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Die
vorliegende Anmeldung ist darauf gerichtet, die optische Erscheinung
von Gasentladungslampen zu verbessern, und im Besonderen darauf,
optische Streifenbildung zu beseitigen, die in Gasentladungslampen
auftreten kann.
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Im
Allgemeinen hat eine Gasentladungslampe eine längliche gasgefüllte Röhre mit
Elektroden an jedem Ende. Eine Spannung zwischen den Elektroden
beschleunigt die Bewegung der Elektronen. Das führt zu Kollisionen zwischen
Elektronen und Gasatomen, die positive Ionen produzieren, und zur
Bildung eines Gasplasmas positiver und negativer Ladungsträger durch
weitere Elektronen. Elektronen fließen weiter in Richtung der
Anodenelektrode der Lampe und die positiven Ionen zu seiner Kathodenelektrode,
wo sie eine elektrische Entladung in der Röhre verstärken und die Kathode weiter
erhitzen. Die elektrische Entladung verursacht einen Strahlungsaustritt
mit einer von dem jeweiligen Füllgas
und den elektrischen Parametern der Entladung abhängigen Wellenlänge.
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Eine
Leuchtstofflampe ist eine Gasentladungslampe, in der die Innenfläche der
Röhre mit
einem fluoreszierenden Leuchtstoff überzogen ist. Der Leuchtstoff
wird von der ultravioletten Strahlung der elektrischen Entladung
Leuchtstoff angeregt und fluoresziert und liefert sichtbares Licht.
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Während des
Betriebs einer Gasentladungslampe, wie einer Leuchtstofflampe, kann
ein Phänomen, bekannt
als Streifenbildung auftreten. Streifen sind Lichtintensitätszonen;
die als dunkle Streifen erscheinen. Dieses Phänomen kann einer Lampe einen
unerwünschten
Flackereffekt verleihen. Ein Beispiel des Streifenphänomens wird
in 1 gezeigt, welche eine lineare Leuchtstofflampe 10 darstellt.
In einer Ausführungsform kann
die Lampe 10 Krypton (Kr) als Puffergas verwenden, um die
Wirksamkeit der Lampe zu verbessern. In 1 hat die
Lampe 10 Streifenzonen 12, die als dunkle Bänder erscheinen,
die sich entlang der Längsrichtung
der Lampe bewegen.
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Eine
Anzahl von Theorien, warum Streifen auftreten, wurde bereits ausgeführt. Zum
Beispiel wird in
U.S. Patent
5.001.386 von Sullivan behauptet, dass Streifen vermutlich
als Ergebnis hochfrequenter Stromstärken auftreten, die eine stetige
Welle wechselnder Entladungsverteilung zwischen den Elektroden der
Lampe auslösen.
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Sullivan
versucht, das Streifenproblem zu lösen, indem er eine Gleichstromkomponente
einführt,
die einer treibenden Wechselstromstärke übergelagert wird. Ein Nachteil
dieser Technik ist das Erfordernis, dass bestehende, typische hochfrequente
marktübliche
Vorschaltgeräte
entfernt und durch ein besonderes Vorschaltgerät ersetzt werden müssen, das
in der Lage ist, die Gleichstromvorspannung einzubringen. Außerdem kann
die Zuführung
der Gleichstromvorspannung die Lampe durch Ansammlung von Quecksilber
an einem Ende der Lampe beschädigen,
was einen ungleichgewichtigen Lichtausstoß erzeugt. Es wird außerdem vorgeschlagen,
dass die Erhöhung
des Crestfaktors des Lampen-Beleuchtungssystems die sichtbaren Streifen beseitigen
würde.
Jedoch kann die Erhöhung
des Crestfaktors auch die Belastung einer Lampe erhöhen, was zu
einer kürzeren
Lebensdauer der Lampe führt.
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Eine
andere Alternative wurde von Kachmarik et al. in
U.S. Patent Nr. 6.465.972 (,972) vorgeschlagen, welches
einen Amplitudenmodulationsstromkreis bietet, der in Betriebsverbindung
mit der Lampenspeiseleitung angebracht ist. Die Amplitudenmodulationsschaltung
ist konfiguriert, um die Amplituden des Lampenbetriebssignals periodisch
zu modulieren, bevor das Lampenbetriebssignal von der Gasentladungslampe
empfangen wird. Der Betrieb der Amplitudenmodulationsschaltung erzeugt
eine periodische Amplitudenmodulation der Lampenspannung zur Beseitigung
der optischen Streifen, die sonst in der Lampe auftreten.
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Noch
ein weiterer Versuch, die Streifen zu beseitigen, wird in der U.S.
Patentanmeldung 09/681.994 (
U.S. Veröffentlichung
Nr. 2003-0015970A1 ) von Nerone vorgeschlagen. In dieser
Anmeldung wird ein Vorschaltgerät
entworfen, das aus einer Wechselspannungsversorgung eine Gleichspannung
ableitet und an einem Gleichspannungsbus bereitstellt, den das Vorschaltgerät aufweist.
In dem Vorschaltgerät
wird ein Wechselrichter in Betriebsverbindung mit der Lampenversorgungsleitung
bereitgestellt, die einen asymmetrischen Wechselstrom aufnimmt,
wodurch die optischen Streifen beseitigt werden, die sonst in der
Lampe auftreten.
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U.S. 5.834.903 beschreibt
ein doppelt resonantes Betriebsgerät für Gasentladungslampen.
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Verschiedene
Aspekte und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend beschrieben, mittels Beispielen,
mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, wobei:
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1 eine
typische Leuchtstofflampe mit Streifenzonen zeigt, die einen Flackereffekt
auf den Verbraucher haben;
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2 einen
Wechselrichter zeigt, mit einem stromgespeisten Halbbrückenwechselrichtervorschaltkreis,
der die Schaltung zur Beseitigung der optischen Streifen gemäß der vorliegenden
Erfindung verkörpert.
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3 beschreibt
ein oberwellenfreies Lampenbetriebssignal, welches von dem Vorschaltsystem
erzeugt wird, ohne Streifensteuerung;
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4 fährt mit
einem Drosselsignal eines stromgespeisten Wechselrichters gemäß 2 fort;
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5 beschreibt
die Kurvenform von 3 mit Teilen der Drosselkurvenform
von 4;
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6 zeigt
die Kombination der Kurvenformen von 3 mit 4,
die an die Lampe geliefert werden, wo das Streifensteuerungssignal
und das Leistungssignal vereinigt werden;
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7 illustriert
ein (hier nicht beanspruchtes) Beleuchtungssystem, wo das geradzahlige
Oberwellensignal von dem Phasenkorrekturteil des Lampenbeleuchtungssystems
abgeleitet wird;
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8 bietet
eine andere (hier nicht beanspruchte) Ausführungsform eines Lampenbeleuchtungssystems,
bei dem der geradzahlige Oberwellensignalgenerator von der Lampenzündschaltung
getrennt ist, und bei dem das geradzahlige Oberwellensignal auf
das von dem Vorschaltgerät
erzeugte Betriebssignal in nicht synchroner Weise aufgeprägt werden
kann;
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9 beschreibt
das geradzahlige Oberwellensignal, wenn es zu dem grundlegenden
Vorschaltgeräte-Betriebssignal
der Lampe nicht vollständig
synchronisiert ist.
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10 beschreibt
das Konzept des geradzahligen Oberwellengenerators von 8,
als variabler Generator, wobei der Grad der Nichtsynchronisierung
zwischen dem geradzahligen Oberwellensignal und dem von dem Vorschaltgerät erzeugten
Lampenbetriebssignal variabel ist;
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11 beschreibt
eine weitere Ausführungsform
des Lampenbeleuchtungssystems, wobei ein Vorschaltbetriebssignalsensor
in den Vorschaltkreis integriert ist, um den Wert des Betriebssignals
zu ertasten, und dieser erfasste Wert wird dann von dem ungeradzahligen
Oberwellengenerator genutzt, der den Wert des geradzahligen Oberwellensignals
verändert;
und
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12 und 13 zeigen
die Wertveränderlichkeit
des geradzahligen Oberwellengenerators von 11.
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Wie
in 1 beschrieben, rufen die Streifenzonen 12 für einen
Endverbraucher einen unerwünschten optischen
Effekt hervor. Bei der Beschäftigung
mit diesem Problem wurde es für
möglich
gehalten, dass die Streifen aufgrund der sich wiederholenden Eingangssignale
auftreten, die an die Lampe gegeben werden, die eine stetige Welle
unterschiedlicher Ladungsverteilung zwischen der Lampe und den Elektroden
verstärken.
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Frühere Versuche,
die zuvor beschriebenen Streifen zu begrenzen, betrafen üblicherweise
Streifen, die während
des Dimmens der Lampe auftraten. Jedoch treten nun Streifen auf,
wenn die Lampen mit hoher oder 100%iger Leistung betrieben werden
sowie bei Raumtemperatur. Ein Hauptgrund für Streifen, die in diesen Situationen
auftreten, liegt darin, dass ein höherer Anteil von Krypton (Kr)
genutzt wird, das als Puffergas verwendet wird, um die Wirksamkeit
und Nützlichkeit
der Lampen zu verbessern. Zum Beispiel können Lampen nun etwa 40% bis
70% oder mehr an Krypton (Kr) enthalten.
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Daher
sind die Konzepte der vorliegenden Erfindung gedacht, sich mit beiden
Streifenarten zu befassen; sowohl solche, die beim Dimmen auftreten,
als auch jene bei nicht gedimmter Lampe. Durch die Befassung mit
dieser Angelegenheit wurde festgelegt, dass es wünschenswert ist, einen Gehalt
hoher geradzahliger Oberwellen zu der Grundwelle zu erzeugen, um
die Streifenfrequenz über
ein Maß hinaus
zu erhöhen,
wo für das
menschliche Auge der Effekt (Flackern) nicht mehr feststellbar ist.
Typischerweise ist diese Frequenz größer als etwa 40 Hz. Es sollte
Anerkannt werden, dass während
die folgende Beschreibung günstig
für Lampen mit
hohem Kryptongehalt ist, es ebenso für Lampen mit anderem prozentualen
Kryptongehalt oder für
andere Puffergase, als auch für
die Verwendung bei Lampen wirksam ist, die gedimmt werden.
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Wendet
man sich 2 zu, ist eine einzelne Schaltung
illustriert, worin die Konzepte der vorliegenden Erfindung angewendet
werden können.
Es sollte jedoch gesehen werden, dass die hier beschriebenen Konzepte
nicht auf solch eine Schaltung begrenzt gedacht sind, und in anderen
Lampenbetriebssteuerungsschaltungen verwendet werden können. Nachdem
das gesagt wurde, zeigt 2 eine stromgespeiste Halbbrückenschaltung 20,
in die die Streifensteuerung integriert ist. Die stromgespeiste
Halbbrückenschaltung 20 umfasst
eine obere Schaltkonfiguration 22, und eine untere Schaltkonfiguration 24.
Diese Schaltkonfigurationen umfassen Schalter wie BJT's 26 und 28,
bzw. werden durch ein oberes BJT Steuerungsnetzwerk 30 und
ein unteres BJT Steuerungsnetzwerk 32 angesteuert. Das
obere Steuerungsnetzwerk 30 umfasst eine Z-Diode 30a,
einen Kondensator 30b, eine Diode 30c, ein Diac 30d,
eine Diode 30e, Widerstände 30g, 30h und
eine Diode 30i. Das untere Steuerungsnetzwerk 32 umfasst
eine Z-Diode 32a, Transformatorwicklungen 32b und 32c,
Widerstände 32f und 32g und
eine Diode 32h. Für
eine genauere Erläuterung
hinsichtlich des Betriebs dieser Komponenten wird auf die auf den
gleichen Anmelder überschriebene
U.S. Anmeldung Nr. 10/667.545 verwiesen, mit der Bezeichnung „Spannungsgesteuerte
Startschaltung für
ein elektronisches Vorschaltgerät", angemeldet am 22.
September 2003.
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Ein
Ausgangstransformatorsystem 34, das Basissteuerwicklungen 34a, 34b,
eine Primärwicklung 34c und
eine Sekundärwicklung 34d aufweist,
liefert Ausgangssignale an die Lampenverbindungen 36. Zusätzliche
Schutz- und Steuerungsschaltkreise wie das TVS-Diodennetzwerk 38,
das TVS-Dioden 38a, 38b und 38c („Transils") aufweist, und ein
Spannungs einspeisungsnetzwerk mit Widerständen 42a, 42b und 42c ist
in dem Schaltkreis außerdem
vorhanden.
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Die
in 2 gezeigte stromgespeiste Halbbrückenschaltung 20 ist
als mit Strom versorgter Wechselrichter konzipiert. Ein mit stromgespeister
Transformator der Schaltung, der die Wicklungen 44, 46 und 48 aufweist,
wird verwendet, um Strom für
den Betrieb der Schaltung zu erzeugen. Die vorliegende Entwicklung
nutzt eine Wicklung 50, die an die stromgespeisten Transformatoren 44, 46 und 48 angeschlossen
ist, um ein geradzahliges Oberwellensignal für die Lampen zu liefern. Das
geradzahlige Oberwellensignal wird über die angeschlossene Wicklung 50 in
eine Sekundärwicklung 34d des
Ausgangstransformators 34 auf der Lampenseite des Systems
eingespeist. Das geradzahlige Oberwellensignal wird aus der grundlegenden
Kurvenform der Signale abgezweigt, die von dem Schaltbetrieb der
Halbbrückenschaltung 20 erzeugt
werden.
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Bei
einer Ausführungsform
ist anzumerken, dass das gekuppelte Wicklungssignal alternativ in
die Primärseite 34c des
Ausgangstransformators 34 eingespeist werden kann. Daher
wird ein Streifensteuerungsschaltkreis beschrieben, der ein geradzahliges
Oberwellensignal nutzt, d. h. in dieser Ausführungsform, von den Stromtransformatorwicklungen
(mit Strom versorgte Drosseln) 44, 46 und 48 abgezweigt,
und anschließend
in den Schaltkreis an einer Sekundärwicklung (z. B. Einspeisepunkt) 50 durch
den beschriebenen Vorgang induktiver Kopplung eingespeist. Das eingespeiste
Signal ist frei von einer Gleichstromkomponente und reich an Oberwellen
und es gibt keine Notwendigkeit für eine Umwandlungsschaltung.
Zusätzlich
ist das eingespeiste Signal in dieser Ausführungsform mit der Grundwelle
(z. B. dem Lampenbe triebssignal) des Wechselrichters synchronisiert.
Die Einspeisewicklung 50 liefert auch eine galvanische
Trennung.
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Während es
jedoch anerkannt wird, dass 2 das geradzahlige
Oberwellensignal zeigt, welches auf der Sekundärseite/34d) des Ausgangstransformators 34 in 2 (z.
B. die Lampenverbindungsseite 36) eingespeist wird, ist
die vorliegende Anwendung ebenso wirksam, wenn die Einspeisung des
Signals auf der Primärseite
(34c) des Ausgangstransformators erfolgt.
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Wie
zuvor erörtert,
illustriert 2, dass die vorliegenden Konzepte
passend für
Vorschaltgeräte
mit stromgespeistem Wechselrichter sind. Es ist jedoch nicht beabsichtigt,
die vorliegenden Konzepte auf die Schaltung nach 2 zu
beschränken,
sondern die Konzepte können
für andere
Schaltungen verwendet werden, wie andere mit stromgespeiste Vorshaltkreise,
einschließlich
im Gegentakt arbeitende stromgespeiste Wechselrichter als auch spannungsgespeiste
Reihenresonanzvorschaltgeräte.
Das Konzept ist nützlich
für Leuchtstofflampen
mit hohem Kryptongehalt, die in nicht gedimmten oder gedimmten Anwendungen
verwendet werden.
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Wendet
man sich den 3–6 zu, werden
die Wirkungen, die beim Betrieb des Schaltkreises 20 auftreten
weiter detailliert ausgeführt.
Anfangs wird in einem Schaltkreis wie dem Schaltkreis 20 von 2 ohne
das eingespeiste geradzahlige Oberwellensignal und mit Schaltern 26 und 28 bei
ungefähr
gleichen Betriebs- und Stillstandzeiten (z. B. ein 50%-Betriebszyklus)
ein im Wesentlichen sinusförmiges
Lampenbetriebssignal 60, ohne Verzögerung entwickelt (z. B. sind
die positiven Signalanteile 62 gleichauf mit den negativen Signalanteilen 64 des
Signals 60). In diesen Situationen können Streifen auftreten, wenn
es einen hohen Kryptongehalt gibt und/oder ein Schaltkreis gedimmt
wird. Mit weiterer Aufmerksamkeit auf den Betrieb der vorliegenden
Konzepte werden die geradzahligen Oberwellensignalanteile des Drosselsignals 66 (auch
geradzahliges Oberwellensignal genannt), das von den Stromtransformatoren 44, 46 und 48 erzeugt
wird, in 4 weiter ausgeführt, und
erscheint als etwas, was einem gleichgerichteten Wechselstromausgangssignal
gleichzusetzen ist, mit Signalanteilen 68a, 68b und 68n ohne
Gleichstromkomponente. Das Drosselsignal 66 wird an der
Einspeisewicklung 50 eingespeist (z. B. induktiv gekoppelt),
um Teil des Signals zu werden, das an die Lampen ausgesendet wird,
wie beispielsweise in 5 illustriert. Durch Aufsetzen
des geradzahligen Oberwellensignals 68b des Drosselsignals 66 auf
den positiven Signalanteil 62 des Signals 60 und
Aufsetzen des Signalanteils 68a auf den negativ verlaufenden
Teil 64 des Signals 60, wird ein verzögertes Lampenbetriebssignal 70 erzeugt,
wie in 6 gezeigt. Das verzögerte Lampenbetriebssignal 70 hat
einen erhöhten
positiven Anteil 72 und einen verminderten negativen Anteil 74 im
Vergleich zu dem Lampenbetriebssignal 60 von 3. Daher
ist das Oberwellensignal 70 von 6 sowohl
mit einer geradzahligen als auch ungeradzahligen Oberwelle konzipiert,
wo das Signal 60 von 3 nur ungeradzahlige
Oberwellen an eine Lampe aussendete. Das Eingangssignal 70 von 6 wird
daher an Lampen ausgesendet, um die erörterten optischen Streifen
zu beseitigen. Es soll anerkannt werden, dass Drosselsignal 66 mit
dem Grundsignal 60 synchronisiert ist, da sie beide von
der gleichen Eingangsquelle erzeugt werden. Daher erfolgt bei dieser
Bauweise die Synchronisierung automatisch aufgrund des eingespeisten
geradzahligen Oberwellensignals 66, das von Komponenten des
gleichen Schaltkreises erzeugt wird, wie die Komponenten, die das
Lampenbetriebssignal 60 erzeugen.
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Wie
zuvor beschrieben, erzeugt die Einspeisung des geradzahligen Oberwellensignals
eine Verzögerung
in der Kurvenform des Lampenbetriebssignals, welches zur Beseitigung
der Streifen ausgesendet wird, die ansonsten vom menschlichen Auge
beobachtet werden. Es wird anerkannt werden, dass ein ungeradzahliges
Oberwellensignal nicht verwendet würde, weil es einfach das Lampenbetriebssignal
in gleicher Weise erhöhen
oder vermindern und dadurch nicht die gewünschte Verzögerung erzeugen würde.
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Wendet
man sich 7 zu, werden (nicht beanspruchte)
Konzepte der vorliegenden Anwendung in einem Lampensystem 80 verwendet,
mit einem Wechselstrominput 82, einem Stromstärkeanpassungsschaltkreis 84,
zusammen mit einer Wechselrichterschaltung 86, der die
Lampe 88 bedient. Bei dieser Bauart werden die geradzahligen
Oberwellensignale in dem Phasenkorrekturschaltung 84 erzeugt
und in den Wechselrichter 86 durch den Eingangskanal 89 eingespeist.
Bei dieser Bauart führt
das geradzahlige Oberwellensignal, das an die Wechselrichterschaltung 86 ausgesendet
wird, zu einer Kombination einer geradzahligen und ungeradzahligen
Oberwelle eines Lampenbetriebssignals (wie das in 6 gezeigte),
um an Lampe 88 ausgesendet zu werden.
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Die
vorgenannten, in Verbindung mit dem Schaltkreis von 3 beschriebenen
Konzepte, sind gleichermaßen
auf 7 anwendbar. Beispielsweise kann das geradzahlige
Oberwellensignal mit dem Ausgangssignal zu der Lampe 88 durch
Synchronisierung der Phasenkorrekturschaltung 84 und der
Wechselrichterschaltung 86 synchronisiert werden. Bei diesem
Beispiel kann die Wechselrichterschaltung die zuvor erörterte Halbbrücken-Wechselrichterschaltung,
ein Gegentakt-Wechselrichterschaltung oder anderer bekannter Lampensteuerungsschaltkreis
sein, einschließlich
sowohl andere stromgespeiste als auch spannungsgespeiste Steuerungsschaltkreise.
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Wendet
man sich 8 zu, wird ein Lampenbetriebschaltkreis 90 beschrieben,
bei dem das Vorschaltgerät 92 Strom
von einer Stromquelle 94 zur Einspeisung in Lampe 96 erhält. Bei
dieser (nicht beanspruchten) Bauart wird ein geradzahliges Oberwellensignal 98 getrennt
von Vorschaltgerät 92 und
Stromquelle 94 bereitgestellt und wird in das vom Vorschaltgerät erzeugte
Signal an Einspeisewicklung oder Punkt 100 eingespeist. Durch
diese Anordnung, und wie in 9 gezeigt,
wird das geradzahlige Oberwellensignal 112 nicht voll mit der
Grundwelle des Lampenbetriebssignals 114 synchronisiert.
In manchen Situationen kann dieser Schaltkreis verwendet werden,
wenn es wünschenswert
ist, die Synchronisierung zwischen dem geradzahligen Oberwellensignal 112 und
dem Lampenbetriebssignal 114 zu verändern. Das kann durch Auswahl
einer festgesetzten Taktung zwischen der Erzeugung des geradzahligen
Oberwellensignals 112 und der Grundwelle des Lampenbetriebssignals 114 erreicht
werden. Alternativ ist in einer Ausführungsform der geradzahlige
Oberwellengenerator 98 ein variabler Signalgenerator, wobei
die Variabilität
in der Taktung der Erzeugung des geradzahligen Oberwellengenerators
liegt, im Vergleich zu der Erzeugung des Lampenbetriebssignals.
Für beide
Situationen, und wie in 9 gezeigt, ist das Lampenbetriebssignal 112 das
normalerweise erzeugte symmetrische Signal, was erzeugt wird, wenn
das Durchschaltnetzwerk bei einer 50% Be triebslast läuft. Dann
wird bei der Verwendung eines geradzahligen Oberwellengenerators 98 der 8,
ein geradzahliges Oberwellensignal 114 erzeugt, das nicht
mit dem Lampenbetriebssignal 112 synchronisiert ist.
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Wendet
man sich 10 zu, wie man im Vergleich
zu 9 sieht, wird das geradzahlige Oberwellensignal 116 bei
einem anderen Zeitpunkt erzeugt, als dem des Lampenbetriebssignals 114 von 9.
Daher kann, wie man sehen kann, der geradzahlige Oberwellengenerator 98 von 9 als
variabel in seiner Erzeugung des geradzahligen Oberwellensignals
angesehen werden. Durch diese Bauart kann eine variable Phasendifferenz
(z. B. 118a von 9 und 118b von 10)
zwischen vom Vorschaltgerät
erzeugten Lampenbetriebssignal und dem geradzahligen Oberwellensignal
vorgehalten werden. Diese variable Ausführung erlaubt selektive Steuerung
des Verzögerungstaktes,
der in der Kurvenform des Lampenbetriebssignals erzeugt wird.
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Zusätzlich,
in einer weiteren in 11 gezeigten Ausführungsform,
ist Schaltkreis 120 vorgesehen, der einen Vorschaltgerätausgangssensor 122 aufweist,
der den Wert des von Vorschaltgerät 92 erzeugten Signals
abtastet. Der Ausgang von Sensor 122 wird an einen variablen
Oberwellengenerator 98 ausgesendet, der den Wert des vom
geradzahligen Oberwellengenerator 98 erzeugten geradzahligen
Oberwellensignals automatisch anpasst. Es sollte anerkannt werden,
dass der Ausgangssensor 122 ein beliebiger angemessener Sensor
sein kann, der einen bekannten Ausgangsparameter des Lampenausgangssignals
des Vorschaltgerätes
erfassen kann, so wie ein, aber nicht begrenzt auf einen, Spannungs- und/oder Stromsensor.
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Zusätzlich kann
der variable Oberwellengenerator 98 seine Variabilität durch
Verwendung eines Steuerungsschaltkreises 124 erhalten.
Beispielsweise ist, in einer Ausführungsform der Steuerungsschaltkreis 124 als
bekannter Signalverzögerungsschaltkreis
konzipiert, der auf der Primärseite 34c oder
Sekundärseite
des Vorschaltkreises 20 angebracht ist. Der Verzögerungstakt
ist abhängig
vom Wert des Ausgangssignals des Vorschaltgeräts.
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In
dieser Ausführungsform
erhöht
(oder vermindert) der geradzahlige Oberwellengenerator 98 den Wert
des geradzahligen Oberwellensignals, so wie das Ausgangssignal des
Vor schaltgeräts
vermindert (oder erhöht)
wird, wobei der Wert des geradzahligen Oberellensignals umgekehrt
proportional zu dem Lampenbetriebssignal des Vorschaltgeräts ist.
Dieses Betriebskonzept wird in 12 und 13 illustriert.
Zum Beispiel, wenn das vom Vorschaltgerät gesendete Signal ein 10n
Signal ist, kann das geradzahlige Oberwellensignal 126 ein
1n Signal sein. Dann, wie in 13 gezeigt,
wenn das vom Vorschaltgerät
gesendete Signal 112 als auf 5n gemindert abgetastet wird
(z. B. gedimmt), wird das geradzahlige Oberwellensignal auf 2n erhöht.
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Diese
Anordnung ist vorteilhaft für
die Verlängerung
der Lebensdauer der Lampe, da bei 100% Betrieb der Lampe (z. B.
wenn das Vorschaltgerätesignal
10n die nicht gedimmte 100% Ausbeute darstellt) und die Bildung
der optischen Streifen weniger wahrscheinlich ist, ein kleineres
geradzahliges Oberellensignal 126 angewendet werden kann,
was weniger Belastung für
die Lampe verursacht (z. B. ein geringerer Lampenstrom-Crestfaktor).
Jedoch, wenn eine Dimmung auftritt (z. B. wenn das Ausgangssignal
des Vorschaltgerätes bei
5n ist, was einen Dimmerbetrieb anzeigt), kann das ge radzahlige
Oberwellensignal erhöht
werden (z. B. auf 2n erhöht),
um Streifen zu beseitigen, die ansonsten aufgrund des Dimmerbetriebs
auftreten könnten. Durch
das Vorhandensein dieser variablen Möglichkeit wird daher weniger
Belastung auf die Lampe ausgeübt und
dadurch ihre Lebenserwartung erhöht.
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Die
vorliegende Beschreibung erörtert
die Verwendung der Grundwelle als Quelle des geradzahligen Oberwellensignals,
welches mit dem Lampenbetriebssignal zu verbinden ist. Selbstverständlich gibt
es andere Quellen, von denen das mit dem Lampenbetriebssignal zu
verbindende Signal bezogen werden kann, und es soll verstanden werden,
dass es möglich
ist, ein anderes Signal als das geradzahlige Oberwellensignal zu
verwenden. Außerdem,
obwohl die überwiegende
Weise der Aufkopplung von Signalen als Induktivkopplung beschrieben
wird, können
die Signale ebenso aus anderen gut bekannten Signalverbindungstechniken
erzeugt werden.
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Der
geradzahlige Oberwellengenerator von 8 und der
geradzahlige Oberwellengenerator von 11 können als
einzelne Einheit ausgebildet werden, wobei die Variabilität sowohl
in der Taktung der Signalerzeugung (z. B. in 8), als
auch in dem Wert des geradzahligen Oberwellensignals (z. B. 11)
zu einem einzigen geradzahligen Oberwellengenerator zusammengefasst
werden. Die beschriebenen Signalgeneratoren können durch Anwendung bekannter
Technologie gebildet werden, und müssen daher nicht weiter im
Detail ausgeführt
werden.
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Die
beschriebenen Konzepte können
für gedimmte
und nicht gedimmte Situationen verwendet werden und sind nicht begrenzt
auf einen stromgespeisten Schaltkreis. Auch muss es anerkannt werden,
dass obwohl in
2 eine BJT-Schaltung gezeigt
wurde, ein System auch FET Schalter in dem Wechselrichter-Vorschaltgerät verwenden
kann. Wie zuvor bemerkt, können
die vorliegenden Konzepte auf vielerlei Art implementiert werden.
In der vorherigen Ausführungsform
von
2, umfassen Komponentenzuordnungen und/oder Werte des
Schaltkreises von
3:
| Transistor 26 | BUL
1102E |
| Transistor 28 | BUL
1102E |
| Zenerdiode 30a | 68
V |
| Kondensator 30b | 0,22
uf |
| Diode 30c | UF4007 |
| Diode 30d | 32
V |
| Diode 30e | 1N5817 |
| Widerstand 30g | 150 Ω |
| Widerstand 30h | 150 Ω |
| Diode 30i | UF4007 Ω |
| Diode 32a | UF4007 Ω |
| Widerstand 32f | 150 |
| Widerstand 32g | 150 |
| Diode 32h | UF4007 |
| Zenerdiode 38a | 300
V |
| Zenerdiode 38b | 300
V |
| Zenerdiode 38c | 300
V |
| Widerstand 40 | 1.2
nf |
| Wicklungen 44 | 40
mh |
| Wicklungen 46 | 40
mh |
| Wicklungen 48 | 40
mh |
| Wicklungen 50 | 7
mh |
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Nochmals,
während
die vorliegende Anwendung bei einer Vielzahl von Schaltkreise und
Ausführungsformen
verwendet werden kann, ist einer dieser Verwendungen für ein Schnellanlaufprogramm
eines Vorschaltgerätes
in einer Familie von mit Strom versorgten elektronischen Vorschaltgeräten, beispielsweise
bei dem 4'T8 Design
von General Electric. Es wird außerdem in 2 gezeigt,
dass es keine Verwendung für
eine ungleichgewichtige BJT Steuerwicklung oder Scheinwiderstand
in dem steuernden Basissignal für
das BJT gibt.
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Obwohl
die vorliegenden Konzepte hauptsächlich
in Verbindung mit Leuchtstofflampen beschrieben werden, kann der
hier beschriebene Schaltkreis zur Steuerung jeglicher Arten von
Gasentladungslampen verwendet werden.