DE3222443A1 - Intensitaetsregler fuer gasentladungslampen - Google Patents

Intensitaetsregler fuer gasentladungslampen

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DE3222443A1 DE19823222443 DE3222443A DE3222443A1 DE 3222443 A1 DE3222443 A1 DE 3222443A1 DE 19823222443 DE19823222443 DE 19823222443 DE 3222443 A DE3222443 A DE 3222443A DE 3222443 A1 DE3222443 A1 DE 3222443A1
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Description

Helvar
Anmelder: Oy Helvar
Purotie 1 - 3 SF-OO38O Helsinki 38 Finnland
Titel: Intensitätsregler für Gasentladungslampen Beanspruchte Priorität: Finnische Patentanmeldung
Nr. 811 867 vom 15. 6. 1981
Vertreter: Patentanwälte
Dipl. Ing. S. Schulze Horn M. Sc. Dr. H. Hoffmeister Goldstraße 36 4400 Münster
Intensitätsregler für Gasentladungslampen
Die Erfindung betrifft einen Intensitätsregler, insbesondere Helligkeitsregler zur Regelung von an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Gasentladungslampen, bestehend aus wenigstens einem, in einen Stromkreis zwischen Netz und Leuchte vorgesehenem Schalterelement, sowie einer Steuerschaltung für das Schalterelement bzw. die Schalterelemente, welche bei der Helligkeitsregelung den Speisestrom mindestens einmal in jeder Halbperiode unterbricht, wenn der Strom vom Nulldurchgang einer Halbperiode bis zum Zeitpunkt eines vorgesehenen Sollwerts verläuft.
Bei einem erheblichen Teil von Leuchten mit Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, werden diese durch Kondensatoren, d. h. je einem Kondensator pro Leuchte, kompensiert. Bei Entladungslampen, die ohne Kompensation arbeiten, ergeben sich erhebliche Lichtverluste, die zusätzliche Energiekosten herbeiführen. Außerdem müssen die zu unkompensierten Leuchten führenden Leitungen für Ströme dimensioniert werden, die beträchtlich größer sind als für kompensierte Beleuchtungsgeräte erforderlich.
Wegen des Blindwiderstandes eines Kompensationskondensators erwies es sich bisher als nicht möglich, kompensierte Leuchten mittels elektronischer Helligkeitsregler zu steuern. Bei den bisherigen Reglern und Steuergeräten führte das Triggern eines Schalterelements im Verlauf einer Halbperiode der Netzspannung zum Ausfall oder zumindest zu einem gestörten Betrieb der Leuchten infolge der von den Kompensationskondensatoren aufgenommenen Blindströme.
Bekannt ist aus der DE-OS 26 44 553, den Strom vom Beginn einer Halbperiode bis zum Abschaltzeitpunkt entsprechend einer eingestellten Größe zu regeln.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, einen Intensitätsregler, insbesondere einen Helligkeitsregler, zu schaffen, der für die Steuerung bzw. Regelung der Lichtintensität bei kompensierten und unkompensierten, an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Leuchten geeignet ist, und der ein oder mehrere, in einen Stromkreis zwischen Netz und Leuchte eingeschaltete Schalterelemente sowie eine Regel- oder Steuerschaltung für ein oder mehrere Schalterelemente aufweist, welche während der Intensitätsregelung den Speisestrom während jeder
Halbperiode mindestens einmal abschaltet, wenn sich der Strom vom Nulldurchgang einer Halbperiode zu dem einer vorgegebenen Größe entsprechenden Punkt verändert hat.
Die praktische Verwirklichung dieses Prinzips stößt
jedoch auf verschiedene Hindernisse, z. B. auf das der verschiedenen Kompensationsgrade bei einer Gasentladungsröhre. Wenn die Entladungsröhre ausreichend kompensiert wird, kann die Spannung während einer Entladung langsamer abfallen als die Netzspannung. Es sollte daher Energie von der Entladungsröhre zum Netz übertragbar sein, so daß ein Spannungsunterschied zwischen Netz und Entladungsröhre klein bleibt.
Wenn der Kompensationsgrad einer Entladungsröhre klein ist, ist die Spannung einer Entladungsröhre nach der
durch das Schalterelemente bewirkten Unterbrechung bestrebt, auf eine der Netzspannung komplementäre Spannung überzugehen, während eine Induktivität ihre Aufladung
dem Kompensationskondensator entnimmt. Bei einem niedrigen Kompensationsgrad steigt diese komplementäre Spannung
unter Umständen so weit an, daß die Schalterelemente
zerstört werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den im
Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen.
Insbesondere ist anzumerken, daß das Zweiwege-Schalterelement mit der Entladungsröhre in Reihe geschaltet ist und in jeder Halbperiode so angesteuert wird, daß es den Strom nur vom Netz zur Entladungsröhre unterbricht, einen Stromfluß in entgegengesetzter Richtung aber durchläßt. Ein anderes, ähnliches Schalterelement zwischen Entladungsröhre und erstem Schalterelement ist parallel zur Entladungsröhre geschaltet. Obgleich die Entladungsröhre deutlich überkompensiert ist, kann ihre Spannung praktisch nicht die Netzspannung übersteigen, weil sich die Energie des Kompensationskondensators automatisch über das erste Zweiwege-Schalterelement in das Netz entlädt.
Mit dem erfindungsgemäßen Regler ist es auch möglich, die Anodenspannung einer Entladungsröhre mit niedrigem Kompensationsgrad nahe Null zu halten, wenn die Spannung der Entladungsröhre komplementär zur Netzspannung wird, weil in diesem Fall das zweite Schalterelement Strom zu der Entladungsröhre durchzulassen beginnt. Bei der Regelung des ersten, mit der Entladungsröhre in Reihe geschalteten und durchgeschalteten Schalterelement werden somit keine Stromspitzen aufgrund kleiner Span-
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nungsunterschiede zwischen Netz und Last erzeugt.
Bei der Regelung verschiedener Gasentladungslampen werden die folgenden Vorteile erzielt: Leuchtstofflampen von 38 mm Durchmesser werden mittels Glimmtransformatoren unabhängig vom Kompensationsgrad auf dieselbe Weise bie beim bisherigen Regler ohne Kompensation geregelt;
mit einem Zündstromkreis zu startende 38 mm-Leuchtstofflampen werden unabhängig vom Kompensationsgrad besser geregelt als mit dem bisherigen Regler ohne Kompensation. Leuchtstofflampen von 26 mm Durchmesser sind mit Hilfe des bekannten Reglers keineswegs zuverlässig steuerbar. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Reglers können solche Lampen mit Zündstromkreis unabhängig vom Kompensationsgrad geregelt werden.
Quecksilberdampflampen können mit Hilfe des erfindungsgemäßen Reglers unabhängig vom Kompensationsgrad wirksamer geregelt werden als mit Hilfe des bisherigen Reglers ohne Kompensation.
Ähnlich wie Quecksilberdampflampen können auch Natriumdampflampen besser geregelt werden als mittels des bisherigen Reglers. Beide Lampenarten können auf einen niedrigeren Pegel als bei Verwendung des bisherigen
Reglers geregelt werden. Die Abwärtsregelung kann auch wesentlich schneller erfolgen als mittels des bisherigen Reglers.
Die Verbesserung der Regelung beruht weitgehend auf der Tatsache, daß beim Abschalten der Stromzufuhr vom Netz zur Lampe der Stromfluß zur Lampe nicht unterbrochen wird; vielmehr ist es möglich, die gespeicherte Energie des Kompensationskondensators und der Drosselspulen heranzuziehen, wobei die Zeitspanne der Stromlosigkeit einer Lampe kürzer ist als bei den bisherigen Anordnungen, wodurch die Regelcharakteristik beispielsweise durch Verringerung der Zündspannung zum erneuten Zünden erheblich erleichtert wird.
Ein anderes Problem ist die Zeit- oder Taktsteuerung des Abschaltpunktes eines mit der Gasentladungsröhre in Serie geschalteten Schalterelements. Naheliegend ist hierbei die Regelung auf der Grundlage einer Zeitmessung für die Taktsteuerung.
Mit der Erfindung wird demgegenüber auch eine einfachere, dazu praktische Lösung für die Zeit- oder Taktsteuerung des Schalterelementes angestrebt. Erfindungsgemäß ist für die Bestimmung des UnterbrechungsZeitpunkts eines
"3"2 2 2 A 4 3
Schalterlements eine logische Steuerschaltung mit einem Integrator, einem Meßfühler zur Erfassung des Nulldurchgangs der Netzspannung und einer Bezugsspannungs-Einstellvorrichtung vorgesehen, wobei der Integrator vom Nulldurchgang der Netzspannung, wenn die integrierte Spannung die vorgegebene Bezugsspannung erreicht, ein Steuersignal für die Komperator-Logikschaltung liefert, um den Stromfluß des Schalterelements in die betreffende Richtung (vom Netz zur Entladungsröhre) zu unterbrechen. Aufgrund dieses Integrationsprinzips findet das Abschalten bei höherer Netzspannung früher statt als bei niedrigerer Spannung, so daß Änderungen oder Schwankungen der Netzspannung einen erheblich geringeren Einfluß auf die Leuchtintensität besitzen als bei einer Regelung auf der Grundlage einer Zeitmessung. Außerdem kann mit dem Integrationsprinzip der Entladestrom symmetrisch gestaltet werden.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung des Arbeitsprtnzips eines Reglers gemäß der Erfindung,
· "J222443
Figur 2 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform mit Schaltelementen S1, S2 beim Regler gemäß Figur 1,
Figur 3 ein Kurvendiagramm der Eingangs- und Ausgangsspannung ,
Figur 4 ein Blockschaltbild der Steuerung für die Schalterelemente ,
Figur 5 eine graphische Darstellung einer ersten Alternative der Steuerung der Schalterelemente,
Figur 6 eine graphische Darstellung einer zweiten Alternative der Steuerung der Schalterelemente,
Figur 7 eine graphische Darstellung einer dritten Alternative der Steuerung der Schaltelemente und
Figuren 8 bis 12 abgewandelte Ausführungsformen der Schaltelemente S1, S2 gemäß Figur 2.
Figur 1 zeigt das Prinzip eines Helligkeitsreglers für die Regelung der Lichtintensität einer Gasentladungslampe, insbesondere Leuchtstofflampe, L. Die Leucht-
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stofflampe L ist dabei über ein Entstörfilter 1 an ein Wechselstromnetz angeschlossen. Eine z. B. durch eine Spule gebildete Induktivität 3 begrenzt den Strom der Lampe L. Zur Begrenzung der Fluoreszenzleistung ist in den Stromkreis ein Kompensationskondensator für jede Leuchtstofflampe L eingeschaltet.
Der Regler gemäß Erfindung enthält ein erstes, mit der Leuchtstofflampe L in Reihe geschaltetes Schalterelement S1. EJn zweites Schalterelement S2 ist parallel zu einer Last- bzw. Leuchtstofflampe L zwischen diese und dem ersten Schalterelement S1 geschaltet. Eine anhand von Figur 4 noch näher zu erläuternde Steuerlogikschaltung 4 steuert die Schalterelemente S1 und S2 an, die bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 aus zwei Transistoren a und b mit zusammengeschalteten Kollektoren besteht. Die Transistoren a und b können somit auf einer gemeinsamen Kühlplatte (Platine) ohne Isolierung zusammengeschaltet werden. Ein solches Schalterelement kann auch durch Integrieren der Transistoren a und b zu einem Festkörperbauteil geschaffen werden. Parallel zu jedem Transistor a bzw. b sind gegensinnig in Sperrichtung geschaltete Dioden c und d angeordnet, deren Durchschaltrichtung vom Emitter zum Kollektor des jeweils dazu parallel geschalteten Tran-
sistors a bzw. b verläuft. Im Falle der Ausbildung als integrierter Schaltkreis können die Dioden c und d auf die in Figur 8 dargestellte Weise mit den betreffenden Transistoren integriert sein.
Die Speisung und Synchronisation der Steuerlogikschaltung 4 erfolgt über eine Leitung 6 vom Stromnetz her. Mit einer Leitung 5 ist eine strombegrenzende Steuerung dargestellt, die zum Abschalten der Steuerung durch die Schalterelemente S1 und S2 bis zum folgenden Nulldurchgang der Netzspannung dient, wenn der Belastungsstrom eines Schalterelements eine zulässige Größe übersteigt.
Die graphische Darstellung gemäß Figur 3 veranschaulicht das Arbeitsprinzip eines Reglers. Die Regler-Eingangsspannung besitzt eine Sinus-Wellenform. Die Ausgangsspannung steigt mit einer entsprechenden Kurvenform vom Nulldurchgang der Spannung bis zum Erreichen eines gewünschten, vorgesehenen Schaltkreis-Unterbrechungspunkts an. An diesem Punkt wird die Schaltereinheit, d. h. der Transistor a, des Schalterelements S1, das bisher geschlossen war, geöffnet, während die andere Schaltereinheit, d. h. der Transistor b, weiter geschlossen bleibt. Auf diese Weise wird ein Stromfluß vom Netz zur Last unterbrochen, und die Ausgangsspannung
:-"-■ "■'"'-' " T222U3 IC.
des Reglers beginnt in Abhängigkeit vom Kompensationsgrad der Last abzufallen. In Figur 3 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt:
I. = unterkompensierte Leuchte;
II. = kompensierte Leuchte;
III. = überkompensierte Leuchte.
Aufgrund der parallel zu den Transistoren b und a geschalteten Dioden d bzw. c besteht jedoch eine Möglichkeit für eine automatische Stromrückspeisung von der Last zum Netz, falls die Lastspannung die Netzspannung übersteigen sollte.
In Figur 4 ist die einen wesentlichen Teil der Erfindung darstellende Steuerlogikschaltung 4 für die Schalterelemente S1 und S2 veranschaulicht.
Der Regler baut mittels einer eigenen Spannungsquelle von der Netzleitung 6 her eine Betriebsspannung auf, die von der Steuerlogikschaltung benötigt wird.
Um der Netzspannung folgen zu können, enthält die Anordnung einen Synchronisierkreis 8. Durch einen Nulldurchgangsfühler wird ein Informationssignal entsprechend
dem Nulldurchgang der Netzspannung geliefert. Die Schaltung enthält weiterhin eine Einrichtung 10 zur Verfolgung der Netzspannungspolarität.
Zur Bestimmung der Schaltungsunterbrechungen der Steuerung für das Schalterlement S1 wird in einem Integrator 11 eine die Netzspannung integrierende Funktion gebildet. Die Integration beginnt am Nulldurchgang der Netzspannung. Wenn die integrierte Spannung eine beispielsweise mittels eines Potentiometers 12 vorgegebene Bezugsspannung erreicht, liefert ein Komparator 13 ein Signal für das Durchschalten des Transistors a des Schalterelements S1 und damit Sperrung des Stromflusses vom Netz zur Last. Aufgrund der Integration erfolgt das Abschalten bei höherer Netzspannung früher als bei niedrigerer Spannung, so daß Änderungen oder Schwankungen der Netzspannung einen wesentlich geringeren Einfluß auf die Leuchtintensität der Lampen haben als bei normaler, auf einer Zeitmessung basierender Regelung.
Auf der Grundlage der Nulldurchgangsdaten der Netzspannung, der Polarität und der vom Komparator 13 gelieferten Signale liefert eine logische Schaltung 14 logische Steuersignale für die Schaltereinheiten des Schalterelements S1. Eine weitere logische Schaltung 15 dient
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dazu, auf der Grundlage der Nulldurchgänge und der Polarität der Netzspannung logische Steuersignale für die Ansteuerung der Schaltereinheiten des Schalterelements S2 zu liefern. Die Steuersignale können auf drei verschiedene Arten, wie anhand der Figuren 5 bis 7 noch erläutert werden wird, zeitgesteuert werden.
Die Steuersignale werden in einer Einheit 16 galvanisch von der Netzspannung getrennt. Nach der galvanischen Trennung werden die Steuersignale in Schaltersteuereinheiten 18 und 20 zu einem Steuerstrom für die Schaltereinheiten a und b der Schalterelemente S1 und S2 umgesetzt. Ein Teil des von den Schaltersteuereinheiten 18 und 20 benötigten Steuerstroms wird von der Spannungsquelle 7 abgenommen. Der größte Teil des Steuerstroms wird jedoch durch eine Transformatoreinheit 22 erzeugt, die vom Netz gespeist wird (vgl. Figur 1, Pfeil bzw. Leitung 5). Der Steuerstrom für das Schaltelement S1 kann somit entsprechend der Belastung erhöht werden. Bei einem niedrigen Laststrom ist es somit möglich, einen zusätzlichen Stromverbrauch in der Steuerschaltung auszuschalten. Bei hohem Laststrom wird außerdem der Widerstand der Schalttransistoren verbessert, weil der Basistrom eines Transistors entsprechend dem Laststrom erhöht werden kann.
"32224
Eine ähnliche Steueranordnung kann für die Schaltereinheiten a und b des Schalterelements S2 vorgesehen sein; diese Steueranordnung ist in Figur 4 allgemein mit 21 bezeichnet.
Figur 5 veranschaulicht eine erste Alternative für die Steuerung der Schaltereinheiten a und b der Schalterelemente S1 und S2. Dabei verdeutlichen schraffierte Bereiche die von der Regelung abhängige Steuerung. Das obere Niveau bedeutet Schließstellung eines Schalterelementes , während das untere Niveau für die Durchschaltung steht. Vomm Nulldurchgang der Netzspannung an ist die Schaltereinheit Sib geschlossen, während die Schaltereinheit S1a erst nach einem kleinen Phasenwinkel hinter dem Nulldurchgang geschlossen wird. An einem bestimmten Stromabschaltpunkt wird die Schaltereinheit S1a geöffnet, während die Schaltereinhcit S1b weiter geschlossen bleibt; dieser Zustand bleibt bis zum folgenden Nulldurchgang der Netzspannung bestehen. Die Vorgänge wiederholen sich nunmehr auf dieselbe Weise, wobei jedoch die Stellungen der Schaltereinheiten S1a und S1b funktionell umgekehrt sind.
Es ist zu beachten, daß eine von der Regelung der Schaltereinheiten Sia und Sib abhängige Steuerung
10.
in einem kleinen Phasenwinkelabstand vom Nulldurchgang der Netzspannung beendet und eingeleitet wird. Die Steuerung der Schaltereinheiten S2a und S2b des Schalterelements S2 erfolgt in Abhängigkeit von der Netzspannung in der Weise, daß der Strom nicht in Richtung des Netzstromes, sondern in entgegengesetzter Richtung fließen kann, wenn sich nach der Stromabschaltung des Schalterelements S1 die Spannung in Bezug auf die Netzspannung umkehrt. Das Schalterelement S2 hält somit die Lastspannung nach der Stromabschaltung auf nahezu Null, indem es Strom zur Entladungslampe L leitet, wenn die Lastspannung der Netzspannung in ihrer Polarität entgegengesetzt ist. Auf diese Weise kann die Entstehung von für die Bauteile schädlichen Spannungsspitzen vermieden werden, während der gesamte Strom entweder zur Lampe L oder zur Netzleitung zurückgeleitet wird.
Aus Figur 5 geht weiterhin hervor, daß beide Schaltereinheiten a und b des Schalterelements S2 zu beiden Seiten des Nulldurchgangs der Netzspannung in Übereinstimmung mit dem Phasenwinkel, bei dem die Schaltereinheiten a und b des Schalterelements S2 keiner regelungsabhängigen Steuerung unterworfen sind, kurzzeitig geöffnet werden.
- '3722U3
Die Umkehrung der Schaltzustände der Scheitereinheiten a und b des Schalterelements S2 kann jedoch auf die in Figur 6 dargestellte Weise zeitlich genau auf den Nulldurchgang der Netzspannung synchronisiert werden. In jeder anderen Hinsicht ist diese abgewandelte Steuerart derjenigen nach Figur 5gleich.
Die in Figur 7 dargestellte Steuerung unterscheidet sich von derjenigen nach Figur 6 dadurch, daß am Nulldurchgang der Netzspannung oder auch geringfügig vor diesem Punkt beide Schaltereinheiten S2a und S2b des Schalterelements S2 geschlossen werden, bis während einer regelungsabhängigen Steuerung eine vorgegebene stromflußgerichtete Schaltereinheit a oder b öffnet.
•Zur Verhinderung einer Beschädigung der Schalterelemente im Falle eines Kurzschlusses ist ein Transformator vorgesehen, der anhand ihrer Belastung ein Signal erzeugt; wenn dieses Signal eine zulässige Größe übersteigt, wird das betreffende Schalterelement zumindest bis zum nächsten Nulldurchgang der Netzspannung (Strombegrenzungssteuerung gemäß Figur 1) von der Steuerung abgeschaltet.
Die grundlegende Arbeitsweise der Schalterelemente S1 und S2 besteht darin, daß elektrische Energie über das
λ...-'-"'"'""' """"J222A43 JJ.
Schalterelement S1 vom Nulldurchgang der Netzspannung bis zu dem Zeitpunkt zur Last geleitet wird, bis der Integrator 11 der Steuerschaltung einen vorgegebenen Sollwert erreicht.
Wenn die Last ausreichend kompensiert ist, kann die Lastspannung langsamer abfallen als die Netzspannung (vgl. die Überkompensationskurve III in Figur 3). Hierauf beginnt das Schalterelement S1 zu leiten, so daß die elektrische Energie bestrebt ist, von der Last zum Netz zu fließen. Der Spannungsunterschied zwischen Netz und Last bleibt daher klein.
Wenn der Kompensationsgrad der Last niedrig ist (vgl. Kurve I in Figur 3), ist die Lastspannung bestrebt, nach dem Abschalten des Schalterelements S1 auf die der Netzspannung entgegengesetzte Polarität überzugehen, wobei die induktive Last ihren Strom vom Kompensationskondensator 2 abnimmt. Bei niedrigem Kompensationsgrad kann die Spannung auf eine solche Größe ansteigen, daß die Schalterelemente, sofern keine Gegenmaßnahmen getroffen werden, zerstört werden. Erfindungsgemäß wird dies durch das Schalterelement S2 verhindert, das den Strom zur Lampe zu leiten beginnt, wenn die Lastspannung gegenüber der Netzspannung die
entgegengesetzte Richtung (Polarität) besitzt. Am stromflußgerichteten Einschaltpunkt des Schalterelements S 1 kann somit aufgrund eines kleinen Spannungsunterschieds keine große Stromspitze entstehen.
Obgleich die Erfindung vorstehend anhand eines Reglers für die Intensität bzw. Helligkeit von in unterschiedlichem Ausmaß kompensierten Entladungslampen beschrieben ist, ist sie in vorteilhafter Weise auch auf die Regelung von Glühlampen sowie auf die Regelung der Intensität verschiedener kapazitiver, induktiver und ohmschor Lasten anwendbar.
Bezugszahlenliste
und Übersetzung der englischen Ausdrücke in der Zeichnung
1 Disturbancefilter Entstörfilter
2 Kompensationskondensator
3 Induktivität
4 Control logic Steuerlogikschaltung
5 Leitung
6 Leitung
7 source of voltage Spannungsquelle
8 synchronized circuit Synchronisierkreis
9 O-moment sensor Nulldurchgangfühler
Determination of half-cycle of the mains Netzhalbperioden-Abtastung Integrator Integrator Setting of directive value Potentiometer für Sollwertvorgabe
Comparator Komparator Logical control of switch element S1 Schalterelement S1
Logical control of switch element S2 Schalterelement S2
Galvanic separation galvanische Trennung 17
18 Switch element control circuit Schaltersteuereinheit 19
20 Switch element control circuit Schaltersteuereinheit
21 Switch element Schaltereinheit (für S2)
22 Current transformer unit Transformatoreinheit
L Leuchtstofflampe
51 erstes Schalterelement
52 zweites Schalterelement
a Transistor
b Transistor
c Diode
d Diode
I: Subcompensated illuminator unterkompensierte Leuchte II: Compensated illuminator kompensierte Lechte III: overcompensated illuminator überkompensierte Leuchte
'5222443
Weitere Ausdrücke:
Supply and synchronization = Verbrauch und Synchronisation Current measuring = Strommessung
Regulation-dependant control = reglerabhängige Steuerung Mains voltage = Netzspannung
Leerseite

Claims (8)

_ A 1 j«--- --■■" ■" ""3"222U3 Patentansprüche :
1. Intensitätsregler, insbesondere Helligkeitsregler zur Regelung von an ein Wechselstromnetz angeschlossenen Gasentladungslampen, bestehend aus wenigstens einem, in den Stromkreis zwischen Netz und Leuchte vorgesehenem Schalterelement, sowie einer Steuerschaltung für das Schalterelement bzw. die Schaltereiemente, welche bei der Helligkeitsregelung den Speisestrom mindestens einmal in jeder Halbperiode unterbricht, wenn der Strom vom Nulldurchgang einer Halbperiode bis zum Zeitpunkt eines vorgesehenen Sollwerts verläuft,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Schalterelement (S1) ein Zweiwege-Schalterelement ist, das mit einer Entladungslampe bzw. Last (L) in Reihe geschaltet ist und in jeder Halbperiode so ansteuerbar ist, daß es den Stromfluß nur vom Netz zur Last (L) unterbricht, einen Stromfluß in entgegengesetzter Richtung jedoch zuläßt, und daß ein weiteres Zweiwege-Schalterelement (S2) parallel zur Last (L) geschaltet und in jeder Halbperiode so ansteuerbar ist, daß es den in Richtung der Netzspannung laufenden Strom unterbricht, während ein
- A 2 -■
:3222U3
entgegengesetzt gerichteter Strom durchgelassen wird.
2. Intensitätsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bestimmung des Zeitpunkts der Stromunterbrechung des Schalterelements (S1) eine Steuerlogigschaltung (Figur 4) mit einem Integrator (11), einem Netzspannung-Nulldurchgangsfühler (9) und einer Bezugsspannungs-Einstelleinrichtung (12) versehen ist, wobei der Integrator (11) vom Nulldurchgang der Netzspannung, wenn die integrierte Spannung eine vorgegebene Bezugsspannung erreicht, ein Steuersignal für eine Komparator-Logikschaltung (13, 14) liefert, um das Schalterelement (S1) den Strom in der betreffenden Richtung unterbrechen zu lassen.
3. Intensitätsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die regelungsabhängige Steuerung für die in jeder Halbperiode gesteuerte Schaltereinheit (a oder b) des mit der Last (L) in Reihe geschalteten Schalterelements (S1) mit einem kleinen Phasenwinkelabstand vom Nulldurchgangspunkt der Netzspannung einsetzt und daß eine der Schaltereinheiten (a oder b) während zumindest der gesamten Halbperiode durchschaltet (Figur 5 bis ).
-A3- 3
4. Intensitätsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schalterelement (S2) zwischen die Last (L) und das erste Schalterelement (S1) geschaltet ist.
5. Intensitätsregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalterelement (S1 und/oder S2) zwei Transistoren (a und b) umfaßt, deren Kollektoren oder Emitter auf derselben Platine ohne Isolierung zusammengeschaltet sind, und daß parallel zu jedem Transistor (Figur 2, Figur 9) oder in integrierter Anordnung in einem Transistor zueinander entgegengesetzt gerichtete Dioden (c und d) vorgesehen sind, deren Entladungs- bzw. Durchlaßrichtung vom Emitter des parallelgeschalteten Transistors zu dessen Kollektor verläuft.
6. Intensitätsregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren in einem Festkörperbauteil integriert sind, in welchem die Kollektoren
oder Emitter zusammengeschaltet sind (z. B. Figur 8) .
7· Intensitätsregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an die Steuer-
logikschaltung (4) angeschlossene Strombegrenzungsschaltung (5), die dann, wenn der Belastungs- bzw. Laststrom der Schalterelemente (S1, S2) eine zulässige Größe übersteigt, die Schalterelemente zumindest bis zum nächsten Nulldurchgangspunkt der Netzspannung von der Steuereinheit trennt bzw. abschaltet.
8. Intensitätsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterelemente (S1, S2) so steuerbar sind, daß ihr Steuerstrom, zum Beispiel der Basisstrom der Transistoren, mit zunehmendem Laststrom ansteigt.
DE19823222443 1981-06-15 1982-06-15 Intensitaetsregler fuer gasentladungslampen Granted DE3222443A1 (de)

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