DE69701938T2 - Vorschaltgerät für Gasentlastungslampe mit komplementären Wechselrichter-Schaltern - Google Patents

Vorschaltgerät für Gasentlastungslampe mit komplementären Wechselrichter-Schaltern

Info

Publication number
DE69701938T2
DE69701938T2 DE69701938T DE69701938T DE69701938T2 DE 69701938 T2 DE69701938 T2 DE 69701938T2 DE 69701938 T DE69701938 T DE 69701938T DE 69701938 T DE69701938 T DE 69701938T DE 69701938 T2 DE69701938 T2 DE 69701938T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
switches
nodes
node
energy
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69701938T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69701938D1 (de
Inventor
Louis Robert Nerone
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Application granted granted Critical
Publication of DE69701938D1 publication Critical patent/DE69701938D1/de
Publication of DE69701938T2 publication Critical patent/DE69701938T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
    • H05B41/282Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2825Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices by means of a bridge converter in the final stage
    • H05B41/2828Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices by means of a bridge converter in the final stage using control circuits for the switching elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorschaltanordnung für eine Gasentladungslampe, die einen Gleichspannungs/Wechselspannungs-Wandler (DC/AC-Wandler) zur Lieferung eines Wechselstrom an eine Lastschwingschaltung aufweist, und insbesondere auf eine derartige Vorschaltanordnung, die zwei komplementäre Schalter in dem DC/AC-Wandler verwendet.
  • Vorschaltanordnungen für Gasentladungslampen, die einen DC/AC-Wandler zur Lieferung eines Wechselstroms an eine Lastschwingschaltung enthalten, sind bekannt. Ein derartiger Wandler kann in US-S 430 638 gesehen werden. Üblicherweise enthalten derartige Schaltungen zwei nicht- komplementäre Schalter in dem DC/AC-Wandler. Beispielsweise ist es üblich, ein Paar identischer n-Kanal-Anreicherungs- MOSFETs als Schalter zu verwenden. Jeder dieser nicht- komplementären MOSFETs muss durch eine getrennte Gate- Source-(oder Steuer-) Spannung gesteuert werden. Dies erfordert eine Pegelverschiebung der Spannung, um ein einzelnes Steuersignal mit jeder der Gate-Source-Spannungen von jedem Paar der MOSFETs zu koppeln. Diese Pegelverschiebung kann durch einen Transformator oder durch übliche Bootstrapmitttel herbeigeführt werden. Die Transformatormethode arbeitet gut bei hohen Geschwindigkeiten, ist aber kostspielig und schwer zu steuern. Die Bootstrapmethode, die üblicherweise durch eine Integrierten Schaltung (IC) implementiert wird, hat ein gutes Steuervermögen, ist aber unfähig, bei hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten.
  • Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorschaltanordnung für eine Gasentladungslampe zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile überwindet.
  • Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gasentladungs-Vorschaltanordnung des Typs zu schaffen, der zwei Schalter von einem DC/AC-Wandler enthält, wobei die Schaltung ein gutes Steuervermögen und auch die Fähigkeit erzielt, bei hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten.
  • Erfindungsgemäß soll weiterhin eine Vorschaltanordnung des vorgenannten Typs geschaffen werden, die für eine Integration in ein IC geeignet ist.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Vorschaltanordnung für eine Gasentladungslampe geschaffen, die enthält: (a) eine DC/AC- Wandlerschaltung enthaltend: (i) erste und zweite Wandlerschalter, die in der vorgenannten Reihenfolge zwischen einen Busleiter auf einer Gleichspannung und einen Referenzleiter in Reihe geschaltet sind und an einem gemeinsamen Knoten miteinander verbunden sind, durch die der Lastwechselstrom fließt; (ii) wobei die ersten und zweiten Wandlerschalter jeweils einen Steuerknoten und einen Referenzknoten aufweisen, wobei die Spannung zwischen diesen Knoten den Leitungszustand des zugeordneten Schalters bestimmt; (iii) die entsprechenden Steuerknoten der ersten und zweiten Wandlerschalter miteinander verbunden sind; und (iv) die entsprechenden Referenzknoten der ersten und zweiten Wandlerschalter an dem gemeinsamen Knoten miteinander verbunden sind; gekennzeichnet durch (b) eine Lastschwingschaltung, die mit der Wandlerschaltung verbunden ist, wobei die Wandlerschaltung einen Wechselstrom in dem Lastkreis induziert, wobei der Lastkreis die Gasentladungslampe und eine Schwinginduktivität und eine Schwingkapazität enthält; (c) eine spannungsbegrenzte Energiequelle, die zwischen die ersten und zweiten Knoten geschaltet ist; (d) wobei der erste Knoten mit dem Busleiter über einen Bootstrap-Kondensator verbunden ist und der zweite Knoten mit dem Referenzleiter über einen Bootstrap-Kondensator verbunden ist; und (e) ein Brückennetzwerk, das zwischen die ersten und zweiten Knoten geschaltet ist und (i) erste und zweite Eingangsknoten aufweist, an die entsprechende erste und zweite Eingangssignale angelegt werden; und (ii) erste und zweite Ausgangsknoten aufweist, die auf entsprechende Weise mit dem gemeinsamen und den Steuerknoten verbunden sind, um so den Schaltzustand der Wandlerschalter zu steuern; (f) einen Oszillator zum Liefern der ersten und zweiten Eingangssignale; (g) wobei das Brückennetzwerk angeordnet ist, um eine wiederholte Zyklusbewegung durch wenigstens die folgenden Zustände der ersten und zweiten Wandlerschalter zu bewirken, die auf entsprechende Weise sind; (i) ein und aus; (ii) ausgeschaltet und bereits aus, und wobei Restenergie der Schwinginduktivität eine Verschiebung von Energie von dem einen der Bootstrap-Kondensatoren zu dem anderen der Bootstrap-Kondensatoren über die Energiequelle bewirkt, wodurch die Quelle wieder mit Energie aufgefüllt wird; (iii) aus und ein; (iv) bereits aus und ausgeschaltet, und wobei Restenergie der Schwinginduktivität eine Verschiebung von Energie von dem anderen der Bootstrap-Kondensatoren zu dem einen der Bootstrap- Kondensatoren über die Energiequelle bewirkt, wodurch die Quelle wieder mit Energie aufgefüllt wird.
  • Die Erfindung wird nun mit weiteren Einzelheiten anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • Fig. 1 ein schematisches Diagramm, teilweise in Blockform, von einer Vorschaltanordnung für eine Gasentladungslampe ist, die komplementäre Schalter in einem DC/AC-Wandler gemäß der Erfindung verwendet;
  • Fig. 2A bzw. 2B erste und zweite Eingangssignale 0 und 0 zeigt, die in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendet sind.
  • Fig. 1 zeigt eine Vorschaltanordnung 10 gemäß der Erfindung. Eine Bus-Gleichspannung VBUS ist an einen Busleiter 12 in Bezug auf einen Referenzleiter 14 angelegt. Das Potenzial des Referenzleiters ist nicht notwendigerweise auf Masse bzw. Erde; es ist einfach ein Potenzial, das kleiner als dasjenige des Busleiters 12 ist. Wie gezeigt ist, verwendet die Vorschaltanordnung 10 zwei Schalter SN und SP zum Implementieren einer Gleichspannungs-Wechselspannungs- Wandlung. Der Schalter SN kann ein n-Kanal-Anreicherungs- MOSFET sein, während der Schalter SP ein p-Kanal- Anreicherungs-MOSFET sein kann. Diese Schalter sind deshalb komplementär zueinander. Die Sources der MOSFET-Schalter SN und SP sind am gemeinsamen Knoten 16 miteinander verbunden, wobei der Knoten abwechselnd mit dem Busleiter 12 und dann mit dem Referenzleiter 14 und zurück zum Busleiter 12 usw. verbunden wird. Es könnten auch andere Source-Sourceverbundene MOSFET-Paare oder entsprechende bipolare Flächentransistoren verwendet werden, wenn dies gewünscht wird.
  • Die Wandlerschalter SN und SP liefern einen Wechselstrom an eine Lastschwingschaltung, die von einer Schwingdrossel LR und einem Schwingkondensator CR gebildet sind, wobei dem Kondensator eine Lampe 18, wie beispielsweise eine Leuchtstofflampe, parallel geschaltet ist. Ein Gleichspannungs- Sperrkondensator 20 ist in der Lastschwingschaltung ebenfalls vorgesehen. Die Wandlerschalter SN und SP werden ihrerseits durch ein Brückennetzwerk 22 gesteuert, das vorzugsweise von Drain-verbundenen komplementären Leitungs- MOSFETs gebildet ist, die die Gates der Wandlerschalter steuern.
  • Genauer gesagt, kann das Brückennetzwerk 22 ein erstes Paar von derartigen MOSFETs, die mit P&sub1; und N&sub1; bezeichnet sind, um entsprechende p-Kanal- bzw. n-Kanal-Anreicherungs- MOSFETs darzustellen, und ein zweites Paar derartiger MOS- FETs enthalten, die aus dem gleichen Grund mit P&sub2; und N&sub2; bezeichnet sind. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, hat jedes Paar P&sub1;, N&sub1; und P&sub2;, N&sub2; von MOSFETs entsprechende miteinander verbundene Drains und miteinander verbundene Gates. Die Drains des Paares P&sub1;, N&sub1; sind an einem ersten Ausgangsknoten 24 des Brückennetzwerkes 22 verbunden, der mit einem gemeinsamen Knoten 16 verbunden ist; die Gates von diesem Paar sind mit einem ersten Eingangsknoten 26 des Brückennetzwerkes 22 verbunden. In ähnlicher Weise sind die Drains des Paares P&sub2;, N&sub2; mit einem zweiten Ausgangsknoten 28 des Brückennetzwerkes 22 verbunden, der mit einem gemeinsamen Steuerknoten 29 des Wandlerpaares verbunden ist; die Gates von diesem Paar sind mit einem zweiten Eingangsknoten 30 des Brückennetzwerkes 22 verbunden. Vorzugsweise enthalten die Paare P&sub1;, N&sub1; und P&sub2;, N&sub2; des Brückennetzwerkes 22 jeweils Drainverbundene CMOS Transistoren, die üblicherweise zur Verfügung stehen.
  • Ein erstes Eingangssignal wird dem ersten Eingangsknoten 26 durch einen Oszillator 32 über einen, z. B. nicht- invertierenden, Puffer 32A zugeführt; das erste Eingangssignal ist durch φ&sub1; in dem Block für den Oszillator bezeichnet. Ein zweites Eingangssignal wird an einen zweiten Eingangsknoten 30 über einen, z. B. nichtinvertierenden, Puffer 32B zugeführt, wobei das zweite Eingangssignal durch φ&sub2; in dem Block für den Oszillator bezeichnet ist. Die ersten und zweiten Eingangssignale werden nachfolgend näher beschrieben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Energiequelle 34 vorgesehen, um sowohl dem Leistungsoszillator 32 Energie zuzuführen als auch, über die Puffer 32A und 32B, die erforderliche Energie zu den Steuerschalterpaaren P&sub1;, N&sub1; und P&sub2;, N&sub2; zuzuführen. Wie nachfolgend näher erläutert wird, wird während gewisser Betriebsarten der Wandlerschalter SN und SP restliche Energie in der Schwingdrossel LR verwendet, um Energie aufzufüllen, die durch die Quelle 34 bei der Ausführung dieser speisenden Funktionen verbraucht wurde. Die Energiequelle 34 kann einen Kondensator 36 und eine Zener-Diode 38 aufweisen.
  • Vorzugsweise kann die Schaltungsanordnung innerhalb des gestrichelten Kästchens 39, soweit sie beschrieben ist, in eine Integrierte Schaltung (IC) inkorporiert sein, und die Wandlerschalter selbst, die in dem gestrichelten Kästchen 40 eingeschlossen sind, können ebenfalls in das gleiche IC in einer hybriden oder monolithischen Form inkorporiert sein.
  • Jedes der Gate-gesteuerten Schalterpaare P&sub1;, N&sub1; und P&sub2;, N&sub2; sind zwischen einen ersten Knoten 41 an ihrem oberen gezeigten Abschnitt und einen zweiten Knoten 42 an ihrem unteren gezeigten Abschnitt geschaltet. An erster Bootstrap- Kondensator C&sub1; und ein Vorspannwiderstand 44 sind zwischen den ersten Knoten 41 und den Busleiter 12 geschaltet. Ein zweiter Bootstrap-Kondensator C&sub2; und ein Vorspannwiderstand 46 sind zwischen den zweiten Knoten 42 und den Referenzleiter 14 geschaltet.
  • Die Bootstrap-Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; üben vorzugsweise doppelte Funktionen aus. Die eine Funktion besteht darin, als ein üblicher Glättungskondensator zu dem Zweck zu arbeiten, dass die Wandlerschalter SN und SP weich schalten, im Gegensatz zu abrupt, was die Energieabfuhr in den Schaltern beträchtlich verringert, wenn sie ihren Zustand ändern. Die zweite Funktion der Bootstrap-Kondensatoren ist eine Bootstrap-Funktion, bei der die Restenergie von der Schwingdrossel LR verwendet wird, die Ladungszustände der Bootstrap-Kondensatoren zu ändern, und in dem Prozess die Energie der Quelle 34 wieder aufzufüllen, die beim Speisen des Oszillators 32 und der Puffer 32A und 32B verbraucht wird. Die Bootstrap-Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; sind deshalb vorzugsweise bemessen, um die Bootstrap-Funktion auszuführen, die eine größere Größe erfordern kann, als sie erforderlich ist, um lediglich die Glättungsfunktion auszufüh ren. Der Bootstrap-Betrieb der Kondensatoren wird nachfolgend detailliert beschrieben.
  • Fig. 2A bzw. 2B zeigen erste und zweite Eingangssignale φ&sub1; und φ&sub2;, die durch den Oszillator 32 in Fig. 1 erzeugt werden. Diese Signale ändern sich zwischen "1" oder hoch) und "0" (oder tief), die sich auf logische Werte beziehen, wobei der logische Wert "1" beispielsweise 5 Volt sein kann. Gemäß der Erfindung liefert der Oszillator 32 (Fig. 1) Eingangssignalpaare φ&sub1;, φ&sub2;, die wiederholt durch wenigstens die vier dargestellten Zustände 1-0, 1-1, 0-1 und 0-0 schwingen. Diese Zustände treten auf entsprechende Weise während der Zeitperioden T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4; auf. Wie in Fig. 2B gesehen werden kann, beginnt nach der Zeitperiode T&sub4; wieder die Zeitperiode T&sub1;. Auf Wunsch könnten eine oder mehrere andere Zeitperioden zwischen den Zeitperioden T&sub1;- T&sub4; angeordnet sein und andere Eingangssignalpaare φ&sub1;, φ&sub2; darstellen. Der Betrieb der Vorschaltanordnung 10 gemäß Fig. 1 wird nun während jeder der Zeitperioden T&sub1;-T&sub4; beschrieben.
  • Die folgende Tabelle bezeichnet Betriebszustände für die Eingangssignale φ&sub1; und φ&sub2; und die Leitungszustände der Transistoren P&sub1;, N&sub1;, P&sub2; und N&sub2; des Brückennetzwerkes 22. Nach der Tabelle werden die Leitungszustände der Wandlerschalter SN und SP und der Bootstrap-Betrieb der Kondensatoren C&sub1; und C&sub2; beschrieben.
  • Während der Zeitperiode T&sub1; ist der Wandlerschalter SN ein (oder leitend) und der Schalter SP ist aus. Während dieser Zeit ist der gemeinsame Knoten 16 mit dem Busleiter 12 verbunden, um so auf VBUS zu sein, wobei diese Spannung dem Bootstrap-Kondensator C&sub2; durch den Schalter N&sub1; aufgedrückt ist, der eingeschaltet ist. Die Spannungen über den Kondensatoren in Fig. 1 sind von oben nach unten, d. h. die Spannung V&sub3;&sub6; ist vom Knoten 41 zum Knoten 42 gemessen, die Spannung für den Kondensator C&sub1; ist vom Knoten 12 zum Knoten 41 gemessen und die Spannung für Kondensator C&sub2; ist vom Knoten 42 zum Knoten 14 gemessen. Weiterhin ist die Busspannung VBUS über die in Reihe geschalteten Kondensatoren C&sub1;, 36 und C&sub2; aufgedrückt. Wenn die Spannung V&sub3;&sub6; die Spannung von oben nach unten über dem Energiequellenkondensator 36 ist, haben die vorgenannten Kondensatoren dann auf entsprechende Weise Spannungen über sich von -V&sub3;&sub6; von üblicherweise -12 Volt für den Kondensator C&sub1;, von V&sub3;&sub6; von üblicherweise 12 Volt für den Kondensator 36 und VBUS für den Kondensator C&sub2;.
  • Während der Zeitperiode T&sub2; ist der Wandlerschalter SN ausgeschaltet, wobei der Schalter SP aus bleibt, wie er in der Zeitperiode T&sub1; war. Restliche Energie in der Schwingdrossel LR bewirkt, dass ein Strom durch diese Drossel von links nach rechts in Fig. 1 fließt, wobei dieser Strom nach oben durch den zweiten Bootstrap-Kondensator C&sub2;, durch den Schalter N&sub1;, der zu dieser Zeit ein ist, und zurück zur Schwingdrossel LR fließt. Zwischenzeitlich bleibt die Busspannung VBUS über die Reihenschaltung der Kondensatoren C&sub1;, 36 und C&sub2; aufgedrückt. Infolgedessen ändert sich die Spannung auf dem Kondensator C&sub2; von VBUS auf -V&sub3;&sub6; von üblicherweise -12 Volt, während sich die Spannung auf dem Kondensator C&sub1; von -V&sub3;&sub6; von üblicherweise -12 Volt auf VBUS ändert. In diesem Prozess wird Ladung von dem Kondensator C&sub2; über den Energiequellenkondensator 36 zum Kondensator C&sub1; übertragen. Ein Teil der Ladungen von dem Kondensator C&sub2; wird jedoch durch den Kondensator 36 festgehalten, um so Energie wieder aufzufüllen, die beim Speisen des Oszillators 32 und der Puffer 32A und 32B verwendet wurde.
  • In der nächsten Zeitperiode T&sub3; bleibt der Wandlerschalter SN aus und der Schalter SP wird eingeschaltet. Die Spannungen über den in Reihe geschalteten Kondensatoren C&sub1;, 36 und C&sub2; bleibt, wie sie in der vorhergehenden Zeitperiode T&sub2; gesetzt wurden.
  • In der Zeitperiode T&sub4; bleibt der Schalter SN aus und der Schalter SP wird ausgeschaltet. Während dieser Zeit bewirkt restliche Energie in der Schwingdrossel LR, dass ein Strom durch diese Drossel von rechts nach links in Fig. 1 fließt. Wenn der Schalter P&sub1; zu dieser Zeit eingeschaltet ist, fließt dieser Strom aus der Schwingdrossel LR vom Knoten 16 zum Knoten 24 und nach oben durch den Schalter P&sub1;, um durch den Bootstrap-Kondensator C&sub1; zu fließen. Genauer gesagt, wechselt die Spannung des Kondensators C&sub1; von VBUS, wie sie in der Zeitperiode T&sub2; gesetzt wurde, auf -V&sub3;&sub6; von üblicherweise -12 Volt. Da die Busspannung VBUS über die Reihenschaltung der Kondensatoren C&sub1;, 36 und C&sub2; aufgedrückt ist, wechselt die Spannung des Kondensators C&sub2; von -V&sub3;&sub6; von üblicherweise -12 Volt, wie sie in der Zeitperiode T&sub2; gesetzt wurde, auf VBUS, während der Kondensator V&sub3;&sub6; auf einer nahezu konstanten Spannung (z. B. 12 Volt) bleibt. Bei dem Prozess, in dem der Kondensator C&sub2; auf VBUS geladen wird, wird Ladung vom Kondensator C&sub1; zum Kondensator C&sub2; übertragen. Ein Teil der Ladung von dem Kondensator C&sub1; wird durch den Energiequellenkondensator 36 absorbiert, um Energie wieder aufzufüllen, die beim Speisen des Oszillators 32 und der Puffer 32A und 32B verbraucht wurde.
  • In der vorgenannten Art und Weise wird die Energiequelle 34 mit Restenergie aus der Schwingdrossel LR während Schaltpe rioden (z. B. T&sub2;, T&sub4;) gespeist, wenn der eine Wandlerschalter bereits aus ist und der andere ausgeschaltet wird.
  • Um die in Fig. 2 für die ersten und zweiten Eingangssignale φ&sub1; und φ&sub2; gezeigten Kurven zu erzeugen, kann der Oszillator 32 einen üblichen Rechteckwellengenerator für das erste Signal φ&sub1; aufweisen, wie beispielsweise einen üblicherweise verfügbaren 555 IC Timer, der in einem 50 Prozent Tastverhältnismodus arbeitet. Um das zweite Eingangssignal φ&sub2; zu erzeugen, kann eine Verzögerungsschaltung von dem ersten Signal φ&sub1;, wie beispielsweise eine RC-(widerstandsbehaftete, kapazitive) Schaltung (nicht gezeigt) verwendet werden, um für eine Zeitverzögerung zu sorgen, woraufhin ein Schmitt-Trigger folgt, um das Signal rechteckig zu machen.
  • Beispielhafte Komponentenwerte für die Vorschaltanordnung 10 gemäß Fig. 1 sind wie folgt für einen Leuchtstofflampe 18 mit einer Nennleistung von 25 Watt und einer Busgleichspannung von 150 Volt:
  • Schwingdrossel LR 800 Mikrohenry
  • Schwingkondensator CR 7,7 Nanofarad
  • Gleichspannungs-Sperrkondensator 20 220 Nanofarad
  • Bootstrap Kondensatoren C&sub1; und C&sub2;, je 680 Picofarad
  • Vorspannwiderstände 44 und 46, je 100 kOhm
  • Zener-Diode 38 12 Volt
  • Energiequellenkondensator 36 1 Mikrofarad
  • Weiterhin kann der Wandlerschalter SN ein IRF610 n-Kanal- Anreicherungs-MOSFET sein, der von der International Rectifier Company in El Segundo, Kalifornien, verkauft wird; der Wandlerschalter Sp kann ein IRF9610 p-Kanal-Anreicherungs- MOSFET sein, der von der International Rectifier Company verkauft wird; die Gate-gesteuerten Schalterpaare P&sub1;, N&sub1; und P&sub2;, N&sub2; können jeweils Paare von Drain-verbundenen CMOS Transistoren der 4000 Serie sein, wie sie beispielsweise von Motorola in Phoenix, Arizona, verkauft werden oder als IRF9Z10-IRFZ10 CMOS-Paare verfügbar sind, die von der International Rectifier Company verkauft wird. Schließlich betragen beispielhafte Zeiten T&sub1;, T&sub2;, T&sub3; und T&sub4;, die von dem Oszillator 32 verwendet werden, auf entsprechende Weise 6,5 Mikrosekunden, 1 Mikrosekunde, 6,5 Mikrosekunden und 1 Mikrosekunde.
  • Vorstehend ist eine Gasentladungs-Vorschaltanordnung des Typs beschrieben, der ein Schalterpaar von einem DC/AC- Wandler enthält. Die Vorschaltanordnung erzielt eine gute Steuerfähigkeit und ist auch in der Lage, bei hohen Geschwindigkeiten zu arbeiten.

Claims (9)

1. Vorschaltanordnung (10) für eine Gasentladungslampe (18), enthaltend:
a) eine DC/AC-Wandlerschaltung enthaltend:
(i) erste (SN) und zweite (SP) Wandlerschalter, die in der vorgenannten Reihenfolge zwischen einem Busleiter (12) auf einer Gleichspannung und einem Referenzleiter (14) in Reihe geschaltet sind und an einem gemeinsamen Knoten (16) miteinander verbunden sind, durch die der Lastwechselstrom fließt,
(ii) wobei die ersten und zweiten Wandlerschalter (SN, SP) jeweils einen Steuerknoten und einen Referenzknoten aufweisen, wobei die Spannung zwischen diesen Knoten den Leitungszustand des zugeordneten Schalters bestimmt,
(iii) die entsprechenden Steuerknoten der ersten und zweiten Wandlerschalter (SN, SP) miteinander verbunden sind und
(iv) die entsprechenden Referenzknoten der ersten und zweiten Wandlerschalter (SN, SP) an dem gemeinsamen Knoten (16) miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch
(b) eine Lastschwingschaltung, die mit der Wandlerschaltung verbunden ist, wobei die Wandlerschaltung einen Wechselstrom in dem Lastkreis induziert, wobei der Lastkreis die Gasentladungslampe und eine Schwinginduktivität (LR) und eine Schwingkapazität (CR) enthält,
(c) eine spannungsbegrenzte Energiequelle (34), die zwischen die ersten und zweiten Knoten geschaltet ist,
(d) wobei der erste Knoten mit dem Busleiter über einen Bootstrap-Kondensator (C&sub1;) verbunden ist und der zweite Knoten mit dem Referenzleiter über einen Bootstrap- Kondensator (C&sub2;) verbunden ist und
(e) ein Brückennetzwerk (22) zwischen die ersten und zweiten Knoten geschaltet ist und aufweist:
(i) erste (26) und zweite (30) Eingangsknoten, an die entsprechende erste und zweite Eingangssignale angelegt werden, und
(ii) erste (24) und zweite (28) Ausgangsknoten, die auf entsprechende Weise mit dem gemeinsamen und den Steuerknoten verbunden sind, um so den Schaltzustand der Wandlerschalter zu steuern,
(f) einen Oszillator (32) zum Liefern der ersten und zweiten Eingangssignale,
(g) wobei das Brückennetzwerk (22) angeordnet ist, um eine wiederholte Zyklusbewegung durch wenigstens die folgenden Zustände der ersten und zweiten Wandlerschalter ((SN, SP) zu bewirken, die auf entsprechende Weise sind:
(i) ein und aus,
(ii) ausgeschaltet und bereits aus, und wobei Restenergie der Schwinginduktivität eine Verschiebung von Energie von dem einen der Bootstrap-Kondensatoren zu dem anderen der Bootstrap-Kondensatoren über die Energiequelle bewirkt, wodurch die Quelle wieder mit Energie aufgefüllt wird,
(iii) aus und ein,
(iv) bereits aus und ausgeschaltet, und wobei Restenergie der Schwinginduktivität (LR) eine Verschiebung von Energie von dem anderen der Bootstrap-Kondensatoren zu dem einen der Bootstrap-Kondensatoren über die Energiequelle bewirkt, wobei die Quelle wieder mit Energie aufgefüllt wird.
2. Vorschaltanordnung nach Anspruch 1, wobei der Oszillator (32) so angeordnet ist, daß er eine wiederholte Zyklusbewegung zwischen ersten Eingangssignal-zweiten Eingangssignal-Paaren von wenigstens hoch-tief-, hoch- hoch-, tief-hoch- und tief-tief-Zuständen bewirkt.
3. Vorschaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Brückenschaltung enthält:
(a) ein erstes Paar (P&sub1;, N&sub1;) von Gate-Steuerschaltern, die zwischen den ersten und zweiten Knoten geschaltet sind, komplementäre Leitungsmodi haben, die sich als Antwort auf ein erstes Eingangssignal (φ&sub1;) ändern, das an gemeinsam verbundene Steuerknoten der Schalter angelegt wird, und zusammen in Reihe an dem ersten Ausgangsknoten verbunden sind, und
(b) ein zweites Paar (P&sub2;, N&sub2;) von Gate-Steuerschaltern, die zwischen den ersten und zweiten Knoten verbunden sind, komplementäre Leitungsmodi haben, die sich als Antwort auf ein zweites Eingangssignal (φ&sub2;) ändern, das an gemeinsam verbundene Steuerknoten der Schalter angelegt wird, und zusammen in Reihe an dem zweiten Ausgangsknoten verbunden sind.
4. Vorschaltanordnung nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Paare von Gate-Steuerschaltern Drainverbundene CMOS Transistoren aufweisen, wobei einen gleichen Leitungszustand aufweisende Transistoren mit dem ersten Knoten verbunden sind.
5. Vorschaltanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ferner Mittel (44, 46) zum Speisen des Oszillators (32) und zum Zuführen von Energie zum Steuern des Brückennetzwerkes (22) aus der Energiespeicherquelle vorgesehen sind.
6. Vorschaltanordnung nach Anspruch 5, wobei das Brückennetzwerk (22) und der Oszillator (32) in einer Integrierten Schaltung (39) enthalten sind.
7. Vorschaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten und zweiten Paare von Steuerschaltern (N&sub1;, P&sub1;, N&sub2;, P&sub2;) und der Oszillator in einer Integrierten Schaltung (39, 40) enthalten sind.
8. Vorschaltanordnung nach Anspruch 6, wobei die Energiequelle eine Zener-Diode (38) zu Spannungsbegrenzungszwecken enthält, wobei die Zener-Diode (38) ebenfalls in der Integrierten Schaltung (39) enthalten ist.
9. Vorschaltanordnung nach Anspruch 6, wobei die ersten und zweiten Wandlerschalter (N&sub1;, P&sub1;, N&sub2;, P&sub2;) ebenfalls in der Integrierten Schaltung (39) enthalten sind.
DE69701938T 1996-09-06 1997-09-05 Vorschaltgerät für Gasentlastungslampe mit komplementären Wechselrichter-Schaltern Expired - Fee Related DE69701938T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/709,063 US5910708A (en) 1996-09-06 1996-09-06 Gas discharge lamp ballast circuit with complementary converter switches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69701938D1 DE69701938D1 (de) 2000-06-15
DE69701938T2 true DE69701938T2 (de) 2001-01-18

Family

ID=24848342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69701938T Expired - Fee Related DE69701938T2 (de) 1996-09-06 1997-09-05 Vorschaltgerät für Gasentlastungslampe mit komplementären Wechselrichter-Schaltern

Country Status (5)

Country Link
US (2) US5910708A (de)
EP (1) EP0828407B1 (de)
JP (1) JP3340947B2 (de)
CN (1) CN1191739C (de)
DE (1) DE69701938T2 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19912981C1 (de) * 1999-03-22 2000-12-21 Univ Magdeburg Tech Verfahren und Anordnung zur Speisung einer dielektrisch behinderten Entladung unter Verwendung eines Transformators zur Pegelanpassung der Speisespannung
KR100719187B1 (ko) 2000-01-24 2007-05-16 오스람 실바니아 인코포레이티드 고휘도 방전 램프를 동작시키는 전자 안정기 회로
DE10205833A1 (de) * 2001-03-13 2003-03-06 Semikron Elektronik Gmbh Schaltender Spannungsumformer
US6392365B1 (en) 2001-06-20 2002-05-21 General Electric Company Hot restrike protection circuit for self-oscillating lamp ballast
GB2411278B (en) * 2004-02-20 2008-05-07 Pelikon Ltd Improved displays
US8729828B2 (en) * 2007-06-15 2014-05-20 System General Corp. Integrated circuit controller for ballast
WO2009101552A1 (en) * 2008-02-14 2009-08-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device for controlling a discharge lamp
US8732179B2 (en) 2008-12-22 2014-05-20 Sandisk Il Ltd. Method for providing a suggested read list of digital data to a host device
US9407192B2 (en) 2012-06-05 2016-08-02 Freescale Semiconductor, Inc. Method and apparatus for charging a bootstrap charge storage device
US9571086B1 (en) * 2012-12-05 2017-02-14 Lockheed Martin Corporation Bi-directional switch

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677345A (en) * 1980-08-14 1987-06-30 Nilssen Ole K Inverter circuits
US4471422A (en) * 1981-01-09 1984-09-11 Wide-Lite International Corporation Dc-to-ac Inverter
US4463286A (en) * 1981-02-04 1984-07-31 North American Philips Lighting Corporation Lightweight electronic ballast for fluorescent lamps
HU181323B (en) * 1981-05-08 1983-07-28 Egyesuelt Izzolampa High-frequency system of additional resistor for electric discharge lamp
DE3311215A1 (de) * 1983-03-28 1984-10-04 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München Zuendvorrichtung fuer eine niederdruckentladungslampe
US4692667A (en) * 1984-10-16 1987-09-08 Nilssen Ole K Parallel-resonant bridge-inverter fluorescent lamp ballast
DE3441992A1 (de) * 1984-11-16 1986-05-22 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 8000 München Schaltungsanordnung zur zuendung einer niederdruckentladungslampe
DE8506164U1 (de) * 1985-03-04 1985-05-02 Jachowski, Ursula, 6000 Frankfurt Als trägerloses Top zu tragendes Damenoberbekleidungsstück
US4937470A (en) * 1988-05-23 1990-06-26 Zeiler Kenneth T Driver circuit for power transistors
US4945278A (en) * 1988-09-20 1990-07-31 Loong-Tun Chang Fluorescent tube power supply
DE4129430A1 (de) * 1991-09-04 1993-03-11 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum betrieb einer lampe
CA2076127A1 (en) * 1991-09-26 1993-03-27 Louis R. Nerone Electronic ballast arrangement for a compact fluorescent lamp
US5223767A (en) * 1991-11-22 1993-06-29 U.S. Philips Corporation Low harmonic compact fluorescent lamp ballast
US5309062A (en) * 1992-05-20 1994-05-03 Progressive Technology In Lighting, Inc. Three-way compact fluorescent lamp system utilizing an electronic ballast having a variable frequency oscillator
US5428268A (en) * 1993-07-12 1995-06-27 Led Corporation N.V. Low frequency square wave electronic ballast for gas discharge
JPH0795774A (ja) * 1993-09-20 1995-04-07 Asia Denshi Kogyo Kk 低ノイズコンバータ
US5387847A (en) * 1994-03-04 1995-02-07 International Rectifier Corporation Passive power factor ballast circuit for the gas discharge lamps
US5406177A (en) * 1994-04-18 1995-04-11 General Electric Company Gas discharge lamp ballast circuit with compact starting circuit
US5586016A (en) * 1994-07-05 1996-12-17 Motorola, Inc. Circuit for quickly energizing electronic ballast
US5514981A (en) * 1994-07-12 1996-05-07 International Rectifier Corporation Reset dominant level-shift circuit for noise immunity

Also Published As

Publication number Publication date
EP0828407A1 (de) 1998-03-11
EP0828407B1 (de) 2000-05-10
CN1191739C (zh) 2005-03-02
US5910708A (en) 1999-06-08
JPH10172775A (ja) 1998-06-26
JP3340947B2 (ja) 2002-11-05
CN1178444A (zh) 1998-04-08
US5939834A (en) 1999-08-17
DE69701938D1 (de) 2000-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69604996T2 (de) Halbbrückentreiberschaltung
DE69017869T2 (de) Gegen Gleichtaktströme unempfindliche Halbbrücken-Treiberstufe.
DE69508720T2 (de) Treiberschaltung für brückenschaltung mit einem bootstrap-diodenemulator
DE69412414T2 (de) Halbbrücken treiberschaltung
DE19750168B4 (de) Drei Spannungsversorgungen für Treiberschaltungen von Leistungs-Halbleiterschaltern
DE4332059B4 (de) Vorschaltgerät zur Helligkeitssteuerung von Entladungslampen
DE19639873A1 (de) MOS-Gate-Treiberschaltung
AT392384B (de) Vorschaltgeraet zum betrieb von gasentladungslampen mit gleichstrom
DE69416227T2 (de) Einrichtung zur Steuerspannungserzeugung für eine Flüssigkristallanzeigeeinrichtung
DE69701938T2 (de) Vorschaltgerät für Gasentlastungslampe mit komplementären Wechselrichter-Schaltern
DE69619648T2 (de) Verfahren zur Steuerung eines Leistungswandlers
DE10152930B4 (de) Stromrichter und Signalpegelumsetzer
EP0010137A1 (de) Substratvorspannungs-Generatorschaltung
DE69714628T2 (de) Ladungspumpe
DE2359647A1 (de) Schaltungsanordnung zur erzeugung einer kompensierten steuerspannung
DE2639555A1 (de) Elektrische integrierte schaltung in einem halbleiterchip
DE68912739T2 (de) Befehlschaltung.
DE69029312T2 (de) Energiesparende Schaltung zur Steuerung von dünnfilmelektrolumineszenten Elementen
DE2163834A1 (de) Transistorisiertes Netzgerät
DE3405936C2 (de)
DE60220023T2 (de) Elektronische schaltungen
DE69132919T2 (de) Betriebsgerät für Entladungslampen
DE3243660C2 (de)
DE69228851T2 (de) Verdrahteter oder auf Übergang-Art Basis für VLSI-Systeme
DE10102339B4 (de) Entladungslampen-Leuchtbetriebsschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee