DE19635909A1

DE19635909A1 - Sequentielles Rückkopplungssteuerungssystem für ein elektronisches Vorschaltgerät

Info

Publication number: DE19635909A1
Application number: DE19635909A
Authority: DE
Inventors: Maeng-Ho Seo; Nak-Choon Choi
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Fairchild Korea Semiconductor Ltd
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1997-03-06
Also published as: KR0149315B1; JP3892505B2; US5973458A; TW413996B; KR970019767A; JPH09120893A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Rückkopplungssteuerungssysteme für elektronische Vorschalt geräte (ballasts) und insbesondere auf ein sequentielles Rückkopplungssteuerungssystem, welches eine Weichstart- und Abblendsteuerung für ein elektronisches Vorschaltgerät be reitstellt.

Rückkopplungssteuerungssysteme werden zur Steuerung von elektronischen Vorschaltgeräten verwendet, da sie trotz ei ner ungleichmäßigen Charakteristik von Lampenlasten eine effektive Steuerung bereitstellen und da sie zur Reduzie rung von einem Energieverbrauch und zur Verlängerung der Lebensdauer von Lampen wirksam sind.

Ein sequentielles Rückkopplungssteuerungssystem, wel ches Weichstart- und Abblendoperationen implementieren kann, stellt des weiteren Vorteile bezüglich der Energieef fizienz und einer verlängerten Lebensdauer von Lampen be reit. Während einer Weichstartoperation bzw. einer weichen Startoperation wird eine Lampe mit einem reduzierten Lei stungspegel während eines Vorglüh- bzw. Vorwärmzyklus vor dem Eintreten in eine Stromentnahme- bzw. Entladungsbe triebsart angesteuert. Dadurch wird die Beanspruchung des Glühfadens reduziert und die Lebensdauer einer Lampe ver längert. Die der Lampe zugeführte Energie wird darauf er höht, bis eine Stromentnahme- bzw. Entladebetriebsart be gonnen wird. Nach einer hinreichend langen Periode, während der die Stromentnahme aufrechterhalten wird, kann die Leistung während einer Abblendoperation reduziert werden, um die Helligkeit der Lampe entsprechend dem Umgebungs lichtzustand einzustellen, wodurch Leistung gespart wird. Ein sequentielles Steuerungssystem, welches eine Rückkopp lung verwendet, kann an den Leistungsfluß bezüglich sich verändernden Lastzuständen einer Lampe angepaßt werden, welche in verschiedenen Betriebsarten betrieben wird.

Ein Rückkopplungssteuerungssystem nach dem Stand der Technik für ein elektronisches Vorschaltgerät ist in Fig. 7 dargestellt. Ein elektronisches Vorschaltgerät 12 steuert eine Lampe 11 an und erzeugt ein Stromverbrauchssignal (ifb), welches den von dem Vorschaltgerät verbrauchten Strom anzeigt. Das Stromverbrauchssignal (ifb) wird mit ei nem Direktverbindungsspannungssignal (E) bzw. einem Ver bindungsgleichspannungssignal (direct link voltage signal) von dem Multiplizierer 13 multipliziert, welcher ein Strom steuersignal (imo) erzeugt, welches den Leistungsverbrauch des Vorschaltgeräts 12 darstellt. Das Direktverbindungs spannungssignal (E) wird durch einen Widerstand (1/RL) in ein Direktverbindungsstromsignal bzw. ein Verbindungs gleichstromsignal (direct link current signal) (Ie) umgewan delt.

Ein Widerstandsblock (Rmo) wandelt das Stromsignal in ein Spannungssignal (Vmo) um, welches von einem Bezugsspan nungssignal (Vref) von einem Bezugsspannungsgenerator 14 durch einen Addierer 15 subtrahiert wird. Der Addierer 15 erzeugt ein Fehlersignal (Verr), welches in ein verstärktes Stromsignal (Iin) von einem Fehlerverstärker 16 umgewandelt wird, der eine Transkonduktanz (Gm) besitzt. Das verstärkte Stromsignal (Iin) lädt den Kondensator (C), um ein inte griertes Spannungssignal (Vin) zu erzeugen, welches in ein integriertes Stromsignal (I1) durch eine spannungsgesteuer te Stromquelle (VCCS) umgewandelt wird.

Ein zweiter Addierer 18 subtrahiert das integrierte Stromsignal (I1) von der Summe des Direktverbindungsstrom signals (Ie) und eines Standardstrombezugssignals (Iref), wodurch ein zusammengesetztes Stromsignal (it) erzeugt wird. Das zusammengesetzte Stromsignal (it) wird von einer Oszillator- und Ausgangsansteuerungsvorrichtung 19 verwen det, um einen Kondensator (Ct) zu laden und ein Frequenzsi gnal (f1) zu erzeugen, welches den Leistungsverbrauch des elektronischen Vorschaltgeräts (12) steuert.

Somit wird der Leistungseingang in das elektronische Vorschaltgerät durch einen geschlossenen Regelkreis gesteu ert, da die Eingangsleistung, welche durch das Frequenzsi gnal (f1) gesteuert wird, proportional zu dem Stromver brauchssignal (ifb) ist.

Obwohl das Rückkopplungssteuerungssystem von Fig. 7 zur Beibehaltung der Stromentnahme bzw. Entladung einer Lampe nach dem Beginn bzw. einer Initialisierung wirksam ist, ist es schwierig, es auf ein sequentielles Rückkopplungssteue rungssystem anzupassen, welches Weichstart- und Abblend funktionen implementiert.

Dementsprechend besteht ein Bedarf an einem Rückkopp lungssteuerungssystem für ein elektronisches Vorschaltge rät, welches die oben dargestellten Schwierigkeiten über windet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rückkopplungssteue rungssystem zu schaffen, welches leicht an eine sequenti elle Operation für ein elektronisches Vorschaltgerät anpaß bar ist.

Ein Vorteil der Erfindung ist es, eine Rückkopplungs steuerung für ein elektronisches Vorschaltgerät unter Durchführung eines Weichstartbetriebs vorzusehen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, eine Rück kopplungssteuerung eines elektronischen Vorschaltgeräts un ter Durchführung einer Abblendoperation vorzusehen.

Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Er findung enthält ein sequentielles Steuerungssystem für ein elektronisches Vorschaltgerät: ein Rückkopplungssteuerteil, welches ein Rückkopplungssignal im Ansprechen auf den Lei stungsverbrauch des Vorschaltgeräts erzeugt und ein Steuer signal zum Steuern des Leistungsverbrauchs des Vorschaltge räts empfängt; einen Zeitkontroller, welcher ein Zeitsignal erzeugt; einen Abblendkontroller, welcher an den Zeitkon troller gekoppelt ist, wobei der Zeitkontroller ein Ab blendsignal im Ansprechen auf das Zeitsignal erzeugt; und einen Addierer, welcher an das Rückkopplungssteuerteil und den Abblendkontroller gekoppelt ist, wobei der Addierer das Steuersignal im Ansprechen auf das Rückkopplungssignal und das Abblendsignal erzeugt.

Das System enthält des weiteren: einen Weichstartkon troller, welcher an den Zeitkontroller und an den Addierer gekoppelt ist, wobei der Weichstartkontroller ein Weich startsignal im Ansprechen auf das zweite Zeitsignal er zeugt; und einen Addierer, welcher das Steuersignal im An sprechen auf das Rückkopplungssignal, das Abblendsignal und das Weichstartsignal erzeugt.

Der Abblendkontroller enthält einen ersten Widerstand, welcher den Pegel des Abblendsignals während eines stabilen Teils eines Abblendzyklus bestimmt, und einen zweiten Wi derstand, welcher die Rate bestimmt, mit welcher sich das Abblendsignal während eines abfallenden Teils des Abblend zyklus ändert.

Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Er findung enthält ein Verfahren zum sequentiellen Steuern ei nes elektronischen Vorschaltgeräts die Schritte: Erzeugen eines Rückkopplungssignals im Ansprechen auf die von dem Vorschaltgerät verbrauchte Leistung; Erzeugen eines Zeitsi gnals; Erzeugen eines Weichstartsignals im Ansprechen auf das Zeitsignal; Erzeugen eines Abblendsignals im Ansprechen auf das Zeitsignal; Erzeugen eines Steuersignals im Anspre chen auf das Rückkopplungssignal, das Weichstartsignal und das Abblendsignal; und Steuern der von dem Vorschaltgerät verbrauchten Leistung im Ansprechen auf das Steuersignal.

Das Erzeugen des Softstartsignals beinhaltet die Schritte: Beibehalten des Wertes des Weichstartsignals auf einem Pegel, welcher geeignet zum Vorglühen einer Last ist, welche mit dem Vorschaltgerät verbunden ist, während eines Vorglühzyklus; und Verringern des Werts des Weichstartsi gnals auf einen Pegel, welcher zur Stromentnahme bzw. zur Entladung geeignet ist, während eines Stromentnahme- bzw. Entladungszyklus.

Das Erzeugen des Abblendsignals enthält die Schritte: Erzeugen des Pegels des Abblendsignals während eines abfal lenden Teils eines Abblendzyklus; und Beibehalten das Werts des Abblendsignals auf einem geeigneten Wert während eines stabilen Teils des Abblendzyklus.

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines sequentiellen Rückkopplungssteuerungssystems entspre chend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm des Steuerblocks von Fig. 1 entsprechend der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3A zeigt einen Graphen, welcher die Wellenformen während des Weichstart- und Abblendbetriebs in einem se quentiellen Rückkopplungssteuerungssystem entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 3B zeigt einen Graphen, welcher die Leistungswel lenformen darstellt, welche bei dem entsprechend der ersten Ausführungsform gesteuerten Vorschaltgerät erzielt werden.

Fig. 4 zeigt einen Schaltungsentwurf, welcher die Struktur eines Abblendkontrollers entsprechend der vorlie genden Erfindung darstellt.

Fig. 5 zeigt einen Graphen, welcher Stromwellenformen bei einem Abblendkontroller entsprechend der vorliegenden Erfindung darstellt.

Fig. 6 zeigt einen Graphen, welcher Wellenformen bezüg lich der Oszillator- und Ausgangsansteuerungsvorrichtung wie in Fig. 2 veranschaulicht darstellt.

Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm, welches ein Rückkopp lungssteuerungssystem nach dem Stand der Technik für ein elektronisches Vorschaltgerät darstellt.

Fig. 8 zeigt ein schematisches Diagramm eines elektro nischen Vorschaltgeräts nach dem Stand der Technik zur Ver wendung bei der vorliegenden Erfindung.

Eine Ausführungsform eines sequentiellen Rückkopplungs steuerungssystem entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Vor der detaillierten Beschrei bung der Struktur des Systems von Fig. 1 werden die Schlüs selkomponenten der Schaltung identifiziert, worauf eine kurze Beschreibung des Betriebs des Systems folgt. Danach folgt eine detailliertere Beschreibung der Komponenten in Verbindung mit einer detaillierten Beschreibung des Be triebs.

Entsprechend Fig. 1 enthält das sequentielle Steue rungssystem ein Rückkopplungskontrollerteil mit einem Steu erblock 50, einem elektronischen Vorschaltgerät 32, einem Multiplizierer 33, einem ersten Addierer 39, einem Bezugs spannungsgenerator 38 und einem Transkonduktanzverstärker 40.

Ein Folgekontrollerteil (sequence controller) enthält einen zweiten Addierer 37, welcher zwischen dem Multipli zierer 33 und dem ersten Addierer 39 angeschlossen ist. Der zweite Addierer 37 ist ebenfalls mit einem Abblendkontrol ler 36 und einem Weichstartkontroller 35 verbunden, die je weils mit einem Zeitkontroller 34 verbunden sind. Der Zeit kontroller 34 erzeugt ein erstes Zeitsignal Vcs1, welches von dem Abblendkontroller 36 empfangen wird, und ein zwei tes Zeitsignal Vcs2, welches von dem Weichstartkontroller 35 empfangen wird. Beim Betrieb verbindet der Addierer 37 ein Weichstartsignal (ip) und ein Abblendsignal (id) mit dem Rückkopplungssignal (imo), um ein Steuersignal (imo1) zu erzeugen, welches von dem Rückkopplungskontrollerteil verwendet wird, um den Leistungsverbrauch des Vorschaltge räts entsprechend bzw. gleich dem Pegel des Steuersignals (imo1) zu steuern. Während eines Weichstartbetriebs erhöht der Weichstartkontroller den Strompegel des Weichstartsi gnals (ip) im Ansprechen auf das zweite Zeitsignal Vcs2. Der erhöhte Strom wird dem Steuersignal (imo1) hinzugefügt, welches wiederum von einem Fehlersignal Verr subtrahiert wird, wodurch der Spannungspegel reduziert wird, welcher von dem Vorschaltgerät der Last zugeführt wird. Außerdem erhöht während eines Abblendbetriebs der Abblendkontroller den Strompegel des Abblendsignals (id) im Ansprechen auf das erste Zeitsignal Vcs1. Der erhöhte Strom wird dem Steu ersignal (imo1) hinzugefügt, welches den Leistungspegel re duziert, welcher von dem Vorschaltgerät der Last zugeführt wird.

Im folgenden wird die Struktur der Ausführungsform der Erfindung entsprechend Fig. 1 detailliert beschrieben. Das Rückkopplungskontrollerteil enthält ein elektronisches Vor schaltgerät 32, welches eine Lampe 31 ansteuert und ein Stromverbrauchssignal (ifb) erzeugt, welches einen von dem Vorschaltgerät verbrauchten Strom anzeigt. Das Vorschaltge rät ist mit einem Multiplizierer 33 verbunden, welcher das Stromverbrauchssignal (ifb) mit einem Direktverbindungs spannungssignal bzw. Verbindungsgleichspannungssignal (direct link voltage signal) (E) multipliziert, wodurch ein Steuerstromsignal (imo = Km×ifb×E) erzeugt wird, wel ches den Leistungsverbrauch des Vorschaltgeräts 32 dar stellt. Das Direktverbindungsspannungssignal (E) wird eben falls in ein Direktverbindungsstromsignal bzw. Verbindungs gleichstromsignal (direct link current signal) (Ie) von ei nem Widerstand (1/RL) umgewandelt, welcher mit dem Vor schaltgerät 32 und einem Steuerblock 50 verbunden ist.

Der Rückkopplungskontroller enthält ebenfalls einen Wi derstandsblock (Rmo), welcher mit dem Addierer 37 in dem Folgesteuerteil und einem Addierer 39 in dem Rückkopplungs kontrollerteil verbunden ist. Der Widerstandsblock (Rmo) wandelt das Steuerstromsignal (imo1) von dem Folgekontrol lerteil in ein Steuerspannungssignal (Vmo) um. Ein Bezugs spannungsgenerator 38 ist mit dem Addierer 39 verbunden und erzeugt das Bezugsspannungssignal (Vref). Der Addierer 39 erzeugt ein Fehlerspannungssignal (Verr = Vref ± Vmo) durch Subtrahieren des Steuerspannungssignals (Vmo) von dem Be zugsspannungssignal (Vref).

Das Rückkopplungskontrollerteil enthält ebenfalls einen Fehlerverstärker 40, welcher mit dem Addierer 39 verbunden ist und eine Transkonduktanz (Gm) besitzt. Der Fehlerver stärker 40 wandelt das Fehlerspannungssignal (Verr) in ein verstärktes Stromsignal (Iin) um. Der Steuerblock 50 ist mit dem Fehlerverstärker 40 und dem Widerstand (1/RL) ver bunden und erzeugt das Frequenzsignal (f1) im Ansprechen auf das verstärkte Stromsignal (Iin) und das Direktverbin dungsstromsignal (Ie).

Entsprechend Fig. 2 enthält der Block 50 einen Integra tor (1/SC), welcher das verstärkte Stromsignal (Iin) inte griert, wodurch ein integriertes Spannungssignal (Vin) er zeugt wird. Eine spannungsgesteuerte Stromquelle 51 (VCCS) ist mit dem Integrator verbunden und wandelt das inte grierte Spannungssignal (Vin) in ein integriertes Stromsi gnal (i1) um. Ein anderer Addierer 52 ist mit der span nungsgesteuerten Stromquelle 51 und dem Widerstand (1/RL) verbunden und substrahiert das integrierte Stromsignal (i1) von der Summe des Direktverbindungsstromsignals (Ie) und eines Standardstrombezugssignals (Iref[Rt]), wodurch ein zusammengesetztes Stromsignal (it = ± i1 + Iref ± ie) er zeugt wird. Das zusammengesetzte Stromsignal (it) wird von einer Oszillator- und Ausgangsansteuerungsvorrichtung 53 verwendet, um einen Kondensator (Ct) zu laden und ein Fre quenzsignal (f1) zu erzeugen, welches den Leistungsver brauch des elektronischen Vorschaltgeräts 32 steuert.

Entsprechend Fig. 1 enthält das Folgekontrollerteil ei nen Zeitkontroller 34, welcher ein erstes Zeitsignal Vcs1 und ein zweites Zeitsignal Vcs2 erzeugt. Der Weichstartkon troller 35 ist mit dem Zeitkontroller verbunden und erzeugt das Weichstartsignal (ip) im Ansprechen auf das zweite Zeitsignal Vcs2. Der Abblendkontroller 36 ist mit dem Zeit kontroller verbunden und erzeugt das Abblendsignal (id) im Ansprechen auf das erste Zeitsignal Vcs1. Der Addierer 37 ist zwischen dem Multiplizierer 33 und dem Addierer 39 des Rückkopplungssteuerteils angeschlossen. Der Addierer 37 ist ebenfalls mit dem Abblendkontroller 36 verbunden, um das Abblendsignal (id) zu empfangen, und mit dem Weichstartkon troller 35, um das Weichstartsignal (ip) zu empfangen. Der Addierer 37 erzeugt das Steuerstromsignal (imo1 = imo ± ip ± id) durch Addieren des Rückkopplungsstromsignals (imo), des Abblendsignals (id) und des Weichstartsignals (ip).

Entsprechend Fig. 4 enthält ein Abblendkontroller 36 entsprechend der vorliegenden Erfindung einen Eingangskno ten zum Empfang des ersten Zeitsignals Vcs1 und einen Aus gangsknoten zum Ausgeben des Abblendsignals (id). Ein er ster Stromspiegel, welcher einen Bezugsstrom (id1) erzeugt, welcher von dem Widerstandswert eines ersten Widerstands Rd bestimmt wird, enthält ein Paar PNP-Transistoren Q9 und Q10, deren Emitter mit einem Stromversorgungsknoten und de ren Basisanschlüsse miteinander verbunden sind. Der Kollek tor von Q10 ist über den Widerstand Rd mit Masse verbunden. Der Kollektor des Q10 ist ebenfalls mit der Basis eines PNP-Transistors Q11 verbunden. Der Emitter des Q11 ist mit den Basisanschlüssen des Q9 und Q10 verbunden, und der Kol lektor des Q11 ist mit Masse verbunden.

Der erste Widerstand Rd ist vorzugsweise ein optischer Sensor wie ein Fotowiderstand, welcher den Widerstandswert auf der Grundlage des Umgebungslichtzustands ändert.

Der Bezugsstrom Id1 wird durch einen zweiten Stromspie gel reflektiert, welcher drei NPN-Transistoren Q3, Q7 und Q8 enthält, deren drei Basisanschlüsse miteinander verbun den sind und deren Emitter an Masse angeschlossen sind. Der Kollektor des Q8 ist mit seiner Basis und mit dem Kollektor des Q9 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q7 ist mit dem Ausgangsknoten verbunden, um das Abblendsignal (id) aus zugeben.

Ein Differentialverstärker ist mit dem Eingangsknoten verbunden, um das erste Zeitsignal Vcs1 von dem Zeitkon troller zu empfangen. Der Differentialverstärker enthält einen NPN-Transistor Q1, dessen Kollektor mit dem Lei stungszufuhrknoten verbunden ist, dessen Basis mit dem Ein gangsknoten verbunden ist und dessen Emitter mit dem Kol lektor des Transistors Q3 über einen Widerstand R1 verbun den ist. Der Differentialverstärker enthält ebenfalls einen NPN-Transistor Q2, dessen Basis mit einer Bezugsspannungs quelle Vr2 verbunden ist und dessen Emitter mit dem Kollek tor des Transistors Q3 verbunden ist.

Ein dritter Stromspiegel ist an den Differentialver stärker und den Ausgangsknoten angeschlossen, um Strom von dem Ausgangsknoten zu shunten, wodurch das Abblendsignal (id) gesteuert wird. Der dritte Stromspiegel enthält ein Paar von PNP-Transistoren Q4 und Q5, deren Emitter mit dem Leistungszufuhrknoten verbunden sind und deren Basisan schlüsse miteinander verbunden sind. Der Kollektor des Transistors Q4 ist mit dem Kollektor des Transistors Q2 und der Basis eines PNP-Transistors Q6 verbunden. Der Kollektor des Transistors Q5 ist mit dem Ausgangsknoten verbunden. Der Emitter des Transistors Q6 ist mit den Basisanschlüssen der Transistoren Q4 und Q5 verbunden, während der Kollektor des Transistors Q6 an Masse angeschlossen ist.

Vor der Beschreibung des Betriebs der vorliegenden Er findung wird der Betrieb eines elektronischen Vorschaltge räts zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung be schrieben. Entsprechend Fig. 8 ist ein elektronisches Vor schaltgerät 32 nach dem Stand der Technik als Konverter ei nes Resonanztyps ausgebildet, bei welchem die Schaltfre quenz umgekehrt proportional zu der Eingangsleistung ist, wenn die Schaltfrequenz bei einer Frequenz beibehalten wird, die größer als die LC-Resonanzfrequenz der Kombina tion einer Induktivität Lr und von Kondensatoren Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 ist. Daher müssen die Schaltfrequenzen während der Vorwärm- und Abblendzyklen (f, fd) zweimal so groß wie die Frequenz (f) sein, um eine Stromentnahme bzw. Entladung bezüglich der Lampe aufrechtzuerhalten.

Im folgenden wird eine detailliertere Erörterung des Betriebs der vorliegenden Erfindung gegeben. Die Operati onsfolge wird unter Bezugnahme auf Fig. 3A und 3B be schrieben. Während eines Vorwärmzyklus bzw. Vorglühzyklus T1 wird der Strompegel des von dem Weichstartkontroller er zeugten Weichstartsignals (ip) erhöht. Dies veranlaßt den Steuerblock dazu, die Frequenz des Frequenzsignals (f1) zu reduzieren und dadurch den Leistungsverbrauch des Vor schaltgeräts auf einen Pegel (Wp) zu reduzieren, welcher zum Vorwärmen bzw. Vorglühen des Glühfadens angemessen ist. Die Lampe 31 wird somit bei einem Vorwärm- bzw. Vorglühlei stungspegel angesteuert, bei welchem keine Stromentnahme bzw. Entladung erfolgt.

Während eines Stromentnahme- bzw. Entladungszyklus T2 verringert sich der Strompegel des Weichstartsignals (ip) mit einer Rate proportional zu der Zeit, und das Rückkopp lungssteuerungssystem spricht durch Erhöhen der Frequenz (f1) und des Leistungsverbrauchs des Vorschaltgeräts auf einen Pegel (Wn) an, welcher angemessen ist, eine Stroment nahme bzw. Entladung zu beginnen.

Während eines Stromentnahme- bzw. Entladungsaufrechter haltungszyklus T3 fällt das Weichstartsignal (ip) auf Null ab, und das Rückkopplungssteuerungssystem spricht durch Beibehalten der Frequenz (f1) und des Leistungsverbrauchs des Vorschaltgeräts eines Pegels (Wn) an, welcher angemes sen ist, den normalen maximalen Zustand der Stromentnahme bzw. Entladung beizubehalten.

Während eines abfallenden Teils eines Abblendzyklus T4 veranlaßt der Zeitkontroller 33 den Abblendkontroller 36 dazu, den Pegel des Abblendsignals (id) mit einer Rate pro portional zur Zeit zu erhöhen. Das Rückkopplungssteuerungs system spricht durch Reduzieren der Frequenz (f1) und des Leistungsverbrauchs des Vorschaltgeräts auf einen Pegel (Wd) an, welcher zum Abblenden der Lampe geeignet ist.

Während eines stabilen Teils (steady portion) eines Abblendzyklus T5 wird das Abblendsignal (id) mit einem stabilen Pegel aufrechterhalten, und die Frequenz (f1) und die dem Vorschaltgerät eingegebene Leistung wird auf einem geeigneten Pegel gehalten.

Im folgenden wird der Betrieb des Abblendkontrollers 36 unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 beschrieben. Die durch die Transistoren Q9 und Q10 gebildet Stromquelle erzeugt einen Bezugstrom (id), welcher durch den Widerstandswert von Rd bestimmt wird. Der Bezugsstrom wird auf die Transi storen Q3 und Q7 in dem zweiten Stromspiegel reflektiert. Die Spannung des ersten Zeitsignals Vcs1 befindet sich an fänglich auf einem Pegel, der niedrig genug ist, um den Transistor Q1 in einem ausgeschalteten Zustand zu halten. Somit wird bzw. ist der Transistor Q2 und der Strom id2 = id1 eingeschaltet, da die Gesamtheit des Stroms durch den Transistor Q3 durch den Transistor Q2 hindurchtritt. Ein durch die Transistoren Q4 und Q5 gebildeter dritter Strom spiegel spiegelt den Strom id2 durch den Transistor Q5. So mit fließt die Gesamtheit des durch den Transistor Q7 flie ßenden Stroms ebenfalls durch den Transistor Q5, und es fließt kein Strom durch den Ausgangsknoten. Daher gilt id4 = id3 = 0.

Der Spannungspegel des ersten Zeitsignals Vcs1 erhöht sich dann mit einer Rate proportional zu der Zeit, bis er den Pegel von Vr2 zur Zeit t3 entsprechend Fig. 3 und 5 erreicht. Der Transistor Q1 beginnt danach einen Strom id3 zu leiten, und der Strom id2 durch den Transistor Q2 ver ringert sich mit einer Rate proportional zu der Rate des Erhöhens von id3. Das Verringern von id2 wird in dem Tran sistor Q5 reflektiert, und somit beginnt der Strom id4 durch den Ausgangsknoten damit anzusteigen, bis id4 = id3 = id1 zur Zeit t4 entsprechend Fig. 3 und 5 gilt. Die Rate, mit welcher der Strom id3 sich erhöht, wird durch den Wi derstandswert des zweiten Widerstands R1 bestimmt. Ein großer Widerstandswert führt zu einer geringeren Rate des Ansteigens.

Wenn für den ersten Widerstand Rd ein Fotowiderstand verwendet wird, stellt der Abblendkontroller automatisch denn Pegel des Abblendsignals entsprechend bzw. gleich dem Pegel des Umgebungslichts ein.

Im folgenden wird der Betrieb der Oszillator- und der Ausgangsansteuerungsvorrichtung 53 von Fig. 2 unter Bezug nahme auf Fig. 2 und 6 beschrieben. Das Stromsignal (it) von dem Addierer 52 ist proportional zu der Steuerfrequenz (f1), welche als Funktion eines Werts von ΔV der von dem Kondensator (Ct) erzeugten Sägezahnwellenform ausgedrückt werden kann:

2×f1 = it/(Ct×ΔV) (Gleichung 1)

Die Oszillator- und Ausgangsansteuerungsvorrichtung 53 besitzt duale Ausgänge (out1) und (out2), und die Frequenz (f1) beträgt die Hälfte des Werts der Sägezahnwellen frequenz entsprechend Fig. 6. Vct ist die Spannungswellen form des Kondensators (Ct), und Vr1 ist eine innere Ver gleichsspannung innerhalb der Oszillator- und Ausgangsan steuerungsvorrichtung 53. Der Ausgang eines (nicht darge stellten) Komparators, welcher die Vergleichsspannung (Vr1) mit (Vct) vergleicht, ist als Vcom dargestellt. Der Ausgang des Komparators wird von (nicht darstellten) ersten und zweiten D-Flip-Flops geteilt. Die Ausgänge der Flip-Flops (OUT1) und (OUT2) steuern abwechselnd das elektronische Vorschaltgerät 32 an.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß eine Rückkopplungssteuerung eines elektronischen Vor schaltgeräts während sequentieller Operationen ermöglicht wird. Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung be steht darin, daß ein Weichstartbetrieb eines Vorschaltge räts ermöglicht wird, wobei die Lebensdauer einer Lampe, welche von dem Vorschaltgerät angesteuert wird, erhöht ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein leichtes Abblenden bezüglich eines Rückkopplungssteuerungs systems für eine Vorschalteinrichtung ermöglicht wird, wo durch die Energieeffizienz erhöht wird.

Vorstehend wurde ein sequentielles Rückkopplungssteue rungssystem für ein elektronisches Vorschaltgerät offen bart. Das sequentielle Rückkopplungssteuerungssystem für ein elektronisches Vorschaltgerät stellt eine Rückkopp lungssteuerung während eines Weichstart- und eines Abblend betriebs bereit. Das System enthält ein Rückkopplungssteue rungsteil, welches ein Rückkopplungssignal im Ansprechen auf den Leistungsverbrauch des Vorschaltgeräts erzeugt und ein Steuersignal zur Steuerung des Leistungsverbrauch des Vorschaltgeräts empfängt. Ein Abblendkontroller erzeugt ein Abblendsignal im Ansprechen auf ein Zeitsignal, und ein Weichstartkontroller erzeugt ein Weichstartsignal im An sprechen auf das Zeitsignal. Ein Addierer erzeugt das Steu ersignal durch Addieren des Rückkopplungssignals und des Abblendsignals. Der Abblendkontroller enthält einen ersten Widerstand zum Bestimmen des stabilen Leistungspegelzu stands während des Abblendbetriebs und einen zweiten Wider stand zum Bestimmen der Änderungsrate des Leistungspegels.

Claims

1. Sequentielles Steuerungssystem für ein elektronisches Vorschaltgerät mit:
einem Rückkopplungssteuerungsteil, welches ein Rück kopplungssignal im Ansprechen auf den Leistungsverbrauch des Vorschaltgeräts erzeugt und ein Steuersignal zum Steu ern des Leistungsverbrauchs des Vorschaltgeräts empfängt; und
einem Folgekontroller, welcher an das Rückkopplungs steuerungsteil gekoppelt ist, zum Empfang des Rückkopp lungssignals, wobei der Folgekontroller das Steuersignal erzeugt, um den Leistungsverbrauch des Vorschaltgeräts zu unterschiedlichen Zeiten einzustellen.

2. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgekontroller
einen Zeitkontroller, welcher ein erstes Zeitsignal er zeugt;
einen Abblendkontroller, welcher an den Zeitkontroller gekoppelt ist, wobei der Abblendkontroller ein Abblendsi gnal im Ansprechen auf das erste Zeitsignal erzeugt; und
einen Addierer aufweist, welcher an das Rückkopplungs steuerungsteil und an den Abblendkontroller gekoppelt ist, wobei der Addierer das Steuersignal im Ansprechen auf das Rückkopplungssignal und das Abblendsignal erzeugt.

3. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontroller
einen Zeitkontroller, welcher ein zweites Zeitsignal erzeugt;
einen Weichstartkontroller, welcher an den Zeitkontrol ler gekoppelt ist, wobei der Weichstartkontroller ein Weichstartsignal im Ansprechen auf das zweite Zeitsignal erzeugt; und
einen Addierer aufweist, welcher an das Rückkopplungs steuerungsteil und den Weichstartkontroller gekoppelt ist, wobei der Addierer das Steuersignal im Ansprechen auf das Rückkopplungssignal und das Weichstartsignal erzeugt.

4. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgekontroller
einen Zeitkontroller, welcher ein erstes Zeitsignal und ein zweites Zeitsignal erzeugt;
einen Abblendkontroller, welcher an den Zeitkontroller gekoppelt ist, wobei der Abblendkontroller ein Abblendsi gnal im Ansprechen auf das erste Zeitsignal erzeugt;
einen Weichstartkontroller, welcher an den Zeitkontrol ler gekoppelt ist, wobei der Weichstartkontroller ein Weich startsignal im Ansprechen auf das zweite Zeitsignal er zeugt; und
einen Addierer aufweist, welcher an das Rückkopplungs steuerungsteil, den Abblendkontroller und den Weichstart kontroller gekoppelt ist, wobei der Addierer das Steuersi gnal im Ansprechen auf das Rückkopplungssignal, das Weich startsignal und das Abblendsignal erzeugt.

5. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abblendkontroller einen optischen Detektor enthält, welcher den Pegel des Abblendsignals im Ansprechen auf Umgebungslicht einstellt.

6. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abblendkontroller
einen Eingangsknoten zum Empfang des ersten Zeitsi gnals;
einen Ausgangsknoten zum Ausgeben des Abblendsignals;
einen ersten Widerstand, welcher den Pegel des Abblend signals während eines stabilen Teils eines Abblendzyklus bestimmt;
einen ersten Stromspiegel, welcher an den ersten Wider stand gekoppelt ist, zum Erzeugen eines Bezugsstroms, wel cher von dem Widerstandswert des ersten Widerstands be stimmt wird;
einen zweiten Stromspiegel, welcher an den ersten Stromspiegel und den Ausgangsknoten gekoppelt ist, wobei der zweite Stromspiegel das Abblendsignal erzeugt;
einen dritten Stromspiegel, welcher an den Ausgangskno ten gekoppelt ist, um Strom von dem Ausgangsknoten zu shun ten; und
einen Differentialverstärker aufweist, welcher an den Eingangsknoten, den zweiten Stromspiegel und den dritten Stromspiegel gekoppelt ist, wobei der Differentialverstär ker den zweiten Stromspiegel im Ansprechen auf das an dem ersten Knoten empfangene erste Zeitsignal steuert.

7. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Widerstand ein Fotowider stand ist.

8. Abblendkontroller mit:
einem Eingangsknoten zum Empfang eines Zeitsignals;
einem Ausgangsknoten zum Ausgeben eines Abblendsignals;
einem ersten Widerstand, welcher den Pegel des Abblend signals während eines stabilen Teils eines Abblendzyklus bestimmt;
einem ersten Stromspiegel, welcher an den ersten Wider stand gekoppelt ist, zum Erzeugen eines Bezugsstroms, wel cher von dem Widerstandswert des ersten Widerstands be stimmt wird;
einem zweiten Stromspiegel, welcher an den ersten Stromspiegel und an den Ausgangsknoten gekoppelt ist, wobei der zweite Stromspiegel das Abblendsignal erzeugt;
einen dritten Stromspiegel, welcher an den Ausgangskno ten gekoppelt ist, zum Shunten von Strom von dem Ausgangs knoten; und
einem Differentialverstärker, welcher an den Eingangs knoten, den zweiten Stromspiegel und den dritten Stromspie gel gekoppelt ist, wobei der Differentialverstärker den zweiten Stromspiegel im Ansprechen auf das an dem Eingangs knoten empfangene erste Zeitsignal steuert.

9. Abblendkontroller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der ersten Widerstand ein Fotowiderstand ist.

10. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abblendkontroller einen zweiten Wi derstand enthält, welcher die Rate bestimmt, mit welcher das Abblendsignal sich während eines abfallenden Teils des Abblendzyklus ändert.

11. Sequentielles Steuerungssystem nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, daß
ein erster Anschluß des ersten Widerstands an einem Masseknoten angeschlossen ist;
der Differentialverstärker folgende Komponenten auf weist:
einen ersten Transistor, dessen Kollektor an einen Lei stungszufuhrknoten gekoppelt ist, dessen Emitter an einen ersten Anschluß des zweiten Widerstands gekoppelt ist und dessen Basis an den Eingangsknoten gekoppelt ist; und
einen zweiten Transistor, dessen Emitter an den zweiten Anschluß des zweiten Widerstands gekoppelt ist, dessen Ba sis an ein Vergleichsspannungssignal gekoppelt ist;
der dritte Stromspiegel folgende Komponenten aufweist:
einen vierten Transistor, dessen Emitter an den Lei stungszufuhrknoten gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Kollektor des zweiten Widerstands gekoppelt ist und der ei ne Basis aufweist;
einen fünften Transistor, dessen Emitter an den Lei stungsversorgungsknoten gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Ausgangsknoten gekoppelt ist und dessen Basis an die Basis des vierten Transistors gekoppelt ist; und
einen sechsten Transistor, dessen Emitter an die Basis des vierten Transistors gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Masseknoten gekoppelt ist und dessen Basis an den Kol lektor des vierten Transistors gekoppelt ist;
der zweite Stromspiegel folgende Komponenten aufweist:
einen dritten Transistor, dessen Emitter an den Masse knoten gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Emitter des zweiten Transistors gekoppelt ist und der eine Basis auf weist;
einen siebenten Transistor, dessen Emitter an den Mas seknoten gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Ausgangs knoten gekoppelt ist und dessen Basis an die Basis des sie benten Transistors gekoppelt ist; und
einen achten Transistor, dessen Emitter an den Masse knoten gekoppelt ist, dessen Basis an die Basis des sieben ten Transistors gekoppelt ist und dessen Kollektor an seine Basis gekoppelt ist; und
der erste Stromspiegel folgende Komponenten aufweist:
einen neunten Transistor, dessen Emitter an den Lei stungszufuhrknoten gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Kollektor des achten Transistors gekoppelt ist und der eine Basis aufweist;
einen zehnten Transistor, dessen Emitter an den Lei stungszufuhrknoten gekoppelt ist, dessen Kollektor an öden zweiten Anschluß des ersten Widerstands gekoppelt ist und dessen Basis an das Gate des neunten Transistors gekoppelt ist; und
einen elften Transistor, dessen Kollektor an die Basis des zehnten Transistors gekoppelt ist, dessen Kollektor an den Masseknoten gekoppelt ist und dessen Basis an den Kol lektor des zehnten Transistors gekoppelt ist.

12. Verfahren zum sequentiellen Steuern eines elektroni schen Vorschaltgeräts, mit den Schritten:
Erzeugen eines Rückkopplungssignals im Ansprechen auf die von dem Vorschaltgerät verbrauchte Leistung;
Erzeugen eines ersten Zeitsignals;
Erzeugen eines Steuersignals im Ansprechen auf das Rückkopplungssignal und das erste Zeitsignal; und
Steuern der von der Vorschaltvorrichtung verbrauchten Leistung im Ansprechen auf das Steuersignal.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Steuersignals die Schritte aufweist:
Erzeugen eines Abblendsignals im Ansprechen auf das er sten Zeitsignal; und
Addieren des Abblendsignals und des Rückkopplungssi gnals.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Abblendsignals die Schritte aufweist:
Erhöhen des Pegels des Abblendsignals während eines ab fallenden Teils eines Abblendzyklus; und
Beibehalten des Werts des Abblendsignals bei einem ge eigneten Wert während eines stabilen Teils des Abblendzy klus.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Abblendsignals den Schritt des Einstellens des Abblendsignals im Ansprechen auf Umge bungslicht aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schritt des Erzeugens eines zweiten Zeitsignals vorge sehen ist, wobei der Schritt des Erzeugens des Steuersi gnals die Schritte aufweist:
Erzeugen eines Weichstartsignals im Ansprechen auf das zweite Zeitsignal; und
Addieren des Zeitsignals, des Weichstartsignals und des Rückkopplungssignals.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Weichstartsignals die Schrit te aufweist:
Beibehalten des Werts des Weichstartsignals auf einem zum Vorglühen einer Last hinreichenden Pegel, welche mit der Vorschaltvorrichtung verbunden ist, während des Vorglühzyklus; und
Verringern des Werts des Weichstartsignals auf einen geeigneten Pegel, um die Last zur Stromentnahme bzw. Entla dung zu veranlassen, während eines Stromentnahme- bzw. Ent ladungszyklus.

18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erzeugens des Steuersignals den Schritt des Beibehaltens des Steuersignals auf einem geeigneten Pegel während eines Stromentnahme- bzw. Entladebeibehaltezyklus aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Steuerns der von dem Vorschaltgerät ver brauchten Leistung den Schritt des Subtrahierens des Steu ersignals von einem Bezugssignal aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Erhöhens des Pegels des Abblendsignals die Schritte aufweist:
Erzeugen eines ersten Stroms;
Shunten des ersten Stroms mit einem zweiten Strom, wo durch der Pegel des Abblendsignals auf einem niedrigen Pe gel gehalten wird;
Erzeugen eines dritten Stroms, welcher sich mit einer dritten Rate erhöht; und
Reduzieren des zweiten Stroms mit einer Rate proportio nal zu der Rate des Erhöhens des dritten Stroms, wodurch der Pegel des Abblendsignals erhöht wird.