DE3938676C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Entladungslampen, wie z. B. Leuchtstofflampen, benötigen ein Vorschaltgerät, das aus der Netzspannung die für den Betrieb der Entladungslampen erforderliche Betriebs­ spannung erzeugt und das außerdem das Zünden der Ent­ ladungslampen sowie ggf. das Vorheizen der Lampenelek­ troden ermöglicht. Normalerweise hat jede Entladungs­ lampe ihr eigenes Vorschaltgerät, jedoch sind auch Vor­ schaltgeräte bekannt, mit denen mehrere Entladungs­ lampen gleichzeitig betrieben werden können. Solche Vorschaltgeräte haben einen Betriebsteil, in dem für jede Entladungslampe ein eigener Lampenkreis vorgesehen ist, der außer den Elektrodenanschlüssen, zwischen die die Lampe eingesetzt wird, für jede Lampe eine separate Induktivität enthält, die während der Zündphase die für die Lampenzündung erforderlichen hohen Spannungen er­ zeugt. Derartige Vorschaltgeräte, die für den gleich­ zeitigen Betrieb mehrerer Entladungslampen bestimmt sind, lassen sich jedoch nur derart betreiben, daß ent­ weder sämtliche angeschlossenen Entladungslampen einge­ schaltet oder ausgeschaltet sind. Es besteht somit nicht die Möglichkeit, eine einzelne Entladungslampe oder eine Gruppe von Entladungslampen unabhängig von den anderen an das Vorschaltgerät angeschlossenen Ent­ ladungslampen einzuschalten oder auszuschalten.

Ein Vorschaltgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist bekannt aus EP 02 98 934 A1. Bei diesem Vorschaltgerät wird die Netzspannung einem Stabilisator mit mehreren Ausgängen zugeführt. An jeden dieser Ausgänge ist über ein separates Schaltglied eine zugehörige Entladungslampe angeschlossen.

Jede dieser Entladungslampen kann über ihr zuge­ höriges Schaltglied separat ein- oder ausgeschaltet werden, ohne daß die übrigen Entladungslampen hiervon beeinflußt würden. Nachteilig ist jedoch, daß die Schaltglieder nicht, wie dies sonst bei der Stromversorgung von Lampen üblich ist, an die Netzspannung angeschlos­ sen sind, sondern zwischen Stabilisator und Lampen geschaltet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vor­ schaltgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, das es ermöglicht, einzelne Entladungslampen oder Gruppen von Entladungs­ lampen vom Versorgungsnetz her separat ein- und auszu­ schalten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät kann das Be­ triebsteil über mehrere externe Schalter eingeschaltet werden, wobei zwischen jeden externen Schalter und das Betriebsteil ein Entkopplungsglied geschaltet ist. Die Entkopplungsglieder bewirken, daß die über den externen Schalter angelegte Netzspannung zwar auf das Betriebs­ teil übertragen wird, daß jedoch keine Rückwirkung von dem einen Schalter auf den anderen Schalter stattfin­ det. Jedem Entkopplungsglied ist ein Detektor zugeord­ net, der nur dann anspricht, wenn der diesem Entkopp­ lungsglied zugeordnete Schalter eingeschaltet ist. Jeder Detektor steuert das Schaltglied, das in dem diesem Detektor zugeordneten Lampenkreis enthalten ist, so daß dieser Lampenkreis nur dann geschlossen wird, wenn der Detektor anspricht, bzw. wenn der diesem Detektor zugeordnete externe Schalter geschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß das Betriebsteil über jeden der mehreren externen Schalter mit Spannung versorgt werden kann, daß aber nur der Lampenkreis derjenigen Entladungslampe(n) geschlossen wird, der demjenigen Schalter zugeordnet ist, welcher eingeschaltet wurde. Die übrigen Entladungslampen bleiben abgeschaltet. Obwohl für alle Lampen gemeinsam nur ein einziges Be­ triebsteil vorhanden ist, kann jede Lampe oder jede Gruppe von Lampen separat ein- und ausgeschaltet werden. Dies führt zu einer Verminderung des Aufwandes an Vorschaltgeräten bzw. zu einer Erhöhung der Möglich­ keiten, einzelne Lampen oder Lampengruppen separat zu schalten. Ist mehr als ein externer Schalter einge­ schaltet, so wird das Betriebsteil über mehrere externe Schalter an die Netzspannung angeschlossen, wobei stets die größte Amplitude der verschiedenen Netzspannungen an das Betriebsteil durchgegeben wird. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß sämtliche Schalter an die gleiche Phase der Netzspannung angeschlossen sind. Bei einem Dreiphasen-Netz können die externen Schalter auch an unterschiedlichen Netzphasen angeschlossen sein.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Schaltbild des Vorschaltgerä­ tes schematisch dargestellt.

Der Eingang des Vorschaltgerätes 10 hat einen Eingangs­ anschluß 11, der an einen Anschluß der Netzspannung, beispielsweise den Null-Leiter N, angeschlossen werden kann, sowie mehrere weitere Anschlüsse 12, 13, die je­ weils mit einem externen Schalter S1, S2 verbunden werden können, bei dem es sich um einen normalen Licht­ schalter handeln kann. Bei dem hier beschriebenen Bei­ spiel sind die eingangsseitigen Anschlüsse S1 und S2 mit einer Phasenleitung P des Versorgungsnetzes ver­ bunden.

Die Anschlüsse 11 und 12 sind mit den Eingangsanschlüs­ sen eines Doppelweg-Gleichrichters G1 verbunden, dessen Ausgangsanschlüsse mit den Eingangsleitungen 14, 15 des Betriebsteils BT verbunden sind. Die Anschlüsse 11 und 13 sind mit den Eingangsanschlüssen eines Doppelweg- Gleichrichters G2 verbunden, dessen Ausgangsanschlüsse ebenfalls an die Eingangsleitungen 14, 15 des Betriebs­ teils BT angeschlossen sind. Zwischen die Eingangs­ leitungen 14, 15 ist ein Kondensator 16 geschaltet.

Zwischen die Anschlüsse 11 und 12 ist ein Detektor D1 geschaltet, der erkennt, ob der Schalter S1 geschlossen ist bzw. ob an den Anschlüssen 11, 12 die Netzspannung ansteht. Dieser Detektor D1 ist die Fotodiode eines Optokopplers D1, T1. In gleicher Weise ist zwischen die Anschlüsse 11 und 13 ein Detektor D2 geschaltet, bei dem es sich um die Fotodiode eines Optokopplers D2, T2 handelt.

Die Doppelweg-Gleichrichter G1 und G2 sind Entkopp­ lungsglieder. Wenn der Schalter S1 geschlossen ist, gelangt die Netzspannung ausschließlich an den Detektor D1, jedoch verhindern die Entkopplungsglieder, daß die Netzspannung, wenn der Schalter S2 offen ist, auch an den Detektor D2 gelangt. Es spricht also nur derjenige Detektor an, dessen zugehöriger externer Schalter ge­ schlossen ist. Andererseits liefert jedes Entkopplungs­ glied seine Ausgangsspannung an die Eingangsleitungen 14 und 15 des Betriebsteils BT.

Das Betriebsteil BT enthält einen Gleichspannungser­ zeuger GSP, der aus der pulsierenden Gleichspannung, die an den Eingangsleitungen 14 und 15 ansteht, eine kontinuierliche Gleichspannung von vorbestimmter Ampli­ tude erzeugt, welche in der Regel größer ist als die Spitzenamplitude der Netzspannung. Solche Gleichspan­ nungserzeuger sind als Hochsetzsteller oder als Invers­ regler bekannt und werden daher nicht detailliert be­ schrieben.

An den Ausgang des Gleichspannungsgenerators GSP ist ein Wechselrichter 17 angeschlossen, der zwei in Reihe geschaltete elektronische Schalter 18, 19 enthält, welche von einer Steuerschaltung 20 derart gesteuert sind, daß sie wechselseitig eingeschaltet sind, d. h. daß immer einer der Schalter eingeschaltet ist, während der andere ausgeschaltet ist. Die Umschaltung der elek­ tronischen Schalter 18, 19 erfolgt mit einer Frequenz, die über 20 kHz liegt. An den Verbindungspunkt der Schalter 18 und 19 sind über einen Kondensator 21 die Lampenkreise LK1 und LK2 der Entladungslampen ange­ schlossen, bei denen es sich hier um Leuchtstofflampen LL1 und LL2 handelt.

Der Lampenkreis LK1 enthält in Reihe eine an den Kon­ densator 21 angeschlossene Induktivität L1, die Leucht­ stofflampe LL1 und das Schaltglied T1, bei dem es sich um den bidirektionalen Schalter des Optokopplers D1, T1 handelt. Das Schaltglied T1 ist mit dem einen Pol der vom Gleichspannungserzeuger GSP erzeugten Gleich­ spannung verbunden.

Eine Leuchtstofflampe enthält zwei Elektroden E1 und E2, von denen jede zwei Enden hat, die an die Elek­ trodenanschlüsse 22, 23 bzw. 24, 25 des Vorschaltgerätes angeschlossen sind. Im vorliegenden Fall sind die Elek­ trodenanschlüsse 22 und 24 die spannungsversorgten Elektrodenanschlüsse, also diejenigen Elektrodenan­ schlüsse, über die die Elektroden E1 und E2 mit Spannung versorgt werden. Die den spannungsversorgten Elektrodenanschlüssen 22, 24 abgewandten Elektrodenan­ schlüsse 23 und 25 sind mit einer Steuerschaltung 26 verbunden. Das Schaltglied T1 liegt in Reihe mit dem spannungsversorgten Elektrodenanschluß 24, der der zu­ gehörigen Induktivität L1 abgewandt ist und über den die Elektrode E2 mit dem einen Pol der vom Wechsel­ richter 17 gelieferten Generatorspannung U_g verbunden ist.

Der Lampenkreis LK2 der Leuchtstofflampe LL2 enthält ebenfalls eine Induktivität L2, die die Elektrode E1 mit dem einen Pol der Generatorspannung U_g verbindet, und ein Schaltglied T2, das die andere Elektrode E2 mit dem anderen Pol der Generatorspannung U_g verbindet. Die den spannungsversorgten Elektrodenanschlüssen abge­ wandten Elektrodenanschlüsse sind mit der Steuerschal­ tung 26 verbunden.

Das beschriebene Vorschaltgerät arbeitet wie folgt: Wenn der externe Schalter S1 geschlossen wird, während der externe Schalter S2 geöffnet bleibt, wird der Doppelweg-Gleichrichter G1 mit Wechselspannung beauf­ schlagt und er erzeugt an den Eingangsleitungen 14 und 15 des Betriebsteils BT die Versorgungsspannung. Gleichzeitig wird der Detektor D1 erregt, während der Detektor D2 aberregt bleibt. Durch Erregung des Detek­ tors D1 wird der Schalter T1 geschlossen, wodurch der Lampenkreis LK1 geschlossen wird, während der Lampen­ kreis LK2 geöffnet bleibt, weil der Schalter T2 diesen Lampenkreis weiterhin unterbricht.

Sobald die Generatorspannung U_g sich aufgebaut hat, schließt die Steuerschaltung 26 zunächst die der Gene­ ratorspannung abgewandten Elektrodenanschlüsse 23 und 25 sämtlicher Leuchtstofflampen kurz, so daß bei den­ jenigen Leuchtstofflampen, deren Schalter T1 oder T2 geschlossen sind, die Vorheizphase einsetzt, in der die Elektroden E1 und E2 vorgeheizt werden. Nach einer vor­ bestimmten Dauer der Vorheizphase erzeugt die Steuer­ schaltung 26 in einer Zündphase eine vorbestimmte An­ zahl von Burst-Impulsen, in denen die betreffenden Elektrodenanschlüsse 23 und 25 abwechselnd kurzge­ schlossen und getrennt werden. Durch die dadurch er­ folgende Unterbrechung des Elektrodenstroms entsteht an der zugehörigen Induktivität L1 jeweils eine hohe Zünd­ spannung. Nach Beendigung der Zündphase wird die Be­ triebsphase eingeleitet, bei der die Steuerschaltung die Verbindung zwischen den Elektrodenanschlüssen 23 und 25 dauerhaft unterbricht.

Die Steuerschaltung 26 ist über eine Leitung 27 mit der Steuerschaltung 20 des Wechselrichters 17 verbunden. Während der Vorheizphase und der Zündphase, die von der Steuerschaltung 26 gesteuert werden, erzeugt die Steuerschaltung 20 eine relativ niedrige Betriebs­ frequenz des Wechselrichters 17 von etwas über 20 kHz. Während der Betriebsphase erzeugt die Steuerschaltung 20 eine höhere Betriebsfrequenz des Wechselrichters 17 von etwa 35 kHz.

Die Steuerschaltung 26 bewirkt synchron die gleiche Steuerung für alle angeschlossenen Leuchtstofflampen, jedoch reagieren nur diejenigen Leuchtstofflampen, bei denen das Schaltglied T1 oder T2 geschlossen ist.

Wird, nachdem der externe Schalter S1 geschlossen wurde, nunmehr auch der Schalter S2 geschlossen, dann wird der Gleichspannungserzeuger GSP über beide Doppel­ weg-Gleichrichter G1 und G2 mit Spannung versorgt. Das Schließen des Schaltgliedes T2 wird von der Steuer­ schaltung 26 erkannt und für alle angeschlossenen Leuchtstofflampen LL1 und LL2 werden die Vorheizphase, die Zündphase und die Betriebsphase in der vorbe­ schriebenen Form nacheinander durchgeführt. Dabei er­ lischt kurzzeitig die vorher schon brennende Leucht­ stofflampe LL1, jedoch sind die Vorheizphase und die Zündphase so kurz, daß dieses Erlöschen praktisch nicht wahrnehmbar ist.

Claims (6)

1. Vorschaltgerät für mehrere Entladungslampen (LL1, LL2), mit einem Betriebsteil (BT), der von der Netzspannung versorgt ist, mehreren Lampenkreisen (LK1, LK2) zum Einsetzen von Entladungslampen (LL1, LL2) und mit Schaltgliedern (T1, T2) in den Lampenkreisen (LK1, LK2) zum selektiven Ein- und Ausschalten der Entladungslampen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere externe Schalter (S1, S2) den Betriebsteil (BT) an die Netzspannung anschließen, daß den externen Schaltern (S1, S2) Entkopplungsglieder (G1, G2) nachgeschaltet sind, daß die Ausgänge aller Entkopplungsglieder (G1, G2) an den Eingang des Betriebsteils (BT) angeschlossen sind, wobei die Entkopplungsglieder (G1, G2) verhindern, daß eine Rückwirkung einer von einem geschlossenen Schalter (S1, S2) durchgeschalteten Spannung auf einen gesperrten Schalter erfolgt, daß die Entkopplungsglieder (G1, G2), jeweils einem Lampen­ kreis (LK1, LK2) zugeordnet sind und daß jedem Entkopplungsglied ein Detektor (D1, D2) zuge­ ordnet ist, der das Anstehen von Netzspannung an diesem Entkopplungsglied erkennt und daraufhin das in dem zugehörigen Lampenkreis (LK1, LK2) vorge­ sehene Schaltglied (T1, T2) schließt.

2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entkopplungsglieder (G1, G2) Gleichrichter sind, die die Netzspannung in eine dem Betriebsteil (BT) zuzuführende pulsierende Gleichspannung umwandeln.

3. Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Detektor (D1, D2) und ein Schaltglied (T1, T2) als Relais oder Opto­ koppler (D1, T1; D2, T2) zusammengefaßt sind.

4. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lampenkreis (LK1, LK2) eine Induktivität (L1, L2) und min­ destens zwei Elektrodenanschlüsse (22, 24) auf­ weist.

5. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungslampen (LL1, LL2) Leuchtstofflampen sind, bei denen jede Elektrode (E1, E2) zwei mit Elektrodenanschlüssen (22, 23; 24, 25) verbindbare Enden hat, und daß die Schaltglieder (T1, T2) an diejenigen Elektroden­ anschlüsse (22, 24) angeschlossen sind, über die die betreffende Elektrode mit Spannung versorgt wird.

6. Vorschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den spannungsversorgten Elek­ trodenanschlüssen (22, 24) abgewandten Elektroden­ anschlüsse (23, 25) mit einer für alle Leuchtstoff­ lampen gemeinsamen Steuerschaltung (26) verbunden sind, die aufeinanderfolgend eine Vorheizphase, eine Zündphase und eine Betriebsphase für alle Lampenkreise (LK1, LK2) gemeinsam steuert.