DE69618567T2

DE69618567T2 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE69618567T2
Application number: DE69618567T
Authority: DE
Inventors: J. Blankers
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1995-10-09
Filing date: 1996-10-01
Publication date: 2002-09-05
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: JPH10511220A; CA2207253A1; KR100429048B1; WO1997014275A1; KR987000795A; CN1110230C; DE69618567D1; ATE212174T1; TW440123U; EP0797906A1; EP0797906B1; CN1168220A; US6011361A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe, versehen mit
- Schaltmitteln, induktiven Mitteln und Gleichrichtmitteln, die zusammen einen Buck-Umrichter bilden, verbunden mit Eingangsklemmen zum Anschluss an eine Speisequelle und Ausgangsklemmen zum Anschluss der die Lampe umfassenden Mittel zum Speisen der Lampe mit einem Strom, indem die Schaltmittel mittels eines Steuersignals periodisch abwechselnd während einer Zeitdauer to" in einen leitenden und während einer Zeitdauer to~ einen nichtleitenden Zustand geschaltet werden, wobei der Buck-Umrichter im stabilen Lampenbetrieb in einer selbstschwingenden Betriebsart arbeitet,
- einer Steuerschaltung zum Generieren des Steuersignals, mit einem Abschnitt zum Generieren eines Einschaltsignals und einem Abschnitt zum Generieren eines Abschaltsignals.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist aus EP-A-0 401 931 = USP 5.068.572 bekannt. Die bekannte Schaltungsanordnung ist sehr gut zum Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe geeignet, die Teil einer Anlage für Projektionsfernsehen ist.
Der hier als Buck-Umrichter bezeichnete Typ Schaltnetzteil ist auch unter anderen Bezeichnungen bekannt, wie z. B. down converter (Tiefsetzsteller), step-down converter, inductor-coupled step-down eonverter, direct-down converter.
Obwohl in dem Buck-Umrichter die Eingangsklemmen und Ausgangsklemmen üblicherweise galvanisch verbunden sind, ist es gleichermaßen möglich, dass die Schaltung mit einer galvanischen Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen versehen ist, beispielsweise in Form eines Transformators.
Die Mittel, die die Lampe enthalten, umfassen in vielen praktischen Fällen eine Kommutatorschaltung, damit im Lampenbetrieb ein Strom mit periodisch wechselnder Polarität durch die Lampe fließt. Die die Lampe enthaltenden Mittel umfassen im Allgemeinen auch eine Zündschaltung zum Erzeugen eines Spannungsimpulses zum Zünden der Lampe. Sowohl die Kommutatorschaltung als auch die Zündschaltung werden im Allgemeinen ein Teil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sein. Die Kommutatormittel können in dem Fall, dass die Lampe im Gleichstrombetrieb arbeitet, entfallen.
Bei der bekannten Schaltungsanordnung arbeitet der Buck-Umrichter in einer selbstschwingenden Betriebsart, die durch die Tatsache gekennzeichnet wird, dass das Generieren des Steuersignals zum Schalten der Schaltmittel in den leitenden Zustand, d. h. des Einschaltsignals, in dem Augenblick initiiert wird, in dem der Strom durch die induktiven Mittel null geworden ist, woraufhin unmittelbar das Schalten erfolgt.
Es ist bei den bekannten Schaltungsanordnungen möglich, der angeschlossenen Lampe über einen verhältnismäßig weiten Strom- und Spannungsbereich eine nahezu konstante Leistung zuzuführen, sodass die Lampe einen im hohen Maße konstanten Lichtstrom erzeugt. Die selbstschwingende Betriebsart wird durch geringe Schaltverluste beim periodischen Schalten der Schaltmittel gekennzeichnet, insbesondere in dem Strom-Spannungsbereich, in dem der Lampenbetrieb stabil ist. Vorzugsweise ist der Tiefsetzsteller so dimensioniert, dass bei stabilem Lampenbetrieb das Schalten vom nichtleitenden in den leitenden Zustand mit einer Frequenz erfolgt, die oberhalb der Grenze für das menschliche Gehör liegt. Dies bedeutet, dass die Abmessungen der Selbstinduktionsmittel verhältnismäßig klein bleiben müssen. Schalten vom leitenden in den nichtleitenden Zustand erfolgt in der bekannten Schaltungsanordnung, wenn ein zu dem durch die induktiven Mittel fließenden Strom proportionales Signal gleich einem gesondert eingestellten Steuersignal wird. Eine Steuerung der an die Lampe abgegebenen Leistung ist möglich durch eine Steuerung des Stroms an den Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung, beispielsweise in Abhängigkeit von der Spannung an den Ausgangsklemmen.
Obwohl mit der bekannten Schaltungsanordnung eine geregelte Stromquelle von verhältnismäßig einfachem Aufbau realisiert worden ist, mit der auch die Verlustleistung in einer Last (der Lampe) geregelt werden kann, hat die bekannte Schaltungsanordnung eine Anzahl Nachteile.
Sowohl die Zeitdauer ta" als auch die Zeitdauer toff sind in der bekannten Schaltungsanordnung innerhalb eines Bereiches variabel, der nur einerseits durch den maximalen Strom durch die induktiven Mittel und andererseits durch die Abmessungen der induktiven Mittel und die Größe der Spannung an den Eingangs- und Ausgangsklemmen (Eingangs- und Ausgangsspannung) bestimmt wird. Obwohl dies im Fall eines stabilen Lampenbetriebs zu einem zuverlässigen und hinsichtlich des Wirkungsgrades optimalen Betrieb der Schaltungsanordnung führt, führt es bei abnormalen Betriebsbedingungen zu erheblichen Leistungsverlusten, was sogar dazu führen kann, dass die Schaltmittel defekt werden. Auch besteht die Möglichkeit, dass die Schaltfrequenz der Schaltmittel im hörbaren Bereich zu liegen kommt.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme zu verschaffen, mit der die genannten Nachteile beseitigt werden oder ihnen zumindest wesentlich entgegengewirkt wird.
Gemäß der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art hierzu dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung Mittel umfasst, mit denen eine feste Begrenzung der Zeitdauer toff definiert wird.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass ausschließlich durch eine Begrenzung der Zeitdauer toff den Nachteilen der bekannten Schaltungsanordnung entgegengewirkt werden kann. Einerseits kann durch Auferlegen der festen Begrenzung der Zeitdauer toff in Form einer maximalen Zeitdauer tmax erreicht werden, dass die Schaltfrequenz außerhalb des hörbaren Bereiches bleibt. Andererseits erwies sich die feste Begrenzung der Zeitdauer toff auf eine minimale Zeitdauer tmin äußerst geeignet zur Begrenzung von Schaltverlusten auf ein akzeptables Maß.
Ausgehend von der selbstschwingenden Betriebsart der Schaltungsanordnung kann die feste Begrenzung der Zeitdauer toff min Hilfe einer geeigneten Änderung der Abmessungen der induktiven Mittel realisiert werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Generieren des Einschaltsignals durch eine Kopplung des Steuersignals, wobei die Schaltmittel im nichtleitenden Zustand sind, mit dem Abschnitt der Steuerschaltung, die das Einschaltsignal generiert. Hierzu ist die Kopplung mit einer Verzögerungsschaltung versehen. Eine erste Verzögerungsschaltung dient zum Realisieren von tmin und hat eine verhältnismäßig kurze Verzögerungszeit. Eine zweite Verzögerungsschaltung dient zum Realisieren von tmax und hat eine verhältnismäßig lange Verzögerungszeit. Infolge der Verwendung des Steuersignals zum Generieren des Einschaltsignals kann der Aufbau verhältnismäßig einfach sein, weil die Mittel zum Begrenzen der Zeitdauer toff ausschließlich Teil der Steuerschaltung sind.
Allerdings wird diese Realisierung von tmin und tmax zu einem Betrieb der Schaltungsanordnung in einer erzwungen schwingenden Betriebsart führen, insbesondere einer diskontinuierlichen Betriebsart bzw. einer kontinuierlichen Betriebsart. Dies kann jedoch sehr günstig auf das Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe angewendet werden, insbesondere wenn die Lampe noch nicht gezündet hat und während des Anlaufens der Lampe, wobei Letzteres ein Zustand der Lampe ist, bei dem sich in der Lampe eine Bogenentladung entwickelt hat, aber der stabile Betriebszustand noch nicht erreicht worden ist. Große Abweichungen von toff vorn Wert, der bei stabilem Lampenbetrieb erhalten wird, treten insbesondere auf, wenn die Lampe noch nicht gezündet hat und während des Anlaufens der Lampe.
Folgendes kann als Erklärung dienen. Der Begriff "erzwungen schwingende Betriebsart" soll bei der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen im Zusammenhang mit dem Buck-Umrichter so verstanden werden, dass er auf solche Betriebsarten verweist, bei denen Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand nicht durch die Tatsache ausgelöst wird, dass der Strom durch die induktiven Mittel null wird.
Zwei Arten von erzwungen schwingenden Betriebsarten können unterschieden werden:
- kontinuierliche Betriebsart
diskontinuierliche Betriebsart.
In der kontinuierlichen Betriebsart fließt ein Strom kontinuierlich durch die induktiven Mittel, somit auch während des Schaltens der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand. Wenn die Schaltungsanordnung in der kontinuierlichen Betriebsart arbeitet, ist die Welligkeit in dem Strom durch die an die Ausgangsklemmen angeschlossene Last verhältnismäßig klein, und die Last kann mit einem verhältnismäßig starken Strom gespeist werden. Da die Schaltmittel unter diesen Umständen beim Schalten vom nichtleitenden in den leitenden Zustand einen verhältnismäßig starken Strom schalten, sind die Schaltverluste entsprechend hoch.
In der diskontinuierlichen Betriebsart der Schaltungsanordnung wird der durch die induktiven Mittel fließende Strom null, aber der Prozess des Schaltens der Schaltmittel vom nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand wird hierdurch nicht ausgelöst. Obwohl es möglich ist, dass der durch die induktiven Mittel fließende Strom in der darauffolgenden Zeitdauer bis zu dem Moment, in dem die Schaltmittel leitend gemacht werden, null bleibt, wird der Aufbau praktischer Realisierungen der Schaltungsanordnung häufig eine sekundäre Schaltung umfassen, von der die induktiven Mittel einen Teil darstellen und die als Abstimmkreis in der darauffolgenden Zeitdauer wirkt. Eine geeignete Wahl des Moments, zu dem Schalten in den leitenden Zustand erfolgt, nachdem die genannte darauffolgende Zeitdauer verstrichen ist, ermöglicht es, dieses Schalten mit niedrigen Schaltverlusten erfolgen zu lassen. Die Welligkeit in dem Strom durch den angeschlossenen Lastzweig kann verhältnismäßig groß sein, und die Spannung am Lastzweig kann verhältnismäßig hoch sein, wenn die Schaltungsanordnung in der diskontinuierlichen Betriebsart arbeitet.
Beim Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe können die folgenden Lampenzustände unterschieden werden:
- erloschene, nicht gezündete Lampe,
- Durchschlag in der Lampe, dem eine Glimmentladung folgt, und Übergang von Glimmentladung in Bogenentladung,
- Anlaufen der Lampe,
- stabiler Lampenbetrieb.
Im erloschenen, nicht gezündeten Zustand findet in der Lampe keine elektrische Leitung statt. Die Spannung an der Lampe ist gleich der an die Lampe angelegten externen Speisespannung.
Wenn an die Lampe ein Hochspannungsimpuls gelegt wird, Zündimpuls genannt, erfolgt in der Lampe ein Durchschlag, so dass elektrische Leitung in Form einer Glimmentladung in der Lampe auftritt, die ihrerseits bei genügender Stromzufuhr in eine Bogenentladung übergeht. Die an der Entladung anliegende Spannung (die Lampenspannung), und daher die Spannung an der Lampe, fällt infolge der durch den Durchschlag in der Lampe bewirkten Leitung abrupt auf einige wenige Volt ab.
Das Anlaufen der Lampe ist der Lampenzustand, in dem eine durch Zündung bewirkte Bogenentladung sich in den Zustand des stabilen Lampenbetriebs entwickelt. Die Spannung steigt beim Anlaufen allmählich an. Das Anlaufen geht anfangs mit einem starken Strom durch die Lampe einher, der mit ansteigender Bogenspannung allmählich abnimmt. Unter bestimmten Umständen ist es wünschenswert, die Stromstärke auf ein Maximum zu begrenzen und so die der Lampe zugeführte Leistung zu regeln und diese Leistung nur langsam ansteigen zu lassen, um eine Überlastung der Lampe zu verhindern.
Im stabilen Betriebszustand hat die Lampe eine stabile Lampenspannung, die mit der von der Lampe aufgenommenen Leistung und dem in der Lampe herrschenden thermodynamischen Gleichgewicht übereinstimmt.
Im erloschenen, nicht gezündeten Zustand der Lampe ist für ein schnelles und zuverlässiges Zünden der angeschlossenen Lampe eine verhältnismäßig hohe Spannung an den Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung günstig. Da die Lampe in diesem Zustand nichtleitend ist, ist das Auftreten einer starken Stromwelligkeit an den Ausgangsklemmen kein großer Nachteil. Der Betrieb der Schaltungsanordnung in der diskontinuierlichen Betriebsart ist daher für diesen Lampenzustand sehr geeignet.
Beim Anlaufen der Lampe ist es anfangs wichtig, die Lampe mit einem verhältnismäßig starken Strom zu speisen, damit die Lampe ihren stabilen Betriebszustand schnell und zuverlässig erreicht. Betreiben der Schaltungsanordnung in der kontinuierlichen Betriebsart ist hierzu zumindest in der Anfangsphase des Anlaufens sehr geeignet. Die in der kontinuierlichen Betriebsart auftretenden verhältnismäßig hohen Schaltverluste stellen hier keinen wesentlichen negativen Faktor dar, weil das Anlaufen der Hochdruck-Entladungslampe von begrenzter, verhältnismäßig kurzer Dauer ist.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist besonders zur Verwendung in einer Anlage für Projektionsfernsehen geeignet. Die Schaltungsanordnung kann auch vorteilhaft in einem Autoscheinwerfersystem verwendet werden. Beide Anwendungen beinhalten das Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe von sehr kompakter Form, die im stabilen Betriebszustand einen sehr konstanten Lichtstrom liefern soll und eine hohe Zündspannung hat. Nach dem Durchschlag ist es von größter Wichtigkeit, insbesondere für ein Autoscheinwerfersystem, dass sehr schnell Licht emittiert wird, und somit, dass das Hochlaufen zum stabilen Betriebszustand innerhalb einer kurzen Zeitdauer erfolgt.
Bei der Anwendung für Projektionsfernsehen wird bei der in der kontinuierlichen Betriebsart arbeitenden Schaltungsanordnung häufig eine Begrenzung des maximalen Stroms durch die induktiven Mittel vorgesehen, um eine Überlastung der Lampe zu verhindern.
Im Fall der ersten Verzögerungsschaltung umfasst die Kopplung bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Schaltungsanordnung ein UND-Gatter. Das UND- Gatter dient zur logischen Verknüpfung des verzögerten Steuersignals im nichtleitenden Zustand der Schaltmittel und eines in dem Steuerschaltungsabschnitt, der das Einschaltsignal generiert, generierten Signals. Durch die Verwendung des UND-Gatters wird der Wert von tmin in einfacher und effektiver Weise gewährleistet. Der Wert von tmin entspricht dann dem Verzögerungswert der ersten Verzögerungsschaltung.
In gleicher Weise umfasst im Fall der zweiten Verzögerungsschaltung die Kopplung ein ODER-Gatter zur logischen Verknüpfung des verzögerten Steuersignals im nichtleitenden Zustand der Schaltmittel und eines in dem Schaltungsabschnitt, der das Einschaltsignal generiert, generierten Signals. Dadurch wird der Wert von tmax gewährleistet, der dem Wert der Verzögerung der zweiten Verzögerungsschaltung entspricht.
Eine Verbindung zwischen einem Ausgang des UND-Gatters und einem Eingang des ODER-Gatters führt zu einer Verknüpfung, die sowohl tmin als auch tmax in sehr einfacher Weise gewährleistet.
Obige und weitere Aspekte der Erfindung werden anhand einer Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und
Fig. 2 eine Steuerschaltung der Schaltungsanordnung von Fig. I mehr im Detail.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe 7, die mit Schaltmitteln 1, induktiven Mitteln 2 und Gleichrichtmitteln 4 versehen ist, die zusammen einen Buck-Umrichter bilden. Der Buck-Umrichter ist auch mit kapazitiven Zwischenspeichermitteln 3 versehen. Der Buck-Umrichter ist mit Eingangsklemmen 5 zum Anschluss an eine Speisequelle und Ausgangsklemmen 6 zum Anschluss an die die Lampe 7 umfassenden Mittel 8 verbunden, um die Lampe mit einem Strom zu speisen, indem die Schaltmittel mit Hilfe eines Steuersignals periodisch geschaltet werden, wodurch sie abwechselnd für eine Zeitdauer ton in einem leitenden Zustand und für eine Zeitdauer toff einem nichtleitenden Zustand gehalten werden. Der Buck-Umrichter arbeitet im stabilen Lampenbetrieb in einer selbstschwingenden Betriebsart.
Die Schaltungsanordnung ist auch mit einer Steuerschaltung 10 zum Generieren des Steuersignals versehen, mit einem Abschnitt 11 zum Generieren eines Einschaltsignals und einem Abschnitt 12 zum Generieren eines Abschaltsignals. Das Bezugszeichen 20 gibt eine Verbindung zum Bewirken der selbstschwingenden Betriebsart an, wobei das Einschaltsignal initiiert wird, sobald der Strom durch die induktiven Mittei null geworden ist.
Eine Kopplung des Steuersignals mit dem Abschnitt der Steuerschaltung zum Generieren des Einschaltsignals ist mit 30 angedeutet.
Das Steuersignal, um die Schaltmittel für eine Zeitdauer ton in einem leitenden Zustand und für eine Zeitdauer toff in einem nichtleitenden Zustand zu halten, wird in einem Modulator 40 der Steuerschaltung 10 auf Basis des aus 11 stammenden Einschaltsignals bzw. des aus 12 stammenden Abschaltsignals gebildet.
Fig. 2 zeigt eine praktische Realisierung der Steuerschaltung 10 in einem detaillierteren Schema. Komponenten, die denen von Fig. 1 entsprechen, haben gleiche Bezugszeichen.
Der Abschnitt der Steuerschaltung zum Generieren des Einschaltsignals umfasst eine Spannungsteilerschaltung mit einer Wicklung 21. Die Wicklung 21 ist eine Sekundärwicklung, die Teil der induktiven Mittel 2 ist, wobei die magnetische Kopplung zwischen der Sekundärwicklung und einer Primärwicklung die Verbindung 20 bilden. Der Deutlichkeit halber ist in Fig. 2 nur die Sekundärwicklung 21 mit der magnetischen Kopplung 20 abgebildet. Die Spannungsteilerschaltung generiert ein Signal, das dem Modulator 40 über ein UND-Gatter 32 und ein ODER-Gatter 34 zugeführt wird. Ein Ausgang 320 des UND-Gatters 32 ist hierzu mit einem Eingang 340 des ODER-Gatters 34 versehen.
Das UND-Gatter 32 ist Teil der Kopplung 30 zwischen dem am Ausgang 0 des Modulators 40 anliegenden Steuersignal und dem Schaltungsabschnitt 11 zum Generieren des Einschaltsignals. Die Kopplung umfasst eine erste Verzögerungsschaltung 31 zum Realisieren von tmin, die mit dem UND-Gatter 32 verbunden ist. Die Verzögerungsschaltung ist in der dargestellten Ausführungsform mit einem Inverter versehen.
Das ODER-Gatter ist seinerseits mit einer zweiten Verzögerungsschaltung verbunden, die mit einem Inverter versehen ist und Teil der Kopplung 30 ist. Die zweite Verzögerungsschaltung dient zur Realisierung von tmax.
Der Steuerschaltungsabschnitt 12 umfasst einen Komparator 120 zum Vergleich einer zum Strom durch die induktiven Mittel 2 proportionalen Spannung VL mit einer Bezugsspannung Vreg. Durch Regelung der Größe von Vreg, beispielsweise auf Basis der Spannung an den Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung, ist es möglich, die von der Schaltungsanordnung gelieferte Leistung zu regeln. Ein Ausgang des Komparators ist mit dem Modulator 40 verbunden. Bei einer praktischen Realisierung der beschriebenen Schaltungsanordnung sind der Aufbau und der Betrieb des Schaltungsabschnitts 12 hinsichtlich der Generierung eines zur Größe des Stroms durch die induktiven Mittel proportionalen Signals in hohem Maße vergleichbar mit dem aus EP-A-0 401 931 bekannten Schaltungsabschnitt zum Generieren des Abschaltsignals.
Bei einer praktischen Realisierung der beschriebenen Ausführungsform der Schaltungsanordnung erfolgt beim Betrieb der Schaltungsanordnung in der selbstschwingenden Betriebsart das Generieren des Steuersignals zum Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand in ähnlicher Weise wie in der aus EP-A-0 401 931 bekannten Schaltungsanordnung.
Die in der beschriebenen praktischen Realisierung mit den Mitteln 31 erreichte minimale Zeitdauer von tmin ist 5 us. Die mit den Mitteln 33 erreichte maximale Dauer tmax beträgt 36 us.
Die praktische Realisierung der Schaltungsanordnung ist zum Anschluss an eine Speisequelle für 220 V, 50 Hz geeignet. Hierzu ist die Schaltungsanordnung zwischen den Eingangsklemmen und den Schaltmitteln mit einem nicht abgebildeten und an sich bekannten Schaltungsabschnitt zum Umformen der an die Eingangsklemmen angeschlossenen Wechselspannung in eine zum Betreiben der Schaltmittel geeignete Gleichspannung versehen.
Die praktische Realisierung der beschriebenen Schaltungsanordnung ist zum Betreiben einer Hochdruck-Halogenmetalldampflampe vom Typ UHP, Hersteller Philips, geeignet. Die Lampe hat eine Nennleistung von 100 W für eine Nennlampenspannung von 85 V und einen Lampenstrom von 1,2 A. Ein MOSFET, Typ IRF840, Hersteller International Rectifier, dient als Schaltmittel 1. Die induktiven Mittel 2 werden von einem Transformator mit einem Ferritkern, einer Primärwicklung mit 100 Windungen und einer Sekundärwicklung 21 mit 30 Windungen gebildet, der Teil des Abschnitts der Steuerschaltung 11 ist, die das Einschaltsignal generiert und als Spannungsquelle zum Generieren des Steuersignals zum Schalten der Schaltmittel in den leitenden Zustand dient. Die kapazitiven Zwischenspeichermittel haben einen Kapazitätswert von 0,82 uF. Die Gleichrichtmittel 4 werden von einer Diode vom Typ BYV29F500, Hersteller Philips, gebildet. Die Schaltungsanordnung kann dann an die Ausgangsklemmen über einen Bereich von 50 bis 110 V eine konstante Leistung liefern, wobei der Buck-Umrichter in der selbstschwingenden Betriebsart arbeitet.
Im erloschenen, nicht gezündeten Zustand der Lampe arbeitet die Schaltungsanordnung in der diskontinuierlichen Betriebsart. Die Spannung an den Ausgangsklemmen beträgt 160 V. Die Schaltungsanordnung ist mit einer Zündschaltung versehen, die Zündimpulse von 20 kV erzeugt, woraufhin die Lampe zündet.
Sobald der Lampenzustand erreicht worden ist, bei dem in der Lampe eine Bogenentladung vorliegt, fällt die Spannung an der Lampe auf 15 V ab, und damit auch die Spannung an den Ausgangsklemmen. Die Schaltungsanordnung wechselt dann abrupt von der diskontinuierlichen Betriebsart in die kontinuierliche Betriebsart. Der Lampe wird dann ein auf einen maximalen Wert von 2 A begrenzter Strom zugeführt. Beim Anlaufen der Lampe steigt die Lampenspannung allmählich an, und der durch die Lampe fließende Strom nimmt ab. Dies äußert sich in einem schnelleren Abfall des durch die induktiven Mittel fließenden Stroms während der Zeitdauern, in denen die Schaltmittel nichtleitend sind.
Der Betrieb der Schaltungsanordnung schaltet von der kontinuierlichen Betriebsart in die selbstschwingende Betriebsart, sobald im nichtleitenden Zustand der Schaltmittel der Strom durch die induktiven Mittel innerhalb von 36 us null wird. Die Schaltungsanordnung ist mit Mitteln versehen, um die den Ausgangsklemmen zugeführte Leistung auf einen konstanten Pegel zu regeln.
Bei der beschriebenen praktischen Realisierung entspricht dies einer Spannung an der Lampe und an den Ausgangsklemmen von 50 V. Anschließend setzt sich das Anlaufen der Lampe fort, bis die Lampenspannung den stabilen Pegel erreicht hat, und somit den Zustand des stabilen Lampenbetriebs. Mit Hilfe der Regelung auf konstante Leistung wird erreicht, dass die Lampe ihren stabilen Betriebszustand bei einer Nennlampenspannung von 85 V erreicht.
Wenn der stabile Lampenbetrieb bei der Nennlampenleistung erfolgt, beträgt die Zeitdauer, während der die Schaltmittel im nichtleitenden Zustand sind, ungefähr 18 us.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Hochdruck- Entladungslampe (7), versehen mit

- Schaltmitteln (1), induktiven Mitteln (2) und Gleichrichtmitteln (4), die zusammen einen Buck-Umrichter bilden, verbunden mit Eingangsklemmen (5) zum Anschluss an eine Speisequelle und Ausgangsklemmen (6) zum Anschluss der die Lampe (7) umfassenden Mittel (8) zum Speisen der Lampe mit einem Strom, indem die Schaltmittel mittels eines Steuersignals periodisch abwechselnd während einer Zeitdauer ton in einen leitenden und während einer Zeitdauer toff einen nichtleitenden Zustand geschaltet werden, wobei der Buck-Umrichter im stabilen Lampenbetrieb in einer selbstschwingenden Betriebsart arbeitet,

- einer Steuerschaltung (10) zum Generieren des Steuersignals, mit einem Abschnitt (11) zum Generieren eines Einschaltsignals und einem Abschnitt (12) zum Generieren eines Abschaltsignals, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung Mittel zur festen Begrenzung der Zeitdauer toff umfasst.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Begrenzung der Zeitdauer toff die Form einer minimalen Zeitdauer tmin hat.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Begrenzung der Zeitdauer toff die Form einer maximalen Zeitdauer tmßx hat.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kopplung (30) zwischen dem Steuersignal und dem Abschnitt der Schaltung zum Generieren des Einschaltsignals gibt, wenn die Schaltmittel (1) im nichtleitende Zustand sind.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Kopplung mit einer ersten Verzögerungsschaltung (31) versehen ist, um tmin zu realisieren.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung ein UND-Gatter (32) umfasst.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung mit einer zweiten Verzögerungsschaltung versehen ist, um tmax zu realisieren.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung ein ODER-Gatter (34) umfasst.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang (340) des ODER-Gatters (34) mit einem Ausgang (320) des UND-Gatters (32) verbunden ist.