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Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, mit der Möglichkeit zum leistungsreduzierten Betrieb der Leuchtstofflampen.
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Zur Steuerung elektronischer Vorschaltgeräte werden heute hoch integrierte Schaltkreise, sogenannten Kombo-ICs verwendet. In diesem sind viele benötigte Funktionen in einem einzigen Baustein untergebracht. Zu diesen Funktionen gehört insbesondere die Steuerung eines Wechselrichters, z.B. eines Halbbrückenwechselrichters sowie Regel- und Sicherheitsabschaltungen. Meist betreiben diese Schaltkreise den angeschlossenen Wechselrichter mit einer fest vorgegebenen Frequenz. Soll die Leistung der angeschlossenen Lampe variiert, insbesondere reduziert werden, erfolgt dies durch eine Verminderung des Lampenstroms. Hierbei können sich wegen des negativen Lampenwiderstands Probleme mit dem Ansprechen von Überlasterkennungsschaltungen ergeben. Erfasst eine Überlasterkennungsschaltung bspw. eine zu hohe Lampenspannung, kann dies auf einem Lampenfehler beruhen und tatsächlich eine Lampenabschaltung erfordern. Rührt die hohe Lampenspannung allerdings von einer Stromreduktion her, wie es bei sehr geringen Lampenhelligkeiten also hohen Dimmgraden passieren kann, kann es zu Fehlabschaltungen kommen. Wird die Abschaltgrenze hingegen zu höheren Lampenspannungen verlegt, kann es bei hohen Lampenströmen zu erheblichen Überlasten kommen, ohne dass die Sicherheitsschaltung anspricht.
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Davon ausgehend wird nach einem Konzept gesucht, mit dem sich auf einfache Weise leistungssteuerbare Vorschaltgeräte aufbauen lassen, die einerseits Überlastzustände sicher erfassen und andererseits, insbesondere bei reduzierter Leistung, d.h. gedimmter Leuchtstofflampe, nicht zu fehlerhafter Überlastabschaltung führen.
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Diese Aufgabe wird mit dem Vorschaltgerät nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst:
Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät umfasst einen Wechselrichter und eine Steuerschaltung für diesen. Die Steuerschaltung überwacht die an der Gasentladungslampe anstehende Spannung über eine Spannungsabgriffschaltung, die eine frequenzabhängige Übertragungscharakteristik aufweist.
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Die Steuerschaltung kann bei verschiedenen Arbeitsfrequenzen betrieben werden, um an der Gasentladungslampe unterschiedliche Leistungen umzusetzen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gibt die Steuerschaltung dem Wechselrichter eine vergleichsweise niedrige Frequenz vor, um die Gasentladungslampe mit hohem Strom und somit hoher Leistung arbeiten zu lassen.
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Die Steuerschaltung gibt dem Wechselrichter eine vergleichsweise hohe Frequenz vor, um die Gasentladungslampe mit niedriger Leistung arbeiten zu lassen. Zum Beispiel kann die niedrige Frequenz zwischen 40 KHz und 50 KHz, z.B. bei 45 KHz liegen. Zum Beispiel kann die hohe Frequenz zwischen 55 KHZ und 60 KHz liegen. Natürlich sind abweichende Frequenzgrenzen möglich.
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Die Spannungsabgriffschaltung weist insbesondere zwischen der niedrigen und der hohen Frequenz eine frequenzabhängige Übertragungscharakteristik auf. Vorzugsweise fällt das Verhältnis von Ausgangssignal zu Eingangssignal mit zunehmender Frequenz ab. Wird die Spannungsabgriffschaltung als dämpfender Vierpol betrachtet, nimmt seine Dämpfung mit zunehmender Frequenz zu. Dadurch kann die Spannungsabnahme der Gasentladungslampe bei zunehmendem Strom (also abnehmender Frequenz), d.h. der negative Innenwiderstand der Gasentladungslampe kompensiert werden. Entsprechend wird die Spannungsabschaltgrenze der Steuerschaltung mit zunehmendem Lampenstrom zu geringeren Werten hin verlagert. Die Überlastüberwachung ist einerseits empfindlich, um sensibel auf geringe Überlasten anzusprechen, und andererseits unempfindlich gegen Spannungserhöhung infolge frequenzerhöhungsbedingter Lampenstromreduktion.
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Mit zunehmender Betriebsfrequenz des Wechselrichters nimmt der Lampenstrom ab und somit die Lampenspannung zu. Durch die Frequenzabhängigkeit des Übertragungsverhältnisses der Spannungsabgriffschaltung führt die infolge der Frequenzerhöhung ansteigende Lampenspannung nicht zum Überschreiten einer Schaltschwelle eines Überwachungseingangs der Steuerschaltung, der an die Spannungsabgriffschaltung angeschlossen ist.
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Der Überwachungseingang der Steuerschaltung kann Komparatorcharakteristik aufweisen. Er kann als Eingangssignal darauf eingerichtet sein, einen Strom zu überwachen. Ebenso gut kann er darauf eingerichtet sein eine Spannung zu überwachen. Die Spannungsabgriffschaltung ist daran angepasst. Als Eingangssignal nutzt sie ein von der Lampenspannung direkt abhängiges Signal. Als Ausgangssignal gibt sie, je nach Bauart, einen Ausgangsstrom oder eine Ausgangsspannung oder beides ab. Sie enthält vorzugsweise mehrere frequenzabhängige Bauelemente, bspw. induktiver und/oder kapazitiver Bauart. Vorzugsweise legen diese eine Übertragungscharakteristik fest, die somit für verschiedene Arbeitsfrequenzen des Wechselrichters verschiedene Abschaltschwellen vorgibt. Vorzugsweise ändert sich dabei die Abschaltschwelle mit der Betriebsfrequenz des Wechselrichters stetig. Weiter vorzugsweise ändert sich die Abschaltschwelle in logarithmischer Abhängigkeit von der Betriebsfrequenz. Der Zusammenhang zwischen Abschaltschwelle und Lampenstrom kann linear sein.
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Die Spannungsabgriffschaltung kann grundsätzlich als Spannungsteiler konzipiert sein und einen (oder mehrere) Serienresonanzkreis(e) enthalten. Ein solcher weist vorzugsweise eine über der höchsten Betriebsfrequenz des Wechselrichters liegende Resonanzfrequenz auf, wenn er im unteren Spannungsteilerzweig, also zu dem Bezugspotential hin angeordnet ist. Wenn er hingegen im oberen Spannungsteilerzweig, also zu der Gasentladungsladungslampe hin angeordnet ist, weist er vorzugsweise eine über der höchsten Betriebsfrequenz des Wechselrichters liegende Resonanzfrequenz auf. So wird jeweils mit steigender Betriebsfrequenz und somit Annäherung an die Resonanz des Serienresonanzkreises das Spannungsteilerverhältnis vergrößert. Unter Spannungsteilerverhältnis wird die an der Lampe und somit dem Spannungsteiler insgesamt anliegende Spannung im Verhältnis zu der vom Spannungsteiler abgegebenen und somit an die Steuerschaltung gelieferten Spannung verstanden. Mit anderen Worten, die Dämpfung der Spannungsabgriffschaltung nimmt mit zunehmender Frequenz des Eingangssignals (d.h. der Frequenz der Lampenspannung) zu.
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Zusätzlich kann die Spannungsabgriffschaltung einen Parallelresonanzzweig im unteren Spannungsteilerzweig enthalten. Die Resonanzfrequenz dieses Parallelresonanzzweigs liegt vorzugsweise deutlich oberhalb der Resonanzfrequenz des Serienresonanzzweigs. Während der Serienresonanzzweig z.B. eine Resonanzfrequenz von 100 KHz haben kann, liegt die Resonanzfrequenz des Parallelresonanzzweigs vorzugsweise bei 300 KHz. Liegt der Parallelresonanzzweig hingegen im oberen Spannungsteilerzweig, ist es vorteilhaft, wenn seine Resonanzfrequenz unterhalb der höchsten, vorzugsweise sogar unterhalb der niedrigsten Betriebsfrequenz liegt.
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Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen. Es zeigen:
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1 die Grundstruktur eines erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts, in ausschnittsweiser stark abstrahierter Darstellung,
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2 eine diagrammartige Darstellung einer Lampenkennlinie bei verschiedenen Arbeitstemperaturen und eine stromabhängige Abschaltgrenze,
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3 eine diagrammartige Darstellung der Frequenzabhängigkeit einer Abschaltschwelle,
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4 eine Spannungsabgriffschaltung, in einer beispielhaften bevorzugten Schaltung
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5 und 6 abgewandelte Ausführungsformen einer Spannungsabgriffschaltung und
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7 die Grundstruktur eines erfindungsgemäßen alternativen Vorschaltgeräts, in ausschnittsweiser stark abstrahierter Darstellung.
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In 1 ist ein Vorschaltgerät 10 für eine Gasentladungslampe 11 veranschaulicht, die hier als Leuchtstofflampe ausgebildet ist. Sie weist zwei vorzugsweise als Heizwendeln 12, 13 ausgebildete Elektroden auf, über die sie Lampenstrom iL erhält. Die Elektroden 12, 13 können mit einem Zündkondensator 14 oder anderweitigen Einrichtungen zur Erzeugung von Heizstrom verbunden sein. In Reihe mit der Gasentladungslampe 11 ist eine Drossel 15 angeordnet, die den Lampenstrom iL begrenzt. Falls die Gasentladungslampe 11 massebezogen arbeitet, d.h. mit einer Elektrode 13 direkt oder über andere Elemente an Masse 16 liegt, kann der Drossel 15 noch eine Koppelkondensator 17 in Reihe geschaltet sein. Somit ist ein Lampenzweig gebildet, der mindestens die Gasentladungslampe 11 und die Drossel 15 enthält.
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Dieser Lampenzweig ist an den Ausgang 18 eines Wechselrichters 19 angeschlossen. Dieser enthält vorzugsweise zwei elektronisch gesteuerte Schalter 20, 21, z.B. in Gestalt von MOSFETs oder in Gestalt IGBTs. Sie schalten abwechselnd ein und aus. Der obere Schalter 20 ist mit Betriebsspannung 22 von z.B. 300 V oder 400 V verbunden. Der untere Schalter 21 ist mit Masse 16 verbunden. Beide Schalter 20, 21 sind mit dem Ausgang 18 verbunden. Die Schalter 20, 21 weisen Steueranschlüsse 23, 24 auf, die mit einer Steuerschaltung 25 verbunden sind. Die Steueranschlüsse 23, 24 bilden zusammen den Steuereingang des Wechselrichters 19. Diese Steuerschaltung 25 weist einen hier im Beispiel zwei Anschlüsse 26, 27 umfassenden Ausgang 28 auf, der den Wechselrichter 19 steuert. Dabei gibt die Steuerschaltung 25 die Schalter 20, 21 abwechselnd in vorgegebenen Takt mit vorgegebener Frequenz und mit vorgegebenem Tastverhältnis frei, bzw. sperrt diese. Die Schalter 20, 21 verbinden somit den Ausgang 18 abwechselnd mit Betriebsspannung 22 oder Masse 16.
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Die Steuerschaltung 25 weist einen Steuereingang 29 auf, über den sie ein Leistungssignal empfangen kann. An dem Steuereingang 29 erhält die Steuerschaltung 25 ein Signal mit dem sich die Helligkeit der Gasentladungslampe 11 einstellen lässt. Dieses Signal wird auch als Dimmsignal bezeichnet. Es bestimmt z.B. den Lampenstrom. Alternativ kann es die Lampenleistung festlegen. Der Steuereingang 29 kann je nach Erfordernis so ausgelegt sein, dass er eine jeweils gewünschte Signalart verarbeiten kann. Solche Signalarten können bspw. Spannungssignale, Stromsignale, Impulssignale, serielle Codes, parallele Codes und dergleichen sein. Der Steuereingang 29 kann physisch eine oder mehrere Leitungen umfassen. Er kann eine Schnittstelle zur Umgebung darstellen oder ein internes in der Steuerschaltung 25 erzeugtes Signal erhalten und weitergeben.
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Die Steuerschaltung 25 weist außerdem einen Abschalteingang 30 auf. Dieser dient zur Erfassung eines Überlastzustands. Je nach Ausführungsform kann er als Stromerfassungseingang oder als Spannungserfassungseingang ausgebildet sein. Zum Beispiel kann er als Stromkomparator oder als Spannungskomparator ausgebildet sein. In diesem Fall legt er eine fortwährend überwachte Schaltschwelle fest, bei deren Überschreiten in der Steuerschaltung 25 intern ein Signal erzeugt und weiter verarbeitet wird, das eine geeignete Gegenmaßnahme auslöst. Zum Beispiel kann die Überschreitung der Schaltgrenze zum dauerhaften Abschalten, zum zeitweiligen Abschalten, zur Einnahme einer Notbetriebsart, zur Einnahme einer Minimalleistungsbetriebsart oder zu einer anderen Maßnahem führen.
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Im vorliegenden Fall ist der Abschalteingang 30 als Stromsensoreingang ausgebildet. Ein in diesen Eingang 30 fließender Strom iS signalisiert einen Überlastzustand, wenn er einen Grenzwert übersteigt.
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Das Vorschaltgerät 10 weist eine Spannungsabgriffschaltung 31 auf, die dazu dient, aus der an der Gasentladungslampe 11 anstehenden Spannung das Stromsignal iS zu erzeugen. Die Spannungsabgriffschaltung 31 weist dazu einen Eingang 32 auf, der mit einem Anschluss 33 mit einer Elektrode 12 der Gasentladungslampe 11 und mit einem anderen Anschluss 34 mit der anderen Elektrode 13 der Gasentladungslampe 11 und somit, zumindest im vorliegenden Beispiel, mit Masse 16 verbunden ist. Wie erwähnt können zwischen der Elektrode 13 und Masse 16 weitere nicht dargestellte Bauelemente wie bspw. Stromfühler-Bauelemente (Shunts), Stromtransformatoren oder dergleichen angeordnet sein. Die Spannungsabgriffschaltung 31 weist außerdem einen Ausgangsanschluss 35 auf, der den Strom iS liefert. Ein weiterer Ausgangsanschluss 36 kann mit Masse 16 verbunden sein. Die beiden Ausgangsanschlüsse 35, 36 bilden den Ausgang 37 der Spannungsabgriffschaltung 31.
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Die Spannungsabgriffschaltung 31 weist eine frequenzabhängige Charakteristik auf. In 3 ist ein Strom iS aufgetragen, der sich in einen Frequenzbereich von einer niedrigen Frequenz von bspw. 45 KHz bis zu einer hohen Frequenz von bspw. 60 KHz ergibt, wenn die Spannung an dem Eingang 32 konstant gehalten ist. Ersichtlicherweise nimmt bei konstanter Eingangsspannung an dem Eingang 32 der Strom iS mit zunehmender Frequenz ab. Im einfachsten Fall kann ein linearer oder wenigstens nahezu linearer Zusammenhang zwischen dem Strom iS und der Frequenz vorgesehen sein.
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Ein beispielhafter Aufbau der Spannungsabgriffschaltung 31 ist aus 4 ersichtlich. Ersichtlicherweise besteht die Spannungsabgriffschaltung 31 aus einem frequenzabhängigen Spannungsteiler. Dieser enthält einen Hauptzweig, der einen vorzugsweise relativ hochohmigen Widerstand R1 von beispielsweise 500 kΩ bis ein MΩ z.B. 820 kΩ enthält. Dieser führt von dem Anschluss 33 zu einem Spannungsteiler, der unmittelbar mit dem Ausgangsanschluss 35 verbunden ist. Bedarfsweise kann zwischen dem Spannungsteilerpunkt und dem Ausgangsanschluss 35 ein weiterer ohmscher Widerstand R3 vorgesehen sein.
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Von dem Spannungsteilerpunkt führt eine Schaltungskombination gegen Masse die frequenzabhängige Bauelemente enthält. In der Reihenschaltung liegen ein ohmscher Widerstand R2, ein Kondensator C1 und eine Spule L. Letztere kann direkt oder über einen Widerstand R4 gegen Masse geschaltet sein. Der Kondensator C1 und die Spule L bilden einen Serienresonanzzweig, dessen Resonanzfrequenz vorzugsweise oberhalb der in 3 angegebenen höheren Frequenz liegt. Zum Beispiel liegt die Resonanzfrequenz bei 100 KHz. Bevorzugte Bauelementewerte sind für R2 ein bis zwei vorzugsweise 1,2 kΩ, für C1 47 bis 220 nF, vorzugsweise 100 nF, für L1 0,5 bis 2 mH, vorzugsweise 1 mH und für R4 0 bis 100 Ω, vorzugsweise 30 Ω.
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Optional kann der Serienschaltung aus der Spule L und dem ohmschen Widerstand R4 ein Kondensator C2 parallel geschaltet sein. Auf diese Weise ist ein Parallelresonanzzweig gebildet. Die Kapazität des Kondensators C2 liegt vorzugsweise zwischen 4,7 nF und 22 nF, vorzugsweise bei 12 nF. Die Resonanzfrequenz des Parallelresonanzzweigs liegt vorzugsweise deutlich oberhalb der Resonanzfrequenz des Serienresonanzzweigs, hier bspw. bei 300 kHz. Die insoweit beschriebene Spannungsabgriffschaltung 31 arbeitet wie folgt:
In 2 sind die Lampenkennlinien für verschiedene Umgebungstemperaturen ein und derselben Leuchtstofflampe veranschaulicht. Die Kurve I veranschaulicht die Lampenkennlinie bei –15°C, die Kennlinie II gilt für 20°C. Die Kennlinie III gilt für 35°C. Wie ersichtlich, haben alle Kennlinien zumindest im Bereich von ungefähr 5 mA bis ungefähr 170 mA fallende negative Charakteristik. Demzufolge muss die Abschaltschwelle für höhere Ströme niedriger liegen als für niedrigere Lampenströme. Dies realisiert die Spannungsabschaltung 31, die eine Schaltschwelle gemäß Kurve IV in 2 festlegt. Zum Verständnis wird darauf hingewiesen, dass die verschiedenen Lampenströme zwischen z.B. 5 mA und 170 mA durch Variation der Betriebsfrequenz des Wechselrichters 10 erreicht werden. Für 100 Prozent Leistung, d.h. zum Beispiel 170 mA Strom, arbeitet der Wechselrichter z.B. bei 45 kHz. In diesem Fall ist der aus der Induktivität L und dem Kondensator C1 gebildete Serienresonanzzweig relativ weit von seiner Resonanzfrequenz entfernt und somit vergleichsweise hochohmig. An dem Ausgangsanschluss 35 steht somit ein relativ großer Anteil der an dem Eingang 33 erfassten Lampenspannung an. Somit wird die Abschaltschwelle der Steuerschaltung 25 schon bei relativ niedrigen Lampenspannungen erreicht.
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Wird die Gasentladungslampe 11 gedimmt, bspw. auf einen Betriebsstrom von lediglich 50 mA, erfolgt dies durch Erhöhen der Betriebsfrequenz des Wechselrichters 19. Der Serienresonanzzweig kommt deshalb näher an seine Resonanzfrequenz heran. Er wird somit niederohmiger. Infolgedessen nimmt das Spannungsteilerverhältnis zu, d.h. an dem Ausgangsanschluss 35 steht ein geringerer Teil der Lampenspannung an, die an dem Anschluss 33 anliegt. Damit liegt die Abschaltschwelle höher. Genau dies veranschaulicht die geneigte gerade Strecke IV in 2, die die frequenzabhängige Abschaltschwelle markiert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Abszisse logarithmisch geteilt ist. Die Abschaltschwelle stellt sich als Gerade dar, d.h. sie hat zumindest angenähert einen logarithmischen Verlauf. Dies ist jedoch nicht zwingend. Die Abschaltschwelle kann davon abweichende und somit in 2 ein- oder mehrfach gekrümmte Verläufe aufweisen, wie z.B. Kurve V zeigt. Wesentlich aber ist ihre mit zunehmendem Strom, d.h. abnehmender Frequenz fallende Tendenz.
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Die Abschaltschwelle muss vor allem für höhere Lampenströme aktiv sein. Bei sehr tiefen Dimmniveaus, d.h. sehr geringen Strömen, kann auch bei sehr hoher Lampenspannung eine übermäßige Leistung nicht erreicht werden, so dass dann eine Notabschaltung oder sonstige Schutzmaßnahme nicht erforderlich sind.
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5 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform einer Spannungsabgriffschaltung 31a. Sie ist wiederum als Spannungsteiler aufgebaut. Sie kann sowohl in ihrem oberen von ihrem Anschluss 33 zu ihrem Ausgangsanschluss 35 führenden Zweig 37 wie auch in ihrem unteren Zweig 38 frequenzabhängige Impedanzen wie kapazitive Bauelemente oder induktive Bauelemente enthalten. Zum Beispiel kann der obere Zweig 37 ein induktives Bauelement 39 und/oder einen ohmschen Widerstand 40 enthalten. Optional kann dem induktiven Bauelement 39 ein kapazitives Bauelement 41 parallel geschaltet sein. Der untere Zweig 38 kann ein kapazitives Bauelement 42 und gegebenenfalls parallel dazu einen ohmschen Widerstand 44 enthalten. Zu dem kapazitiven Bauelement 42 kann ein induktives Bauelement 43 in Reihe geschaltet sein.
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Auch diese Spannungsabgriffschaltung 31a sorgt dafür, dass mit zunehmender Frequenz ein geringerer Anteil der an dem Anschluss 33 anliegenden Lampenspannung an den Ausgangsanschluss 35 gelangt. Dies insbesondere, wenn die Resonanzfrequenz des im oberen Zweig 37 liegenden Parallelresonanzkreises und die Resonanzfrequenz des in dem unteren Zweig liegenden Reihenresonanzkreises oberhalb der im gesamten Dimmbereich der Gasentladungslampe 11 auftretenden Betriebsfrequenzen des Wechselrichters 10 liegen.
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An den Spannungsabgriffschaltungen 31, 31a sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Allen gemeinsam ist jedoch, dass in zumindest einem von dem oberen und dem unteren Zweig 37, 38 mindestens ein, vorzugsweise wenigstens zwei, reaktive Bauelemente, vorzugsweise unterschiedlicher Charakteristik, wie z.B. induktiver und kapazitiver Charakteristik vorgesehen sind. Vorzugsweise zeigen diese Elemente Resonanzverhalten, wobei der Betrieb der Spannungsabgriffschaltung mit Frequenzen außerhalb der Resonanz erfolgt. Für einfache Anwendungsfälle kann es jedoch auch genügen, wenn die Spannungsabgriffschaltung 31 lediglich Tiefpasscharakteristik hat. In diesem Fall ist die in 5 dargestellte Schaltungsstruktur z.B. auf den ohmschen Widerstand 40 und das kapazitive Bauelement 42 reduziert, wobei alle oder einige der sonstigen Elemente weggelassen sind. Werden die induktiven Bauelemente 39, 43 weggelassen, sind sie überbrückt. Werden das kapazitive Bauelement 41 oder der ohmsche Widerstand 44 weggelassen, entfallen sie ersatzlos.
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Bei einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Spannungsabgriffschaltung 31 auch auf einen Tiefpass reduziert werden, wie er z.B. in 6 angegeben ist. Es gelten die Bezugszeichen und Beschreibungen der Schaltung nach 5 entsprechend, wobei durch den Tiefpass nach 6 allerdings nur eine Durchlasskurve mit einer einzigen Eckfrequenz erhalten wird. Die 3-dB-Eckfrequenz des Tiefpasses wird vorzugsweise auf diejenige Frequenz gelegt, bei der die Gasentladungslampe 11 mit 100% Helligkeit leuchtet. Alternativ stimmt die Eckfrequenz mit der Resonanzfrequenz der Drossel 15 und des Zündkondensators 14 überein. Die Eckfrequenz des Tiefpasses nach 6 kann auch in einem 3-dB-Bereich um die Resonanzfrequenz oder auch in einem 6dB-Bereich um die Resonanzfrequenz liegen. Der Einsatz eines Tiefpasses als Abgriffschaltung 31 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der aus der Drossel 15 und dem Zündkondensator 14 gebildete Resonanzkreis eine geringe Güte hat. Die geringe Güte kann die Folge eines (geringen) L/C-Verhältnisses der Drossel 15 und des Zündkondensators 14 und/oder die Folge eines niedrigen Innenwiderstands der Gasentladungslampe 11 z.B. infolge höherer Lampenleistung sein.
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Bei allen vorbeschriebenen Schaltungen ist die Reihenfolge des Koppelkondensators 17 und der Drossel 15 in der Reihenschaltung beliebig. Sie kann sowohl gemäß 1 als auch gemäß 7 festgelegt sein.
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Wie 7 veranschaulicht, sind unabhängig davon weitere Schaltungsabwandlungen möglich.
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Z.B. kann der Zündkondensator 14 entsprechend 1 mit ersten Enden der Elektroden 12, 13 verbunden sein, während deren zweite Enden (über die Drossel und, falls vorhanden, den Koppelkondensator 17) mit der Wechselrichterhalbbrücke 19 bzw. Masse 16 verbunden sind. Bei dieser Lösung liegt der Zündkondensator aus Sicht der Wechselrichterhalbbrücke 19 „hinter“ der Gasentladungslampe 11. Der im Resonanzfall vor dem Zünden auftretende Lampenstrom fließt dann durch die Elektroden 12, 13 und heizt diese.
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Der Zündkondensator 14 kann alternativ auch „vor“ der Gasentladungslampe 11 angeordnet sein. 7 veranschaulicht ein Beispiel. Der Zündkondensator ist mit dem oben definierten zweiten Ende der Elektrode 12 und Masse 16 verbunden.
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In diesem Fall kann die Beheizung der Elektroden 12, 13 durch Heizstromkreise 45, 46 erfolgen, die jeweils mit den Elektroden 12, 13 verbunden sind. Z.B. können zu dem Heizstromkreis 45 eine Heizstromquelle z.B. in Gestalt einer Heizwicklung 47 und, falls nötig ein Kondensator 48 gehören. Zu dem Heizstromkreis 46 können z.B. eine Heizwicklung 49 und ein Kondensator 50 gehören. Die Heizwicklungen 47, 49 können induktiv mit der Drossel 15 koppeln. Alternativ können die Heizwicklungen zu einem Heiztrafo 51 gehören, dessen Primärwicklung z.B. parallel zu dem Zündkondensator geschaltet ist. Wenn die Reihenfolge von Drossel 15 und Koppelkondensator 17 gegenüber 7 vertauscht ist, kann die Primärwicklung des Heiztrafos 15 auch an den Verbindungspunkt zwischen dem Koppelkondensator 17 und der Drossel 15 angeschlossen sein. Auch kann der Heiztrafo 51 z.B. über einen eigenen Koppelkondensator an den Ausgang der Wechselrichterhalbbrücke 19 direkt angeschlossen sein.
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Zur Realisierung einer variablen Überlastschaltgrenze bei frequenzgesteuerten Vorschaltgeräten im Dimmbetrieb wird zwischen Steuerschaltung 25 und Gasentladungslampe 11 ein Spannungsabgriffschaltung 31 angeordnet, die als frequenzabhängiger Spannungsteiler ausgebildet ist, der eine mehr oder weniger steile Tiefpasscharakteristik aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorschaltgerät
- 11
- Gasentladunglampe
- 12
- Elektrode
- 13
- Elektrode
- iL
- Lampenstrom
- 14
- Zündkondensator
- 15
- Drossel
- 16
- Masse
- 17
- Koppelkondensator
- 18
- Ausgang
- 19
- Wechselrichter
- 20
- Schalter
- 21
- Schalter
- 22
- Betriebsspannung
- 23
- Steueranschluss
- 24
- Steueranschluss
- 25
- Steuerschaltung
- 26
- Anschluss
- 27
- Anschluss
- 28
- Ausgang
- 29
- Steuereingang
- 30
- Abschalteingang
- 31, 31a
- Spannungsabgriffschaltung
- 32
- Eingang
- 33
- Anschluss
- 34
- Anschluss
- 35
- Ausgangsanschluss
- 36
- Ausgangsanschluss
- 37
- oberer Zweig der Spannungsabgriffschaltung 31
- 38
- unter Zweig der Spannungsabgriffschaltung 31
- 39
- induktives Bauelement
- 40
- ohmscher Widerstand
- 41
- kapazitives Bauelement
- 42
- kapazitives Bauelement
- 43
- induktives Bauelement
- 44
- ohmscher Widerstand
- iS
- Abschaltsignal/Strom
- R1...4
- ohmsche Widerstände
- Re
- Eingangswiderstand
- C1, C2
- Kondensatoren
- L
- Spule/Induktivität
- I, II... V
- Kurven
- 45, 46
- Heizsromkreise
- 47, 49
- Heizwicklungen
- 48, 50
- Kondensatoren
- 51
- Heiztrafo
- 52
- Kondensator
