DE69907950T2 - Elektronischer trafo für die beleuchtung - Google Patents

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    • HELECTRICITY
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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft elektronische Transformatoren zur Beleuchtung, insbesondere zur Halogenbeleuchtung.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Infolge der Popularität von 12 V-Halogenlampen gibt es einen Bedarf an effektiven Stromversorgungen, um Netzspannung von 120 V oder 230 V in 12 V umzuwandeln. Eine populäre Anordnung ist der sogenannte „elektronische Transformator", in dem die öffentliche Stromversorgung mit 50 Hz oder 60 Hz gleichgerichtet wird (wobei sich jeweils 100 Hz oder 120 Hz ergeben) und dann wechselgerichtet (d. h. zerhackt) wird, wobei eine Halb- oder Vollbrückentopologie verwendet wird, um eine Rechteckwelle mit einer Grundfrequenz zu ergeben, die typischwerweise im Bereich von 20 kHz bis liegt.
  • Solche Systeme litten in der Vergangenheit unter einer Anzahl von Nachteilen. Im ersten Fall brachte die Notwendigkeit, die Vorrichtung gegen Kurzschlüsse am Ausgang zu schützen, wo sie damit ausgestattet wurde, es mit sich, den Strom im System durch einen Widerstand zu schicken, so daß wenn der Strom im System einen bestimmten voreingestellten Wert überschreitet, die Spannung am Widerstand einen Wert aufweist, daß ein Transistor eingeschaltet wird, der auf irgendeine Weise das System abschaltet. Jedoch wird in einem 50 W-System zum Beispiel typischwerweise ungefähr 1 W durch den Widerstand in Wärme umgewandelt, was eine überflüssige Erwärmung des Systems bewirkt. Eine solche Erwär mung verursacht ferner Unzulänglichkeiten, da viele Bauteile weniger effizient sind, wenn sie warm sind.
  • Das US-Patent Nr. 5,828,188 (Lecheler) offenbart eine Schaltungsanordnung zum Betrieb elektrischer Lampen, die typisch für solche Verfahren des Stands der Technik ist und an denselben Nachteilen zu leiden scheint. Die Schaltung weist einen Temperatursensor (NTC) als Bestandteil einer Übertemperatur-Schutzschaltung und mindestens ein zusätzliches thermisches Bauteil auf, durch die im Fall einer Überlastung ein Strom fließt, der verglichen mit dem Normalbetrieb erhöht wird, und die dadurch erwärmt wird. Das thermische Bauteil, zum Beispiel ein oder mehrere Heizwiderstände, ist in einer thermischen Weise mit dem Temperatursensor gekoppelt, als deren Ergebnis die Übertemperatur-Schutzschaltung folglich auch im Fall einer Überlastung getriggert wird.
  • Einer der Hauptvorteile, die durch Lecheler beansprucht werden, ist präzise, daß aufgrund der Tatsache, daß die Heizwirkung proportional zum Quadrat des Stromflusses ist, im Fall einer Überlastung selbst eine verhältnismäßig kleine Zunahme des Stroms zu einer bedeutenden Temperaturzunahme führt. Dies wird als eine „Verfeinerung" anerkannt, die zu einer Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit der Schutzschaltung führt. Überdies erkennt Lecheler ferner in Spalte 3, Zeile 50 an, daß diese Erfindung „lediglich die Tatsache ausnutzt, die im Detail in EP 0 647 084 beschrieben wird, daß ein im Heizwiderstand im Fall einer Überlastung beträchtlich erhöhter Strom fließt. Der Heizwiderstand wird bewußt verwendet, um einen Temperatursensor zu erwärmen, dadurch, daß der Widerstand der Widerstandsschaltung thermisch mit dem Temperatursensor einer Übertemperatur-Schutzschaltung gekoppelt ist.
  • Jedoch bietet die Erfindung eine Lösung, die unabhängig von einer Temperaturzunahme ist, und so die Überhitzung der Bauteile und die damit verbundene Notwendigkeit vermeidet, die resultierende Wärme abzuleiten, was Kühlkörper erfordert, die sperrig sind und die Gesamtgröße des Transformators erhöhen.
  • Ein zweites Problem ist, daß eine effiziente Nutzung der Vorrichtungen von einer Umgebung abhängt, die in einer effektiven Weise Wärme vom elektronischen Transformator ableitet. Jedoch können Benutzer des Transformators sich dieser Anforderung nicht bewußt sein und den Transformator in einer Umhüllung, die eingeschlossene Luft oder isolierende Materialien enthält, oder an einer Stelle anordnen, wo er gelegentlich hohen Umgebungstemperaturen ausgesetzt ist. Die bekannte Lösung der Verwendung einer Temperaturabfühlvorrichtung, um den elektronischen Transformator bei einer bestimmten voreingestellten Temperatur abzuschalten, ist häufig nicht akzeptabel, wenn es erforderlich ist, daß der Transformator arbeitet, selbst wenn die Umgebungstemperaturen aus irgendeinem Grund hoch sind.
  • Ein drittes Problem betrifft die Verwendung von elektronischen Transformatoren, wo ein Phasenanschnitt-Dimmer (z. B. ein SCR, der infolge seiner Popularität bei der Verwendung mit Netzspannungsglühlampen auch als ein Glühlampen-Dimmer bezeichnet wird) an den Eingang angeschlossen ist. Der Dimmer reduziert die Leistung im System durch Trennen des Eingangs für einen gewissen Anteil des 50 Hz- oder 60 Hz-Halbzyklus, der dem Nulldurchgang folgt (siehe 4c wegen eines schematischen Diagramms der Eingangsspannung des elektronischen Transformators, wenn ein solcher Dimmer verwendet wird). Jedesmal, wenn der Dimmer triggert, springt die Eingangsspannung von null auf eine beträchtliche Spannung, und es ist für den Wechselrichter notwendig, daß er sehr schnell in Schwingungen getriggert wird, um zu verhindern, daß die SCR-Vorrichtung abschaltet (was stattfinden wird, wenn es keinen Haltestrom für mehr als einige wenige hundert Mikrosekunden gibt). Da jedoch die Eingangsspannung null ist, bevor der Dimmer triggert, ist der Kondensator ungeladen, der die Energie für die Triggervorrichtung des Wechselrichters liefert, wenn der Dimmer triggert und braucht einige Zeit zum Laden, bevor der Wechselrichter triggern kann, während derer der SCR sich abschalten kann. Dies bedeutet, daß viele elektronische Transformatoren nicht arbeiten können, wenn Phasenanschnitt-Dimmer an den Eingang angeschlossen sind.
  • Ein viertes Problem betrifft die Verwendung von elektronischen Tansformatoren, insbesondere mit hohen Nennleistungen (z. B. 300 W), wo ein Dimmer an den Eingang angeschlossen ist, selbst wenn das obige Problem überwunden wird, infolge der Notwendigkeit, den Transformator mit Hochfrequenz-Störschutzfiltern auszustatten. Dies macht die Verwendung eines großen Kondensators nach der Eingangsgleichrichtung des Systems (vor dem Wechselrichter) notwendig, wo die Frequenz 100 Hz oder 120 Hz beträgt. Wenn jedoch ein Dimmer verwendet wird, verursacht der plötzliche Stromstoß, jedesmal wenn der Dimmer triggert, ein unannehmbares akustisches Geräusch im Kondensator (das bei 100 oder 120 Hz hörbar ist) und das auch den Kondensator beschädigen kann.
  • Ein fünftes Problem betrifft auch die Verwendung von elektronischen Tansformatoren mit hohen Nennleistungen. Der Wechselrichter in einem elektronischen Transformator wird im allgemeinen aufhören zu schwingen, wenn der Eingangsstrom null Volt durchquert. Die Schwingungen werden erst hunderte von Mikrosekunden später wieder aufgenommen, wenn die Eingangsspannung eine ausreichende Triggerschwelle erreicht. Als Ergebnis sieht die Hüllkurve aus einem elektronischen Transformator im allgemeinen wie 4(a) aus, die eine Unterbrechung in jedem Zyklus der gleichgerichteten 50 Hz- oder 60 Hz-Hüllkurve aufweist. Dies ist mit einer nichtlinearen Verzerrung in der Größenordnung von 20% verbunden, was unannehmbar ist.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektronischen Transformator bereitzustellen, in dem mindestens einige der obenerwähnten Nachteile merklich reduziert oder beseitigt werden.
  • Erfindungsgemäß wird ein elektronischer Transformator zur Beleuchtung bereitgestellt, der einen Ausgangstransformator und einen Treibertransformator aufweist, wobei eine Schutzeinrichtung reaktionsfähig an eine Wicklung des Ausgangstransformators und an eine Wicklung des Treibertransformators gekoppelt ist;
    dadurch gekennzeichnet, daß:
    die Spannung an jeder der Wicklungen während des Normalbetriebs annähernd die gleiche Größe und entgegengesetzte Polarität aufweist, sich jedoch während eines Kurzschlusses um einen Betrag unterscheidet, der ausreichend ist, um es zu ermöglichen, daß der Betrieb des Wechselrichters unterbrochen wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält der elektronische Transformator eine Schutzeinrichtung, die auf eine Temperatur im elektronischen Transformator reagiert und dazu dient, die Leistung im System zu reduzieren, wenn die Temperatur eine bestimmte voreingestellte Temperatur überschreitet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Kondensator zur Bereitstellung von Energie enthalten, um Schwingungen eines Wechselrichters zu triggern, und weist ferner eine Hilfsvorrichtung zum schnellen Laden des Kondensators auf, wenn eine Eingangsspannung des elektronischen Transformators sich plötzlich von null auf einen Wert von null verschiedenen Wert ändert.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist ein Kondensator zur Bereitstellung von Energie enthalten, um die Schwingungen eines Wechselrichters aufrechtzuerhalten, während eine Eingangsspannung des elektronischen Transformators null durchquert.
  • Aus der Verwendung eines erfindungsgemäßen elektronischen Transformators in einer Stromversorgung ergeben sich einer oder mehrere der folgenden Vorteile: (i) die Messung des Stroms zum Zwecke des Kurzschluß- oder Überlastungsschutzes verbraucht keine Leistung; (ii) die Einheit kann die Temperatur durch Reduzierung der Leistung regeln, wenn die Temperaturen steigen, ohne den Betrieb zu unterbrechen; (iii) die Einheit kann mit einem Phasenanschnitt-Dimmer arbeiten, der an den Eingang angeschlossen ist; (iv) obwohl Hochfrequenzemissionen gefiltert werden, kann ein Dimmer verwendet werden, ohne Geräusche zu verursachen; (v) nichtlineare Verzerrungen sind selbst dann niedrig, wenn die Nennleistung der Einheit in der Größenordnung von 300 W liegt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Um die Erfindung zu verstehen und zu erkennen, wie sie in der Praxis ausgeführt werden kann, werden nun einige bevorzugte Ausführungsformen anhand eines jedoch nur nicht beschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1a und 1b ein schematisches elektrisches Diagramm eines erfindungsgemäßen elektronischen Transformators mit einer Schutzvorrichtung, der die obigen Vorteile (i) bis (iii) zeigt;
  • 2a bis 2c ein schematisches elektrisches Diagramm eines gewöhnlichen elektronischen Transformators mit einer verhältnismäßig hohen Nennleistung;
  • 3 ein schematisches elektrisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Hilfsschaltung, die zusammen mit der Schaltung in 2 verwendet werden soll, um die obigen Vorteile (iv) und (v) bereitzustellen; und
  • 4 Skizzen der Spannung gegen die Zeit an verschiedenen Punkten der in 1 gezeigten Schaltung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugtem Ausführungsformen
  • 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen elektronischen 75 W-Transformator, der allgemein als 10 dargestellt wird, der ein Paar 120 V/60 Hz-Eingangsanschlüsse IN-1 und IN-2 und ein Paar 12 V/38 kHz-Ausgangsanschlüsse OUT-1 und OUT-2 aufweist, die zur Halogenbeleuchtung geeignet sind. Eine an die Eingangsanschlüsse IN-1 und IN-2 angelegte Eingangsspannung wird durch getrennte Dioden D7 bis D10 gleichgerichtet, die als Brückengleichrichter 13 geschaltet sind. Alternativ kann ein herkömmliches Brückengleichrichterbauteil verwendet werden. Am Ausgang des Brükkengleichrichters 13 sind jeweilige positive und negative Niedergleichspannungsschienen 14 und 15 angeschlossen, über die Varistoren VR1 und VR2 einen Schutz gegen Spitzen am Eingang bereitstellen, die dann einem Wechselrichter zugeführt werden, der einen Halbbrückengleichrichter 18 und einen Zerhacker aufweist, der durch Kondensatoren C2 und C3 und bipolare Sperrschicht-Transistoren Q1, Q2 gebildet wird. Die Transistoren werden durch jeweilige Dioden D1 und D2 geschützt. Ein erster Transformator T1 weist eine Primärwicklung 26 mit Anzapfungen P1 und P2 auf und wird durch den Halbbrückengleichrichter 18 versorgt und liefert über eine erste Sekundärwicklung 27 mit Anzapfungen S1 und S2 die 12 V-Ausgabe. Der Transformator T1 weist eine zweite Sekundärwicklung 28 mit Anzapfungen S3 und S4 auf.
  • Ein Stromtransformator T2 weist eine erste Wicklung 29 auf, die an die zweite Sekundärwicklung 28 des Transformators T1 gekoppelt ist und als ein Treibertransformator dient, der die Transistoren Q1 und Q2 über die Wicklungen 30 bzw. 31 treibt. Das Triggern des Transistors Q2 nach dem Nulldurchgang des Eingangs wird durch einen Diac D4 bereitgestellt, der durch die in einem Kondensator C8 gespeicherte Energie betrieben wird. Der Kondensator C8 bildet einen Primärkondensator, der durch ein Paar Widerstände R7 und R8 geladen wird, sobald die Spannung am Kondensator C8 32 V überschreitet. Die Anzapfung S3 des Transformators T1 ist über einen Widerstand R3 und eine Gleichrichterdiode D5 an die Basis eines bipolaren Sperrschicht-Transistor Q3 gekoppelt, der mittels eines Paares von Widerständen R4 und R5 vorgespannt wird. Der Emitter des Transistors Q3 ist mit der negativen Versorgungsschiene 15 über ein Paar Schottky-Dioden D6 und D7 verbunden. Ein Kondensator C6 ist zwischen die negative Versorgungsschiene 15 und die Verbindungsstelle des Basisvorspannungswiderstands R4 mit der Gleichrichterdiode D5 geschaltet und hält die Basisvorspannung für eine minimale Zeitspanne aufrecht.
  • Um das Triggern des Wechselrichters nach dem Triggern eines (nicht gezeigten) äußeren Phasenanschnitt-SCR-Dimmers am Eingang zu beschleunigen, ist eine Hilfsladeschaltung zum Laden des Kondensators C8 vorgesehen, insbesondere wenn die 120 V-Eingangswechselspannung von null auf einen wesentlichen Wert springt. Die Hilfsladeschaltung weist einen Kondensator C7 auf, (der einen Hilfskondensator bildet) der parallel zur Reihenschaltung der Widerstände R7 und R8 geschaltet ist. Im Fall eines solchen Sprungs wird die Eingangsspannung sofort an C8 und C7 geteilt, die R7 und R8 umgehen, und lädt C8 sehr schnell, so daß er sich auf 32 V aufladen kann, bevor der SCR im äußeren Dimmer infolge des Fehlens des Haltestroms abschaltet.
  • Eine Messung zum Zweck des Schutzes wird durch den Weg bereitgestellt, der durch die Wicklung 29 des Transformators T2 und die zweite Sekundärwicklung 28 des Transformators T1 geht. Während des Normalbetriebs sind die Spannung, die an die Wicklung 29 des Spannungstransformators T2 angelegt ist, und die Spannung an der Sekundärwicklung 28 des Stromtransformators T1 gleich und zueinander entgegengesetzt, und auf jeden Fall ist der Unterschied zwischen ihnen kleiner als die 1,4 V, die benötigt werden, um den Transistor Q3 an der Diode D5 zu triggern. Im Fall eines Kurzschlusses am Ausgang jedoch wird die Spannung an der Sekundärwicklung 28 des Spannungstransformators T1 beseitigt, während die Spannung an der Wicklung 29 des Stromtransformators T2 infolge des Stromstoßes steigt. Dies erzeugt eine Spannung von mehreren Volt, die dazu dient, den Kondensator C6 zu laden. Wenn diese Situation für mehr als einige wenige Millisekunden andauert, wird der Transistor Q3 aktiviert, wodurch er den Trigger-Diac D4 abschaltet und den Betrieb der Wechselrichterschaltung für eine beliebige Zeit stoppt. Im Gegensatz zu bekannten Stromabfühleinrichtungen für elektronische Transformatoren verbraucht diese Vorrichtung praktisch keine Leistung.
  • Sollte die Einheit eine Temperatur über annähernd 85°C erreichen, wird die benötigte Spannung, um den Transistor Q3 zu triggern, reduziert, da VBE immer mit der Temperatur abnimmt. Die Spannung an der Diode D5 und den Schottky-Dioden D6 und D7 wird folglich reduziert, was bewirkt, daß Q3 linear leitet, wodurch er dazu dient, die Spannung an R6R8 zu teilen und das Triggern von D4 zu verzögern. Dieses Verhalten vermindert wie ein Dimmer die Leistung des elektronischen Transformators. So dient derselbe Transistor Q3 sowohl dazu, den Strom bei einem Kurzschluß abzuschalten, als auch dazu, die Leistung als eine Funktion der Temperatur zu regeln. Offensichtlich kann die Trigger-Temperatur verändert werden, indem geeignete Werte für die Bauteile gewählt werden.
  • Die 2a bis 2c zeigen ein schematisches elektrisches Diagramm eines zweiten elektronischen Transformators, der allgemein als 100 bezeichnet wird, der für eine Eingangsleistung von 300 W mit 120 V/60 Hz und eine Abgabe von annähernd 12 V/30 kHz ausgelegt ist. Diese in ihrer Gesamtheit gezeigte Schaltung beruht auf bekannten Prinzipien und wird daher nur kurz beschrieben. Danach werden verschiedene erfindungsgemäße Hilfsschaltungen, die zu ihr hinzugefügt werden können, getrennt unter besonderer Bezugnahme auf 3 der Zeichnungen beschrieben.
  • Ein Eingangsfilter weist Kondensatoren C10 und C11 und eine Drossel L1 auf und sperrt den Durchgang der Frequenz des Wechselrichters von etwa 30 kHz und die Oberwellen zurück ins öffentliche Stromnetz. Die Dioden D11 bis D14 dienen als ein herkömmlicher Eingangsgleichrichter. Ein Vollbrückenwechselrichter wird durch Leistungs-MOSFETs Q10 bis Q13 und die umgebenden Bauteile gebildet, wobei MOSFETs für die höhere Nennleistung dieses Transformators besser geeig net sind. Ein Ausgangstransformator T10 ist durch einen Kondensator C30 mit den Brückenwechselrichter verbunden und liefert eine Abgabe von 12 V. Das System zum Triggern des Starts der Schwingungen beruht auf einer Trigger-Diode D15, die unter Verwendung der Energie umgeschaltet wird, die in einem Kondensator C35 gespeichert ist und zuerst den MOSFET Q12 triggert. Ein Treibertransformator T11 weist fünf Wicklungen auf, eine primäre P1, die die Energie für den Transformator selbst liefert, und vier Sekundärwicklungen S1S4, die jeweils die MOSFETS Q10 bis Q13 treiben. Ein Stromtransformator T12 bildet in Kombination mit den umgebenden Bauteilen D17, D18, TR1 usw. einen Kurzschluß- und Überlastungsschutz. Diese Bauteile können entfernt werden, wenn ein Kurzschlußschutz nicht erforderlich ist.
  • 3 zeigt zwei Hilfsschaltungen, die mit der obigen Schaltung über die Punkte H1H4 verbunden werden können.
  • Folglich weist eine geschaltete Hochfrequenzentstörungs-Kondensatorschaltung 200 einen Kondensator C50 mit einem großen Wert auf, um die 30 KHz-Frequenz und ihre Oberwellen zu filtern. Dieser Kondensator ist für eine maximale Wirkung unmittelbar vor dem Wechselrichter angeordnet. Es ist festgestellt worden, daß nur ein großer Kondensator an dieser Stelle, der mit anderen Bauteilen kombiniert ist (wie den in 2a gezeigten Eingangsfilter), es ermöglichen kann, daß ein elektronischer 300 W-Transformator übliche Hochfrequenzentstörungsstandards erfüllt.
  • Wie oben erläutert, verursacht jedoch, wenn ein Dimmer verwendet wird, der plötzliche Strom, jedesmal wenn der Dimmer triggert, daß der Kondensator C50 mit einer hörbaren Frequenz von 100 Hz oder 120 Hz schwingt, wobei möglicherweise einige Kondensatoren beschädigt werden. Diese Gefahr kann in der in 3 gezeigten geschalteten Hochfrequen zentstörungs-Kondensatorschaltung 200 vermieden werden, indem der Kondensator C50 unter Verwendung eines MOSFET Q15 geschaltet wird, der einige hundert Mikrosekunden nach der Funktion des Dimmers zu leiten beginnt, wobei während dieser Zeit der Kondensator C50 durch R10 allmählicher geladen wird, wobei die Verzögerung durch die Zeitkonstante von C51 und R11 kontrolliert wird. Eine Umgehung des Kondensators C50 während dieser wenigen hundert Mikrosekunden bewirkt nur eine kleine Verschlechterung der Hochfrequenzentstörung, beseitigt jedoch Geräusche völlig. In einer bevorzugten, in die Praxis umgesetzten Ausführungsform wies C50 einen Wert von 470 nF auf, C51 wies einen Wert von 100 nF auf und R11 wies einen Wert von 3,3 kΩ auf.
  • Ein Kondensator C52 ist auch an den Ausgang des Gleichrichters angeschlossen, um eine bessere Filterung kleinerer Spitzen zu ergeben. Die Spannung, die Q15 treibt, wird durch H3 und H4 aus den beiden Sekundärwicklungen S3 und S4 des Treibertransformators T11 erhalten, die mit der lokalen Masse verbunden sind. Diese Spannung wird gleichgerichtet, um eine Quelle von 15 V zu ergeben, sobald der Wechselrichter beginnt zu arbeiten.
  • Um die nichtlineare Verzerrung von annähernd 20% auf 5% zu reduzieren, ist eine zweite, als 250 gezeigte, Hilfsschaltung mit einer Talfüllungsfunktion mit der geschalteten Hochfrequenzentstörungs-Kondensatorschaltung 200 in Kaskade geschaltet. Die Talfüllung dient dazu, während des Zyklus von 100 Hz oder 120 Hz Energie in einem Kondensator C53 zu speichern, um den Wechselrichter selbst während des Nulldurchgangs der Eingangsleistung am Schwingen zu halten, wodurch folglich die Lücke in den Schwingungen beseitigt wird, die die nichtlineare Verzerrung verschlechtert.
  • Der Kondensator C53 wird auf einen stabilen Wert von etwa 30 V geladen und liefert durch eine Diode D20 Energie an die Verbindungspunkte H1 und H2, um die Schwingung des Oszillators während des Nulldurchgangs aufrechtzuerhalten. Als Ergebnis liegt die Eingangsspannung am Wechselrichter immer über 30 V und der Oszillator arbeitet andauernd.
  • Ein Spannungsverdoppler, der die Bauteile C54, C55, D21, D22, D23 und D24 aufweist, verdoppelt die 15 V-Ausgangsspannung aus dem Treibertransformator T11 von 15 V aus 30 V, wobei folglich der Kondensator C53 auf 30 V geladen wird. Die Widerstände R12 und R13 begrenzen den Strom, um das Ziehen von zu viel Energie zu vermeiden.
  • Die 4a und 4b zeigen jeweils Spannungswellenformen am Ausgang des Treibertransformators T11 mit und ohne die Wirkung der Talfüllungsschaltung. So weist ohne die Talfüllung die Abgabe des Transformators T11, die in 4a als eine 30 KHz-Rechteckwelle mit einer 120 Hz-Hüllkurve gezeigt wird, eine Lücke nach jeder Null der Hüllkurve auf. Mit der Talfüllung wird die Lücke in der in 4b gezeigten Abgabe des Transformators T11 beseitigt, wobei folglich die Schwingungen weitergehen, selbst wenn die Eingangsspannung null wird.
  • 4c zeigt die Eingangsspannungswellenform des elektronischen Transformators, wenn ein Dimmer verwendet wird, um die Eingangsspannung während eines Teils des Halbzyklus von 50 Hz oder 60 Hz abzuschneiden, der dem Nulldurchgang folgt.

Claims (10)

  1. Elektronischer Transformator (10) zur Beleuchtung, der einen Gleichrichter (13), der an einen Wechselrichter (18, C2, C3, Q1, Q2) gekoppelt ist, einen Ausgangstransformator (T1, T10) und einen Treibertransformator (T2, T11) aufweist, und wobei eine Schutzeinrichtung (VR1, VR2) reaktionsfähig an eine Wicklung des Ausgangstransformators und an eine Wicklung des Treibertransformators gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, daß: die Spannung an jeder der Wicklungen während des Normalbetriebs annähernd die gleiche Größe und entgegengesetzte Polarität aufweist, sich jedoch während eines Kurzschlusses um einen Betrag unterscheidet, der ausreichend ist, um es zu ermöglichen, daß der Betrieb des Wechselrichters unterbrochen wird.
  2. Elektronischer Transformator nach Anspruch 1, wobei die Schutzeinrichtung (VR1, VR2) aufweist: einen Kondensator (C6), der geladen wird, wenn sich die Größe der Spannungen an den Wicklungen unterscheidet, und einen Transistor (Q3), der reaktionsfähig an den Kondensator gekoppelt ist, um jedesmal wenn der Kondensator geladen ist, zu schalten und dadurch die Triggereinrichtung des Wechselrichters (18, C2, C3, Q1, Q2) abzuschalten.
  3. Elektronischer Transformator nach Anspruch 2, wobei der Transistor (Q3) jedesmal wenn eine Temperatur des elektronischen Transformators einen voreingestellten Wert überschreitet, im wesentlichen linear leitet, wodurch das Triggern des Wechselrichters (18, C2, C3, Q1, Q2) verzögert wird und die Leistung im elektronischen Transformator reduziert wird.
  4. Elektronischer Transformator nach Anspruch 2, der ein Triggerelement (D4) aufweist, das reaktionsfähig an den Transistor (Q3) gekoppelt ist, das eine Schaltspannung aufweist, die fällt, wenn die Temperatur steigt, wodurch wenn die Temperatur eine voreingestellte Temperatur überschreitet, der Transistor elektrisch leitet; wodurch das Triggern des Triggerelements verzögert wird.
  5. Elektronischer Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner einen Primärkondensator (C8) zur Bereitstellung von Energie aufweist, um Schwingungen des Wechselrichters zu triggern, und ferner eine Hilfsvorrichtung (C7) zur schnellen Ladung des Primärkondensators aufweist, wenn die Größe einer Eingangsspannung des elektronischen Transformators schnell von null zunimmt.
  6. Elektronischer Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der ferner aufweist: einen Kondensator (C50), der an den Ausgang eines Eingangsgleichrichters (D11D14) zur Filterung von Hochfrequenzen angeschlossen ist, und einen Transistor (Q15) und eine Verzögerungseinrichtung (C51, R11), um den Kondensator kurze Zeit, nachdem eine Eingangsspannung des elektronischen Transformators von null verschieden wird, zu verbinden.
  7. Elektronischer Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner aufweist: einen Kondensator (C50), der an den Ausgang eines Eingangsgleichrichters (D11D14) zur Filterung von Hochfrequenzen angeschlossen ist, und einen Transistor (Q15) und eine Verzögerungseinrichtung (C51, R11), um den Kondensator kurze Zeit, nachdem eine Eingangsspannung des elektronischen Transformators von null verschieden wird, zu verbinden.
  8. Elektronischer Transformator nach Anspruch 7, wobei der Transistor (Q15) durch Ausgänge eines Treibertransformators (T11) getrieben wird.
  9. Elektronischer Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der ferner einen Kondensator (C53) zur Bereitstellung von Energie aufweist, um die Schwingungen des Wechselrichters (Q10Q13) aufrechtzuerhalten, während eine Eingangsspannung des elektronischen Transformators null durchquert.
  10. Elektronischer Transformator nach Anspruch 9, wobei der Kondensator (C53) durch einen Treibertransformator (T11) geladen wird.
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CA (1) CA2350050C (de)
DE (1) DE69907950T2 (de)
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