DE19920030A1 - Elektronisches Vorschaltgerät - Google Patents

Abstract

Es wird ein elektronisches Vorschaltgerät mit Vorheizung zum Betreiben von Niederdruckentladungslampen vorgeschlagen. In bekannter Weise weist das elektronische Vorschaltgerät einen Wechselrichter auf, der mindestens einen Lastkreis versorgt, wobei der Lastkreis eine Entladungslampe und einen Serienresonanzkreis aufweist, dessen Kondensator parallel zur Entladungslampe liegt. Die Entladungslampe besitzt beheizbare Elektroden. Weiterhin ist ein Transformator vorgesehen, dessen Primärwicklung in Reihe mit dem Kondensator liegt und dessen zwei Sekundärwicklungen jeweils parallel zu den Elektroden geschaltet sind. Der Transformator ist derart ausgebildet, daß er beim Einschalten schnell in die Sättigung geht.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschalt­ gerät nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Elektronische Vorschaltgeräte zum Betreiben von Nie­ derdruckentladungslampen weisen üblicherweise eine Vorheizung der Elektroden auf, wobei eine stromge­ steuerte Vorheizung und eine spannungsgesteuerte Vor­ heizung bekannt sind. Bei der stromgesteuerten Vor­ heizung werden die Heizwendeln Entladungslampe in Reihe mit dem Lampenparallelkondensator betrieben. Aufgrund einer Frequenzverschiebung ist eine Vorhei­ zung möglich, wobei die Vorheizfrequenz höher als die Betriebsfrequenz ist und wobei mit steigender Fre­ quenz der Strom fällt. Die Höhe der Vorheizung, d. h. des Vorheizstroms wird durch die Größe des Kondensa­ tors, die Vorheizfrequenz und die maximale Vorheiz­ spannung am Leuchtmittel bestimmt. Je nach Leuchtmit­ teltyp kann es hierbei jedoch zu großen Betriebsver­ lusten und einer sehr geringen Startspannung kommen. Darüber hinaus muß für jeden Leuchtmitteltyp ein ihm zugeordneten Kondensator verwendet werden, so daß das Vorschaltgerät immer auf den verwendeten Lampentyp angepaßt sein muß.

Bei der spannungsgesteuerten Vorheizung wird bei­ spielsweise durch extra Heiztransformatoren oder Heizwicklungen auf der Ausgangsdrossel eine Spannung an die Heizwendeln angelegt. Auch hier ist eine Vor­ heizung durch Frequenzverschiebung möglich. Ein Vor­ teil dieser Schaltung besteht darin, daß der Lampen­ parallelkondensator relativ frei gewählt werden kann, ein entscheidender Nachteil ist jedoch, daß im ersten Moment bei kalten Heizwendeln ein relativ großer Heizstrom fließt und somit weitere Maßnahmen zur bes­ seren Heizstromeinstellung nötig sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektronisches Vorschaltgerät mit Vorheizung zu schaffen, bei dem die Betriebsverluste aufgrund der Vorheizung gering gehalten werden und bei dem ein überhöhter Einschaltstrom vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Auf­ grund der Verwendung eines Transformators, der beim Einschalten schnell in die Sättigung geht und bei dem die Primärwicklung in Reihe zu dem Lampenparallelkon­ densator geschaltet ist und bei dem jeweils eine Se­ kundärwicklung parallel zu der jeweiligen Heizwendel liegt, werden praktisch beide vorbekannten Vorheizme­ thoden miteinander verknüpft. Im ersten Einschaltmo­ ment überwiegt die stromgesteuerte Vorheizung, um binnen kürzester Zeit in ein spannungsgesteuerte Vor­ heizung überzugehen. Dadurch entfällt ein erster stark überhöhter Einschaltstrom, so daß auch empfind­ liche Heizwendeln ohne größeren zusätzlichen Aufwand angesteuert werden können. Darüber hinaus kann ein sogenanntes Universal EVG zur Verfügung gestellt wer­ den, da der Lampenparallelkondensator relativ frei gewählt werden kann und somit nur ein Kondensator für alle bzw. mehrere Leuchtmitteltypen verwendet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die schaltungsgemäße Ausgestaltung eines von einem Wechselrichter versorgten Lastkreises.

Die in der Figur dargestellte Schaltung für elektro­ nische Vorschaltgeräte weist als Ausgangskreis des Vorschaltgerätes eine Standard-Halbbrückenschaltung auf, die durch die elektronischen Schalter T1 und T2 sowie durch die zwei Halbbrückenkondensatoren C_H1 und C_H2 dargestellt ist. Die Halbbrückenschaltung liegt an der Versorgungsspannung +U_b. An den Verbindungs­ punkt zwischen den zwei elektronischen Schaltern T1, T2 ist eine Drossel L1 geschaltet, die mit dem einen Anschluß der einen Heizwendel 2 der Entladungslampe 1 verbunden ist. Die andere Heizwendel 3 ist mit einem Anschluß mit dem Verbindungspunkt der zwei Halbbrüc­ kenkondensatoren C_H1, C_H2 verbunden. Normalerweise kann jedoch auch der eine oder der andere Kondensator der Halbbrücke entfallen.

Der üblicherweise parallel zur Lampe 1 liegende Kon­ densator ist mit C₁ bezeichnet, wobei entsprechen der Erfindung der Kondensator mit der Primärwicklung 4 eines Transformators 2 verbunden ist, derart, daß zur Entladungslampe 1 parallel die Reihenschaltung beste­ hend aus Kondensator C1 und Primärwicklung 4 liegt. Der Transformator 2 weist neben der Primärwicklung 4 zwei Sekundärwicklungen 5, 6 auf, wobei alle Wicklun­ gen auf einem Ringkern angeordnet sind, so daß der Transformator als Ringkerntransformator ausgebildet ist. In Reihe mit der jeweiligen Sekundärwicklung 5, 6 liegt ein Koppelkondensator C_k1 und C_k2, wobei Kop­ pelkondensator und Sekundärwicklung jeweils parallel zur jeweiligen Heizwendel 2, 3 angeordnet sind. Die Koppelkondensatoren dienen zur Gleichstromentkopp­ lung. Der Ringkerntransformator 2 zeichnet sich da­ durch aus, daß er bei einem über einer Grenze liegen­ den Stromstoß sofort in die Sättigung geht, da kein Luftspalt vorhanden ist.

Im Moment des Einschaltens wird nach kürzester Zeit (ein paar Mikrosekunden) eine hochfrequente Wech­ selspannung erzeugt, und bei höherer Vorheizfrequenz fließt ein Strom durch den Ausgangsschwingkreis be­ stehend aus Drossel L1 und Kondensator C1. Der Span­ nungsabfall am Kondensator bestimmt die Vorheizspan­ nung. Der in der Primärwicklung 4 fließende Strom in­ duziert über den Ringkern in den Sekundärwicklungen die Vorheizströme für die Heizwendeln 2, 3, die über die Sättigungserscheinung im Ringkern begrenzt wer­ den, da der Ringkern beim Hochlaufen des Vorschaltge­ rätes, bei dem ein hoher Strom fließt, sofort in die Sättigung gegangen ist. Beim Übergang zur Normalfre­ quenz wird die Spannung über den Kondensator C1 durch beginnende Resonanzerscheinungen immer größer. Auch der Strom wird immer größer, jedoch begrenzt der Ringkern auch hier die Heizströme. Sobald die Zünd­ spannung des Leuchtmittels bzw. der Entladungslampe 1 erreicht ist, zündet die Lampe und die Spannung bricht auf die Betriebsspannung der Lampe zusammen. Bei der Betriebsfrequenz ist der Blindstrom durch den Kondensator C₁ viel kleiner, wodurch auch der Heiz­ strom kleiner wird und die Verluste in den Heizwen­ deln 2, 3 verringern sich.

Durch die Schaltung ist eine aus einer stromgesteuer­ ten Vorheizung und einer spannungsgesteuerten Vorhei­ zung kombinierte Vorheizung gegeben, wobei im ersten Einschaltmoment die stromgesteuerte Vorheizung über­ wiegt, die binnen kürzester Zeit in eine spannungsge­ steuerte Vorheizung übergeht.

Claims (3)

1. Elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben von Niederdruckentladungslampen mit einem Wechsel­ richter, der mindestens einen Lastkreis ver­ sorgt, wobei der Lastkreis eine Entladungslampe, eine zu dieser in Reihe geschaltete Drossel so­ wie einen parallel zur Entladungslampe liegenden Kondensator aufweist und wobei die Entladungs­ lampe beheizbare Elektroden besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (4) eines Transformators (1) in Reihe mit dem Kondensator (C₁) und paral­ lel zu den Elektroden jeweils eine Sekundärwick­ lung (5, 6) geschaltet sind, wobei der Transfor­ mator (2) derart ausgebildet ist, daß er beim Einschalten schnell in die Sättigung geht.

2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklun­ gen (5, 6) jeweils in Reihe mit einem Koppelkon­ densator (C_k1, C_k2) liegen.

3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (2) als Ringkerntransformator aus­ gebildet ist.