DE10202645A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe und Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und Ansteuervorrichtung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe und Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und AnsteuervorrichtungInfo
- Publication number
- DE10202645A1 DE10202645A1 DE10202645A DE10202645A DE10202645A1 DE 10202645 A1 DE10202645 A1 DE 10202645A1 DE 10202645 A DE10202645 A DE 10202645A DE 10202645 A DE10202645 A DE 10202645A DE 10202645 A1 DE10202645 A1 DE 10202645A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lamp
- current
- interval
- gas discharge
- ignition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/382—Controlling the intensity of light during the transitional start-up phase
- H05B41/388—Controlling the intensity of light during the transitional start-up phase for a transition from glow to arc
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
- H05B41/2881—Load circuits; Control thereof
- H05B41/2882—Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/391—Controlling the intensity of light continuously using saturable magnetic devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
- Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe werden gezeigt. Um trotz der beim Hochlaufen der Lampe zu erfüllenden Anforderungen an den Lampenlichtstrom die Lebensdauer möglichst nicht zu beeinträchtigen, wird die Lampe in einem Anlaufintervall, das mindestens den Bereich von 1 s bis 3 s nach Zündung der Lampe umfaßt, mit einem Wechselstrom betrieben, dessen Amplitude in dem Anlaufintervall ansteigt. Nach dem Anstieg im Anlaufintervall kann der Strom in einem bevorzugt darauf folgenden Übergangsintervall zunächst weiter ansteigen oder konstant bleiben und wird dann abgesenkt, bis die Lampe in den stationären Betrieb übergeht. Der Zeitverlauf des Stroms ist hierbei bevorzugt so gewählt, daß zu vorgegebenen Zeitpunkten zugeordnete Minimalwerte für den Lampenlichtstrom erreicht werden. Besondere Vorteile ergeben sich z. B. für Hg-freie Lampen, die, insbesondere beim Anlauf, mit hohen Strömen betrieben werden.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe, ein Beleuchtungssystem mit einer Gasentladungslampe und einer Ansteuervorrichtung sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe.
- Bei Gasentladungslampen wird Licht erzeugt durch eine Gasentladung, die üblicherweise in einem Entladungsgefäß zwischen zwei Elektroden stattfindet. Zum Zünden der Gasentladung wird eine Zündspannung angelegt, die zur Ausbildung eines Lichtbogens führt. Nach dem Zünden des Lichtbogens erwärmen sich die Elektroden und das sie umgebende Gefäß und die Lampe geht nach einiger Zeit in ihren stationären (Steadystate) Betriebszustand über.
- Entladungslampen werden seit einiger Zeit insbesondere im Automobilbereich häufig eingesetzt. Die hier eingesetzten Lampen werden im stationären Betrieb üblicherweise mit Wechselspannung betrieben.
- Der zeitliche Ablauf nach dem Zünden einer Entladungslampe ist folgender: Nach dem Zünden des Lichtbogens wird die Lampe zunächst für einige Millisekunden, üblicherweise 100 ms oder weniger, in einem Übergangsbereich betrieben. In diesem Übergangsbereich erfolgt der Betrieb der Lampe mit Gleichspannung (DC), wobei aber beispielsweise einmal die Polarität gewechselt werden kann. Dies dient zum Aufheizen der Elektroden. Ab dem Ende des Übergangsbereich wird die Lampe mit Wechselspannung, häufig einer rechteckförmigen Wechselspannung von 400 Hz, betrieben. Dies umfaßt zunächst ein Anfangsintervall von einigen Sekunden und darauffolgend den stationären Betrieb.
- Insbesondere für die Verwendung im Automobilbereich wird üblicherweise ein möglichst schneller Anstieg des Lampenlichtstroms angestrebt. Zu diesem Zweck ist es bekannt, die Lampe im Anfangsintervall mit einem konstanten, sehr hohen Anlaufstrom zu betreiben, der nahe bei dem für die jeweilige Lampe unter Berücksichtigung einer gewünschten Lebensdauer maximal zulässigen Strom liegt.
- US-A-5,663,875 beschreibt einen Spannungswandler zum Betrieb einer Entladungslampe. Hier beschreibt Fig. 1b den Verlauf des Stroms nach Zündung der Lampe. Im Übergangsbereich wird dieser zunächst noch im DC-Betrieb auf einen sehr hohen Wert gesteigert, dann in den AC-Betrieb umgeschaltet, wobei zunächst ein sehr hoher Wechselstrom fließt und der Strom dann langsam bis zum Nominal-Betrieb verringert wird. Im Anfangsbereich wird die Lampe, die nominal bei 35 Watt betrieben wird, mit bis zu 90 Watt betrieben, um die Elektroden zu erwärmen und die Bestandteile im Entladungsgefäß zu verdampfen.
- Auch US-A-5,434,474 beschäftigt sich mit einer Vorrichtung zum Betrieb einer Entladungslampe. Die Vorrichtung umfaßt eine Schaltung zur Detektion von Überströmen die eingesetzt wird, um zu hohe Anlaufströme zu vermeiden. Im Anfangsintervall begrenzt die Vorrichtung den Strom auf einen Maximalwert. So sollen nachteilige Folgen für die Lebensdauer der Lampe vermieden werden.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe sowie ein Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und entsprechender Ansteuervorrichtung vorzuschlagen, bei der die Lampe so angesteuert wird, daß ihre Lebensdauer nicht unnötig verkürzt wird, die Lampe aber trotzdem den Anforderungen bezüglich des Hochlaufverhaltens genügt.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein Beleuchtungs- System nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 11. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
- Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, daß der Betrieb mit hohem Strom gerade im kalten Zustand der Lampe nach der Zündung für die Lebensdauer der Lampe aufgrund der auftretenden thermischen Ausdehnung extrem nachteilig ist. Die Anforderungen an den Anlauf (Run-Up) der Lampe werden beispielsweise definiert durch Vorgabewerte für den Lampenlichtstrom zu verschiedenen Zeitpunkten. So muß eine Lampe beim Anlauf, um diesen Spezifikationen zu genügen, beispielsweise nach 1 s mindestens einen ersten Schwellenwert für den Lampenlichtstrom erreichen und beispielsweise nach 4 s mindestens einen zweiten, höheren Schwellenwert.
- Erfindungsgemäß wird die Lampe in einem Anlaufintervall von einer Stromversorgungseinrichtung mit einem Wechselstrom von im Wesentlichen ansteigender Amplitude angesteuert. Anstatt also, wie aus dem Stand der Technik bekannt, die Lampe von vornherein bei maximal zulässigem Strom zu betreiben, wird mindestens im Bereich zwischen 1 und 3 s nach dem Zünden der Lampe ein im Wesentlichen ansteigender Zeitverlauf der Amplitude des durch die Lampe fließenden Wechselstroms vorgegeben. Unter "im Wesentlichen" Ansteigend wird hierbei zunächst lediglich verstanden, daß der Wert zu Beginn des Anlaufintervalls geringer ist als zum Ende des Anlaufintervall. Gemäß einer Weiterbildung wird vorgeschlagen, daß der Zeitverlauf des Stroms im Anlaufintervall im zeitlichen Mittel monoton steigend ist, d. h. ansteigt oder in manchen Zeitabschnitten auch konstant bleibt, jedoch nicht abfällt. Angesichts der Welligkeit des Stroms ist hierfür ein angemessen geglättetes zeitliches Mittel zu betrachten.
- Der Begriff "Anlaufintervall" wird hier verwendet für jedes Intervall, in dem die Lampe mit Wechselstrom betrieben wird, wobei das Intervall mindestens den Bereich von 1 s bis 3 s nach dem Zünden der Lampe umfaßt. Das Anlaufintervall kann direkt nach einem (DC-)Übergangsbereich beginnen. Ebenso kann der Beginn des Anlaufintervalls auch in einen Bereich fallen, in dem die Lampe bereits mit Wechselstrom betrieben wird. Je nach Anwendung kann das Anlaufintervall in die eine und/oder andere zeitliche Richtung ausgedehnt werden und beispielsweise bereits bei 0,5 s, 0,3 s oder noch früher nach der Zündung beginnen und beispielsweise nach 4,5 oder sogar 8 s nach der Zündung enden.
- Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Strom im Anlaufintervall um mindestens 30% ansteigt, bezogen auf den Wert zu Beginn des Intervalls. Bevorzugt wird aber ein Anstieg von über 50%, in einigen Fällen sogar über 100%.
- Gemäß einer Weiterbildung erreicht der Strom im Anlaufintervall oder im vorzugsweise darauf folgenden Übergangsintervall einen Maximalwert. Dieser Maximalwert wird bevorzugt für den jeweiligen Lampentyp so bestimmt, daß Mindestanforderungen an die Lebensdauer der Lampe erfüllt werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beträgt die Amplitude des Stroms zu Beginn des Anlaufintervalls maximal 75% des Maximalstroms, bevorzugt weniger als 60%.
- Der vorgegebene Verlauf kann beispielsweise linear in Form einer Rampe sein, aber auch jede andere ansteigende Kurvenform aufweisen, beispielsweise treppenförmig sein etc. Der Zeitverlauf in einem konkreten Anwendungsfall wird bevorzugt festgelegt anhand der Erkenntnisse über den jeweiligen verwendeten Lampentyp. Hier kann anhand von Tests leicht überprüft werden, welcher Anstieg des Stromverlaufs ausreicht, um die vorgegebenen Mindestwerte für den Lampenlichtstrom zu vorgegebenen Zeitpunkten zu erfüllen. Es reicht dabei im Allgemeinen aus, wenn die Vorgaben gerade eingehalten werden, ggfs. mit einem gewissen Sicherheitsbereich. Ein deutliches Übertreffen der Vorgaben kann sich negativ auf die Lebensdauer auswirken.
- Nach dem Anlaufintervall schließt sich bevorzugt ein Übergangsintervall von beispielsweise einigen Sekunden an, in dem die Amplitude des Stroms beispielsweise eine Zeit konstant bleibt und schließlich auf den Wert absinkt, den sie im stationären Betrieb hat. Der Anstieg des Stroms kann sich aber auch zunächst im Übergangsintervall noch fortsetzen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Ansteuervorrichtung einen Mikrokontroller oder Mikroprozessor, der einer steuerbaren Stromvorrichtung einen vorher gespeicherten Zeitverlauf des Anlaufstroms vorgibt. Hierbei ist der vorher bestimmte Zeitverlauf beispielsweise in Form einer Tabelle im Mikrokontroller gespeichert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung überwacht der Mikrokontroller auch den Betriebszustand der Lampe, d. h. daß er bei Zündung der Lampe entscheiden kann, ob es sich um eine Kaltzündung oder um eine Wiederentzündung einer noch heißen Lampe handelt. Im letzteren Fall kann der Mikrokontroller die Lampe so ansteuern, daß sie im Anlaufstromintervall mit einem deutlich geringeren Strom betrieben wird, da das sonst notwendige Aufheizen der Lampe weitgehend entfällt.
- Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem weist eine Gasentladungslampe mit einer dazu passenden Ansteuervorrichtung auf. In der Ansteuervorrichtung sind bevorzugt die Werte fit den Verlauf des Stroms im Anlaufintervall gespeichert, die für die zugehörige Lampe zur Einhaltung der Anforderungen notwendig sind.
- Wie Tests gezeigt haben, hat das zunächst "schonende" Hochfahren des Stroms im Anlaufintervall eine positive Wirkung auf die Lebensdauer. Durch den vorbestimmten Verlauf des Stroms im Anlaufintervall ist zugleich sichergestellt, daß die Spezifikationen hinsichtlich des Anlaufverhaltens in jedem Fall eingehalten werden. Insbesondere bei Lampen, die mit hohen Strömen betrieben werden, zeigt sich eine deutliche Verlängerung der Lebensdauer. Beispielsweise Entladungslampen bei denen die Füllung des Entladungsgefäßes Hg-frei ist, und die wegen der dadurch geringeren Brennspannung, insbesondere beim Anlauf, mit höheren Strömen betrieben werden, profitieren daher von der Erfindung.
- Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gasentladungslampe;
- Fig. 2 ein schematisches Schaltbild eines Beleuchtungssystems mit Ansteuervorrichtung und Gasentladungslampe;
- Fig. 3 ein Zeitdiagramm mit schematischer Darstellung des Verlaufs der Spannung über eine Lampe und des Stroms durch eine Lampe entsprechend dem Stand der Technik;
- Fig. 4 ein Zeitdiagramm mit schematischer Darstellung des Verlaufs des Stroms durch die Lampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- Fig. 5 ein Zeitdiagramm mit Darstellung des Verlaufs von Lampenstrom und Lampenlichtstrom im Anlaufintervall gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- In Fig. 1 ist eine typische Gasentladungslampe 10 gezeigt, wie sie im Automobilbereich verwendet wird. Die Lampe 10 ist hier nur beispielhaft dargestellt. Dem Fachmann sind die Details des Aufbaus und der Funktion derartiger Lampen bekannt. Daher wird hier nicht weiter auf die Details eingegangen, sondern lediglich die wichtigsten Teile der Lampe 10 benannt.
- In einem Sockel 12 ist ein Brenner mit einem Entladungsgefäß 14 gehalten. In das Innere des durch eine Quarzwandung abgeschlossenen Entladungsgefäßes 14 ragen Elektroden 16 hinein. Im Betrieb der Lampe 10 wird zwischen den Elektroden 16 eine Gasentladung erzeugt.
- Im dargestellten Beispiel enthält das Entladungsgefäß 14 eine Hg-freie Füllung. Die Lampe 10 wird im stationären Betrieb mit einer Leistung von 35 Watt betrieben mit einem Strom von etwa 830 mA und einer Spannung von 42 Volt.
- In Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Beleuchtungssystems 20 dargestellt, bestehend aus einer Ansteuerschaltung 22 und der Lampe 10.
- Die Ansteuerschaltung 22 umfaßt eine regelbare Stromversorgung 24, die gesteuert wird durch einen Mikrokontroller µC. Ein Stromsensor 26 und eine Spannungsmeßeinrichtung 28 messen den Strom durch, bzw. die Spannung über die Lampe 10 und fuhren die Ergebnisse dem Mikrokontroller µC zu.
- In Fig. 3 ist der Zeitverlauf des Spannungsabfalls U über eine Entladungslampe und des Stroms IL durch eine Entladungslampe dargestellt, wie es dem Stand der Technik entspricht. Die Darstellung in Fig. 3 ist hierbei rein schematisch und dient nur zur Erläuterung der prinzipiellen zeitlichen Abfolge bei der Zündung der Lampe:
Zun Zünden der Lampe wird die Spannung U solange erhöht, bis zum Zeitpunkt t = U ein Lichtbogen gezündet wird. Nach der Zündung des Lichtbogens folgt zunächst der zeitliche Übergangsbereich A, in dem die Lampe mil Gleichstrom bzw. -spannung betrieben wird. Der beispielhaft gezeigte Übergangsbereich A dauert einige Millisekunden, maximal bis zu 100 ms. Während dieser Dauer wird die Polarität im gezeigten Beispiel einmal gewechselt. - An den Übergangsbereich A schließt ein Anfangsintervall B an, in dem die Lampe mit Wechselspannung- bzw. Strom betrieben wird. Das Anfangsintervall B dauert einige Sekunden und dient zum "Hochfahren" der Lampe. Im Stand der Technik, wie dargestellt in Fig. 3., wurde die Lampe im Anfangsintervall B direkt mit dem maximal zulässigen Strom betrieben, der dann nach erfolgreichem Hochlaufen im Übergang in den stationären Bereich C abgesenkt wurde.
- Im Anfangsintervall B wie im stationären Bereich C erfolgt der Betrieb mit einer rechteckförmigen Wechselspannung einer Frequenz von 400 Hz. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß der in Fig. 3 gezeigte Verlauf nur symbolisch angedeutet ist und deshalb beispielsweise die Anzahl der dargestellten Polaritätswechsel im Intervall Bkeine Rückschlüsse auf die Dauer dieses Intervalls zuläßt.
- In Fig. 4 ist nun der zeitliche Verlauf des Stroms IL durch die Lampe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wiederum handelt es sich um eine rein symbolische Darstellung, um den Unterschied zum Stand der Technik gemäß Fig. 3 zu verdeutlichen.
- Auch im Zeitdiagramm von Fig. 4 schließt an die Zündung zum Zeitpunkt t = 0 zunächst ein Übergangsbereich A von einigen Millisekunden an, in dem die Lampe mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung betrieben wird. Darauf folgt nun ein Anlaufintervall B1, in dem die Lampe mit Wechselstrom betrieben wird. Das Anlaufintervall B1 hat eine Dauer von einigen Sekunden. In diesem Anlaufintervall erfolgt eine Steigerung der Amplitude des Stroms IL, so daß der Wert zum Ende des Intervalls höher ist als zu Beginn des Intervalls.
- Auf das Anlaufintervall B1 folgt das Übergangsintervall B2, in dem in diesem Beispiel der im Anlaufintervall B1 hochgefahrene Strom eine zeitlang beibehalten wird und schließlich absinkt auf den Wert, den er im Bereich C des stationären Betriebs annimmt. Der Bereich B2 umfaßt eine Zeitdauer von einigen Sekunden.
- Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der hohe Anlaufstrom nicht plötzlich zugeschaltet, sondern es erfolgt eine Steigerung der Amplitude des Stroms. So wird die Lampe im einige Sekunden dauernden Intervall B1 erheblich geringer belastet, was sich positiv auf die Lebensdauer auswirkt. Das Stromintegral im Intervall B 1 nimmt gegenüber dem entsprechenden Intervall im Stand der Technik einen deutlich geringeren Wert an.
- In Fig. 5 ist für die Lampe 10 ein Beispiel des Verlaufs des Stroms IL im Anlaufintervall dargestellt. Auf der Zeitachse sind die Anzahl Sekunden seit Zündung der Lampe zum Zeitpunkt t = 0 s aufgetragen. Die Kurve IL zeigt den Verlauf des Stroms durch die Lampe 10. Die Kurve L zeigt den Verlauf des Lampenlichtstroms an. Die treppenförmige Kurve LD zeigt den für diesen Fall vorgegebenen minimalen Lichtstrom an.
- Beispielsweise sieht die europäische Norm ECE R 99 vor, daß 1 s nach Zündung der Lampe 25% des Nominal-Lichtstroms erreicht sind und 4 s nach Start 80% des Lichtstroms.
- Im gezeigten Beispiel beginnt bei ca. t = 0,1 s der Bereich, in dem die Lampe mit einer rechteckförmigen Wechselspannung von 400 Hz betrieben wird.
- Im Anlaufstrombereich B wurde im Stand der Technik (Fig. 3) die Amplitude des Stroms IL zunächst auf den für den jeweiligen Lampentyp zulässigen Maximalwert eingestellt, um ein möglichst schnelles Hochlaufen der Lampe und ein möglichst schnelles Ansteigen des Lampenlichtstroms zu erreichen. Der Wert des Stroms IL wurde dann kontinuierlich gesenkt bis zum Bereich C, in dem die Lampe stationär betrieben wurde.
- Im Gegensatz hierzu zeigt Fig. 5 einen ansteigenden, im Beispiel im Wesentlichen stetigen Zeitverlauf des Stroms IL. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, verläuft die Kurve für den Strom IL hierbei allerdings nicht glatt, sondern weist eine starke, unregelmäßige Oszillation um einen zeitlichen Mittelwert auf. Die Ausführungen zum Verlauf des Stroms IL beziehen sich daher auf ein angemessen geglättetes, gleitendes zeitliches Mittel. Im Intervall von 1 s bis 3 s nach der Zündung steigt der Strom von ca. 2,25 A auf ca. 3,5 A an, also um etwa 55%. Der Verlauf ist im zeitlich geglätteten Mittel monoton steigend, wobei er in Bereichen (beispielsweise von ca. 1 s bis ca. 1,5 s) auch konstant bleibt. Im Intervall von t = 0,5 s bis t = 4 s steigt 1, von etwa 1,75 A auf etwa 3,75 A an, also um mehr als 100%. Die beiden genannten Intervalle sind Beispiele für das "Anlaufintervall" B1.
- Wie die Kurve L in Fig. 5 zeigt, führt der gewählte Verlauf des Anstiegs von IL im Anlaufintervall dazu, daß der Lampenlichtstrom (L) einen solchen Verlauf nimmt, daß die von der Vorgabe LD, geforderten Mindestwerte bei t = 1 s und t = 4 s erreicht werden, ohne daß eine unnötig hohe Übererfüllung der Anforderungen erfolgt.
- Der Fachmann kann für jede Lampe bzw. für jeden Lampentyp den notwendigen Verlauf für IL so bestimmen, daß der Lampenlichtstrom L die jeweils vorgegebenen Bedingungen erfüllt. Dies kann auf einfache Weise durch Ausprobieren geschehen.
- Bei dem in Fig. 5 dargestellten Verlauf filz IL beträgt der maximale Strom IL etwa 3,75 A. Dies entspricht dem maximal für die Lampe zulässigen Strom unter Berücksichtigung einer geforderten Mindest-Lebensdauer. Dieser Maximalstrom wird aber, im Gegensatz zum Stand der Technik, erst ab ca. 3,25 s nach dem Zünden der Lampe erreicht. Im davor liegenden Anlaufintervall wird die Lampe zunächst "schonend" angefahren, was, wie Tests ergeben haben, zu einer deutlichen Verlängerung der Lebensdauer führt.
- Der in Fig. 5 gezeigte Verlauf des Stroms 'L wird mil dem Beleuchtungssystem 20 aus Fig. 2 wie folgt erreicht:
Erhält der Mikroprozessor µC ein Startsignal S zum Starten der Lampe, so wird die steuerbare Stromversorgung 24 zunächst so angesteuert, daß die Lampe 10 gezündet wird. Hierfür können auch dem Fachmann bekannte zusätzliche Schaltungen zur Erzeugung der Zündspannung (nicht dargestellt) eingesetzt werden. - Nach Zündung der Lampe und nach dem Übergangsbereich A steuert der Mikrokontroller µC die Stromversorgung 24 so an, daß ein Wechselstrom entsprechend dem in Fig. 5 dargestellten Verlauf vorgegeben wird. Der Verlauf von IL, der notwendig ist, um die Vorgaben ID einzuhalten, wurde im Voraus berechnet. Im Mikrokontroller µC ist der hierfür notwendige zeitliche Verlauf von IL in Form einer Tabelle mit den jeweiligen Werten von IL zu verschiedenen Zeitpunkten abgespeichert. Der Mikrokontroller µC steuert die Stromversorgung 24 entsprechend dieser abgespeicherten Werte so an, daß IL den aus Fig. 5 ersichtlichen Verlauf erhält.
- Die Erfindung läßt sich dahingehend zusammenfassen, daß eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe gezeigt werden. Um trotz der beim Hochlaufen der Lampe zu erfüllenden Anforderungen an den Lampenlichtstrom die Lebensdauer möglichst nicht zu beeinträchtigen, wird die Lampe in einem Anlaufintervall, das mindestens den Bereich von 1 s bis 3 s nach Zündung der Lampe umfaßt, mit einem Wechselstrom betrieben, dessen Amplitude in dem Anlaufintervall ansteigt. Nach dem Anstieg im Anlaufintervall kann der Strom in einem bevorzugt darauf folgenden Überbangsintervall zunächst weiter ansteigen oder konstant bleiben, und wird dann abgesenkt, bis die Lampe in den stationären Betrieb übergeht. Der Zeitverlauf des Stroms ist hierbei bevorzugt so gewählt, daß zu vorgegebenen Zeitpunkten zugeordnete Minimalwerte für den Lampenlichtstrom erreicht werden. Besondere Vorteile ergeben sich z. B. für Hg-freie Lampen, die, insbesondere beim Anlauf, mit hohen Strömen betrieben werden.
Claims (11)
1. Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe (10) mit
einer Stromversorgungsvorrichtung (24) zur Versorgung der Lampe (10) mit einem Wechselstrom (IL) von vorgegebener Amplitude,
und einer Vorgabeinheit (µC) zur Vorgabe von Amplitudenwerten an die Stromversorgungsvorrichtung (24) während eines Anlaufintervalls (B1),
wobei das Anlaufintervall mindestens den Bereich von 1 s nach Zündung der Lampe (10) bis 3 s nach Zündung der Lampe (10) umfaßt,
wobei die Vorgabeeinheit (µC) im Anlaufintervall (B1) einen im Wesentlichen ansteigenden Zeitverlauf des Stroms (IL) vorgibt.
einer Stromversorgungsvorrichtung (24) zur Versorgung der Lampe (10) mit einem Wechselstrom (IL) von vorgegebener Amplitude,
und einer Vorgabeinheit (µC) zur Vorgabe von Amplitudenwerten an die Stromversorgungsvorrichtung (24) während eines Anlaufintervalls (B1),
wobei das Anlaufintervall mindestens den Bereich von 1 s nach Zündung der Lampe (10) bis 3 s nach Zündung der Lampe (10) umfaßt,
wobei die Vorgabeeinheit (µC) im Anlaufintervall (B1) einen im Wesentlichen ansteigenden Zeitverlauf des Stroms (IL) vorgibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Zeitverlauf so gewählt ist, daß der von
der Lampe (10) erzeugte Lichtstrom (L) mindestens zu zwei vorgegeben
Zeitpunkten zugeordnete Minimalwerte erreicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der
das Anlaufintervall (B1) mindestens den Bereich von 0,5 s nach
Zündung der Lampe (10) bis 4 s nach Zündung der Lampe (10) umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der
der Strom (IL) im Anlaufintervall (B1) um mindestens 30% ansteigt,
bezogen auf den Wert zu Beginn des Intervalls.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der
der Zeitverlauf des Stroms (IL) im Anlaufintervall (B1) im zeitlichen
Mittel monoton steigend ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der
der Strom (IL) ein Wechselstrom mit im Wesentlichen rechteckförmigem
Zeitverlauf einer Frequenz von mindestens 200 Hz ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der
der Strom (IL) nach dem Anlaufintervall (B1) in einem
Übergangsintervall (B2) bis auf einen stationären Wert absinkt.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der
der Strom (IL) zu Beginn des Anlaufintervalls (B1) maximal 75%,
bevorzugt weniger als 60% des maximalen Werts beträgt, den der Strom
im Bereich nach 1 s nach der Zündung annimmt.
9. Beleuchtungssystem mit
einer Gasentladungslampe (10)
und einer Ansteuervorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1-8.
einer Gasentladungslampe (10)
und einer Ansteuervorrichtung (22) nach einem der Ansprüche 1-8.
10. Beleuchtungssystem nach Anspruch 9, bei dem
die Gasentladungslampe (10) eine Hg-freie Füllung aufweist.
11. Verfahren zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe, bei dem
in einem Anlaufintervall (B1), das mindestens den Bereich von 1 s nach Zündung einer Lampe (10) bis 3 s nach Zündung der Lampe (10) umfaßt, ein Wechselstrom (IL) durch die Lampe fließt,
wobei der Strom (IL) so geregelt wird, daß seine Amplitude in dem Anlaufintervall ansteigt,
wobei der Zeitverlauf des Stroms (IL) so gewählt ist, daß der von der Lampe (10) erzeugte Lichtstrom (L) mindestens zu zwei vorgegebenen Zeitpunkten (B1) zugeordnete Minimalwerte erreicht.
in einem Anlaufintervall (B1), das mindestens den Bereich von 1 s nach Zündung einer Lampe (10) bis 3 s nach Zündung der Lampe (10) umfaßt, ein Wechselstrom (IL) durch die Lampe fließt,
wobei der Strom (IL) so geregelt wird, daß seine Amplitude in dem Anlaufintervall ansteigt,
wobei der Zeitverlauf des Stroms (IL) so gewählt ist, daß der von der Lampe (10) erzeugte Lichtstrom (L) mindestens zu zwei vorgegebenen Zeitpunkten (B1) zugeordnete Minimalwerte erreicht.
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10202645A DE10202645A1 (de) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe und Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und Ansteuervorrichtung |
ES03731784T ES2271591T3 (es) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Dispositivo y metodo para controlar una lampara de descarga en gas, y sistema de iluminacion con una lampara de descarga en gas y un dispositivo de control. |
EP03731784A EP1472912B1 (de) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Einrichtung und verfahren zur steuerung einer gasentladungslampe und beleuchtungssystem mit gasentladungslampe und steuereinrichtung |
PCT/IB2003/000137 WO2003063557A1 (en) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Device and method for controlling a gas discharge lamp, and lighting system with gas discharge lamp and control device |
KR10-2004-7011311A KR20040083483A (ko) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | 가스 방전 램프 제어 장치 및 방법과 가스 방전 램프 및제어 장치를 갖는 조명 시스템 |
JP2003563274A JP2005516359A (ja) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | 放電ランプ制御装置及び方法並びに放電ランプと制御装置を有する照明システム |
US10/502,172 US7084581B2 (en) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Device and method for controlling a gas discharge lamp, and lighting system with gas discharge lamp and control device |
DE60308149T DE60308149T2 (de) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Einrichtung und verfahren zur steuerung einer gasentladungslampe und beleuchtungssystem mit gasentladungslampe und steuereinrichtung |
CNB038025345A CN100569041C (zh) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | 用于控制气体放电灯的设备和方法及具有气体放电灯和控制设备的照明系统 |
AT03731784T ATE339080T1 (de) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Einrichtung und verfahren zur steuerung einer gasentladungslampe und beleuchtungssystem mit gasentladungslampe und steuereinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10202645A DE10202645A1 (de) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe und Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und Ansteuervorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10202645A1 true DE10202645A1 (de) | 2003-07-31 |
Family
ID=7712954
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10202645A Withdrawn DE10202645A1 (de) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe und Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und Ansteuervorrichtung |
DE60308149T Expired - Fee Related DE60308149T2 (de) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Einrichtung und verfahren zur steuerung einer gasentladungslampe und beleuchtungssystem mit gasentladungslampe und steuereinrichtung |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE60308149T Expired - Fee Related DE60308149T2 (de) | 2002-01-23 | 2003-01-17 | Einrichtung und verfahren zur steuerung einer gasentladungslampe und beleuchtungssystem mit gasentladungslampe und steuereinrichtung |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7084581B2 (de) |
EP (1) | EP1472912B1 (de) |
JP (1) | JP2005516359A (de) |
KR (1) | KR20040083483A (de) |
CN (1) | CN100569041C (de) |
AT (1) | ATE339080T1 (de) |
DE (2) | DE10202645A1 (de) |
ES (1) | ES2271591T3 (de) |
WO (1) | WO2003063557A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009019156A1 (de) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2559153C (en) | 2005-09-12 | 2018-10-02 | Acuity Brands, Inc. | Light management system having networked intelligent luminaire managers |
WO2007044445A2 (en) | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Guardian Networks, Llc | A method and system for remotely monitoring and controlling field devices with a street lamp elevated mesh network |
JP5012361B2 (ja) * | 2007-09-25 | 2012-08-29 | セイコーエプソン株式会社 | 光源装置、及びプロジェクタ |
US8140276B2 (en) | 2008-02-27 | 2012-03-20 | Abl Ip Holding Llc | System and method for streetlight monitoring diagnostics |
US9386672B2 (en) | 2012-05-21 | 2016-07-05 | Koninklijke Philips N.V. | Method and driving device for running up a discharge lamp |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5523656A (en) | 1991-04-10 | 1996-06-04 | U.S. Philips Corporation | High pressure discharge lamp operating circuit with light control during lamp run up |
JP3258758B2 (ja) * | 1993-04-12 | 2002-02-18 | 池田デンソー株式会社 | 放電灯点灯装置 |
DE4442898A1 (de) * | 1994-12-02 | 1996-06-05 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben von Hochdruck-Entladungslampen |
FR2732539B1 (fr) * | 1995-03-29 | 1997-06-20 | Valeo Electronique | Convertisseur de tension pour lampe a decharge de projecteur de vehicule automobile, circuit d'alimentation et projecteur le comportant |
DE19515511A1 (de) * | 1995-04-27 | 1996-10-31 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe |
US5677602A (en) * | 1995-05-26 | 1997-10-14 | Paul; Jon D. | High efficiency electronic ballast for high intensity discharge lamps |
US5684367A (en) * | 1996-01-16 | 1997-11-04 | Osram Sylvania Inc. | Color control and arc stabilization for high-intensity, discharge lamps |
US6340869B1 (en) * | 1997-08-05 | 2002-01-22 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Method for operating direct current metal halogen arc lamp circuit pertaining thereto |
US6160362A (en) * | 1998-01-07 | 2000-12-12 | Philips Electronics North America Corporation | Ignition scheme for a high intensity discharge lamp |
JP2000113995A (ja) * | 1998-02-25 | 2000-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 放電ランプ用点灯制御装置及び該装置に用いられるhブリッジ回路 |
JP4213253B2 (ja) * | 1998-05-28 | 2009-01-21 | ハリソン東芝ライティング株式会社 | 高圧放電ランプ用点灯装置、高圧放電ランプ点灯装置、照明装置および車両 |
US6552498B1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-22 | Osram Sylvania Inc. | Method and circuit for controlling current in a high pressure discharge lamp |
-
2002
- 2002-01-23 DE DE10202645A patent/DE10202645A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-01-17 DE DE60308149T patent/DE60308149T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-17 ES ES03731784T patent/ES2271591T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-17 US US10/502,172 patent/US7084581B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-17 WO PCT/IB2003/000137 patent/WO2003063557A1/en active IP Right Grant
- 2003-01-17 EP EP03731784A patent/EP1472912B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-17 AT AT03731784T patent/ATE339080T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-01-17 KR KR10-2004-7011311A patent/KR20040083483A/ko not_active Application Discontinuation
- 2003-01-17 JP JP2003563274A patent/JP2005516359A/ja active Pending
- 2003-01-17 CN CNB038025345A patent/CN100569041C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009019156A1 (de) * | 2009-04-28 | 2010-11-04 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren und elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7084581B2 (en) | 2006-08-01 |
CN1620842A (zh) | 2005-05-25 |
CN100569041C (zh) | 2009-12-09 |
KR20040083483A (ko) | 2004-10-02 |
DE60308149D1 (de) | 2006-10-19 |
EP1472912A1 (de) | 2004-11-03 |
EP1472912B1 (de) | 2006-09-06 |
ES2271591T3 (es) | 2007-04-16 |
WO2003063557A1 (en) | 2003-07-31 |
JP2005516359A (ja) | 2005-06-02 |
DE60308149T2 (de) | 2007-07-19 |
US20050146284A1 (en) | 2005-07-07 |
ATE339080T1 (de) | 2006-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10025610B4 (de) | Ansteuergerät für eine Entladungslampe | |
DE60122727T2 (de) | Intregrierte schaltung zur lampenerwärmung und dimmersteuerung | |
DE4412510B4 (de) | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe | |
DE69828484T2 (de) | Entladungslampe und beleuchtungsvorrichtung | |
EP1103165B1 (de) | Elektronisches vorschaltgerät für mindestens eine niederdruck-entladungslampe | |
DE60225425T2 (de) | Elektronisch dimmbare ballastschaltung für eine hochintensitätsentladungslampe | |
DE60205830T2 (de) | Vorschaltgerät mit effizienter Elektroden-Vorheizung und Lampenfehlerschutz | |
DE10006466B4 (de) | Vorschaltgerät für eine Hochdruck-Gasentladungslampe | |
DE19961102A1 (de) | Elektronisches Vorschaltgerät | |
DE19819510A1 (de) | Entladelampenzündvorrichtung | |
DE4313195C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe | |
EP0740492B1 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe | |
DE4413946B4 (de) | Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe | |
DE112004000145T5 (de) | Steuer-IC für Dimm-Vorschaltgerät mit Flackerunterdrückungsschaltung | |
DE10215563A1 (de) | Dimm- und Flackerverhinderungs-Steuerschaltung für eine Kaltkathodenfluoreszenzlampe | |
EP0677982B1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Vorschaltgeräts für Entladungslampen | |
DE69911376T2 (de) | Verfahren und anordnung zum betreiben von elektronischen vorschaltgeräten für entladungslampen hoher intensität | |
DE10324061A1 (de) | Zündvorrichtung für Hochdruck-Entladungslampe und Leuchtkörper unter Einsatz derselben | |
DE10202645A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung einer Gasentladungslampe und Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe und Ansteuervorrichtung | |
DE102004039421B4 (de) | Vorschaltgerät einer Entladungslampe und Verfahren zum Ansteuern einer Entladungsleuchte | |
DE60122173T2 (de) | Schaltung | |
DE102009006339A1 (de) | Verfahren und elektronisches Betriebsgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe sowie Projektor | |
EP1476003B1 (de) | Betriebsgerät und Verfahren zum Betreiben von Gasentladungslampen | |
EP0852893B1 (de) | Steuergerät für den schnellen lichtanlauf einer hochdruck-gasentladungslampe | |
EP1670294B1 (de) | Betriebsgerät und Verfahren zum Betreiben von Gasentladungslampen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |