DE4236145A1

DE4236145A1 - Digitales 2-Stufen-Spar-EVG

Info

Publication number: DE4236145A1
Application number: DE19924236145
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Albert; Peter Prof Dr Ing Marx; Burkhard Prof Dr Ing Karstaedt
Original assignee: Semperlux GmbH
Current assignee: Semperlux GmbH
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1994-04-28

Description

Digitales 2-Stufen-Spar-EVG

Die Erfindung beschreibt ein elektronisches Vorschalt gerät (EVG) zum Betrieb von Leuchtstofflampen, welches neben einem wirtschaftlichen Hochfrequenzbetrieb der Lampen auch eine Variation der Lampenhelligkeit (sog. Dimmen) ermöglicht. Das Dimmen wird durch Ver ändern der Steuerfrequenz der Halbbrückentransitoren des HF-Generators realisiert, wobei die Steuerfrequenz in Stufen einstellbar ist.

Beschreibung des Digitalen-2-Stufen-Spar-EVG′s

Der Stand der Technik ist in der europäischen Patent anmeldung EP 0439 240 A2 vom 17.01.1991 ausführlich dargelegt.

Der in Fig. 1 dargestellte HF-Lampengenerator weist einen Frequenz-Steuerbaustein I C 1 mit einem Dimm anschluß auf. Zur Realisierung eines 2-Stufen-Spar- EVG′s werden an diesem Anschluß Gleichströme ent nommen, deren Größe ein Maß für die Steuerfrequenz und damit auch für die Lampenhelligkeit (Lampenlicht strom) ist.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung von 3 Steuer frequenzen. Bei offenen Schaltern Sx und SH fließt der Strom I 100, der eine Steuerfrequenz f 100 erzeugt, die maximale Lampenhelligkeit bewirkt.

Bei geschlossenem Schalter Sx und offenem Schalter SH fließt ein Zusatzstrom Ix, der die Steuerfrequenz fx des Lampengenerators so erhöht, daß sich der ge wünschte Helligkeitswert (z. B. 50%) ergibt. Die mechanischen Schalter Sx und SH können durch Halb leiterschalter ersetzt werden.

Um ein lampenschonendes Zünden der Leuchtstofflampen sicherzustellen, wird mit dem Einschalten des EVG′s zunächst eine zeitlich begrenzte Heizphase mit der Frequenz fH durch Schließen von Schalter SH (wobei Schalter Sx geöffnet ist) erzeugt.

Nach Ablauf der Heizphase erfolgt die Lampenzündung durch Öffnen des Schalters SH, wobei Schalter Sx weiterhin geöffnet bleibt, so daß die Zündung der LL im ungedimmten Betrieb (Resonanznähe) eingeleitet wird.

Abhängig von der Schalterstellung Sx erfolgt nach der Zündung der Übergang in den gedimmten (Frequenz fx) oder ungedimmten Betriebszustand (Frequenz f100), wobei Schalter SH stets geöffnet bleibt.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Anstelle der mechanischen Schalter SH und Sx werden digitale Verknüpfungs- und Speicherschaltungen verwendet. Funktion: Mit dem Einschalten des EVG′s (Anstieg der Spannung Vcc) wird das Monoflop MFH getriggert, der Ausgang QH von MFH geht für eine definierte Zeit (Heizphase) auf Low-Pegel und bewirkt den Heizstrom IH. Mit der ansteigenden Flanke des Signals QH von MFH wird das Monoflop MFZ getriggert, wodurch dessen Ausgangssignal QZ für die vorgegebene Zündzeit auf Low-Pegel geht (Zündphase). In Abhängigkeit der gewählten Helligkeitsstufe liegt das Signal D ent weder auf Low-Pegel (100%-Helligkeit) oder auf High-Pegel (z. B. 50% Helligkeit, Dimmbetrieb). Die logische Verknüpfung der o.g. Signalabläufe wird durch das in Fig. 3 enthaltene NAND-Gatter sicher gestellt. Das Helligkeitssteuersignal D wird nach Fig. 3 durch einen Optokoppler OC potentialgetrennt von der Netzspannung erzeugt. Bei offenem Schalter S liegt das Signal D auf Low-Pegel, bei geschlossenem Schalter S auf High-Pegel.

Anstelle des Schaltungsteils zur Erzeugung des Signals D mit dem Optokoppler OC und dem Netzgleich richter in Fig. 3 kann alternativ ein Transformator mit Transistor T (vgl. Fig. 4) bzw. ein Relais ein gesetzt werden.

Vorteile der beschriebenen digitalen 2-Stufen-Spar-EVG-Schaltung

1. Energieeinsparung durch tageslichtabhängige 2-Stufen- Lichtsteuerung bzw. durch Wahl der Sparstellung außer halb der normalen Arbeitszeit in Arbeitsstätten (Zeitsteuerung).
2. Erhalt der LVK (Lichtstärkeverteilung) bei 2-lampigen Leuchten im Sparbetrieb im Gegen satz zum Abschalten einer Lampe in einer 2-lampigen Leuchte (z. B. Nachtschaltung in der Straßenbeleuchtung).
3. Einfache Installation des 2-Stufen-Spar-EVG′s. Es wird nur ein zusätzlicher Netzleiter geschaltet. (s. Fig. 5).

Claims

1. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG für aus Gleich- oder Wechselspannungsnetzen versorgte Niederdruckent ladungslampen mit einem Wechselrichter, der mindestens eine Lampe über einen zu ihr parallel geschalteten, kapazitiven Blindwiderstand und einen dazu in Reihe geschalteten induktiven Blindwiderstand speist, einem als Hochsetzsteller ausgebildeten elektronischen Oberschwingungs filter und einer mit einer Gleichspannungsver sorgungsschaltung verbundenen digitalen Steuer schaltung für den Wechselrichter, wobei das elektronische Oberschwingungsfilter eine Hochsetzstellerdrossel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich nach Fig. 2 durch Parallelschalten des Widerstandes Rx zum Widerstand R 100 mittels des Schalters Sx ein Strom I = Ix + I 100 so ergibt, daß aus der daraus folgenden Erhöhung der Steuer frequenz des Frequenz-Steuerbausteins IC 1 die gewünschte Dimmstellung der Lampen re sultiert.

2. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß vor dem Zünden der Lampen eine Heizung der Elektroden (Wendeln ) nach Fig. 2 durch Einschalten des Widerstandes Rh mittels Schalter SH erfolgt.

3. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Zünden der Lampen in der Nähe der Resonanz frequenz durch das Öffnen der Schalter SH und Sx bewirkt wird (Fig. 2).

4. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Umschaltung zwischen gedimmten und ungedimmten Betriebszustand der Leuchtstoff lampen durch den Schalter Sx (Fig. 2) be werkstelligt wird.

5. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Schalter Sx und SH gemäß Fig. 3 ersetzt werden durch die digitalen Ver knüpfungsglieder: Monoflop MFH und MFZ, das NAND-Gatter und die Entkopplungs dioden DH und Dx.

6. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Funktion des Schalters Sx gemäß Fig. 2 ersetzt wird in Fig. 3 durch einen über eine Netzgleichrichterschaltung angesteuerten Optokoppler, dessen Ausgangssignal D das NAND-Glied ansteuert.

7. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß der in Fig. 3 dargestellte Schaltungsteil, (Netzgleichrichter schaltung, Optokoppler), der das Steuer signal D erzeugt, ersetzt wird durch die in Fig. 4 gezeigte Schaltung, bestehend aus Transformator Tr, Spitzenwertgleich richterschaltung und Schalttransistor T.

8. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß ein Relais die Erzeugung des Signals D übernimmt, indem ein Relais kontakt an die Stelle des Schalttransistors tritt.

9. Digitales 2-Stufen-Spar-EVG nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer zweistufigen Schaltung von 100% Lichtstrom auf einen definierten Dimmwert (z. B. 50% Lichtstrom) nur eine zusätzliche schalt bare einpolige Leitung mit dem Sparbe triebsschalter S (vgl. Fig. 5) notwendig ist.