DE102010054381B4

DE102010054381B4 - Verfahren zur Stromversorgung einer Entladungslampe, Schaltungsanordnung mit einem elektronischen Vorschaltgerät und einer Entladungslampe sowie Vorschaltgerät

Info

Publication number: DE102010054381B4
Application number: DE102010054381A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Brauckmann; Ulrich Klipstein
Original assignee: B & S Elektronische Geraete GmbH; B & S Elektronische Gerate GmbH
Current assignee: B & S Elektronische Geraete GmbH; B & S Elektronische Gerate GmbH
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: DE102010054381A1; DE202010017741U1

Abstract

Verfahren zur Stromversorgung einer in einem Leuchtengehäuse angeordneten Entladungslampe (11) durch ein elektronisches Vorschaltgerät (1), von dem aus ein wenigstens dreiadriges Kabel (2) zur Entladungslampe (11) führt, wobei über zwei Versorgungsleiter (9, 10) des Kabels (2) eine elektrische Leistung für die Entladungslampe (11) geführt wird und wenigstens ein Zusatzleiter (18) zumindest im gezündeten Betrieb der Entladungslampe (11) stromlos ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzleiter (18) mit einem der Versorgungsleiter (9, 10), der als Mess-Versorgungsleiter gewählt wird, an einem lampennahen Ende des Kabels (2) verbunden wird und dass im elektronischen Vorschaltgerät (1) die Spannung zwischen dem Mess-Versorgungsleiter (10) und dem Zusatzleiter (18) als Spannungsabfall (UV) auf dem Mess-Versorgungsleiter (10) gemessen wird, um die der Entladungslampe (11) zugeführte elektrische Leistung entsprechend dem Spannungsabfall (UV) korrigieren zu können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stromversorgung einem in einem Leuchtengehäuse angeordneten Entladungslampe durch ein elektronisches Vorschaltgerät, von dem aus ein wenigstens dreiadriges Kabel zur Entladungslampe führt, wobei über zwei Versorgungsleiter des Kabels eine elektrische Leistung für die Entladungslampe geführt wird und wenigstens ein Zusatzleiter zumindest im gezündeten Betrieb der Entladungslampe stromlos ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltungsanordnung mit einem elektronischen Vorschaltgerät, einer in einem Leuchtengehäuse angeordneten Entladungslampe, die aus dem elektronischen Vorschaltgerät mit einer elektrischen Leistung versorgt wird, und mit einem wenigstens dreiadrigen Kabel, das von dem elektronischen Vorschaltgerät zur Entladungslampe führt, wobei über zwei Versorgungsleiter des Kabels die elektrische Leistung für die Entladungslampe geführt wird und wenigstens ein Zusatzleiter vorhanden ist, der zumindest im gezündeten Betrieb der Entladungslampe stromlos ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein elektrisches Vorschaltgerät, das für eine derartige Schaltungsanordnung geeignet ist.
Eine Schaltungsanordnung, ein elektrisches Vorschaltgerät und ein Verfahren zur Stromversorgung der genannten Art sind durch DE 102 04 059 B4 bekannt. Zum Zünden der Entladungslampe wird der Zusatzleiter verwendet, über den eine Zündschaltung in der Entladungslampe einen Zündimpuls auslöst. Nach der Zündung der Entladungslampe findet eine Umschaltung statt, durch die im Arbeitsbetrieb der Entladungslampe über den Zusatzleiter kein Strom mehr fließt. Eine derartige Zündanordnung ist auch durch DE 101 62 909 A1 , die DE 10 2004 020 499 A1 und die GB 2 094 571 A bekannt.
Entladungslampen der hier angesprochenen Art sind insbesondere Hochdruck-Entladungslampen, die aus einem elektronischen Vorschaltgerät mit einer relativ hohen Nennleistung versorgt werden. Die Nennleistungen der Entladungslampen liegen dabei über 300 W, insbesondere über 500 W und bevorzugt über 800 W. Derzeit werden in üblicher Weise Hochleistungs-Entladungslampen mit 1200 W und 1800 W Nennleistung verwendet.
Derartige Entladungslampen werden in Strahleranordnungen eingesetzt, die beispielsweise für Film- und Fernsehaufnahmen verwendet werden. Dabei ist es erforderlich, dass die von den Entladungslampen abgegebene Lichtmenge konstant gehalten wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die von dem elektronischen Vorschaltgerät abgegebene Leistung auf einem konstanten Wert geregelt wird. Hierfür wird eine Regelschaltung verwendet, in der der Ausgangsstrom und die Ausgangsspannung an den mit den Versorgungsleitern des Kabels verbindbaren Ausgangsklemmen des elektronischen Vorschaltgeräts gemessen werden. Die entsprechenden Messwerte werden miteinander multipliziert, um einen Wert für die Ist-Leistung zu erhalten. Diese wird in einer Vergleichsschaltung mit einem Soll-Leistungswert verglichen. Die Leistungsregelung erfolgt dann beispielsweise über eine Impulsweitensteuerung in der Stromversorgungsanordnung des elektronischen Vorschaltgeräts.
Es sind Leuchten bekannt, die beispielsweise für die Herstellung von Filmen verwendet werden, deren Zündgerät aus dem Vorschaltgerät gesteuert wird. Hierfür enthält das Anschlusskabel eine Zündleitung. Für Eventbeleuchtungen, bei denen beispielsweise für die Beleuchtung von Messehallen, Veranstaltungen usw. eine größere Anzahl von Leuchten eingesetzt wird, enthält jede Leuchte ein intern gesteuertes Zündgerät, sodass in diesem Fall keine Zündleitung benötigt wird.
Üblicherweise kommen zwei Leuchtentypen zum Einsatz, nämlich eine 1200 W Leuchte sowie eine neuere 1800 W Leuchte. In beide Leuchten kann sowohl eine 1200 W Lampe als auch eine 1800 W Lampe eingesetzt werden. Die 1800 W Leuchte wird mit einer zusätzlichen Leitung angeschlossen, über die diese Leuchtenart erkannt wird.
Die Bestimmung der eingesetzten Lampe erfolgt üblicherweise anhand ihrer Brennspannung. Diese Erkennung ist nur nötig, wenn eine 1800 W Leuchte aufgrund der zusätzlichen Detektionsleitung erkannt worden ist. Des Vorschaltgerät liefert nach der Zündung zunächst nur 1200 W an die Lampe. Steigt deren Brennspannung innerhalb einer begrenzten Zeit über einen Schwellenwert an, so wird auf 1800 W umgeschaltet. In der Praxis ergibt sich für die Nennbrennspannung der 1200 W Lampe ein Wert von 100 V und für die Nennbrennspannung der 1800 W Lampe elf Wert von 140 V. Die Brennspannung der Lampe ändert sich im Bereich der eingespeisten Leistung von 50 bis 100% der Nennleistung nur um einige Volt. Als Schwellenwert für die Unterscheidung einer 1200 W Lampe und einer 1800 W Lampe kann daher ein Schwellenwert von etwa 120 V dienen.
Für größere Beleuchtungsanlagen ist es bekannt, mit Standard-Verlängerungskabeln eine Verbindung zu einem Anschlussgerät herzustellen, an dem mehrere Leuchten anschließbar sind. Bei der Verwendung von Verlängerungsleitungen zur Leuchte ab etwa 30 m Länge ergibt sich dabei durch den Spannungsabfall auf der Leitung eine tatsächliche Lampenbrennspannung, die niedriger ist als die sich am Vorschaltgerät einstellende Spannung. Es besteht in diesen Fällen die Gefahr, dass eine 1200 W Lampe als 1800 W Lampe erkannt und im Betrieb zerstört wird.
Es ist grundsätzlich für andere Anwendungsfälle bekannt, die Leistung eines entfernten Verbrauchers mit einem zusätzlichen Sensorkabel zu ermitteln und die gemessenen Werte auf ein Steuergerät zu übertragen. Für größere Beleuchtungsanlagen ist eine derartige Lösung jedoch nicht praktikabel, da der Verkabelungsaufwand bei vielen Entladungslampen bereits sehr hoch ist und nicht durch zusätzliche Sensorkabel noch erhöht werden kann. In der Praxis ist daher der Weg einer ungefähren Nachsteuerung des elektronischen Vorschaltgeräts, beispielsweise in Form einer Erhöhung der Sollleistung bei einer Leistungsregelung, gewählt worden. Eine nur halbwegs genaue Einstellung der abgestrahlten Lichtmenge ist dabei ohne zusätzlichen Messaufwand nicht möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Berücksichtigung des Spannungsabfalls bei großen Kabellängen ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der Zusatzleiter mit einer der Versorgungsleiter, der als Mess-Versorgungsleiter ausgewählt wird, an einem lampennahen Ende des Kabels verbunden wird und dass im elektronischen Vorschaltgerät die Spannung zwischen dem Mess-Versorgungsleiter und dem Zusatzleiter als Spannungsabfall auf dem Mess-Versorgungsleiter gemessen wird, um die der Entladungslampe zugeführte elektrische Leistung entsprechend dem Spannungsabfall korrigieren zu können.
Die genannte Aufgabe wird ferner mit einer Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass der Zusatzleiter mit einem der Versorgungsleiter, der als Mess-Versorgungsleiter dient, an einem lampennahen Ende des Kabels verbunden ist und dass im elektrischen Vorschaltgerät ein Spannungssensor zwischen dem Mess-Versorgungsleiter und dem Zusatzleiter angeordnet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt ferner mit einem elektronischen Vorschaltgerät zur Verwendung in einer genannten Schaltungsanordnung, bei dem ein Spannungssensor zwischen einem Anschluss für den Mess-Versorgungsleiter und dem Anschluss für den Zusatzleiter angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung beruht darauf, dass ein im Betrieb der Entladungslampe keinen oder nur einen geringen Strom führender Zusatzleiter es ermöglicht, das am lampennahen Ende des Kabels existierende Potential auf dem Mess-Versorgungsleiter verlustfrei oder verlustarm auf das elektronische Vorschaltgerät zu übertragen, da aufgrund des nicht vorhandenen Stromflusses (oder nur eines geringen Stromflusses) das Potential bei der Übertragung praktisch unverändert bleibt. Wenn dieses Potential nunmehr mit dem Potential dieses Mess-Versorgungsleiters im elektronischen Vorschaltgerät verglichen wird, ergibt sich eine Potentialdifferenz, die dem Spannungsabfall über die Kabellänge auf dem Mess-Versorgungsleiter entspricht, wenn die Entladungslampe mit ihrem Versorgungsstrom über die Versorgungsleiter versorgt wird. Da der Versorgungsstrom auf dem zweiten Versorgungsleiter, der nicht als Mess-Versorgungsleiter ausgewählt ist, für einen gleichen weiteren Spannungsabfall sorgt, kann der mit zwei multiplizierte Spannungsabfall in dem elektrischen Vorschaltgerät dazu verwendet werden, die tatsächlich am lampennahen Ende des Kabels anstehende Versorgungsspannung für die Entladungslampe festzustellen und beispielsweise in eine Leistungsregelung in dem elektrischen Vorschaltgerät einfließen zu lassen.
Die Erfindung lässt sich beispielsweise bei einer Anordnung verwirklichen, bei der ein Zündleiter für ein Zündgerät in dem Kabel zwischen dem elektronischen Vorschaltgerät und der Entladungslampe geführt ist. Dieser Zündleiter wird – wie beschrieben – nach dem Zünden der Entladungslampe vom elektronischen Vorschaltgerät stromlos geschaltet. Wenn der Zündleiter mit dem Mess-Versorgungsleiter verbunden ist, kann er unproblematisch zur Übertragung des Potentials an dem Verbindungspunkt zwischen Zündleiter und Mess-Versorgungsleiter zum elektronischen Vorschaltgerät verwendet werden. Da im elektronischen Vorschaltgerät das Potential des Mess-Versorgungsleiters am mit dem elektronischen Vorschaltgerät verbundenen Kabelende unproblematisch abgreifbar ist, kann so eine Messung der Potentialdifferenz erfolgen. Die Potentialdifferenz wird dabei ausschließlich durch den transportierten Versorgungsstrom und den sich aus der Länge des Mess-Versorgungsleiters ergebenden Widerstand hervorgerufen, sodass der Spannungsabfall auf dem Kabel direkt bestimmbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Lösung wird die Verbindung des Zündleiters mit dem Mess-Versorgungsleiter mit einem gesteuerten Schalter im Leuchtengehäuse der Entladungslampe hergestellt, wozu lediglich der gezündete Zustand der Entladungslampe detektiert werden muss, was durch eine Spannungs- oder Strom-Schwellwertmessung ohne weiteres möglich ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann als Zusatzleiter ein Detektionsleiter für die Erkennung eines von mehreren an das Kabel anschließbaren Lampentypen verwendet werden. Der Detektionsleiter kann dabei mit einer eigenen Niederspannungsquelle verbunden sein, in deren Stromkreis im elektronischen Vorschaltgerät eine Steuerung für einen Schalter eingeschaltet ist, beispielsweise eine Relaisspule. Dabei kann durch den Detektionsleiter der kleine Erregerstrom für die Relaisspule weiterhin fließen, nachdem die Relaisumschaltung stattgefunden hat. Alternativ kann aber auch ein selbst haltendes Relais verwendet werden, für das kein laufender Steuerstrom benötigt wird. In diesem Fall bleibt der Detektionsleiter nach dem Umschalten des elektronischen Vorschaltgeräts auf den anderen Lampentypus stromlos, sodass das Potential am lampennahen Ende des Kabels fehlerfrei auf das elektronische Vorschaltgerät übertragbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform wird auf einen internen Speisekreis für die Relaisspule(n) im elektronischen Vorschaltgerät umgeschaltet.
Bei der Verwendung eines Anschlussgeräts für mehrere Leuchten mit unterschiedlichen Entladungslampentypen kann es zweckmäßig sein, die Messung des lampennahen Potentials innerhalb des Leuchtengehäuses oder innerhalb des Gehäuses für das Anschlussgerät vorzunehmen. Wird die Potentialmessung im Anschlussgerät vorgenommen, kann das restliche Kabelstück zwischen dem Anschlussgehäuse und der Entladungslampe nicht in die Kompensation einbezogen werden. Da dieses Kabelstück aber regelmäßig kurz ist (kleiner 15 m) führt die Nichtberücksichtigung dieses Kabelstücks nicht zu Fehlern, die sich in der Praxis auswirken. Die hieraus resultierende kleine Variation der Leuchtstärke ist mit dem menschlichen Auge nicht wahrnehmbar. Ferner findet eine Beeinflussung der Spannungsmessung zur Ermittlung des Lampentyps nicht in der Größe statt, die zu einer Fehlbeurteilung des angeschlossenen Lampentyps führen könnte.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Anordnung eines elektronischen Vorschaltgeräts, das über ein 85 m langes Kabel mit einer Leuchte verbunden ist, wobei die Kabelverluste 18% der Ausgangsleistung betragen;
2 die Anordnung gemäß 1 mit einem Zahlenbeispiel zur erforderlichen Erhöhung der Ausgangsleistung des elektronischen Vorschaltgeräts, damit die Lampenleistung der Nennleistung entspricht;
3 ein schematisches Schaltbild für den Anschluss eines dreiadrigen Kabels mit zwei Versorgungsleitern und einem Zündleiter für eine Entladungslampe mit einem Zündgerät;
4 ein Schaltbild für ein elektronisches Vorschaltgerät, das über ein langes Kabel mit einem Anschlussgerät verbunden ist, an das mehrere Leuchten mit unterschiedlichen Entladungslampen anschließbar sind, mit einer Potentialmessung bei einem Anschluss einer Leuchte mit einer Nennleistung A;
5 die Schaltungsanordnung gemäß 4 für den Anschluss einer Leuchte mit einer höheren) Nennleistung B;
6 ein Beispiel für eine Leistungsregelung in dem elektronischen Vorschaltgerät unter Berücksichtigung des gemessenen Spannungsabfalls auf dem Verbindungskabel.
1 zeigt schematisch ein elektronisches Vorschaltgerät 1, das über ein Kabel 2 mit einer Leuchte 3 mit einer Nennleistung von 1200 W verbunden ist.
Die Leuchte 3 ist als Strahler ausgebildet und strahlt einen Lichtkegel 4 aus, der durch Blendenklappen 5 beeinflussbar ist.
Wenn die Ausgangsleistung des elektronischen Vorschaltgeräts 1 auf 1200 W eingestellt ist, führt ein aus üblichen Verlängerungskabeln zusammengestelltes Kabel 2 von 85 m Länge zu einem Kabelverlust von 218 W, also 18% der Ausgangsleistung. An der Leuchte 3 kommt daher nur noch 982 W Lampenleistung an.
Bei einer Bestimmung des eingesetzten Lampentyps würde durch den Spannungsabfall von etwa 22 V eine 1200 W Lampe mit einer Brennspannung von 100 V am Vorschaltgerät 1 als eine Lampe mit einer Brennspannung von 122 V erscheinen. Das elektronische Vorschaltgerät 1 könnte daher die in der Leuchte 3 eingesetzte Lampe mit einer Nennleistung von 1200 W nicht von einer Lampe mit einer Nennleistung von 1800 W unterscheiden.
2 zeigt die gleiche Anordnung, bei der die Ausgangsleistung des elektronischen Vorschaltgeräts 1 auf 1525 W erhöht worden ist. Bei nunmehr auftretenden 325 W Kabelverlusten erhält die Leuchte 3 die für den Betrieb gewünschte Nennleistung von 1200 W. Damit eine derartige Kompensation der Kabelverluste durch des elektronische Vorschaltgerät 1 vorgenommen werden kann, muss das elektronische Vorschaltgerät 1 eine Information über den auf der Länge des Kabels 2 entstehenden Spannungsabfall erhalten.
Ein erstes Ausführungsbeispiel hierfür ist in 3 dargestellt. Des elektronische Vorschaltgerät 1 ist an eine übliche Stromversorgung, beispielsweise 230 V Wechselspannung, angeschlossen. Des elektronische Vorschaltgerät enthält einen Wandler 6, an dessen Ausgängen beispielsweise eine Rechteck-Wechselspannung mit einer für den Anwendungsfall sinnvollen Wechselfrequenz ansteht. Die Wechselspannung wird über zwei Anschlüsse 7, 8 auf zwei Versorgungsleiter 9, 10 des Kabels 2 geleitet. Am anderen Ende des Kabels 2 befindet sich die Leuchte 3, die die Entladungslampe 11 beinhaltet. Die Entladungslampe 11 ist mit ihren beiden Elektroden über jeweils eine Zündinduktionsspule 12 mit Anschlüssen 13, 14 der Leuchte für die Versorgungsleiter 9, 10 verbunden.
Die in 3 dargestellte Leuchte 3 weist ein Zündgerät 15 auf, des mit zwei Anschlüssen 16, 17 versehen ist. Der eine Anschluss 16 ist mit dem Versorgungsleiter 10 verbunden, während der Anschluss 17 über einen Zündleiter 18 mit einem Anschluss 19 des elektronischen Vorschaltgeräts 1 verbunden ist. Im elektronischen Vorschaltgerät 1 existiert eine Verbindung des Anschlusses 19 mit dem Anschluss 7 des Versorgungsleiters 9 über einen gesteuerten Schalter S2.
In der Leuchte 3 befindet sich ein gesteuerter Schalter S1, der die Anschlüsse 16, 17 des Zündgeräts 15 kurzschließt, wenn er aus seiner geöffneten Ruhestellung geschlossen wird.
In 3 sind in die Versorgungsleiter 9, 10, die eine Länge L aufweisen, schematisch Widerstände R eingezeichnet, die sich aus dem nicht zu vernachlässigenden Widerstand des Versorgungsleiters 9, 10 über die Länge L ergeben. Selbstverständlich ist hier kein zusätzlicher Widerstand in die Versorgungsleiter 9, 10 eingesetzt.
Die Funktion der in 3 dargestellten Schaltungsanordnung ergibt sich wie folgt: An den Anschlüssen 7, 8 des elektronischen Vorschaltgeräts 1 hegt die Wechsel-Ausgangsspannung des Wandlers 6 an. Für die Zündung der Entladungslampe 11 wird der Schalter S2 geschlossen, sodass des Potential des ersten Versorgungsleiters 9 auf den Anschluss 17 des Zündgeräts 15 gelangt. Zwischen den Anschlüssen 17, 16 liegt somit die Spannung U_EVG für den Zündvorgang an. Die Zündung der Entladungslampe 11 erfolgt über die Induktionsspulen 12, gesteuert vom Zündgerät 15. Ist die Zündung erfolgt, fließt durch die Entladungslampe 11 der Strom I_EVG, was im elektronischen Vorschaltgerät 1 defektiert wird. Damit wird der Schalter S2 wieder geöffnet, wie dies in 3 dargestellt ist. Zugleich wird der Schalter S1 geschlossen, de durch den geöffneten Schalter S2 das Zündgerät 15 nicht mehr an der Spannung U_EVG anliegt. Der Schalter S1 ist mit dem Anschluss 14 der Leuchte 3, also mit dem lampennahen Ende des Versorgungsleiters 10 des Kabels 2 verbunden. Der Versorgungsleiter 10 ist hier als Mess-Versorgungsleiter ausgewählt. An einem Verbindungspunkt des Schalters S1 mit dem Anschluss 14 liegt des Potential P2 an, das über den Zündleiter 18 zum Anschluss 19 des elektronischen Vorschaltgeräts 1 verlustfrei übertragen wird, da über den Zündleiter 18 kein Strom fließt, sodass auch kein Spannungsabfall (U = 1 × R) entstehen kann. Der über den Widerstand R des Mess-Versorgungsleiters 10 entstehende Spannungsabfall ergibt sich aus der Differenz des Potentials P2 und eines Potentials P1 am mit dem Mess-Versorgungsleiter 10 verbundenen Ausgang 8 des elektronischen Vorschaltgeräts. Die Verlustspannung U_V, die dem Spannungsabfall über dem Widerstand R des. Mess-Versorgungsleiters 10 aufgrund des Stroms I_EVG entspricht, ist so an Klemmen 20 des elektronischen Vorschaltgeräts 1 abnehmbar, an die ein (nicht dargestellter) Spannungssensor angeschlossen ist.
Für die Auswertung der Verlustleistung auf dem Kabel 2 ist zu berücksichtigen, dass ein gleicher Spannungsabfall U_V auch auf dem anderen Versorgungsleiter 9 entsteht, sodass der gemessene Spannungsabfall U_V mit zwei zu multiplizieren ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 4 dargestellt. Das elektronische Vorschaltgerät 1 ist dabei über ein vieradriges Kabel 2 mit einem Anschlussgerät 21 verbunden. Das Anschlüssgerät 21 weist zwei Ausgangsklemmen 22a, 22b auf, an die eine Leuchte 3 des Typs A (1200 W) mit Anschlüssen A1 und A2 eines Leuchtenanschlusskabels 24 anschließbar ist. Des Anschlussgerät 21 weist ferner drei Anschlussklemmen 23a, 23b, 23c auf, an die drei Anschlüsse B1, B2, B3 eines Anschlusskabels 25 an einer Leuchte 3 vom Typ B (1800 W) anschließbar ist. Die vier Leiter des Kabels 2 sind mit Steckverbindern MC1, MC2, MC9 und MC10 einerseits mit dem elektronischen Vorschaltgerät 1 und andererseits mit dem Anschlussgerät 21 verbunden. Die Anschlüsse 22a und 22b des Anschlussgeräts 21 sind direkt mit den Steckverbindern MC1 und MC9 verbunden. Auf der Verbindungsleitung MC1-22a/A1 befindet sich ein Verbindungspunkt, an dem ein Potential P2' anliegt, wie unten noch näher erläutert wird. An diesem Verbindungspunkt ist die Leitung MC1-22a/A1 mit dem Steckverbinder MC10 verbunden.
Der Anschluss 23a/B1 ist mit dem Steckverbinder MC2, der Anschluss 23b mit dem Anschluss MC9 und der Anschluss 23c über einen PTC-Widerstand mit dem Steckverbinder MC10 und MC1 verbunden.
Die Leuchte 3 des Typs A enthält die Entladungslampe 11, die mit ihren beiden Elektroden an die Anschlüsse A1, A2 angeschlossen ist. Parallel zur Entladungslampe 11 ist ein Zündgerät 26 geschaltet.
Das elektronische Vorschaltgerät 1 stellt wiederum eine Ausgangsspannung U_EVG zur Verfügung, die an der Entladungslampe 11 der Leuchte 3 des Typs A als Spannung U_LA ankommt und im Wesentlichen durch den Spannungsabfall auf dem Kabel 2 gegenüber U_EVG vermindert ist.
Die Leuchte 3 des Typs B weist einen gleichen Aufbau mit der Entladungslampe 11 und dem Zündgerät 26 auf, wobei jedoch eine Elektrode der Entladungslampe 11 mit den beiden Anschlüssen B2, B3 der Leuchtenanschlussleitung 25 verbunden ist.
Das elektronische Vorschaltgerät 1 stellt die Versorgungsspannung U_EVG auf zwei Leitungen 27, 28 zur Verfügung. Ein Umschalter K2 verbindet die Leitung 27 in der Ausgangsstellung mit dem Steckverbinder MC1 und in einer Arbeitsstellung mit dem Steckverbinder MC2. Die andere Leitung 28 der Versorgungsspannung U_EVG ist mit dem Steckverbinder MC9 verbunden. Von der Leitung 27 besteht eine Verbindung zu einem Ruhekontakt eines Umschalters K1.1, während der zugehörige Arbeitskontakt mit der Leitung 28 verbunden ist. Des andere Ende des Schalters K1.1 ist mit einem ersten hochohmigen Eingang 30 eines als Operationsverstärker ausgebildeten Spannungssensors 29 verbunden. Ein zweiter hochohmiger Eingang 31 des Spannungssensors 29 ist mit dem Steckverbinder MC10 verbunden.
Eine potentialfreie Hilfsspannungsquelle Uh ist mit einem Pol ”+” mit einem Ende zweier parallel geschalteter Erregerspulen K1, K2 verbunden. Parallel zu den Erregerspulen K1, K2 liegt ein Kondensator C, der eine Abfallverzögerung der mit den Erregerspulen K1, K2 gebildeten Relais bewirkt. Das andere Ende der Erregerspulen K1, K2 ist über einen Leitungspfad 32 mit dem anderen Pol der Hilfsspannungsquelle Uh verbindbar, allerdings durch Schaltkontakte K3.1 und K1.2 in der Ruhestellung unterbrochen. In der Ruhestellung ist der negative. Pol ”–” der Hilfsspannungsquelle Uh mit der Leitung 28 zwischen dem Arbeitskontakt K1.1 und dem Steckkontakt MC9 verbunden.
In der Ruhestellung ist der negative Pol ”–” der Hilfsspannungsquelle Uh mit der Leitung 28 zwischen dem Arbeitskontakt K1.1 und dem Steckkontakt MC9 verbunden.
Die nicht am positiven Pol ”+” der Hilfsspannungsquelle Uh liegenden Anschlüsse der Erregerspulen K1, K2 sind über einen Ruhekontakt eines Schalters K3.2 mit dem Steckkontakt MC10 verbunden. Alternativ sind diese Anschlüsse über den Arbeitskontakt K1.2 mit dem Leitungspfad 32 verbunden.
Die Kontakte K3.1 und K3.2 werden durch eine Erregerspule K3 aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung gebracht. Die Erregerspule K3 wird durch des elektronische Vorschaltgerät 1 unmittelbar vor dem Inbetriebsetzen von Umrichtern 34, 35 (6) angesteuert.
Die in 4 dargestellte Schalterstellung der Schalter K1.1, K1.2 und K2 entspricht dem Anschluss der Leuchte 3 Typ A über die Leuchtenanschlussleitung 24 an die Anschlüsse 22a und 22b mit den Kontakten A1 und A2. Demgemäß ergibt sich ein Stromlauf IEVG über die Leitung 27, die Steckkontakte MC1 des Kabels 2, die Anschlüsse 22a und A1 durch die gezündete Entladungslampe 11 hindurch und zurück über den Kontakt A2, den Anschluss 22b, die Steckkontakte MC9 des Kabels 2 und die Leitung 28. Dieser Stromlauf ist mit Pfeilen dargestellt, wobei zu beachten ist, dass die Pfeilrichtung nur für eine Halbwelle der Wechselspannung gilt und sich für die folgende Halbwelle umkehrt. In dieser Anordnung wird ein Potential P1 auf der Leitung 27 vor dem Kontakt K2 abgenommen und auf den ersten Eingang 30 des als Operationsverstärker ausgebildeten Spannungssensors 29 geleitet. Von der Leitung MC1-22a in dem Anschlussgerät 21 wird ein Potential P2' abgenommen, über die Steckkontakte MC10 des Kabels 2 in das elektronische Vorschaltgerät 1 übertragen und gelangt dort auf den zweiten Eingang 31 des Spannungssensors 29. An dem Operationsverstärker des Spannungssensors 29 werden die an den beiden Eingängen 30, 31 anstehenden Potentiale voneinander abgezogen und aus der Differenz eine Spannung U_VK gebildet. Die für diesen Fall benutzten Leitungen für die Abnahme der Potentiale P1', P2' sind in 4 zur Verdeutlichung gestrichelt herausgehoben.
Der Anschluss der Leuchte 3 des Typs A an die Anschlüsse 22a und 22b mit den Kontakten A1, A2 entspricht somit dem Ruhezustand des elektronischen Vorschaltgeräts 1. Der überwachte Versorgungsleiter ist dabei der aus der Leitung 27 des elektronischen Vorschaltgeräts 1 gespeiste Leiter zwischen den Steckkontakten MC1 des Kabels 2.
5 zeigt die Schaltung gemäß 4, jedoch nunmehr im Arbeitszustand der Schalter K1.1, K1.2, K2, wie er sich beim Anschluss einer Leuchte Typ B über die Stecker B1, B2, B3 an die Anschlüsse 23a, 23b, 23c ergibt. Der Eingang 30 des Spannungssensors 29 ist nunmehr mit der Leitung 28 verbunden, sodass dort ein Potential P1'' abgenommen und auf den Eingang 30 des Spannungssensors 29 geleitet wird. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der überwachte Versorgungsleiter aus dem Kabel 2 zwischen den Steckverbindern MC9 und zusätzlich aus dem Leiter an B2 des Anschlusskabels 25.
Die Versorgungsspannung UEVG läuft nunmehr von der Leitung 27 über die Steckkontakte MC2 des Kabels 2 zum Anschluss 23a und gelangt über den Stecker B1 zur Entladungslampe 11 der Leuchte 3 des Typs B. Die Rückleitung ergibt sich über den Stecker B2 und den Anschluss 23b und über die Steckverbinder MC9 des Kabels 2 zur Leitung 28, wo das Potential P1'' – wie erwähnt – abgenommen wird. Die Potentialerkennung zur Feststellung des Spannungsabfalls geschieht an dem Verbindungspunkt der beiden Leiter zu den Steckern B2, B3 in dem Gehäuse der Leuchte 3 zur Abnahme des Potentials P2''. Über die Leitung B3 gelangt das Potential über die Steckverbinder MC10 des Kabels 2 in das elektronische Vorschaltgerät 1 und dort auf Eingang 31.
In diesem Fall wird der Spannungsabfall so nicht nur über dem Kabel 2, sondern auch über der Leuchtenanschlussleitung 25 berücksichtigt.
Beim Anschluss der Leuchte 3 des Typs B mit den Steckern B1, B2, B3 an die Anschlüsse 23a, 23b, 23c wird ein Kreis der Hilfsspannungsquelle Uh geschlossen. Dieser verläuft von dem negativen Pol ”–” der Hilfsspannungsquelle Uh und dem Ruhekontakt K3.1 zur Leitung 28 zwischen dem Kontakt K1.1 und dem Steckkontakt MC9. Über MC9 erfolgt eine Verbindung zur Klemme 23b zum Stecker B2, der mit dem Stecker B3 in der Leuchte 3 kurzgeschlossen ist. Über den Stecker B3 und den Anschluss 23c besteht über den PTC eine Verbindung zu den Steckverbindern MC10 des Kabels 2 und von dort über den Ruhekontakt des Schalters K3.2 zu Erregerspulen K1, K2, wodurch die Schalter K1.1, K1.2 und K2 in ihre in 5 eingezeichneten Arbeitstellungen gelangen. Dadurch ist die Umschaltung des elektronischen Vorschaltgeräts 1 auf die Leuchte 3 des Typs B erfolgt. Nunmehr versorgt des elektronische Vorschaltgerät 1 die Erregerspule K3, sodass Schalter K3.1 und K3.2 aus der in 5 dargestellten Ruhestellung in eine Arbeitsstellung geschaltet werden, in der der Stromkreis der Hilfsspannungsquelle innerhalb des elektronischen Vorschaltgeräts 1 über dem Leitungspfad 32 geschlossen und der Detektionsleiter zwischen den Steckverbindern MC10 des Kabels 2 stromlos wird. Daher kann das Potential P2 über diesen Detektorleiter zwischen den Steckverbindern MC10 des Kabels 2 verlustfrei auf den Eingang 31 des Spannungssensors 29 übertragen werden.
6 erläutert einen konkreteren Aufbau des elektronischen Vorschaltgeräts 1. Disses wird an der Netzanschlussklemme mit einem aktiven Netzfilter 300 angeschlossen. In dem Netzfilter 300 befindet sich eine Gleichrichterbrücke aus vier Dioden D1, D3, D5, D6. Daraus ergibt sich eine positive Leitung 310 und eine negative Leitung 320. Über eine Drossel L1 und eine Diode D2 gelangt die gleichgerichtete Spannung auf einen Glättungskondensator C1. Die Spannungseinstellung geschieht dabei mit Hilfe eines Transistors T4 über eine Steuerung 33, die auf die Basis des Transistors T4 einwirkt. An den Glättungskondensator C1 schließt sich ein Abwärtswandler 34, in dem ein Serientransistor T1 eine Pulsweitensteuerung eines pulsierenden Gleichstroms vornimmt. Im Abwärtswandler befindet sich in bekannter Schaltungstechnik eine weitere Drossel L2 und eine Rückschlagdiode D4 mit einem Widerstand R1 in der Leitung 320 die an Masse hegt.
An der Abwärtswandler 34 schließt sich eine Brückenschaltung von vier Transistoren T2, T3, T5, T6 an, in der die Stromrichtung durch Ausgangsleitungen 36, 37 mit einer für den Anwendungsfahll gewünschten Frequenz umgesteuert wird. Die Frequenz der Umsteuerung ergibt aus einer Steuerung 38, die auf die Gates der Feldeffekttransistoren T2, T3, T6, T6 im Sinne der Stromrichtungsumkehr einwirkt. Die Leitungen 35, 37 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit den Steckern B1, B2 des Kabels 2 verbunden, die die Verbindung zu einer Leuchte 3 des Typs B herstellt. Demgemäß werden die Stecker B2, B3 des Kabels 2 in der Leuchte 3 des Typs B kurzgeschlossen. Das Potential P2'' gelangt über den Stecker B3 auf den Eingang 31 des Spannungssensors 29, während das Potential P1'' auf der Leitung 37 auf den ersten Eingang 30 des Spannungssensors 29 gelangt. Die Potentialdifferenz zwischen P1'' und P2'' entspricht somit dem Spannungsabfall über dem Kabel 2, das in diesem Fall dreiadrig ausgebildet ist.
Der Spannungssensor 29 ist als Operationsverstärker derart ausgebildet, dass er die ermittelte Verlustspannung U_V mit zwei multipliziert, um den Spannungsabfall der beiden stromführenden Leiter des Kabels 2 beim Hin- und Rücklauf des Stroms zu erfassen. In einem anschließenden Gleichrichter 39 wird der Betrag des ermittelten Signals unabhängig von der Polarität gebildet. Die am Ausgang des Abwärtswandlers 34 anliegende Spannung U_EVG wird nunmehr in einer Differenzstufe 40 um die doppelte Verlustspannung (2U_V) verringert und dieser verminderte Wert als Eingangsspannung für eine Multiplikationsstufe 41 verwendet. Auf den anderen Eingang der Multiplikationsstufe 41 gelangt ein dem Strom I_EVG proportionales Signal, sodass am Ausgang des Multiplikators 41 eine Ist-Leistung P ansteht, die mit der an der Entladungslampe 11 anstehende Spannung U_L aus U_EVG – 2U_V ermittelt worden ist. Diese Ist-Leistung wird mit einem an einem Einstellregler 42 einstellbare Soll-Leistung in einer Differenzstufe 43 verglichen und das Ausgangssignal einem Leistungsregler 44 zugeführt. Über den Leistungsregler wird eine Pulsweitensteuerung 45 gesteuert, die den Transistor T1 so taktet, dass die Ausgangsleistung U_EVG so weit erhöht wird, dass die am Ausgang des Multiplizierer 41 anstehende Ist-Leistung der am Einstellregler 42 eingestellten Soll-Leistung entspricht.
Auf diese Weise wird automatisiert die Erhöhung der Ausgangsspannung U_EVG des elektronischen Vorschaltgeräts 1 erreicht, wie sie in 2 als Ziel dargestellt ist.
Es ist erkennbar, dass gegenüber den vorhandenen Anordnungen die bisher verwendeten Kabel 2 weiterverwendet werden können, sodass die Berücksichtigung des Spannungsabfalls über dem Kabel 2 und ggf. der Leuchtenanschlussleitung 25 ohne zusätzlichen Verkabelungsaufwand möglich ist.

Claims

Verfahren zur Stromversorgung einer in einem Leuchtengehäuse angeordneten Entladungslampe (11) durch ein elektronisches Vorschaltgerät (1), von dem aus ein wenigstens dreiadriges Kabel (2) zur Entladungslampe (11) führt, wobei über zwei Versorgungsleiter (9, 10) des Kabels (2) eine elektrische Leistung für die Entladungslampe (11) geführt wird und wenigstens ein Zusatzleiter (18) zumindest im gezündeten Betrieb der Entladungslampe (11) stromlos ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzleiter (18) mit einem der Versorgungsleiter (9, 10), der als Mess-Versorgungsleiter gewählt wird, an einem lampennahen Ende des Kabels (2) verbunden wird und dass im elektronischen Vorschaltgerät (1) die Spannung zwischen dem Mess-Versorgungsleiter (10) und dem Zusatzleiter (18) als Spannungsabfall (U_V) auf dem Mess-Versorgungsleiter (10) gemessen wird, um die der Entladungslampe (11) zugeführte elektrische Leistung entsprechend dem Spannungsabfall (U_V) korrigieren zu können.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzleiter (18) ein Zündleiter für ein Zündgerät (15) der Entladungslampe (11) mit dem lampennahen Ende des Mess-Versorgungsleiters (10) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Zündleiters (18) mit dem Mess-Versorgungsleiter (10) mit einem gesteuerten Schalter (S1) im Leuchtengehäuse der Entladungslampe (11) hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatzleiter (MC10-MC10) ein Detektionsleiter für die Erkennung eines von mehreren an das Kabel (2) anschließbaren Lampentypen (A, B) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (2) zur Verbindung des elektronischen Vorschaltgeräts (1) mit einem Anschlussgerät (21) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Zusatzleiters mit dem Mess-Versorgungsleiter in dem Anschlussgerät (21) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektronischen Vorschaltgerät (1) eine Leistungsregelung durch Vergleich einer Ist-Leistung mit einer Soll-Leistung vorgenommen wird und dass für die Bestimmung der Ist-Leistung die am Ausgang des elektronischen Vorschaltgeräts (1) anstehende Versorgungsspannung (U_EVG) vermindert um das Zweifache des gemessenen Spannungsabfalls (U_V) auf dem Mess-Versorgungsleiter berücksichtigt wird.
Schaltungsanordnung mit einem elektronischen Vorschaltgerät (1), einer in einem Leuchtengehäuse angeordneten Entladungslampe (11), die aus dem elektronischen Vorschaltgerät (1) mit einer elektrischen Leistung versorgt wird, und mit einem wenigstens dreiadrigen Kabel (2), das von dem elektronischen Vorschaltgerät (1) zur Entladungslampe (11) führt, wobei über zwei Versorgungsleiter des Kabels die elektrische Leistung für die Entladungslampe geführt wird und wenigstens ein Zusatzleiter vorhanden ist, der zumindest im gezündeten Betrieb der Entladungslampe (11) stromlos ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzleiter mit einem der Versorgungsleiter, der als Mess-Versorgungsleiter dient, an einem lampennahen Ende des Kabels (2) verbunden ist und dass im elektrischen Vorschaltgerät (1) ein Spannungssensor (29) zwischen dem Mess-Versorgungsleiter und dem Zusatzleiter angeordnet ist und einen Spannungsabfall (U_V) auf dem Mess-Versorgungsleiter feststellt.
Elektronisches Vorschaltgerät für eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungssensor (29) zwischen einer Anschlussklemme für den Mess-Versorgungsleiter und einer Anschlussklemme für den Zusatzleiter angeordnet ist.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Leistungsregelung für die der Entladungslampe (11) zuzuführende Ausgangsleistung enthält und dass einem ersten Eingange einer Multiplikationsstufe (41) ein dem vom Vorschaltgerät durch die Entladungslampe (11) fließenden Strom (I_EVG) proportionales Signal und einem zweiten Eingang der Multiplikationsstufe (41) die am Ausgang des Vorschaltgeräts anstehende Spannung (U_EVG) vermindert um den verdoppelten gemessenen Spannungsabfall (U_V) zugeleitet wird, sodass am Ausgang der Multiplikationsstufe (41) eine Ist-Leistung (P) ansteht, die in einer Differenzstufe (43) mit einer einstellbaren Soll-Leistung verglichen wird und dass mit dem Ausgangssignal der Differenzstufe (43) ein Leistungsregler (44) so steuerbar ist, dass die Ist-Leistung (P) der Soll-Leistung entspricht.