondern es ergeben sich insbesondere verkleinerte Schritte S, in dem die verminderte Differenz FPH' minus FRUN durch die vorgegebene Anzahl von Schritten von beispielsweise 127 geteilt wird.In the circuit according to the invention 1 However, this effect does not occur in the dimensions shown but only in an attenuated form. During the preheat phase, T3 bridges resistor R4 because of the voltage across resistor R3. For the preheating phase V, the pre-heating switching frequency FPH, which is predetermined solely by the resistor R2, is thus predetermined, for example, at 65 kHz. However, if the pre-heating phase V has expired and the ballast goes 1 in ignition mode, the voltage across the resistor R3 disappears. The transistor T3 is thereby non-conductive. Now, series resistors R2 and R4 determine the preheat switching frequency FPH. A virtual preheat switching frequency FPH 'is formed which is between the operating switching frequency FRUN and the preheating switching frequency VPH and can be significantly lower than this. Thus, for the ignition phase Z not only a virtually diminished Vorheizschaltfrequenz, but it results in particular reduced steps S, in which the reduced difference FPH 'minus FRUN is divided by the predetermined number of steps of 127, for example.

Das sich ergebende Verhalten des Vorschaltgeräts 1 während der Zündphase Z ist in 3 als Kurve 17 veranschaulicht. Bei Erreichen der maximalen Zündspannung und Auftreten eines maximalen Stroms an den Stromfühlerwiderstand 12 wird die Schaltfrequenz wiederum erhöht. Dies ergibt jeweils einen Spannungsabfall 18, wobei dieser aufgrund der kleineren Schritte nun deutlich geringer ist als ohne Umschaltung der Vorheizschaltfrequenz FPH auf FPH'. Folglich dauert es bei dem nachfolgenden Spannungsanstieg 19 auch nicht mehr so lange bis die nächste Spannungsspitze wieder erreicht. Deshalb treten die Spannungsspitzen in wesentlich dichterer zeitlicher Folge auf als bei der Kurve 14. Außerdem sind die Spannungsminima deutlich höher. Dies ergibt einen höheren zeitlichen (quadratischen) Mittelwert der Zündspannung U gemäß 3 an der Kurve 17.The resulting behavior of the ballast 1 during the ignition phase Z is in 3 as a curve 17 illustrated. Upon reaching the maximum ignition voltage and occurrence of a maximum current to the current sensor resistance 12 the switching frequency is again increased. This results in each case a voltage drop 18 , this is now much lower due to the smaller steps than without switching the Vorheizschaltfrequenz FPH on FPH '. Consequently, it takes the subsequent voltage rise 19 not so long until the next voltage peak reached again. Therefore, the voltage peaks occur in a much denser time sequence than in the curve 14 , In addition, the voltage minima are significantly higher. This results in a higher temporal (square) mean value of the ignition voltage U according to FIG 3 at the bend 17 ,

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät 1 ist zumindest ein Schaltungszweig vorhanden, der die Schaltfrequenz des Wechselrichters 3 während der Vorheizphase V und der Zündphase Z der Leuchtstofflampe 5 bestimmt. In dem Schaltungszweig ist zumindest ein Schalter oder ein ähnliches elektronisches Bauelement vorhanden, das der Steuerschal tung 2 zur Ansteuerung des Wechselrichters 3 während der Zündphase Z eine andere Vorheizschaltfrequenz vorgibt als während der eigentlichen Vorheizphase V. Dadurch wird die Schrittweite oder Schrittgröße der Frequenzänderung während der Zündphase Z vermindert und in der Folge der zeitliche Mittelwert der Zündspannung und die Anzahl der in der Zündphase Z auftretenden Spannungsmaxima erhöht.In the ballast according to the invention 1 At least one circuit branch is present, which is the switching frequency of the inverter 3 during the preheating phase V and the ignition phase Z of the fluorescent lamp 5 certainly. In the circuit branch, at least one switch or a similar electronic component is present, the device of the control scarf 2 for controlling the inverter 3 during the ignition phase Z predetermines a different preheat switching frequency than during the actual preheat phase V. As a result, the step size or step size of the frequency change during the ignition phase Z is reduced and increased as a result of the time average of the ignition voltage and the number of occurring in the ignition Z voltage maxima.

11: Vorschaltgerätballast
22: Steuerschaltungcontrol circuit
33: Wechselrichterinverter
44: Lampenzweiglamp branch
55: LeuchtstofflampeFluorescent Lamp
6, 76 7: Elektrodenelectrodes
88th: Heizkreisheating circuit
99: Drosselthrottle
1010: Koppelkondensatorcoupling capacitor
1111: Kondensatorcapacitor
1212: StromfühlerwiderstandCurrent sensing resistor
1313: Umsetzschaltungconversion
1414: KurveCurve
1515: Spannungsabfallvoltage drop
1616: Spannungsanstiegvoltage rise
1717: KurveCurve
1818: Spannungsabfallvoltage drop
1919: Spannungsanstiegvoltage rise

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Smart Ballast Control IC for Fluorescent Lamp Ballasts "Datasheet Version 1.2, February 2006 [0003]
- Datasheet Version 1.2, February 2006, of the ICB1FL02G "Smart Ballast Control IC for Fluorescent Lamp Ballasts" [0017]

Claims

Ballast ( 1 ) for gas discharge lamps, in particular low-pressure gas discharge lamps, in particular fluorescent lamps ( 5 ), with an inverter ( 3 ), which generates an AC voltage from a DC voltage, from which the gas discharge lamp ( 5 ), with a control circuit (ICB1FL02G), which controls the switching frequency of the inverter ( 3 ) during a preheat phase (V), an ignition phase (Z) and an operating phase (B), wherein the control circuit (ICB1FL02G) has at least one input (RFPH, RFRUN) for specifying the switching frequency (F) and wherein the control circuit (ICB1FL02G) includes a component adapted to transition the switching frequency during the ignition phase in steps (S) from a preheat switching frequency (FPH) to an operating switching frequency (RUN), characterized in that the input (RFPH, RFRUN ) of the control circuit (ICB1FL02G), a switch (T3) is connected to influence the magnitude of the steps (S) during the ignition phase.

Ballast according to claim 1, characterized in that between the inverter ( 3 ) and the gas discharge lamp ( 5 ) at least one current limiting reactor ( 9 ) is arranged.

Ballast according to claim 1, characterized characterized in that the input (RFPH) for setting the preheat switching frequency (FPH) is provided.

Ballast according to claim 1, characterized characterized in that the input (RFRUN) for setting the operating switching frequency (FRUN) is provided.

Ballast according to claim 1, characterized characterized in that the steps (S) have a predetermined number.

Ballast according to claim 1, characterized characterized in that the size of the steps through the difference of the preheat switching frequency (FPH ') and the operating switching frequency (FRUN) divided by the number of steps (S).

Ballast according to claim 1, characterized in that a current monitoring device ( 12 ) is provided for monitoring the inverter current.

Ballast according to claim 1, characterized characterized in that the current monitoring device the control circuit (ICB1FL02G) is connected to the switching frequency During. the ignition phase (Z) by one or more Steps (S) increase when the inverter current a exceeds given limit.

Ballast according to claim 1, characterized in that the switch (T3) is connected to a connection (RTPH) the control circuit (ICB1FL02G) connected to the control the duration of the ignition phase (Z) serves to thereby for the duration of the ignition phase to be activated.

Ballast according to claim 1, characterized characterized in that the switch (T3) during the ignition phase (Z) reduces the specification of the switching frequency of the preheating phase, thereby reducing the size of steps (S).