DE19715342C1 - Vorschaltgerät für unabhängigen Parallelbetrieb von Niederdruck-Gasentladungslampen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein fremdgesteuertes elektro­ nisches Vorschaltgerät zum Betreiben von wenigstens zwei Gasentladungslampen, mit einem Wechselrichter, dessen Frequenz von einem gesteuerten Oszillator vorgegeben ist.

Zum Betrieb von Niederdruck-Gasentladungslampen wer­ den zunehmend Vorschaltgeräte eingesetzt, die die betref­ fende Gasentladungslampe nicht nur zünden und mit der erforderlichen Spannung und dem gewünschten Strom belie­ fern, sondern darüberhinaus den Betrieb der Lampe über­ wachen. Bei praktisch aufgebauten Leuchten sind häufig mehrere Lampen zusammengefasst, die dann jeweils geson­ dert mit Strom und Spannung versorgt werden müssen. Dazu sind Vorschaltgeräte bekannt geworden, die den gleichzei­ tigen Parallelbetrieb von zwei Niederdruck-Gasentladungs­ lampen gestatten. Auch hier ist eine Überwachung des Be­ triebs jeder einzelnen Lampe erforderlich.

Aus der DE 34 32 266 A1 ist ein elektronisches Vor­ schaltgerät zum Parallelbetrieb von zwei Niederdruck-Gas­ entladungslampen bekannt. Das Vorschaltgerät weist eine Gleichspannungsquelle auf, die zur Stromversorgung der Gasentladungslampen dient. Die Gasentladungslampen weisen als Wendeln ausgebildete vorheizbare Elektroden auf. An die Gleichspannungsquelle ist eine Halbbrücke mit zwei Transistoren angeschlossen, die an einem Ausgangsanschluß eine Wechselspannung abgibt und deren Ausgangsanschluß über Spulenbauelemente, die als Koppelmittel dienen, mit den Gasentladungslampen verbunden ist. Zur Steuerung der Transistoren der Halbbrücke ist eine Ansteuerschaltung vorgesehen, die über Steueranschlüsse mit der Halbbrücke verbunden ist und diese mit festlegbarer Frequenz ansteu­ ert. Zur Erfassung fehlender Zündfähigkeit an wenigstens einer der Gasentladungslampen ist eine Überwachungsschal­ tung vorgesehen. Außerdem dient eine Detektorschaltung dazu, zu erkennen, ob eine Gasentladungslampe mit dem Vorschaltgerät verbunden wird.

Wird von der Überwachungsschaltung die fehlende Zündfähigkeit erkannt, wird die Halbbrücke dennoch mit Brennfrequenz angesteuert. Ein Abschalten erfolgt nicht.

Bspw. ist aus der EP 0 239 793 B1 ein freischwin­ gendes elektronisches Vorschaltgerät bekannt geworden, das zwei Gasentladungslampen gleichzeitig versorgen kann. Dazu dient ein freischwingender Wechselrichter, der zwei miteinander parallel geschaltete Serienresonanzkreise speist. Jedem Serienresonanzkreis ist eine eigene Nieder­ druck-Gasentladungslampe zugeordnet. Zur Überwachung des Spannungsabfalls an den Gasentladungslampen ist die je­ weilige vorgeschaltete Resonanzinduktivität als Übertra­ ger ausgebildet, dessen Spannungsabfall bei steigender Lampenspannung ebenfalls steigt. Die Sekundärseiten der beiden Übertrager sind mit einer Detektorschaltung ver­ bunden, die über eine Triggerschaltung an die Steuerelek­ trode eines Thyristors angeschlossen ist. Dieser erdet im Fehlerfall die Basis eines Wechselrichtertransistors, um diese zu inaktivieren und somit das Vorschaltgerät still­ zusetzen. Über eine Widerstandskombination wird der Thy­ ristor aus der Zwischenkreisspannung mit einem Haltestrom versorgt, und sperrt somit das Vorschaltgerät dauerhaft. Um einen Wiederanlauf nach einem Lampenwechsel zu ermög­ lichen, ist für jede Lampe ein Löschkondensator vorgese­ hen, der beim Einsetzen der Lampe den Thyristorstrom kur­ zzeitig übernimmt und diesen somit sperrt.

Werden in einem Fehlerfall, bei dem die Gasent­ ladungslampen verloschen sind, beide herausgenommen und zunächst eine intakte Lampe wieder eingesetzt, gibt diese das Vorschaltgerät frei und zündet.

Das freischwingende Vorschaltgerät ist hinsichtlich seiner Frequenz nicht stabil, so dass damit gerechnet werden muss, dass die einzelne eingesetzte Lampe eine Leistung aufnehmen muss, die höher ist als bei Normalbe­ trieb. Wird nun, bspw. weil lediglich eine einzige Gas­ entladungslampe gewünscht wird, keine zweite Lampe einge­ setzt, wird die Gasentladungslampe überlastet. Jedoch ist es gelegentlich zu wünschen, eine Leuchte alternativ mit ein oder zwei (oder mehreren) Gasentladungslampen be­ treiben zu können, um Gestaltungsmöglichkeiten hinsicht­ lich der Helligkeit zu haben.

Um den Thyristor bei der bekannten obengenannten Schaltung bei Wiedereinsetzen der Lampe löschen zu las­ sen, ist ein Löschkondensator erforderlich der eine Min­ destladung aufnehmen muss. Dieser im Abschaltfalle nach herausnehmen der Lampe auf Zwischenkreisspannung aufge­ ladene Kondensator muss nicht nur eine Mindestkapazität, sondern darüber hinaus eine Spannungsfestigkeit aufweisen die der Zwischenkreisspannung entspricht. Darüberhinaus muss er schaltfest sein. Es ergibt sich somit eine erheb­ liche Bauelementegröße. Für jede Gasentladungslampe ist jeweils ein Kondensator erforderlich, womit sich deren Größen summieren. Dies steht einer Verkleinerung des Vor­ schaltgeräts im Wege.

Schließlich muss bei der Konzeption des elektroni­ schen Vorschaltgeräts auch noch beachtet werden, dass es bei einem erfassten Fehlerfall sicher abschaltet und in diesem Zustand verbleibt, bis der Fehler behoben ist. Ein Wiederanlauf bei noch bestehendem Fehler ist zu vermei­ den.

Daraus ergibt sich die der Erfindung zugrunde lie­ gende Aufgabe, ein elektronisches Vorschaltgerät zu schaffen, das alternativ den Betrieb einer oder mehrerer Gasentladungslampen gestatten, und nach Abschaltung in­ folge eines unzulässigen Betriebszustandes beim Einsetzen einer Lampe wieder anläuft, ohne vom Netz getrennt werden zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch ein Vorschaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät weist wenigstens eine Wechselrichterhalbbrücke auf, die von einer Ansteuerschaltung fremdgesteuert ist. Die An­ steuerschaltung gibt die Arbeitsfrequenz vor, so dass unerwünschte Rückwirkungen aus dem Lampenkreis auf die Arbeitfrequenz vermindert oder ausgeschlossen werden kön­ nen. Die feste Frequenz schafft in den einzelnen Lampen­ kreisen Verhältnisse, die unabhängig von der Anzahl der an die Wechselrichterhalbbrücke angeschlossenen Lampen­ kreise sind. Damit ist das elektronische Vorschaltgerät dazu geeingnet, bedarfsweise unterschiedliche Entladungs­ lampenzahlen zu bedienen. Wird bspw. an einem für zwei Gasentladungslampen vorgesehenes Vorschaltgerät lediglich eine einzige angeschlossen, kann diese betrieben werden ohne dass sie überlastet wird und ihre Lebensdauer somit sinkt. Aus diese Weise werden auch ansonsten gegen Ende der Lebensdauer der überlasteten Gasentladungslampe auf­ tretende UV-Emissionen vermieden oder vermindert.

Das elektronische Vorschaltgerät ist mit einer Span­ nungsüberwachungseinrichtung versehen, die die Brennspan­ nung jeder einzelnen Gasentladungslampe überwacht. Sobald auch nur eine der vorhandenen Gasentladungslampen eine Brennspannung aufweist, die einen Maximalwert übersteigt, wird die Ansteuerschaltung der Wechselrichterhalbbrücke inaktiviert und die Wechselrichterhalbbrücke wird voll­ ständig gesperrt. Die Abschaltung erfolgt, indem ein er­ ster Schalter mit Selbsthaltecharakteristik eingeschaltet wird, der die Versorgungsspannung der Ansteuerschaltung unter einem Schwellwert UVLO (Undervoltage­ lockout) zieht, unterhalb dessen die Ansteuerschaltung die Wechselrichterhalbbrücke sperrt. Dem ersten Schalter parallel ist ein zweiter Schalter geschaltet, der bei Wiedereinsetzen wenigstens einer Gasentladungslampe die Versorgungsspannung der Ansteuerschaltung kurzzeitig noch weiter absenkt, so dass der erste Schalter sperren kann. Die Erfassung des Einsetzes der Gasentladungslampe in ihre Fassung, d. h. des Verbindes mit dem Vorschaltgerät kann sehr leistungsarm erfolgen. Dies ermöglicht der zweite gesteuerte Schalter, für den lediglich die Steuer­ leistung aufgebracht werden muss. Damit können die zu seiner Ansteuerung vorgesehenen Bauelemente, die eine Verbindung zu der Gasentladungslampe herstellen, niedrig belastete Bauelemente sein. Es können Kondensatoren nied­ riger Spannungsfestigkeit und hochohmige Widerstände ver­ wendet werden. Die ermöglicht vor allem die Verwendung von Bauelementen mit sehr kleinen Abmessungen und insbe­ sondere von SMD-Bauelementen (Surface monted devieces).

Dies wird auch dadurch ermöglicht, dass die Versor­ gungsspannung der Ansteuerschaltung lediglich auf einen relativ großen von Null verschiedenen Wert abgesenkt wird, der aber unter der Schwellspannung UVLO zum inakti­ vierung der Ansteuerschaltung liegt. Dadurch kann der selbsthaltende erste Schalter ganz gesperrt werden, ohne dass der zweite gesteuerte Schalter ganz durchgeschaltet (sehr niederohmig gemacht) werden muss. Es genügt, wenn dieser das Potential lediglich etwas weiter absenkt, was es ebenfalls ermöglicht, die entsprechende Überwachungs­ schaltung hochohmig auszulegen.

Die einen im Wesentlichen festen Potentialversatz­ erzeugende Schaltung kann eine Z-Diode oder ein anderweitiges Bauelement wie bspw. ein Widerstand sein. Eine Knick-Kennlinie (Z-Diode, Leuchtdiode oder dgl.) ist jedoch vorteilhaft. Die Detektorschaltung ist vorzugswei­ se an einen Anschluss der Gasentladungslampe angeschlos­ sen, der über die Wendel der Gasentladungslampe an einen mit Gleichspannung beaufschlagten Schaltungspunkt ange­ schlossen ist. Die Gleichspannung ist in der Regel die Zwischenkreisspannung. Zwar liegen bei Lampenbetrieb auch an diesem Schaltungspunkt Wechselspannungen unterschied­ licher Frequenz an, die dann über der Wendel abfallen, jedoch sind diese Wechselspannungen eindeutig von Span­ nungsspitzen unterscheidbar, die auftreten, wenn dieser Anschluss beim Einsetzen der Lampe von nahezu Massepoten­ tial sprungartig auf Zwischenkreisspannung gebracht wird. Die Trennung der auftretenden Signale kann in einfacher Weise von einer Filterschaltung vorgenommen werden, die insbesondere einen Hochpass enthält. Zur Unterdrückung von Störfrequenzen niederfrequenter Art könnnen Tiefpässe vorgesehen werden, so dass sich letzlich eine Band­ passcharakteristik oder eine anderweitige geeignete Fil­ tercharakteristik ergibt.

Als gesteuerter Schalter zur Abschaltung bei Lampen­ fehlern (erster Schalter) kann ein Thyristor oder eine Transistor-Ersatzschaltung für diesen verwendet werden, die einen pnp-Transistor und einen npn-Transistor ent­ hält, die mit Kollektoren und Basis gegeneinander ge­ schaltet sind. Die Emitter bilden die Enden der Schalt­ strecke, wobei eine Basis einen Steuereingang bildet. Der Vorteil der Transistorkombination liegt in dem einstell­ baren und vorzugsweisen relativ geringen Haltestrom, der bei abgeschaltetem Vorschaltgerät aus der Zwischenkreis­ spannung entnommen werden muss, und somit eine geringe bei abgeschalteten Vorschaltgerät auftretende Verlustlei­ stung zur Folge hat. Ist der Haltestrom sehr gering, kann auch der zweite Schalter relativ hochohmig ausgelegt wer­ den was ebenfalls vorteilhaft sein kann. Darüber hinaus sind Transistoren als kostengünstige SMD-Bauelemente ver­ fügbar.

Die Gasentladungslampen sind jeweils einzeln einem Kondensator eines Reihenresonanzkreises parallel geschal­ tet, wobei die Reihenresonanzkreise wiederum parallel an den Ausgang der Wechselrichterhalbbrücke angeschlossen sind. Dies führt zu einer Entkopplung der Gasentladungs­ lampen voneinander.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen ergeben sich aus Unteransprüchen sowie aus der Beschrei­ bung und der dazugehörigen Zeichnung.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Prinzip­ schaltbild des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts veran­ schaulicht, das neben einer Schaltung zur Abschaltung bei Überspannung an einer angeschlossenen Gasentladungslampe eine weitere Schaltungskomponete zum Ermöglichen eines automatischen Wiederanlaufs enthält.

In der Figur ist ein elektronisches Vorschaltgerät 1 im Prinzipschaltbild dargestellt, das dem Betrieb von einer oder mehreren Niederdruckgasentladungslampen 2a, 2b dient. Das elektronische Vorschaltgerät 1 weist eine Netzgleichrichter- und Wandlerschaltung 3 auf, die eine Zwischenkreisspannung von ungefähr 400 Volt gegen Masse 4 abgibt. Zur Erzeugung der zum Betrieb der Niederdruckgas­ entladungslampen 2a, 2b erforderlichen symmetrischen Wechselspannung aus der Zwischenkreisspannung dient eine Wechselrichterhalbbrücke 6 die im vorliegenden Beispiel durch zwei MOSFETs 7, 8 gebildet ist. Deren Drain-Source Strecken sind jeweils von Schutzdioden überbrückt. Die Wechselrichterhalbbrücke 6 ist zwischen die Zwischen­ kreisspannung und Masse 4 geschaltet.

Zur Ansteuerung der Wechelrichterhalbbrücke 6 dient eine vorzugsweise einen integrierten Schaltkreis wie bspw. den L 6569 von SGS-Thomson enthaltende Ansteuer­ schaltung 11, die zwei mit den Gates der MOSFETs 7, 8 verbundene Ausgangsanschlüsse 12, 13 aufweist. Die integrierte Schaltung der Ansteuerschaltung 11 ist mit einer nicht weiter dargestellten Außenbeschaltung verse­ hen, die eine bestimmte Arbeitsfrequenz einstellt. Dies bedeutet, dass an den Ausgangsanschlüssen 12, 13 im Ge­ gentakt Ansteuersignale für die MOSFETs 7, 8 mit einer gegebenen Frequenz so anliegen, dass die MOSFETs 7, 8 ab­ wechselnd jedoch nicht überlappend öffnen oder leitend werden.

Die Ansteuerschaltung 11 weist einen Versorgungs­ spannungsanschluss V_CC auf, über den sie mit Betriebs­ spannung und gleichzeitig mit Informationen darüber ver­ sehen wird, ob sie die MOSFETs 7, 8 ansteuern oder sper­ ren soll:

Überschreitet die Versorgungsspannung V_CC einen festgelegten Schwellwert UVLI (Undervoltage lockin) steuert die Ansteuerschaltung 11 die MOSFETs 7, 8 alter­ nierend mit einer Frequenz auf und zu, die durch die Au­ ßenbeschaltung vorgegeben ist. Unterschreitet die Versor­ gungsspannung V_CC den Schwellwert UVLO, werden beide MOS­ FETs 7, 8 gesperrt.

Die Erzeugung der Versorgungsspannung erfolgt, wenn das elektronische Vorschaltgerät 1 läuft, d. h. die ange­ schlossenen Niederdruckgasentladungslampen 2a, 2b leuch­ ten, aus der von der Wechselrichterhalbbrücke 6 erzeugten Rechteckspannung. Dazu dienen zwei Kondensatoren C1 und C2, die beide mit jeweils einem Anschluss mit einem Ver­ bindungspunkt 16 verbunden sind, der den Ausgang der Wechselrichterhalbbrücke 6 bildet. Der Verbindungspunkt 16 ist durch die Verbindung von Source and Drain von den MOSFETs 7, 8 gebildet. Über den mit den Kondensatoren C1 und C2 in Reihe geschaltete Dioden D1 und D2 werden mit der Wechselrichterfrequenz von ungefähr 30 kHz Ladungs­ pakete auf einen gegen Masse 4 geschalteten Glättungs- oder Pufferkondensator C3 gepumpt, von dem die Versorgungsspannung zu dem entsprechenden Versorgungs­ spannungsanschluss der Ansteuerschaltung 11 geführt ist. Eine Spannungsüberhöhung wird durch eine Z-Diode DZ1 ver­ hindert, die mit der Anode von D1 verbunden und mit ihrer eigenen Anode gegen Masse geschaltet ist.

Um die Erzeugung der Versorgungsspannung für die Ansteuerschaltung 11 zu ermöglichen, noch bevor die Wech­ selrichterhalbbrücke 6 angesteuert ist und wechselrich­ tet, ist ein Widerstand R1 vorgesehen, der mit einem Ende mit der Zwischenkreisspannung und mit seinem anderen Ende mit dem Kondensator C3 verbunden ist. Über den Widerstand R1 wird der Kondensator C3 mit einem geringen Strom ge­ laden, bis die Spannung an dem Kondensator C3 die Schwellspannung UVLI überschreitet und die Ansteuerschal­ tung 11 anläuft.

Die von dem elektronischen Vorschaltgerät zu betrei­ benden Gasentladungslampen 2a, 2b sind unmittelbar über eine jeweilige Resonanzdrossel L1a, L1b und einen jewei­ ligen Koppelkondensator C4a, C4b an den Verbindungspunkt 16 angeschlossen, der den Ausgang der Wechselricherhalb­ brücke 6 bildet und mit der von der Ansteuerschaltung 11 vorgegebenen Frequenz zwischen der Zwischenkreisspannung und Masse hin- und her geschaltet wird. Die Reihenschal­ tung der Resonanzdrossel L1a und des Koppelkondensators C4a ist über eine nicht weiter dargestellte Lampenfassung mit einem Anschluss 21a der Gasentladungslampe 2a verbun­ den. Der Anschluss führt über eine in der Gasentladungs­ lampe 2a liegende Wendel 22a, zu einem Anschluss 23a nach außen, der über einen Resonanzkondensator C5a an einem weiteren Anschluss 24a der Gasentladungslampe 2a angeschlossen ist, der zu einer Wendel 25a und über diese zu einem Anschluss 26a geführt ist, der an der Zwischen­ kreisspannung liegt.

Während die Resonanzdrossel L1a und der Resonanzkon­ densator C5a einen Reihenresonanzkreis bilden, der im ungedämpften Resonanzfall an der Gasentladungslampe 2a eine Spannung abfallen lässt, die die Zwischenkreisspan­ nung überschreiten kann, dient der Koppelkondensator C4a lediglich der gleichstrommäßigen Trennung der Gasentla­ dungslampe 2 von der Wechselrichterhalbbrücke 6, so dass der Lampenstrom keinen Gleichanteil enthält.

Ein identisch aufgebauter, parallel geschalteter Lampenzweig enthält die Gasentladungslampe 2b, sowie eine Reihenresonanzdrossel L1b einen Koppelkondensator C4b sowie einen Resonanzkondensator C5b.

Zur Überwachung der an den Gasentladungslampen 2a, 2b abfallenden Spannungen dient eine Spannungsüberwachungsschaltung 27, die zwei Schaltungs­ teile 27a, 27b enthält, die jeweils den Gasentladungslam­ pen 2a, 2b zugeordnet sind. Sie sind jeweils über einen hochohmigen Widerstand R2a, R2b mit dem lampenseitigen Ende der jeweiligen Resonanzdrossel L1a, L1b verbunden. Jeder Schaltungsteil 27a, 27b enthält eingangsseitig noch einen Eingangswiderstand R3a, R3b der mit dem jeweiligen Widerstand R2a, R2b einen Spannungsteiler bildet und der gegen Masse 4 geschaltet ist.

Dem Eingangswiderstand R3a, R3b ist jeweils eine Spannungsverdopplerschaltung 28a, 28b nachgeschaltet, die mit ihrem Ausgang 29a, 29b ein Gleichspannungssignal ab­ gibt, das der Lampenspannung der jeweiligen Gasentladungslampe 2a, 2b entspricht. Die Ausgänge 29a, 29b der Teilschaltungen 27a, 27b sind miteinander paral­ lel geschaltet und mit einem Steuereingang 31 eines er­ sten steuerbaren Schalters 32 verbunden, der mit einem Ende gegen Masse 4 geschaltet ist. Sein anderes Ende ist über eine Spannungsversatzschaltung 33 mit der Ver­ sorgungsspannung der Ansteuerschaltung 11 verbunden.

Der Schalter 32 wird durch einen npn-Transistor T1 und einen pnp-Transistor T2 gebildet. Der Emitter von T1 liegt an Masse 4 und sein Kollektor ist mit der Basis von T2 verbunden. Der Kollektor von T2 ist an die Basis von T1 angeschlossen, die außerdem über einen Widerstand R4 und einen Kondensator C5 gegen Masse 4 geschaltet ist. Die Basis von T2 ist über einen Widerstand R5 und einen Kondensator C6 mit seinem Emitter verbunden. Die Transi­ storen T1 und T2 bilden eine bistabile Schaltung die ent­ weder einen nichtleitenden Zustand einnimmt, bei dem die Strecke von dem Emitter von T2 von dem Emitter von T1 gesperrt ist (Sperrzustand) oder leitet (Leitzustand). Durch ein Spannungssignal an dem Steuereingang 31 wird der Schalter 32 über eine Z-Diode DZ3 von seinem Sperr­ zustand in seinen Leitzustand überführt, der so lange aufrecht erhalten wird, bis ein durch den Widerstand R5 einstellbarer geringer Haltestrom unterschritten ist. Im Leitzustand liegt der Emitter von T2 nahezu auf Masse 4.

Die Spannungsversatzschaltung 33, die im einfachsten Fall durch eine Z-Diode DZ2 gebildet wird, weist einen Spannungsabfall auf der geringer ist als die Schwellspan­ nung UVLO. Damit wird die Ansteuerschaltung 11 de­ aktiviert, wenn der Schalter 32 leitet. Stellt die Span­ nungsüberwachungsschaltung 27 eine zu hohe Spannung an der Gasentleitungslampe 2a oder an der Gasentleitungslam­ pe 2b fest, schaltet sie den Schalter 32 in seinen lei­ tenden Zustand, wodurch dieser die Ansteuerschaltung 11 durch Absenken der Versorgungsspannung V_CC unter UVLO sperrt.

Um einen Wiederanlauf nach Lampenwechsel zu ermögli­ chen, ist die Versorgungsspannung V_CC zusätzlich über ei­ nen optionalen Widerstand R7 mit einem steuerbaren Schal­ ter 34 verbunden, der gegen Masse 4 geschaltet ist. Der Schalter 34 muss kein Schalter im binären Sinne sein, sondern weist einen nichtleitenden Zustand auf, in dem der Strompfad von dem Widerstand R7 zu Masse 4 gesperrt ist, sowie einen weiteren Zustand in dem ein gewisser Stromfluss zugelassen wird, wobei der Widerstand des Schalters 34 hier durchaus noch einen relativ großen Wert haben kann.

Der Schalter 34 wird durch eine Schaltung gebildet, deren Hauptteil ein npn-Transistor T3 ist. Sein Emitter liegt auf Masse 4 und sein Kollektor ist mit R7 verbun­ den. Seine Basis ist zur Vermeidung von Störungen mit einem Kondensator C10 gegen Masse 4 geschaltet. Parallel zu C10 ist ein Widerstand R10 vorgesehen, der T3 statisch in nicht leitendem Zustand hält. An die Basis von T3 sind außerdem zwei RC-Kombinationen 36a, 36b angeschlossen, die zu Abgriffschaltungen 37a, 37b gehören, die der Er­ fassung eines Lampenwechsels dienen. Jede Abgriffschal­ tung 37a, 37b ist jeweils einer Gasentladungslampe 2a, 2b zugeordnet. Ausgangsseitig sind sie parallel geschaltet. Jede RC-Kombination 36a, 36b weist eingangsseitig einen Kondensator C11a, C11b auf, der mit einem zu der jeweili­ gen RC-Kombination 36a, 36b führenden Widerstand R11a, R11b einen Tiefpass bildet. Zugleich bilden die Wider­ stände R11a, R11b mit Eingangswiderständen R12a, R12b einen ohmschen Spannungsteiler. Von diesem ausgehend führt jeweils ein Kondensator C12a, C12b zu dem Wider­ stand R10 und bildet mit diesem einen Hochpass.

Anstelle der zwei Niederdruck-Gasentladungslampen 2a, 2b können auch weitere Gasentladungslampen vorgesehen sein, die dann an entsprechenden Lampenzweigen mit Reso­ nanzdrossel und Resonazkondensator sowie Koppelkondensa­ tor angeschlossen sind und denen weitere RC-Kombinationen 36 zugeordnet sind.

Die insoweit beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt:

Bei ordnungsgemäßem Betrieb der Gasentladungslampen 2a, 2b steht als Versorgungsspannung V_CC für die Ansteuer­ schaltung 11 eine Spannung zur Verfügung, die den Schwellwert UVLO überschreitet. Die Wechselrichterhalb­ brücke 6 stellt eine Wechselspannung bereit, mit der die Niederdruck-Gasentladungslampen 2a, 2b gezündet und be­ trieben werden. Über die Widerstände R2a, R2b erfasst die Spannungsüberwachungsschaltung 27 eine Spannung, die ge­ ringer ist als ein vorgegebener Maximalwert. Folglich übersteigt die an dem Steuereingang 31 des Schalters 32 anliegende Spannung eine Zündspannung nicht, die erfor­ derlich wäre, um den Schalter 32 niederohmig zu schalten.

Zeigt die Niederdruck-Gasentladungslampe 2a und/oder 2b jedoch einen Fehler, der die Brennspannung unzu­ lässig ansteigen lässt, wird dies von der Spannungsüber­ wachungsschaltung 27 erfasst und der Schalter 32 wird durch ein Signal an seinem Steuereingang 31 gezündet. Er klemmt damit über die Z-Diode DZ2 die Versorgungsspannung V_CC auf ein Maß unter UVLO. Damit sperrt die Wechselrich­ terhalbbrücke 6 vollständig. Dieser Zustand bleibt durch die Selbsthaltung des Schalters 32 erhalten. Ein entspre­ chender Selbsthaltestrom wird über den Widerstand R1 aus der Zwischenkreisspannung geliefert.

Dieser Zustand bleibt auch noch erhalten, wenn die defekte oder beide Gasentladungslampen 2a, 2b aus der jeweiligen Fassung entnommen werden. Das an dem jeweili­ gen Anschluss 24a, 24b anliegende Ende des Widerstands R11a, R11b wird somit von der Zwischenkeisspannung ge­ trennt und sinkt auf ein niedriges Potential oder Masse­ potential ab. Der Transistor T3 erhält auf keinem Wege Basisstrom und bleibt nach wie vor gesperrt. Sobald je­ doch eine Gasentladungslampe 2a oder 2b in ihre jeweilige Fassung eingesetzt wird, wird der betreffende Anschluss 24a oder 24b mit der Zwischenkreisspannung verbunden. Der augenblickliche steile Spannungsanstieg erzeugt über dem jeweiligen Hochpasskondensator C12a oder C12b einen posi­ tivem Impuls an der Basis von T3, der dadurch kurzzeitig leitend wird. Mit seinem Kollektor zieht er über R7 die Spannung unter den von dem Schalter 32 und der Z-Diode DZ2 eingestellten Wert und übernimmt somit auch kurzzei­ tig den von R1 gelieferten Strom. Der Schalter 32 sperrt dadurch, so dass die Versorgungsspannung V_CC, wenn der Transistor T3 kurzzeitig darauf folgend wieder sperrt, ihren zum Betrieb der Ansteuerschaltung 11 erforderlichen Wert annehmen kann.

Die Ausgangskondensatoren der Teilschaltungen 27a, 27b können auch zusammengefasst sein. Es addieren sich an dem Kondensator die von beiden Teilschaltungen 27a, 27b gelieferten Ladungen was ein Abschalten der Halbbrücke 6 bewirkt, wenn beide Lampen 2a, 2b aus ihren Fassungen herausgenommen sind. Dies dient dem Schutz der Halbbrücke 6.

Claims (20)

1. Elektronisches Vorschaltgerät (1), insbesondere zum Parallelbetrieb von wenigstens zwei Niederdruck- Gasentladungslampen (2a, 2b),
mit einer Gleichspannungsquelle (3), die zur Strom­ versorgung der wenigstens zwei Gasentladungslampen (2a, 2b) dient, die als Elektroden jeweils zwei Wendeln (22a, 22b, 25a, 25b) aufweisen,
mit wenigstens einer an die Gleichspannungsquelle (3) angeschlossenen Halbbrücke (6), die an einem Aus­ gangsanschluss (16) eine Wechselspannung abgibt und deren Ausgangsanschluss (16) über Koppelmittel (L1a, L1b, C4a, C4b) mit den Gasentladungslampen (2a, 2b) verbunden ist,
mit einer für die Halbbrücke (6) vorgesehenen An­ steuerschaltung (11), die über Steueranschlüsse (12, 13) mit der Halbbrücke (6) verbunden ist und diese mit fest­ legbarer Frequenz ansteuert und die einen an eine Versor­ gungsspannung (V_CC) angeschlossenen Versorgungsspannungs­ eingang aufweist,
wobei die Ansteuerschaltung (11), wenn die Versor­ gungsspannung einen ersten Schwellwert (UVLI) überschrei­ tet, eine aktive Betriebsart einnimmt, in der sie die Halbbrücke (6) mit gegebener Frequenz ansteuert, und
wobei die Ansteuerschaltung (11), wenn die Versor­ gungsspannung (V_CC) einen zweiten Schwellwert (UVLO) un­ terschreitet, eine passive Betriebsart einnimmt, in der sie die Halbbrücke (6) sperrt,
mit einem ersten gesteuerten Schalter (32) mit Selbsthaltecharakteristik, der an die Versorgungsspannung (V_CC) gegen Masse (4) angeschlossen ist, um diese unter den zweiten Schwellwert (UVLO) zu vermindern, wenn er ge­ schlossen ist,
wobei der erste gesteuerte Schalter (32) mit einer bei geschlossenem Schalter (32) einen Potentialversatz erzeugenden Schaltung (33) in Reihe geschaltet und von einer Überwachungsschaltung (27) für die Gasentladungs­ lampen (2a, 2b) alternativ derart gesteuert ist, dass der Schalter geschlossen wird, wenn die Überwachungsschaltung (27) einen unzulässigen Zustand an wenigstens einer der Gasentladungslampen (2a, 2b) erfasst, so dass die Versor­ gungsspannung (V_CC) unter den zweiten Schwellwert (UVLO), jedoch nicht auf Null abgesenkt wird, und
mit einem zweiten gesteuerten Schalter (34), der alternativ einen nichtleitenden und einen wenigstens be­ schränkt leitenden Zustand, in dem er den ersten Schalter (32) nichtleitend schaltet, annehmen kann, und dessen Steuereingang an eine Detektorschaltungen (35) ange­ schlossen ist, die jeder der Gasentladungslampen (2a, 2b) derart zugeordnet ist, daß sie das Verbinden einer Gas­ entladungslampe (2a, 2b) mit dem Vorschaltgerät (1) er­ fasst.

2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die einen im Wesentlichen festen Potenti­ alversatz erzeugende Schaltung (33) eine Z-Diode (DZ2) ist.

3. Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Z-Diode (DZ2) eine Durchbruchspannung aufweist, die nur geringfügig geringer ist, als der zwei­ te Schwellwert (UVLO).

4. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die einen im Wesentlichen festen Potenti­ alversatz erzeugende Schaltung (33) ein Widerstand (R) ist.

5. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Detektorschaltung (35) an jeweils ei­ nen Anschluss (24a, 24b) der Gasentladungslampe (2a, 2b) angeschlossen ist, der über die Wendel (25a, 25b) an ei­ nem mit Gleichspannung, insbesondere mit der Zwischen­ kreisspannung beaufschlagten Schaltungspunkt angeschlos­ sen ist.

6. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Detektorschaltung (35) jeweils eine Filterschaltung (36a, 36b) enthält.

7. Vorschaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Filterschaltung (36a, 36b) in einem vorgegebenen Frequenzbereich eine Hochpasscharakteristik aufweist.

8. Vorschaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Filterschaltung (36a, 36b) in einem vorgegebenen Frequenzbereich eine Tiefpasscharakteristik aufweist.

9. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der zweite Schalter (34) an die Versorgungsspannung (V_CC) gegen Masse (4) angeschlossen ist und die Versorgungsspannung (V_CC) der Ansteuer­ schaltung (11) weiter absenkt als der erste Schalter (32), wenn die vorgeschaltete Detektorschaltung (35) ein Signal abgibt.

10. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der erste gesteuerte Schalter (32) durch einen pnp-Transistor (T2) und einen npn-Transistor (T1) gebildet ist, deren Basis und Kollektor wechselweise mit­ einander verbunden sind und deren Emitter die äußeren Anschlüsse der Schaltstrecke des Schalters (32) bilden, wobei eine Basis einen Steuereingang (31) bildet.

11. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der erste gesteuerte Schalter (32) ein Thyristor ist.

12. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der zweite gesteuerte Schalter (34) ein Transistor (T3) ist.

13. Vorschaltgerät nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der zweite gesteuerte Schalter (34) ein in Emitterschaltung betriebener npn-Transistor (T3) ist, dessen Kollektor bedarfsweise über einen Widerstand mit der Versorgungsspannung (V_CC) und dessen Emitter mit Masse (4) verbunden ist.

14. Vorschaltgerät nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Basis des Transistors (T3) mit einem hochohmigen Widerstand (R10) gegen Masse (4) geschaltet ist.

15. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Detektorschaltungen (35) zur Erfassung des Einsetzens wenigstens einer Gasentladungslampe (2a, 2b) durch eine Hintereinanderschaltung eines Spannungs­ teilers mit Tiefpasscharakteristik, eines Hochpasses und eines Tiefpasses gebildet sind.

16. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Gasentladungslampen (2a, 2b) jeweils einzeln an jeweils einen spannungsüberhöhenden Reihenre­ sonanzkreis (L1a, C5a; L1b, C5b) angeschlossen sind.

17. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Koppelmittel zum Anschluss der Gasent­ ladungslampen an die Halbbrücke (6) einen Koppelkonden­ sator (C4a, C4b) zur Unterdrückung von Gleichstromantei­ len umfassen.

18. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Überwachungsschaltung (27) zur Über­ wachung der Spannung an der Gasentladungslampe (2) einen hochohmigen Strompfad (R2a, R2b) aufweist, der ausgehend von einem Ende einer Resonanzdrossel (L1a, L1b), die mit ihrem anderen Ende jeweils an die Halbbrücke (6) ange­ schlossen ist, zu jeweils einem gegen Masse (4) geschal­ teten Widerstand (R3a, R3b) führt und mit diesem einen Spannungsteiler (R2a, R3a; R2b, R3b) bildet.

19. Vorschaltgerät nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an den Spannungsteiler (R2a, R3a; R2b, R3b) eine Gleichrichterschaltung (28a, 28b) angeschlossen ist.

20. Vorschaltgerät nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Gleichrichterschaltung (28a, 28b) ei­ nen Ausgang (29a, 29b) aufweist, der mit dem Steueran­ schluss (31) des ersten steuerbaren Schalters (32) ver­ bunden ist.