DE19805732A1 - Verfahren und Schaltung zur Steuerung der Betriebsleistung einer Leuchtstofflampe - Google Patents
Verfahren und Schaltung zur Steuerung der Betriebsleistung einer LeuchtstofflampeInfo
- Publication number
- DE19805732A1 DE19805732A1 DE19805732A DE19805732A DE19805732A1 DE 19805732 A1 DE19805732 A1 DE 19805732A1 DE 19805732 A DE19805732 A DE 19805732A DE 19805732 A DE19805732 A DE 19805732A DE 19805732 A1 DE19805732 A1 DE 19805732A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phase
- lamp
- resonant circuit
- current
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
- H05B41/3925—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by frequency variation
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
- Y10S315/04—Dimming circuit for fluorescent lamps
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltung
zur Steuerung der Betriebsleistung der im Oberbegriff des An
spruchs 1 bzw. 8 genannten Art.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und
eine Schaltung zur Steuerung eines elektronischen Vorschalt
gerätes und eine Phasendetektor-Schaltung zur Steuerung eines
elektronischen Vorschaltgerätes von derartigen Leuchtstoff
lampen.
Die Steuerung der Lichtleistung Φ, die von einer Leucht
stofflampe abgegeben wird, die aus einem elektronischen Vor
schaltgerät gespeist wird, erfordert eine Schaltung, deren Art
entweder als "Steuerschaltung" (mit offener Schleife) oder als
"Regelschaltung" (mit geschlossener Regelschleife) unterteilt
werden kann. Bei einer "Steuerschaltungs"-Konstruktion weiß
die Steuerschaltung nichts über das, was am Ausgang der Leucht
stofflampe passiert. Der Arbeitspunkt oder die Arbeitspunkte
sind vorgegeben und festgelegt, unabhängig von sich ändernden
Bedingungen an der Lampe oder hinsichtlich der Umgebungstempe
ratur. Wenn eine große Menge an Vorschaltgeräten hergestellt
wird, die eine Steuerung in offener Schleife aufweisen, ist
ein Abgleich erforderlich, um Bauteiltoleranzen zu berücksich
tigen. Weil die Bauteiltoleranzen allein sehr groß sein können,
muß die Steuerschaltung selbst eine hohe Genauigkeit aufweisen,
was die Kosten für eine gute Konstruktion vergrößert. Weiterhin
ist die Schaltung immer noch Lebensdauereffekten der Lampe
sowie sich ändernden Umgebungstemperaturen ausgesetzt.
Im Gegensatz hierzu wird bei einer "Regelschaltungs"-Konstruk
tion eine Information über die Lichtleistung an die Steuer
schaltung zurückgeführt, so daß die Regelschaltung einen auto
matischen Abgleich hinsichtlich Bauteiltoleranzen, Lampenlebens
dauereffekten und Temperaturen durchführen kann. Eine Regelung
ermöglicht es weiterhin, daß die Lichtleistung der Lampe
mit extremer Genauigkeit verringert werden kann, was besonders
dann wichtig ist, wenn eine Decke mit Lampen bedeckt ist, die
alle die gleiche Helligkeit haben sollten, insbesondere bei
niedrigen Lichtpegeln, bei denen Unterschiede von Lampe zu Lampe
mit dem menschlichen Auge leichter feststellbar sind. Regel
schaltungen erfordern weiterhin eine weniger genaue Konstruk
tion, wodurch die Kosten verringert werden.
In Fig. 1 ist eine der häufigsten Lösungen zur Steuerung der
Helligkeit einer Leuchtstofflampe unter Verwendung eines
Regelschaltungs-Prinzips gezeigt. Hierbei wird der Lampenstrom
unter Verwendung eines Transformators T1 gemessen. Dies er
möglicht es, daß die untere Kathode (CATH2) der Lampe mit dem
gleichen Strom geheizt wird, wie die obere Kathode (CATH1), und
dies ermöglicht es weiterhin, den Lampenstrom von dem Heizstrom
zu trennen, so daß dieser getrennt gemessen werden kann.
Der Lampenstrom kann dann entweder mit einem Widerstand oder
einem zweiten Transformator T2 gemessen werden. Der Sekundär-
Ausgang des Transformators T2 wird dann gleichgerichtet und
einer Tiefpaßfilterung unterworfen, bevor er kompensiert und
mit einer Bezugsspannung REF summiert wird. Der resultierende
Fehler (ERROR) weist die Steuerschaltung dann an, den Lampen
strom entweder zu vergrößern oder zu verkleinern (üblicherweise
durch Ändern der Frequenz einer Rechteckschwingung VIN, die
die Lampen-Serien/Parallel-RCL-Resonanzschaltung ansteuert,
die aus L1, C1 und der Lampe besteht), und zwar in Abhängigkeit
davon, ob das Rückführungssignal VFB höher oder niedriger
als der gewünschte Bezugswert REF ist.
Die vorstehend beschriebene klassische Regelschaltung weist
jedoch von Natur aus einen Fehler aufgrund des nicht-linearen
Betriebs der Gleichrichtung auf und weist eine höhere Bauteil
zahl (2 Transformatoren, Gleichrichterdioden, Kompensations-
Netzwerk, Fehlerverstärker usw.) auf.
Es gibt auch andere Lösungen, doch erfordern diese alle die
Verwendung eines Transformators von irgendeiner Art, um den
tatsächlichen Lampenstrom zu messen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Schaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, das
bzw. die bei geringem Aufwand und verringerter Bauteilzahl
eine genaue Regelung der Lichtleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 8
angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine Regelschaltungs-Lösung
mit einer Phasendetektion und erfordert sehr wenige Bauteile
und insbesondere keinen Transformator zur Messung und Verar
beitung der rückgeführten Information.
Die erfindungsgemäße Schaltung regelt die Betriebsleistung
einer Leuchtstofflampe und damit die Helligkeit der Lampe,
durch Regeln der Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes unter Verwendung eines
Meßwiderstandes detektiert, der zwischen dem erdseitigen
Leistungs-Transistor eines Halbbrücken-Treibers und Erde
oder zwischen dem die niedrigere Spannung aufweisenden Lampen-
Heizfaden und Erde angeordnet ist.
Die Null-Durchgänge des durch den Lampen-Resonanzkreis fließen
den Stroms werden durch Vergleichen der Spannung längs des
Meßwiderstandes mit einer Spannung von Null festgestellt. Unter
Verwendung dieser Null-Durchgänge wird ein Phasenimpuls erzeugt,
der den Lampen-Resonanzkreis-Strom als eine Funktion der Zeit
darstellt. Dieser Phasenimpuls wird mit einem Bezugsimpuls ver
glichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das die Phasendiffe
renz zwischen dem Phasenimpuls und dem Bezugsimpuls darstellt.
Die Frequenz des schwingenden Halbbrücken-Treibers wird ent
sprechend dem Fehlersignal derart gesteuert, daß die Lampen
helligkeit in der erforderlichen Weise vergrößert oder ver
kleinert wird, um die Phase des Lampen-Resonanzkreises mit der
Phase des Bezugsimpulses verriegelt zu halten.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine bekannte Regelschaltung zur Regelung der
Helligkeit einer Leuchtstofflampe,
Fig. 2 die Phasendetektor-Steuerschaltung der vorliegen
den Erfindung,
Fig. 3 ein Zeitdiagramm der Phasendetektor-Steuerschal
tung der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 die Schwingungsformen für maximale und minimale
Lampenleistung bei einer Synchronisation beim Einschalten des
erdseitigen Leistungstransistors,
Fig. 5 ein Bode-Diagramm, das die Übertragungsfunktion
von IL1/VS für verschiedene Betriebsbedingungen zeigt,
Fig. 6 eine Darstellung der Lampen-Betriebsleistung
gegenüber dem Phasenwinkel des Resonanzkreis-Stromes,
Fig. 7 das Kleinsignal-Blockschaltbild für die Phasen
steuerschaltung der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8 das Bode-Diagramm (Amplituden- und Phasen-Dar
stellung) für das Ansprechverhalten, bei dem die Schleife
zwischen der Steuerung und dem Ausgang geöffnet ist.
Die von der vorliegenden Erfindung durchgeführte Phasendetektor-
Funktion verwendet Information von der Phase (ϕ) des Lampen-
Resonanzkreis-Stromes, anstelle des Lampenstromes, um die
Helligkeit (Φ) der Lampe zu regeln. Gemäß Fig. 2 umfaßt die
Aufgabe der Detektion der Phase die einfache, jedoch neuartige
Einfügung eines Meßwiderstandes R1 in die Source des erdseiti
gen MOSFET M2 der Halbbrücken-Konfiguration, die den Lampen-
Resonanzkreis speist. Die resultierenden Schwingungsformen der
Halbbrücken-Schaltung und des Ausgangs-Resonanzkreises bei einer
eingefügten und in Betrieb befindlichen Lampe (Fig. 3), zeigen
den Stromfluß bezüglich des Ausgangssignals der Halbbrücke (VS).
Fig. 4 zeigt eine ausführliche Darstellung der Meß-Spannung
VR1 über eine Periode der Schaltfrequenz der Halbbrücken-
Spannung VS.
Fig. 5 zeigt das Bode-Diagramm für die Übertragungsfunktion
IL1/VS für unterschiedliche Betriebsbedingungen. Während des
Vorheizens und der Vorzündung ist die Schaltung eine eine
hohe Güte aufweisende Serien-LC-Schaltung mit einer starken
Phasenumkehr von + 90° auf - 90° bei der Resonanzfrequenz. Die
Phase wird daher für die Dauer der Vorheizung und der Vor
zündung auf - 90° festgelegt. Im Betrieb ist die Schaltung
eine Induktivität L in Serie mit einer Parallelschaltung
von R und C, wobei eine schwache Umkehrung bei hoher Lampen
leistung und eine starke Phasenumkehrung bei niedriger Lampen
leistung auftritt.
Im Zeitbereich ist der Ausgangsstufen-Gesamtstrom (Lampe und
Heizfaden) um - 90° gegenüber der Halbbrücken-Eingangsspannung
während des Vorheizens und der Vorzündung verschoben, während
diese Phasenverschiebung irgendwo zwischen 0° und - 90° nach
der Zündung und im Betrieb liegt. Eine Phasenverschiebung von
Null entspricht der maximalen Ausgangsleistung. Eine Auflösung
der Induktivitätsstrom-/Eingangsspannungs-Übertragungsfunktion
nach dem Phasenwinkel ergibt:
worin
L = Induktivität der Ausgangsstufe (Henry)
C = Ausgangsstufen-Kondensator (Farad)
Prun = Lampen-Betriebsleistung (W)
Vrun = Lampen-Betriebsspannungs-Amplitude (Volt)
frun = Betriebsfrequenz entsprechend der Betriebsleistung (Hz)
sind.
L = Induktivität der Ausgangsstufe (Henry)
C = Ausgangsstufen-Kondensator (Farad)
Prun = Lampen-Betriebsleistung (W)
Vrun = Lampen-Betriebsspannungs-Amplitude (Volt)
frun = Betriebsfrequenz entsprechend der Betriebsleistung (Hz)
sind.
Wenn der Phasenwinkel gegenüber der Lampenleistung aufgetragen
wird, so besteht das Ergebnis in einer einigermaßen linearen
Helligkeitsverringerungskurve, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
Es gibt eine Beziehung zwischen dem Phasenwinkel des Induktivi
tätsstromes (IL1) und der Lampen-Betriebsleistung für eine
Helligkeits-Regelschaltung, und die Änderung der Phase beim
Zünden der Lampe ermöglicht die Feststellung der Zündung und
das Schließen der Regelschleife.
Die vorliegende Erfindung verwendet eine phasenstarre Schleife
zum Nachführen der Phase des Stromes in der Induktivität auf
eine Eingangs-Bezugsphase.
Im einzelnen wird bei der erfindungsgemäßen Schaltung die
Spannung längs des Meßwiderstandes R1 (bzw. VR1 in Fig. 2)
in einem Vergleicher COMP1 mit Null verglichen, um die Phase
oder die Null-Durchgänge des Lampen-Resonanzstromes IL1
festzustellen. Das Ausgangssignal des Vergleichers wird dann
in einem Verknüpfungsglied UND1 einer UND-Verknüpfung mit
dem erdseitigen Halbbrücken-Treibersteuersignal LIN unterworfen,
um andere Null-Durchgänge auszublenden, die außerhalb der
Zeit auftreten können, zu der der MOSFET M2 eingeschaltet ist.
Das resultierende digitale Signal FB ist nunmehr eine Dar
stellung des Lampen-Resonanzkreis-Stromes in Form eines "Zeit"-
oder eines "Phasen"-Signals, anstelle einer Gleichspannung,
wie dies bei anderen vorhandenen Lösungen (Fig. 1) der Fall ist.
Als nächstes wird ein Bezugs-"Impuls" REF durch Vergleichen
einer Eingangs-Steuergleichspannung VIN mit einer Dreieck-
Schwingungsspannung VOSC in einem Vergleicher COMP2 und einem
Inverter INV1 erzeugt. Der Bezugsimpuls REF wird dann in einem
Verknüpfungsglied UND2 einer UND-Verknüpfung mit dem Phasen
impuls FB unterworfen, um ein Fehlersignal ERROR zu erzeugen.
Das Summierglied, das erforderlich ist, um die Regelschleife
bei vorhandenen Analog-Lösungen zu schließen (siehe Fig. 1)
wird bei dieser Phasendetektorlösung mit einem einfachen
UND-Verknüpfungsglied ausgeführt.
Das resultierende Fehlersignal ERROR steuert einen elektroni
schen Schalter 51, der im geschlossenen Zustand (d. h. wenn
ERROR einen hohen Pegel aufweist) einen festen Strom für die
Dauer des Fehlerimpulses in einen Kodensator C3 leitet. Die
resultierende Spannung VVCO wird mit einer linearen Regel
schaltung mit einem Operationsverstärker OPAMP1, einem MOSFET
M3 und einem Widerstand R2 in einen Strom umgewandelt und dann
mit einem Stromspiegel (MOSFET's M4 und M5) "gespiegelt".
Der resultierende Strom wird zum Laden eines Kondensators C4
einer Oszillatorschaltung verwendet. Das resultierende Rampen
signal legt bei seinem linearen Anstieg von einem unteren
Schwellenwert th2 zu einem höheren Schwellenwert th1 (siehe
Fig. 3) die Einschaltzeit für die Steuersignale LIN und HIN
und damit die Frequenz des schwingenden Halbbrücken-Treibers
und des resultierenden Ausgangssignals der Halbbrücke VS
fest, wenn diese den Lampen-Resonanzkreis ansteuert.
Wenn der Fehlerimpuls ERROR einen hohen Pegel annimmt, so
wird die Frequenz vergrößert. Die Lampen-Leistung (oder Hellig
keit) nimmt ab, bis die Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes
FB gleich der Bezugsphase REF wird. Zu diesem Zeitpunkt nimmt
der Fehlerimpuls ERROR einen niedrigen Pegel an und der Schal
ter S1 öffnet sich. Der Kondensator C3 wird dann geringfügig
durch eine Feststromquelle I2 entladen, wodurch die Kondensator-
Spannung VVCO geringfügig verringert wird. Die Frequenz nimmt
dann ab und die Leistung in der Lampe beginnt anzusteigen.
Die Phase verringert sich (Fig. 4), bis der Fehlerimpuls ERROR
wiederum einen hohen Pegel annimmt, und die Frequenz steigt an.
Dieser Vorgang ist kontinuierlich, während die Lampe in Betrieb
ist, und hält die Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes auf
der Bezugsphase REF verriegelt.
Dies heißt mit anderen Worten, daß im Betrieb der Lampe die
phasenstarre Schleife der vorliegenden Erfindung kontinuierlich
kurze Impulse abgibt, die den Integrator am Eingang des VCO
ansteuern, um die Phase des Resonanzstromes der Ausgangsstufe
exakt phasenstarr mit der Phase der Bezugsimpulse zu verriegeln.
Weil die Phase des Resonanzkreis-Stromes in direkter Beziehung
zu der Lampenleistung steht, hält eine Regelung der Phase die
Lampen-Helligkeit Φ auf die Eingangs-Steuergleichspannung VIN
geregelt.
Der Regelvorgang der vorliegenden Erfindung ist ausreichend
schnell, damit eine gleichförmige Helligkeitsverringerung der
Lampe bis herunter zu niedrigen Helligkeitspegeln möglich ist.
Wichtige Erwägungen für die Analyse des Regelschaltungssystems
der vorliegenden Erfindung sind die Kleinsignal-Wechselspan
nungsanalyse für die Stabilität und das Großsignal-Übergangsan
sprechverhalten für die Betriebsleistung. Die Verwendung einer
phasenstarren Schleife vereinfacht das Regelschema erheblich
und führt zu einem einfachen Kleinsignal-Blockschaltbild
(Fig. 7). Die Schleife besteht aus einem Summierglied oder
Mischer, der für die Erzeugung eines Fehlerimpulses DE ver
antwortlich ist, der die Phasendifferenz zwischen irgendeiner
Bezugsphase PREF und der Phase darstellt, die von dem Last
strom PFB zurückgeführt wird. Der Fehlerimpuls DE wird dann
in eine Spannung VVCO mit einer durch K1 vorgegebenen Ver
stärkung umgewandelt. Diese Spannung VVCO wird dann mit einer
durch K2 gegebenen Verstärkung in eine Frequenz umgewandelt,
mit Einheiten von kHz/V. Die Frequenz wird dann über die
Resonanz-Ausgangsstufe in eine Phase umgewandelt.
Aufgrund der Wechselspannungs-Eigenschaften der Last ist es
leicht, die dem Lampen-Betriebspunkt entsprechende Phase mit
der Kleinsignal-Phase bei jedem Betriebspunkt während der
Helligkeitsverringerung zu verwechseln. Für eine Kleinsignal-
Analyse ist der Ausgangsblock, der die Frequenz in eine Phase
umwandelt, lediglich ein Verstärkungsblock, der sich ent
sprechend dem Betriebspunkt der Lampe ändert. Weiterhin ist in
der Regelschleife auch ein impliziter Integrator 1/S enthalten,
der sich von Haus aus dadurch ergibt, daß die Phase das Integral
der Frequenz ist.
Wenn die Regelschleifen-Komponenten auf diese Weise definiert
sind, ist zu erkennen, daß das System zwei Pole hat, einen mit
einer Frequenz, die durch den Kondensator C1 und den Wider
stand R1 am Eingang des VCO festgelegt ist, und einen weiteren
der durch die Tatsache festgelegt ist, daß die Phase das
Integral der Frequenz ist. Es kann dann ein Bode-Diagramm für
das System gezeichnet werden (Fig. 8). Für die beste Stabi
lität und Phasenreserve sollte der durch C1 und R1 gebildete
Pol in seiner Frequenz so hoch wie möglich verschoben werden,
was es ermöglicht, daß die Verstärkung unter 0 dB absinkt,
bevor die Phase -180° erreicht. Es sei weiterhin bemerkt,
daß der Widerstand R1 durch eine Stromquelle ersetzt werden
kann, und zwar ebenso wie die Stromquelle I1 (Fig. 2) durch
einen Widerstand ersetzt werden kann.
Nachstehend werden wesentliche Punkte angegeben, die die
Phasenregelung und deren Anwendung in Verbindung mit der
vorliegenden Erfindung bei der Speisung einer Leuchtstoff
lampe beschreiben:
- 1) Eine phasenstarre Schleife ist in der Lage, einem Signal automatisch zu folgen, während sie große Störwerte verträgt.
- 2) Es existiert eine mathematische Beziehung zwischen der Phase und der Lampen-Leistung, wenn eine Lampe mit einem RCL-Resonanzkreis angesteuert wird, was ermöglicht, das die Lampen-Leistung durch Steuern der Phase gesteuert wird. Im einzelnen kann durch Steuern des Phasenwinkels des Stromes der Induktivität bezüglich der Halbbrücken-Spannung die Lampen- Leistung und damit die Lampenhelligkeit in einer Regelschaltung gesteuert oder verringert werden.
- 3) Die resultierende Schaltung der vorliegenden Er findung zur Ausführung der Phasensteuerung ist wesentlich ein facher als vorhandene Lösungen. Insbesondere wird die Schleife mit einem einfachen logischen Verknüpfungsglied geschlossen, das einen Fehlerimpuls abgibt, wenn sich der Bezugsphasenimpuls zeitlich mit dem Rückführungsimpuls überlappt (d. h. ein UND- Verknüpfungsglied).
- 4) Aus Gründen der Stabilität ist das System als ein 2-Pol-System modelliert, wobei einer der Pole sich aus der Eigenart der Schaltung ergibt. Die Phase ist das Integral der Frequenz. Das resultierende System ist sehr einfach für unter schiedliche Lampen-Typen und unterschiedliche Helligkeits verringerungspegel zu stabilisieren.
- 5) Zur Helligkeitssteuerung erfordert das System der vorliegenden Erfindung keinen Transformator zur Messung des Lampenstroms. Die Phase wird durch Messen der Null-Durchgänge des Induktivitätsstromes gemessen, der bei seiner Messung unter Verwendung eines Strom-Meßwiderstandes zwischen der Source des unteren Halbbrücken-MOSFETs (oder eines anderen Schalterbau teils) und Erde einen gemeinsamen Meßpunkt für andere Merkmale darstellt, wie zum Beispiel für die Feststellung von Überstrom, einem Schalten bei einer Abweichung von einer Null-Spannung und für die Feststellung des Vorhandenseins einer Lampe. Das Ergebnis stellt eine stark vereinfachte, geringere Kosten aufweisende Lösung für eine Regelschleife mit Helligkeits steuer-Eigenschaften dar.
Obwohl die vorliegende Erfindung bezüglich spezieller Aus
führungsformen beschrieben wurde, sind viele andere Abwandlungen
und Modifikationen oder andere Anwendungen für den Fachmann
ohne weiteres zu erkennen.
Claims (13)
1. Verfahren zur Steuerung der Betriebsleistung einer
Leuchtstofflampe, die mit einem Strom aus einem Lampen-Resonanz
kreis gespeist wird,
gekennzeichnet durch die Schritte der:
Feststellung der Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes und
Regeln der Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes und damit Regeln der Lampenleistung.
Feststellung der Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes und
Regeln der Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes und damit Regeln der Lampenleistung.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des Lampen-Resonanzkreis-
Stromes durch Feststellen der Null-Durchgänge des Lampen-
Resonanzkreis-Stromes festgestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch die Schritte der:
Verwendung der Null-Durchgänge des Lampen-Resonanzkreis- Stromes zur Erzeugung eines Phasenimpulses, der den Lampen- Resonanzkreis-Strom als Funktion der Zeit darstellt,
Erzeugung eines Bezugsimpulses,
Vergleichen des Bezugsimpulses mit dem Phasenimpuls zur Erzeugung eines Fehlersignals, das die Phasendifferenz zwischen dem Phasenimpuls und dem Bezugsimpuls darstellt, und
Verwendung des Fehlersignals zur Steuerung der Frequenz eines schwingenden Halbbrücken-Treibers, derart, daß die Lampenhelligkeit in der erforderlichen Weise vergrößert oder verringert wird, um die Phase des Lampen-Resonanzkreises mit der Phase des Bezugsimpulses verriegelt zu halten.
Verwendung der Null-Durchgänge des Lampen-Resonanzkreis- Stromes zur Erzeugung eines Phasenimpulses, der den Lampen- Resonanzkreis-Strom als Funktion der Zeit darstellt,
Erzeugung eines Bezugsimpulses,
Vergleichen des Bezugsimpulses mit dem Phasenimpuls zur Erzeugung eines Fehlersignals, das die Phasendifferenz zwischen dem Phasenimpuls und dem Bezugsimpuls darstellt, und
Verwendung des Fehlersignals zur Steuerung der Frequenz eines schwingenden Halbbrücken-Treibers, derart, daß die Lampenhelligkeit in der erforderlichen Weise vergrößert oder verringert wird, um die Phase des Lampen-Resonanzkreises mit der Phase des Bezugsimpulses verriegelt zu halten.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Null-Durchgänge des Lampen-
Resonanzkreis-Stromes durch Messung der Spannung längs eines
in dem Pfad dieses Stromes angeordneten Widerstandes und durch
Vergleichen der Spannung längs des Widerstandes mit einer Null-
Spannung ermittelt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenimpuls durch eine UND-
Verknüpfung des Null-Durchgangs-Signals mit einem Ansteuersignal
für den Halbbrücken-Treiber erzeugt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugsimpuls-Signal durch
Vergleichen einer Eingangs-Steuergleichspannung mit einer
Dreieckschwingungsspannung und durch Invertieren des
Ausgangssignals erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des schwingenden
Halbbrücken-Treibers durch Ändern der Einschaltzeit der den
Halbbrücken-Treiber steuernden Signale entsprechend dem
Fehlersignal gesteuert wird.
8. Schaltung zur Steuerung der Betriebsleistung einer
Leuchtstofflampe, wobei die Lampe mit Strom aus einem Resonanz
kreis gespeist wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung:
Einrichtungen zur Feststellung der Phase des Lampen- Resonanzkreis-Stromes, und
Einrichtungen zum Regeln der Phase des Resonanzkreis- Stromes umfaßt, wodurch die Lampenleistung geregelt wird.
Einrichtungen zur Feststellung der Phase des Lampen- Resonanzkreis-Stromes, und
Einrichtungen zum Regeln der Phase des Resonanzkreis- Stromes umfaßt, wodurch die Lampenleistung geregelt wird.
9. Schaltung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Feststellung
der Phase des Lampen-Resonanzkreis-Stromes einen in den Pfad
des Stromes angeordneten Widerstand und einen Vergleicher zum
Vergleich der Spannung längs des Widerstandes mit einer Null-
Spannung zur Bestimmung der Null-Durchgänge des Lampen-
Resonanzkreis-Stromes umfaßt.
10. Schaltung nach Anspruch 8 oder 9,
gekennzeichnet durch
Einrichtungen zur Verwendung der Null-Durchgänge zur Erzeugung eines Phasenimpulses, der den Lampen-Resonanzkreis- Strom als Funktion der Zeit darstellt,
Einrichtungen zur Erzeugung eines Bezugsimpulses,
Einrichtungen zum Vergleich des Bezugsimpulses mit dem Phasenimpuls zur Erzeugung eines Fehlersignals, das die Phasen differenz zwischen dem Phasenimpuls und dem Bezugsimpuls dar stellt, und
Einrichtungen zur Steuerung der Frequenz eines schwin genden Halbbrücken-Treibers entsprechend dem Fehlersignal, derart, daß die Lampenhelligkeit in der erforderlichen Weise vergrößert oder verkleinert wird, um die Phase des Lampen- Resonanzkreises mit der Phase des Bezugsimpulses verriegelt zu halten.
Einrichtungen zur Verwendung der Null-Durchgänge zur Erzeugung eines Phasenimpulses, der den Lampen-Resonanzkreis- Strom als Funktion der Zeit darstellt,
Einrichtungen zur Erzeugung eines Bezugsimpulses,
Einrichtungen zum Vergleich des Bezugsimpulses mit dem Phasenimpuls zur Erzeugung eines Fehlersignals, das die Phasen differenz zwischen dem Phasenimpuls und dem Bezugsimpuls dar stellt, und
Einrichtungen zur Steuerung der Frequenz eines schwin genden Halbbrücken-Treibers entsprechend dem Fehlersignal, derart, daß die Lampenhelligkeit in der erforderlichen Weise vergrößert oder verkleinert wird, um die Phase des Lampen- Resonanzkreises mit der Phase des Bezugsimpulses verriegelt zu halten.
11. Schaltung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines
Phasenimpulses ein UND-Verknüpfungsglied zur UND-Verknüpfung
des Null-Durchgangs-Signals mit einem Ansteuersignal für den
Halbbrücken-Treiber umfaßt.
12. Schaltung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines
Bezugsimpuls-Signals einen Vergleicher zum Vergleich einer
Eingangs-Steuergleichspannung mit einer Dreieckschwingungs-
Spannung und einen Inverter zum Invertieren des Ausgangssignals
umfaßt.
13. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der
Frequenz des schwingenden Halbbrücken-Treibers eine Oszillator-
Schaltung unter Einschluß eines Kondensators umfaßt, der eine
Spannung speichert, die rampenförmig entsprechend dem Fehler
signal vergrößert wird und die Frequenz des schwingenden
Halbbrücken-Treibers bestimmt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US3792397P | 1997-02-12 | 1997-02-12 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19805732A1 true DE19805732A1 (de) | 1998-08-20 |
Family
ID=21897085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19805732A Withdrawn DE19805732A1 (de) | 1997-02-12 | 1998-02-12 | Verfahren und Schaltung zur Steuerung der Betriebsleistung einer Leuchtstofflampe |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6002214A (de) |
JP (1) | JP2972691B2 (de) |
DE (1) | DE19805732A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000038483A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High frequency electronic ballast for multiple lamp independent operation |
WO2001030121A1 (en) * | 1999-10-18 | 2001-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Circuit arrangement |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181087B1 (en) * | 1998-07-30 | 2001-01-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp operating device |
DE19923945A1 (de) * | 1999-05-25 | 2000-12-28 | Tridonic Bauelemente | Elektronisches Vorschaltgerät für mindestens eine Niederdruck-Entladungslampe |
FI107111B (fi) * | 1999-09-27 | 2001-05-31 | Teknoware Oy | Loisteputken jäljellä olevan käyttöajan määrittäminen |
JP3947895B2 (ja) | 2000-02-24 | 2007-07-25 | 株式会社日立製作所 | 照明装置用点灯装置 |
US7019468B2 (en) * | 2001-12-21 | 2006-03-28 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Electronic ballast with ignition and operation control |
GB2388722B (en) * | 2002-05-14 | 2005-09-14 | Mackwell Electronics Ltd | Monitoring apparatus |
DE10221450A1 (de) * | 2002-05-15 | 2003-11-27 | Philips Intellectual Property | Schaltungsanordnung für einen resonanten Konverter und Verfahren zu dessen Betrieb |
AU2003244930A1 (en) * | 2002-07-15 | 2004-02-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ballast circuit for operating a gas discharge lamp |
DE602004007357T2 (de) * | 2003-02-04 | 2008-03-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Schaltungsanordnung |
DE102006022845B4 (de) * | 2005-05-23 | 2016-01-07 | Infineon Technologies Ag | Ansteuerschaltung für eine Schaltereinheit einer getakteten Leistungsversorgungsschaltung und Resonanzkonverter |
DE102006022819A1 (de) * | 2005-05-23 | 2007-01-04 | Infineon Technologies Ag | Schaltungsanordnung zum Versorgen einer Last mit einem Ausgangsstrom |
EP1997357A4 (de) * | 2006-02-06 | 2014-09-03 | Metrolight Ltd | Zündung und betrieb von elektronischen hochintensitätsentladungslampen |
JP4062348B1 (ja) * | 2006-10-05 | 2008-03-19 | サンケン電気株式会社 | 放電管点灯装置の同期運転システム及び放電管点灯装置並びに半導体集積回路 |
CN101272654A (zh) * | 2007-03-22 | 2008-09-24 | 电灯专利信托有限公司 | 电子镇流器中的双极晶体管的驱动调节方法与装置 |
CN101277571B (zh) * | 2007-03-30 | 2014-02-12 | 电灯专利信托有限公司 | 放电灯的点燃控制方法及相应的电子镇流器电路 |
US7911153B2 (en) * | 2007-07-02 | 2011-03-22 | Empower Electronics, Inc. | Electronic ballasts for lighting systems |
US8089216B2 (en) * | 2008-12-10 | 2012-01-03 | Linear Technology Corporation | Linearity in LED dimmer control |
US8310172B2 (en) * | 2008-12-10 | 2012-11-13 | Linear Technology Corporation | Current ripple reduction circuit for LEDs |
US8692481B2 (en) * | 2008-12-10 | 2014-04-08 | Linear Technology Corporation | Dimmer-controlled LEDs using flyback converter with high power factor |
ITMI20082356A1 (it) | 2008-12-30 | 2010-06-30 | St Microelectronics Srl | Controllo di un sistema a commutazione risonante con monitoraggio della corrente di lavoro in una finestra di osservazione |
US8203287B2 (en) * | 2009-02-24 | 2012-06-19 | Richard Landry Gray | Pulse width modulation control device |
EP2285192A1 (de) * | 2009-07-13 | 2011-02-16 | Nxp B.V. | Vorwärmzyklussteuerkreis für eine Leuchtstofflampe |
US8773037B2 (en) * | 2010-02-01 | 2014-07-08 | Empower Electronics, Inc. | Ballast configured to compensate for lamp characteristic changes |
CN102934522B (zh) * | 2010-12-14 | 2014-10-15 | 株式会社Elm | 高稳定调光装置 |
US8680781B1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-25 | Infineon Technologies Austria Ag | Circuit and method for driving LEDs |
US9685867B2 (en) | 2014-08-22 | 2017-06-20 | Stmicroelectronics International N.V. | Electrical power supply |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62249398A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-10-30 | キヤノン株式会社 | 高周波螢光灯点灯装置 |
JPH0242396A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-13 | Toshiba Corp | 放射性物質輸送容器 |
JPH02148595A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-07 | Nec Corp | 薄膜el素子およびその製造方法 |
JPH02199797A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置 |
JPH0349187A (ja) * | 1989-07-15 | 1991-03-01 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置 |
JPH03156892A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 放電灯点灯装置 |
JPH03169265A (ja) * | 1989-11-27 | 1991-07-22 | Matsushita Electric Works Ltd | インバータ装置 |
JPH0473893A (ja) * | 1990-07-13 | 1992-03-09 | Hitachi Lighting Ltd | 放電灯点灯装置 |
US5491387A (en) * | 1992-06-29 | 1996-02-13 | Kansei Corporation | Discharge lamp lighting circuit for increasing electric power fed in initial lighting of the lamp |
US5331253A (en) * | 1992-08-24 | 1994-07-19 | Usi Lighting, Inc. | Electronic ballast for gaseous discharge lamp operation |
BE1007458A3 (nl) * | 1993-08-23 | 1995-07-04 | Philips Electronics Nv | Schakelinrichting. |
US5424611A (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-13 | At&T Corp. | Method for pre-heating a gas-discharge lamp |
US5545955A (en) * | 1994-03-04 | 1996-08-13 | International Rectifier Corporation | MOS gate driver for ballast circuits |
US5471119A (en) * | 1994-06-08 | 1995-11-28 | Mti International, Inc. | Distributed control system for lighting with intelligent electronic ballasts |
US5539281A (en) * | 1994-06-28 | 1996-07-23 | Energy Savings, Inc. | Externally dimmable electronic ballast |
US5717295A (en) * | 1996-05-10 | 1998-02-10 | General Electric Company | Lamp power supply circuit with feedback circuit for dynamically adjusting lamp current |
US5719472A (en) * | 1996-05-13 | 1998-02-17 | General Electric Company | High voltage IC-driven half-bridge gas discharge ballast |
US5729096A (en) * | 1996-07-24 | 1998-03-17 | Motorola Inc. | Inverter protection method and protection circuit for fluorescent lamp preheat ballasts |
US5818669A (en) * | 1996-07-30 | 1998-10-06 | Micro Linear Corporation | Zener diode power dissipation limiting circuit |
-
1998
- 1998-02-12 DE DE19805732A patent/DE19805732A1/de not_active Withdrawn
- 1998-02-12 JP JP10030266A patent/JP2972691B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-12 US US09/022,555 patent/US6002214A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000038483A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High frequency electronic ballast for multiple lamp independent operation |
US6326740B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-12-04 | Philips Electronics North America Corporation | High frequency electronic ballast for multiple lamp independent operation |
WO2001030121A1 (en) * | 1999-10-18 | 2001-04-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Circuit arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6002214A (en) | 1999-12-14 |
JPH10247596A (ja) | 1998-09-14 |
JP2972691B2 (ja) | 1999-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19805732A1 (de) | Verfahren und Schaltung zur Steuerung der Betriebsleistung einer Leuchtstofflampe | |
DE3903520C2 (de) | ||
DE69919138T2 (de) | Electronischer dimmer | |
DE3420469C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Resonanz-Wechselrichters | |
DE69916251T2 (de) | Elektron9sches hochfrequenzvorschaltgerät zum unabhängigen betrieb von mehreren lampen | |
DE60101991T2 (de) | Gleichstrom zu Gleichstrom-Umwandler | |
DE3407067C2 (de) | Steuerschaltung für Gasentladungslampen | |
DE4420182B4 (de) | Stromversorgungsvorrichtung | |
DE4328748B4 (de) | Wechselrichtereinheit | |
DE4332059B4 (de) | Vorschaltgerät zur Helligkeitssteuerung von Entladungslampen | |
DE19805733A1 (de) | Integrierte Treiberschaltung | |
DE102006032091B4 (de) | Entladungslampen-Lichtstromkreis | |
DE19531966C2 (de) | Stromversorgungsschaltung für eine Hochdruck-Entladungslampe | |
DE19900153A1 (de) | Integrierte Gate-Treiberschaltung | |
DE19615665B4 (de) | Rückkopplungssteuersystem für eine Last | |
DE3909174A1 (de) | Impuls fuer impuls stromgeregelte spannungsversorgung | |
DE112004000145T5 (de) | Steuer-IC für Dimm-Vorschaltgerät mit Flackerunterdrückungsschaltung | |
DE19843643B4 (de) | Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe | |
WO1997027726A1 (de) | Verfahren und elektronische steuerschaltung zum regeln des betriebsverhaltens von gasentladungslampen | |
DE10049842A1 (de) | Schaltungsanordnung zum Betreiben von mehreren Gasentladungslampen | |
EP1465330A2 (de) | Verfahren zum Variieren der Leistungsaufnahme von kapazitiven Lasten | |
DE3712759C2 (de) | ||
EP0986287A2 (de) | Umkehrschaltkreis mit zwei Ausgängen und Stromkreis und Verfahren der zur Kontrolle der in die Ausgänge des Umkehrschalters eingespeisten Leistung | |
DE102006010169A1 (de) | Entladungslampe-Erregungsschaltung | |
DE3400580C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |