DE102010063933A1

DE102010063933A1 - Operating device and method for operating gas discharge lamps

Info

Publication number: DE102010063933A1
Application number: DE201010063933
Authority: DE
Inventors: Christoph Vonach
Original assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-06-28
Also published as: WO2012083328A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass eine Messung von Betriebsparametern einer Gasentladungslampe (1) durch eine Steuereinheit (4) eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts präziser ausgeführt werden kann, da durch ein gezieltes Pausieren einer Taktung von entweder einer Heizschaltung (13) oder einem Leistungswandler (3) Störeinflüsse unterdrückt werden können. Dadurch kann z. B. ein konstanter Lampenstrom im Dimmbetrieb präziser geregelt werden, wodurch eine Temperatur der Wendeln 1a der Gasentladungslampe (1) ausreichend hoch, vorzugsweise konstant bleibt. Außerdem kann eine Erkennung des Lampentyps vor dem regulären Betrieb der Gasentladungslampe (1) zuverlässiger durchgeführt werden. Das gezielte Wegschalten eines der getakteten Lastkreise kann eine zuverlässigere und genauere Messung mit geringerem Störpotential auf dem Messsignal ermöglichen und kann dadurch indirekt oder direkt die Leuchteigenschaften der Gasentladungslampe (1) verbessern.The present invention enables a measurement of operating parameters of a gas discharge lamp (1) to be carried out more precisely by a control unit (4) of an operating device according to the invention, since interference is deliberately paused by a timing of either a heating circuit (13) or a power converter (3) can be suppressed. This can, for. B. a constant lamp current can be regulated more precisely in dimming mode, whereby a temperature of the filaments 1a of the gas discharge lamp (1) remains sufficiently high, preferably constant. In addition, the lamp type can be identified more reliably prior to the regular operation of the gas discharge lamp (1). The targeted disconnection of one of the clocked load circuits can enable a more reliable and more accurate measurement with less interference potential on the measurement signal and can thereby improve the lighting properties of the gas discharge lamp (1) indirectly or directly.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsgerät und ein Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Gasentladungslampe. Insbesondere sind das Betriebsgerät und das Verfahren dazu geeignet, in dem Betriebsgerät Messungen (Erfassung elektrischer, thermischer oder optischer Grössen) mit deutlich verringerten Störeinflüssen von Betriebsparametern der Gasentladungslampe durchzuführen.The present invention relates to an operating device and a method for operating at least one gas discharge lamp. In particular, the operating device and the method are suitable for carrying out measurements (detection of electrical, thermal or optical variables) in the operating device with significantly reduced disturbing influences of operating parameters of the gas discharge lamp.

Es sind aus dem Stand der Technik Gasentladungslampen bekannt, die basierend auf Messungen ihrer Betriebsparameter geregelt werden. Außerdem ist zum Beispiel aus der WO 01/76325 ( EP 126901 B1 ) bekannt, solche Gasentladungslampen sowohl bei niedrigen Dimmpegeln (geringer Leuchtstärke) als auch vor dem Zünden zu beheizen. Dafür wird ein Gesamtstrom aus Lampenstrom und Heizstrom als ein Rückführsignal gemessen und zur Regelung der Lampe verwendet. Da bei niedrigen Dimmpegeln weniger Strom durch die Wendeln einer Gasentladungslampe fließt, sinkt die Temperatur der Wendeln deutlich ab. Die Temperatur kann sogar bis unter die Emissionstemperatur der Elektroden der Gasentladungslampe sinken, die nötig ist um noch ausreichend Elektronen freizusetzen. Dies zieht eine ungleichmäßige Lichtabstrahlung der Gasentladungslampe nach sich. Um die Temperatur bzw. den Strom durch die Gasentladungslampe ausreichend hoch, vorzugsweise konstant, zu halten, wurde deshalb vorgeschlagen den zusätzlichen Heizstrom zuzuführen und basierend auf dem Gesamtstrom die Gasentladungslampe zu regeln.There are known from the prior art gas discharge lamps, which are regulated based on measurements of their operating parameters. In addition, for example, from the WO 01/76325 ( EP 126901 B1 ) known to heat such gas discharge lamps both at low dimming levels (low luminosity) and before the ignition. For a total current of lamp current and heating current is measured as a feedback signal and used to control the lamp. Since at low dimming levels less current flows through the filaments of a gas discharge lamp, the temperature of the filaments drops significantly. The temperature can even drop below the emission temperature of the electrodes of the gas discharge lamp, which is necessary to release enough electrons. This entails uneven light emission of the gas discharge lamp. In order to keep the temperature or the current through the gas discharge lamp sufficiently high, preferably constant, it was therefore proposed to supply the additional heating current and to regulate the gas discharge lamp based on the total current.

Zum Dimmen einer Gasentladungslampe werden üblicherweise durch eine Steuereinheit eines Lampenvorschaltgeräts die Amplitude und/oder die Frequenz der Ausgangsspannung eines Leistungswandlers, insbesondere eines Wechselrichters, verändert, der die Gasentladungslampe mit Wechselspannung versorgt. Es ist ferner bekannt, dass eine Heizschaltung für wenigstens eine Wendel der Gasentladungslampe durch eine Steuereinheit mit einer Frequenz betrieben wird, die von der Frequenz des Leistungswandlers verschieden ist. Zum Beispiel wird in der oben genannten WO 01/76325 ein Heizstrom durch periodisches Ein- und Ausschalten der Heizschaltung mit einer Frequenz eingestellt, die der doppelten Frequenz des Leistungswandlers entspricht. Weiterhin ist bekannt, einen getakteten Transformator, vorzugsweise einen Flyback-Konverter, für die Energiezufuhr der Heizschaltung der Gasentladungslampe zu verwenden. Ein solcher Flyback-Konverter kann typischerweise mit der halben Frequenz der Frequenz des Leistungswandlers arbeiten.For dimming a gas discharge lamp, the amplitude and / or the frequency of the output voltage of a power converter, in particular an inverter, which supplies the gas discharge lamp with alternating voltage, are usually changed by a control unit of a lamp ballast. It is also known that a heating circuit for at least one filament of the gas discharge lamp is operated by a control unit having a frequency which is different from the frequency of the power converter. For example, in the above WO 01/76325 a heating current set by periodically switching on and off of the heating circuit with a frequency equal to twice the frequency of the power converter. Furthermore, it is known to use a clocked transformer, preferably a flyback converter, for the energy supply of the heating circuit of the gas discharge lamp. Such a flyback converter can typically operate at half the frequency of the power converter frequency.

Wenn die jeweiligen Taktungen (Frequenzen) der verschiedenen Lastkreise, beispielsweise des Leistungswandlers und der Heizschaltung, wie oben beschrieben unterschiedlich sind, kommt es zu einer gegenseitigen Beeinflussung und Störeinflüssen. Diese Störeinflüsse wirken z. B. über parasitäre Kapazitäten des Lampenvorschaltgeräts und bedingen ein verfälschtes Messsignal zum Regeln der Gasentladungslampe oder der Heizschaltung. Zur Messung von Betriebsparametern der Gasentladungslampe ist es nämlich notwendig das Messsignal einige Takte lang zu erfassen, wodurch es nahezu unmöglich wird eine Messung durchzuführen, ohne ein Störpotential durch die unterschiedlichen Taktungen der verschiedenen Lastkreise auf den Messsignalen zu erhalten.When the respective timings (frequencies) of the various load circuits, such as the power converter and the heater circuit, are different as described above, interference and interference occur. These disturbances act z. B. parasitic capacitances of the lamp ballast and cause a corrupted measurement signal for controlling the gas discharge lamp or the heating circuit. For measuring operating parameters of the gas discharge lamp, it is necessary to detect the measuring signal for a few measures, making it almost impossible to carry out a measurement without obtaining an interference potential from the different timings of the various load circuits on the measuring signals.

Wird ein solches Messsignal verfälscht erfasst, so wird auch die darauf basierende Regelgröße falsch eingestellt werden. Dies zieht eine ungleichmäßige Lichtausstrahlung der Gasentladungslampe nach sich.If such a measurement signal is detected incorrectly, the control variable based thereon will also be set incorrectly. This entails an uneven emission of the gas discharge lamp.

Deshalb stellt sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe den Stand der Technik in Bezug auf die oben genannten Nachteile zu verbessern. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Betriebsgerät und ein Verfahren zum Betrieb einer Gasentladungslampe bereitzustellen, das deren Lichtabstrahlung gleichmäßiger macht. Weiterhin ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Messung von Betriebsparametern der Lampe zu ermöglichen, wobei Störeinflüsse auf dem Messsignal größtenteils unterdrückt sind. Insbesondere sollen dadurch Gasentladungslampen, die über einen Leistungswandler betrieben werden, durch eine Heizschaltung auch im Dimmbetrieb besser auf einer vorzugsweise gleichmäßigen Temperatur gehalten werden können.Therefore, the present invention has the object to improve the prior art with respect to the above-mentioned disadvantages. In particular, it is the object of the present invention to provide an operating device and a method for operating a gas discharge lamp, which makes their light emission uniform. Furthermore, it is the object of the present invention to enable the measurement of operating parameters of the lamp, wherein disturbing influences on the measuring signal are largely suppressed. In particular, gas discharge lamps, which are operated via a power converter, should therefore be able to be kept better at a preferably uniform temperature by a heating circuit even in dimming operation.

Die vorliegende Erfindung wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Patentansprüche bilden den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiter.The present invention is solved by the independent claims. The dependent claims further advantageously form the inventive concept.

Ein erfindungsgemäßes Betriebsgerät für wenigstens eine Gasentladungslampe weist auf: wenigstens einen durch eine Steuereinheit getakteten Leistungswandler, insbesondere einen Wechselrichter, und eine von der Steuereinheit getaktete Heizschaltung für wenigstens eine Wendel der Gasentladungslampe, wobei der Steuereinheit wenigstens ein Messsignal zurückgeführt ist, das vorzugsweise als Istwertsignal für eine Regelung des Betriebs der Gasentladungslampe und/oder der Heizschaltung verwendet wird, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, auch in Betriebszuständen, in denen sowohl die Heizschaltung wie auch der Leistungswandler getaktet sind, die Auswertung des Messsignals nur in zeitlichen Phasen durchzuführen, in denen die Steuereinheit die Taktung von wenigstens einem von Heizschaltung und Leistungswandler gezielt vorzugsweise für mehr als einen Takt pausiert.An inventive operating device for at least one gas discharge lamp comprises: at least one clocked by a control unit power converter, in particular an inverter, and a clocked by the control unit heating circuit for at least one filament of the gas discharge lamp, wherein the control unit at least one measurement signal is fed back, preferably as an actual value signal for a control of the operation of the gas discharge lamp and / or the heating circuit is used, wherein the control unit is adapted, even in operating states in which both the heating circuit and the power converter are clocked to perform the evaluation of the measuring signal only in temporal phases in which the Control unit the timing of at least one of Heating circuit and power converter targeted preferably pauses for more than a clock.

„Gasentladungslampe” steht als Beispiel für ein Leuchtmittel. Andere Beispiel sind LEDs, OLEDs, Halogenlampen sowie beliebige Kombinationen aller genannter Leuchtmittel (bspw. LED(s) mit Gasentladungslampe(n))."Gas discharge lamp" is an example of a light source. Other examples are LEDs, OLEDs, halogen lamps as well as any combination of all named lamps (eg LED (s) with gas discharge lamp (s)).

„Getaktete Heizschaltung” ist dabei nur als ein Beispiel für eine weitere, nicht unmittelbar der Leistungsversorgung dienende getaktete Schaltung neben dem Wechselrichter zu verstehen."Timed heating circuit" is to be understood only as an example of a further, not directly serving the power supply clocked circuit next to the inverter.

„Heizleistung” steht nur als ein Beispiel für die Leistung, die durch die weitere, nicht unmittelbar der Leistungsversorgung dienende getaktete Schaltung übertragen wird."Heating power" is only an example of the power transmitted by the other, not directly the power supply serving clocked circuit.

„Wechselrichter” steht nur als ein Beispiel für eine der Leistungsversorgung dienende getaktete Schaltung."Inverter" is just one example of a clocked circuit serving the power supply.

Die Erfindung kann im Weiteren auch auf andere getaktete Schaltungen angewendet werden bspw. für eine Kombination von getakteter Niedervoltversorgung und einem Schaltregler zu Speisung eines Leuchtmittels.The invention can also be applied to other clocked circuits, for example, for a combination of clocked low-voltage supply and a switching regulator to power a light source.

Ein anderes Beispiel wäre eine getaktete Batterieladeschaltung als Teil eine Notlichbetriebsgerätes in Kombination mit einem Schaltregler zu Speisung eines Leuchtmittels.Another example would be a clocked battery charging circuit as part of a Notlichbetriebsgerätes in combination with a switching regulator to power a light bulb.

Trotz Pausieren des getakteten Schalters der Heizschaltung kann die Taktung derart erfolgen, dass die mittlere übertragene Heizleistung oder Heizenergie den gleichen Wert hat wie bei einem Betrieb mit Taktung ohne Pausen.Despite pausing the clocked switch of the heating circuit, the timing can be such that the average transmitted heat output or heating energy has the same value as in a operation with clocking without pauses.

Dadurch, dass nur in den zeitlichen Phasen ein Messsignal ausgewertet wird, in denen entweder die Taktung der Heizschaltung oder die Taktung des Leistungswandlers pausiert ist, kann eine zuverlässige Messung mit deutlich verringertem Störpotential auf dem entsprechenden Signal durchgeführt werden. Dadurch kann die Steuereinheit die Regelung der Gasentladungslampe und/oder der Heizschaltung präziser durchführen, wodurch beispielsweise eine gleichmäßigere Lichtabstrahlung der Lampe erzielt werden kann.Characterized in that only in the temporal phases, a measurement signal is evaluated in which either the timing of the heating circuit or the clocking of the power converter is paused, a reliable measurement with significantly reduced noise potential can be performed on the corresponding signal. As a result, the control unit can perform the control of the gas discharge lamp and / or the heating circuit more precisely, whereby, for example, a more uniform light emission of the lamp can be achieved.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, die Taktung der Heizschaltung der Taktung des Leistungswandlers anzupassen, und die Taktanzahl in den zeitlichen Phasen, in denen die Taktung von wenigstens einem von Heizschaltung und Leistungswandler pausiert ist, so einzustellen wird, dass die Gesamtanzahl der Takte unverändert bleibt.Preferably, the control unit is adapted to adjust the timing of the heating circuit of the clock of the power converter, and the clock number in the temporal phases in which the clock is paused by at least one of the heating circuit and power converter, so that the total number of clocks remains unchanged ,

Allein durch die Anpassung der Taktung der Heizschaltung und der Taktung des Leistungswandlers werden die Störeinflüsse schon merklich reduziert. Diese sind nämlich bei ungleichmäßig getakteten Lastkreisen besonders ausgeprägt. Zudem kann eine zeitliche Phase mit pausierter Taktung gewährleistet werden, in der eine präzise Auswertung des Messsignals stattfinden kann. Zur Anpassung wird vorzugsweise die Taktung mit der niedrigen Frequenz der Taktung mit der höheren Frequenz angepasst. Dann können die Pausen der angepassten Taktung so eingestellt werden, dass die Gesamtanzahl der Takte unverändert bleibt. Dadurch wiederum wird gewährleistet, dass die Leistung bzw. Energie, die von der Heizschaltung oder dem Leistungswandler aufgenommen wird, gleich bleibt. Zum Beispiel für den Fall, dass eine Heizschaltung mit der halben Frequenz eines Leistungswandlers arbeitet, wird die Frequenz der Heizschaltung zur Frequenzanpassung verdoppelt, wodurch sich auch die Anzahl der Takte verdoppelt. Durch das Pausieren der Taktung der Heizschaltung für eine entsprechende Anzahl von Takten kann die Gesamtanzahl der Takte aber gleich gehalten werden. Die der Heizschaltung letztendlich zugeführte Energiemenge bleibt daher unberührt.Just by adjusting the timing of the heating circuit and the clocking of the power converter, the disturbing influences are already noticeably reduced. These are particularly pronounced in unevenly clocked load circuits. In addition, a temporal phase with paused clocking can be ensured, in which a precise evaluation of the measurement signal can take place. For adaptation, it is preferable to match the low frequency clocking to the higher frequency clocking. Then the pauses of the adjusted timing can be adjusted so that the total number of bars remains unchanged. This in turn ensures that the power or energy consumed by the heating circuit or the power converter remains the same. For example, in the case where a heating circuit operates at half the frequency of a power converter, the frequency of the frequency matching heating circuit is doubled, which also doubles the number of cycles. By pausing the clocking of the heating circuit for a corresponding number of clocks, the total number of clocks can be kept the same. The heating circuit ultimately supplied amount of energy therefore remains unaffected.

Vorzugsweise ist Steuereinheit dazu ausgelegt, die zeitlichen Phasen, in denen die Taktung von wenigstens einem von Heizschaltung und Leistungswandler pausiert ist, und die zeitlichen Phasen, in denen sowohl die Heizschaltung als auch der Leistungswandler getaktet sind, mit gleicher Taktanzahl einzustellen.Preferably, the control unit is designed to set the time phases in which the clocking of at least one of the heating circuit and the power converter is paused and the time phases in which both the heating circuit and the power converter are clocked with the same number of clock cycles.

Da eine typische Heizschaltung, z. B. realisiert durch einen Flyback-Konverter, wie oben beschrieben mit der halben Frequenz des Leistungswandlers arbeitet, wird somit die Frequenz angepasst und die Energiezufuhr gleich gehalten.Since a typical heating circuit, z. B. realized by a flyback converter, as described above operates at half the frequency of the power converter, thus the frequency is adjusted and kept the same power supply.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, die Taktanzahl während der zeitlichen Phasen, in denen die Steuereinheit die Taktung von wenigstens einem von Heizschaltung und Leistungswandler pausiert, basierend auf dem wenigstens einen zurückgeführten Messsignal einzustellen.Preferably, the control unit is adapted to set the number of clocks during the time phases in which the control unit pauses the clocking of at least one of the heating circuit and the power converter based on the at least one feedback measurement signal.

Verschiedene Messsignale können für ihre Auswertung eine unterschiedliche Anzahl von Takten benötigen, damit sich ein stabiles und zuverlässiges Messergebnis einstellt. Die zeitlichen Phasen, in denen eine der Taktungen pausiert ist, sollten deshalb vorzugsweise ausreichend lang für die Durchführung der Messung sein.Different measurement signals may require a different number of clocks for their evaluation, so that a stable and reliable measurement result is achieved. The time periods in which one of the clocks is paused should therefore preferably be sufficiently long to carry out the measurement.

Vorzugsweise sind der Steuereinheit mehrere Messsignale zurückgeführt, und die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, basierend auf wenigstens einem auszuwertenden Messignal zu bestimmen, ob sie die Taktung des Leistungswandlers oder der Heizschaltung pausiert.Preferably, a plurality of measurement signals are fed back to the control unit, and the control unit is designed to determine, based on at least one measurement signal to be evaluated, whether it is the Pause the power converter or the heating circuit paused.

Je nach Art der Regelung wenigstens einen Gasentladungslampe und/oder der Heizschaltung, bzw. je nach dem welches Messsignal dafür notwendig ist, kann entweder der Leistungswandler oder die Heizschaltung pausiert werden, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Alternativ können auch beide Schaltungen pausiert werden, oder es kann abwechselnd die Heizschaltung und danach der Leistungswandler pausiert werden.Depending on the type of control at least one gas discharge lamp and / or the heating circuit, or depending on which measurement signal is necessary for this, either the power converter or the heating circuit can be paused in order to achieve the best possible result. Alternatively, both circuits can be paused, or it can alternately pause the heating circuit and then the power converter.

Vorzugweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, im Dimmbetrieb der Gasentladungslampe die Taktung der Heizschaltung zu pausieren und während die Taktung der Heizschaltung pausiert ist, den Strom durch die Gasentladungslampe und/oder die Heizschaltung als Messsignal zu erfassen.Preferably, the control unit is adapted to pause in the dimming of the gas discharge lamp, the timing of the heating circuit and while the clocking of the heating circuit is paused to detect the current through the gas discharge lamp and / or the heating circuit as a measurement signal.

Insbesondere im Dimmbetrieb der Gasentladungslampe muss die Heizschaltung geregelt werden, um die Temperatur der Wendeln der Gasentladungslampe auch bei niedrigen Dimmpegeln ausreichend hoch, vorzugsweise konstant, zu halten. Um dabei Störeinflüsse zu unterdrücken, wird die Heizschaltung pausiert, während der Strom durch die Gasentladungslampe und/oder die Heizschaltung erfasst wird. Basierend auf dem erfassten Strom kann die Steuereinheit die Heizschaltung dermaßen regeln, dass die Temperatur der Gasentladungslampe auch bei niedrigen Dimmpegeln vorzugsweise konstant gehalten wird.In particular, in the dimming operation of the gas discharge lamp, the heating circuit must be controlled in order to keep the temperature of the filaments of the gas discharge lamp sufficiently high, preferably constant, even at low dimming levels. In order to suppress disturbing influences, the heating circuit is paused while the current through the gas discharge lamp and / or the heating circuit is detected. Based on the detected current, the control unit can regulate the heating circuit to such an extent that the temperature of the gas discharge lamp is preferably kept constant even at low dimming levels.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, einen konstanten Strom durch die Gasentladungslampe einzustellen, um eine gleichbleibende Temperatur der Wendeln der Gasentladungslampe bei allen Dimmpegeln sicherzustellen.Preferably, the control unit is adapted to set a constant current through the gas discharge lamp to ensure a constant temperature of the filament of the gas discharge lamp at all dimming levels.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, vor dem regulären Betrieb der Gasentladungslampe die Taktung des Leistungswandlers zu pausieren und während die Taktung des Leistungswandlers pausiert ist, eine Lampenerkennung basierend auf einem an der Gasentladungslampe und/oder an der Heizschaltung abgegriffenen Messsignal durchzuführen.Preferably, the control unit is designed to pause the clocking of the power converter before the regular operation of the gas discharge lamp and while the clock of the power converter is paused to perform a lamp detection based on a tapped on the gas discharge lamp and / or on the heating circuit measurement signal.

Bei der automatischen Lampenerkennung ist es notwendig entweder den Strom durch die Gasentladungslampe und/oder den Strom durch die Heizschaltung, oder die an einem der Schaltkreise abgegriffene Spannung zu messen, oder eine andere kennzeichnende Größe zu bestimmen. Nur dann kann eine Identifizierung der Lampe eindeutig durchgeführt werden. Dazu ist es vorteilhaft den Leistungswandler zeitweise abzuschalten, um Störeinflüsse während der Lampenerkennung zu unterdrücken. Dadurch ist eine zuverlässigere Lampenerkennung möglich, was den späteren Betrieb der Lampe verbessert.In automatic lamp detection, it is necessary to measure either the current through the gas discharge lamp and / or the current through the heating circuit, or the voltage picked up at one of the circuits, or to determine another characteristic quantity. Only then can an identification of the lamp be clearly carried out. For this purpose, it is advantageous to temporarily switch off the power converter in order to suppress interference during lamp detection. As a result, a more reliable lamp detection is possible, which improves the subsequent operation of the lamp.

Vorzugsweise enthalten die zeitlichen Phasen, in denen die Taktung von wenigstens einem von Heizschaltung und Leistungswandler pausiert ist, je drei Takte.The time phases in which the clocking of at least one of the heating circuit and the power converter is paused preferably contain three clocks each.

Da eine typische Messung des Lampenstroms und/oder Heizstroms zur Stromsteuerung der Gasentladungslampe drei Takte des Leistungswandlers benötigt, ist eine solche Einstellung vorteilhaft.Since a typical measurement of the lamp current and / or heating current to control the current of the gas discharge lamp requires three cycles of the power converter, such an adjustment is advantageous.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betrieb wenigstens einer Gasentladungslampe weist die Schritte auf: Takten eines Leistungswandlers, insbesondere eines Wechselrichters, mittels einer Steuereinheit und Takten einer Heizschaltung für wenigstens eine Wendel der Gasentladungslampe mittels der Steuereinheit, wobei der Steuereinheit wenigstens ein Messignal zurückgeführt wird, das vorzugsweise als Istwertsignal für eine Regelung des Betriebs der Gasentladungslampe und/oder der Heizschaltung verwendet wird, wobei, auch in Betriebszuständen, in denen sowohl die Heizschaltung wie auch der Leistungswandler getaktet wird, die Auswertung des Messignals nur in zeitlichen Phasen durchgeführt wird, in denen durch die Steuereinheit die Taktung von wenigstens einem von Heizschaltung und Leistungswandler gezielt vorzugsweise für mehr als einen Takt pausiert wird.A method according to the invention for operating at least one gas discharge lamp comprises the steps of: clocking a power converter, in particular an inverter, by means of a control unit and clocking a heating circuit for at least one filament of the gas discharge lamp by means of the control unit, wherein the control unit is fed back at least one measuring signal, preferably as Actual signal is used for a control of the operation of the gas discharge lamp and / or the heating circuit, wherein, even in operating states in which both the heating circuit and the power converter is clocked, the evaluation of the measurement signal is performed only in temporal phases in which by the control unit the timing of at least one of the heating circuit and power converter is selectively paused preferably for more than one clock.

Das Verfahren weist all die Vorteile des oben genannten Betriebsgeräts auf. Weitere Verfahrensschritte, die den weiteren Ausführungen des oben dargelegten Betriebsgeräts entsprechen, sind ebenfalls vorgesehen, werden hier aber nicht explizit aufgeführt.The method has all the advantages of the above-mentioned operating device. Further method steps, which correspond to the further embodiments of the above-explained operating device, are also provided, but are not explicitly listed here.

Eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung, insbesondere ein ASIC oder Mikrocontroller, ist zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ausgelegt.An integrated circuit according to the invention, in particular an ASIC or microcontroller, is designed to carry out the described method.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben.The present invention will be described below in detail with reference to the attached drawings.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts. 1 shows a block diagram of a control gear according to the invention.

2 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts. 2 shows a detailed block diagram of a control gear according to the invention.

3a zeigt eine Taktung von Heizschaltung und Leistungswandler gemäß dem Stand der Technik, 3b zeigt eine Taktung von Leistungswandler und Heizschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. 3a shows a timing of heating circuit and power converter according to the prior art, 3b shows a clocking of power converter and heating circuit according to the present invention.

4a und 4b zeigen jeweils eine Taktung von Heizschaltung und Leistungswandler gemäß der vorliegenden Erfindung. 4a and 4b each show a timing of heating circuit and power converter according to the present invention.

5 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Regeln des Heizstroms im Dimmbetrieb der Gasentladungslampe. 5 shows a method according to the invention for controlling the heating current in the dimming operation of the gas discharge lamp.

6 zeigt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Lampenerkennung. 6 shows a method according to the invention for lamp detection.

„Gasentladungslampe” steht im folgenden (Beschreibung, Zeichnungen, Ansprüche)) lediglich als Beispiel für ein Leuchtmittel. Andere Beispiel sind LEDs, OLEDs, Halogenlampen sowie beliebige Kombinationen aller genannter Leuchtmittel (bspw. LED(s) mit Gasentladungslampe(n))."Gas discharge lamp" is hereinafter (description, drawings, claims)) merely as an example of a lighting means. Other examples are LEDs, OLEDs, halogen lamps as well as any combination of all named lamps (eg LED (s) with gas discharge lamp (s)).

„Getaktete Heizschaltung” ist im folgenden (Beschreibung, Zeichnungen, Ansprüche) nur als ein Beispiel für eine weitere, nicht unmittelbar der Leistungsversorgung dienende getaktete Schaltung neben dem Wechselrichter zu verstehen."Timed heating circuit" is to be understood in the following (description, drawings, claims) only as an example of another, not directly the power supply serving clocked circuit next to the inverter.

„Heizleistung” steht also folgenden (Beschreibung, Zeichnungen, Ansprüche) nur als ein Beispiel für die Leistung, die durch die weitere, nicht unmittelbar der Leistungsversorgung dienende getaktete Schaltung übertragen wird.Thus, "heating power" stands for the following (description, drawings, claims) only as an example of the power transmitted by the other, not directly the power supply serving clocked circuit.

„Wechselrichter” steht im folgenden (Beschreibung, Zeichnungen, Ansprüche) nur als ein Beispiel für eine der Leistungsversorgung dienende getaktete Schaltung."Inverter" is hereinafter (description, drawings, claims) only as an example of a power supply serving clocked circuit.

Ein anderes Beispiel ist eine getaktete Batterieladeschaltung als Teil eine Notlichbetriebsgerätes in Kombination mit einem Schaltregler zu Speisung eines Leuchtmittels.Another example is a clocked battery charging circuit as part of a Notlichbetriebsgerätes in combination with a switching regulator to power a light bulb.

1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts, insbesondere ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe 1, mit dem auch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Im Allgemeinen wird dabei wenigstens eine Gasentladungslampe 1 über einen Leistungswandler, insbesondere einen Wechselrichter 3, mit einer Wechselspannung VAC versorgt. Der Leistungswandler 3 wird von einer Gleichspannung VDC gespeist, die von einem Schaltnetzteil 7 erzeugt wird. Das Schaltnetzteil 7 umfasst einen Oberwellenfilter zur Funkenstörung und zur Filterung von Netzoberwellen der von einer Spannungsquelle 9 gelieferten Wechselspannung UAC. Des Weiteren umfasst das Schaltnetzteil 7 eine Gleichrichterschaltung (AC/DC Schaltung), welche die Wechselspannung UAC aus der Spannungsquelle 9 in die gleichgerichtete Spannung VDC umwandelt und diese einer Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 8 zuführt. 1 shows a block diagram of the operating device according to the invention, in particular an electronic ballast for a gas discharge lamp 1 with which the method according to the invention can also be carried out. In general, at least one gas discharge lamp is used 1 via a power converter, in particular an inverter 3 , supplied with an AC voltage VAC. The power converter 3 is powered by a DC voltage VDC, that of a switching power supply 7 is produced. The switching power supply 7 includes a harmonic filter for spark suppression and for filtering line harmonics from a voltage source 9 supplied AC voltage UAC. Furthermore, the switching power supply includes 7 a rectifier circuit (AC / DC circuit) which receives the AC voltage UAC from the voltage source 9 is converted into the rectified voltage VDC and that of a power factor correction circuit 8th supplies.

Die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 8 dient zur Oberwellenfilterung und Glättung der von der Gleichrichterschaltung 7 gelieferten Gleichspannung, sowie zur Kompensation der von der wenigsten einen Gasentladungslampe 1 im Brenn- bzw. Dimmbetrieb aufgenommenen Blindleistung. Die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 8 führt dem Leistungswandler (DC/AC Schaltung) 3 die gefilterte und geglättete Gleichspannung VDC als Versorgungsspannung zu. Der Leistungswandler 3 dient als steuerbare Wechselspannungsquelle, welche eine hochfrequente Wechselspannung VAC einstellbarer Frequenz f_HB zum Betrieb der Gasentladungslampe 1 liefert.The power factor correction circuit 8th Used for harmonic filtering and smoothing of the rectifier circuit 7 supplied DC voltage, as well as to compensate for the least one gas discharge lamp 1 in the burning or dimming operation recorded reactive power. The power factor correction circuit 8th leads the power converter (DC / AC circuit) 3 the filtered and smoothed DC voltage VDC as a supply voltage. The power converter 3 serves as a controllable AC voltage source, which is a high-frequency AC voltage VAC adjustable frequency f_HB for the operation of the gas discharge lamp 1 supplies.

Der Wechselrichter 3 wird dazu von einem Regulator 5, beispielsweise einem PWM-Modul, angesteuert. Mittels des Regulators 5 kann die Frequenz f_HB, das heißt im Umkehrschluss die Taktperiode zweier Steuersignale 2a und 2b eingestellt werden. Dadurch wird auch die vom Leistungswandler 3 ausgegebene Wechselspannung VAC eingestellt, die den Dimmpegel der Gasentladungslampe 1 bestimmt. Der Regulator 5 ist ferner dazu ausgelegt, die Tastverhältnisse d₁ und d₂ (Quotient des hohen Signalwerts des digitalen Steuersignals und der entsprechenden Taktperiode) der Steuersignale 2a und 2b einzustellen.The inverter 3 is done by a regulator 5 , For example, a PWM module, driven. By means of the regulator 5 can the frequency f_HB, that is, inversely, the clock period of two control signals 2a and 2 B be set. This will also change the power converter 3 output AC voltage VAC, which sets the dimming level of the gas discharge lamp 1 certainly. The regulator 5 is further adapted to the duty cycles d ₁ and d ₂ (quotient of the high signal value of the digital control signal and the corresponding clock period) of the control signals 2a and 2 B adjust.

Ein Resonanzschaltkreis 6 ist der wenigstens einen Gasentladungslampe 1 vorgeschaltet und wandelt die rechteckige vom Leistungswandler 3 gelieferte Wechselspannung VAC in eine sinusförmige Wechselspannung um, deren Amplitude von der Frequenz f_HB der Wechselspannung VAC abhängt, die von dem Leistungswandler 3 geliefert wird. Ein Spannungsteiler 11 ist optional dazu verwendbar, die über der Gasentladungslampe 1 abfallende Spannung zu erfassen. Mittels eines optionalen Widerstands 12 kann eine Steuereinheit 4 den Lampenstrom messen und/oder einen DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1 bestimmen. Die Steuereinheit 4 ist ferner dazu ausgelegt, den Regulator 5 so zu steuern, dass dieser eine bestimmte Frequenz (das heißt eine bestimmte Taktperiode) und bestimmte Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ der Steuersignale 2a und 2b erzeugt. Dazu kann die Steuereinheit 4 auf eine Datenbank 10 (im Allgemeinen eine Speichervorrichtung) zurückgreifen und z. B. der Lampenart entsprechende Vorgaben an den Regulator 5 liefern.A resonant circuit 6 is the at least one gas discharge lamp 1 upstream and converts the rectangular of the power converter 3 supplied AC voltage VAC into a sinusoidal AC voltage whose amplitude depends on the frequency f_HB of the AC voltage VAC, that of the power converter 3 is delivered. A voltage divider 11 is optionally usable above the gas discharge lamp 1 to detect falling voltage. By means of an optional resistor 12 can be a control unit 4 measure the lamp current and / or a DC component of the current through the gas discharge lamp 1 determine. The control unit 4 is also designed to be the regulator 5 be controlled so that this a certain frequency (that is, a certain clock period) and certain duty cycles d ₁ and d _{2 of} the control signals 2a and 2 B generated. This can be done by the control unit 4 to a database 10 (generally a storage device) and z. B. the type of lamp appropriate specifications to the regulator 5 deliver.

Die Steuereinheit 4 ist ferner dazu ausgelegt eine Heizschaltung 13 zu takten, d. h. ein Steuersignal 2c an die Heizschaltung 13 zu übermitteln, damit diese gemäß einer Betriebsfrequenz f_HzTr gesteuert wird. Die Heizschaltung 13 prägt der Gasentladungslampe 1 einen auf der Betriebsfrequenz basierend Heizstrom ein, um die Temperatur der Wendeln 1a Gasentladungslampe 1 auch bei niedrigen Dimmpegeln ausreichend hoch und vorzugsweise konstant zu halten. Dadurch wird eine ungleichmäßige Lichtabstrahlung der Gasentladungslampe 1 verhindert.The control unit 4 is further adapted to a heating circuit 13 to clock, ie a control signal 2c to the heating circuit 13 to be controlled according to an operating frequency f_HzTr. The heating circuit 13 shapes the gas discharge lamp 1 a heating current based on the operating frequency to the temperature of the coils 1a Gas discharge lamp 1 even at low dimming levels sufficiently high and preferably to keep constant. As a result, an uneven light emission of the gas discharge lamp 1 prevented.

Die in 1 gezeigte Schaltung ist teilweise in 2 aber mit mehr Detailtiefe gezeigt. Der Leistungswandler 3 besteht aus zwei in Serie geschalteten Halbleiter-Leistungsschaltern 3a bzw. 3b, über welche die Spannung VDC abfällt. Dafür ist der Halbleiter-Leistungsschalter 3b mit Erdpotential verbunden und der Halbleiter-Leistungsschalter 3a ist mit einem das Potential VDC führenden Knoten verbunden. Der Halbleiter-Leistungsschalter 3a wird von einem Steuersignal 2a gesteuert, wobei das Steuersignal 2a digital ist, d. h. entweder einen hohen Spannungswert oder einen niedrigen Spannungswert (z. B. Null) annehmen kann. Der Halbleiter-Leistungsschalter 3b wird entsprechend durch das Steuersignal 2b gesteuert. Die beiden Steuersignale 2a und 2b werden von dem Regulator 5 vorgegeben. Dabei können Taktperioden T1 bzw. T2 und die Tastverhältnisse d1 bzw. d2 vorgegeben werden. Normalerweise werden Tastverhältnisse von 50% an solchen Leistungswandlern angelegt, es können jedoch auch asymmetrische Tastverhältnisse d1, d2 angelegt werden, d. h. von mehr oder weniger als 50%.In the 1 shown circuit is partially in 2 but shown with more detail. The power converter 3 consists of two series-connected semiconductor circuit breakers 3a respectively. 3b over which the voltage VDC drops. This is the semiconductor circuit breaker 3b connected to earth potential and the semiconductor circuit breaker 3a is connected to a node carrying the potential VDC. The semiconductor circuit breaker 3a is from a control signal 2a controlled, the control signal 2a is digital, ie can either assume a high voltage value or a low voltage value (eg zero). The semiconductor circuit breaker 3b is determined by the control signal 2 B controlled. The two control signals 2a and 2 B be from the regulator 5 specified. In this case, clock periods T1 and T2 and the duty cycles d1 and d2 can be specified. Normally, duty cycles of 50% are applied to such power converters, but asymmetric duty cycles d1, d2 may also be applied, ie more or less than 50%.

Die durch den Leistungswandler 3 erzeugte Wechselspannung VAC wird in den Resonanzkreis 6 der Gasentladungslampe 1 eingeprägt. Die Induktivität L₁, die Kapazität Cr und die Kapazität Cs₁ bilden den Resonanzkreis 6, der die rechteckige Wechselspannung VAC der Halbbrücke bzw. des Wechselrichters 3 in eine sinusförmige Spannung umwandelt, welche zum Betrieb der wenigstens einen Gasentladungslampe 1 verwendet wird. Die Amplitude der sinusförmigen Spannung hängt dabei von der Frequenz f_HB der vom Wechselrichter 3 gelieferten rechteckförmigen Wechselspannung VAC ab. Die Gasentladungslampe 1 kann wie in 2 gezeigt auch eine Parallelschaltung von zwei Gasentladungslampen sein, oder kann mehrere parallel oder seriell geschaltete Gasentladungslampen umfassen. Im Fall zweier Gasentladungslampen wird die sinusförmige Spannung durch die Transformatoren L_sym symmetrisch an die beiden Lampen geliefert. In diesem Fall umfasst der Resonanzkreis 6 wie gezeigt eine weitere Kapazität Cs₂.The through the power converter 3 generated AC voltage VAC is in the resonant circuit 6 the gas discharge lamp 1 imprinted. The inductance L ₁ , the capacitance Cr and the capacitance Cs ₁ form the resonant circuit 6 , the rectangular AC voltage VAC of the half-bridge or the inverter 3 converted into a sinusoidal voltage, which is used to operate the at least one gas discharge lamp 1 is used. The amplitude of the sinusoidal voltage depends on the frequency f_HB of the inverter 3 delivered rectangular AC voltage VAC. The gas discharge lamp 1 can be like in 2 may also be a parallel connection of two gas discharge lamps, or may comprise a plurality of parallel or series connected gas discharge lamps. In the case of two gas discharge lamps, the sinusoidal voltage is supplied symmetrically to the two lamps by the transformers L _sym . In this case, the resonant circuit includes 6 as shown another capacity Cs ₂ .

Die Kapazitäten Cs₁ und Cs₂ für die in 2 gezeigten Gasentladungslampen 1 sind durch Shunt-Widerstände Rdc₁ (für eine erste Gasentladungslampe) bzw. Rdc₂ (im Falle einer zweiten Gasentladungslampe) überbrückt. Dadurch stellt sich ein DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1 ein. Die Wechselspannung, die über die Gasentladungslampe 1 abfällt, ist dann um einen DC-Anteil verschoben. Der DC-Anteil verhindert eine Streifenbildung (Walmen) in der wenigstens einen Gasentladungslampe 1. Die über die Gasentladungslampen 1 abfallenden Spannungen können mittels des Spannungsteilers 11 von der Steuereinheit 4 gemessen werden.The capacities Cs ₁ and Cs ₂ for the in 2 shown gas discharge lamps 1 are bridged by shunt resistors Rdc ₁ (for a first gas discharge lamp) and Rdc ₂ (in the case of a second gas discharge lamp). This results in a DC component of the current through the gas discharge lamp 1 one. The AC voltage, via the gas discharge lamp 1 falls, is then shifted by a DC component. The DC component prevents streaking (whale) in the at least one gas discharge lamp 1 , The over the gas discharge lamps 1 decreasing voltages can be achieved by means of the voltage divider 11 from the control unit 4 be measured.

2 zeigt weiterhin ein Beispiel einer Heizschaltung 13, die in der Darstellung nur eine der wenigstens einen Gasentladungslampe 1 heizt. Es können natürlich auch eine Heizschaltung 13 für mehrere Lampen 1 oder mehrere Heizschaltungen 13 für mehrere Lampen 1 vorgesehen sein. Die Heizschaltung 13 aus 2 ist ein getakteter Transformator und besteht aus einer Primärwicklung Lp und zwei getrennten Sekundärwicklungen Ls₁ und Ls₂. Die Sekundärwicklungen Ls₁ und Ls₂ sind den Wendeln 1a der Gasentladungslampe 1 in Serie geschaltet. Widerstände Rh1 bzw. Rh2 sind zwischen die Wendeln 1a und die Sekundärwicklungen Ls1 bzw. Ls2 geschaltet. Durch die Ansteuerung der Primärwicklung Lp der Heizschaltung 13 über das Steuersignal 2c kann ein Strom in den Sekundärwicklungen Ls1 bzw. Ls2 induziert werden, der zusätzlich zum Lampenstrom, der durch die anliegende Wechselspannung erzeugt wird, durch die Wendeln 1A fließt. Die Steuereinheit 4 kann nun z. B. den gesamten Strom durch die Gasentladungslampe 1 messen und konstant halten, was gewährleistet, dass auch bei geringen Dimmpegeln eine ausreichend hohe, vorzugsweise konstante Temperatur gehalten werden kann. 2 further shows an example of a heating circuit 13 , which in the illustration only one of the at least one gas discharge lamp 1 heated. It can of course also a heating circuit 13 for several lamps 1 or more heating circuits 13 for several lamps 1 be provided. The heating circuit 13 out 2 is a clocked transformer and consists of a primary winding Lp and two separate secondary windings Ls ₁ and Ls ₂ . The secondary windings Ls ₁ and Ls ₂ are the filaments 1a the gas discharge lamp 1 connected in series. Resistors Rh1 and Rh2 are between the coils 1a and the secondary windings Ls1 and Ls2 are switched. By driving the primary winding Lp of the heating circuit 13 via the control signal 2c For example, a current can be induced in the secondary windings Ls1 or Ls2, which in addition to the lamp current, which is generated by the applied alternating voltage, through the coils 1A flows. The control unit 4 can now z. B. the entire current through the gas discharge lamp 1 measure and keep constant, which ensures that even at low dimming levels a sufficiently high, preferably constant temperature can be maintained.

Der getaktete Transformator kann auch ein Flyback-Konverter sein kann. Das Prinzip eines Flyback-Konverters ist, dass zunächst Energie im Magnetfeld der magnetisch gekoppelten Wicklungen Ls1 bzw. Ls2 und Lp gespeichert wird, welche danach auf der Sekundärseite von der Gasentladungslampe 1 bezogen wird. Ein solcher Zyklus wird gemäß der Frequenz des Steuersignals 2c durchlaufen. Das Steuersignal 2c öffnet (niedriger Wert) und schließt (hoher Wert) nämlich ein Schalterelement 14 des Flyback-Konverters. Bei geschlossenem Schalterelement 14 fließt nur ein Strom durch die Primärwicklung Lp, die Sekundärwicklungen Ls1 und Ls2 sind stromlos. Öffnet sich das Schaltelement 14, fällt der Strom durch die Primärwicklung Lp schlagartig auf null und nimmt dafür in den Sekundärwicklungen Ls1 und Ls2 zu. Bei ausreichend hohen Taktfrequenzen findet ein quasi kontinuierlicher Energiefluss von der Primär- zur Sekundärseite statt.The clocked transformer can also be a flyback converter. The principle of a flyback converter is that first energy is stored in the magnetic field of the magnetically coupled windings Ls1 and Ls2 and Lp, which then on the secondary side of the gas discharge lamp 1 is related. Such a cycle will be according to the frequency of the control signal 2c run through. The control signal 2c opens (low value) and closes (high value) namely a switch element 14 the flyback converter. When the switch element is closed 14 only one current flows through the primary winding Lp, the secondary windings Ls1 and Ls2 are de-energized. Opens the switching element 14 , the current through the primary winding Lp abruptly drops to zero and increases in the secondary windings Ls1 and Ls2. At sufficiently high clock frequencies, there is a quasi-continuous flow of energy from the primary to the secondary side.

Die Steuereinheit 4 ist dazu geeignet, bestimmte Betriebsparameter der Gasentladungslampe 1 zu messen. z. B. den Strom durch die Gasentladungslampe 1, den Heizstrom, d. h. z. B. den Strom durch die Primärwicklung Lp, oder die entsprechende an der Gasentladungslampe 1 oder der Heizschaltung 13 abfallende Spannung. Basierend auf der Auswertung eines dieser Messsignale, das vorzugsweise als ein Istwertsignal für eine Regelung des Betriebs der Gasentladungslampe 1 und/oder der Heizschaltung 13 verwendet wird, kann die Steuereinheit 4 eine gewünschte Regelgröße, z. B. einen konstanten Lampenstrom, einstellen. Dafür ist die Steuereinheit 4 ferner dazu ausgelegt entweder die Taktung der Heizschaltung 13 und/oder des Leistungswandlers 3 gezielt und vorzugsweise für mehr als einen Takt zu pausieren. In den zeitlichen Phasen, in denen die Steuereinheit 4 die Taktung von der Heizschaltung 13 oder dem Leistungswandler 3 pausiert, erfasst und wertet sie eines oder mehrere Messsignale aus bzw. führt die Messung eines oder mehrerer Betriebsparameter durch. Dadurch können weitestgehend ungestörte Messsignale erfasst werden und eine präzisere Regelung der Gasentladungslampe und/oder der Heizschaltung 13 wird möglich. Da sich die Taktungen der Heizschaltung 13 und des Leistungswandlers 3 gegenseitig beeinflussen können, werden diese Pausen gezielt gesetzt.The control unit 4 is suitable for certain operating parameters of the gas discharge lamp 1 to eat. z. B. the current through the gas discharge lamp 1 , the heating current, ie, for example, the current through the primary winding Lp, or the corresponding at the gas discharge lamp 1 or the heater circuit 13 falling voltage. Based on the evaluation of one of these measurement signals, preferably as an actual value signal for controlling the operation of the gas discharge lamp 1 and / or the heating circuit 13 is used, the control unit 4 a desired controlled variable, z. B. set a constant lamp current. That's the control unit 4 further designed either the timing of the heating circuit 13 and / or the power converter 3 selectively and preferably pause for more than one bar. In the temporal phases in which the control unit 4 the timing of the heating circuit 13 or the power converter 3 it pauses, acquires and evaluates one or more measuring signals or performs the measurement of one or more operating parameters. As a result, largely undisturbed measuring signals can be detected and a more precise control of the gas discharge lamp and / or the heating circuit 13 becomes possible. Because the clocks of the heating circuit 13 and the power converter 3 can influence each other, these breaks are targeted.

Die 3a und 3b zeigen, wie die Steuereinheit 4 die Taktung der Heizschaltung 13 und des Leistungswandlers 3 gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einer bekannten Einstellung gemäß dem Stand der Technik einstellen kann. Beide Figuren stellen dabei die Amplitude der jeweiligen Taktungen gegen die Zeit dar, wobei die digitalen Taktsignale entweder einen hohen oder einen niedrigen Wert annehmen können. 3a zeigt wie eine Heizschaltung 13, z. B. ein Flyback-Konverter, im Vergleich zu dem Leistungswandler 3 getaktet ist. In 3a ist, wie aus dem Stand der Technik bekannt, die Heizschaltung 13 mit der halben Frequenz des Leistungswandlers 3 betrieben, d. h. es sind halb so viele Takte im gleichen Zeitintervall vorhanden. Die gepunkteten Rahmen 14 geben ein Zeitintervall an, in dem eine Auswertung eines Messsignals, z. B. des Lampen- und/oder Heizstroms, ausgeführt wird. In bekannten Schaltungen müssen mindestens drei Taktperioden des Leistungswandlers 3 für die Messung des Signals aufgewendet werden. Dadurch kommt es während des Messintervalls 14 sowohl zu einem hohen Wert des Taktsignals der Heizschaltung 13 als auch des Taktsignals des Leistungswandlers 3. Über parasitäre Kapazitäten kann in einem solchen Fall eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Taktsignale stattfinden. Außerdem kann auch ein Störeinfluss des Messsignals während des Zeitintervalls 14 auftreten. Das Messsignal kann dadurch nicht für eine präzise Regelung verwendet werden.The 3a and 3b show how the control unit 4 the timing of the heating circuit 13 and the power converter 3 according to the present invention compared to a known setting according to the prior art. Both figures represent the amplitude of the respective clocks against time, wherein the digital clock signals can assume either a high or a low value. 3a shows like a heating circuit 13 , z. As a flyback converter, compared to the power converter 3 is clocked. In 3a is, as known from the prior art, the heating circuit 13 with half the frequency of the power converter 3 operated, ie there are half as many clocks in the same time interval available. The dotted frame 14 indicate a time interval in which an evaluation of a measurement signal, for. B. the lamp and / or heating current is executed. In known circuits, at least three clock periods of the power converter 3 be spent for the measurement of the signal. This happens during the measurement interval 14 both to a high value of the clock signal of the heating circuit 13 as well as the clock signal of the power converter 3 , In such a case, parasitic capacitances allow the two clock signals to influence one another. In addition, a disturbing influence of the measuring signal during the time interval 14 occur. The measurement signal can not be used for precise control.

3b zeigt hingegen, wie die Steuereinheit 4 des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts die Taktung des Leistungswandlers 3 und/oder der Heizschaltung 13 anpasst. In 3b wird beispielweise die Taktung der Heizschaltung 13 an die Taktung des Leistungswandlers 3 angepasst, d. h. beide werden mit derselben Frequenz betrieben. Um die Gesamtanzahl an Takten innerhalb eines bestimmten Zeitraums konstant zu halten, damit die durch die Heizschaltung 13 zugeführte Energiemenge konstant bleibt, werden Pausen in der Taktung der Heizschaltung 13 eingefügt. Da vorher die Frequenz der Heizschaltung 13 genau der halben Frequenz des Leistungswandlers 3 entsprach, stellt die Steuereinheit 4 in 3b die zeitlichen Phasen, in denen die Taktung der Heizschaltung pausiert wird, und die zeitlichen Phasen, in denen beide die Heizschaltung 13 und der Leistungswandler 3 getaktet sind, gleich lang ein. Dies muss allerdings nicht immer der Fall sein, und die Anzahl der Takte in den Taktpausen kann beispielsweise auch basierend auf dem zurückgeführten Messsignal eingestellt werden. 3b shows, however, how the control unit 4 of the operating device according to the invention, the timing of the power converter 3 and / or the heating circuit 13 adapts. In 3b For example, the timing of the heating circuit 13 to the clocking of the power converter 3 adjusted, ie both are operated at the same frequency. In order to keep the total number of cycles constant within a certain period of time, so that by the heating circuit 13 supplied amount of energy remains constant, breaks in the timing of the heating circuit 13 inserted. Since before the frequency of the heating circuit 13 exactly half the frequency of the power converter 3 corresponded, puts the control unit 4 in 3b the temporal phases in which the clocking of the heating circuit is paused, and the time phases in which both the heating circuit 13 and the power converter 3 are clocked, same length. However, this need not always be the case, and the number of clocks in the clock pauses can also be set, for example, based on the feedback measurement signal.

Die Steuereinheit 4 legt nun vorzugsweise das Intervall 14, in dem das Messsignal ausgewertet wird, in die zeitlichen Phasen, in der die Taktung der Heizschaltung 13 pausiert ist. Dadurch kann in dieser zeitlichen Phase z. B. der Lampen- und/oder Heizstrom der Gasentladungslampe 1 störungsfrei gemessen werden, da sich die Taktungen nicht mehr gegenseitig beeinflussen. Das Messsignal kann dadurch präziser aufgenommen werden, wodurch auch eine präzisere Regelung auf z. B. einen konstanten Lampenstrom und/oder Heizstrom durchgeführt werden kann. Die in 3b gezeigte Taktung ist insbesondere für den Dimmbetrieb der Gasentladungslampe 1 geeignet, da während des Dimmbetriebs die Heizschaltung 13 so betrieben wird, dass ein konstanter Strom durch die Gasentladungslampe 1 fließt, um die Temperatur der Wendel 1a möglichst konstant zu halten. Durch die Möglichkeit den Strom präziser einzustellen (da das Messsignal präziser ausgewertet wird) kann insgesamt die Lichtabstrahlung der Gasentladungslampe 1 verbessert werden.The control unit 4 now preferably sets the interval 14 , in which the measuring signal is evaluated, in the temporal phases in which the timing of the heating circuit 13 is paused. As a result, in this time phase z. B. the lamp and / or heating current of the gas discharge lamp 1 be measured without interference, since the clocks no longer influence each other. The measurement signal can thereby be recorded more precisely, whereby a more precise control on z. B. a constant lamp current and / or heating current can be performed. In the 3b shown timing is especially for the dimming operation of the gas discharge lamp 1 suitable because during the dimming operation, the heating circuit 13 is operated so that a constant current through the gas discharge lamp 1 flows to the temperature of the helix 1a keep as constant as possible. Due to the possibility of setting the current more precisely (since the measuring signal is evaluated more precisely), the total of the light emission of the gas discharge lamp 1 be improved.

Eine andere Möglichkeit ist in 4a gezeigt, in der die Steuereinheit 4 die Taktung des Leistungswandlers 3 pausiert. Die Taktung des Leistungswandlers 3 wird z. B. vor dem regulären Betrieb der Gasentladungslampe 1, während der Erkennung des Lampentyps mittels LTR (lamp type recognition) und der darauffolgenden Vorheizphase pausiert. Die Lampenerkennung kann somit ohne gegenseitige Beeinflussung der Taktungen der Heizschaltung 13 und des Leistungswandlers 3 durchgeführt werden und wird dadurch zuverlässiger. Es ist natürlich auch denkbar, dass für andere Steuerungen/Regelungen basierend auf anderen Messsignalen bzw. gemessenen Betriebsparametern der Gasentladungslampe 1, die Steuereinheit 4 entweder die Heizschaltung 13 oder den Leistungswandler 3 pausiert. Es können der Steuereinheit 4 auch mehrere Messsignale zurückgeführt sein, und die Steuereinheit 4 kann eines oder mehrere dieser zurückgeführten Messsignale zur Auswertung bestimmen. Darauf Basierend kann die Steuereinheit 4 dann entweder die Heizschaltung 13 oder den Leistungswandler 3 in gewissen zeitlichen Phasen in ihrer Taktung pausieren, oder kann wie in 4b gezeigt, eine abwechselnde Pause der jeweiligen Taktung erzwingen.Another possibility is in 4a shown in the control unit 4 the clocking of the power converter 3 paused. The clocking of the power converter 3 is z. B. before the regular operation of the gas discharge lamp 1 during the detection of the lamp type by LTR (lamp type recognition) and the subsequent preheat pauses. The lamp detection can thus without mutual interference of the clocking of the heating circuit 13 and the power converter 3 and thus becomes more reliable. Of course, it is also conceivable that for other controls based on other measurement signals or measured operating parameters of the gas discharge lamp 1 , the control unit 4 either the heating circuit 13 or the power converter 3 paused. It can control the unit 4 also be returned to several measurement signals, and the control unit 4 can determine one or more of these feedback measurement signals for evaluation. Thereon Based on the control unit 4 then either the heating circuit 13 or the power converter 3 pause in their timing in certain temporal phases, or may as in 4b shown to force an alternating pause of each pacing.

5 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens zum Regeln des Lampenstroms im Dimmbetrieb. Zunächst wird in Schritt S1 die Taktung der Heizschaltung 13 und des Leistungswandlers 3 vorgenommen, vorzugsweise werden die beiden Taktungen aneinander angepasst. In Schritt S2 wird der Dimmpegel der Gasentladungslampe 1 erfasst, damit die Steuereinheit 4 feststellen kann, dass und um wie viel der Lampenstrom absinkt. In Schritt S3 leitet die Steuereinheit 4 ein Pausieren der Taktung der Heizschaltung 13 ein, d. h. sie taktet die Heizschaltung 13 mit den dazwischenliegenden zeitlichen Phasen, in denen das Taktsignal stets auf niedrigem Wert liegt. In Schritt S4 misst die Steuereinheit 4 beispielweise den Lampenstrom, wobei sie die Messung während der Taktpause der Heizschaltung 13 ausführt. Die Steuereinheit 4 wertet in S5 das Messsignal während der Pause der Taktung der Heizschaltung 13 aus und regelt darauf basierend in Schritt S6 den Heizstrom durch die Primärwicklung Lp und/oder den Gesamtstrom durch die Gasentladungslampe auf beispielweise einen konstanten Wert, um die Temperatur der Wendeln 1a der Gasentladungslampe 1 bei verschiedenen Dimmpegeln vorzugsweise konstant zu halten. Nach abgeschlossener Regelung kann die Steuereinheit 4 in Schritt S7 die Taktung der Heizschaltung 13 wieder aufnehmen und kann alternativ die zeitlichen Phasen, in denen die Taktung der Heizschaltung 13 pausiert wird, gänzlich unterlassen, solange bis ein neuer Dimmpegel eingestellt wird. Allerdings kann die Steuereinheit 4 auch ein ständiges Nachregeln des Stroms vornehmen, um eine möglichst optimale Lichtabstrahlung der Gasentladungslampe 1 zu erzielen. 5 shows an example of a method for controlling the lamp current in the dimming mode. First, in step S1, the timing of the heating circuit 13 and the power converter 3 made, preferably, the two clocks are adapted to each other. In step S2, the dimming level of the gas discharge lamp 1 captured, so the control unit 4 can determine that and how much the lamp current drops. In step S3, the control unit initiates 4 a pause in the timing of the heating circuit 13 one, ie it clocks the heating circuit 13 with the intermediate temporal phases in which the clock signal is always at a low value. In step S4, the control unit measures 4 For example, the lamp current, where they are the measurement during the clock break of the heating circuit 13 performs. The control unit 4 evaluates in S5 the measuring signal during the pause of the timing of the heating circuit 13 Based thereon, in step S6, the heating current through the primary winding Lp and / or the total current through the gas discharge lamp is regulated to, for example, a constant value, the temperature of the filaments 1a the gas discharge lamp 1 preferably constant at different levels of dimming. After completion of the control, the control unit 4 in step S7, the timing of the heating circuit 13 resume and, alternatively, the temporal phases in which the timing of the heating circuit 13 is paused, completely omitted, until a new dimming level is set. However, the control unit can 4 also make a constant readjustment of the current in order to achieve the best possible light emission of the gas discharge lamp 1 to achieve.

In 6 ist ein Beispiel eines Verfahrens zur Lampenerkennung dargestellt. In Schritt S8 taktet die Steuereinheit 4 sowohl die Heizschaltung 13 als auch den Leistungswandler 3, vorzugsweise mit gleicher Taktperiode. In Schritt S9 startet die Steuereinheit 4 einen Prozess zur Lampenerkennung, wofür sie in Schritt S10 die Taktung des Leistungswandlers 3 pausiert und während der zeitlichen Phase, in der die Taktung des Leistungswandlers 3 pausiert ist, z. B. den Lampenstrom oder den Strom durch die Heizschaltung 13 misst. Basierend auf der Auswertung des Messsignals in Schritt S12 führt die Steuereinheit 4 eine Lampenerkennung S13 durch. Dazu vergleicht sie beispielweise die ausgewerteten Messsignale mit abgelegten Tabellen in der Datenbank 10. Die Steuereinheit 4 kann nun basierend auf der erkannten Lampenart geeignete Betriebsparameter einstellen, z. B. den Lampenstrom. Nach der Lampenerkennung nimmt die Steuereinheit 4 in Schritt S14 die Taktung des Leistungswandlers 3 wieder auf.In 6 an example of a method for lamp detection is shown. In step S8, the control unit is clocked 4 both the heating circuit 13 as well as the power converter 3 , preferably with the same clock period. In step S9, the control unit starts 4 a process for lamp detection, for which it in step S10 the timing of the power converter 3 paused and during the temporal phase, in which the clocking of the power converter 3 is paused, z. B. the lamp current or the current through the heating circuit 13 measures. Based on the evaluation of the measurement signal in step S12, the control unit performs 4 a lamp recognition S13 through. For example, it compares the evaluated measurement signals with stored tables in the database 10 , The control unit 4 can now set based on the recognized lamp type suitable operating parameters, eg. B. the lamp current. After the lamp detection, the control unit takes 4 in step S14, the timing of the power converter 3 back up.

Zusammenfassend kann eine Messung von Betriebsparametern der Gasentladungslampe 1 durch die Steuereinheit 4 des erfindungsgemäßen Betriebsgeräts präziser ausgeführt werden, da durch das Pausieren der Taktung entweder der Heizschaltung 13 oder des Leistungswandlers 3 Störeinflüsse unterdrückt werden können. Dadurch kann z. B. ein konstanter Lampenstrom im Dimmbetrieb präziser geregelt werden, der eine Temperatur der Gasentladungslampe 1 ausreichend hoch, vorzugsweise konstant hält. Oder es kann eine Lampentyperkennung vor dem regulären Betrieb der Gasentladungslampe 1 zuverlässiger durchgeführt werden. Gezieltes Wegschalten eines der getakteten Lastkreise kann eine zuverlässigere und genauere Messung mit geringerem Störpotential auf dem Messsignal ermöglichen und kann dadurch indirekt oder direkt die Leuchteigenschaften der Gasentladungslampe 1 verbessern.In summary, a measurement of operating parameters of the gas discharge lamp 1 through the control unit 4 the operating device according to the invention are executed more precisely, since by pausing the clocking either the heating circuit 13 or the power converter 3 Interference can be suppressed. As a result, z. B. a constant lamp current in the dimming operation can be controlled more precisely, the temperature of the gas discharge lamp 1 sufficiently high, preferably constant. Or it may be a lamp type detection before the regular operation of the gas discharge lamp 1 be carried out more reliably. Targeted switching off of one of the clocked load circuits can allow a more reliable and accurate measurement with less interference potential on the measurement signal and can thereby indirectly or directly the luminous properties of the gas discharge lamp 1 improve.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 01/76325 [0002, 0003]
EP 126901 B1 [0002]

Claims

Operating device for at least one light source, such as, for example, a gas discharge lamp ( 1 ), comprising: - at least one by a control unit ( 4 ) clocked power converter ( 3 ), in particular an inverter, and - one of the control unit ( 4 ) clocked, not directly the power supply of the lamps serving clocked circuit, such as. 13 ) for at least one coil ( 1a ) of the gas discharge lamp ( 1 ), whereby the control unit ( 4 ) at least one measuring signal is fed back, which is preferably used as an actual value signal for a regulation of the operation of the gas discharge lamp ( 1 ) and / or the heating circuit ( 13 ) is used, wherein the control unit ( 4 ) is designed, even in operating conditions in which both the heating circuit ( 13 ) as well as the power converter ( 3 ) are clocked to perform the evaluation of the measurement signal only in temporal phases in which the control unit ( 4 ) the timing of at least one of heating circuit ( 13 ) and power converters ( 3 ) is preferably paused preferably for more than one bar.

Operating device according to claim 1, wherein the control unit ( 4 ) is designed to clock the switch such that - in the time average - despite pausing the clocked switch of the heating circuit, the average transmitted heat output or heating energy has the same value as in an operation with clocking outside the pauses.

Operating device according to claim 1 or 2, wherein the control unit ( 4 ) is adapted to adjust the timing of the heating circuit of the clock of the power converter, the number of clocks in the time phases in which the clocking of at least one of heating circuit ( 13 ) and power converters ( 3 ) is paused so that the total number of bars remains unchanged.

Operating device according to claim 1, wherein the control unit ( 4 ) is adapted to the temporal phases in which the timing of at least one of heating circuit ( 13 ) and power converters ( 3 ) is paused, and the time periods in which both the heating circuit ( 13 ) as well as the power converter ( 3 ) are clocked to set with the same number of clocks.

Operating device according to claim 1, wherein the control unit ( 4 ) is adapted to the number of clocks during the time periods in which the control unit ( 4 ) the timing of at least one of heating circuit ( 13 ) and power converters ( 3 ) to be paused based on the at least one feedback measurement signal.

Operating device according to claim 1, wherein the control unit ( 4 ) several measurement signals are returned, and the control unit ( 4 ) is adapted to determine, based on at least one measurement signal to be evaluated, whether it pauses the clocking of the power converter or the heating circuit.

Operating device according to one of claims 1 to 6, wherein the control unit ( 4 ) is designed in the dimming operation of the gas discharge lamp ( 1 ) the timing of the heating circuit ( 13 ) and while the timing of the heating circuit ( 13 ) is paused, the current through the gas discharge lamp ( 1 ) and / or the heating circuit ( 13 ) as a measuring signal.

Operating device according to claim 7, wherein the control unit ( 4 ) is designed to provide a constant current through the gas discharge lamp ( 1 ).

Operating device according to one of claims 1 to 8, wherein the control unit ( 4 ) is designed before the regular operation of the gas discharge lamp ( 1 ) the timing of the power converter ( 3 ) and during the clocking of the power converter ( 3 ), a lamp detection based on a at the gas discharge lamp ( 1 ) and / or the heating circuit ( 13 ) carried out measuring signal.

Operating device according to one of the preceding claims, wherein the time phases in which the timing of at least one of heating circuit ( 13 ) and power converters ( 3 ) is paused, each containing three bars.

Method for operating at least one luminous means, such as, for example, a gas discharge lamp ( 1 ), the method comprising the steps of: clocking a power converter ( 3 ), in particular an inverter, by means of a control unit ( 4 ) and - clocking a further clocked circuit, for example. A heating circuit ( 13 ) for at least one coil ( 1a ) of the gas discharge lamp by means of the control unit ( 4 ), whereby the control unit ( 4 ) at least one measuring signal is fed back, which is preferably used as an actual value signal for a regulation of the operation of the gas discharge lamp ( 1 ) and / or the heating circuit ( 13 ), wherein, even in operating states in which both the heating circuit ( 13 ) as well as the Power converter ( 3 ) is clocked, the evaluation of the measurement signal is carried out only in temporal phases in which by the control unit ( 4 ) the timing of at least one of heating circuit ( 13 ) and power converters ( 3 ) is preferably paused preferably for more than one bar.

Integrated circuit, in particular ASIC or microcontroller, which is designed to carry out a method according to claim 11.