DE10300249B4 - Electronic ballast for several gas discharge lamps - Google Patents
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Abstract
Elektronisches Vorschaltgerät für mindestens zwei Gasentladungslampen (LA1, LA2) mit
einem Wechselrichter (S1, S2) zum Erzeugen einer Versorgungswechselspannung sowie
einem an den Ausgang des Wechselrichters (S1, S2) angeschlossenen und Anschlusskontakte für die Gasentladungslampen (LA1, LA2) aufweisenden Lastkreis,
gekennzeichnet durch
einen in dem Lastkreis angeordneten Übertrager (T1), über den eine der Gasentladungslampen (LA1, LA2) an die Versorgungswechselspannung gekoppelt ist und zu dessen Primärwicklung (Lp) die weitere(n) Gasentladungslampen) (LA2) in Serie angeordnet ist bzw. sind.Electronic ballast for at least two gas discharge lamps (LA1, LA2) with
an inverter (S1, S2) for generating an alternating supply voltage and
a load circuit connected to the output of the inverter (S1, S2) and having connection contacts for the gas discharge lamps (LA1, LA2),
marked by
a arranged in the load circuit transformer (T1) via which one of the gas discharge lamps (LA1, LA2) is coupled to the AC supply voltage and to the primary winding (Lp) the further (n) gas discharge lamps (LA2) is arranged in series or are.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von mindestens zwei Gasentladungslampen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The present invention relates to an electronic ballast for operation of at least two gas discharge lamps according to the preamble of the claim 1.
Der Einsatz elektronischer Vorschaltgeräte zum Betreiben von Gasentladungslampen führt aufgrund von reduzierten Vorschaltgeräteverlusten sowie einem verbesserten Lampenwirkungsgrad zu beträchtlichen Energieeinsparungen. Den Eingang eines typischen elektronischen Vorschaltgerätes bildet ein an das Spannungsversorgungsnetz angeschlossenes Hochfrequenzfilter, welches mit einer Gleichrichterschaltung verbunden ist. Die von der Gleichrichterschaltung gleichgerichtete Versorgungsspannung wird einer Glättungsschaltung zum Erzeugen einer Zwischenkreisspannung zugeführt. Ein mit der Zwischenkreisspannung gespeister Wechselrichter erzeugt schließlich eine hochfrequente Wechselspannung, welche an den Lastkreis mit der daran angeordneten Gasentladungslampe angelegt wird. Das Betreiben mit der hochfrequenten Wechselspannung hat eine Verringerung der Elekrodenverluste sowie eine Steigerung der Lichtausbeute in der positiven Säule der Gasentladungslampe zur Folge. Durch eine Änderung der Frequenz ist darüber hinaus die Möglichkeit gegeben, die Lampe in unterschiedlichen Helligkeitsstufen zu betreiben.Of the Use of electronic ballasts for the operation of gas discharge lamps leads due reduced ballast losses and improved lamp efficiency to considerable Energy savings. The entrance of a typical electronic ballast forms a high-frequency filter connected to the power supply network, which is connected to a rectifier circuit. The of the rectifier circuit rectified supply voltage becomes a smoothing circuit supplied for generating an intermediate circuit voltage. One with the DC link voltage powered inverter eventually generates a high frequency AC voltage, which to the load circuit with the gas discharge lamp arranged thereon is created. The operation with the high-frequency AC voltage has a reduction in the loss of electrodes and an increase in the Luminous efficacy in the positive column the gas discharge lamp result. By changing the frequency is beyond the possibility given to operate the lamp in different brightness levels.
Es sind Vorschaltgeräte bekannt, die zwei oder mehrere Lampen gleichzeitig betreiben können. Durch den Einsatz dieser sogenannten zwei- oder mehrflammigen Vorschaltgeräte kann in einem gewissen Umfang eine Reduzierung des Schaltungsaufwands erzielt werden. Der Vorteil gegenüber der Verwendung von Vorschaltgeräten, die jeweils lediglich eine einzige Gasentladungslampe ansteuern, besteht darin, dass ein Großteil der Komponenten des Vorschaltgeräts, wie bspw. der Gleichrichter, das Oberwellenfilter, die Steuerschaltung und der Wechselrichter zum Betreiben mehrerer Lampen gleichzeitig verwendet werden kann.It are ballasts known that can operate two or more lamps at the same time. By the use of these so-called two- or multi-lamp ballasts can to a certain extent a reduction of the circuit complexity be achieved. The advantage over the use of ballasts, the each drive only a single gas discharge lamp, there is in that, a lot the components of the ballast, such as the rectifier, the harmonic filter, the control circuit and the inverter for driving multiple lamps simultaneously can be used.
Oftmals
werden die Lampen bei einem derartigen zwei- oder mehrflammigen
Vorschaltgerät
in Serie geschaltet. Beispiele für
gattungsgemäße Vorschaltgeräte mit einer
Serienschaltung von zwei Entladungslampen finden sich in der
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein mehrflammiges elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von mindestens zwei Gasentladungslampen anzugeben, bei dem die oben geschilderten Nachteile vermieden werden.Of the The present invention is accordingly based on the object a multi-flame electronic ballast for operating at least specify two gas discharge lamps, in which the above Disadvantages are avoided.
Die Aufgabe wird durch ein elektronisches Vorschaltgerät, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Das Vorschaltgerät für mindestens zwei Gasentladungslampen weist zunächst einen Wechselrichter zum Erzeugen einer Versorgungswechselspannung sowie einen an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossenen und Anschlusskontakte für die Gasentladungslampen aufweisenden Lastkreis auf. Erfindungsgemäß ist in dem Lastkreis ein Übertrager angeordnet, über den eine der Gasentladungslampen an die Versorgungswechselspannung gekoppelt ist und zu dessen Primärwicklung die weiteren Gasentladungslampen in Serie angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird somit der an dem „heißen Ende” liegenden Gasentladungslampe ein Transformator vorgeschaltet, wodurch die an den Zuführungsleitungen für diese Lampe auftretenden Potentialunterschiede gegenüber Schutzerde bzw. Masse reduziert werden. Die weiteren Lampen können hingegen in der bisherigen Weise seriell versorgt werden.The Task is by an electronic ballast, which having the features of claim 1, solved. The ballast for at least two gas discharge lamps initially has an inverter for Generating an AC supply voltage and one to the output connected to the inverter and having connection contacts for the gas discharge lamps Load circuit on. According to the invention is in the Load circuit a transformer arranged over one of the gas discharge lamps to the AC supply voltage is coupled and its primary winding the other gas discharge lamps are arranged in series. According to the invention is thus the at the "hot end" lying Gas discharge lamp upstream of a transformer, causing the on the supply lines for this Lamp occurring potential differences compared to protective earth or ground reduced become. The other lamps can however, be serially supplied in the previous way.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme muss der Wechselrichter zwar nach wie vor eine hohe Betriebsspannung zur Verfügung stellen, um sämtliche Gasentladungslampen mit einer ausreichenden Spannung versorgen zu können. Allerdings wird hier das gefährdete Hochspannungsende vor den Übertrager und damit in das Betriebsgerät verlegt. Da hierbei eine bessere Isolierung als bei außerhalb des Betriebsgerätes verlaufenden spannungsführenden Kabeln möglich ist, ist keine zusätzliche Isolierung der außerhalb des Betriebsgerätes gelegenen Zuführungsleitungen notwendig. Abgesehen von dem Übertrager als zusätzliches Bauteil kommt somit der Kostenvorteil bei der Verwendung eines mehrflammigen Vorschaltgerätes voll zur Geltung.By the measure according to the invention must the inverter still has a high operating voltage to disposal put to everyone Supply gas discharge lamps with sufficient voltage can. However, here is the endangered High voltage end in front of the transformer and thus in the operating device laid. Since this is better insulation than outside of the operating device running live Cables possible is, is no additional insulation the outside of the operating device located supply lines necessary. Apart from the transformer as additional Component thus comes with the cost advantage of using a multi-flame ballast to the fullest.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. So weist der Lastkreis vorzugsweise einen aus einer Resonanzdrossel und einem Resonanzkondensator bestehenden Serienresonanzkreis auf, wobei der Übertrager an den Verbindungspunkt zwischen der Drossel und dem Resonanzkondensator angeschlossen ist. Ferner kann der Lastkreis einen Koppelkondensator aufweisen, der entweder zwischen dem Serienresonanzkreis und dem Übertrager oder zwischen der Resonanzdrossel und dem Resonanzkondensator angeordnet sein kann, wobei im zweiten Fall der Übertrager an den Verbindungspunkt zwischen Koppelkondensator und Resonanzkondensator angeschlossen ist.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims. So does the A load circuit preferably comprises a series resonant circuit consisting of a resonant choke and a resonant capacitor, the transformer being connected to the connection point between the choke and the resonant capacitor. Furthermore, the load circuit may have a coupling capacitor which may be arranged either between the series resonant circuit and the transformer or between the resonance choke and the resonance capacitor, wherein in the second case the transformer is connected to the connection point between coupling capacitor and resonance capacitor.
Der Wechselrichter besteht vorzugsweise aus zwei in einer Halbbrücke angeordneten Schaltern, bei denen es sich insbesondere um Feldeffekttransistoren handeln kann.Of the Inverters preferably consist of two arranged in a half-bridge Switches, which are in particular field effect transistors can act.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:
Die
in
Die Schaltungsanordnung mit den beiden Gasentladungslampen LA1 und LA2 liegt parallel zu dem Resonanzkondensator C1 und weist eingangsseitig einen Übertrager T1 in Form eines Transformators auf. An die Sekundärwicklung LS ist die obere Lampe LA1 angeschlossen, die mit ihrer unteren Wendel W2 mit Masse verbunden ist. In Serie zu der Primärwicklung LP des Übertragers T1 befindet sich die zweite Gasentladungslampe LA2, die ebenfalls mit ihrer unteren Wendel W4 mit Masse verbunden ist. Darüber hinaus weist die Schaltungsanordnung Anschlusskontakte K1 bis K8 auf, über die den Wendeln W1 bis W4 der beiden Gasentladungslampen LA1 und LA2 ein Heizstrom zum Vorheizen der Wendeln vor einer Zündung der Lampen LA1, LA2 zugeführt werden kann.The Circuit arrangement with the two gas discharge lamps LA1 and LA2 is parallel to the resonance capacitor C1 and has the input side a transformer T1 in the form of a transformer. To the secondary winding LS is connected to the upper lamp LA1, with its lower coil W2 is connected to ground. In series with the primary winding LP of the transformer T1 is the second gas discharge lamp LA2, which also with its lower helix W4 is connected to ground. Furthermore the circuit arrangement has connection contacts K1 to K8 via which the helices W1 to W4 of the two gas discharge lamps LA1 and LA2 a heating current for preheating the filaments from ignition of the filaments Lamps LA1, LA2 supplied can be.
Die von dem Wechselrichter in Verbindung mit dem Serienresonanzkreis erzeugte Betriebsspannung für die beiden Gasentladungslampen LA1 und LA2 ist verhältnismäßig hoch, um einen Betrieb beider Lampen LA1, LA2 zu ermöglichen. Diese hohe Versorgungsspannung liegt am Eingang des Übertragers T1, der noch innerhalb des Betriebsgerätes angeordnet ist, an. Die von dem Übertrager T1 zu den Lampen LA1 und LA2 führenden Leitungen liegen hingegen außerhalb des Betriebsgerätes und müssen dementsprechend gegenüber der Umgebung isoliert werden. Das Übersetzungsverhältnis des Übertragers T1 ist bevorzugt 1:1. Durch die Potentialtrennung wird jedoch der Potentialunterschied zwischen dem „heißen Ende” der Lampe LA1 und Masse gegenüber vorbekannten Serienschaltungen von Gasentladungslampen reduziert.The from the inverter in conjunction with the series resonant circuit generated operating voltage for the two gas discharge lamps LA1 and LA2 are relatively high, to allow operation of both lamps LA1, LA2. This high supply voltage is located at the entrance of the transformer T1, which is still located within the operating device to. The from the transmitter T1 leading to the lamps LA1 and LA2 Lines, however, are outside of the operating device and must accordingly isolated from the environment. The gear ratio of the transformer T1 is preferably 1: 1. Due to the potential separation, however, the Potential difference between the "hot end" of the lamp LA1 and ground compared to previously known Series circuits of gas discharge lamps reduced.
Durch die dargestellte Schaltungsanordnung werden somit die hochspannungsführenden Leitungen in das Betriebsgehäuse verlagert, welches auf einfache Weise gegenüber der Umgebung isoliert werden kann. Hierzu ist lediglich ein einziges zusätzliches Bauelement, nämlich der Übertrager T1 notwendig, so dass die Herstellungskosten für das Vorschaltgerät reduziert werden können.By the circuit shown are thus the high voltage Lines in the operating housing which are easily isolated from the environment can. For this purpose, only a single additional component, namely the transformer T1 necessary so that reduces the cost of manufacturing the ballast can be.
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EP0440244A2 (en) * | 1990-01-31 | 1991-08-07 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | Discharge lamp lighting apparatus |
DE4425859A1 (en) * | 1994-07-21 | 1996-01-25 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Circuit arrangement for operating one or more low-pressure discharge lamps |
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2003
- 2003-01-08 DE DE10300249A patent/DE10300249B4/en not_active Expired - Fee Related
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DE10300249A1 (en) | 2003-09-11 |
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