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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung in Verbindung mit einer Anschlussvorrichtung
für eine
Fluoreszenzlampe gemäß dem Oberanspruch
von Anspruch 1. Insbesondere ermöglicht
die erfindungsgemäße Anordnung
die Verwirklichung der Überwachung
des Zustands einer Fluoreszenzlampe und eines Lampenkreises in Verbindung
mit elektronischen Anschlussvorrichtungen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Fluoreszenzlampen
werden ganz allgemein dazu eingesetzt, um die von ihnen erzeugte
hohe Lichtausbeute auszunutzen. Zusätzlich ermöglichen die lange Betriebslebensdauer
von Fluoreszenzlampen und die verschiedenen Farbtöne den Einsatz
dieser Lampen bei einer großen
Anzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen.
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Das
Zünden
von Fluoreszenzlampen erfordert eine Anschlusseinheit an die Stromversorgung, um
für den
Lampenkreis die erforderliche Zündspannung
und die während
des Betriebs erforderliche Versorgungsspannung bereitzustellen.
Wenn die Anschlusseinheit an die Stromversorgung nicht mit einer
aktiven Überwachung
des Lampenkreises ausgebildet ist, dann ergibt sich das Problem,
dass, wenn die Fluoreszenzlampe oder der Speisestromkreis Schaden
erleidet, es unmöglich
ist, den Speisetransformator abzuschalten, sondern dieser versorgt den
Lampenkreis weiterhin so lange mit Energie, bis die Abschaltung
von Hand erfolgt. Wenn ein unterbrochener Lampenkreis instand gesetzt
wird, d. h. typischerweise mit einer unbeschädigten Fluoreszenzlampe bestückt wird,
dann muss der Speisetransformator erneut von Hand eingeschaltet
werden.
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Die
finnische Veröffentlichung
107 580B offenbart eine Anschlusseinheit an die Stromversorgung
für einen
Lampenkreis, bei welcher das obige Problem in der Weise behoben
wird, dass der Anschlusseinheit an die Stromversorgung eine getrennte
Gleichstromversorgung zugefügt
wird, wobei diese Gleichstromversorgung über die Elektroden der Fluoreszenzlampe
und die Sekundärseite
des Speisetransformators Gleichstrom einem getrennten Anzeigekreis
zuführt,
der so angeordnet ist, dass der Gleichstrom, der von der Gleichstromversorgung
erzeugt wird, und somit der Betriebszustand der Fluoreszenzlampe
angezeigt wird. Der Zweck des Anzeigekreises besteht darin, der
Elektronik, welche die Speisung der Fluoreszenzlampe steuert, Informationen über den
Betriebszustand der Fluoreszenzlampe zukommen zu lassen und die
Spannungsversorgung zu stoppen, falls die Lampe oder der Lampenkreis Schaden
erleiden.
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Jedoch
besteht bei der Lösung
gemäß dieser Veröffentlichung
das Problem darin, dass der Gleichstrom eine kleine Gleichstromkomponente
in dem durch die Fluoreszenzröhre
tretenden Wechselstrom bewirkt. Diese Gleichstromkomponente bewirkt
die Polarisierung der Elektroden der Fluoreszenzröhre, d.
h. die eine Elektrode wird zur Katode und die andere zur Anode.
Dies birgt die Tendenz zu einem ungleichen Verschleiß der Elektroden
in sich, wobei die aktive Substanz auf der Anode oxidiert und auf
der Katode reduziert wird. Folglich verkürzt sich die Betriebslebensdauer
derjenigen Elektrode, die als Anode wirkt.
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Außerdem liegt
der separate Anzeigekreis des Standes der Technik auf dem Potential
der Sekundärseite
des Speisetransformators, weswegen der Spannungs- oder Strommesswert, der durch die Anzeigeschaltung
erzeugt wird, auf das Potential der Elektronik übertragen werden muss, welche
die Anschlussvorrichtung steuert, also auf die Primärseite des
Speisetransformators.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung in
Verbindung mit einer Anschlussvorrichtung für eine Fluoreszenzlampe vorzustellen,
welche die obigen Nachteile vermeidet und die Erzeugung eines Signals
ermöglicht,
welches den Betriebszustand einer Fluoreszenzlampe anzeigt, ohne
dass die Elektroden durch das Potential der die Anschlussvorrichtung
steuernden Elektronik polarisiert werden, was die Betriebslebensdauer
der Fluoreszenzröhre
herabsetzt. Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemäße Anordnung
erreicht, die sich durch das auszeichnet, was im kennzeichnenden
Teil des unabhängigen
Anspruchs festgestellt wird.
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Die
Erfindung beruht auf dem Gedanken, durch die Elektroden der Fluoreszenzlampe
und die Sekundärseite
des Speisetransformators Wechselstrom zu schicken, wobei der Wechselstrom
dadurch erzeugt wird, dass man einen Signaltransformator benutzt,
an dessen Primärseite
eine Wechselspannung angelegt wird und dessen Sekundärseite einen Teil
des Strompfades bildet, in welchem sich die Elektroden der Fluoreszenzlampe
und die Sekundärseite des
Speisetransformators befinden. Die erfindungsgemäße Anordnung liefert eine einfache
und kostengünstige
Lösung
zur direkten und zuverlässigen Übertragung
von Informationen über
den Betriebszustand einer Fluoreszenzlampe zu der die Anschlussvorrichtung
steuernden Elektronik ohne gesonderte galvanische Trennungen und Änderungen
in den Potentialwerten. Auf der Grundlage dieser Information ist
die Anschlussvorrichtung imstande, die Steuerung der Fluoreszenzlampe
im Zusammenhang mit Funktionsstörungen
abzuschalten und dann wieder zuzuschalten, wenn die Fluoreszenzlampe
sich wieder im einwandfreien Betriebszustand befindet.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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Nachfolgend
soll die Erfindung im Zusammenhang mit einer bevorzugte Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen ausführlicher
beschrieben werden. Bei diesen handelt es sich um:
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1 zeigt
schematisch eine Anordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 zeigt
schematisch eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt
die erfindungsgemäße Anordnung
in Verbindung mit einer Anschlussvorrichtung für eine Fluoreszenzlampe. Diese
Anschlussvorrichtung umfasst einen Speisetransformator T1, dessen Sekundärseite N12
zu einer Fluoreszenzlampe L parallel geschaltet ist. Außerdem ist
parallel zur Fluoreszenzlampe L ein Kondensator C1 geschaltet, welcher
dazu dient, während
des Zündens
der Fluoreszenzlampe zusammen mit der Streuinduktivität des Speisetransformators
als ein Teil des Resonanzkreises zu wirken. Folglich bilden der
Speisetransformator T1 und der Kondensator C1 einen Teil einer normalen
Anschlussvorrichtung für
den Betrieb einer Fluoreszenzlampe.
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In
der Anordnung gemäß einer
in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird über
die Elektroden F1 und F2 und die Sekundärseite N12 des Speisetransformators
T1 Wechselstrom zugeführt,
und der Verlauf dieses Wechselstromes wird untersucht. Wenn der
genannte Strom nicht fließt,
dann ist der genannte Strompfad aus einem bestimmten Grund abgeschaltet,
und die Steuerung des Speisetransformators kann gestoppt werden.
Um dies zu bewerkstelligen, umfasst die Anordnung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung einen Signaltransformator T2, welcher erfindungsgemäß zwei Primärwicklungen
N21a und N21b aufweist, wobei ein Wechselspannungssignal an die
erste dieser Wicklungen, N21a, angelegt wird. Auf bekannte Art und
Weist erzeugt die an die Primärseite
des Transformators angelegte Wechselspannung auf der Primärseite eine
entsprechende Spannung, welche durch ein Modifikationsverhältnis leicht
abgeändert
wird. Die Sekundärwicklung
N22 des Signaltransformators bildet einen Teil des Strompfades,
der durch die Fluoreszenzlampe und die Sekundärseite des Speisetransformators
dergestalt entsteht, dass der Signaltransformator T2 dazu benutzt werden
kann, um dem genannten Strompfad Strom zuzuführen.
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Wie
bereits weiter oben erwähnt
worden ist, umfasst der Signaltransformator T2 eine zweite Primärwicklung
N21b, welche so angeordnet ist, dass eine Spannung erzeugt wird,
die zum Strom der Sekundärseite
proportional ist und daher als ein Anzeigekreis wirkt. Mit Hilfe
des Transformatoreffekts bewirkt der Durchgang von Strom durch die
Sekundärwicklung
N22 des Signaltransformators, die Elektroden F1, F2 der Fluoreszenzlampe
und die Sekundärseite
N12 des Speisetransformators eine Spannung in der zweiten Primärwicklung
N21b, wobei diese Spannung auf einfache Weise nachweisbar ist.
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Wenn
der genannte Strompfad über
die Elektroden der Fluoreszenzlampe abgeschaltet wird, kann der
vom Signaltransformator erzeugte Strom nicht fließen. Da
auf der Sekundärseite
kein Strom fließt,
ist die Spannung der zweiten Primärwicklung niedrig. Dementsprechend
ermöglicht
diese niedrige Spannung oder ihr Heruntertransformieren einen zuverlässigen Nachweis
der Unterbrechung des Strompfades, und das weitere Anlegen von Spannung
an den Lampenkreis kann gestoppt werden. Daher besteht die Aufgabe
der zweiten Primärwicklung
nicht in der genauen Messung des Stromes der Sekundärwicklung,
sondern vielmehr in der Erzeugung einer Information ,tief' oder ,hoch', was die Schlussfolgerung über den
Zustand des Strompfades ermöglicht.
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Die
Abbildungen zeigen Schutzwiderstände R2
und R3 sowie einen Schutzkondensator C2, der an den Strompfad angeschlossen
ist. Die Aufgabe dieser Bauteile besteht darin, als Tiefpassfilter
für die hochfrequente
Spannung, die vom Speisetransformator für die Fluoreszenzlampe erzeugt
wird, zu wirken. Wie die Abbildungen zeigen, sind die ersten Anschlüsse der
Schutzwiderstände
R2 und R3 direkt an die Elektroden F1, F2 der Fluoreszenzlampe angeschlossen,
während
der Schutzkondensator C2 zwischen den zweiten Anschlüssen der
Schutzwiderstände
R2, R3 liegt. Daher dienen diese Schutzbauteile dazu, die Übertragung
von hochfrequenter Spannung von der Fluoreszenzlampe in Richtung
auf den Signaltransformator zu unterdrücken.
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Die
Frequenz der Spannung, die an den Signaltransformator geliefert
wird, kann in der Größenordnung
von 10 bis 30 kHz liegen und kann nahezu jede beliebige Wellenform
aufweisen, so lange das Tastverhältnis
der Wellenform hinreichend gleichmäßig ist. Demnach wird die Spannungsinformation über den
Zustand des Strompfade über
die Sekundärseite
N12 des Speisetransformators T1 und die Elektroden der Fluoreszenzlampe
aus der zweiten Primärseite
N21b des Signaltransformators erhalten. Diese Spannungsinformation
wird als ein Spannungswert erhalten, d. h. die Spannung der zweiten Primärseite ist
hoch, wenn der Strompfad unterbrochen ist, und tief, wenn der Strompfad
in Ordnung ist. Diese Information ,hoch' und ,tief' kann beispielsweise direkt auf die
Basis eines Halbleiterschalters der Steuerelektronik gegeben werden,
da die Primärwicklungen
des Signaltransformators direkt auf dem Potential der Steuerelektronik
liegen können.
Bei der Lösung
gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung wird der Signaltransformator dazu benutzt, um die
Versorgung mit Wechselstrom und die Trennung der Strominformation
zu verbinden.
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2 zeigt
eine zweite bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
ist der Anzeigekreis durch einen Anschluss an einen Verstärker ergänzt, wobei
ein Spannungsabfall in einem Widerstand R1, der sich im Strompfad
befindet, mit Hilfe eines Operationsverstärkers A1 ermittelt wird. Dieser
Operationsverstärker
A1 steuert außerdem
die Anschlussvorrichtung je nachdem, ob Strom im Strompfad fließt oder
nicht. Wenn im Strompfad kein Strom fließt, dann ist die Potentialdifferenz über den
Widerstand R1 gleich Null, wodurch sich der Ausgang des Operationsverstärkers sich
auch in der Position Null befindet. Wenn dagegen Wechselstrom im
Strompfad fließt,
dann steuert der Operationsverstärker
seinen Ausgang in einen von Null verschiedenen Zustand. Die Anschlussvorrichtung
am Ausgang des Operationsverstärkers
kann beispielsweise ein Relais oder ein Halbleiterschalter sein,
der direkt auf dem Potential der Steuerelektronik liegen kann.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
kann eingesetzt werden, um zuverlässige Informationen über den
Zustand eines Lampenkreises auf das Potential der Elektronik, welche
den Lampenkreis steuert, zu geben, was ermöglicht, dass die Steuerung
des Lampenkreisen im Zusammenhang mit einer Funktionsstörung abgebrochen
wird. Wenn beispielsweise eine defekte Leuchtstoffröhre ersetzt
worden ist, beginnt der Wechselstrom wieder im Strompfad zu fließen, was
ermöglicht,
dass die Steuerelektronik, welche die Lampe steuert, automatisch
eingeschaltet wird.
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Einem
Fachmann auf diesem Gebiet ist klar, dass der Grundgedanke der Erfindung
auf vielerlei Weise zur Anwendung gelangen kann. Folglich sind die
Erfindung und ihre Ausführungsformen
nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern können innerhalb
des Schutzumfangs der Ansprüche
abgeändert
werden.