-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zum Speisen einer Entladungslampe, mit
- – Lampenklemmen
zum Festhalten der Entladungslampe,
- – einem
mit den Lampenklemmen gekoppelten Hauptinverter um bei stationärem Betrieb
einen Strom zu erzeugen, mit dem die Entladungslampe gespeist wird,
- – einem
Hilfsinverter zum Vorheizen von Elektroden der Entladungslampe,
versehen mit
- – einem
Oszillator zum Erzeugen einer Wechselspannung mit einer Frequenz
f1,
- – einem
Transformator, versehen mit einer mit dem Oszillator gekoppelten
Primärwicklung
und mit einer ersten und einer zweiten Sekundärwicklung, die jeweils beim
Betrieb der Lampe eine Lampenelektrode überbrücken,
- – einer
mit dem Hauptinverter und dem Hilfsinverter gekoppelten Steuerschaltung
zum Steuern des Betriebszustandes der Schaltungsanordnung,
- – einem
mit einem Eingang der Steuerschaltung gekoppelten ersten Schaltungsteil
(gemeinsame Klemme von Kondensator und Spule) zum Generieren eines
ersten Signals, das ein Maß für die Spannungsdifferenz
zwischen einem erste Ende der ersten Sekundärwicklung und einem ersten Ende
der zweiten Sekundärwicklung
ist.
-
Eine Schaltungsanordnung mit all
diesen Merkmalen außer
dem ersten Schaltungsteil ist aus DE-U-29514817 bekannt. Eine Vorschaltgerätschaltung
mit einem ersten Schaltungsteil wird in Dokument US-A-5883473 beschrieben.
Nach der Inbetriebnahme der bekannten Schaltungsordnung sorgt die
Steuerschaltung dafür,
dass, wenn eine Entladungslampe an die Lampenklemmen angeschlossen ist,
die Schaltungsanordnung hintereinander in einer Anzahl Betriebszustände gebracht
wird. Im ersten Betriebszustand werden die Lampenelektroden mit Hilfe
eines Hilfsinverters vorgeheizt. Anschließend wird in einem zweiten
Betriebszustand mit Hilfe des Hauptinverters an der Entladungslampe
eine Zündspannung
erzeugt. Wenn die Entladungslampe unter dem Einfluss dieser Zündspannung
zündet,
bringt die Steuerschaltung die Schaltungsanordnung in einen dritten
Be triebszustand, in dem die Entladungslampe gespeist wird, sodass
sie die stationäre
Betriebsart beibehält.
Das erste Signal, das ein Maß für die Spannungsdifferenz
zwischen einem ersten Ende der ersten Sekundärwicklung und einem ersten
Ende der zweiten Sekundärwicklung
ist, stellt die Spannung an der Entladungslampe dar, die an die
Schaltungsanordnung angeschlossen ist. Das erste Signal wird von
der Steuerschaltung verwendet, um zu verhindern, dass die Spannung
an der Entladungslampe während
der Zündung
zu hoch wird, und um festzustellen, ob die Entladungslampe gezündet hat.
-
Wie zuvor erwähnt, wird zunächst geprüft, ob eine
Entladungslampe vorhanden ist. Hierzu ist die eingangs erwähnte Schaltungsanordnung
vorzugsweise auch mit Mitteln ausgerüstet zum Feststellen, ob eine
Entladungslampe an die Lampenklemmen angeschlossen ist. Eine Vorschaltgerätschaltung
mit solchen Mitteln wird in US-A-5747941 offenbart. Diese Mittel
enthalten im Allgemeinen einen Schaltungsteil, der einen Strom erzeugt,
der durch eine der Lampenelektroden fließt und anschließend detektiert wird.
Die Detektion oder Nichtdetektion dieses Stroms beeinflusst die
Form eines Signals für
das Vorhandensein der Lampe, das am Eingang der Steuerschaltung
anliegt. Wenn dieses genannte Lampe-vorhanden-Signal anzeigt, dass
keine Entladungslampe an die Schaltungsanordnung angeschlossen ist,
hält die
Steuerschaltung die Schaltungsanordnung in einem Ruhezustand. Ein
Nachteil der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung liegt darin,
dass die Steuerschaltung mit einem Eingang versehen sein muss, an
dem das Lampe-vorhanden-Signal
anliegt und welcher Eingang ausschließlich verwendet wird, um zu
bestimmten, ob eine Entladungslampe an die Schaltungsanordnung angeschlossen
ist. Da die Steuerschaltung häufig
einen IC umfasst, wird die gesamte Zahl von Eingängen und Ausgängen der
Steuerschaltung in wesentlichem Maße durch die Anzahl Anschlussstifte
des IC bestimmt. Bei der bisher beschriebenen Schaltungsanordnung
muss die Anzahl Anschlussstifte des IC in der Steuerschaltung relativ
groß sein.
Daher ist die Steuerschaltung relativ kostspielig und schwierig
herzustellen.
-
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung zum Speisen einer Entladungslampe zu verschaffen,
in der die Mittel zum Bestimmen, ob eine Entladungslampe an die
Lampenklemmen angeschlossen ist, relativ einfach sind und die Steuerschaltung
nur eine relativ kleine Anzahl von Eingängen umfassen muss.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine
Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten An dadurch gekennzeichnet,
dass ein zweites Ende der ersten Sekundärwicklung und ein zweites Ende
der zweiten Sekundärwicklung
durch einen ersten leitenden Zweig miteinander verbunden sind, und
dass beim Betrieb der Schaltungsanordnung die Polarität der Spannung
an der ersten Sekundärwicklung gleich
der Polarität
der Spannung an der zweiten Sekundärwicklung ist.
-
Eine gleiche Polarität der Spannung
an der ersten und der zweiten Sekundärwicklung kann in einfacher
Weise durch geeignetes Wählen
des Wicklungssinns der ersten und der zweiten Sekundärwicklung
erhalten werden. Wenn der Oszillator in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
eine Wechselspannung mit einer Frequenz f1 erzeugt, dann liegt dadurch
eine Spannung an der ersten und der zweiten Sekundärwicklung
des Transformators an. Wenn eine Lampe an die Lampenklemmen angeschlossen
ist, sind die Amplituden beider genannter Spannungen sehr klein,
weil nahezu die gesamte elektrische Leistung, die vom Oszillator
erzeugt wird, in den Lampenelektroden abgeführt wird. Daher hat auch die
Spannung zwischen dem ersten Ende der ersten Sekundärwicklung
und dem ersten Ende der zweiten Sekundärwicklung eine sehr niedrige
Amplitude. Wenn jedoch keine Entladungslampe an die Lampenklemmen
angeschlossen ist, sind die Amplitude der Spannung an der ersten
Sekundärwicklung und
die Amplitude der Spannung an der zweiten Sekundärwicklung relativ hoch. Da
die Spannungen die gleiche Polarität aufweisen, ist auch die Amplitude der
Spannung zwischen dem ersten Ende der ersten Sekundärwicklung
und dem ersten Ende der zweiten Sekundärwicklung relativ hoch. Daher
kann in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
das Vorhandensein einer Lampe während
des ersten Betriebszustands mit Hilfe des ersten Signals detektiert werden.
In einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
wird das erste Signal verwendet, um zu bestimmen, ob eine Entladungslampe
an die Lampenklemmen angeschlossen ist, sowie um die Spannung an
der Lampe zu überwachen.
Daher kann die Anzahl Eingänge
der Steuerschaltung relativ gering sein.
-
Um zu verhindern, dass im stationären Betrieb
der Lampe eine relativ große
Leistungsmenge in den Lampenelektroden abgeführt wird, ist es wünschenswert,
dass sich im ersten leitenden Zweig eine Impedanz befindet. Zufriedenstellende
Ergebnisse sind in Beispielen erhalten worden, bei denen die Impedanz
ein erstes kapazitives Element umfasst.
-
Vorzugsweise umfasst der Hauptinverter
einen zweiten leitenden Zweig, der eine Reihenschaltung aus einem
ersten induktiven Element und einem zweiten kapazitiven Element
enthält,
und ist das zweite kapazitive Element Teil eines dritten leitenden Zweiges,
der das erste Ende der ersten Sekundärwicklung und das erste Ende
der zweiten Sekundär wicklung
miteinander verbindet. Eine solche Ausführungsform des Hauptinverters
ermöglicht,
dass die Entladungslampe in relativ einfacher Weise gezündet wird.
In der Praxis bildet jedoch das zweite kapazitive Element eine relativ
kleine Impedanz relativ zum ersten vom Hilfsinverter generierten
Signal. Um zu verhindern, dass diese relativ kleine Impedanz eine
relativ kleine Amplitude des ersten Signals bewirkt, wird der Wert
von f1 nahe bei der Resonanzfrequenz des ersten induktiven Elementes
und des zweiten kapazitive Elementes gewählt. Zufriedenstellende Ergebnisse
sind insbesondere erhalten worden, wenn f1 im Bereich zwischen 0,8*f0
und 1,2*f0 gewählt
worden ist, wobei f0 die Resonanzfrequenz des ersten induktiven
Elementes und des zweiten kapazitiven Elementes ist. Wenn der Hauptinverter
ein Schaltelement umfasst, das den zweiten leitenden Zweig überbrückt, dann
ist die Steuerschaltung vorzugsweise mit einem Schaltungsteil versehen,
um das Schaltelement beim Vorheizen der Elektroden der Entladungslampe
im leitenden Zustand zu halten. Das Schaltelement und der zweite
leitende Zweig bilden somit eine Schaltung, von der das erste induktive Element
und das zweite kapazitive Element ein Teil sind.
-
Um zu verhindern, dass Leistung in
den Lampenelektroden im stationären
Betrieb abgeführt wird,
ist es wünschenswert,
dass der erste leitende Zweig eine Impedanz aufweist, die zumindest
hundert mal gleich der Impedanz des zweiten kapazitiven Elementes
ist.
-
Es sei bemerkt, dass in Abhängigkeit
vom Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
der Hauptinverter und der Hilfsinverter entweder vollständig oder
teilweise aus den gleichen Bauelementen aufgebaut sind.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Weiteren näher beschrieben.
-
Es zeigen:
-
1 schematisch
ein Beispiel für
eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
an die eine Entladungslampe angeschlossen ist.
-
In 1 sind
K3 und K4 die Eingangsklemmen, die an eine Gleichspannungsquelle
angeschlossen werden sollen. Eingangsklemme K3 ist mit der Klemme
K4 mit Hilfe einer Reihenschaltung aus zwei Schaltelementen T1 und
T2 verbunden. Steuerelektroden der Schaltelemente T1 und T2 sind
mit jeweiligen Ausgängen
einer Steuerschaltung SC1 verbunden, um die Schaltelemente T1 und
T2 abwechselnd leitend und nichtleitend zu machen. Das Schaltelement
T2 wird durch eine Reihenschaltung aus Kondensator C3, Spule L1
und Kondensator C2 überbrückt. In
diesem Beispiel bildet diese Reihenschaltung einen zweiten leitenden
Zweig. Die Spule L1 bildet in diesem Beispiel ein erstes induktives
Element. Der Kondensator C2 bildet in diesem Beispiel ein zweites
kapazitives Element und auch einen dritten leitenden Zweig. Kondensator
C3 ist ein Gleichspannungskondensator. Der Kondensator C2 wird durch
eine Reihenschaltung aus einer Sekundärwicklung L2a, dem Kondensator
C1 und einer Sekundärwicklung
L2b überbrückt. In
diesem Beispiel bildet der Kondensator C1 erste kapazitive Mittel.
Die Sekundärwicklung
L2a ist mit der Lampenklemme K1 gekoppelt und die Sekundärwicklung
L2b ist mit der Lampenklemme K2 gekoppelt. Eine Entladungslampe
TL1 ist mit den Lampenklemmen K1 und K2 in solcher Weise verbunden,
dass eine erste Lampenelektrode EL1 durch die erste Sekundärwicklung
L2a überbrückt wird
und eine zweite Lampenelektrode EL2 durch die zweite Sekundärwicklung
L2b überbrückt wird.
Schaltelemente T1 und T2, Steuerschaltung SC1, Kondensatoren C3
und C2 und die Spule L1 bilden zusammen einen Hauptinverter zum
Erzeugen eines Stroms, mit dem die Lampe TL1 gespeist wird. Die
Eingangsklemmen K3 und K4 sind auch über eine Reihenschaltung aus
Schaltelementen T3 und T4 miteinander verbunden. Steuerelektroden des
Schaltelementes T3 und des Schaltelementes T4 sind mit jeweiligen
Ausgängen
einer Steuerschaltung SC2 verbunden, um die Schaltelemente T3 und T4
abwechselnd leitend und nichtleitend zu machen. Das Schaltelement
T4 wird durch eine Reihenschaltung aus dem Kondensator C4 und der
Primärwicklung
L2 überbrückt. Die
Primärwicklung
L2 ist mit Sekundärwicklungen
L2a und L2b magnetisch gekoppelt. Schaltelemente T3 und T4, die
Steuerschaltung SC2 und der Kondensator C4 bilden zusammen einen
Oszillator zum Erzeugen einer Wechselspannung mit der Frequenz f1.
Die Primärwicklung
L2 und Sekundärwicklungen
L2a und L2b bilden zusammen einen Transformator. Der Oszillator
und der Transformator bilden zusammen einen Hilfsinverter zum Vorheizen
der Lampe TL1. CC ist eine Steuerschaltung zum Steuern des Betriebszustandes
der Schaltungsanordnung. Ein erster Ausgang der Steuerschaltung CC
ist mit einem Eingang der Steuerschaltung SC1 verbunden. Ein zweiter
Ausgang der Steuerschaltung CC ist mit einem Eingang der Steuerschaltung SC2
verbunden. Ein gemeinsamer Punkt des Kondensators C2 und der Spule
L1 bildet in diesem Beispiel einen ersten Schaltungsteil und ist
mit einem Eingang der Steuerschaltung CC verbunden.
-
Der Betrieb des Ausführungsbeispiels
von 1 ist folgendermaßen.
-
Unmittelbar nachdem die Eingangsklemmen K3
und K4 mit den Polen einer Gleichspannungsquelle verbunden worden
sind, aktiviert die Steuerschaltung einen ersten Betriebszustand,
in dem die Steuerschaltung SC2 die Schaltelemente T3 und T4 mit
einer Frequenz f1 abwechselnd leitend und nichtleitend macht. Zusätzlich macht
die Steuerschaltung CC während
dieses ersten Betriebszustandes mittels der Steuerschaltung SC1
das Schaltelement T2 leitend und das Schaltelement T1 nichtleitend.
Eine Wechselspannung mit einer Frequenz f1 liegt an der Primärwicklung
L2 an. Daher sind an Sekundärwicklungen
L2a und L2b auch Spannungen mit einer Frequenz f1 vorhanden. Da
die Sekundärwicklungen
mit Hilfe des Kondensators C1 miteinander verbunden sind, liegt
am Kondensator C2 eine Spannung an, deren Amplitude gleich der Summe
der Spannungen an beiden Sekundärwicklungen
L2a und L2b und der Spannung am Kondensator C1 ist. Diese Spannung am
Kondensator C2 bildet in diesem Beispiel ein erstes Signal. Wenn
die Entladungslampe TL1 vorhanden ist, wird nahezu die gesamte elektrische
Leistung, die von dem Hilfsinverter generiert worden ist, in den
Lampenelektroden EL1 und EL2 abgeführt. Daher sind die Amplituden
der Spannungen an den Sekundärwicklungen
relativ klein. Aus diesem Grund ist die Amplitude des ersten am
Eingang der Steuerschaltung CC anliegenden Signals auch klein und
die Steuerschaltung hält
die Schaltungsanordnung im ersten Betriebszustand. Wenn jedoch keine
Entladungslampe an die Schaltungsanordnung angeschlossen ist, sind
die Amplituden der Spannungen an den Sekundärwicklungen relativ groß. Da infolge eines
geeignet gewählten
Wicklungssinns sowohl der ersten als auch der zweiten Sekundärwicklung die
Polarität
der Spannung an der ersten Sekundärwicklung gleich der Polarität der Spannung
an der zweiten Sekundärwicklung
ist, ist auch die Amplitude des ersten Signals relativ groß. Dies
kann auf die Tatsache zurückgeführt werden,
dass beim Nichtvorhandensein der Entladungslampe keine Leistung
in den Lampenelektroden abgeführt
wird. Dies wird teilweise dadurch bewirkt, dass die Frequenz f1
nahe der Resonanzfrequenz der Spule L1 und des Kondensators C2 gewählt worden
ist. Wenn das erste Signal am Eingang der Steuerschaltung CC hoch
ist, bringt die Steuerschaltung CC die Schaltungsanordnung in einen
Ruhezustand, in dem die Steuerschaltungen SC1 und SC2 alle Schaltelemente
im nichtleitenden Zustand halten. Bei der Zündung der Lampe ist die Spannung
am Kondensator C2 gleich der Zündspannung
und beim stationären
Betrieb der Lampe ist die Spannung am Kondensator C2 gleich der
Arbeitsspannung der Entladungslampe. Aus diesem Grund kann das erste
Signal in einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
in verschiedenen Betriebszuständen
der Schaltungsanordnung verwendet werden, um den Betriebszustand
zu überwachen,
und die Steuerschaltung CC benötigt
relativ wenig Ein gänge.
Dies bedeutet, dass, wenn die Steuerschaltung CC einen IC umfasst,
die Anzahl Anschlussstifte dieses IC relativ klein sein kann.