DE69822619T2 - Schaltung zur detektion von bogeninstabilitäten in entladungslampen starker intensität - Google Patents

Schaltung zur detektion von bogeninstabilitäten in entladungslampen starker intensität Download PDF

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    • H05B41/2928Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erkennungsschaltung zum Abtasten eines elektrischen Lampenparameters einer, auf hohen Frequenzen arbeitenden Hochdruck-Gasentladungslampe, um Bogeninstabilitäten nachzuweisen. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Lampenvorschaltgerät, welches die Erkennungsschaltung aufweist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Hochdruckentladungslampen (HID-Lampen), wie zum Beispiel Quecksilberdampf-, Halogen-Metalldampf- und Natriumhochdrucklampen werden typischerweise mit einem Magnetvorschaltgerät auf oder geringfügig über normalen Netzfrequenzen, z. B. 60–100 Hz, betrieben. Es ist wünschenswert, ein elektronisches Vorschaltgerät vorzusehen, welches HID-Lampen auf hohen Frequenzen auf über etwa 20 kHz betreibt. Durch Hochfrequenz-Vorschaltgeräte, welche für Niederdruck-Metalldampf-Fluoreszenzlampen immer beliebter werden, können die Magnetelemente des Vorschaltgeräts im Vergleich zu einem konventionellen, magnetischen Niederfrequenz-Vorschaltgerät in Größe und Gewicht wesentlich reduziert werden.
  • Ein Haupthindernis für die Verwendung von elektronischen Hochfrequenz-Vorschaltgeräten für HID-Lampen sind jedoch die akustischen Resonanzen/Bogeninstabilitäten, welche bei Hochfrequenzbetrieb auftreten können. Akustische Resonanzen rufen zumindest ein Flimmern des Lichtbogens hervor, was für Menschen sehr störend ist. Im schlimmsten Fall können akustische Resonanzen bewirken, dass der Entladungsbogen gelöscht wird oder, was noch schlimmer ist, permanent gegen die Wand des Entladungsgefäßes abgelenkt wird und diese beschädigt, was dazu führt, dass das Entladungsgefäß bricht.
  • Der Artikel „An Autotracking System for Stable Hf Operation of HID Lamps", F. Bernitz, Symp. Light Sources, Karlsruhe 1986, offenbart eine Steuereinheit, welche die Lampenbetriebsfrequenz über einen Durchlaufbereich kontinuierlich um eine Mittenfrequenz verändert. Bei der Abtastfrequenz handelt es sich um die Frequenz, auf welcher die Betriebsfrequenz in dem Durchlaufbereich wiederholt wird. Die Steuereinheit erfasst die Lampenspannung, um Bogeninstabilitäten auszuwerten. Ein Steuersignal wird von der erfassten Lampenspannung abgeleitet, um die Abtastfrequenz zwischen 100 Hz und einigen kHz zwecks Erreichens eines stabilen Betriebs zu verändern. Dieses System wurde jedoch nie in den Handel gebracht. US-Patent 5 569 984 (Holstlag) offenbart ein Verfahren zur Vermeidung von Bogeninstabilitäten durch Auswerten von Abweichungen eines elektrischen Parameters der Lampe. Bei Holstlag werden Frequenzdurchläufe eingesetzt, um eine stabile Betriebsfrequenz zu ermitteln, wobei die Lampe dann jedoch auf einer Festfrequenz betrieben wird, solange der Entladungsbogen auf dieser Frequenz stabil bleibt. Dieses steht im Gegensatz zu dem oben erwähnten Bernitz-Artikel, nach welchem die Lampenbetriebsfrequenz während des Betriebs kontinuierlich abgetastet wird.
  • Beide Techniken haben gemeinsam, dass ein elektrischer Parameter der Lampe abgetastet wird. Holstlag '984 lehrt, dass Lampenspannung verwendet werden kann, dieses jedoch den Nachteil hat, dass das Abtastmoment an einer bestimmten Stelle innerhalb der Spannungswellenform der Lampe ausgelöst werden muss. Holstlag lehrt, dass ein Erfassen der Leitfähigkeit vorteilhaft ist, da diese ein wesentlich höheres Signal-Rausch-Verhältnis als der Lampenstrom oder die Lampenspannung allein vorsieht. Weiterhin lehrt Holstlag, dass die Verwendung der Lampenleitfähigkeit, zumindest von dem Standpunkt aus gesehen, dass eine Triggerung an einer bestimmten Stelle der Periode der Lampenspannung nicht erforderlich ist, von Vorteil ist. Bei Einsetzen der Leitfähigkeit müssen die Lampenspannung und der Lampenstrom gleichzeitig entnommen werden, damit das Rauschen in dem Signal beseitigt werden kann, wobei jedoch der gleichzeitige Abtastwert nicht auf eine bestimmte Stelle der Lampenspannungsperiode festgelegt werden muss.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Erkennungsschaltung für ein verbessertes Verfahren zum Abtasten eines elektrischen Parameters vorzusehen, welche eingesetzt werden kann, um Bogeninstabilitäten in Gasentladungslampen nachzuweisen, und welche für Lampen unterschiedlicher Leistung, Art, Größe oder physikalischer oder chemischer Zusammensetzung verwendbar ist.
  • Weiterhin liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, ein Lampenvorschaltgerät vorzusehen, welches eine solche Erkennungsschaltung aufweist.
  • Im Allgemeinen weist die Erkennungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung Mittel auf, um eine Bewegung in einem Entladungsbogen einer Entladungslampe, die mit einem Vorschaltgerät, welches mindestens einen Schalter, der während des Lampenbetriebs auf einer hohen Frequenz periodisch geschaltet wird, aufweist, auf hohen Frequenzen betrieben wird, festzustellen, wobei die Lampenspannung sinusförmig ist und eine Grundperiode vorsieht, wobei ein erster Teil eine erste Polarität entsprechend der Schaltung des mindestens einen Schalters vorsieht und ein zweiter Teil eine, zu der ersten Polarität entgegengesetzte, zweite Polarität aufweist. Die Schaltung umfasst Mittel zur Erfassung der Lampenwechselspannung an der Gasentladungslampe und zur Filterung der Lampenspannung mit Hilfe eines Tiefpassfilters dahingehend, dass die gefilterte Lampenspannung (i) erste, periodisch auftretende Zonen mit Störrauschen von dem Schalten des Schalters und (ii) zweite Zonen zwischen den ersten Zonen aufweist, wobei die zweiten Zonen gegenüber den ersten Zonen im Wesentlichen frei von Störrauschen von den Schaltern des Wechselrichters sind. Die gefilterte Lampenspannung wird ausschließlich innerhalb der zweiten Zonen abgetastet.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erkennungsschaltung tasten die Mittel zur Abtastung innerhalb der zweiten Zonen zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Schalten des mindestens einen Schalters ab. Dieses kann vorteilhafterweise durch Einsetzen eines, zur Steuerung der Schaltung des Schalters verwendeten Schaltsignals als Trigger erfolgen, wobei der Abtastwert zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Auslösung des Triggersignals entnommen wird. Die Verwendung eines festen Zeitpunkts hat den Vorteil eines einfachen Algorithmus, während bei Einsatz des Schaltsignals von einem Signal Gebrauch gemacht wird, welches bereits in handelsüblichen Vorschaltgeräten vorgesehen ist.
  • Vorteilhafterweise weist die Erkennungsschaltung Mittel auf, welche vor Filterung die Lampenwechselspannung gleichrichten, um ein gleichgerichtetes Lampenspannungssignal zu erhalten, welches ausschließlich Teile mit nur einer Polarität aufweist.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Erkennungsschaltung Mittel auf, um die Lampenspannung zwecks Reduzierung der Bauelementkosten vor Gleichrichtung und Filterung in ihrer Stärke zu verringern.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Vorschaltgerät mit einer solchen Erkennungsschaltung.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 – ein Diagramm, welches die Änderung der Lampenspannung auf Grund von Änderungen des spezifischen Widerstands, welche zum Beispiel bei Bogeninstabilität auftreten können, zeigt;
  • 2A – ein Diagramm der Lampenspannung bei einer 39 W-CDM-Lampe;
  • 2B – ein Diagramm der quasi-Effektivspannung bei der gleichen 39 W-CDM.Lampe, wie diese von einer Erkennungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung abgetastet wird;
  • 3 – eine schematische Darstellung eines Teils eines Vorschaltgeräts, welche die Schaltkreisblocks zur Umwandlung der Lampenspannung in eine quasi-Effektivspannung zeigt;
  • 4 – ein elektrisches Schaltbild zur Realisierung der Spannungsumwandlungsblocks von 3; sowie
  • 5 – ein Diagramm, welches Welligkeit als Funktion eines Vorschaltspeicherkondensators bei verschiedenen Lampenparametern zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Das oben erwähnte US-Patent (Holstlag '984) offenbart ein Lampenvorschaltgerät bzw. eine Lampensteuereinheit, welche Bogeninstabilitäten durch Überprüfen von Abweichungen in einem elektrischen Parameter der Lampe nachweist. In dem '984 Patent weist die Lampensteuereinheit eine Gleichspannungsquelle, einen Aufwärtswandler (im Allgemeinen auch bekannt als Preconditioner), einen Hochfrequenz-Rechteckwellenwechselrichter sowie einen Ignitor auf. Eine Steuereinheit enthält einen Mikroprozessor, welcher mit Software programmierbar ist, um den Betrieb des Wechselrichters zu steuern, einen Lampenparameter abzutasten und die Betriebsfrequenz zwecks Vermeidens einer akustischen Resonanz einzustellen.
  • Statt der Abtastung der Leitfähigkeit kann die Lampenspannung oder der Lampenstrom allein, welche beide durch die Lichtbogenbewegung beeinflusst werden, abgetastet werden. Der Nachteil der Verwendung von Strom allein wird an einer späteren Stelle dieser Beschreibung erläutert. Um jedoch eine Standardabweichung, welche mit [(G) vergleichbar ist, zu erhalten, müssen die Spannungsdaten sorgfältig abgetastet werden, da diese ein geringeres Signal-Rausch-Verhältnis als die Leitfähigkeit aufweisen. Die Spannungsabtastung muss ausgelöst werden, so dass diese an der gleichen Stelle der Periode des Lampenspannungssignals erfolgt, da andernfalls die Sinuswellenform das Signal, ungeachtet des Zustands, instabil aussehen lässt. Die Auslösung kann auf relativ einfache Weise vorgenommen werden, da das Auslösesignal bereits in Form des Steuersignals für die Schalter des Wechselrichters 30 vorhanden ist. Zweitens kann ein gutes Timing das Signal-Rausch-Verhältnis wesentlich verbessern. Was in der Tat wichtig ist, ist das Informations-Rausch-Verhältnis. Die beste Stelle zur Entnahme eines Abtastwerte ist die Phase der Wellenform, in welcher die größte Abweichung stattfindet, wenn der Lichtbogen sich zu bewegen beginnt.
  • Sobald sich der Lichtbogen bewegt, nimmt der spezifische Widerstand zu. Zur Bestimmung der besten Phase der Spannungswellenform, um das beste Informations-Rausch-Verhältnis zu erhalten, wurde eine Messung unter Verwendung einfacher Widerstände als eine Lichtbogenbewegungsapproximation erster Ordnung durchgeführt. Mit einer Halbbrücke und einem LCC-Ignitor wurden unter Verwendung von jeweils 200, 300 und 400 A-Widerständen drei Wellenformen ermittelt. Diese Wellenformen sind in 1 dargestellt. Die Zeitpunkte, zu welchen die Schalter des Wechselrichters schalten, sind durch „S" gekennzeichnet. Selbstverständlich fällt der beste Abtastzeitpunkt nicht mit dem Zeitpunkt zusammen, zu welchem die Schalter schalten, da die Spannung für alle drei Kurven an dieser Stelle (z. B. 11 Ts) im Wesentlichen gleich ist. Daher ist im Hinblick auf den Schaltpunkt der Schalter eine Verzögerungszeit erforderlich. Ohne Weiteres ist eine feste Verzögerungszeit nicht geeignet, da sich die Lampenbetriebsfrequenz während des Lampenbetriebs zur Verhinderung von Bogeninstabilitäten, wie diese zum Beispiel durch akustische Resonanz hervorgerufen werden, verändert. Jedoch wäre bei einer Verzögerungszeit, die mit der Frequenz variiert, eine zusätzliche Schaltung und/oder Software oder ein kostenaufwendigerer Mikrocontroller erforderlich, was im Allgemeinen ein mit höheren Kosten verbundenes Vorschaltgerät einschließt.
  • Um die Notwendigkeit eines Abtastschemas, welches frequenzabhängig ist, zu umgehen, wird nach dem Verfahren gemäß der Erfindung die Lampenspannung in eine quasi-Effektivspannung umgewandelt. Die Lampenspannungsamplitude wird unter Verwendung eines einfachen ohmschen Spannungsteilers zunächst reduziert. Anschließend wird diese niedrige Spannung gleichgerichtet und gefiltert, um die quasi-Effektivspannung vorzusehen. Unter einer „quasi-Effektivspannung" wird eine Gleichspannung verstanden, welche ein Wechselstromsignal darstellt. Die Wahl der Grenzfrequenz für den Filter ist sehr wichtig. Im Allgemeinen ist die Grenzfrequenz auf die Ansprechzeit bezogen, welche erforderlich ist, um Lichtbogenbewegungen zu erfassen und auf diese zu reagieren, um zu verhindern, dass die Lampe ausgeht. Die Grenzfrequenz muss ausreichend niedrig sein, so dass die Hochfrequenzsignale (35 bis 40 kHz), bei welchen der Wechselrichter die Lampe steuert, genug abgeschwächt werden, um eine genaue Erfassung von Lichtbogenbewegungen von dem abgetasteten Lampenspannungssignal zu ermöglichen. Die Grenzfrequenz darf nicht zu niedrig sein, da sonst Lampenänderungen zu langsam erkannt werden. Wenn dagegen die Frequenz zu hoch ist, wird das Signal nicht gefiltert. Grenzfrequenzen von 2 kHz und 5 kHz erwiesen sich für eine 39 W-CDM-Lampe als akzeptabel.
  • 2A zeigt ein Kurvenbild der Lampenspannung (VLAMP) für eine 39 W-CDM-(Keramikentladungsgefäß)-Lampe, während 2B die entsprechende quasi-Effektivspannung Vquasi-RMS zeigt. In 2B sind die Schaltpunkte durch „S" gekennzeichnet. 2B zeigt, dass in der Nähe dieser Schaltpunkte die quasi-Effektivspannung Störgeräuschbereiche, gekennzeichnet durch „N", aufweist. In diesen Bereichen „N" wäre es nicht vorteilhaft, eine Abtastung vorzunehmen, um ein hohes Informations-Rausch-Verhältnis zu erreichen. Zwischen diesen Störgeräuschbereichen sind jedoch relativ rauschfreie Zonen, gekennzeichnet durch „NF", vorhanden, in denen Abtastwerte mit einem relativ hohen Informations-Rausch-Verhältnis erhalten werden können. Es sei erwähnt, dass die Ausschläge in den Zonen „NF" in Anbetracht der wesentlich reduzierten Spannungsskala von 2B im Vergleich zu 2A gering sind.
  • Auf Grund der relativ breiten Zone „NF" der quasi-Effektivspannung können Abtastwerte irgendwo in diesem Bereich entnommen werden. Dadurch ist für die Auslösung der Abtastung eine beträchtliche Toleranz möglich. Somit kann zur Auslösung der Abtastung der quasi-Effektivspannung durch den Mikroprozessor von einer festen Verzögerungszeit Gebrauch gemacht werden, und trotz angemessener Änderungen der Betriebsfrequenz zur Verhinderung akustischer Resonanz erfolgt die Abtastung noch immer innerhalb der relativ breiten Zone „NF". Damit kann eine bestimmte Auslösung vorgenommen werden, welche die Signalverarbeitung vereinfacht, wodurch ein kostengünstigerer Mikroprozessor verwendet werden kann. Dieses steht im Gegensatz zu dem Fall, in welchem die Lampenspannung direkt abgetastet wird, wozu eine Verzögerungszeit erforderlich ist, die mit der Frequenz variiert.
  • 3 zeigt schematisch ein Vorschaltgerät mit einer erfindungsgemäßen Erkennungsschaltung zur Ermittlung von Bogeninstabilitäten. Das dargestellte Vorschaltgerät weist eine Gleichspannungsquelle 10 zur Umwandlung von Wechselstromleistung in 120 Hz Gleichstrom sowie einen Preconditioner 20 (ebenfalls als Aufwärtswandler bekannt) auf, um dem Wechselrichter 30 Gleichspannung zuzuführen. In 3 ist der Ignitor 40 durch einen, durch die Kondensatoren C6, C7 und Induktor L2 gebildeten LCC-Ignitor dargestellt. Der Wechselrichter weist die Schalter SW1, SW2 auf, welche durch Steuersignale DRS1, DRS2 an den Steuergates der Schalter SW1, SW2 gesteuert werden. Wie weiter dargestellt, weist die Erkennungsschaltung Mittel 200 auf, welche Mittel 210 zur Reduzierung der Amplitude der sinusförmigen Lampenspannung an der Lampe, Mittel 220 zur Gleichrichtung sowie Mittel 230 zur Filterung eines Tiefpassfilters vorsieht. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters 230 ist die quasi-Effektivspannung, welche das Eingangssignal für einen A/D-Wandler 240 zur Umwandlung der quasi-Effektivspannung in ein Digitalsignal bildet. Dieses Digitalsignal bildet den Eingang in einen Mikrocontroller 250, welcher die Schritte eines geeigneten Steuerverfahrens in Software realisiert. Der Ausgang des Mikrocontrollers ist ein Rechteckwellensignal, welches als Eingang in einen Halbbrückentreiber 260 wirkt, der den Halbbrückenschaltern SW1, SW2 die Schaltsignale DRS1, DRS2 zuführt. Der A/D-Wandler kann durch ein analoges Gerät ADC0820, der Mikrocontroller durch einen Philips 40 MHz 87C750 und der Halbbrückentreiber durch einen IR 2111 von International Rectifier dargestellt sein.
  • 4 zeigt einen Schaltkreis zur Durchführung der Funktionen von Block 200. Die Lampenspannung wird an den Ausgangsanschlüssen O1, O2 des Vorschaltgeräts erfasst und durch einen Spannungsteiler mit den Widerständen R211, R212 in der Stärke reduziert. Diese reduzierte Lampenspannung VRL wird dann mit Diode D221 gleichgerichtet. Die Diode D222 ist eine Zener-Diode zum Schutz gegen Einschaltstöße. Das in dieser Ausführung dargestellte Tiefpassfilter 230 ist ein polfreies Tiefpassfilter zweiter Ordnung. Das Filter weist einen Operationsverstärker OA1 auf, dessen invertierender Eingang über Widerstand R236 an Erde gelegt und dessen nicht invertierender Eingang über die Wider stände R233, R234 mit der Kathode von Diode D221 verbunden ist. Der Widerstand R233 sieht eine weitere Dämpfung der Amplitude der erfassten Lampenspannung vor und ist zwischen Erde und einem Knoten zwischen der Diode D221 und dem Widerstand R234 geschaltet. Der Kondensator C232 ist zwischen Erde und einem Knoten zwischen dem Widerstand R235 und dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers OA1 geschaltet. Der Ausgang O3 von Filter 126 ist mit dem Ausgang von Operationsverstärker OA1 und einem Ende des Kondensators C231 verbunden, dessen anderes Ende mit einem Knoten zwischen den Widerständen R234 und R235 verbunden ist. Eine ausgewählte Grenzfrequenz für das polfreie Filter wird auf allgemein bekannte Weise durch Auswahl von Werten für die Widerstände R236, R237, R234, R235 und Kondensator C231 sowie C232 implementiert.
  • Ein handelsübliches Vorschaltgerät, welches von einer Standardversorgungsleitung gespeist wird, wird unter Verwendung eines Preconditioners, das heißt, eines Blindleistungsverbesserungsschaltkreises, implementiert. In der Praxis heißt das, dass die der Brücke (Vbus) zugeführte Gleichspannung einen wesentlichen 120 Hz (für Europa 100 Hz) Welligkeitsanteil aufweist. Dieser Welligkeitsanteil breitet sich durch das LCC-Netz aus, erscheint an den Lampenanschlüssen und moduliert die Hochfrequenz-Hüllkurve (envelope) der Lampenspannung und des Lampenstroms. Die quasi-Effektivspannung wird ebenfalls hervorgerufen, da die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters wesentlich höher als 120 Hz ist.
  • Die Konsequenzen des Welligkeitsanteils der Lampenspannung und des Lampenstroms sind, wie in 5 dargestellt, unterschiedlich. In dieser Figur stellt die dicke Linie (AA) die Busspannung dar und zeigt, dass sich der Welligkeitsanteil mit zunehmender Speicherkapazität verringert. Die Lampenintensität (BB) folgt dem Welligkeitsanteil in dichtem Abstand. 5 zeigt auch deutlich, dass die Lampe selbst bei niedrigen Werten „C" eine konstante Spannung (Lampenspannungskurve CC) aufrechterhalten kann, während der Lampenstrom (gekrümmte Linie DD) eine sehr hohe Welligkeit aufweist. Dieses stimmt mit der Spannungsquellencharakteristik einer HID-Lampe überein und hat eine sehr wichtige Konsequenz. Durch die relativ hohe Stromwelligkeit ist es vorteilhafter, als wichtiges Signal zur Bestimmung der Lichtbogenstabilität die quasi-Effektivspannung als die Leitfähigkeit einzusetzen, wodurch die Einflüsse der Stromwelligkeit, welche sich in der Leitfähigkeit zeigen würden, verhindert werden.
  • Die Amplitude dieser Komponente wird durch den Wert des Speicher-/Welligkeitsfilterkondensators des Preconditioners stark bestimmt. Ein Steueralgorithmus zur Detektion von Bogeninstabilitäten sollte eine, durch diese Welligkeit hervorgerufene Änderung in der Lampeninstabilität nicht beeinträchtigen. Folglich sollte ein großer Speicherkondensator zur Dämpfung dieser Welligkeit ausgewählt werden. Die beste Leistung wird erreicht, wenn die Welligkeit unterhalb der Auflösung des A/D-Wechselrichters 240 liegt. Da Preis und Größe des Speicherkondensators mit seinem Wert zunehmen, wird eine Kompromisslösung zwischen der Wahl eines großen Speicherkondensators zur optimalen Detektorleistung gegenüber Kosten und Größe des Vorschaltgeräts getroffen. Bei jedem Vorschaltgerät kann ein Test das Optimum des Speicherkondensators ermitteln. Es hat sich gezeigt, dass 33 TF und 47 TF Speicherkondensatoren akzeptable Resultate bei einer 39 W-CDM-Lampe liefern.
  • Die Erkennungsschaltung gemäß der Erfindung ist im Hinblick auf Leitfähigkeit vorteilhaft, da lediglich die Spannung abgetastet werden muss. Hierdurch werden durch Ausschalten der Notwendigkeit der Verwendung eines A/D-Wechselrichters für das Stromsignal Kosten reduziert. Darüber hinaus wird die quasi-Effektivspannung durch die 120 Hz-Welligkeit wesentlich weniger als die Leitfähigkeit beeinflusst, welche den Lampenstrom enthält, was in 5 durch den Lampenstrom beeinflusst dargestellt ist.
  • Das offenbarte quasi-Effektivwertsignal ist ebenfalls hochfrequenzabhängig, wodurch ein einfacheres Abtastschema ermöglicht wird.

Claims (7)

  1. Erkennungsschaltung zur Detektion von Bewegungen in dem Entladungsbogen einer Gasentladungslampe, wobei die Entladungslampe eine Lampenspannung aufweist und von einem Wechselrichter gesteuert wird, die erfasste Lampenspannung sinusförmig ist und eine Grundperiode mit einem ersten Teil mit einer ersten Polarität und einem zweiten Teil mit einer zweiten, zu der ersten entgegengesetzten Polarität vorsieht, der Wechselrichter mindestens ein Paar Schalter aufweist, wobei jeder während eines jeweiligen Teils der Grundperiode der Lampenspannung geschaltet wird, wobei die Erkennungsschaltung aufweist: (i) Mittel zur Erfassung der Lampenspannung an der Entladungslampe, wobei die erfasste Lampenspannung sinusförmig ist und eine Grundperiode mit einem ersten Teil mit einer ersten Polarität und einem zweiten Teil mit einer, zu der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität vorsieht; (ii) Mittel zur Filterung der gleichgerichteten Lampenspannung mit Hilfe eines Tiefpassfilters, wobei der Wechselrichter mindestens einen Schalter aufweist, der während des Lampenbetriebs periodisch geschaltet wird, die gefilterte, gleichgerichtete Lampenspannung erste, periodisch auftretende Zonen mit Störrauschen von dem Schalten eines jeweiligen Schalters des Wechselrichters und zweite Zonen zwischen den ersten Zonen aufweist, wobei die zweiten Zonen gegenüber den ersten Zonen im Wesentlichen frei von Störrauschen von den Schaltern des Wechselrichters sind; sowie (iii) Mittel zur Abtastung der gefilterten, gleichgerichteten Lampenspannung innerhalb der zweiten Zonen.
  2. Erkennungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Detektionsmittel weiterhin einen Schaltkreis zur Reduzierung der Stärke der Lampenspannung aufweisen.
  3. Erkennungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Mittel zur Abtastung zu einem festen Zeitpunkt nach Schalten des mindestens einen Schalters des Wechselrichters die Abtastung vornehmen.
  4. Erkennungsschaltung nach Anspruch 3, wobei die Erkennungsschaltung weiterhin Steuermittel aufweist, die ein Schaltsignal erzeugen, um den mindestens einen Schalter zu schalten, wobei die Mittel zur Abtastung das Schaltsignal empfangen und die Abtastung zu einem festen Zeitpunkt nach Empfang des Schaltsignal vornehmen.
  5. Erkennungsschaltung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das Tiefpassfilter eine Grenzfrequenz vorsieht, welche niedrig genug ist, um ein stabiles Abtastsignal zu empfangen und dagegen hoch genug ist, um zur Erfassung von Lichtbogenbewegungen empfindlich zu bleiben.
  6. Erkennungsschaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, welche weiterhin Mittel zur Gleichrichtung der Lampenwechselspannung aufweist, um ein gleichgerichtetes Lampenspannungssignal, welches nur Teile der Grundperiode mit lediglich einer der ersten und zweiten Polarität vorsieht, zu erhalten.
  7. Lampenvorschaltgerät zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe auf hohen Frequenzen, welches aufweist: – eine Gleichspannungsquelle zur Abgabe einer Gleichspannung; – einen Wechselrichter zur Umwandlung der Gleichspannung in eine Hochfrequenz-Wechselspannung zur Aufrechterhaltung einer Säulenentladung innerhalb der Entladungslampe; sowie – eine Erkennungsschaltung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 zur Detektion von Bogeninstabilitäten in der Entladungslampe, wobei die Erkennungsschaltung aufweist: (i) Mittel zur Erfassung der Lampenspannung an der Entladungslampe, wobei die erfasste Lampenspannung sinusförmig ist und eine Grundperiode mit einem ersten Teil mit einer ersten Polarität und einem zweiten Teil mit einer, zu der ersten Polarität entgegengesetzten Polarität vorsieht, wobei der Wechselrichter mindestens ein Paar Schalter aufweist, welches während eines jeweiligen Teils der Grundperiode der Lampenspannung geschaltet wird; (ii) Mittel zur Filterung der gleichgerichteten Lampenspannung mit Hilfe eines Tiefpassfilters, wobei der Wechselrichter mindestens einen Schalter aufweist, der während des Lampenbetriebs periodisch geschaltet wird, die gefilterte, gleichgerichtete Lampen spannung erste, periodisch auftretende Zonen mit Störrauschen von dem Schalten eines jeweiligen Schalters des Wechselrichters und zweite Zonen zwischen den ersten Zonen aufweist, wobei die zweiten Zonen gegenüber den ersten Zonen im Wesentlichen frei von Störrauschen von den Schaltern des Wechselrichters sind; sowie (iii) Mittel zur Abtastung der gefilterten Lampenspannung innerhalb der zweiten Zonen.
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