DE3938677A1 - Leuchtstofflampen-vorschaltgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leuchtstofflampen-Vorschalt­ gerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art.

Ein Vorschaltgerät dieser Art ist bekannt aus DE-OS 23 23 011. Bei dem bekannten Vorschaltgerät sind die einen Enden der beiden Lampenelektroden über eine Induktivi­ tät mit einer Generatorspannung versorgt, während die entgegengesetzten Enden der Lampenelektroden durch einen elektronischen Schalter untereinander verbunden sind. Zwischen diesen Lampenelektroden und dem elek­ tronischen Schalter befindet sich ein Doppelweg-Gleich­ richter, durch den erreicht wird, daß als elektro­ nischer Schalter ein in nur einer Richtung leitender Transistor benutzt werden kann. In einer Vorheizphase wird der Transistor in den leitenden Zustand gesteuert, wodurch die beiden Lampenelektroden untereinander ver­ bunden werden, so daß durch die Lampenelektroden und den Schalter ein Vorheizstrom fließen kann. In einer anschließenden Zündphase wird der Schalter abwechselnd in den leitenden und nichtleitenden Zustand gesteuert, um auf diese Weise Burst-Impulse zu erzeugen, die be­ wirken, daß die Induktivität die zum Zünden der Lampe erforderliche hohe Spannung erzeugt. In der sich an­ schließenden Betriebsphase ist der Schalter nicht­ leitend, so daß an der Leuchtstofflampe nahezu die gesamte Generatorspannung ansteht. Das bekannte Vor­ schaltgerät ist nur für eine einzige Leuchtstofflampe bestimmt und geeignet, so daß für jede Leuchtstofflampe ein separates Vorschaltgerät vorgesehen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leucht­ stofflampen-Vorschaltgerät der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, das für den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Leuchtstofflampen geeignet ist, ohne daß der schaltungstechnische Aufwand entsprechend vervielfacht werden müßte.

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

Bei dem erfindungsgemäßen Leuchtstofflampen-Vorschalt­ gerät sind sämtliche Leuchtstofflampen an dieselbe Generatorspannung angeschlossen, die vorzugsweise von einem Wechselrichter erzeugt wird. Jede Leuchtstoff­ lampe ist mit einer eigenen Induktivität in Reihe ge­ schaltet. Sämtliche Leuchtstofflampen sind an einen einzigen Schalter angeschlossen, so daß sämtliche Leuchtstofflampen die gleiche Vorheizphase, die gleiche Zündphase und die gleiche Betriebsphase haben. Obwohl jeder Leuchtstofflampe ihre eigene Induktivität zuge­ ordnet ist, erfolgt die Steuerung sämtlicher Leucht­ stofflampen simultan. Dadurch wird der Vorteil er­ reicht, daß das Vorschaltgerät mit nur einem einzigen Schalter zum Kurzschließen sämtlicher Leuchtstofflampen und mit nur einer einzigen Steuerschaltung für diesen Schalter auskommt.

Wenn mehrere Leuchtstofflampen mit demselben Vorschalt­ gerät betrieben sind, kann der Fall auftreten, daß eine dieser Leuchtstofflampen ausfällt und ersetzt werden muß. Wenn eine der Leuchtstofflampen ausgewechselt wurde, während die übrigen Lampen eingeschaltet waren, verbleibt die Steuerschaltung in der Betriebsphase. Dies bedeutet, daß die neu eingesetzte Lampe weder vor­ geheizt noch gezündet wird. Damit auch die neu einge­ setzte Lampe in Betrieb genommen werden kann, ist es erforderlich, zunächst das gesamte Vorschaltgerät auszuschalten, damit alle Lampen erlöschen, und an­ schließend das Vorschaltgerät wieder einzuschalten, damit die Steuerschaltung die Vorheizphase und die Zündphase und schließlich auch die Betriebsphase aus­ führt. Um das Erfordernis des Ausschaltens und des anschließenden Wiedereinschaltens zu eliminieren, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß sämtliche Lampenspannungen überwacht werden und daß die Vorheizphase und die Zündphase für alle Lampen dann ausgeführt werden, wenn die Lampen­ spannung mindestens einer Lampe einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Lampenspannung in der Be­ triebsphase geringer ist als bei ungezündeter Lampe. Bei ungezündeter Lampe liegt zwischen den Lampenelek­ troden die volle Generatorspannung, weil kein Strom durch die Induktivität fließt. Bei gezündeter Lampe ist wegen des Spannungsabfalls an der Induktivität die Lampenspannung geringer. Wenn sämtliche Lampen sich im Betriebszustand befinden und wenn dann eine Lampe aus­ fällt, entsteht an dieser Lampe eine höhere Lampen­ spannung als an den übrigen Lampen. Dieser Übergang von einer niedrigen auf eine über dem Grenzwert liegende Lampenspannung wird von dem Komparator erkannt und daraufhin werden Vorheizphase, Zündphase und an­ schließend die Betriebsphase eingeleitet. Dies ge­ schieht in so kurzer Zeit, daß diejenigen Lampen, die zuvor gebrannt haben, so kurzzeitig kaum merkbar er­ löschen und dann wieder zünden. Wenn diejenige Lampe, die ausgegangen war, defekt ist, wird sie bei dem Zündversuch nicht gezündet werden. Da die Lampen­ spannung dieser Lampe also ständig über dem Referenz­ wert bleibt, wird kein neuer Zündversuch durchgeführt. Wird die defekte Lampe aus ihrer Fassung herausge­ nommen, dann erkennt der Komparator zunächst eine Lampenspannung von 0 Volt, weil die Generatorspannung bei Fehlen einer Lampe nicht über die betreffenden Lampenelektroden übertragen wird. Wird dagegen eine neue Lampe eingesetzt, die noch nicht gezündet ist, wird die volle Generatorspannung über die Elektroden der neuen Lampe übertragen und der Komparator erkennt, daß eine ungezündete Lampe eingesetzt ist. Der Kompara­ tor veranlaßt daraufhin die Steuerschaltung, die Vor­ heizphase und die Zündphase für alle Lampen durchzu­ führen. Eine neu eingesetzte Lampe beginnt also unver­ züglich nach dem Einsetzen zu leuchten, ohne daß hierzu manuelle Schaltvorgänge ausgeführt werden müssen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild des Vorschalt­ gerätes, und

Fig. 2 ein Schaltbild der in Fig. 1 enthaltenen Maxi­ malwertschaltung.

Das Vorschaltgerät wird von einer (nicht dargestellten) Gleichspannungsquelle mit der Betriebsspannung U_B ver­ sorgt. Es enthält einen Wechselrichter 10, dessen beide Schalter 11 und 12 in Reihe an die Betriebsspannung U_B gelegt sind. Die Schalter 11 und 12 sind elektronische Schalter, z. B. Transistoren, die hier nur der Einfach­ heit halber als mechanische Schalter dargestellt sind. Die Schalter 11 und 12 werden von der Steuerschaltung IC₁ mit einer vorgegebenen Frequenz derart gesteuert, daß immer der eine Schalter leitend und der andere nichtleitend ist. Der Ausgang des Wechselrichters 10 ist über einen Kondensator 13 an mehrere Induktivitäten L1,L2 angeschlossen, von denen für jede Leuchtstoff­ lampe eine vorhanden ist. Die Spannung am Verbindungs­ punkt des Kondensators 13 mit den Induktivitäten ist, bezogen auf den negativen Pol der Betriebsspannung, als Generatorspannung U_g bezeichnet, mit der die Reihen­ schaltung aus jeweils einer Induktivität und einer Leuchtstofflampe versorgt wird.

Die Induktivität L1 ist in Reihe mit der Leuchtstoff­ lampe LL1 an die Generatorspannung U_g geschaltet, wobei die Induktivität L1 mit dem Elektrodenanschluß 14 für das eine Bein der Lampenelektrode E1 verbunden ist. Der Elektrodenanschluß 15 für das andere Bein der Lampen­ elektrode E1 ist mit der Maximalwertschaltung MVC ver­ bunden. Der Elektrodenanschluß 16 führt das eine Bein der Lampenelektrode E2 und ist mit dem einen Pol der Generatorspannung U_g verbunden, während der Elektroden­ anschluß 17 für das andere Bein der Elektrode E2 mit der Maximalwertschaltung MVC verbunden ist. Die Lampen­ spannung U₁ der ersten Leuchtstofflampe LL1 wird somit an den Elektrodenanschlüssen 15 und 17 abgegriffen, die der Generatorspannung U_g abgewandt sind, d. h. von den­ jenigen Elektrodenanschlüssen, die bei eingesetzter Leuchtstofflampe über die Lampenelektroden E1 und E2 mit Spannung versorgt werden.

In gleicher Weise ist die zweite Leuchtstofflampe LL2 über eine eigene Induktivität L2 an die Generator­ spannung U_g angeschlossen und die der Generatorspannung abgewandten Elektrodenanschlüsse der beiden Elektroden E1 und E2 sind mit der Maximalwertschaltung MVC ver­ bunden. Die Maximalwertschaltung MVC empfängt an ihren Eingängen also die Lampenspannungen U₁, U₂ usw. der Leuchtstofflampen LL1, LL2, usw.

Die Maximalwertschaltung MVC erfüllt zwei Funktionen. An ihrem Ausgang entsteht eine Spannung U₀, die gleich der größten der Lampenspannungen U₁, U₂... ist. Die andere Funktion besteht darin, daß bei einem Kurzschluß der Ausgangsleitungen der Maximalwertschaltung sämt­ liche Eingangsleitungspaare ebenfalls kurzgeschlossen werden.

Der Ausgang der Maximalwertschaltung MVC ist durch den elektronischen Schalter T überbrückt, der beispiels­ weise als Transistor ausgebildet ist. Der Schalter T wird von der Steuerschaltung IC₂ gesteuert, welche zwischen die Ausgangsschaltungen der Maximalwertschal­ tung geschaltet ist.

An die Ausgangsleitungen der Maximalwertschaltung MVC ist ferner ein Komparator 18 angeschlossen, der an einem Eingang die Spannung U₀ und an seinem zweiten Eingang einen Grenzwert U_Gr empfängt. Dieser Grenzwert U_Gr ist größer als die größte in der Betriebsphase an irgendeiner Lampe auftretende Lampenspannung, jedoch kleiner als die Generatorspannung U_g, also die Leer­ laufspannung der Lampen. Wenn der Komparator 18 fest­ stellt, daß das Ausgangssignal U₀ der Maximalwertschal­ tung MVC den Grenzwert U_Gr überschritten hat, dann er­ zeugt er einen kurzen Ausgangsimpuls von vorbestimmter Dauer. Dieser Ausgangsimpuls wird der Steuerschaltung IC₂ zugeführt, die daraufhin die Vorheizphase und die Zündphase ausführt.

Die Steuerschaltung IC₂ steuert die Steuerschaltung IC₁ des Wechselrichters 10 in der Weise, daß der Wechsel­ richter in der Vorheizphase mit niedrigerer Frequenz (z. B. 20 kHz) betrieben wird als in der Betriebsphase (z. B. 35 kHz).

Fig. 2 zeigt die schaltungstechnische Ausführung der Maximalwertschaltung MVC. Die Lampenspannung U₁ der Leuchtstofflampe LL1 liegt an den beiden Eingangsan­ schlüssen eines Doppelweg-Gleichrichters G1, dessen Ausgangsanschlüsse mit den beiden Ausgangsleitungen der Maximalwertschaltung verbunden sind. In gleicher Weise liegt die Spannung U₂ der zweiten Leuchtstofflampe LL2 an den Eingangsanschlüssen eines Doppelweg-Gleichrich­ ters G2, dessen Ausgangsanschlüsse mit den beiden Aus­ gangsleitungen der Maximalwertschaltung verbunden sind. Die beiden Doppelweg-Gleichrichter G1 und G2 bewirken, daß die Spannung U₀ stets gleich der größten der Lampenspannungen U₁, U₂ ist. Wird andererseits der Aus­ gang der Maximalwertschaltung durch Schließen des Schalters T kurzgeschlossen, dann wird dieser Kurz­ schluß über die Doppelweg-Gleichrichter auf die Ein­ gänge übertragen, so daß die Lampenspannungen U₁, U₂ ebenfalls zu Null werden.

Die Schaltung arbeitet wie folgt: Nach dem Einschalten des Vorschaltgerätes steht am Eingang die Betriebs­ spannung U_B an. Die Steuerschaltung IC₁ steuert die Schalter des Wechselrichters 10 um. Es entsteht die Generatorspannung U_g. Diese Generatorspannung wird über die Lampenelektroden E1 und E2 auf beide Eingänge der Maximalwertschaltung MVC übertragen. Der Komparator 18 stellt fest, daß die Spannung U_O am Ausgang der Maxi­ malwertschaltung den Grenzwert U_Gr übersteigt und liefert an die Steuerschaltung IC₂ einen Impuls, so daß der Schalter T geschlossen und damit die Vorheizphase eingeleitet wird, in der jede der Leuchtstofflampen über den Schalter T kurzgeschlossen ist. Nach Beendi­ gung der Vorheizphase, die eine vorgegebene Zeit dauert, wird der Schalter T mit relativ hoher Frequenz geöffnet und geschlossen, so daß Burst-Impulse erzeugt werden, in denen sich die Induktivitäten L1 und L2 über die jeweilige Leuchtstofflampe entladen. Dabei erfolgt die Zündung der Leuchtstofflampen. Anschließend wird der Schalter T dauerhaft in den nichtleitenden Zustand gesteuert, was die Betriebsphase darstellt.

Wird die Leuchtstofflampe LL1 durch eine neue Leucht­ stofflampe ersetzt, dann entsteht zunächst beim Heraus­ nehmen der alten Leuchtstofflampe zwischen den Elek­ trodenanschlüssen 15 und 17 keine Spannung, weil die Spannungsversorgung über die Elektroden E1 und E2 aus­ bleibt. Der Betrieb der noch intakten Leuchtstofflampe LL2 wird unverändert fortgesetzt. Beim Einsetzen einer neuen Leuchtstofflampe LL1 bleibt die Leuchtstofflampe LL2 gezündet. An den Elektrodenanschlüssen 15 und 17 der neuen Leuchtstofflampe LL1 steht nunmehr die volle Generatorspannung U_g an, so daß die Ausgangsspannung U_O der Maximalwertschaltung MVC die Größe der Generator­ spannung U_g annimmt. Dieser Übergang von einer niedri­ gen Spannung zu einer über dem Grenzwert U_Gr liegenden Spannung wird von dem Komparator 18 erkannt, der daraufhin die Steuerschaltung IC₂ veranlaßt, die be­ schriebenen Vorheiz- und Zündvorgänge für alle Leucht­ stofflampen durchzuführen. Dabei wird die neue Leucht­ stofflampe LL1 gezündet.

Claims (4)

1. Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät mit einer Leucht­ stofflampe (LL1), die über eine Induktivität (L1) mit einer Generatorspannung (U_g) versorgt wird, und einem die Lampenelektroden (E1, E2) über­ brückenden Schalter (T), der von einer Steuer­ schaltung (IC₂) zum Heizen der Lampenelektroden in einer Vorheizphase zunächst in den leitenden Zustand gesteuert und anschließend in einer Zünd­ phase zur Erzeugung von Burst-Impulsen abwechselnd in den leitenden und nichtleitenden Zustand ge­ steuert wird und schließlich in einer Betriebs­ phase im nichtleitenden Zustand verbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere über jeweils zugeordnete Induktivi­ täten (L1, L2) mit derselben Generatorspannung (U_g) versorgte Leuchtstofflampen (LL1, LL2) parallel an einen gemeinsamen Schalter (T) angeschlossen und von derselben Steuerschaltung (IC₂) gesteuert sind.

2. Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (18) vorgesehen ist, der erkennt, ob eine der Lampen­ spannungen (U₁, U₂) einen Referenzwert (U_Gr) über­ schreitet, der größer ist als die Lampenspannung in der Betriebsphase, und dann für alle Leucht­ stofflampen die Vorheizphase und nachfolgend die Zündphase einleitet.

3. Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (T) ein Transistor ist und daß jede Leuchtstoff­ lampe (LL1, LL2) an einen Doppelweg-Gleichrichter (G1, G2) angeschlossen ist, dessen Ausgangsan­ schlüsse mit den Hauptelektroden des gemeinsamen Transistors (T) verbunden sind.

4. Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselrichter (10) vorgesehen ist, der eine in der Polarität wechselnde Generatorspannung (U_g) erzeugt und daß die Steuerschaltung (IC₂) eine im Wechselrichter (10) enthaltene weitere Steuer­ schaltung (IC₁) in der Weise steuert, daß der Wechselrichter in der Vorheizphase mit niedrigerer Frequenz arbeitet als in der Betriebsphase.