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Die
Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Kaltkathodenlampe.
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Kaltkathodenlampen
(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp) sind beispielsweise zur Hintergrundbeleuchtung
von LCD-Bildschirmen bekannt. Sie sind üblicherweise für den Einsatz
in Innenräumen
und einen Temperaturbereich von beispielsweise 5°C bis 60°C geeignet. Bei einem Betrieb
bei niedrigeren Temperaturen, insbesondere bei Temperaturen unterhalb
von +10°C,
verringert sich die mittlere Lebensdauer einer Kaltkathodenlampe
beträchtlich. Ein
Grund dafür
ist, daß sich
der Elektronenfluß der verwendeten
Gase und des enthaltenen Quecksilbers unter niedrigeren Temperaturen
verlangsamt und es zu Ablagerungen an den Elektroden kommt.
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Es
wurde vorgeschlagen, das Problem des Betriebs bei niedrigen Temperaturen
durch sogenanntes ”Überstromen” zu umgehen,
indem während einer
Startphase die Kaltkathodenlampe mit einer erhöhten Leistung betrieben wird.
Nachteilig dabei ist, daß dies
zu einer Verschmutzung der Elektrode und somit ebenfalls zu einer
Verringerung der Lebensdauer führt.
Ein Überstromen
ist beispielsweise aus
DE
198 31 822 C2 bekannt.
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Weiter
wurde vorgeschlagen, mittels eines um das Leuchtmittel gelegten
Heizdrahtes dieses permanent zu beheizen. Dies führt jedoch zu erhöhten Energiekosten.
Aus
DE 199 48 097
A1 ist beispielsweise ein permanentes Heizen mittels einer aufgedampften
Metallschicht bekannt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine energieeffiziente Leuchte für den Außenbereich
mit einer Kaltkathodenlampe zu schaffen, bei der eine Verringerung
der Lebensdauer der Kaltkathodenlampe im Betrieb bei niedrigen Umgebungstemperaturen unterhalb
von beispielsweise 10°C
möglichst
vermieden wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Leuchte für
den Außenbereich,
aufweisend: eine Kaltkathodenlampe, einen Temperaturfühler und
eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Kaltkathodenlampe, wobei
die Steuereinrichtung mit dem Temperaturfühler verbunden ist und dazu
eingerichtet ist, vor einem Zünden
der Kaltkathodenlampe eine Einschaltverzöge rung zu bewirken, wenn eine von
dem Temperaturfühler
erfaßte
Temperatur unterhalb eines bestimmten Temperaturschwellwertes ist, wobei
während
der Einschaltverzögerung
ein Beheizen der Kaltkathodenlampe ausschließlich durch die Abwärme der
Steuereinrichtung und/oder anderer elektronischer Komponenten der
Leuchte bewirkt wird.
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Unter
einem Temperaturfühler
wird eine Einrichtung zum Fühlen
oder Messen einer Temperatur verstanden. Beispielsweise kann es
sich um einen Schwellwertschalter handeln, der in Abhängigkeit von Über- oder
Unterschreiten der Temperaturschwelle ein binäres Signal liefert. Insbesondere
ist der Temperaturfühler
dazu eingerichtet, ein Temperatursignal an die Steuervorrichtung
zu übermitteln, welches
angibt, ob eine von dem Temperaturfühler erfaßte Temperatur unterhalb eines
bestimmten Temperaturschwellwertes ist, und die Steuereinrichtung ist
dazu eingerichtet, vor einem Zünden
der Kaltkathodenlampe die Einschaltverzögerung zu bewirken, wenn der
Temperaturfühler
signalisiert, daß die
Temperatur unterhalb des Temperaturschwellwertes ist. Nach dem Ende
der Einschaltverzögerung
bewirkt die Steuereinrichtung das Zünden der Kaltkathodenlampe,
beispielsweise indem sie ein Vorschaltgerät für die Kaltkathodenlampe entsprechend
ansteuert.
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Bereits
durch die Abwärme
der Steuereinrichtung und/oder anderer elektronischer Komponenten
der Leuchte kann während
der Einschaltverzögerung
ein Beheizen der Kaltkathodenlampe bewirkt werden. Durch geeignete,
weiter unten beschriebene Maßnahmen
kann zusätzlich
sichergestellt werden, daß beim
Beenden der Einschaltverzögerung
die Kaltkathodenlampe eine ausreichende Temperatur aufweist.
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Indem
eine Einschaltverzögerung
bewirkt wird, kann gezielt die Kaltkathodenlampe auf eine ausreichende
Betriebstemperatur gebracht werden, ohne daß sich ihre Lebensdauer durch
den Betrieb bei niedrigen Temperaturen wesentlich verringert.
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Bevorzugte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorzugsweise
ermittelt der Temperaturfühler eine
Temperatur innerhalb eines im wesentlichen geschlossenen Gehäuses der
Leuchte. Der Ort des Temperaturfühlers
sollte insbesondere so gewählt sein,
daß die
von ihm erfaßte
Temperatur in einer festen Beziehung zur Temperatur der Kaltkathodenlampe
steht. Wenn die Kaltkathodenlampe in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet
ist, kann sie zudem einfacher erwärmt werden.
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Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Einschaltverzögerung zu
beenden und die Kaltkathodenlampe zu zünden, wenn eine von dem Temperaturfühler erfaßte Temperatur
einen bestimmten Temperaturfühlwert
erreicht oder überschritten
hat. Unabhängig
von der Umgebungstemperatur ist so sichergestellt, daß die Kaltkathodenlampe
beim Einschalten eine ausreichende Betriebstemperatur erreicht hat.
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Die
Steuereinrichtung kann aber auch dazu eingerichtet sein, die Einschaltverzögerung nach
einer vorgegebenen Zeitdauer zu beenden und die Kaltkathodenlampe
zu zünden.
Die Zeitdauer wird vorzugsweise so gewählt, daß sich für die geplanten Umgebungstemperaturen
der Leuchte stets eine ausreichende Temperatur der Kaltkathodenlampe beim
Einschalten ergibt.
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Vorzugsweise
sind in ein Gehäuse
der Leuchte sowohl die Kaltkathodenlampe als auch die Steuereinrichtung,
der Temperaturfühler
und ein Netzteil der Leuchte integriert. Vorzugsweise ist auch ein
Vorschaltgerät
oder Inverter, über
den die Steuereinrichtung die Kaltkathodenlampe ansteuert, in das Gehäuse integriert.
Dadurch kann die Abwärme
der genannten elektronischen Komponenten zum Beheizen der Kaltkathodenlampe
insbesondere während der
Einschaltverzögerung
genutzt werden. Dieser Effekt ist umso größer, je kompakter die Leuchte
aufgebaut ist. Vorteilhaft kann es insbesondere sein, elektronische
Komponenten der Leuchte über
die gesamte Länge
der Kaltkathodenlampe verteilt anzuordnen.
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Die
Leuchte ist derart aufgebaut, daß während der Einschaltverzögerung Abwärme von
in das Gehäuse
integrierte elektronischen Komponenten zum Erwärmen der Kaltkathodenlampe
genutzt wird. Insbesondere ist keine zusätzliche Heizeinrichtung für die Kaltkathodenlampe
vorhanden. Dabei wird unter einer Heizeinrichtung insbesondere eine
elektrische oder elektronische Einrichtung verstanden, deren Hauptaufgabe
oder einzige Aufgabe das Heizen oder Erzeugen von Abwärme ist,
beispielsweise ein Heizwiderstand wie eine Heizfolie oder ein Heizdraht. Auf
diese Weise wird keine zusätzliche
Energie zum Aufheizen der Kaltkathodenlampe benötigt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des Prinzipaufbaus einer erfindungsgemäßen Leuchte; und
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2 eine
schematische Darstellung einer stirnseitigen Ansicht der Leuchte
aus 1.
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Die
in 1 gezeigte Leuchte 10 hat ein Gehäuse 12,
in dem drei Kaltkathodenlampen 14 angeordnet sind. Die
Kaltkathodenlampen 14 haben beispielsweise einen Durchmesser
im Bereich von 1 mm bis 4,1 mm, beispielsweise 2,6 mm, und sie haben beispielsweise
eine Länge
von 50 cm. Die drei Kaltkathodenlampen 14 geben jeweils
Licht unterschiedlicher Grundfarben ab, so daß eine Farbmischung erzeugt
werden kann.
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Die
Leuchte 10 ist über
einen Netzspannungsanschluß 16 an
ein Netz 18 zur Stromversorgung angeschlossen. Intern ist
der Netzspannungsanschluß 16 mit
einem Netzteil 28 verbunden, wobei die Spannungsversorgung
der im folgenden beschriebenen einzelnen Leuchtenkomponenten durch das
Netzteil zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt ist.
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Eine
Einschaltsteuereinheit 40 und drei den Kaltkathodenlampen 14 zugeordnete
Lichtsteuereinheiten 42 bilden zusammen eine Steuereinrichtung. Die
Lichtsteuereinheiten 42 erzeugen jeweils zum Ansteuern
der zugeordne ten Kaltkathodenlampe ein pulsweitenmoduliertes Signal,
welches einem jeweiligen Vorschaltgerät 44 der jeweiligen
Kaltkathodenlampe 14 zugeführt wird.
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Die
Einschaltsteuereinheit 40 ist mit einem Temperaturfühler 46 verbunden,
der in der Nähe
der Kaltkathodenlampen 14 angeordnet ist.
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Wenn
die Einschaltsteuereinheit 40 beispielsweise durch Herstellung
der Spannungsversorgung oder durch einen an sie mittels weiterer,
nicht dargestellter Elemente übermittelten
Befehl dazu bestimmt wird, die Leuchte einzuschalten, registriert sie,
ob der Temperaturfühler 46 eine
Temperatur unterhalb eines vorgegebenen Temperaturschwellwertes
von beispielsweise +10°C
signalisiert. Ist dies nicht der Fall, so schaltet die Einschaltsteuereinheit 40 die
Lichtsteuereinheit 42 und die Vorschaltgeräte 44 an,
so daß die
Kaltkathodenlampen 14 gezündet werden.
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Liegt
die Temperatur jedoch unterhalb des Temperaturschwellwertes, so
bewirkt die Einschaltsteuereinheit 40 zunächst eine
Einschaltverzögerung,
bevor sie die Lichtsteuereinheit 42 und die Vorschaltgeräte 44 einschaltet.
Während
der Einschaltverzögerung
erfolgt eine Aufheizung der Kaltkathodenlampen 14 lediglich
durch die Abwärme
der einzelnen Komponenten der Leuchte 10. Auf eine Heizeinrichtung
zum Beheizen der Kaltkathodenlampen 14 kann daher verzichtet
werden. Das Ende der Einschaltverzögerung kann wahlweise durch
eine festgelegte Zeitdauer bestimmt werden oder durch Signalisierung
des Temperaturfühlers 46,
daß der
Temperaturschwellwert erreicht oder überschritten wurde.
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Um
weitere Abwärme
zum Aufheizen der Kaltkathodenlampen 14 zu erzeugen, können während der
Einschaltverzögerung
auch bereits die Lichtsteuereinheit 42 und/oder die Vorschaltgeräte 44 in
einem Betriebsmodus betrieben werden, in dem noch keine Zündung der
Kaltkathodenlampen 14 erfolgt. Das Umschalten zwischen
diesem Betriebsmodus und einem Arbeitsmodus, in dem die Kaltkathodenlampen 14 tatsächlich gezündet werden,
wird dann von der Einschaltsteuereinheit 40 gesteuert.
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2 zeigt
gestrichelt einen Querschnitt durch die Leuchte. Die Kaltkathodenlampen 14 sind im
oberen Bereich des Gehäuses
nebeneinander angeordnet. Die Außenmaße des Gehäuses 12 betragen im
Querschnitt beispielsweise 20 mm × 35 mm oder weniger, beispielsweise
15 mm × 25
mm, und die Kaltkathodenlampen erstrecken sich vorzugsweise nebeneinander
im wesentlichen über
die gesamte Länge
des Gehäuses,
in 2 quer zur Zeichenebene. Beispielsweise sind sämtliche übrigen Komponenten
der Leuchte im Gehäuse
unterhalb der Kaltkathodenlampen 14 oder unterhalb eines
Reflektors für
die Kaltkathodenlampen angeordnet. In 2 ist beispielhaft
ein Vorschaltgerät 44 angedeutet.