DE10310591A1

DE10310591A1 - Electronic lamp ballast device and circuit arrangement for gas discharge lamp formed by two identical devices connected in parallel

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Publication number: DE10310591A1
Application number: DE2003110591
Authority: DE
Original assignee: Dr Honle AG; HOENLE AG DR
Current assignee: Dr Honle AG; HOENLE AG DR
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: DE10310591B4

Abstract

Two identical ballast devices (1-1,1-2) are used each consisting of a converter (K-1,K-2), supplying through a dc link an inverter (H-1,H-2) with a control circuit (S-1,S-2). An S-link connects the control circuit. Through a P-link inputs and outputs of the inverters are connected. Finally a load output circuit (L-1,L-2) with firing circuit (Z-1,Z-2) controls the lamp outputs (3-1,3-2) so that a single lamp (as shown) or two lamps can be supplied.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät sowie eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe, insbesondere eines Hochleistungs-UV-Strahlers.The present invention relates to an electronic ballast and a circuit arrangement for operating a gas discharge lamp, especially a high-performance UV lamp.

Elektronische Vorschaltgeräte zum Betreiben von Gasentladungslampen werden heutzutage in großem Umfang in der Beleuchtungstechnik eingesetzt. Gegenüber konventionellen Lampenbetriebsgeräten ermöglichen elektronische Vorschaltgeräte eine höhere Lichtausbeute, so dass die vergleichsweise hohen Anschaffungskosten über den besseren Wirkungsgrad ohne Weiteres ausgeglichen werden können. Darüber hinaus bieten elektronische Vorschaltgeräte auch einen höheren Komfort bzw. eine höhere Betriebssicherheit, da Lampendefekte und sonstige Fehlzustände im Lampenbetrieb rechtzeitig erkannt und entsprechende Maßnahmen eingeleitet oder Fehlermeldungen abgegeben werden können.Electronic ballasts for operation of gas discharge lamps are used in lighting technology today on a large scale used. Across from conventional lamp ballasts enable electronic ballasts higher Luminous efficacy, so that the comparatively high acquisition costs over the better efficiency can be easily compensated. Furthermore electronic ballasts also offer greater convenience or a higher one Operational safety, as lamp defects and other faulty conditions in lamp operation recognized in good time and appropriate measures initiated or error messages can be delivered.

Ein Einsatzgebiet, in dem die Verwendung von elektronischen Vorschaltgeräten nahezu unerlässlich ist, ist der Betrieb von Hochleistungs-UV-Lampen, die in der Industrie zur Bestrahlung von Oberflächen verwendet werden. Diese Lampen werden bei einer besonders hohen Leistung betrieben, um eine maximale Menge an UV-Strahlung erzielen zu können. Dementsprechend ist in diesem Fall auch eine besonders zuverlässige Überwachung des aktuellen Betriebszustandes der Lampe erforderlich, was durch den Einsatz eines elektronischen Vorschaltgeräts ermöglicht wird.An area of application in which the use of electronic ballasts almost essential is the operation of high power UV lamps used in the industry for the irradiation of surfaces be used. These lamps are at a particularly high Power operated to achieve a maximum amount of UV radiation to be able to. Accordingly, particularly reliable monitoring of the current operating state of the lamp is required, which by the Use of an electronic ballast is made possible.

Die Leistungsanforderungen an die zuvor erwähnten Hochleistungs-UV-Strahler sind in jüngster Zeit weiter gestiegen. So wird mittlerweile angestrebt, diese Lampen bei einer Leistung von bis zu 12 kW zu betreiben. Zwar wäre es durchaus möglich, ein elektronisches Vorschaltgerät zu verwenden, welches einen Lampenbetrieb in diesen Leistungsbereichen ermöglicht. Allerdings wären die hierzu erforderlichen Maßnahmen beträchtlich. So würde der Betrieb bei derartigen Leistungen einen beträchtlichen Schaltungsmehraufwand nach sich ziehen, da aufgrund der in dem Lastkreis des Vorschaltgeräts fließenden extrem hohen Ströme aufwendige Schutzmaßnahmen erforderlich wären, um die verschiedenen elektronischen Komponenten des Vorschaltgeräts vor einer Beschädigung zu schützen. Insbesondere müssten die in dem Vorschaltgerät verwendeten Schaltungsteile sehr viel stärker ausgelegt werden, als dies bisher der Fall ist.The performance requirements for the previously mentioned High-power UV lamps have continued to rise recently. So it is now aimed at these lamps with one power to operate up to 12 kW. It would certainly be possible to use an electronic one ballast to use which lamp operation in these power ranges allows. However, would be the measures required for this considerably. So would the operation with such services requires a considerable amount of additional circuitry entail, because of the extreme flowing in the load circuit of the ballast high currents elaborate protective measures would be required to the various electronic components of the ballast in front of a damage to protect. In particular would those used in the ballast Circuit parts much stronger be interpreted as has been the case so far.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, mit der eine Gasentladungslampe mit einem verhältnismäßig geringem Aufwand bei hohen Leistungen betrieben werden kann.The present invention lies therefore the task of specifying a possibility with which a gas discharge lamp with relatively little effort at high Services can be operated.

Die Aufgabe wird durch ein elektronisches Vorschaltgerät bzw. durch eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Gasentladungslampe gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The task is carried out by an electronic ballast or by a circuit arrangement for operating a gas discharge lamp according to the characteristics the independent Claims resolved.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee liegt darin, anstelle eines einzigen elektronisches Vorschaltgeräts zwei gleichartig ausgestaltete Vorschaltgeräte zu einer Kaskadenanordnung zu verbinden, wodurch in einfacher Weise eine Verdoppelung der Lampenleistung erzielt wird.The basis of the present invention idea lies in lieu of a single electronic one ballast two ballasts of identical design to form a cascade arrangement to connect, thereby easily doubling the lamp power is achieved.

Zur Realisierung dieser Lösung weisen die beiden Vorschaltgeräte zunächst einen mit Gleichspannung gespeisten Wechselrichter, einen an den Ausgang des Wechselrichters angeschlossen Lastkreis, der Anschlusskontakte für eine Lampe aufweist, sowie eine Steuereinheit, welche den Wechselrichter ansteuert, auf. Die Parallel-Kaskadierung der Vorschaltgeräte erfolgt nun dadurch, dass die Ein- und Ausgänge der beiden Wechselrichter miteinander verbunden werden. Um die erforderliche Synchronisation der beiden Wechselrichter sicherzustellen, werden ferner die beiden Steuereinheiten miteinander verbunden.To implement this solution point the two ballasts first one DC-powered inverter, one to the output of the inverter connected load circuit, the connection contacts for one Has lamp, and a control unit, which the inverter controls, on. The ballasts are cascaded in parallel now that the inputs and outputs of the two inverters be connected to each other. To the necessary synchronization of the two inverters, the two will also Control units connected to each other.

Die erfindungsgemäße Parallelverdrahtung der Ein- und Ausgänge der Wechselrichter ermöglicht eine Trennung zwischen den Ausgleichsströmen vor den Wechselrichtern und den eigentlichen Lampenströmen nach den Wechselrichtern. Hierdurch ist es möglich, die beiden Wechselrichter mit wesentlich einfacheren Bauteilen auszulegen, da die eingangs geschilderten Probleme bei einem Betrieb mit sehr hoher Leistung deutlich reduziert werden. Insbesondere müssen aufgrund der niedrigeren Ausgleichsströme geringere Schutzmaßnahmen getroffen werden und die Schaltungsteile der Wechselrichter können mit einem niedrigeren Aufwand realisiert werden. Auch die Steuerung der beiden Wechselrichter wird mit einem deutlich geringeren Aufwand bewerkstelligt.The parallel wiring of the Inputs and outputs the inverter enables a separation between the equalizing currents upstream of the inverters and the actual lamp currents after the inverters. This makes it possible to use the two inverters to be designed with much simpler components, since the ones described at the beginning Problems with operation with very high performance significantly reduced become. In particular, must due to the lower equalizing currents, fewer protective measures can be taken and the circuit parts of the inverters can be can be realized at a lower cost. The controls too the two inverters are made with a significantly lower effort accomplished.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Developments of the invention are Subject of the subclaims.

Die erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräte können sowohl gemeinsam in der soeben beschriebenen Kaskadenanordnung als auch jeweils für sich allein verwendet werden. Sie weisen vorzugsweise innerhalb des Lastkreises ferner ein Zündgerät zum Zünden der Gasentladungslampe auf, wobei dieses Zündgerät ebenfalls von der Steuereinheit angesteuert wird. Eingangsseitig weisen sie einen mit einer Versorgungswechselspannung versorgten Gleichrichter sowie einen an den Ausgang des Gleichrichters angeschlossenen Konverter zum Umsetzen der gleichgerichteten Versorgungswechselspannung in eine sog. Zwischenkreisspannung auf. Diese Zwischenkreisspannung wird dann als Eingangs-Gleichspannung dem Wechselrichter zugeführt. Auch der Konverter wird vorzugsweise von der Steuereinheit des elektronischen Vorschaltgeräts angesteuert und kann beispielsweise als Schaltregler ausgebildet sein.The electronic ballasts according to the invention can both together in the cascade arrangement just described as well each for to be used alone. They preferably point within the load circuit also an igniter for igniting the Gas discharge lamp, this ignitor also from the control unit is controlled. On the input side they have one with an AC supply voltage supplied rectifier and one to the output of the rectifier connected converter for converting the rectified AC supply voltage into a so-called intermediate circuit voltage. This intermediate circuit voltage is then fed to the inverter as DC input voltage. Also the converter is preferably controlled by the electronic control unit Ballast controlled and can for example be designed as a switching regulator.

Der Wechselrichter des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts wird vorzugsweise durch zwei in einer Halbbrückenanordnung angeordnete steuerbare Schaltelemente gebildet, die jeweils von der Steuereinheit des Vorschaltgeräts angesteuert werden. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät derart ausgelegt, dass es im Stand-alone-Betrieb, d.h., im Einzelbetrieb eine Ausgangsleistung von etwa 6 kW ermöglicht. In der erfindungsgemäßen Kaskadenanordnung kann dann eine Verdoppelung der Ausgangsleistung erzielt werden, d.h., eine Lampe kann ohne größeren Aufwand bei bis zu 12 kW betrieben werden.The inverter of the ballast according to the invention is preferably by two controllable switching elements arranged in a half-bridge arrangement formed, each controlled by the control unit of the ballast become. The electronic ballast according to the invention is preferably such designed that it is in stand-alone operation, i.e., in single operation an output power of about 6 kW. In the cascade arrangement according to the invention the output power can then be doubled, i.e., a lamp can be added with little effort can be operated up to 12 kW.

Bei der erfindungsgemäßen Parallelschaltung der zwei Vorschaltgeräte übernimmt eines der beiden Geräte, vorzugsweise das Vorschaltgerät, an dessen Lastkreis die Gasentladungslampe angeschlossen ist, die Funktion eines sog. Master-Geräts. Die Steuereinheit dieses Master-Geräts übermittelt entsprechende Steuersignale an die Steuereinheit des zweiten Vorschaltgeräts (des Slave-Geräts), welche einen synchronen Betrieb der Wechselrichter sicher stellen. Ferner erfolgt durch die Steuereinheit des Master-Geräts auch die Regelung der Lampenleistung. Die an dem Master-Gerät vorgenommene Leistungseinstellung gilt somit für das Gesamtsystem, wobei die beiden Vorschaltgeräte derart betrieben werden, dass die Gesamtleistung zu jeweils gleichen Teilen auf die beiden Vorschaltgeräte aufgeteilt wird.In the parallel connection according to the invention which takes over two ballasts one of the two devices, preferably the ballast, to whose load circuit the gas discharge lamp is connected Function of a so-called master device. The The control unit of this master device transmits corresponding Control signals to the control unit of the second ballast (the Slave device), which ensure synchronous operation of the inverters. Furthermore, the control unit of the master device also does this the regulation of lamp power. The power setting made on the master device therefore applies to the overall system, the two ballasts being operated in such a way that the overall performance equally divided between the two ballasts is divided.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is based on the following the attached drawing closer explained become. Show it:

1 schematisch die Verbindung zweier elektronischer Vorschaltgeräte zu einer Kaskadenanordnung für den Betrieb einer Gasentladungslampe und 1 schematically the connection of two electronic ballasts to a cascade arrangement for the operation of a gas discharge lamp and

2 ein Blockschaltbild der sich durch die in 1 dargestellte Parallelschaltung ergebenden erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. 2 a block diagram through the in 1 parallel circuit shown resulting circuit arrangement according to the invention.

Die in 1 gezeigte erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochleistungs-UV-Lampe LA besteht aus zwei miteinander verbundenen, identisch ausgebildeten elektronischen Vorschaltgeräten 1-1 und 1-2. Beide Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 weisen im Wesentlichen vier Ein- bzw. Ausgänge auf, die im folgenden erläutert werden sollen.In the 1 Shown circuit arrangement according to the invention for operating a high-power UV lamp LA consists of two interconnected, identically designed electronic ballasts 1-1 and 1-2 , Both ballasts 1-1 and 1-2 essentially have four inputs and outputs, which will be explained in the following.

Der erste Eingang 2-1 bzw. 2-2 dient zur elektrischen Stromversorgung des Vorschaltgeräts 1-1 bzw. 1-2. Beide Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 sind jeweils an eine eigene Stromversorgungsquelle angeschlossen, über die den Vorschaltgeräten 1-1 und 1-2 jeweils eine Versorgungswechselspannung U₀ zugeführt wird.The first entrance 2-1 respectively. 2-2 is used for the electrical power supply of the ballast 1-1 respectively. 1-2 , Both ballasts 1-1 and 1-2 are each connected to their own power supply via which the ballasts 1-1 and 1-2 one AC supply voltage U _{0 is} supplied in each case.

Ferner weist jedes Vorschaltgerät 1-1 bzw. 1-2 Anschlusskontakte 3-1 bzw. 3-2 zum Anschließen einer Gasentladungslampe LA auf. Hierdurch ist sichergestellt, dass jedes Vorschaltgerät 1-1, 1-2 auch im Einzelbetrieb voll funktionsfähig ist. In der erfindungsgemäßen Kaskadenanordnung ist allerdings lediglich eine einzige Gasentladungslampe LA an eines der beiden Vorschaltgeräte 1-1, 1-2 angeschlossen, im dargestellten Ausführungsbeispiel an das erste Vorschaltgerät 1-1. Dieses Vorschaltgerät 1-1 wird dementsprechend im Folgenden auch als Master-Gerät bezeichnet, während das zweite Vorschaltgerät 1-2 das sog. Slave-Gerät bildet.Each ballast also has 1-1 respectively. 1-2 terminals 3-1 respectively. 3-2 to connect a gas discharge lamp LA. This ensures that each ballast 1-1 . 1-2 is fully functional even in individual operation. In the cascade arrangement according to the invention, however, there is only a single gas discharge lamp LA on one of the two ballasts 1-1 . 1-2 connected, in the illustrated embodiment to the first ballast 1-1 , This ballast 1-1 is accordingly referred to below as the master device, while the second ballast 1-2 forms the so-called slave device.

Die Parallelverbindung der beiden Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 zu der erfindungsgemäßen Kaskadenanordnung erfolgt durch zwei weitere Anschlüsse. Zum einen durch die Anschlüsse 4-1 und 4-2, welche den sog. S-Link ermöglichen, durch den eine Verbindung der beiden Steuereinheiten der Vorschaltgeräte 1-1, 1-2 hergestellt wird. Die Funktion dieses S-Links im Parallelbetrieb wird später ausführlicher erläutert. Zum anderen wird über die Anschlüsse 5-1 und 5-2 der sog. P-Link gebildet, der eine Parallelschaltung der beiden Wechselrichter der Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 bewirkt. Insbesondere werden über diesen P-Link sowohl die Ein- als auch die Ausgänge der beiden Wechselrichter miteinander verbunden.The parallel connection of the two ballasts 1-1 and 1-2 to the cascade arrangement according to the invention is carried out by two further connections. Firstly, through the connections 4-1 and 4-2 , which enable the so-called S-Link, by connecting the two control units of the ballasts 1-1 . 1-2 will be produced. The function of this S-Link in parallel operation will be explained in more detail later. The other is about the connections 5-1 and 5-2 the so-called P-Link is formed, which connects the two inverters of the ballasts in parallel 1-1 and 1-2 causes. In particular, both the inputs and the outputs of the two inverters are connected to each other via this P-Link.

Der interne Aufbau der beiden elektronischen Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 kann 2 entnommen werden und soll nachfolgend anhand des ersten Vorschaltgeräts 1-1 näher erläutert werden.The internal structure of the two electronic ballasts 1-1 and 1-2 can 2 are taken and is to be used below with the aid of the first ballast 1-1 are explained in more detail.

Eingangsseitig ist in dem Vorschaltgerät 1-1 ein Konverter K-1 angeordnet. Diesem Konverter K-1 kann ein (nicht dargestellter) Gleichrichter vorgeordnet sein, der die über die Eingangsanschlüsse 2-1 zugeführte Versorgungswechselspannung U₀ gleichrichtet. Die von dem Gleichrichter, bei dem es sich beispielsweise um einen Vollbrückengleichrichter handeln kann, gleichgerichtete Versorgungswechselspannung wird dann dem Konverter K-1 zugeführt, der diese in eine Gleichspannung bestimmter Höhe, die sog. Zwischenkreisspannung umsetzt. Der Konverter K-1 ist hierzu beispielsweise als Schaltregler in Form eines Hochsetzstellers ausgebildet. Die Steuerung des Konverters K-1 erfolgt durch die Steuereinheit S-1 des Vorschaltgeräts.On the input side is in the ballast 1-1 a converter K-1 is arranged. A rectifier (not shown) can be arranged upstream of this converter K-1, which rectifier is connected via the input connections 2-1 supplied AC supply voltage U ₀ rectified. The AC supply voltage rectified by the rectifier, which can be, for example, a full-bridge rectifier, is then fed to the converter K-1, which converts it into a DC voltage of a certain level, the so-called intermediate circuit voltage. For this purpose, the converter K-1 is designed, for example, as a switching regulator in the form of a step-up converter. The converter K-1 is controlled by the control unit S-1 of the ballast.

Die von dem Konverter K-1 gelieferte Zwischenkreisspannung wird dem Wechselrichter H-1 als Eingangsspannung zugeführt, der hieraus eine hochfrequente Wechselspannung erzeugt. Der Wechselrichter H-1 wird vorzugsweise durch zwei in einer Halbbrückenanordnung angeordnete steuerbare Schalter gebildet, die ebenfalls von der Steuereinheit S-1 angesteuert werden. Durch eine Änderung der Taktfrequenz der beiden Schalter kann in bekannter Weise die der Lampe letztendlich zugeführte Leistung eingestellt werden.The one supplied by the converter K-1 DC link voltage is the inverter H-1 as input voltage supplied which generates a high-frequency AC voltage. The inverter H-1 is preferably controlled by two controllable arranged in a half-bridge arrangement Switch formed, which is also controlled by the control unit S-1 become. By changing the Clock frequency of the two switches in a known manner Lamp ultimately supplied power can be set.

Die von dem Wechselrichter H-1 abgegebene Wechselspannung wird schließlich einem Lastkreis L-1 zugeführt, der die Anschlusskontakte 3-1 für die Gasentladungslampe LA aufweist. Innerhalb des Lastkreises L-1 ist ferner ein Zündgerät Z-1 angeordnet, welches die zum Zünden der Gasentladungslampe LA erforderlichen Spannungsspitzen liefert. Auch der Lastkreis L-1 bzw. das Zündgerät Z-1 ist mit der Steuereinheit S-1 verbunden. Zum einen steuert nämlich die Steuereinheit S-1 hierdurch die geregelte Zündung der Gasentladungslampe LA, zum anderen kann die Steuereinheit S-1 die in dem Lastkreis L-1 vorliegenden Ströme und Spannungen überwachen und hierdurch Fehler im Lampenbetrieb erkennen. Insbesondere besteht die Möglichkeit, zu erkennen, ob die Lampe LA möglicherweise defekt ist bzw. ob überhaupt eine Lampe LA an das Vorschaltgerät 1-1 angeschlossen ist.The AC voltage output by the inverter H-1 is finally fed to a load circuit L-1, which has the connection contacts 3-1 for the gas discharge lamp LA. An ignition device Z-1 is also arranged within the load circuit L-1 and supplies the voltage peaks required to ignite the gas discharge lamp LA. The load circuit L-1 or the ignition device Z-1 is also connected to the control unit S-1. On the one hand, the control unit S-1 thereby controls the regulated ignition of the gas discharge lamp LA, and on the other hand the control unit S-1 can monitor the currents and voltages present in the load circuit L-1 and thereby detect errors in lamp operation. In particular, there is the possibility of recognizing whether the lamp LA is possibly defective or whether a lamp LA at all is connected to the ballast 1-1 connected.

Im Einzelbetrieb liefert das erfindungsgemäße Vorschaltgerät 1-1 eine Lampenspannung im Bereich von 100 bis 450 V sowie einen Lampenstrom im Bereich von 1 bis 16A. Dementsprechend kann im Einzelbetrieb eine Lampe bei bis zu 6 kW betrieben werden.The ballast according to the invention delivers in individual operation 1-1 a lamp voltage in the range of 100 to 450 V and a lamp current in the range of 1 to 16A. Accordingly, a lamp can be operated at up to 6 kW in single operation.

Das zweite Vorschaltgerät 1-2 ist – wie bereits erwähnt – in identischer Weise aufgebaut. Der zuvor erläuterte Aufbau der beiden Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 entspricht dem üblichen Aufbau eines elektronischen Vorschaltgeräts und ist bereits hinlänglich bekannt.The second ballast 1-2 is - as already mentioned - constructed in an identical way. The structure of the two ballasts explained above 1-1 and 1-2 corresponds to the usual structure of an electronic ballast and is already well known.

Nachfolgend soll nunmehr die Funktionsweise der in 2 dargestellten Kaskadenanordnung der beiden elektronischen Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 beschrieben werden.The functioning of the in 2 Cascade arrangement of the two electronic ballasts shown 1-1 and 1-2 to be discribed.

Wie der Darstellung entnommen werden kann, werden durch den bereits erwähnten P-Link die beiden Ein- und Ausgänge der Wechselrichter H-1 und H-2 der beiden Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 miteinander verbunden. Durch die Verbindung der beiden Eingänge wird ein Ausgleich der von den beiden Konverter K-1 und K-2 abgegebenen Zwischenkreisspannungen ermöglicht und sichergestellt, dass den Wechselrichtern H-1 und H-2 jeweils identische Eingangsspannungen zugeführt werden. Da die beiden Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 und damit auch deren jeweilige Komponenten identisch aufgebaut sind, sind die von den Konvertern K-1 und K-2 gelieferten Zwischenkreisspannungen im wesentlichen gleich hoch, so dass die über den eingangsseitigen Teil des P-Links, d.h., die zwischen den Eingängen der Wechselrichter H-1 und H-2 laufenden Ausgleichsströme nicht all zu hoch sind. Dementsprechend sind auch keine besonderen Schutzmaßnahmen für die elektronischen Komponenten erforderlich. Die beiden Wechselrichter H-1 und H-2 können daher in herkömmlicher Weise aufgebaut sein, so dass zusätzliche Kosten minimiert werden.As can be seen in the illustration, the two inputs and outputs of the inverters H-1 and H-2 of the two ballasts become through the already mentioned P-Link 1-1 and 1-2 connected with each other. By connecting the two inputs, a compensation of the intermediate circuit voltages output by the two converters K-1 and K-2 is made possible and it is ensured that the inverters H-1 and H-2 are each supplied with identical input voltages. Because the two ballasts 1-1 and 1-2 and so that their respective components are constructed identically, the intermediate circuit voltages supplied by the converters K-1 and K-2 are essentially the same, so that the voltage across the input-side part of the P-Link, ie between the inputs of the inverters H -1 and H-2 current equalization currents are not too high. Accordingly, no special protective measures are required for the electronic components. The two inverters H-1 and H-2 can therefore be constructed in a conventional manner, so that additional costs are minimized.

Über die Verbindung der beiden Ausgänge der Wechselrichter H-1 und H-2 wird die von dem zweiten Wechselrichter H-2 bereitgestellte Leistung dem Lastkreis L-1 des ersten Vorschaltgeräts 1-1 zugeführt, so dass insgesamt die von beiden Vorschaltgeräten 1-1 und 1-2 zusammen gelieferte Leistung der Lampe LA zugeführt werden kann. Hierdurch wird auf einfache und elegante Weise eine Verdoppelung der durch ein einzelnes Vorschaltgerät gelieferten Leistung erzielt. Der Lampenstrom liegt dementsprechend nunmehr im Bereich zwischen 2 und 32A und es kann eine maximale Gesamtleistung von 12 kW erzielt werden.By connecting the two outputs of the inverters H-1 and H-2, the power provided by the second inverter H-2 is the load circuit L-1 of the first ballast 1-1 fed so that the total of both ballasts 1-1 and 1-2 delivered power of the lamp LA can be supplied. This easily and elegantly doubles the power supplied by a single ballast. The lamp current is now in the range between 2 and 32A and a maximum total output of 12 kW can be achieved.

Um eine optimale Verwertung der von den beiden Vorschaltgeräten 1-1 und 1-2 erzielten Ausgangsleistungen zu gewährleisten, muss ein synchroner Betrieb der beiden Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2, insbesondere der beiden Wechselrichter H-1 und H-2 sichergestellt werden. Dieser synchrone Betrieb wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eines der beiden Vorschaltgeräte für die Gesamtsteuerung der sich ergebenden Schaltungsanordnung zuständig ist. Hierbei handelt es sich um die Steuereinheit des Master-Geräts, d.h., desjenigen Vorschaltgeräts, an dessen Lastkreis die Lampe LA angeschlossen ist. Im dargestellten Beispiel übernimmt somit das erste Vorschaltgerät 1-1 die Funktion des Master-Geräts.In order to optimally utilize the of the two ballasts 1-1 and 1-2 To ensure the output power achieved, the two ballasts must operate synchronously 1-1 and 1-2 , in particular the two inverters H-1 and H-2. According to the invention, this synchronous operation is achieved in that one of the two ballasts is responsible for the overall control of the resulting circuit arrangement. This is the control unit of the master device, ie of the ballast to whose load circuit the lamp LA is connected. In the example shown, the first ballast takes over 1-1 the function of the master device.

Dass die Steuereinheit S-1 des ersten Vorschaltgeräts 1-1 die Gesamtsteuerung der Schaltungsanordnung übernehmen soll, wird von dieser automatisch erkannt. Dies ist möglich, da die Steuereinheit S-1 anhand einer Überwachung des Lastkreises L-1 erkennt, ob eine Gasentladungslampe angeschlossen ist oder nicht. Ist dies wie im dargestellten Beispiel der Fall, so übermittelt die Steuereinheit S-1 über den S-Link entsprechende Signale an die Steuereinheit S-2 des zweiten Vorschaltgeräts 1-2 (des Slave-Geräts), um sicher zu stellen, dass dieses Slave-Gerät seinen Betrieb an das erste Vorschaltgerät 1-1 anpasst. Insbesondere werden Synchronisationssignale übermittelt, welche einen synchronen Betrieb der beiden Wechselrichter H-1 und H-2 sicher stellen. Ferner wird auch auf darauf hingewirkt, dass die beiden Konverter K-1 und K-2 eine möglichst identische Zwischenkreisspannung abgeben.That the control unit S-1 of the first ballast 1-1 should take over the overall control of the circuit arrangement, it is automatically recognized. This is possible because the control unit S-1 recognizes from a monitoring of the load circuit L-1 whether a gas discharge lamp is connected or not. If this is the case as in the example shown, the control unit S-1 transmits corresponding signals to the control unit S-2 of the second ballast via the S-Link 1-2 (of the slave device) to ensure that this slave device is operating on the first ballast 1-1 adapts. In particular, synchronization signals are transmitted which ensure synchronous operation of the two inverters H-1 and H-2. In addition, efforts are also made to ensure that the two converters K-1 and K-2 output an intermediate circuit voltage that is as identical as possible.

Die Steuereinheit S-1 des Master-Geräts ist auch für die letztendlich erzielte Gesamtleistung verantwortlich. Die an dem Master-Gerät vorgenommene Leistungseinstellung gilt für die Gesamtanordnung, wobei die Steuereinheit eine Aufteilung der Gesamtleistung auf die beiden Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 zu gleichen Teilen sicherstellt. Weisen die Vorschaltgeräte 1-1 und 1-2 ferner Steuerschnittstellen zum Zuführen von externen Steuersignalen auf, so wird in dem Gesamt-System nur die Steuerschnittstelle des Master-Geräts genutzt, die Steuerschnittstelle des Slave-Geräts hingegen ist während der Parallelbetriebs inaktiv.The control unit S-1 of the master device is also responsible for the overall performance ultimately achieved. The power setting made on the master device applies to the overall arrangement, the control unit distributing the total power to the two ballasts 1-1 and 1-2 in equal parts. Assign the ballasts 1-1 and 1-2 Furthermore, control interfaces for supplying external control signals, only the control interface of the master device is used in the overall system, the control interface of the slave device, however, is inactive during parallel operation.

Durch die vorliegende Erfindung wird somit eine Möglichkeit geschaffen, in einfacher und eleganter Weise hohe Ausgangsleistungen für den Betrieb von Gasentladungslampen zu erzielen. Aufgrund der Aufteilung der Endleistung auf mehrere gleichartig ausgestaltete Geräte können die Vorschaltgeräte im wesentlichen in der bisher bekannten Weise ausgeführt sein. Insbesondere sind keine zusätzlichen aufwendigen Schutzmaßnahmen zur Vermeidung von Beschädigungen der elektronischen Komponenten der Geräte erforderlich. Darüber hinaus können die Vorschaltgeräte auch jeweils einzeln betrieben werden, so dass sie für die unterschiedlichsten Aufgabenbereiche in einem breiten Leistungsspektrum eingesetzt werden können.The present invention thus creates a possibility of achieving high output powers for the operation of gas discharge lamps in a simple and elegant manner. Due to the division of the final power into several devices of the same design, the ballasts can be designed essentially in the previously known manner. In particular, no additional complex protective measures are required to avoid damage to the electronic components of the devices. In addition, the Ballasts can also be operated individually so that they can be used for a wide variety of tasks in a wide range of services.

Claims

Electronic ballast ( 1-1 . 1-2 ) for operating a gas discharge lamp (LA), comprising - an inverter (H-1, H-2) supplied with a direct voltage, - a load circuit (L-1, connected to the output of the inverter (H-1, H-2), L-2), the connecting contacts ( 3-1 . 3-2 ) for a lamp (LA), and - a control unit (S-1, S-2) which controls the inverter (H-1, H-2), characterized in that the ballast ( 1-1 . 1-2 ) Connections ( 4-1 . 4-2 . 5-1 . 5-2 ) which has a parallel connection of the ballast ( 1-1 . 1-2 ) with another, similarly designed ballast ( 1-1 . 1-2 ) to a cascade arrangement, the connections ( 4-1 . 4-2 . 5-1 . 5-2 ) a connection of the respective inputs and outputs of the inverters (H-1, H-2) and the two control units (S-1, S-2) of the ballasts ( 1-1 . 1-2 ) enable.

Electronic ballast according to claim 1, characterized characterized in that the load circuit (L-1, L-2) an igniter (Z-1, Z-2) for ignition of the gas discharge lamp (LA), the igniter (Z-1, Z-2) is also controlled by the control unit (S-1, S-2).

Electronic ballast according to claim 1 or 2, characterized in that on the input side a rectifier supplied with an alternating supply voltage (U ₀ ) and a converter (K-1, K-2) connected to the output of the rectifier for converting the rectified alternating supply voltage (U ₀ ) in a DC link voltage supplied to the inverter (H-1, H-2).

Electronic ballast according to claim 3, characterized characterized in that the converter (K-1, K-2) by the control unit (S-1, S-2) is controlled.

Electronic ballast according to claim 3 or 4, characterized characterized in that the converter (K-1, K-2) is designed as a switching regulator is.

Electronic ballast according to one of the previous ones Expectations, characterized in that the inverter (H-1, H-2) by two in a half-bridge arrangement arranged controllable switching elements is formed.

Electronic ballast according to one of the preceding Expectations, characterized in that this has an output power in individual operation of up to 6kW.

Circuit arrangement for operating a gas discharge lamp (LA), consisting of two electronic ballasts ( 1-1 . 1-2 ), each with - an inverter supplied with a DC voltage (H-1, H-2), - a load circuit (L-1, L-2) connected to the output of the inverter (H-1, H-2), the Has connection contacts for a lamp (LA), and - a control unit (S-1, S-2) which controls the inverter (H-1, H-2), the two ballasts ( 1-1 . 1-2 ) are connected in a cascade arrangement in which the inputs and outputs of the two inverters (H-1, H-2) and the two control units (S-1, S-2) are connected to one another, and the gas discharge lamp (LA) to the load circuit (L-1, L-2) one of the two ballasts ( 1-1 . 1-2 ) connected.

Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that the two inverters (H-1, H-2) via the two control units (S-1, S-2) are synchronized.

Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that one of the two control units (S-1, S-2) to the other control unit (S-1, S-2) control signals transmitted, which cause synchronous operation of the inverters (H-1, H-2).

Circuit arrangement according to one of Claims 8 to 10, characterized in that one of the two control units (S-1, S-2) transmits control signals to the other control unit (S-1, S-2) which regulate the two ballasts ( 1-1 . 1-2 ) effect the total service delivered.

Circuit arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that that control unit ( 1-1 . 1-2 ) transmits the control signals to the load circuit ( 1-1 . 1-2 ) the lamp (LA) is connected.

Circuit arrangement according to one of claims 8 to 12, characterized in that the ballasts according to one of the claims 1 to 7 are formed.

Circuit arrangement according to one of claims 8 to 13, characterized in that the ballasts ( 1-1 . 1-2 ) deliver a total output of up to 12 kW in the cascade arrangement.

Circuit arrangement according to one of claims 8 to 14, characterized in that the lamp (LA) is a High-performance UV lamps.