DE69500324T2

DE69500324T2 - Elektronische Startschaltung für eine Leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE69500324T2
Application number: DE69500324T
Authority: DE
Inventors: Marco Bildgen
Original assignee: SGS Thomson Microelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: JPH08213175A; US5616992A; FR2726426A1; JP2951578B2; EP0710052A1; EP0710052B1; FR2726426B1; DE69500324D1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Starter für eine Leuchtstofflampe.
Das elektrische Verhalten von Leuchtstofflampen, die unter Druck stehende Gase (Neon, Argon) enthalten, ist ähnlich dem einer Zenerdiode im Lawinendurchbruch, mit einem Widerstand im Gas, der nach dem Durchbruch sehr klein und negativ wird.
Ein Starter wird benötigt, um das Durchschlagen des Gases in der Lampe zu erreichen: es geht darum, eine Überspannung an den Klemmen der Lampe zu erzeugen, um das Gas zu ionisieren. Üblicherweise werden hierzu eine Induktivität und eine Vorrichtung zum Kurzschließen der Lampe und Erzeugen eines Stromflusses verwendet. Wenn die Vorrichtung geöffnet wird, wandelt sich die in der Induktivität gespeicherte Energie in eine Überspannung um, welche zum Durchschlagen des Gases führt.
Bevorzugt werden auch die Glühdrähte der Lampe vorgewärmt, um sie auf eine Temperatur zu bringen, bei der sie leicht Elektronen emittieren.
In der Praxis ist die Kurzschlußdauer entsprechend der Kategorie der betrachteten Lampe genormt. Beispielsweise beträgt sie für Niederdruck-Leuchtstofflampen etwa 1,5 Sekunden. Diese Normierung ermöglicht es, eine Lampe eines bestimmten Herstellers mit einem Starter eines anderen Herstellers zu verwenden.
Ein häufig verwendeter Startertyp ist ein Bimetallstreifen (mit einem parallelen Entstörkondensator). Diese preiswerte elektromechanische Vorrichtung ermöglicht es, einen Kurzschluß während der notwendigen, hinreichend langen Vorwärmdauer (1,5 Sekunden) aufrecht zu erhalten und dann den Kurzschluß aufzuheben, um das Gas zu zünden.
Jedoch schaltet sich die Lampe nicht immer ein. Solange sie nicht eingeschaltet ist (d.h., solange das Durchschlagen nicht stattgefiinden hat), arbeitet der Bimetallstreifen: es tritt dann ein permanentes, besonders störendes Blinken der Lampe auf. Daruber hinaus kann der Bimetallstreifen beschädigt werden. Schließlich öffnet der Bimetalistreifen bei irgendeinem Strom. Er kann infolgedessen in einem Augenblick öffnen, in dem der Strom nahezu gleich null ist: die Energie ist dann zu klein, um wirksam zu sein; oder in einem Augenblick öffnen, in dem der Strom sehr stark ist: dann kann die Lampe selbst beschädigt werden.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde versucht, elektronische Schaltungen einzusetzen, bei welchen vorwiegend ein Triac oder ein Thyristor als Leistungsvorrichtung und ein Zähler zum Begrenzen der Anzahl der Einschaltversuche der Lampe verwendet werden.
Diese Schaltungen verbrauchen viel Strom, weshalb sie eine sehr große Kapazität des Kondensators, der während der gesamten Kurzschlußdauer die zur Steuerung der elektronischen Leistungsvorrichtung (Triac) und für den Zählvorgang erforderliche Logikspannung aufrecht erhält, erfordern.
Darüber hinaus müssen diese Schaltungen die Kurzschlußdauer messen, um im Anschluß daran das Einschalten der elektronischen Leistungsvorrichtung auszulösen. Nun ist diese Vorwärmdauer verhältnismäßig lang. Beispielhaft wurde angegeben, daß sie einen normierten Wert von 1,5 Sekunden (Niederdruck-Leuchtstofflampe) hat. Es sollte keine langsame RC-Schaltung zum Messen einer derart langen Zeit eingesetzt werden, insbesondere aufgrund der Notwendigkeit in diesem Fall, einen höheren Widerstand (beispielsweise 1 Megaohm) zu verwenden, der die Rausch-Unempfindllichkeit verringert (hohe Eingangsimpedanz).
Bevorzugt wird eine ausreichend schnelle RC-Schaltung eingesetzt, der ein Zähler großer Kapazität zum Messen der gewünschten Dauer nachgeschaltet ist.
Diese elektronischen Schaltungen sind jedoch große Stromverbraucher und erfordern in der Praxis einen Kondensator zum Halten der Logikspannung großer Kapazität, etwa 100 bis 1000 Mikrofarad beispielsweise, und von elektrochemischer Bauart, der zudem diese Schaltungen aufgrund der beschränkten Lebensdauer dieser Kondensatoren anfällig macht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese verschiedenen Nachteile zu beseitigen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen elektronischen Starter einer Leuchtstofflampe, umfassend einen zu der Lampe parallelen und mit Hochspannung versorgten Leistungsschalter, eine Schaltung zum Steuern des Gates des Schalters, umfassend eine Schaltung zum Messen einer bestimmten Vorwärmzeit und eine Hilfsversorgungsschaltung parallel zu dem Schalter und umfassend einen Kondensator zum Bereitstellen einer Logikversorgungsspannung für die Gatesteuerschaltung an einer Klemme des Kondensators.
Erfindungsgemäß umfaßt die Schaltung zum Messen der Vorwärmzeit einen Vergleicher mit zwei Referenzspannungen, wobei eine erste Referenzspannung größer ist als eine zweite Referenzspannung, und wobei der Vergleicher einen Eingang aufweist, der mit der Klemme des Kondensators verbunden ist, und einen Ausgang, der mit einer Logikschaltung verbunden ist, um die erste Referenzspannung zum Zeitpunkt des Setzens unter hohe Spannung auf den Vergleicher zu schalten, und zum:
- Abgeben eines Vorwärmbeginn-Erfassungssignals bei Erfassung einer der ersten Referenzspannung entsprechenden Eingangsspannung, um das Schließen des Leistungsschalters auszulösen und die zweite Referenzspannung auf den Vergleicher zu schalten, und
- Abgeben eines Vorwärmende-Erfassungssignals bei Erfassung einer der zweiten Referenzspannung entsprechenden Eingangsspannung, um das Öffnen des Leistungsschalters auszulösen.
Vorteilhaft umfaßt die Gatesteuerschaltung ferner eine Vorwärmstrom-Meßschaltung, die bei Erfassung eines optimalen Vorwärmstroms in der Lampe und nach Empfang des Vorwärmende-Erfassungssignals ein Signal abgibt, welches das Öffnen des Schalters auslöst.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt die Gatesteuerschaltung zum Verringern der Stromaufhahme während der Messung der Vorwärmzeit eine Torschaltung, die zwischen der Logikversorgungsspannung und der Strommeßschaltung angeordnet ist und durch die Logikschaltung gesteuert wird, um die Strommeßschaltung bei Erfassung der ersten Referenzspannung spannungslos zu machen und um diese bei Erfassung der zweiten Referenzspannung unter Spannung zu setzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachfolgenden beispielhaften und nicht beschränkenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 eine erste Variante einer schematischen Darstellung eines bei einer Leuchtstofflampe angewandten, elektronischen Starters gemäß der Erfindung ist,
Fig. 2 eine zweite Variante einer schematischen Darstellung eines elektronischen Starters gemäß der Erfindung ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Gatesteuerschaltung mit einer Stromerzeugungsschaltung gemäß der Erfindung ist, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer bei der Erfindung verwendeten Strommeßschaltung ist.
Fig. 1 stellt eine erste Variante eines elektronischen Starters für eine Leuchtstofflampe 1 gemäß der Erfindung dar. Der Starter ist zwischen einer Klemme ei eines ersten Glühdrahts f1 der Lampe und einer Klemme e2 eines zweiten Glühdrahts 12 der Lampe verschaltet. Eine Induktivität 2 weist ein erstes Ende 11 auf, welches mit der anderen Klemme e1' des ersten Glühdrahts f1 verbunden ist. Die aus der Lampe und der Induktivität bestehende Anordnung wird mit hoher Wechselspannung versorgt, im Beispiel 220 V - 50 Hz, die zwischen dem anderen Ende 12 der Induktivität und der anderen Klemme e2' des zweiten Glühdrahts 12 der Lampe angelegt wird.
Der elektronische Starter umfaßt eine Leistungsvorrichtung 3 mit Steuerung des Gates G, eine Gatesteuerschaltung 5 und eine Hilfsversorgungsschaltung AUX.
Die Leistungsvorrichtung mit Gatesteuerung ist über eine Dioden-Gleichrichterstufe 4 zwischen den Klemmen e1, e2 der Lampe angeschlossen.
Die Leistungsvorrichtung mit Gatesteuerung kann beispielsweise aus einem MOS-Feldeffekt-Transistor bestehen, wie in Fig. 1 gezeigt (N-MOSFET), aus einem bipolaren Transistor mit isoliertem Gate, oder aus einem Thyristor mit gesteuertem Gate... Im folgenden wird sie allgemein als Leistungsschalter bezeichnet. Dieser ist, analog zu einem Kurzschluß, geschlossen, wenn er Strom passieren läßt, oder offen, um das Durchschlagen des Gases in der Lampe zu ermöglichen.
Das Gate G des Leistungsschalters wird durch die Gatesteuerschaltung 5 spannungsgesteuert, um es, gleichbedeutend mit einem Kurzschluß, während einer vorbestimmten Vorwärmdauer der Lampe leitend zu machen, und dann geöffhet, um das Einschalten zu ermöglichen.
Eine Hilfsversorgungsschaltung AUX ist parallel zu dem Leistungsschalter verschaltet, um die von der Gatesteuerschaltung 5 benötigte Logikspannung Vdd bereitzustellen und diese Spannung aufrecht zu erhalten, solange der Leistungsschalter, gleichbedeutend mit einem Kurzschluß, geschlossen ist. Sie umfaßt einen Kondensator C an einer Klemme, aus welchem sie die von der Steuerschaltung benötigte Logikversorgungsspannung Vdd bereitstellt. Im einzelnen umfaßt die Hilfsversorgungsschaltung einen Widerstand R, der zwischen der hohen Spannung und der Klemme c1 des die Spannung Vdd zuführenden Kondensators verschaltet ist, wobei die andere Klemme c2 des Kondensators mit der Masse verbunden ist. Eine Diode D1, deren Anode mit der hohen Spannung und deren Kathode mit dem Widerstand verbunden sind, ermöglicht, die Entladung des Kondensators C über den Leistungsschalter zu verhindern, wenn der letztgenannte geschlossen (leitend) ist.
Erfindungsgemäß umfaßt die Gatesteuerschaltung 5 eine Schaltung zum Messen einer vorbestimmten Vorwärmzeit, während der der Leistungsschalter 3, gleichbedeutend mit einem Kurzschluß, geschlossen (leitend) sein muß.
Die Schaltung zum Messen der Vorwärmzeit umfaßt einen Vergleicher 8 mit zwei Referenzspannungen V1, V2 und eine Logikschaltung 9. Dieser Vergleicher empfängt am Eingang die Logikversorgungsspannung Vdd, die durch die Hilfsversorgungsschaltung an der Klemme c1 des Kondensators bereitgestellt wird. Der Vergleicher vergleicht diese Eingangsspannung Vdd mit der Referenzspannung V1 oder V2, die durch einen durch die Logikschaltung 9 gesteuerten Schalter 10 angelegt wird. Die Spannung V2 ist kleiner als die Spannung V1. Ihrer beider Werte liegen zwischen der durch die Hiifsversorgungsschaltung bereitgestellten maximalen Logikspannung und einer minimalen Spannung, bei der die Elektronik der Steuerschaltung noch fünktionieren kann, beispielsweise zwischen 15 und 3,5 Volt.
Die Logikschaltung 9 gibt ein Vorwärmbeginn-Erfassungssignal s1 ab, wenn durch den Vergleicher eine Eingangsspannung Vdd größer oder gleich der ersten Referenzspannung V1 erfaßt wird. Sie gibt ein Vorwärmende-Erfassungssignal s2 ab, wenn der Vergleicher eine Logikspannung Vdd erfaßt, die kleiner oder gleich der zweiten Referenzspannung V2 geworden ist. Sie steuert anschließend (s3) die Umschaltung der Referenzspannung V1 oder V2 an einem Referenzspannungsknoten v des Vergleichers 8.
Die Signale s1 und s2 werden einer Schaltung zur Spannungssteuerung (COM) des Gates G des Leistungsschalters zugeführt. In Abhängigkeit von den Signalen s1 und s2 legt diese eine geeignete Spannung VG an das Gate G an, um den Schalter bei Erfassung des Vorwärmbeginns (s1) zu schließen oder ihn bei Erfassung des Vorwärmendes (s2) zu öffnen.
Das Signal s3 wird einem Schalter 10 zugeführt, um die Spannung V1 oder die Spannung V2 auf einen Referenzknoten des Vergleichers 8 zu schalten.
In dem dargestellten Beispiel, in dem der Leistungsschalter ein N-MOSFET-Transistor ist, wird eine positive Logikspannung am Gate G benötigt, um den Schalter zu schließen (Transistor leitend), und eine Logikspannung mit dem Wert null, um den Schalter zu öffnen (Transistor gesperrt). In diesem Beispiel umfaßt daher die Schaltung zur Spannungssteuerung vorteilhaft eine Diode 6 zum Schalten der positiven Logikspannung auf das Gate G. Das Vorwärmbeginn-Erfassungssignal s1 wird dann an die Anode der Diode 6 geführt, wobei die Kathode der Diode mit dem Gate G des Leistungsschalters verbunden ist. Die Steuerschaltung umfaßt auch einen Transistor 7 zum Festlegen des Gates an die Masse. Das Vorwärmende-Erfassungssignal s2 wird an das Gate des Transistors 7 geführt, dessen eine Elektrode mit dem Gate G des Leistungsschalters und dessen andere Elektrode mit der Masse verbunden ist. Im Beispiel ist der Transistor 7 ein bipolarer NPN-Transistor, der bei einer positiven Gatespannung leitend ist und bei einer Gatespannung null sperrt.
In einer in Fig. 2 dargestellten Weiterentwicklung ist vorteilhaft eine Schaltung 11 zum Messen des Vorwärmstroms der Lampe vorgesehen, um bei einem optimalen Stromwert nach der Erfassung des Endes des Vorwärmvorgangs das Öffnen des Leistungsschalters zu steuern (s2').
Die Messung des Stroms ermöglicht, den geeigneten Moment zum Autheben des Kurzschlusses zu ermitteln, nachdem die notwendige Vorwärmdauer verstrichen ist. Es geht darum, einen optimalen Strom zum Einschalten der Lampe zur Verfügung zu haben: nicht zu klein, um eine ausreichende Überspannung zu haben, und nicht zu groß, um die Lampe nicht zu beschädigen.
Bevorzugt wird eine Torschaltung 12 zwischen der Logikversorgungsspannung Vdd und der Strommeßschaltung 11 angeordnet. Sie wird durch das Vorwärrnende-Erfassungssignal s2 gesteuert um die Strommeßschaltung 11 während der Vorwärrndauer spannungslos zu machen, und um sie nach Ablauf der Vorwärmdauer unter Spannung zu setzen, um das Öffnen des Schalters auszulösen, wenn ein optimaler Vorwärmstrom in dem Leistungsschalter fließt (Signal s2').
Eine Stromableitschaltung 13 ist dann zwischen dem Leistungsschalter 3 und der Masse vorgesehen, um einen kleinen Strom Ip zur Strommeßschaltung 11 hin abzuleiten.
Die Strommeßschaltung 11 umfaßt, wie in Fig. 4 dargestellt, einen Stromverstärker 14, dem ein Vergleicher 15 nachgeschaltet ist zum Vergleichen mit einem Referenzstrom oder einer Referenzleistung (ref) entsprechend einem optimalen Vorwärmstrom zum Einschalten der Lampe. Es tritt jedoch ein Problem bei der Messung des Vorwärmstroms auf, da bei irgendeinem Wert des Vorwärmstroms unter Spannung gesetzt wird. Falls die Strommeßschaltung in einem Moment unter Spannung gesetzt wird, in dem der Strom ansteigt und größer als der Referenzwert ist, wird der Vergleicher 15 bei einem zu hohen Vorwärmstrom kippen. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist der Vergleicher 15 ein Fensterkomparator derart, daß er nur bei dem Durchgang durch den Referenzwert ref mit einer negativen Steigung kippt. Er könnte auch ein Vergleicher sein mit einem ersten Vergleich mit null: auf diese Art und Weise wird gewährleistet, daß nicht bei einem zu starken Stromwert gekippt wird.
Die Gatesteuerschaltung 5 umfaßt bevorzugt einen Zähler 16 für die Anzahl der Einschaltversuche der Lampe (Fig. 1 und 2). Ein Befehl zum Inkrementieren (oder zum Dekrementieren) wird durch die Logikschaltung 9 bereitgestellt. Im Beispiel wird hierzu das Vorwärmbeginn-Erfassungssignal s1 verwendet, jedoch könnte ebenso das Vorwärmende- Erfassungssignal s2 verwendet werden.
Dieser Zähler liefert ein Sperrsignal inh zum Abschalten des Starters, wenn die Lampe nach einer vorgesehenen Anzahl von Versuchen noch immer nicht eingeschaltet ist. Im Beispiel wird dieses Signal inh der Logikschaltung 9 zugeführt.
Nachstehend wird nun das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Starters unter Bezugnahme auf Fig. 2 erklärt.
Bei Anlegen einer hohen Spannung steuert die Logikschaltung 9 den Schalter 10, um die erste Referenzspannung V1, die beispielsweise gleich 15 Volt ist, auf den Vergleicher zu legen. Der Ausgang sv des Vergleichers liegt auf null.
Die Erfassung einer Logikspannung Vdd, die größer oder gleich V1 wird, durch den Vergleicher liefert den Anfangspunkt der Vorwärmphase der Lampe: der Ausgang sv des Vergleichers wechselt auf 1.
Die Logikschaltung 9 generiert dann das Vorwärmbeginn-Erfassungssignal s1, um das Schließen des Leistungsschalters auszulösen, und schaltet die zweite Referenzspannung V2 auf den Vergleicher. Der Zähler 16 wird inkrementiert (oder um eine Einheit dekrementiert).
Wenn das Signal s1 an die Anode der Diode 6 angelegt ist, schaltet diese dann den entsprechenden Logikpegel (15 Volt in diesem Moment) auf das Gate G des Leistungsschalters 3. Es fließt dann ein Vorwärmstrom Ip in dem Leistungsschalter 3. Die Spannung an den Klemmen des Leistungsschalters fällt auf praktisch null.
Die Logikspannung Vdd wird durch die Hilfsversorgungsschaltung aufrecht erhalten, aber die Kapazität C entlädt sich nach und nach durch die Stromaufhahme der Gatesteuerschaltung 5. Der Vergleicher 8 wird daher den Übergang auf die kleinere Spannung V2 erfassen.
Da die Stromaufhahme der Gatesteuerschaltung vollkommen bekannt ist, ist auch die Zeit, am Ende derer die Spannung Vdd von der Spannung V1 auf die Spannung V2 fallen wird, vollkommen bekannt: sie hängt von der Kapazität des Kondensators, der Stromaufhahme und dem Spannungshub (V2 - V1) ab.
Demzufolge verwendet erfindungsgemäß die Gatesteuerschaltung 5 ihren eigenen Verbrauch zum präzisen Messen der Vorwärmdauer. Und der Kondensator C der Hilfsversorgungsschaltung dient gleichzeitig zum Aufrechterhalten der Logikspannung und zum Messen der erforderlichen Vorwärmdauer.
Wenn der Spannungsvergleicher 8 eine Logikspannung Vdd erfaßt, die der zweiten Referenzspannung V2 entspricht, aktiviert die Logikschaltung 9 das Vorwärmende-Erfassungssignal s2, um die Schaltung 11 zum Messen des Vorwärmstroms wieder unter Spannung zu setzen. Diese letztgenannte kann dann die Sperrung des Leistungsschalters bei einem optimalen Wert des Vorwärmstroms Ip der Lampe auslösen (s2').
Die Logikschaltung kann anschließend von neuem die erste Referenzspannung V1 für eine neue Vorwärmphase aufschalten.
Da bevorzugt ein kleiner Kondensator verwendet werden soll, muß der Stromverbrauch so klein wie möglich sein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Logikversorgung der während der Messung der Vorwärmzeit nicht zweckdienlichen Schaltungen unterbrochen wird.
In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel wird folglich die Versorgung der Strommeßschaltung 11 unterbrochen, welche sehr viel Strom verbraucht (Verstärker) und die erst dann zweckdienlich ist, wenn die Vorwärmdauer verstrichen ist. Die Unterbrechung der Versorgung wird mittels der Torschaltung 12 realisiert, die durch das von der Logikschaltung 9 abgegebene Vorwärmende-Erfassungssignal s2 gesteuert wird.
Demgegenüber wird der Zähler 16 weiter versorgt, um seine Information nicht zu verlieren.
In der Praxis reicht es dann aus, bei der Herstellung den Strom zu messen, der in der Gatesteuerschaltung, wie sie während der Meßperiode verwendet wird, verbraucht wird, um den Wert des Kondensators C und den Wert der Referenzspannungen V1 und V2 zu ermitteln, um die Vorwärmdauer messen zu können. Falls die Strommeßschaltung eingesetzt wird, muß auch der Stromverbrauch dieser letztgenannten, die nach der Erfassung des Vorwärmendes unter Spannung gesetzt wird, berücksichtigt werden, wobei bekannt ist, daß die Erfassung des optimalen Stroms höchstens 1 bis 2 Stromwechsel erfordert.
Die Verwendung der Diode 6 zum Aufschalten der positiven Spannung auf das Gate des Leistungsschalters, um diesen leitend zu machen, ist besonders vorteilhaft, da diese Gatespannung dann unabhängig vom anschließenden Pegel der Logikversorgungsspannung Vdd aufrechterhalten wird. Es kann dann ein großer Spannungshub der Logikversorgungsspannung genutzt werden. Man ist nur durch die herkömmliche Logik der Steuerschaltung beschränkt (und nicht durch die minimale Gatespannung, die erforderlich ist, um den Schalter geschlossen zu halten).
Der erfindungsgemäße Starter ermöglicht somit, einen kleinen Stromverbrauch, der in der Größenordnung eines Mikroampere liegt, und einen großen Spannungshub (beispielsweise 10 Volt), der die Verwendung eines kleinen Kondensators mit einer Kapazität von etwa einem Mikrofarad erlaubt, zu erzielen.
In einer in Fig. 3 dargestellten Weiterentwicklung umfaßt die Gatesteuerschaltung 5 einen Stromgenerator mit Stromspiegeln. Auf diese Art und Weise wird jeder Stromzweig der Gatesteuerschaltung mit einem Strom beaufschlagt. Es besteht keine Notwendigkeit mehr, den Strom am Ende der Herstellung zu messen, um die Referenzwerte (Referenzspannungen, Kapazität) festzulegen. In dynamischer Funktionsweise wird der Strom aufgeschaltet und die Vorwärmzeit auf sehr verläßliche Art und Weise gemessen.
Der Stromgenerator umfaßt einen Referenzzweig 17 mit einem Referenzladeelement 18 (Widerstand), einem in Diodenschaltung angeordneten Transistor 19, in der sein Drain- Bereich mit seinem Gate verbunden ist, und mit Transistoren desselben Typs (20 bis 23), bei welchen immer das Gate durch das Gate des Transistors des Referenzzweigs gesteuert wird: der jeweilige Strom in jedem Transistor ist im geometrischen Verhältnis der angrenzenden Transistoren identisch zu dem in Referenzzweig aufgeschalteten Strom.
Im Beispiel wird auf diese Art und Weise die Schaltung zum Messen des Vorwärmstroms mit einem Referenzstrom beaufschlagt, welches auch sehr nützlich für eine besonders verlaßliche Messung des Vorwärmstroms sein kann.
Um zu vermeiden, daß der Starter weiterarbeitet, nachdem die Lampe eingeschaltet ist, ist schließlich bevorzugt eine Zener-Diode D2 zwischen der hohen Spannung und der Hilfsversorgungsschaltung AUX vorgesehen (Fig. 2), mit einer erhöhten Zener-Schwelle, um eine Nullspannung an den Klemmen der Hilfsversorgungsschaltung herbeizuführen, wenn die Lampe eingeschaltet ist.
Für eine mit 220 Volt versorgte Lampe, an deren Klemmen im eingeschalteten Zustand 100 Volt anliegen, reicht beispielsweise eine Zener-Schwelle von 120 Volt aus.
Andere Unterbrechungsvorrichtungen sind möglich. Es kann folglich eine Schaltung zum Lesen der Spannung an den Klemmen des Leistungsschalters vorgesehen werden, um die Logikschaltung 9 zu sperren.
Schließlich ermöglicht der Zähler selbst, wie bereits gezeigt wurde, den Starter anzuhalten.
Der Schalter 10 für die Spannungen V1, V2 am Spannungsreferenzknoten v des Vergleichers 8 umfaßt in einem Beispiel (Fig. 2) einen N-MOS-Transistor 24, der zwischen der Referenzspannung V2 und dem Referenzknoten v verschaltet ist und durch das bei Erfassung einer Eingangsspannung größer oder gleich V1 durch den Vergleicher 8 von der Logikschaltung 9 abgegebene Signal s3 an seinem Gate in den leitenden Zustand gesteuert wird. Die Referenzspannung V1 liegt direkt an dem Referenzknoten v an. Demzufolge wird dann, wenn der Transistor 24 gesperrt ist, die Spannung V1 angelegt. Wenn der Transistor 24 leitend ist, schaltet sich die gegenüber V1 kleinere Spannung V2 auf den Knoten v.
Die Logik der Schaltung 9 ist einfach und hängt von den für die verschiedenen von ihr gesteuerten Elemente gewählten Technologien ab. In dem insbesondere in Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Beispiel umfaßt die Schaltung 9 einen Leistungsschalter 3, der aus einem N-MOSFET-Transistor besteht. Sie umfaßt auch eine P-MOS-Transistor-Torschaltung 12 und einen Spannungsschalter 10 mit einem N-MOS-Transistor 24; die Signale s1, s2 und s3 sind eine Kopie des Ausgangssignals 5V des Vergleichers 8. Die Logikschaltung 9 umfaßt bevorzugt einen Sperrtransistor 25 zum Übertragen des Signals sv auf die Ausgänge s1, s2 und s3 der Logikschaltung. Dieser Sperrtransistor wird an seinem Gate durch das Sperrsignal inh des Zählers 16 oder einer nicht dargestellten Einschalt-Erfassungsschaltung gesteuert.
Wenn der Vergleicher 8 eine Eingangsspannung Vdd größer oder gleich V1 erfaßt, wechselt sein Ausgang sv auf 1. Falls der Sperrtransistor 25 leitend ist (freigegebener Einschaltversuch), folgen die Signale s1, s2 und s3 diesem Übergang: der entsprechende Logikspannungspegel wird durch die Diode 6 auf das Gate G des Leistungsschalters 3 geschaltet; die Torschaltung 12 wird gesperrt und macht somit die Strommeßschaltung 11 spannungslos; der Transistor 24 wird leitend, wodurch die Referenzspannung V2 auf den Knoten v des Vergleichers 8 geschaltet wird. Wenn der Vergleicher eine Eingangsspannung kleiner oder gieich V2 erfaßt, wechselt sein Ausgang sv auf 0: die Torschaltung 12 wird leitend gemacht, wodurch die Strommeßschaltung 11 unter Spannung gesetzt und der Transistor 24 gesperrt werden, welches von neuem die Referenzspannung V1 auf den Spannungsreferenzknoten des Vergleichers 8 schaltet.
Die Anordnung der Gatesteuerschaltung 5 kann leicht in Form einer integrierten elektronischen Schaltung realisiert werden; dies stellt entschieden einen Vorteil dar.
In einer Weiterentwicklung ist in dem Fall, in dem die Steuerschaltung einen Generator mit Stromspiegeln umfaßt, wie in Fig. 3 gezeigt, vorgesehen, daß der Referenzwiderstand 18 auf die Außenseite der integrierten Schaltung verlagert wird. Dies ermöglicht gegebenenfalls, diesen Wert je nach gewollter Vorwärmdauer sehr leicht einzustellen, und vor allen Dingen, hochpräzise Widerstande zu verwenden, was bei der integrierten Technik nicht möglich ist.
Der erfindungsgemäße elektronische Starter ermöglicht dadurch, daß sein Stromverbrauch während der Vorwärmperiode herangezogen wird, um eine präzise Zeitmessung auf der Grundlage seiner eigenen Verbrauchskennlinien (vor allem der Entladung des Kondensators) durchzuführen, eine besonders einfache und verläßliche Steuerung des Leistungsschalters.
Darüber hinaus ermöglicht er einen verringerten und kontrollierten Verbrauch sowie eine sehr viel kleinere Kapazität als diejenigen, die in den Schaltungen des Standes der Technik erforderlich sind.
Die Kapazität des Haltekondensators beträgt beispielsweise etwa ein Mikrofarad. Es müssen nicht länger elektrochemische Kondensatoren verwendet werden, wodurch die Lebensdauer dieser Starter verlängert werden kann.

Claims

1. Elektronischer Starter einer Leuchtstofflampe (1), umfassend einen zu der Lampe (1) parallelen und mit Hochspannung versorgten Leistungsschalter (3), eine Schaltung (5) zum Steuern des Gates des Schalters (3), umfassend eine Schaltung zum Messen einer bestimmten Vorwärmzeit und eine Hilfsversorgungsschaltung (AUX) parallel zu dem Schalter (3) und umfassend einen Kondensator (C) zum Bereitstellen einer Logikversorgungsspannung (Vdd) für die Gatesteuerschaltung (5) an einer Klemme (c1) des Kondensators (C), dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zum Messen der Vorwärmzeit einen Vergleicher (8) umfaßt zum Vergleichen der Spannung an der Klemme (c1) des Kondensators (C) mit einer ersten Referenzspannung, um ein Vorwärmbeginn-Erfassungssignal abzugeben, welches das Schließen des Leistungsschalters (3) auslöst, und zum Vergleichen der Spannung an der Klemme (c1) des Kondensators mit einer zweiten Referenzspannung, um ein Vorwärm-Endesignal abzugeben, welches das Öffnen des Leistungsschalters auslöst.

2. Elektronischer Starter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) ferner eine Vorwärmstrom-Meßschaltung (11) umfaßt, die bei Erfassung eines optimalen Vorwärmstroms in der Lampe und nach Empfang des Vorwärmende- Erfassungssignals (s2) ein Signal abgibt, welches das Öffnen des Schalters (s2') auslöst.

3. Elektronischer Starter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) eine Torschaltung (12) umfaßt, die zwischen der Logikversorgungsspannung (Vdd) und der Strommeßschaltung (11) angeordnet ist und durch die Logikschaltung (9) gesteuert wird, um die Strommeßschaltung bei Erfassung der ersten Referenzspannung (V1) spannungslos zu machen und um diese bei Erfassung der zweiten Referenzspannung (V2) unter Spannung zu setzen.

4. Elektronischer Starter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) eine Diode (6) umfaßt, deren Kathode mit dem Gate (G) des Leistungsschalters verbunden ist, und deren Anode das Vorwärmbeginn-Erfassungssignal (s1) empfängt, um eine positive Logikspannung auf das Gate (G) des Leistungsschalters zu schalten und dadurch dessen Schließen auszulösen.

5. Elektronischer Starter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) einen ersten Transistor (7) umfaßt, der zwischen dem Gate (G) des Leistungsschalters und der Masse verschaltet ist und an seinem Gate das von der Logikschaltung (9) abgegebene Vorwärmende-Erfassungssignal (s2) oder das von der Strommeßschaltung (11) abgegebene Öffnungsauslösesignal (s2') empfängt, um eine Nullspannung an das Gate (G) des Leistungsschalters anzulegen und dadurch dessen Öffnen auszulösen.

6. Elektronischer Starter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (11) zu Messen des Vorwärmstroms (Ip) der Lampe einen Verstärker (14) zum Verstärken eines abgeleiteten Stroms (Ip) und einen Vergleicher (15) zum Vergleichen mit einem Stromreferenzwert (ref) umfaßt.

7. Elektronischer Starter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (11) zum Messen des Vorwärmstroms (Ip) einen Verstärker (14) zum Verstärken eines abgeleiteten Stroms und einen Vergleicher (15) zum Vergleichen mit einem Leistungsreferenzwert (ref) umfaßt.

8. Elektronischer Starter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (15) zum Vergleichen mit einem Referenzwert ein Fensterkomparator ist, der so ausgebildet ist, daß er bei einem Durchgang durch den Referenzwert mit negativer Steigung kippt.

9. Elektronischer Starter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) eine Schaltung mit Stromspiegeln zum Erzeugen eines bestimmten Stroms umfaßt, mit einem Stromreferenzzweig, der einen Referenzwiderstand (18) enthält.

10. Elektronischer Starter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung (9) bei Erfassen einer der zweiten Referenz entsprechenden Eingangsspannung die erste Referenzspannung (V1) für eine neue Vorwärmphase erneut auf den Vergleicher (8) schaltet.

11. Elektronischer Starter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) ferner einen Zähler (16) umfaßt, der für jede neue Vorwärmphase eine Anweisung zum Erhöhen/Erniedrigen empfängt, um die Gatesteuerschaltung (5) am Ende einer bestimmten Zahl von Vorwärmanweisungen zu deaktivieren.

12. Elektronischer Starter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zenerdiode (D2) zwischen der Hochspannung und der Hilfsversorgungsschaltung angeordnet ist, um den Starter spannungslos zu machen, wenn die Lampe eingeschaltet ist.

13. Elektronischer Starter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) eine integrierte Schaltung ist.

14. Elektronischer Starter nach Anspruch 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatesteuerschaltung (5) in einer einzigen integrierten Schaltung realisiert ist, mit Ausnahme des Referenzwiderstands (18), der außerhalb angeordnet ist.