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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe nach dem Anspruch 1.
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Aus der
EP 338 109 A1 ist ein Vorschaltgerät für eine Entladungslampe bekannt, welches in üblicher Weise einen von einer Gleichspannungsquelle gespeisten Wechselrichter, der die Wechselspannung für die Entladungslampe erzeugt und einen parallel zur Entladungslampe liegenden Kondensator aufweist, der Bestandteil eines Reihenresonanzkreises ist. Dem Wechselrichter wird von einem variablen Frequenzgenerator eine Wechselspannung variabler Frequenz zugeführt. Die Frequenz des variablen Frequenzgenerators ist von einer Steuereinheit steuerbar. Der Steuereinheit werden Steuersignale zugeführt, die verschiedenen Parametern des Vorschaltgerätes entsprechen. Diese Parameter sind die Lampenspannung, der Lampenstrom, die Gleichstromleistung, die Gleichspannung, eine Niedervoltgleichspannung und der Phasenwinkel des Lastkreises für den Wechselrichter. Die Reaktion der Steuereinheit auf Veränderungen der erwähnten Parameter besteht in einer Veränderung der Frequenz des Frequenzgenerators oder in einem Abschalten des Frequenzgenerators oder des Wechselrichters.
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Aus der
DE 34 32 266 A1 ist ein elektronisches Vorschaltgerät für Fluoreszenzlampen sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb bekannt. Durch Signale aus einer Überwachungseinrichtung, welche für die Fluoreszenzlampen eine Zündüberwachungsschaltung und eine Hantierungsüberwachungsschaltung sowie für einen Wechselrichter eine Temperaturüberwachungsschaltung aufweist, kann die den Wechselrichter frequenzmäßig steuernde Steuereinrichtung in eine Startposition gebracht werden. Die Startposition wird eingenommen, wenn die Überwachungseinrichtung meldet, dass keine Lampe betrieben werden kann, zum Beispiel weil keine Lampen vorhanden sind oder die Temperatur des Wechselrichters zu hoch ist. Aus der Startposition wird bei zweiten Zustandsmeldungen aus der Überwachungseinrichtung, welche anzeigen, dass Lampen gewechselt wurden, der Zündvorgang für die Lampen gestartet. Zündet auch nur eine von mehreren Lampen, wird der Betrieb bei der Brennfrequenz aufgenommen. Dadurch befindet sich das Gerät immer in einem definierten Betriebszustand, regelmäßige Startversuche für deaktivierte Lampen entfallen und bei der Auswechslung von Lampen starten diese ohne weitere Maßnahmen, wie zum Beispiel Wechseln einer Sicherung oder Ausschalten der Nennspannung.
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Aus der
US 4723098 ist eine elektronische Lastschaltung für Fluoreszenzlampen oder andere Gasentladungslampen bekannt, die eine Resonanz-Wechselrichterschaltung enthält. Bei dieser bekannten Schaltung gelangt eine Rückkopplungsschaltung zur Anwendung, die auf den Lampenstrom anspricht, um die Wechselrichter-Treiberfrequenz zu variieren und um dadurch den Lampenstrom zu regulieren.
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Im allgemeinen weist ein herkömmliches Rückkopplungssteuersystem für ein elektronisches Vorschaltgerät, d. h. eine elektronische Last viele Vorteile auf: eine Rückkopplung kann ungeachtet unregelmäßiger Eigenschaften einer Lampenlast stabil gesteuert werden, Energie kann gespart werden und die Lampenlebensdauer kann verlängert werden.
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Ein Vorwärmen wird verwendet, um einen Lampenfaden so auf eine zweckmäßige Temperatur zu erwärmen, daß die Lampe nicht belastet wird, wenn sie gezündet wird. Ein Vorwärmen kann durch ein Zuführen eines begrenzten und gesteuerten Stroms zu der Lampe durchgeführt werden.
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Das herkömmliche Rückkopplungssteuersystem für eine elektronische Last wird im Detail unter Bezugnahme auf die beliegende Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Rückkopplungssteuersystems für eine elektronische Last.
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Es wird auf 1 verwiesen. Bei dem herkömmlichen Rückkopplungssteuersystem werden eine Gleichstrom-Anschlußspannung E und ein Strom ifb, welche eine elektronische Last 12 zum Steuern eines von einer Lampe 11 erzeugten Stroms aufnimmt, in einen Multiplizierer 13 zurückgekoppelt und der Multiplizierer 13 kombiniert die Gleichstrom-Anschlußspannung E und den Strom ifb. Ein Signal aus dem Multiplizierer 13 ist eine Spannung Vmo, die durch einen Widerstandsblock Rmo geht. Ein erster Addierer/Subtrahierer 15 addiert oder substrahiert die Spannung Vmo auf der Grundlage einer Referenzspannung Vref, die von einem Referenzspannungsgenerator 14 erzeugt wird, zum Bestimmen einer Eingangsspannung an der elektronischen Last 12.
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Eine addierte oder subtrahierte Spannung Verr, die von dem ersten Addierer/Subtrahierer 15 erzeugt wird, wird durch einen Fehlerverstärker 16, der eine Steilheit Gm aufweist, hinauf zu einem Strom Iin verstärkt.
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Der verstärkte Strom Iin wird durch einen Kondensator C zu einer Spannung Vin integriert. Die Spannung Vin wird durch eine spannungsgesteuerte Stromquelle VCCS 17 in einen Strom I1 gewandelt. Ein zweiter Addierer/Subtrahierer 18 addiert oder substrahiert den Strom I1, den Strom Ie, der von der Gleichstrom-Anschlußspannung E von der elektronischen Last 12 vorwärtsgekoppelt wird, und einen Referenzstrom Iref.
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Ein Gesamtstrom it wird an einem Kondensator Ct in einem Oszillator und Ausgangstreiber 19 gespeichert, so daß eine Steuerfrequenz f1 für die elektronische Last 12 bestimmt ist.
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Die Frequenz f1 bestimmt die Eingangsspannung an der elektronischen Last 12 und die bestimmte Eingangspannung ist proportional zu dem Strom ifb, wodurch ein Rückkopplungssteuern möglich gemacht wird.
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Jedoch ist es bei dem herkömmlichen Rückkopplungssteuersystem für eine elektronische Last möglich, einen Entladungszustand nach dem Zünden der Lampe aufrechtzuerhalten, aber es ist schwierig, die Lampe vorzuwärmen. Zum Beispiel sollte eine Leistung, die von der elektronischen Last während einer Lampenvorwärmperiode benötigt wird, ein Zehntel der Leistung betragen, die während einer Entladungsaufrechterhaltungsperiode benötigt wird. Außerdem ist es schwierig, eine Einschaltstromspitze und eine Erhöhung einer Spannung zu verhindern, wenn die Entladung gerade gestartet worden ist, da die Entladung nicht zweckmäßig gesteuert wird.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Entladungslampe zu schaffen, die dafür geeignet ist, die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu überwinden und eine Vorwärmfrequenz, eine temporäre Entladung und eine Entladungsaufrechterhaltung einer Lampe ungeachtet unregelmäßiger Eigenschaften einer Lampenlast stabil zu steuern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
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Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Rückkopplungssteuersystem für eine elektronische Last auf: eine Lampe, welche ein zu steuerndes Objekt darstellt; eine elektronische Last, die Signale zum Vorwärmen, zum Zünden, d. h. temporären Entladen und zur Entladungsaufrechterhaltung der Lampe erzeugt und Gleichstrom-Anschlußspannungssignale und einen Strom zum Rückkopplungssteuern erzeugt; einen Multiplizierer, der Signale aufnimmt, welche die Gleichstrom-Anschlußspannung und der Strom sind, die von der elektronischen Last erzeugt werden, und der einen Wert erzeugt, der proportional zu einer Multiplikation der zwei Signale, der Gleichstrom-Anschlußspannung und dem Strom, ist; eine Zeitsteuereinrichtung, die in Übereinstimmung mit einer Vorwärmperiode und einer Entladungsperiode der Lampe ein zur Zeit proportionales Signal erzeugt; eine Weichstart-Steuereinrichtung, die das Signal von der Zeitsteuereinrichtung aufnimmt und Signale für die Vorwärmperiode und die Entladungsperiode der Lampe erzeugt; einen ersten Addierer/Subtrahierer, der ein Ausgangssignal von dem Multiplizierer und ein Ausgangssignal von der Weichstart-Steuereinrichtung addiert oder subtrahiert; einen Referenzspannungsgenerator, der eine Spannung erzeugt, welches eine Referenzspannung zum Bestimmen einer Eingangsspannung an der elektronischen Last bei dem Rückkopplungssteuern ist; einen zweiten Addierer/Subtrahierer, der ein Signal, das von dem ersten Addierer/Subtrahierer erzeugt wird, das durch einen Widerstandsblock geht und eingegeben wird, und das Ausgangssignal von dem Referenzspannungsgenerator addiert oder subtrahiert; einen Fehlerverstärker, der ein Ausgangssignal von dem zweiten Addierer/Subtrahierer verstärkt; einen Kondensator, der einen Strom, der von dem Fehlerverstärker erzeugt wird, integriert und ihn in eine Spannung wandelt; eine spannungsgesteuerte Stromquelle, die eine Spannung von dem Kondensator aufnimmt und sie in einen Strom wandelt; einen dritten Addierer/Subtrahierer, der einen Ausgangsstrom von der spannungsgesteuerten Stromquelle, einen Referenzstrom und ein Signal, das von der elektronischen Last erzeugt wird und durch einen Widerstand geht, addiert oder subtrahiert; und einen Oszillator und Ausgangstreiber mit einem internen Kondensator, an welchem ein Ausgangsstrom von dem dritten Addierer/Subtrahierer gespeichert wird, wodurch eine Steuerfrequenz zum Erzeugen an der elektronischen Last bestimmt wird.
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Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann durch ein Vorsehen des Rückkopplungssteuersystems für eine elektronische Last, welches die Frequenz zum Vorwärmen, zur Zündung, d. h. einer temporären Entladung und einer Entladungsaufrechterhaltung der Lampe stabil steuern kann, ein Rückkoppeln ungeachtet unregelmäßiger Lampenlastcharakteristiken stabil gesteuert werden, Energie kann gespart werden und die Lebensdauer der Lampe kann verlängert werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigt:
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1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Rückkopplungssteuersystems für eine elektronische Last;
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2 ein Blockschaltbild einer an einem Rückkopplungssteuersystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendeten elektronischen Last;
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3 ein Blockschaltbild eines Rückkopplungssteuersystems gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Wellenformdiagramm eines durch ein Zwangssteuern einer Frequenz in einem Zustand einer offenen Regelschleife von einer Vorwärmperiode zu einer Entladungsaufrechtserhaltungsperiode einer Lampe weichgestarteten Resonanzstroms und Lampenstroms gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 einen Stromlaufplan einer Weichstart-Steuereinrichtung in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine schematische Darstellung eines Stromflusses einer Weichstart-Steuereinrichtung in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 eine schematische Darstellung eines Steuerns eines Stroms und eines Änderns einer Leistung durch ein Steuern eines Stroms einer Weichstart-Steuereinrichtung in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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8 ein Wellenformdiagramm eines Signals eines Oszillators und Ausgangstreibers in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungssbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Es wird nun im Detail Bezug auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung genommen, von der ein Beispiel in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist. Wo immer es möglich ist, werden die gleichen Bezugszeichen durchgängig durch die Zeichnung verwendet, um die gleichen oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
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3 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Es wird auf 3 verwiesen. Ein Rückkopplungssteuersystem für eine elektronische Last gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Lampe 31, welche zu steuern ist, eine elektronische Last 32, die Signale zum Vorwärmen, zur temporären Entladung und zur Entladungsaufrechterhaltung der Lampe 31 erzeugt und die eine Gleichstrom-Anschlußspannung E und einen Strom ifb zum Steuern einer Rückkopplung erzeugt. Ein Multiplizierer 33 nimmt die Gleichstrom-Anschlußspannung E und den Strom ifb, die von der elektronischen Last 32 erzeugt werden, auf und erzeugt einen Wert, der proportional zu der Multiplikation der Gleichstrom-Anschlußspannung E und dem Strom ifb ist. Eine Zeitsteuereinrichtung 34 erzeugt in Übereinstimmung mit einer Vorwärmperiode und einer Entladungsperiode der Lampe 31 ein Signal Vcs, das proportional zur Zeit ist. Eine Weichstart-Steuereinrichtung 35 nimmt das Signal Vcs von der Zeitsteuereinrichtung 34 auf und erzeugt Signale für die Vorwärmperiode und die Entladungsperiode der Lampe 31. Ein erster Addierer/Subtrahierer 36 addiert oder subtrahiert ein Ausgangssignal imo von dem Multiplizierer 33 und ein Ausgangssignal ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35. Ein Referenzspannungsgenerator 37 erzeugt eine Spannung Vref, welches eine Referenzspannung zum Bestimmen einer Eingangsspannung an der elektronischen Last 32 bei dem Rückkopplungssteuern ist. Ein zweiter Addierer/Subtrahierer 38 addiert oder subtrahiert ein Signal Vmo, das von dem ersten Addierer/Subtrahierer 36 erzeugt wird und durch einen Widerstandsblock Rmo geht, und das Ausgangssignal Vref von dem Referenzspannungsgenerator 37. Ein Fehlerverstärker 39 verstärkt ein Ausgangssignal Verr von dem zweiten Addierer/Subtrahierer 38. Ein Kondensator C integriert einen Strom Iin, der von dem Fehlerverstärker 39 ausgegeben wird, und ändert ihn in eine Spannung Vin. Eine spannungsgesteuerte Stromquelle VCCS 40 nimmt die Spannung Vin von dem Kondensator C auf und wandelt sie in einen Strom I1. Ein dritter Addierer/Subtrahierer 41 addiert oder subtrahiert den Ausgangsstrom I1 von der VCCS 40, einen Referenzstrom Iref und ein Signal Ie, das von der elektronischen Last 32 erzeugt wird und durch einen Widerstand 1/RL geht. Einem Oszillator und Ausgangstreiber 42 mit einem internen Kondensator Ct wird ein Ausgangsstrom it von dem dritten Addierer/Subtrahierer 41 zugeführt, wodurch eine Steuerfrequenz f1 bestimmt wird, die an die elektronische Last 32 anzulegen ist.
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4 zeigt ein Wellenformdiagramm, das einen Resonanzstrom und einen Lampenstrom darstellt, die durch Zwangssteuerung einer Frequenz in einem Zustand einer offenen Regelschleife von einer Vorwärmperiode zu einer Entladungsaufrechterhaltungsperiode weichgestartet werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Es wird auf 5 verwiesen. Eine Weichstart-Steuereinrichtung 35 in dem Rückkopplungssteuersystem beinhaltet einen zweiten Transistor Q2 mit einem Basisanschluß, welcher eine Ausgangsspannung Vcs von der Zeitsteuereinrichtung 34 aufnimmt (siehe 3). Ein erster Widerstand R1 weist einen Anschluß auf, der an einen Emitteranschluß des zweiten Transistors Q2 angeschlossen ist. Ein dritter Transistor Q3 weist einen Kollektoranschluß, der an den anderen Anschluß des ersten Widerstands R1 angeschlossen ist, einen Basisanschluß, welcher einen Vorstrom ip aufnimmt, und einen Emitteranschluß auf, der einen Strom ip1 erzeugt. Ein vierter Transistor Q4 weist einen Emitteranschluß, der an den anderen Anschluß des ersten Widerstands R1 und den Kollektoranschluß des dritten Transistors Q3 angeschlossen ist, und einen Kollektoranschluß auf, der an den ersten Addierer/Subtrahierer 36 angeschlossen ist. Ein zweiter Widerstand R2 weist einen Anschluß auf, der an den Kollektoranschluß des dritten Transistors Q3 und an den Emitteranschluß des vierten Transistors Q4 angeschlossen ist. Ein fünfter Transistor Q5 weist einen Emitteranschluß, der an den anderen Anschluß des zweiten Widerstands R2 angeschlossen ist, einen Basisanschluß, der an den Basisanschluß des vierten Transistors Q4 angeschlossen ist, und einen Kollektoranschluß auf, der an seinen Basisanschluß angeschlossen ist, wobei ein vierter Widerstand R4 mit einem Anschluß an den Emitteranschluß des dritten Transistors Q3 angeschlossen ist und sein anderer Anschluß an den Kollektoranschluß des fünften Transistors Q5 angeschlossen ist. Ein dritter Widerstand R3 weist einen Anschluß auf, der an den einen Anschluß des vierten Widerstands R4 und den Kollektoranschluß des fünften Transistors Q5 angeschlossen ist. Ein erster Transistor Q1 weist einen Emitteranschluß, der an den einen Anschluß des dritten Widerstands R3 angeschlossen ist, und einen Basisanschluß auf, der an seinen eigenen Emitteranschluß angeschlossen ist. Der Kollektoranschluß des ersten Transistors Q1 erzeugt einen Strom ip3 zu dem Kollektoranschluß des zweiten Transistors Q2.
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Die Funktionsweise des Rückkopplungssteuersystems für eine elektronische Last wird nun erklärt.
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Zuerst wird die Funktionsweise der elektronischen Last beschrieben.
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2 zeigt ein Blockschaltbild, das eine elektronische Last in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Es wird auf 2 verwiesen. Die elektronische Last 32 ist ein LC-Resonanzwandler. Ihre Schaltfrequenz ist charakteristischerweise umgekehrt proportional zu einer Eingangsspannung, wenn die Schaltfrequenz höher als die Resonanzfrequenz des LC-Glieds (d. h., eine Zusammensetzung von Lr und C (C1, C2, C3, C4 und C5)) gesteuert wird. Demgemäß sollte eine Schaltfrequenz fP während der Lampenvorwärmperiode relativ höher als eine Frequenz f0 bei einer Eingangsleistung von 100% zum Aufrechterhalten einer Entladung sein.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Frequenzen zum vorwärmen, zur temporären Lampenentladung und zum Aufrechterhalten einer Entladung auf der Grundlage des Rückkopplungssteuerns zugeführt. Damit wird die Lampe 31 gesteuert.
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3 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Rückkopplungsteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Es wird auf 3 verwiesen. Die Funktionsweise des Rückkopplungssteuersystems für eine elektronische Last gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun erklärt.
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Ein Strom ifb, welchen die elektronische Last 32 zum Steuern eines von der Lampe 31 erzeugten Stroms aufnimmt, und eine Gleichstrom-Anschlußspannung E werden rückgekoppelt und durch den Multiplizierer 33 kombiniert. Die Weichstart-Steuereinrichtung 35 nimmt ein Signal Vcs auf, das von der Zeitsteuereinrichtung 34 proportional zu den Vorwärm- und Entladungszeitperioden der Lampe 31 erzeugt wird, und gibt ein Signal ip aus, das für die Vorwärm- und Entladungsperioden der Lampe 31 notwendig ist. Der erste Addierer/Subtrahierer 36 addiert das Ausgangssignal ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 und ein Ausgangsignal (imo = Km × ifb × E) von dem Multiplizierer 33, um zu imol (imol = imo + ip) zu gelangen. Der Wert imol geht durch den Widerstandsblock Rmo und erzeugt einen Ausgangswert Vmo. Der zweite Addierer/Subtrahierer 38 addiert oder subtrahiert den Ausgangswert Vmo auf der Grundlage eines Ausgangssignals Vref von dem Referenzsspannungsgenerator 37.
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Das Ausgangssignal Vmo von dem Widerstandsblock Rmo wird durch ein Ändern der Rückkopplungsausgangswerte ifb und E, die von der elektronischen Last 32 kommen, so gesteuert, daß es gleich dem Ausgangssignal Vref von dem Referenzspannungsgenerator 37 ist. Wenn der Ausgangsstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 erhöht wird, wird demgemäß der Ausgangsstrom imo von dem Multiplizierer 33 in dem ersten Addierer/Subtrahierer 36 verringert. Wenn die Gleichstrom-Anschlußspannung E eingestellt ist, wird der Rückkopplungsstrom ifb verringert. Die Verringerung des Rückkopplungstroms ifb bedeutet, daß die Frequenz f1 gesteuert wird, um eine Energieaufnahme der elektronischen Last 32 zu verringern.
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Die Änderung des Ausgangssignals von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 wird an die Vorwärmung der Lampe 31 angelegt. Wenn der Ausgangstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 erhöht wird, wodurch der Rückkopplungsstrom ifb verringert wird, wird die Lampe 31 vorgewärmt, während die Lampe 31 nicht entladen wird.
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Nach einer vorbestimmten Lampenvorwärmzeit wird der Ausgangsstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 verringert, so daß der Rückkopplungsstrom ifb so gesteuert wird, daß er sich an einem Pegel befindet, der für eine Lampenentladung notwendig ist, und so, daß der Ausgangsstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 während einer Lampenentladungsaufrechterhaltungsperiode null erreicht.
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Als nächstes wird die addierte oder subtrahierte Spannung (Verr = Vref – Vmo), die von dem zweiten Addierer/Subtrahierer erzeugt wird, durch den Fehlerverstärker 39, der eine Steilheit Gm aufweist, zu einem Strom Iin verstärkt. Der verstärkte Strom Iin wird durch den Kondensator C zu einer Spannung Vin integriert. Die Spannung Vin, die daraus ausgegeben wird, wird durch die spannungsgesteuerte Stromquelle VCCS 40 zu einem Strom I1 gewandelt. Der dritte Addierer/Subtrahierer 41 addiert den Strom I1, einen Strom Ie, der von der Gleichstrom-Anschlußspannung E der elektronischen Last 32 vorwärtsgekoppelt wird, und einen Referenzstrom Iref.
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Ein Gesamtstrom it, der von dem dritten Addierer/Subtahierer 41 ausgegeben wird, wird an dem Kondensator Ct in dem Oszillator und Ausgangstreiber 42 gespeichert, wodurch eine Steuerfrequenz f1 für die elektronische Last 32 bestimmt wird.
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Die Frequenz f1 bestimmt die Eingangspannung an der elektronischen Last 32 und die bestimmte Eingangspannung ist proportional zu dem Strom ifb, wodurch eine Rückkopplungssteuern möglich gemacht wird.
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Wie es zuvor beschrieben worden ist, werden Perioden für eine Lampenvorwärmung, eine Entladung und eine Entladungsaufrechterhaltung kontinuierlich zurückgekoppelt, wodurch die elektronische Last optimal gesteuert wird.
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4 zeigt ein Wellenformdiagramm, das einen Resonanzstrom und einen Lampenstrom darstellt, die durch ein Zwangsteuern einer Frequenz in einem Zustand einer offenen Regelschleife von der Lampenvorwärmperiode zu der Lampenentladungsaufrechterhaltungsperiode der Lampe weichgestartet werden, gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Eine Referenzmarkierung iLa auf der vertikalen Achse zeigt einen Strombetrag während der Lampenvorwärmperiode an, eine Referenzmarkierung iLc zeigt einen Strombetrag während der temporären Lampenentladungsperiode an, und eine Referenzmarkierung iLb zeigt einen Strombetrag zum Bestimmen einer Eingangsleistung während der Lampenaufrechterhaltungsperiode an.
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Als Ergebnis folgt ein Stromfluß von der Vorwärmperiode zu der Entladungsaufrechterhaltungsperiode dem Grundstromfluß, der in 4 dargestellt ist, welcher aufgrund der Eigenschaften der Lampe besteht.
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5 zeigt eine Stromlaufplan, der eine Weichstart-Steuereinrichtung in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Stromflusses einer Weichstart-Steuereinrichtung in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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5 zeigt einen Stromlaufplan für den Ausgangsstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35, welcher in den ersten Addierer/Subtrahierer 36 eingegeben wird, um einen Stromfluss zu erzielen, der in 6 dargestellt ist.
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Wenn ein Emitterstrom ip1 von dem dritten Transistor Q3 durch einen Vorstrom ip bestimmt wird, der in den Basisanschluß des dritten Transistors Q3 eingegeben wird, wird die Ausgangsspannung Vcs von der Zeitsteuereinrichtung 34 proportional zur Zeit groß und wird nahezu gleich der Basisspannung Vr2 des vierten Transistors Q4 und des fünften Transistors Q5. Der zweite Transistor Q2 wird deshalb eingeschaltet. Diese Funktionsweise entspricht einem Zeitpunkt t1, welcher ein Endpunkt der Lampenvorwärmperiode oder ein Startpunkt der Lampenentladungsperiode ist.
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Nach dem Zeitpunkt t1 wird ein Kollektorstrom ip3 von dem ersten Transistor Q2 proportional groß und ein Kollektorstrom ip2 von dem vierten Transistor Q4 wird proportional weniger, wie es in 6 dargestellt ist.
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Wenn der Kollektorstrom ip3 von dem ersten Transistor Q1 gleich dem Emitterstrom ip1 von dem dritten Transistor Q3 ist, wird der Ausgangsstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 null. Diese Funktionsweise entspricht einem Zeitpunkt t2, welcher ein Endpunkt der Entladungsperiode oder ein Startpunkt der Entladungsaufrechterhaltungsperiode ist.
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Der erste Widerstand R1 bestimmt eine Steigung der Änderung des Stroms zu den Zeitpunkten t1 und t2. Je größer der Wert des Widerstands R1 ist, desto weniger steil wird die Steigung des Stroms.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuerns eines Stroms und einer Änderung einer Leistung durch ein Steuern eines Stroms der Weichstart-Steuereinrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Wenn der Ausgangsstrom ip von der Weichstart-Steuereinrichtung 35 als ein Vorwärmstrom verwendet wird und das gesamte System gesteuert wird, wird eine Leistung der elektronischen Last 32 so gesteuert, das sie Wp beträgt. Wenn die Entladungsperiode beginnt, nachdem die Vorwärmperiode verstrichen ist, wird der Vorwärmstrom zu einer negativen Steigung verringert, und im Gegensatz dazu wird eine Leistung der elektronischen Last 32 zu einer positive Steigung erhöht.
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Zu diesem Zeitpunkt dient ein Steuern des Stroms während der Entladungsperiode, daß er eine negative Steigung aufweist, zum ausreichenden Zuführen einer temporären Entladungsleistung zu der Lampe 31.
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Wenn der Vorwärmstrom null wird, sind die Vorwärm- und Entladungsperioden zu Ende und die Entladungsaufrechterhaltungsperiode beginnt. Die Leistung zu diesem Zeitpunkt wird so gesteuert, daß sie die beste Steuerleistung Wn der elektronischen Last 32 ist.
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8 zeigt ein Wellenformdiagramm, das ein Signal eines Oszillators und Ausgangstreibers in einem Rückkopplungssteuersystem gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Der Ausgangsstrom it von dem dritten Addierer/Subtahierer 41 ist proportional zu der Ausgangsfrequenz f1 von dem Oszillator und Ausgangstreiber 42. Der Ausgangsstrom it von dem dritten Addierer/Subtahierer 41 und die Ausgangsfrequenz f1 von dem Oszillator und Ausgangstreiber 42 können in Übereinstimmung mit ΔV einer Sägezahnwelle, die von dem Kondensator Ct in dem Oszillator und Ausgangstreiber 42 erzeugt wird, durch die folgende Gleichung 1 ausgedrückt werden: 2·f1 = it/(Ct·ΔV) (Gleichung 1)
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Die Frequenz f1 zum Steuern der elektronischen Last 32 ist die Frequenz eines doppelten Ausgangsstroms und beträgt die Hälfte der Sägezahnwelle.
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Eine Referenzmarkierung Vct in 8 bezeichnet eine Spannungswellenform, die von dem Kondensator Ct in dem Oszillator und Ausgangstreiber 42 erzeugt wird, und Vr1 ist ein internes Vergleichspotential des Oszillators und Ausgangstreibers 42.
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Eine Ausgangsspannung aus einem internen Vergleicher ist in Übereinstimmung mit dem internen Vergleichspotential durch Vcom dargestellt, wobei Vr1 und Vcom durch ein internes D-Flipflop in ein D-Flipflop-Signal 1 und ein D-Flipflop-Signal 2 geteilt werden.
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Die geteilten D-Flipflop-Signale 1 und 2 werden schließlich zu Signalen OUT1 bzw. OUT2 zum Ansteuern der elektronischen Last 32 gewandelt und jede Ausgangsfrequenz der Signale OUT1 und OUT2 beträgt f1.
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Wie es zuvor beschrieben worden ist, kann durch ein Vorsehen eines Rückkopplungssteuersystems für eine elektronische Last, welches die Frequenz zum Lampenvorwärmen, eine temporären Lampenentladung und eine Lampenentladungsaufrechterhaltung stabil steuern kann, eine Rückkopplung ungeachtet der unregelmäßigen Eigenschaften der Lampenlast stabil gesteuert werden, Energie kann gespart werden und die Lebensdauer der Lampe kann verlängert werden.
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Der zuvor erwähnte Effekt des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann an allen Erzeugnissen angewendet werden, die eine elektronische Last verwenden.
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Ein in der vorhergehenden Beschreibung offenbartes Rückkopplungssteuersystem für eine elektronische Last weist eine Lampe, eine elektronische Last, einen Multiplizierer, eine Zeitsteuereinrichtung, eine Weichstart-Steuereinrichtung, einen ersten Addierer/Subtrahierer, einen Referenzspannungsgenerator, einen zweiten Addierer/Subtrahierer, einen Fehlerverstärker, einen Kondensator, eine spannungsgesteuerte Stromquelle, einen dritten Addierer/Subtrahierer und einen Oszillator und Ausgangstreiber auf.
