DE102010039487A1

DE102010039487A1 - Circuit arrangement and method for operating a gas discharge lamp

Info

Publication number: DE102010039487A1
Application number: DE201010039487
Authority: DE
Inventors: Hans Siewerth; Ludger Wilken
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2010-08-18
Filing date: 2010-08-18
Publication date: 2012-02-23
Also published as: EP2421334A3; EP2421334A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe an einem magnetischen Vorschaltgerät aufweisend: – einen Schalter (T1) parallel zur Hochdruckentladungslampe (1, L2), – eine Drossel (L3) in Reihe zum Schalter (T1), – eine Einheit zur Steuerung (D1), – eine Zündvorrichtung, die mittels der Einheit zur Steuerung (D1) gesteuert werden kann.The invention relates to a circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp on a magnetic ballast comprising: - a switch (T1) parallel to the high-pressure discharge lamp (1, L2), - a choke (L3) in series with the switch (T1), - a control unit ( D1), - an ignition device that can be controlled by means of the control unit (D1).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Betrieb einer Gasentladungslampe, insbesondere einer Hochdruckentladungslampe oder Niederdruckentladungslampe, die an einem induktiven Vorschaltgerät betrieben wird und parallel zur Lampe geschaltet ist und dazu dient die Lampe zu zünden und mit einer bestimmten Leistung zu betreiben.The invention relates to a circuit arrangement and a method for operating a gas discharge lamp, in particular a high-pressure discharge lamp or low-pressure discharge lamp, which is operated on an inductive ballast and is connected in parallel to the lamp and serves to ignite the lamp and operate at a certain power.

Hintergrundbackground

Retro-Fit Lampen ersetzen weniger effiziente Lampen, wie Quecksilberdampf-Hochdrucklampen mit einer Lichtausbeute von etwa 50 lm/W. Retro-Fit Lampen enthalten höher effiziente Lampen, wie Metallhalogenid-Hochdrucklampen oder Natriumdampf-Hochdrucklampen mit Lichtausbeuten von 100 lm/W und mehr. Die Retro-Fit Lampe nutzt das zum Betrieb von Quecksilberdampf-Hochdrucklampen erforderliche magnetische Vorschaltgerät. Um bei gleichem Lichtstrom die Leistungsaufnahme der höher effizienten Lampe zu reduzieren wurde vorgeschlagen (1) [ WO 2008/104431 A1 ], den mittleren Lampenstrom und damit die Lampenleistung durch eine parallel zur Lampe geschalteten Schalter, der am Ende einer jeden Halbwelle für eine bestimmte Zeit geschlossen wird, zu reduzieren. Diese Schaltung hat die Eigenschaft, dass beim leistungsreduzierten Betrieb die Oberwellennorm gemäß der IEC 61000-3-2 erfüllt wird. In 2 ist eine Ausführungsform der Schaltung gezeigt, bei welcher der steuerbare Schalter durch einen symmetrisch schaltenden Triac realisiert wird. Bei der Ansteuerschaltung werden die Widerstände, und der Kondensator so gewählt, dass am Kondensator nach eine gewisse Zeit nach einem Stromnulldurchgang, z. B. 7 ms, eine ausreichende Spannung anliegt, dass der Diac X5 durchbricht und den Triac X4 zündet. Der gezündete Triac schließt den Stromkreis kurz und lässt den eingeprägten Drosselstrom nahezu verlustfrei Weiterfließen, während die Lampe kurzgeschlossen ist und keine Leistung aufnimmt. Beim nächsten Stromnulldurchgang öffnet sich der Triac X4 selbstständig, womit in der darauffolgenden Halbwelle wieder ein Strom durch die Lampe fließt, diese eine Leistung aufnimmt und Licht erzeugt und zwar so lange bis der Triac abermals geschlossen wird. Nachteile an der in 2 gezeigte Schaltungsanordnungen sind, dass das Netzwerk aus den Widerständen, Dioden und dem Diac eine starke Temperaturabhängigkeit aufweißt, womit es nicht möglich ist eine konstante Lampenleistung einzustellen. Nachteilig ist ebenfalls, dass die Lampenleistung abhängig ist von der jeweils anliegenden Netzspannung. Durch diese Schaltungsanordnung kann ebenfalls nicht, die Zündspannung bereitgestellt werden, die für den Betrieb einer Metallhalogenid-Hochdrucklampe oder Natriumdampf-Hochdrucklampe erforderlich ist.Retro-fit lamps replace less efficient lamps, such as high-pressure mercury vapor lamps, with a luminous efficacy of about 50 lm / W. Retro-fit lamps contain more efficient lamps, such as metal halide high-pressure lamps or high-pressure sodium vapor lamps with luminous efficiencies of 100 lm / W and more. The Retro-Fit lamp uses the magnetic ballast required to operate high pressure mercury vapor lamps. In order to reduce the power consumption of the higher-efficiency lamp at the same luminous flux, it has been proposed ( 1 ) [ WO 2008/104431 A1 ], the average lamp current and thus the lamp power by a switch connected in parallel to the lamp switch, which is closed at the end of each half-wave for a certain time to reduce. This circuit has the property that in the power reduced operation, the harmonic standard according to the IEC 61000-3-2 is fulfilled. In 2 an embodiment of the circuit is shown in which the controllable switch is realized by a symmetrically switching triac. In the drive circuit, the resistors, and the capacitor are chosen so that the capacitor after a certain time after a current zero crossing, z. B. 7 ms, a sufficient voltage is applied that breaks the Diac X5 and ignites the triac X4. The ignited triac closes the circuit for a short time and allows the impressed inductor current to flow almost loss-free, while the lamp is short-circuited and does not absorb any power. At the next current zero crossing, the triac X4 opens automatically, whereby in the following half-wave again a current flows through the lamp, this takes up a power and generates light until the triac is closed again. Cons to the in 2 Circuit arrangements shown are that the network of the resistors, diodes and diac has a strong temperature dependence, whereby it is not possible to set a constant lamp power. Another disadvantage is that the lamp power is dependent on the voltage applied in each case. By this circuit arrangement also can not be provided, the ignition voltage required for the operation of a metal halide high-pressure lamp or high-pressure sodium vapor lamp.

Aufgabetask

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Schaltungsanordnung für eine Retro-Fit Lampe zu schaffen, die die Zündung und eine leistungsreduzierten Betrieb der Hochdruckentladungslampe, bei einer vorgegebenen Leistung insbesondere bei höheren Temperaturen an den elektronischen Bauteilen ermöglicht.It is the object of the present invention to provide a circuit arrangement for a retro-fit lamp, which enables the ignition and a reduced-power operation of the high-pressure discharge lamp, for a given power, especially at higher temperatures on the electronic components.

Darüber hinaus sollen verschiedene Steuerungsmöglichkeiten, z. B. mit einem Dämmerungsschalter, einem Lichtsensor und externer Steuerung über Funksignale ermöglicht werden. An den folgenden Ausführungsbeispielen wird die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltung erläutert.In addition, various control options, such. B. with a twilight switch, a light sensor and external control via radio signals. In the following embodiments, the function of the circuit according to the invention will be explained.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist geeignet, für eine Hochdruckentladungslampe mit hoher Effizienz von 100 lm/W und mehr, die an dem magnetischen Vorschaltgerät einer Quecksilberdampfhochdrucklampe, z. B. einer 125 W Lampe, so ansteuert, dass die sich einstellende Lampenleistung gemäß dem Vorgabewert, z. B. 65 W, ist und zwar unabhängig von der Temperatur der Schaltung der Netzspannung. Ebenso muss die Schaltung eine Vorrichtung enthalten, welche die Hochdruckentladungslampe zünden kann.The circuit arrangement according to the invention is suitable for a high-efficiency discharge lamp of high efficiency of 100 lm / W and more, which is connected to the magnetic ballast of a high-pressure mercury vapor lamp, for. B. a 125 W lamp, so that the self-adjusting lamp power according to the default value, for. B. 65 W, and regardless of the temperature of the circuit of the mains voltage. Likewise, the circuit must include a device which can ignite the high pressure discharge lamp.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)Short description of the drawing (s)

1 Vereinfachte Schaltung zum leistungsreduzierten Betrieb einer Lampe mit einem Schalter parallel zur Lampe nach Stand der Technik. 1 Simplified circuit for reduced-power operation of a lamp with a switch in parallel with the lamp of the prior art.

2 Schaltung mit Ansteuerschaltung zum leistungsreduzierten Betrieb einer Lampe nach Stand der Technik. 2 Circuit with drive circuit for reduced-power operation of a lamp according to the prior art.

3 Prinzipschaltbild der Schaltung. 3 Schematic diagram of the circuit.

4 Erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit Mikrokontroller, DC Spannungsversorgung, Kurzschlussschalter, Zündgerät, Spannungsnulldurchgangsdetektor, Spannungs- und Strommessvorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe. 4 First embodiment of the circuit arrangement according to the invention with microcontroller, DC power supply, short-circuit switch, ignitor, voltage zero-crossing detector, voltage and current measuring device for operating a high-pressure discharge lamp.

5 Zündung und Übernahme der HCI 100 W/WDL Lampe bei einer Netzspannung von 200 V. 5 Ignition and acceptance of the HCI 100 W / WDL lamp at a mains voltage of 200 V.

6 Quasipeakspektren and Mittelwertspektren an einer Netznachbildung mit und ohne Drossel L3 und Kondensator C14 sowie die Grenzwerte gemäß der DIN EN 55015 . 6 Quasipeak spectra and mean spectra at a network simulation with and without choke L3 and capacitor C14 and the limits according to DIN EN 55015 ,

7 Vorrichtung zur Detektion des Spannungsnulldurchganges mit einem Mikrokontroller nach Stand der Technik. 7 Device for detecting the voltage zero crossing with a microcontroller according to the prior art.

8 Zeitabhängige-Spannungssignale, für die Spannung UD an der Drossel, Uzero am Spannungsteiler, einer konstanten Referenzspannung Uconst auf die man nicht triggern kann, und dem Referenzsignal URefShift, dass zum Triggern des Mikrokontrollers genutzt werden kann. 8th Time-dependent voltage signals, for the voltage UD at the choke, Uzero at the voltage divider, a constant reference voltage Uconst on which you can not trigger, and the reference signal URefShift that can be used to trigger the microcontroller.

9 Vorrichtung zur Detektion des Spannungsnulldurchganges mit einem Mikrokontroller, bei dem die Referenzspannung des internen Komparators mit einem I/O-Ausgang rückgekoppelt wird, womit eine Schaltschwelle entsteht, womit der Spannungsnulldurchgang an der ansteigenden bzw. abfallende Flanke der Spannung detektiert wird. 9 Device for detecting the voltage zero crossing with a microcontroller, in which the reference voltage of the internal comparator is fed back to an I / O output, whereby a switching threshold is formed, whereby the voltage zero crossing is detected at the rising or falling edge of the voltage.

10 Zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit Mikrokontroller, DC Spannungsversorgung, Kurzschlussschalter, Zündgerät, Spannungsnulldurchgangsdetektor, Spannungs- und Strommessvorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe. 10 Second embodiment of the circuit arrangement according to the invention with microcontroller, DC power supply, short-circuit switch, ignitor, voltage zero-crossing detector, voltage and current measuring device for operating a high-pressure discharge lamp.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

In 3 ist das Prinzipschaltbild für eine solche Schaltung gezeigt. In der klassischen Schaltung für Hochdruckentladungslampen ist die Lampe über das magnetische Vorschaltgerät und der Zündeinheit mit der AC Spannungsquelle, z. B. mit 230 V, verbunden. Für die Einstellung der reduzierten Leistung wird ein steuerbarer Schalter parallel zur Lampe angeordnet, der durch die Steuereinheit, z. B. einem Mikrokontroller, angesteuert wird. Mit dem Zündgerät, zum Beispiel einem Überlagerungszündgerät, werden Hochspannungsimpulse erzeugt, die bei der Lampe eine Spannungszusammenbrüche und eine Übernahme bewirken. Das Zündgerät wird ebenso von der Steuereinheit angesteuert. Die DC-Spannungsversorgung versorgt die Steuereinheit mit einem Strom. Die UI-Messeinheit stellt der Steuereinheit Signale zur Verfügung die proportional der Lampenspannung und dem Lampenstrom sind. Ebenso liefert die UI-Messeinheit ein Signal proportional der Lampenspannung mit dem die Spannungsnulldurchgänge sehr genau detektiert werden können. Die Steuereinheit hat die Aufgabe die Zündeinheit zum geeigneten Zeitpunkt wenn die Lampe nicht brennt anzusteuern. Die Steuereinheit wertet aus dem Spannungs- und Stromsignal die Lampenleistung aus. Eine gewisse Zeit nach der Übernahme der Lampe, wenn die Lampenleistung einen gewissen Wert überschreitet, z. B. 90 W steuert die Steuereinheit den steuerbaren Schalter an und zwar einige Millisekunden vor dem Ende einer jeden Halbwelle, wodurch die Lampe eine bestimmte Zeit kurzgeschlossen und die Lampenleistung im Mittel reduziert wird. Die Detektionseinheit liefert ein Signal für den Lampen-Spannungs-Nulldurchgang. Die Steuereinheit wertet dieses Signal aus. Eine gewisse Zeit nach dem Spannungsnulldurchgang, z. B. 7 ms, erzeugt die Steuereinheit ein Signal, welchen den steuerbaren Schalter schließt. Die Steuereinheit wertet aus den Signalen der U/I-Messeinheit die Lampenleistung innerhalb einer oder mehrere Perioden aus und verändert die Verzögerungszeit Td so, dass die vorhandene Lampenleistung der Nennleistung, z. B. 65 W, mit jeder Periode näher kommt.In 3 the schematic diagram for such a circuit is shown. In the classic circuit for high pressure discharge lamps, the lamp is powered by the magnetic ballast and the ignition unit with the AC voltage source, eg. B. with 230 V, connected. For the setting of the reduced power, a controllable switch is arranged parallel to the lamp, which is controlled by the control unit, for. B. a microcontroller, is driven. With the ignitor, for example, a superimposed ignitor, high voltage pulses are generated, causing the lamp a voltage breakdowns and a takeover. The ignitor is also controlled by the control unit. The DC power supply supplies the control unit with a current. The UI measuring unit provides the control unit with signals that are proportional to the lamp voltage and the lamp current. Similarly, the UI measuring unit provides a signal proportional to the lamp voltage with which the voltage zero crossings can be detected very accurately. The control unit has the task of the ignition at the appropriate time when the lamp is not burning to control. The control unit evaluates the lamp power from the voltage and current signal. A certain time after the lamp is taken over, when the lamp power exceeds a certain value, e.g. B. 90 W controls the control unit to the controllable switch a few milliseconds before the end of each half-wave, whereby the lamp short-circuited for a certain time and the lamp power is reduced on average. The detection unit provides a signal for the lamp voltage zero crossing. The control unit evaluates this signal. A certain time after the voltage zero crossing, z. B. 7 ms, the control unit generates a signal which closes the controllable switch. The control unit evaluates from the signals of the U / I measuring unit, the lamp power within one or more periods and changes the delay time Td so that the existing lamp power of the rated power, z. B. 65 W, comes closer with each period.

Anwendungsbeispielexample

Für eine 65 W PlugIn EL Lampe ist eine erste Ausführungsform einer möglichen Schaltungsanordnung in 4 gezeigt. Hier wird die AC-Spannungsversorgung an den Kontakten L und N und die Lampe an die Kontakte X5-1 und X5-2 angeschlossen. Das magnetische Vorschaltgerät befindet sich zwischen den Kontakten L und X1-1 und ist vorzugsweise für den Betrieb einer 125 W Quecksilberdampf-Hochdrucklampe bestimmt.For a 65 W plug-in EL lamp, a first embodiment of a possible circuit arrangement in FIG 4 shown. Here, the AC power supply is connected to contacts L and N and the lamp is connected to contacts X5-1 and X5-2. The magnetic ballast is located between contacts L and X1-1 and is preferably for operation of a 125W high pressure mercury vapor lamp.

DC SpannungsversorgungDC power supply

Die Steuereinheit, hier der Mikrokontroller D1 (Atmel A-Tiny44), benötigt zum Betrieb eine Gleichspannungsquelle, die einen ausreichenden großen Strom von etwa 5 mA liefern kann. Bei der DC Spannungsversorgung wird während der negativen Spannungshalbwelle der Kondensator C4, z. B. 470 μF, 10 V, über die Diode N1, z. B. 1N4007, dem Strombegrenzungskondensator C3, z. B. 220 nF, 400 V, und dem Vorwiderstand R1, z. B. 68 Ω, 2 W, aufgeladen, wobei die parallel zum Kondensator befindliche Zenerdiode V3, z. B. BZV85, die Spannung auf 5.1 V begrenzt. Während der positiven Spannungshalbwelle fließt ein Strom über C3, R1 und die Diode N4, womit der Stromfluss in beiden Halbwellen etwa gleich ist, und sich hiermit kein DC Spannung in der Versorgungsspannung aufbaut. Während der Zündphase fließt durch diesen Strompfad ein Strom bis 10 A für eine Zeit von etwa 1 μs. Alle Bauelemente, insbesondere die Zenerdiode, müssen so ausgewählt werden, dass sie diesen Strom vertragen können. Dem Speicherkondensator C4 werden die Kondensatoren C6, z. B. 10 μF und C5, z. B. 0.1 μF, parallel geschaltet, um eine Spannungsüberhöhung während der Zündphase zu vermeiden.The control unit, here the microcontroller D1 (Atmel A-Tiny44), requires a DC voltage source for operation, which can deliver a sufficient large current of about 5 mA. In the case of the DC power supply, during the negative voltage half cycle, the capacitor C4, z. B. 470 μF, 10 V, via the diode N1, z. B. 1N4007, the current limiting capacitor C3, z. B. 220 nF, 400 V, and the resistor R1, z. B. 68 Ω, 2 W, charged, wherein the parallel to the capacitor Zener diode V3, z. B. BZV85, the voltage limited to 5.1V. During the positive voltage half-wave, a current flows through C3, R1 and the diode N4, whereby the current flow in both half-waves is about the same, and hereby no DC voltage builds up in the supply voltage. During the ignition phase, a current of up to 10 A flows through this current path for a time of approximately 1 μs. All components, in particular the Zener diode, must be selected so that they can handle this current. The storage capacitor C4, the capacitors C6, z. B. 10 uF and C5, z. B. 0.1 μF, connected in parallel to avoid a voltage increase during the ignition phase.

Der eingesetzte Mikrokontroller benötigt eine stabile und genaue Spannung als Referenz für die interne Spannungsmessung. Zu diesem Zweck wird ausgehend von der DC Versorgungsspannung über den Widerstand R2 die Konstantspannungsquelle V1 versorgt, die eine Spannung von 2.5 V mit einer Genauigkeit von 0.1% erzeugt, z. B. ADR5041. Diese Spannung wird an den Referenzeingang von D1 angeschlossen.The microcontroller used requires a stable and accurate voltage as a reference for the internal voltage measurement. For this purpose, starting from the DC supply voltage via the resistor R2, the constant voltage source V1 is supplied, which generates a voltage of 2.5 V with an accuracy of 0.1%, z. Eg ADR5041. This voltage is connected to the reference input of D1.

Zündung ignition

Die Zündeinheit ist im Wesentlichen ein elektronische gesteuertes Überlagerungszündgerät wie es in [ EP 0847 681 B1 ] vorgeschlagen wird. In dem Anwendungsbeispiel (4) wird der Schalter im Überlagerungszündgerät durch einen Triac T2, z. B. BTA201W-800E, realisiert, der vom Mikrokontroller mit Spannungsimpulsen gezündet wird. Beim Schließen des Triacs wird der Stoßkondensator C2, z. B. 47 nF, aufgeladen, wobei der Aufladestrom durch den Widerstand R7, z. B. 18 kΩ/2 W, begrenzt wird. Überschreitet die am Kondensator C2 anliegende Spannung die Zündspannung des spannungsgesteuerten Schalters, des Sidacs V2, z. B. ONSemi, MKP3V240, wird dieser geschlossen, womit sich der Kondensator C2 über die sekundäre Wicklung des Hochspannungstransformators L1, z. B. 6 Windungen, auf Ferritkern, Material EPCOS N87, und der Drossel L2, z. B. 10 μH, entladen wird. Der durch die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators fließende Strom erzeugt am Ausgang der Primärwicklung, z. B. 62 Windungen, des Transformators einen Hochspannungsimpuls, der bei der Hochdruckentladungslampe zu einem Spannungszusammenbruch führt. Nach dem Spannungszusammenbruch liegt am Kondensator C3 immer noch eine Spannung an, die hier die Übernahmespannung für die Lampe darstellt und den Bogenstrom in der Hochdruckentladungslampe über kurze Zeit aufrechterhält, und am Ausgang der Drossel anliegende Spannung die Bogenentladung übernehmen kann.The ignition unit is essentially an electronic controlled superposition ignitor as described in EP 0847 681 B1 ] is proposed. In the application example ( 4 ), the switch in the overlay igniter by a triac T2, z. B. BTA201W-800E, realized, which is ignited by the microcontroller with voltage pulses. When closing the triac, the surge capacitor C2, z. B. 47 nF, the charging current through the resistor R7, z. B. 18 kΩ / 2 W, is limited. Exceeds the voltage applied to the capacitor C2, the ignition voltage of the voltage-controlled switch, the Sidacs V2, z. B. ONSemi, MKP3V240, this is closed, bringing the capacitor C2 via the secondary winding of the high-voltage transformer L1, z. B. 6 turns on ferrite core, material EPCOS N87, and the inductor L2, z. B. 10 μH, is discharged. The current flowing through the secondary winding of the high voltage transformer generates at the output of the primary winding, z. B. 62 turns, the transformer a high voltage pulse, which leads to the high-pressure discharge lamp to a voltage breakdown. After the voltage breakdown, the capacitor C3 is still a voltage, which here represents the transfer voltage for the lamp and maintains the arc current in the high pressure discharge lamp for a short time, and voltage applied to the output of the throttle can take over the arc.

Während der Zündphase erzeugt der Mikrokontroller über viele Perioden hinweg bis zur vollständigen Übernahme in regelmäßigen Abständen, z. B. alle 100 μs, Spannungsimpulse, womit der Triac T2 während der Zündphase kurzgeschlossen wird. Nach der Zündphase beim stationären Lampenbetrieb ist der Triac T2 geöffnet und damit die Zündeinheit nicht in Betrieb, was den Vorteil ergibt, dass insbesondere der Widerstand R7 während des stationären Betriebes keine Leistung aufnimmt und der Sidac wegen der hohen Wiederzündspitzen nicht dauernd kurzschließt.During the ignition phase, the microcontroller generates over many periods until complete adoption at regular intervals, eg. B. every 100 microseconds, voltage pulses, whereby the triac T2 is short-circuited during the ignition phase. After the ignition phase during stationary lamp operation of the triac T2 is open and thus the ignition unit is not in operation, which has the advantage that in particular the resistor R7 during steady-state operation does not absorb power and Sidac because of the high Wiederzündspitzen not permanently short-circuits.

In 5 werden Spannungs- und Strommessungen der Zündeinheit an einer HCI-T 100 W Lampe gezeigt, die die unterschiedlichen Phasen bei dem Zündprozess zeigen, wobei die anliegende Netzspannung 200 V beträgt.In 5 Voltage and current measurements of the ignition unit are shown on an HCI-T 100 W lamp, showing the different phases in the ignition process, the applied mains voltage being 200V.

Schaltung zum leistungsreduzierten BetriebCircuit for reduced-power operation

Für den leistungsreduzierten Betrieb der Lampe wird nach dem Stand der Technik ein Schalter, wie ein Triac, parallel zur Lampe geschaltet (1) [ WO 2008/104431 A1 ]. Diese Schaltung hat den Nachteil, dass aufgrund der schnellen Stromänderungen während des Einschaltens des Triacs am Ende der Halbwelle und wegen der relativ geringen Impedanz der Drossel für höhere Frequenzen die Grenzwerte für Funkstörungen nach der DIN EN 55015 überschritten werden (6, ohne Drossel L3 und Kondensator C14).For the reduced-power operation of the lamp according to the prior art, a switch, such as a triac, connected in parallel with the lamp ( 1 ) [ WO 2008/104431 A1 ]. This circuit has the disadvantage that due to the rapid current changes during switching on of the triac at the end of the half cycle and because of the relatively low impedance of the choke for higher frequencies, the limits for radio interference after the DIN EN 55015 be crossed, be exceeded, be passed ( 6 , without choke L3 and capacitor C14).

In der erfindungsgemäßen Schaltung wird in Reihe zum Triac T1 eine Drossel L3, z. B. mit 330 μH, geschaltet womit der Stromanstieg während des Einschaltens des Triacs T1 verringert wird. Zusätzlich wird durch den parallel zum Triac T1 und der Drossel L3 ein Kondensator C14, z. B. 10 nF, parallel geschaltet, womit der beim Schalten entstehende Spannungszusammenbruch etwas verlangsamt wird. Diese Funktion wird ebenso durch den Kondensator C3 unterstützt. Insgesamt erfüllt diese neue Schaltung zur Leistungsreduktion die Grenzwerte gemäß der DIN EN 55015 (6)In the circuit according to the invention in series with the triac T1, a choke L3, z. B. with 330 uH, thus reducing the increase in current during the switching of the triac T1 is reduced. In addition, by the parallel to the triac T1 and the inductor L3, a capacitor C14, z. B. 10 nF, connected in parallel, whereby the voltage breakdown occurring during switching is slowed down a bit. This function is also supported by capacitor C3. Overall, this new power reduction circuit meets the limit values in accordance with the DIN EN 55015 ( 6 )

In der neuen Schaltungsausführung wird der Triac T1 durch den Mikrokontroller D1 gezündet, wobei der Widerstand R23, z. B. 39 Ω den Strom begrenzt und der Kondensator C12, z. B. 10 nF verhindert, dass durch Störungen, z. B. während der Zündphase der Triac T1 gezündet wird. In dieser Schaltung braucht der Mikrokontroller D1 nur einen kurzen Spannungsimpuls, z. B. von 20 μs Dauer erzeugen, um den Triac zu zünden, was in vorteilhafter Weise dazu führt, dass der von der DC Spannungsversorgung zu liefernde Strom sehr klein bleibt.In the new circuit design of the triac T1 is ignited by the microcontroller D1, wherein the resistor R23, z. B. 39 Ω limits the current and the capacitor C12, z. B. 10 nF prevents interference, z. B. is ignited during the ignition phase of the triac T1. In this circuit, the microcontroller D1 needs only a short voltage pulse, z. B. duration of 20 microseconds to ignite the triac, which advantageously leads to the fact that the current to be supplied by the DC power supply remains very small.

Detektion des SpannungsnulldurchgangesDetection of the voltage zero crossing

Der Mikrokontroller D1 muss den Triac T1 zum passenden Zeitpunkt einschalten, damit die Lampe ohne zu Flickern stabil brennen kann. Zu diesem Zweck muss der Mikrokontroller den Zeitpunkt des Spannungsnulldurchganges detektieren und nach einer gewissen Zeit, z. B. 7 ms ein Signal erzeugen, das den Triac T1 zündet.The microcontroller D1 must turn on the triac T1 at the appropriate time so that the lamp can burn stably without flicker. For this purpose, the microcontroller must detect the time of voltage zero crossing and after a certain time, for. B. 7 ms generate a signal that ignites the triac T1.

In 7 ist ein Spannungsnulldurchgangsdetektor nach dem Stand der Technik gezeigt. Bei diesem wird das Signal über einen hochohmigen Widerstand R1 und den Kondensator C1 an den Pluseingang eines Komparators im Mikrokontroller MC gelegt, wobei der ebenfalls angeschlossene Spannungsteile aus R4 und R5 einen DC-Spannungsanteil von z. B. 2.5 V erzeugt. Der Minuseingang des Komparators ist ebenfalls an einem Spannungsteiler aus R2 und R3 angeschlossen womit eine Referenzspannung, von ebenfalls 2.5 V erzeugt wird. Beim Spannungsnulldurchgang vom Eingang Neutral ändert sich das Signal am Pluseingang, womit der Komparator umschaltet und damit ein Signal für den Spannungsnulldurchgang erzeugt. Bei der eingesetzten Schaltung mit dem Schalter parallel zur Lampe ist vor dem Spannungsnulldurchgang die Spannung kurzgeschlossen durch den Triac kurzgeschlossen, womit nur die Flussspannung des Triacs 0.5 V als Spannung vorhanden ist. Der vorhandene Spannungsnulldurchgang ergibt sich aus einer kleinen Spannungsänderung von 0.5 V womit der Spannungsnulldurchgang schon durch kleine Störungen nicht mehr sauber detektiert werden kann. In 8 ist im oberen Diagramm die Lampenspannung und im unteren Diagramm das Signal des Spannungsteilers UZero gezeigt, dass am Plus-Eingang des Komparators anliegt. Uconst zeigt die Spannung am Minuseingang des Komparators. Beim Spannungsnulldurchgang ist zwischen Uzero und Uconst keine saubere Schaltschwelle vorhanden.In 7 For example, a voltage zero crossing detector of the prior art is shown. In this case, the signal is applied via a high-resistance resistor R1 and the capacitor C1 to the positive input of a comparator in the microcontroller MC, wherein the likewise connected voltage parts of R4 and R5 a DC voltage component of z. B. generated 2.5V. The negative input of the comparator is also connected to a voltage divider made up of R2 and R3, which generates a reference voltage of 2.5 V as well. When zero voltage passes from the neutral input, the signal at the plus input changes, causing the comparator to switch, thus generating a voltage zero crossing signal. In the circuit used with the switch in parallel with the lamp, the voltage is short-circuited by the triac shorted before the voltage zero crossing, which only the forward voltage of the triac 0.5 V is present as a voltage. The existing voltage zero crossing results from a small voltage change of 0.5 V whereby the voltage zero crossing can not be detected cleanly even by small disturbances. In 8th the upper diagram shows the lamp voltage and the lower diagram shows the signal of the voltage divider UZero, which is connected to the plus input of the comparator. Uconst shows the voltage at the negative input of the comparator. When voltage zero crossing between Uzero and Uconst no clean threshold is present.

Da der Spannungsnulldurchgang selbst nicht eindeutig detektierbar ist, wird vorgeschlagen die Spannung kurz nach dem Nulldurchgang an der ansteigenden bzw. abfallenden Flanke an einem Schwellenwert von, z. B. ±50 V zu detektieren.Since the voltage zero crossing itself is not clearly detectable, it is proposed that the voltage shortly after the zero crossing at the rising or falling edge at a threshold of, for. B. ± 50 V to detect.

In einer möglichen Ausführungsform wird die konstante Spannung die am negativen Eingang des Komparators anliegt, mit einem Widerstand R6 an einen I/O Ausgang des Mikrokontrollers angeschlossen (9). Der Mikrokontroller weiß aus der Spannungsmessung welche Halbwelle gerade vorhanden ist. Wird in der positiven Halbwelle der Triac T1 geschlossen soll bei dem folgenden Abfall der Spannung bei –50 V, der Nulldurchgang detektiert werden, was dadurch erreicht wird, dass der I/O-Ausgang eine gewisse Zeit nach dem Zünden des Triacs T1 auf Low geschaltet wird, womit die Spannung am Minus-Eingang des Komparators auf etwa –3 V reduziert wird (siehe URefShift in 8) und damit der Komparator etwa 190 μs nach dem Spannungsnulldurchgang schaltet. Wird in der negativen Halbwelle der Triac T1 gezündet, so wird der I/O-Ausgang auf high geschaltet, womit die Referenzspannung auf etwa –2 V erhöht wird (8).In one possible embodiment, the constant voltage applied to the negative input of the comparator is connected to a resistor R6 to an I / O output of the microcontroller ( 9 ). The microcontroller knows from the voltage measurement which half-wave is currently available. If the triac T1 is closed in the positive half-cycle, the zero crossing is to be detected in the case of the following drop in voltage at -50 V, which is achieved by the I / O output being switched to low a certain time after the triac T1 has been triggered which reduces the voltage at the minus input of the comparator to approximately -3 V (see URefShift in 8th ) and thus the comparator switches about 190 μs after the voltage zero crossing. If the triac T1 is ignited in the negative half-cycle, the I / O output is switched to high, whereby the reference voltage is increased to approximately -2 V ( 8th ).

Eine modifizierte Form dieser Schaltung ist im Anwendungsbeispiel (4) gezeigt. Bei diesem wird über das Widerstandsnetzwerk aus R8, R9, R6, R10, jeweils z. B. 100 kΩ, R11, z. B. 680 kΩ ein Signal mit einem DC-Spannungsanteil von etwa –2.5 V erzeugt, dass über R15, z. B. 120 kΩ an den I/O-Ausgang angeschlossen. Durch die Schaltung des I/O-Ausgangs auf „high” oder „low” zu geeigneten Zeitpunkten wird das Signal vergrößert oder verkleinert, womit der Komparator ein Triggersignal erzeugt, wenn die Lampenspannung den Schwellenwert, z. B. +/–50 V unter- bzw. überschreitet.A modified form of this circuit is in the application example ( 4 ). This is on the resistor network of R8, R9, R6, R10, each z. B. 100 kΩ, R11, z. B. 680 kΩ generates a signal with a DC voltage component of about -2.5 V that over R15, z. 120 kΩ connected to the I / O output. By switching the I / O output to "high" or "low" at appropriate times, the signal is increased or decreased, causing the comparator to generate a trigger signal when the lamp voltage exceeds the threshold, e.g. B. +/- 50 V below or exceeds.

Durch diese Schaltung entsteht zwischen dem realen Spannungsnulldurchgang und dem detektierten Spannungsnulldurchgang eine Verzögerung von etwa 190 μs. Dieser Wert ist für die positive und negative Halbwelle gleich. Er stellt einen zeitliche Verzögerung dar, die im Mikrokontroller numerisch korrigiert wird.This circuit produces a delay of approximately 190 μs between the real voltage zero crossing and the detected voltage zero crossing. This value is the same for the positive and negative half wave. It represents a time delay, which is numerically corrected in the microcontroller.

Eine weitere Möglichkeit unterschiedliche Schaltschwellen zu realisieren besteht darin eine I/O-Eingang vom Mikrokontroller zu wählen. Bei einer Versorgungsspannung von 5 V wird bei Überschreiten einer Schwellenspannung von 3.5 V der I/O-Eingang auf „high” und bei Unterschreiten einer Schwellenspannung von 1.5 V der I/O-Eingang auf „low” gestellt. Hiermit sind unterschiedliche Schwellen vorhanden, die durch eine geeignete Dimensionierung des Spannungsteilers zu der Generierung eines Triggersignals bei einer Lampenspannung von +/–50 V führt. Vorteilhaft an dieser Vorrichtung ist, dass mit einer Veränderung der Versorgungsspannung der Steuereinheit sich die Schaltschwellenspannung linear anpassen, womit eine Änderung der Eingangsspannung von dem Widerstandsteiler teilweise kompensiert wird.Another possibility to realize different switching thresholds is to select an I / O input from the microcontroller. At a supply voltage of 5 V, the I / O input is set to "high" when a threshold voltage of 3.5 V is exceeded, and the I / O input is set to "low" when the threshold voltage falls below 1.5 V. With this, different thresholds are present, which leads to the generation of a trigger signal at a lamp voltage of +/- 50 V by a suitable dimensioning of the voltage divider. An advantage of this device is that with a change in the supply voltage of the control unit, the switching threshold voltage adapt linearly, whereby a change in the input voltage is partially compensated by the resistor divider.

Leistungsmessung und Regelung auf konstante LeistungPower measurement and control to constant power

Die Steuereinheit wertet aus einer Spannungs- und Strommessung die Leistung aus. Der im Anwendungsbeispiel eingesetzte Mikrokontroller, Atmel ATiny44, hat ADC-Eingänge, die Differenzspannungen messen können und in der Lage sind die anliegende Spannung um den Faktor 20 zu verstärken, womit das Signal nur einen kleinen Dynamikbereich von 200 mV haben muss.The control unit evaluates the power from a voltage and current measurement. The microcontroller used in the application example, Atmel ATiny44, has ADC inputs that can measure differential voltages and are capable of amplifying the applied voltage by a factor of 20, so the signal only has to have a small dynamic range of 200 mV.

Mit dem Widerstandsteiler aus R16, z. B. 1 kΩ und R18, z. B. 47 kΩ sowie dem Kondensator C11, z. B. 220 pF wird eine Referenzspannung von etwa –100 mV erzeugt, und an den negativen Eingang des differenziellen ADC vom Mikrokontroller gelegt. Mit dem Spannungsteiler aus R21, R22, z. B. 200 kΩ, R25, z. B. 2 kΩ und R20, z. B. 100 Ω wird eine kleine Spannung erzeugt, die mit R17 und R18 sowie dem Kondensator C10 mit den gleichen Werten wie beim Widerstandsteiler die Referenzspannung auf beispielsweise –100 mV verschoben wird, die dann an den positiven Eingang des ADC vom Mikrocontroller angeschlossen wird.With the resistor divider made of R16, z. B. 1 kΩ and R18, z. B. 47 kΩ and the capacitor C11, z. B. 220 pF, a reference voltage of about -100 mV is generated, and applied to the negative input of the differential ADC from the microcontroller. With the voltage divider from R21, R22, z. B. 200 kΩ, R25, z. B. 2 kΩ and R20, z. B. 100 Ω, a small voltage is generated, which is shifted with R17 and R18 and the capacitor C10 with the same values as the resistor divider, the reference voltage, for example, -100 mV, which is then connected to the positive input of the ADC from the microcontroller.

Mit dem Shuntwiderstand R3, z. B. 0.05 Ω wird eine Spannung proportional dem Lampenstrom erzeugt. Mit dem Netzwerk aus R4, R5 und C7 mit den gleichen Werten wie beim Widerstandsteiler für die Referenzspannung wird dieses Spannungssignal auf –100 mV verschoben und wird an einen zweiten positiven ADC-Eingang des Mikrocontrollers angeschlossen. Die Differenz des Signals für Spannung und Strom zum Referenzsignal wird um den Faktor 20 verstärkt und mit dem internen AD-Wandlers digitalisiert. Aus dem Produkt des digitalisieren Spannungs- und Stromwertes wird der Momentanwert der Leistung berechnet. Diese Messung wird in konstanten zeitlichen Abständen wiederholt, z. B. alle 100 μs. Die Leistung selbst wird als Mittelwert dieser Momentanleistungen über ein oder mehreren Perioden ermittelt.With the shunt resistor R3, z. B. 0.05 Ω, a voltage is generated proportional to the lamp current. With the network of R4, R5 and C7 having the same values as the reference voltage resistor divider, this voltage signal is shifted to -100 mV and connected to a second positive ADC input of the microcontroller. The difference between the signal for voltage and current to the reference signal is amplified by a factor of 20 and digitized with the internal AD converter. The instantaneous power value is calculated from the product of the digitized voltage and current value. This measurement is repeated at constant time intervals, z. B. every 100 μs. The performance itself is called the mean of this Current performance over one or more periods determined.

Die gemessene Leistung wird alle paar Perioden mit der Nennleistung verglichen. Ist die gemessene Leistung größer als die Nennleistung plus eines Schwellenwerts oder kleiner der Nennleistung minus eines Schwellenwerts, dann wird die vorgegebene Tastpause vergrößert beziehungsweise verkleinert. Dieses wird solange wiederholt bis die vorhandene Leistung der Nennleistung entspricht.The measured power is compared with the nominal power every few periods. If the measured power is greater than the rated power plus a threshold or less the rated power minus a threshold, then the predetermined keypad interval is increased or decreased. This is repeated until the available power corresponds to the nominal power.

Lichtsensorlight sensor

In der Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Lampe kann ein Lichtsensor integriert werden, der ein der Leuchtdichte proportionales Spannungssignal erzeugt, dass von der Steuereinheit gemessen wird. Damit das Lichtsignal nicht durch das Licht der Lampe gestört wird, erfasst die Steuereinheit das Lichtsignal vorzugsweise zu den Zeiten and den die Lampe durch den Triac T1 kurzgeschlossen wird und die Lampe kein Licht erzeugt. Mit Hilfe des Lichtsensors kann die Steuereinheit wenn es in der Umgebung der Lampe dunkel wird, und das Lichtsignal einen gewissen Schwellenwert unterschreitet die Lampe einschalten und wenn es wieder hell wird und das Lichtsignal einen anderen Schwellenwert überschreitet wieder ausgeschaltet werden, was durch das Schließen des Triacs T1 für eine gewisse Zeit, z. B. 1 Halbwelle, möglich ist. Der Lichtsensor kann natürlich auch dazu benutzt werden, die Lampenleistung so einzustellen, dass abhängig von der Umgebungsleuchtdichte die Lampenleistung stufenlos weiter reduziert wird, z. B. auf 50 W, womit zusätzliche Energie eingespart werden kann.In the circuit arrangement for operating a lamp, a light sensor can be integrated which generates a voltage signal that is proportional to the luminance and is measured by the control unit. In order that the light signal is not disturbed by the light of the lamp, the control unit preferably detects the light signal at the times when the lamp is shorted by the triac T1 and the lamp does not generate light. With the help of the light sensor, the control unit, when it is dark in the vicinity of the lamp, and the light signal falls below a certain threshold, turn on the lamp and when it gets bright again and the light signal exceeds another threshold, be turned off again, by closing the triac T1 for a while, z. B. 1 half-wave, is possible. The light sensor can of course also be used to adjust the lamp power so that depending on the ambient luminous intensity, the lamp power is continuously reduced further, z. B. to 50 W, which additional energy can be saved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erfüllt, dass der steuerbare Schalter für die Zündvorrichtung, wenn die Lampe aus und kalt ist durch eine Steuereinheit, wie einem Mikrokontroller, angesteuert wird, und zwar so lange bis die Lampe gezündet hat, dass der steuerbare Schalter parallel zur Lampe, nach dem Anlaufen der Lampe, ab einer gewissen Lampenleistungsaufnahme, von der Steuereinheit angesteuert wird, und zwar so, dass die Tastpause langsam bis zum Erreichen der Nennleistung vergrößert wird und dann so weiterbetrieben wird, dass die Leistung entweder konstant ist oder auf einen vorgebbaren Wert eingestellt wird. Zum Erfüllen dieser Aufgaben muss die Steuereinheit geeignete Messgrößen wie den Spannungsnulldurchgang erhalten.The object is achieved in that the controllable switch for the ignition when the lamp is off and cold is controlled by a control unit, such as a microcontroller, and that until the lamp has ignited, that the controllable switch in parallel to the lamp , is driven by the control unit after starting the lamp, from a certain lamp power consumption, in such a way that the Tastpause is slowly increased until reaching the rated power and then operated so that the power is either constant or to a predetermined value is set. To accomplish these tasks, the control unit must receive appropriate measures such as the voltage zero crossing.

Temperaturbeständigkeittemperature resistance

Die Schaltung zum Betrieb der Lampe soll vorzugsweise in einem Gehäuse integriert werden, dass an die Lampe befestigt wird. Hierdurch entstehen in der Elektronik hohe Temperaturen bis 110°C. Damit die Schaltung einen ausreichend große Lebensdauer von z. B. 16000 hat, werden für die Schaltung nur Bauelemente ausgewählt, die ausreichend kleine temperaturabhängige Ausfallraten haben. Diese Ausfallraten werden von den Herstellern der elektronischen Bauteile geliefert. Die gesamte Ausfallrate kann aus der Summe der Ausfallraten der einzelnen Bauteile berechnet werden. Für die gegebene Schaltung wurde abgeschätzt, dass bei 16000 h und 110°C die Ausfallrate kleiner 2% ist.The circuit for operating the lamp should preferably be integrated in a housing that is attached to the lamp. As a result, high temperatures of up to 110 ° C occur in electronics. Thus, the circuit has a sufficiently large life of z. B. 16000, only components are selected for the circuit, which have sufficiently small temperature-dependent failure rates. These failure rates are supplied by the manufacturers of electronic components. The total failure rate can be calculated from the sum of the failure rates of the individual components. For the given circuit it was estimated that at 16000 h and 110 ° C the failure rate is less than 2%.

Weitere Anwendungen der SchaltungsanordnungFurther applications of the circuit arrangement

Das Anwendungsbeispiel für die Schaltungsanordnung ist für den Betrieb an dem magnetischen Vorschaltgerät einer 125 W Quecksilberdampf-Hochdrucklampe bei der die Lampenleistung vorzugsweise auf 65 W eingestellt wird. Beim Betrieb an diesem Vorschaltgerät ist es möglich beliebige Lampenleistungen zwischen etwa 30 W und der maximalen Leistung ohne Betrieb des Kurzschlussschalters, was etwas 110 W sind, einzustellen. Hierbei wird die Leistung vorzugsweise so eingestellt, dass der entstehende Lichtstrom der mit dieser Schaltung betriebenen Lampe ähnlich groß ist wie der Lichtstrom der zu ersetzenden Lampe. Bei einer 125 W Quecksilberdampf-Hochdrucklampe wäre bei einer Lichtausbeute von 100 lm/W für die neue Lampe die Lampenleistung 65 W.The application example of the circuit arrangement is for operation on the magnetic ballast of a 125 W high-pressure mercury vapor lamp in which the lamp power is preferably set to 65 W. When operating this ballast, it is possible to set any lamp power between about 30 W and the maximum power without operating the short-circuit switch, which is something like 110 W. In this case, the power is preferably adjusted so that the resulting luminous flux of the lamp operated with this circuit is similar to the luminous flux of the lamp to be replaced. For a 125 W high-pressure mercury vapor lamp, the lamp output would be 65 W for a new light output of 100 lm / W.

Diese Schaltungsanordnung kann auch für den Betrieb an magnetischen Vorschaltgeräten für andere Lampen eingesetzt werden, beispielsweise an einem magnetischen Vorschaltgerät, das für den Betrieb einer 80 W Quecksilberdampf-Hochdrucklampe vorgesehen ist. Für diese Schaltung kann dann die Lampenleistung ebenfalls beliebig bis zu einer maximalen Leistung ohne den Betrieb des Kurzschlussschalters eingestellt werden.This circuit arrangement can also be used for operation on magnetic ballasts for other lamps, for example on a magnetic ballast, which is provided for the operation of a high-pressure 80 W mercury vapor lamp. For this circuit then the lamp power can also be adjusted arbitrarily up to a maximum power without the operation of the short-circuit switch.

10 zeigt eine zweite Ausführungsform der Schaltungsanordnung gemäß der 4. Diese Ausführungsform ist ähnlich zur Ausführungsform gemäß der 4, es werden daher nur die Unterschiede beider Ausführungsformen erläutert. 10 shows a second embodiment of the circuit arrangement according to the 4 , This embodiment is similar to the embodiment according to the 4 , therefore, only the differences between the two embodiments will be explained.

In dieser Ausführungsform ist der Widerstand R7 im Eingang eingeschleift und lädt den Kondensator C2 auf. Die Verluste über den Leistungswiderstand R7 liegen bei einigen 10 mW, was akzeptabel ist. Der Mikrokontroller misst die anliegende Spannung und erzeugt einen Zündimpuls für den Triac T2 vorzugsweise beim Spannungsmaximum (90°, 50 Hz) und vorzugsweise einmal pro Halwelle. Eine weitere Verbesserung des Zündverhaltens wird erreicht, wenn mehrere Zündimpulse pro Halbwelle erzeugt werden, z. B. 3 Pulse, die einem Abstand von etwa 300 μs haben. Der Triac muss so dimensioniert werden, dass dieser Pulsströme von 20 A aushalten kann, was hier durch einen 4 A Triac gewährleistet wird.In this embodiment, the resistor R7 is looped in the input and charges the capacitor C2. The losses over the power resistor R7 are some 10 mW, which is acceptable. The microcontroller measures the applied voltage and generates an ignition pulse for the triac T2, preferably at the maximum voltage (90 °, 50 Hz) and preferably once per half-wave. A further improvement of the ignition behavior is achieved when several ignition pulses are generated per half-wave, z. B. 3 pulses, which have a distance of about 300 microseconds. The triac must be dimensioned so that this pulse currents of 20 A can withstand, which is ensured here by a 4 A triac.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2008/104431 A1 [0002, 0023]
EP 0847681 B1 [0020]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

IEC 61000-3-2 [0002]
DIN EN 55015 [0011]
DIN EN 55015 [0023]
DIN EN 55015 [0024]

Claims

Circuit arrangement for operating a gas discharge lamp on a magnetic ballast comprising: - a switch (T1) parallel to the gas discharge lamp ( 1 , L2), - a throttle (L3) in series with the switch (T1), - a control unit (D1), - an ignition device which can be controlled by means of the control unit (D1).

Circuitry according to claim 1, further comprising: A DC power supply, A voltage zero crossing detection unit, and - a device for voltage and current measurement.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control unit is a microcontroller.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the ignition device is a switchable superimposed ignitor.

Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the superimposed ignition device has a bipolar switch, in particular a triac.

Circuit arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the superimposed ignition device uses as a takeover capacitor a capacitor in an upstream DC voltage supply unit.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement for detecting the voltage zero crossing is connected to a comparator input and an I / O output of the control unit.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement for detecting the voltage zero crossing is connected to an I / O input of the control unit.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement for voltage and current measurement uses a reference divider which is connected to the negative input of the differential AD converter to the control unit.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement for voltage and current measurement, the voltage signal from the voltage divider coupled to the voltage shift at the positive input of the differential AD converter to the control unit.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the current signal for the voltage and current measurement is generated by a shunt resistor, which is shifted and coupled to the positive input of a differential AD converter to the control unit.

Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the control unit has two parallel AD converters, both of which use the same input for the reference voltage.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a fuse in the current path is connected in series with the input of the circuit arrangement.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a series circuit of a backup capacitor and the fuse is connected to the input terminals.

Circuit arrangement according to claim 14, characterized in that the backup capacitor serves at the same time as a current limit for the internal power supply of the circuit arrangement.

Circuit arrangement according to claim 13, characterized in that the fuse is smaller than the short-circuit current of the magnetic ballast.

Circuit arrangement according to claim 16, characterized in that the fuse is 20% smaller than the short-circuit current of the magnetic ballast.

Circuit arrangement according to claim 16, characterized in that the fuse is 5% to 50% smaller than the short-circuit current of the magnetic ballast.

Circuit arrangement according to claim 16, characterized in that the fuse is 5% to 75% smaller than the short-circuit current of the magnetic ballast.

Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the control unit in non-burning of the gas discharge lamp pulse-shaped repetitive control signals to the ignition unit gives up by exceeding the lamp power a certain minimum value, the control unit outputs a signal to the controllable switch in parallel with the lamp, wherein the sampling interval is longer from period to period until the measured power is equal to the rated power of the gas discharge lamp.

Circuit arrangement according to claim 7 or 8 in conjunction with claim 20, characterized in that after receiving a signal for the voltage zero crossing, the control unit waits a predetermined time, which is determined as the difference of half the period minus the Tastpause and the delayed arrival of the voltage zero crossing signal.