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Die
Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer
Lampe mit
- – Eingangsklemmen
zum Verbinden mit den Polen einer Speisespannungsquelle
- – einem
mit den Eingangsklemmen gekoppelten Schaltungsteil I zum Zünden der
Lampe und zum Erzeugen eines Lampenstroms aus einer von der Speisespannungsquelle
abgegebenen Speisespannung,
- – einem
mit dem Schaltungsteil I gekoppelten Schaltungsteil II zum Detektieren
des Vorhandenseins einer Lampe, die Folgendes umfasst
– einen
Schaltungsteil III zum Erzeugen eines durch die Elektrode der Lampe
fließenden
Stroms,
– einen
Schaltungsteil IV zum Detektieren des durch die Elektrode der Lampe
fließenden
Stroms.
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Eine
derartige Schaltungsanordnung ist bekannt. Der durch die Elektrode
fließende
Strom kann ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom sein. Der Schaltungsteil
III kann auf viele verschiedene Weisen realisiert werden. Beispielsweise
kann der Schaltungsteil III Mittel zum Verschaffen einer Gleichspannungsquelle
umfassen, aber er kann auch ein Schaltnetzteil, wie z.B. eine Brückenschaltung,
zum Liefern eines hochfrequenten Wechselstroms an die Elektroden
umfassen. Im letztgenannten Fall kann der Schaltungsteil III einen
Transformator umfassen, der mit Sekundärwicklungen ausgestattet ist,
die mit den Lampenelektroden gekoppelt sind. Der Schaltungsteil
II ermöglicht
es der Schaltungsanordnung, zu überprüfen, ob
tatsächlich
eine Lampe vorhanden ist, bevor Versuche zum Zünden der Lampe unternommen
werden. Falls der Schaltungsteil II detektiert, dass keine Lampe
vorhanden ist, wird keine Zündspannung
erzeugt. Dadurch wird einer Beschädigung von Bauteilen in der
Schaltungsanordnung infolge hoher Ströme und Spannungen vorgebeugt.
Gleichermaßen
detektiert der Schaltungsteil II in dem Fall, dass eine Lampe, die
brennt, von der Schaltungsanordnung getrennt wird oder die Elektrode
der Lampe gebrochen ist, ob eine neue Lampe mit der Schaltungsanordnung
verbunden ist oder wann die Lampe mit dem Elektrodendefekt durch
eine neue Lampe ersetzt wird. Um sicherzustellen, dass die neue
Lampe, die mit der Schaltungsanordnung verbunden wird, unmittelbar
detektiert und gezündet wird,
arbeitet der Schaltungsteil II ununterbrochen. Ein mit diesem kontinuierlichen
Betrieb zusammenhängender
Nachteil ist jedoch, dass der vom Schaltungsteil III erzeugte Strom
ununterbrochen Leistung abgibt. Eine weitere Anordnung ist aus US5952832 bekannt,
die eine Diagnoseschaltung zum Vorhersagen eines Lampendefekts durch Überwachen
von Glühfadenströmen offenbart.
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Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum
Betreiben einer Lampe zu schaffen, in der das Vorhandensein einer Lampe
jederzeit detektiert werden kann und in der die Detektion der Lampe
nur eine sehr begrenzte Menge an Leistung erfordert.
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Eine
Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist daher erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung darüber hinaus einen Schaltungsteil
V zum periodischen Aktivieren und Deaktivieren von Schaltungsteilen
III und IV umfasst.
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In
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist der Schaltungsteil III nicht die ganze Zeit in Betrieb, sondern
nur in einem zuvor bestimmten Bruchteil jeder Periode, in der der
Schaltungsteil III anschließend
aktiviert und deaktiviert wird. Daher wird die durch den vom Schaltungsteil
III erzeugten Strom bewirkte Menge an Verlustleistung erheblich verringert.
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Andererseits
wird die Verbindung mit einer neuen Lampe, nachdem eine Lampe von
der Schaltungsanordnung getrennt worden oder defekt geworden ist,
immer innerhalb der Dauer einer Periode detektiert, da die Schaltungsteile
III und IV in jeder Periode aktiviert werden. Eine gute Wahl der
Dauer einer Periode kann sicherstellen, dass eine neue Lampe in
einem so kurzen Zeitablauf detektiert und gezündet wird, dass ein Benutzer
kaum eine Verzögerung
bemerken wird.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsteil V Mittel zum
allmählichen
Erhöhen
der Amplitude des durch die Elektrode fließenden Stroms während eines
ersten Zeitintervalls, zum Aufrechterhalten der Amplitude des durch
die Elektrode fließenden
Stroms auf einem nahezu konstanten Wert während eines zweiten Zeitintervalls
und zum allmählichen
Absenken der Amplitude des durch die Elektrode fließenden Stroms während eines
dritten Zeitintervalls umfasst. Die allmähliche Zunahme und Abnahme
der Amplitude des vom Schaltungsteil III erzeugten Stroms verhindert Störungen und
unter manchen Bedingungen mechanische Geräusche.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsteil V mit Verzögerungsmitteln
ausgestattet ist, um den Schaltungsteil IV ein zuvor bestimmtes
Verzögerungszeitintervall
nach der Aktivierung von Schaltungsteil III zu aktivieren. Es hat
sich gezeigt, dass, je nach der Beschaffenheit des Schaltungsteils
III, der von dem Schaltungsteil III erzeugte Strom unmittelbar,
nachdem der Schaltungsteil III aktiviert worden ist, nicht immer
nur durch die Lampenelektrode fließt. Wenn es beispielsweise
parasitäre
Kapazitäten
gibt, wird ein Teil des Stroms durch diese parasitären Kapazitäten fließen, bis
sie geladen sind. Auch müssen, falls
der Schaltungsteil III ein Schaltnetzteil umfasst, das beispielsweise
magnetische Teile umfasst, diese magnetischen Teile bis zu einem
gewissen Grad gesättigt
sein, bevor das Schaltnetzteil einen Strom erzeugt, der tatsächlich durch
die Lampenelektrode fließt.
In diesen Fällen
sowie in dem Fall, dass die Amplitude des durch die Lampenelektrode
fließenden
Stroms allmählich
erhöht
wird, ist eine zuverlässige
Detektion eines solchen Stroms direkt, nachdem der Schaltungsteil
III aktiviert worden ist, nicht möglich. Bei der weiteren bevorzugten
Ausführungsform wird
dieses Problem gelöst,
indem dafür
gesorgt wird, dass der Schaltungsteil IV nur aktiviert und der durch
die Elektrode fließende
Strom nur detektiert wird, wenn das zuvor bestimmte Verzögerungszeitintervall
nach der Aktivierung des Schaltungsteils III verstrichen ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
mit einer daran angeschlossenen Lampe, und
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2 die
Form des durch eine Elektrode der Lampe fließenden Stroms als Funktion
der Zeit.
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In 1 sind
K1 und K2 Eingangsklemmen zum Verbinden mit den Polen einer Spannungsversorgungsquelle.
Die Eingangsklemmen K1 und K2 sind mit jeweiligen Eingängen des
Schaltungsteils I verbunden. Schaltungsteil I ist ein Schaltungsteil
zum Zünden
einer Lampe und zum Erzeugen eines Lampenstroms aus einer von der
Speisespannungsquelle gelieferten Speisespannung. Mit den Ausgangsklemmen
des Schaltungs teils I ist eine Lampe La verbunden. Die Lampe La
ist mit Elektroden E11 und E12 ausgestattet. III ist ein Schaltungsteil
zum Erzeugen eines durch eine Elektrode der Lampe La fließenden Stroms.
Eine erste Ausgangsklemme des Schaltungsteils III ist mit einem
ersten Ende von Elektrode E11 verbunden. Ein zweites Ende von Elektrode
E11 ist mit einem ersten Ende des ohmschen Widerstandes R verbunden.
Ein zweites Ende des ohmschen Widerstandes R ist mit einem zweiten
Ausgang des Schaltungsteils III verbunden.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Schaltungsteil
III eine Spannungsquelle zum Liefern einer Gleichspannung. Der von
dem Schaltungsteil III erzeugte, durch die Elektrode E11 fließende Strom
ist ein Gleichstrom. Es sei jedoch bemerkt, dass in alternativen
Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
der Schaltungsteil III ein Schaltnetzteil umfassen kann, wie z.B.
eine Brückenschaltung,
zum Liefern eines hochfrequenten Wechselstroms an die Elektroden. Im
letztgenannten Fall kann der Schaltungsteil III einen Transformator
enthalten, der mit Sekundärwicklungen
ausgestattet ist, die mit den Lampenelektroden gekoppelt sind. Ein
durch die Elektroden fließender
Strom kann in diesem Fall entweder auf der Primärseite oder auf der Sekundärseite des
Transformators detektiert werden.
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Das
erste Ende des Widerstandes R ist mit einer ersten Eingangsklemme
des Schaltungsteils Iva verbunden. Der Schaltungsteil IVa bildet
zusammen mit dem ohmschen Widerstand R einen Schaltungsteil IV zum
Detektieren eines durch die Elektrode der Lampe fließenden Stroms.
Schaltungsteil III und Schaltungsteil IV bilden zusammen einen Schaltungsteil
II zum Detektieren des Vorhandenseins einer Lampe. Das zweite Ende
des ohmschen Widerstandes R ist mit einer zweiten Eingangsklemme
des Schaltungsteils Iva verbunden. Schaltungsteil IVa ist mit Schaltungsteil
I gekoppelt. Diese Kopplung ist mit Hilfe einer gepunkteten Linie
angedeutet. Schaltungsteil V ist ein Schaltungsteil zum periodischen Aktivieren
und Deaktivieren von Schaltungsteilen III und IV. Eine erste Ausgangsklemme
des Schaltungsteils V ist mit einer Eingangsklemme des Schaltungsteils
III verbunden. Eine zweite Ausgangsklemme des Schaltungsteils V
ist mit einer Eingangsklemme des Schaltungsteils Iva verbunden.
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Die
Funktionsweise der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung
ist folgendermaßen.
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Wenn
die Eingangsklemmen K1 und K2 mit den Polen einer Speisespannungsquelle
verbunden werden, zündet
der Schaltungsteil I die daran angeschlossene Lampe, sofern die
Lampe nicht defekt ist, und erzeugt danach während des stationären Betriebs einen
durch die Lampe fließenden
Lampenstrom. Schaltungsteil III erzeugt einen Strom durch die Elektrode
E11, der den in 2 dargestellte Form hat. In 2 ist
die Zeit in willkürlichen
Einheiten entlang der horizontalen Achse und der Strom in willkürlichen
Einheiten entlang der vertikalen Achse aufgetragen. Es ist zu erkennen,
dass während
eines ersten Zeitintervalls Dt1 der Schaltungsteil III aktiviert
ist und die Amplitude des durch die Elektrode fließenden Stroms
allmählich
zunimmt. Während
eines zweiten Zeitintervalls Dt2 wird die Amplitude des durch die Elektrode
fließenden
Stroms auf einem nahezu konstanten Niveau gehalten. Nur während dieses
zweiten Zeitintervalls wird der Schaltungsteil IV aktiviert. Da
der Strom seine maximale Amplitude hat, ist zuverlässige Detektion
während
dieses zweiten Zeitintervalls möglich.
Während
eines dritten Zeitintervalls Dt3 nimmt die Amplitude des durch die
Elektrode fließenden
Stroms allmählich
ab. Während
eines vierten Zeitintervalls Dt4 wird der Schaltungsteil III deaktiviert
und der durch die Elektrode fließende Strom ist gleich null.
Nach Ablauf des vierten Zeitintervalls beginnt das erste Zeitintervall
erneut.
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Bei
einer praktischen Ausführungsform
der Erfindung wurde die Dauer einer einzigen Periode (die die Summe
aus dem ersten, zweiten, dritten und vierten Zeitintervall ist)
zu 2 Sekunden gewählt,
während
die Summe aus dem ersten, zweiten und dritten Zeitintervall zu 10
ms gewählt
wurde. Dadurch wurde die durch den Schaltungsteil III verursachte
Verlustleistung im Vergleich zu einer Situation, in der ein Strom
mit einer Amplitude gleich der maximalen Amplitude des in 3 dargestellten Stroms ununterbrochen
durch die Elektrode fließt,
um mehr als 200 mal reduziert.
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Falls
die Lampe von den Ausgangsklemmen des Schaltungsteils I getrennt
wird, wird die Elektrode E11 entfernt, sodass der Strompfad zwischen
den Ausgangsklemmen des Schaltungsteils III unterbrochen wird. Da
kein Strom durch ihn hindurchfließt, wird die Spannung am ohmschen
Widerstand R zu null, was von dem Schaltungsteil Iva detektiert
wird. Über
die Kopplung zwischen Schaltungsteil IVa und Schaltungsteil I beugt
der Schaltungsteil IVa dem Erzeugen einer Zündspannung durch den Schaltungsteil
I vor. Wenn eine neue Lampe an die Schaltungsanordnung angeschlossen
worden ist, wird ihr Vorhandensein innerhalb einer Periode detektiert
werden. Über
die Kopplung zwischen dem Schaltungsteil IVa und Schaltungsteil
I befähigt
diese Detektion den Schaltungsteil I, diese neue Lampe zu zünden und
zu betreiben.
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Inschrift der Zeichnung:
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