DE8915386U1 - Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren - Google Patents

Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren

Info

Publication number
DE8915386U1
DE8915386U1 DE8915386U DE8915386U DE8915386U1 DE 8915386 U1 DE8915386 U1 DE 8915386U1 DE 8915386 U DE8915386 U DE 8915386U DE 8915386 U DE8915386 U DE 8915386U DE 8915386 U1 DE8915386 U1 DE 8915386U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
frequency
lamp
duty cycle
control
brightness
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 - Lifetime
Application number
DE8915386U
Other languages
English (en)
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.)
Zumtobel AG
Original Assignee
Zumtobel AG
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 Zumtobel AG filed Critical Zumtobel AG
Priority to DE8915386U priority Critical patent/DE8915386U1/de
Priority claimed from DE3943350A external-priority patent/DE3943350A1/de
Priority to DE4010112A priority patent/DE4010112A1/de
Publication of DE8915386U1 publication Critical patent/DE8915386U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light
    • H05B41/39Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3927Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation
    • 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
    • H05B41/285Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • 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)

Description

Vorschaltgerät zum Dinen von Leuchtstoffröhren
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zam Betreiben oder Steuern der Helligkeit (Dimmen) von Gasentladungslampen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Schaltungsanordnungen zur Helligkeitseinstellung von
Leuchtstoffla-iHpen b w. Gasertladungslampen erlauben es, die ' bisher nur mit konstanter K-^n-HelllgKeit becreibbareu Leuchtstofflampen bzw. Gase...1 adungsl 'tnpen sowie
jg Schalt;: ^anordnungen zur Durchführtrug derartiger Verfahren erlauben es, die bisher nur mit ior^tanter Nenn-Helligkeit betreizbaren Leuchtstofflampen wie gewöhnliche Glühlampen zu dimmen (in ihrer Helligkeit einzustellen). Herkömmliche mechanische Start rschaltungen vermögen die Helligkeitseinstellung von Leuchtstofflampen nicht zu
&: .fährleisten, auch sind herkömmliche Dimmer, wie sie für Glühlampen Einsatz finden, für Leuchtstofflampen nicht verwendbar. Es werden daher sogenannte elektronische Vorschaltgeräte (EVG) eingesetzt, die eine hochfrequente (&igr; 25 Wechselspannung an die Leuchtstoffröhren abgeben und auf diese Weise sowohl einen frequenzgesteuerten Startvorgang (Zündvorgang) der Gasentladungslampe als auch einen frequenzgesteuerten Dimmbetrieb ermöglichen.
Ein elektronisches Vorschaltgerät der genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 059 064 bekannt. Dort wird ein fremdgeführter transistorisierter Wechselrichter eingesetzt, der über einen Serienresonanzkreis eine direkt beheizte Gasentladungslampe speist. Die beiden Heizwendel der Gasentladungslampe werden über einen zur Gasentladungslampe parallelgeschalteten Parallel-Heizkondensator verbunden. In den Serienresonanzkreis ist ferner eine induktive Stromerfassung eingeschaltet, die den Lampenstrom mißt. Durch Verschieben der
Ausgangsfrequenz des selbstgeführten Wechselrichters von einer Heizfrequenz von 5OkHz in Richtung zu der nahe der Resonanzfrequenz des Serienschwingkreises liegenden
Betriebsfrequenz von 28kHz kann die Lampe sowohl vorgeheizt 5
weiden (5OkHz), wie auch durch Resonanzspannungsüberhöhung
oberhalb der Resonanzfrequenz g.?? uii.de t werden (f zjjn(j>28kHz) . Nach Zünden der Lampe wird der nunmehr mit der Lampe gedämpfte oerienresonanzschwingkreis mit der Nenn-Betriebsfrequenz von 28kHz betrieben. Zur Helligkeitsänderung, d.h. zum Dimmen der Gasentladungslampe kann die Ausgangsfrequenz des selbstgeführten Wechselrichters nun wieder erhöht werden. / Gleichzeitig mit der Erhöhung der Ausgangsfrequenz vergrößert sich durch den bei höherer Frequenz sinkenden Schein-Widerstand
des Parallel-Heizkondensators der Heizstrom in den Heizwendeln. Io
Die erwünschte Anhebung der Ausgangsfrequenz des
Wechselrichters zur Helligkeitsänderung erfolgt über einen Komparator (als Regler), dessen Ausgangssignal einen den Wechselrichter ansteuernden Frequenzgenerator in seiner -_ Frequenz verschiebt. Der eine Eingangsanschluß des {Comparators ist mit einem Dimm-Potentiometer verbunden, dem anderen Eingangsanschluß wird das Strom-Meßsignal des induktiven Lampenstromsensors zugeführt. A'if diese Weise wird durch Regelung des Lampenatromes über reine Frequenzänderung des a _, selbstgeführten Wechselrichters eine stabile Helligkeitsänderung erzielt.
Aus der DE-OS 33 38 464 ist sowohl ein elektronisches Vorschaltgerät mit selbstschwingendem Wechselrichter als auch
__ ein solches mit fremdgesteuertem Wechselrichter bekannt. Dabei speift ein MOS-FET-Transistoren aufweisender Auegangszweig des Wechselrichters einen Serienresonanzkreis, der aus einer Kapazität und einer Parallelschaltung aus je einer in Reihe geschalteten Gasentladungslampe und Induktivität gebildet wird.
3_ Hierbei ist es nun einerseits möglich, das Tastverhältnis von 50%, bzw. IiI1 stets unverändert zu erhalten und lediglich die Ausgangs-Frequenz f des Wechselrichters 'Ur die
Ii . .
Helligkeitsverminderung zu erhöhen, dies entspricht dem oben genennten Beispiel. Andererseits ist es zur Helligkeitsregelung einer Gasentladungslampe, insbesondere bei einem
c selbstgefUhrten Wechselrichter, möglich und bekannt, das &ogr;
ImpuIs/Pausenverhältnis, d.h. das Tastverhältnis, der von dem Mittelabgriff des Ausgangszw«iges des Wechselrichters abgegebenen hochfrequenten Wechselspannung zu verringern. Dieses wird von einem symmetrischen 1:1 Verhältnis bis auf ._ etwa 1:10, d.h. 10t, reduziert, womit die Lichtstärke der Leuchtstofflampe um mehr als den Paktor 10 zurückgeht. Die Reduzierung des Tastverhältnisses wirkt bei rechteckförmiger, nicht sinusförmiger Ausgangs-Wechselspannung als eine Amplitudenerhöhung der Oberwellen bei gleichzeitiger
,e Amplitudenreduzierung der Grundwelle. Dies bewirkt denselben u
Effekt, wie reine Frequenzvariation, nur wird bei reiner Tastverhältnisänderung die Frequenz der Grundwelle beibehalten und die Amplituden (Fourierkoeffizienten) der Oberwellen verschoben.
Mehr beiläufig wird in der letztgenannten Druckschrift die
Kombination einer Frequenz- und Impulsbreitensteuerung erwähnt, diese verringert die Stromaufnähme des Wechselrichters und erhöht seine Ausgangsfrequenz, womit die Lampenhelligkeit „e herabgesetzt werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Steuern der Helligkeit einer Gasentladungslampe zu schaffen.
3q Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
' · ■ ■» > · «t • · · t t a
e ·
Ein wesentlicher Zweck der Erfindung liegt dabei darin, den Dimmbetrieb, d.h. den Betrieb der Lampe bei reduzierter Helligkeit, zu stabilisieren. Die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale wirken dahingehend, daß die &ogr;
Laepenhelligkeits-Kennlinie des die Lampe beinhaltenden Serienresonanzkreiees in ihrer For· verändert wird. Durch diese Änderung wird bei sinkender Helligkeit der Lampe gleichzeitig ihre Lampenhel1igkeits-Kennlinie verändert. Diese Veränderung _ ebnet den steilen Bereich in der jeweils gültigen Helligkeits-Kennlinie und ermöglicht eindeutig definierte, stabile Betriebspunkte auch für stark gedimmten Betrieb.
Durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale kann vermieden werden, daß die genannten Betriebspunkte bzw.
Arbeitspunkte in dem steilen Abschnitt einer für eine jeweilige Frequenz oder ein jeweiliges Tastverhältnis gültigen Lampenhelligkeits-Funktion zu liegen kommen. Insbesondere bei einem freischwingenden (selbstgeführten) Wechselrichter, bei dem die Schwingungsfrequenz u.a. von der Höhe der Netzspannung bzw. der Höhe der den Wechselrichter speisenden Gleichspannung abhängt, ist die erfindungsgemäße Stabilisierung des Dimmbetriebes ohne zusätzlichen Regler besonders wirksam.
__ Die für einen Dimmbetrieb vorteilhafte Erhöhung des Heizstromes Jo
wird durch die kombinierte Frequenzerhöhung und Tastverhältnisreduzierung verstärkt erzielt, dieser Effekt wirkt für die in ihrer Helligkeit reduzierte Gasentladungslampe zusätzlich stabilisierend.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung kann durch beliebige Vorgabe einer nichtlinearen Steuerkurve die Abhängigkeit der Helligkeit von einer diese steuernden Steuerspannung oder Potentiometerstellung __ linearisiert werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 1 kann einerseits mit zweidimensionalen Kennlinien oder mit dreidimensionaler Kennfläche arbeiten. Die unabhängige Variable _ für eine Kennlinie bildet entweder die Frequenz f oder das
Tastverhältnis T, der abhängige Parameter ist in beiden Fällen die abgegebene Lampenleistung P8J3 bzw. die Lampenhelligkeit. Die im zweidimensionalen Fall jeweils nicht als Abszissen-Variable eingesetzte weitere Variable bildet einen Parameter, .Q mit dem die im Oberbegriff des Anspruchs i erläuterte ineinander liegende Schar von glockenförmigen Kennlinien gebildet werden. Ein jeweiliges Paar aus einem Tastverhältnis dj und einer Frequenz fj ergibt eine eindeutige Lampenhelligkeit, da sowohl die Kennlinie als auch der
._ Abszissenwert festliegt, womit der Ordinatenweri ablesbar ist. Io
Mittels erfindungsgemäßer Funkeionsgeber ist es möglich, abhängig von einer Führungsgröße, die entweder Pson (erwünschte Lampenleistung) oder die Frequenz f oder das Tastverhältnis d sein kann, eine oder beide Parameter (Frequenz und Tastverhältnis) in erwünschter Weise dem Wechselrichter des EVG vorzugeben. Die jeweilige Vorgabe kann laapenindividnell erfolgen, demnach abhängig von der Lampenart, beispielsweise Krypton oder Argon, oder abhängig von der eingesetzten Lampen-Nennleistung Pn. Die Verbindung aller Betriebspunkte bildet ( , „&bgr; erfindungsgemäß eine Steuerkurve, die sowohl linear als auch bewußt verzerrt, d.h. nichtlinear sein kann.
Neben der Möglichkeit der Steuerung der Helligkeit der Gasentladungslampe über zweidimensionale Kennlinien besteht
gQ alternativ die Möglichkeit der Steuerung über ein dreidimensionales Kennlinienfeld, d.h. eine lampenspezifische Kennfläche. Die Steuerkurve wird hierbei im Raum gebildet, auf der Oberfläche der Kennfläche. Die jeweilige Projektion dieser im Raum liegenden Steuerkurve auf die von den Achsen P8J3 und f
gg aufgespannte Ebene oder die von den Achsen Paj, und d aufgespannte Ebene bildet die zuvor erläuterte zweidimensionale Steuerkurve, Der Vorteil einer dreidisaensionalen Vorgabe liegt
in einem einzelnen Funktionsgeber, der ebenfalls abhängig von einer Führungsgröße, beispielsweise P80Il ein jeweiliges Paar aus Frequenz und Tastverhältnis auewählt. Die Gleichsetzung von g Sollwert (Führungsgröße Psoii) und Istwert, d.h. abgegebene Lampenleistung Pab· ermöglicht hierbei die Einstellung einer 'Vunsch-Hell igkoit ohne Einsatz eines Reglers. Die erfindungsgemäße Steuerkurve wird dabei gemäß Anspruch 13 auf die Kennfläche gelegt, wodurch jeder erwünschten
jQ Larapenhel iigkeit , d.h. jeder Lampenleistung PaD· für PSolleI>ab ein eindeutiges Wertepaar aus Tastverhältnis und Frequenz zuordnungsbar ist.
Die erwünschte Helligkeit, bzw. die erwünschte abgegebene jg Lampenleistung Psolli kann gemäß vorteilhafter Weiterbildung entweder mittels Potentiometer oder einer extern zugeführten Steuerspannung ugt erreicht werden.
Ein weiterer Zweck der Erfindung liegt in der Schaffung eines elektronischen Vorschaltgerätes mit vorzugsweise freischwingendem Wechselrichter, das einfach and aodular für den Dimmbetrieb anpaßbar ist. Die Modulation der Unsymmetrie in einem Wechselrichter- Äusgangszweig erlaubt, gemäß dem Kennzeichen des eigenen erfinderischen Gehalt aufweisenden Anspruchs 6, die gleichzeitige Veränderung des Tastverhältnisses d sowie der Frequenz f einer Ausgangs-Wechselspannung oder -strom. Die erfindungsgemäße Steuerschaltungsanordnung Moduliert hierbei Jie bestehende Unsyaaetrie derart, daß ausgehend von einer im Tastverhältnis
QQ symmetrischen Nennbetriebs-Frequenz ein Dimmbetrieb durch gleichzeitiges Erhöhen der Ausgangs-Frequen". sowie Absenken des Tastverhältnisses ermöglicht wird. Die erfiudungsgemäße Stsuerschaltungsanordnung ist hierbei modular einem fertigen EVG hinzufügbar, so daß ein und dasselbe EVG sowohl für den
gg Nennbetrieb als auch -mit Zusatz der Steuerschaltungsanordnungfür den Dimmbetrieb einsetzbar ist.
Die Unsymmetrie wird vorteilhafterweise von ungleichen ohmschen Widerständen gebildet und mittels eines dem größeren der beiden Widerständen parallelgeschalteten steuerbaren Widerstandes, g vorzugsweise eines MOS-FETs1 kann zwischen voller Symmetrie (50% Tastverhältnis) und durch Widerstandswertunterschied bedingter unsymmetrie variiert werden. Die unterschiede in den Widerständen wirken erfindungsgemäß zurück auf die Sättigungszeiten des zur Steuerung des selbstgeführten jQ Wechselrichters mit seiner Primärwicklung in den
Serienresonanzkreis eingefügten Steuerübertragers. Seine Sekundärwicklungen steuern die Steueranschlüsse der Ausgangs- ^ Leistungshalbleiter des Wechselrichters.
., AusfUhrungsbeispiele der bekannten Schaltung und der erfindungsgemäßen Schaltung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein Leistungs-Frequenzdiagramm mit einer 2Q Lampenhelligkeits-Kennlinie für ein Tastverhältnis
von 50% und einem beispielhaft eingestellten Betriebspunkt B4,
Fig. 2 drei Zeitdiagramme einer tastfrequenzvariablen ( £g Rechteckschwingung, wie sie von einem fremdgefuhren
oder selbstgeführten Wechselrichter abgegeben werden,
Fig. 3 ein der Fig. 1 ähnliches Diagramm, an den die
erfindungsgemäße Änderung der Lampenhelligkeite-QQ Kennlinie sowie eine lineare beispielhafte
Steuerkurve 1 erläutert wird,
Fig. U ein erfindungegemäßes elektronisches Vorschaltgerät in Ausführung mit selbstschwingendem Wechselrichter,
Fig. 5a ein Detail-Schaltbild einer erfindungegemäßen
Steuerschaltungeanordnung zur Modulation der Unsymmetrie des Wechselrichters von Fig. U,
ftf · i · «···
• ic |(t· ··«
Fig. 5b ein Detailschaltbild zur Erläuterung der
sättigungsgesteuerten Frequenz/Tastverhältnis-Modulation anhand des
c unteren Teilzweiges des
viecfcsslrichterausgaagszweiges.
Fig. 6 eis dreidimsssioaales Sennlinienfeld (-Fläche)
gebildet von den unabhängigen Parametern f
, _ (Frequenz) and d (Tastverhältnis) und t*--:..t die
Rennfläche in z-Richtung bildenden abhängigen Variablen P3^ (Lampenhelligkeit), wobei P8^ als Funktion von d und f dargestellt ist,
,c Fig. 7 eine Lampenhelligkeits-Kennlinie in Abhängigkeit des
Tastverhältnisses nit den Parameter "Frequenz" zur Erläuterung einer reinen Frequenzsteuerung,
Fig. 8 eine Lampenhelligkeits-Kennlinie in Abhängigkeit von der Frequenz mit dem Parameter "Tastverhältnis" zur Erläuterung einer reinen Tastverhältnissteuerung,
Fig. 9 ein der Fig. 3 entsprechendes Diagramm alt
Erläuterung einer nichtlinearen Steuerkurve II in Beabsichtigung der Linearisierung der Lampenhelligkeitsfunktion, abhängig von einer Steuerspannung oder einer Potentiometeränderung.
Fig. 10a Funktionsgeber, der auegehend von der in Figur dargestellten Kennfläche F abhängig von einer Führungegröße, hier P80H, das zu einer gewünschten Helligkeit zugehörige lampenindivuduelle Wertepaar aus einer Frequenz (£) und einen Tastverhältnis (d) an den Wechselrichter 20 abgibt,
I Mtl HIt · ·
&igr; It ■ · 1
Fig. 10b alternative Vorgabe der jeweiligen Frequenz und des zugehörigen Tastverhältnisses über einen einfachen weiteren Funktionsgeber, der abhängig von einer
_ Frequenz, welche hier als Führungsgröße eingesetzt
wird, ein zugehöriges Tastverhälteis abgibt,
Fig. 11 Realisierungebeispiel für ein «?rfi«?d agsgeaäßes EVG,
welches den La«i>en-Lastkreis % spe'.st, und dessen ._ Wechselrichter 20 die ge^Sß Figur 10a und 10b
erzeugten Wertepaare aus Tastverhältnis und Frequenz zvt Eühi'D&i.- s i ad.
Fig. 1 zeigt eine Lampenheliigkeits «ennliüie bzw. die Funktion _ der abgegebenen Leistung &Rgr;&Agr;&, vlche der Helligkeit entspricht, in Abhängigkeit von der Frequenz einer eisen Serienresonanzkreis mit Gasentladungslampe GE zugeführten Wechselspannung. Es ist ein beispielhafter Betriebspunkt B4 eingezeichnet, der bei einer eingestellten Frequenz f*, eine abgegebene Leistung P*, bedingt. Diese abgegebene Leistung P4 entspricht einer bestimmten Helligkeit Hz1.
Zunächst ist anhand der Lampenhelligkeits-Kennlinie ersichtlich, daß die Lanpenhelligkeit grundsätzlich durch eine .-. &eegr;. Frequenzänderung erzielt werden kann. Die Laepenhelligkeits-Kennllnie verläuft bei niedrigen Frequenzen sowie bei hohen Frequenzen relativ flach, d.h. die Leistungsänderung &Dgr; Pejj für ein vorgegebenes &Dgr;&iacgr; ist gering, und weist einen diese beiden flachen Bereiche verbindenden stallen Bereich alt einen hohen QQ Haß an Leistungsänderung für dieselbe vorgegebene Frequenzänderung auf. Die Eigenschaft dieser Lampenhelligkeite-Funktion, die hier beispielsweise fur ein symmetrisches Tastverhältnis von &agr;&khgr;·50 X bzw. 1:1 gezeigt wird, ist abhängig von den Eigenschaften des Serienresonanzkreisee &bgr;. Ll/Cl sowie gasentladungelempenabhängig. Eine ähnliche Lampenhelligkeits-Kennlinie ergibt sich für eine konstante Frequenz bei variablem Tastverhältnis.
ti < ·
10 Die Differenzgröße &Dgr; wird in folgenden mit "DELTA" bezeichnet.
Wird mittels eines elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) bzw.
des in diesem enthaltenen Wechselrichters 20 (s. Fig. 11) eine &ogr;
vorgeaebese Freq»e-as f^ eisgiisiell I und diese dem die Gasentladungslampe GE enthaltenden Serienresonanzkreis X zugeführt, so stellt sich für einen bestimmten Lampentyp bei dem erwähnten Tastverhältnis von d^=50X ein Arbeitspunkt 24 ._ ein« der einer abgegebenen Leistung P4 bzw. H4 entspricht. Eine geringfügige Frequenzscbwankung, in Fig. 1 mit DELTA f/, bezeichnet, die beispielhaft symmetrisch zu f^ liegt, führt nun ) aufgrund der steilen Kennlinie zu einer vergleichsweise hohen Leistungsänderung DELTA P^. Diese relativ hohe
, _ Leistungsänderung äußert sich bei nicht konstanter Frequenz in Ib
einem Flackern der Lampe, welches für das menschliche Auge als unangenehm und störend empfunden wird. Ein geringfügiges Verschieben der Frequenz f*, bewirkt demnach einerseits zwar eine starke stationäre Helligkeitsänderung, jedoch andererseits die unerwünschte Fleckereigenschaft. Eine parasitäre geringfügige Frequenzänderung DELTA f^ kann, insbesondere bei djr Verwendung von selbstgeführten Wechselrichtern, von einer nicht konstanten (schwankenden) Netzspannung verursacht werden.
-v .g Der Arbeitspunkt (Betriebspunkt) B4 kenn nun beispielsweise mit dem Nenn-Arbeitspunkt BN, der eich bei einer Nenn-Arbeitsfrequenz fN einstellt, verglichen werden. Hier gibt die Lampe die Nennleistung P)), was der Nenn-Helligkeit entsprichc, ab. Die Nean-Frequens liegt üblicherweise geringfügig oberhalb der Schwlnkteisresonanzfrequenz, beispielhaft bei ce. 2OkHz, vorzugsweise oberhalb der Hörfrequenz. Die an dem genannten Nenn-Arbeitspunkt BN auftretende Änderung der Leistungsabgabe für eine vorgegebene geringfügige Frequenzänderung DELTA f§ beträgt nur DELTA P5. Diese Lanpen-Helllgkeiteänderung ist um ein Vielfaches
geringer, als die am Diaa-Betriebspunkt B4 durch eine gleiche Frequenzänderung (bei DELTA f/,»DELTA £5) bewirkte
tut iiit
«&igr;-·· 41 · t t · ··
Lampenhelligkeitsänderung. Sonit wird ersichtlich, daß
ausgehend vom Nennbetrieb, wo eine Gasentladungslampe nicht oder nur gering flackert, ein Dimmen der Lampe mit einem - elektronischen Vorschaltgerät durch alleinige Frequenzerhöhung (bei konstantem Tastverhältnis dj) zu einem erhöhten Flackern, d.h. zu Instabilität, führt.
Hier setzt der Erfindunssgedanke an, er ermöglicht die Änderung .Q der Lampenhelligkeite-Kennlinie gemäe Fig. 3 durch Variation des Tastverhältnisses d. Das Tastverhältnis (relatives Tastverhältnis d, absolutes Tastverhältnis D) ist definiert als das Verhältnis von Einschaltdauer zu Ausschaltdeuer der hochfrequenten von dem EVG abgegebenen Wechselspannung u^. Ein &bull;e symmetrisches Tastenverhältnis bedeutet, daß die Einschaltzeit sowie die Ausschaltzeit der Wechselspannung identisch sind, mithin dsYMM=5°* bzw. D=5O:5O oder 1:1. Ein Verschieben des Tastverhältnisses zu geringeren relativen Tastverhältnissen d<5OX bedeutet eine Reduzierung der Einschaltzeit bei 2Q gleichzeitiger Vergrößerung der Ausschaltzeit. Als Summe verbleibt die gleiche Zeit T, so daß die Frequenz f=l/T unverändert ist (Fig. 2).
Gemäß Fig. 3 wird nun durch Senken des Tastverhältnisses bzw. &ldquor;c Senken der relativen Einschaltdauer d die Lampenhel1igkeits-Kennlinie flacher. Der steile Bereich verliert an Steigung, das Risiko von frequen^änderungsinduzierten Flackerungen der Gasentladungslampe sinkt.
Es läßt sich eine Steuerkurve I definieren, die gebildet ist
durch alle sich ergebenden Betriebspunkte Bl, B2, B3..., welche für jeweilige Frequenz/Tastverhältnis-Kombinationen gelten. Die Verbindung aller Betriebspunkte bildet die Steuerkurve I. Diese ag kann beliebige Formen aufweisen. B1,B2,B3 sind beispilhaft herausgegriffene Betriebspunkte. Auch die gezeigten 3 Kennlinien K1.K2.K3 sind beispielhafte Kennlinien. Es
&bull; · t · &diams; ft ■»■·
exieetieren für kontinuierlich änderbares Tastverhältnis unendich viele glockenförmige Kennlinien« diese werden bei kontinuierlichem Durchstimmen des Taetverhältnisses d (oder der c Frequenz f) kontinuierlich verschoben und in ihren Steigungen geändert. Die Steuerkurve, in Fig. 3 mit I bezeichnet und In Fig. 9 mit II bezeichnet, kann nichtlinear gewählt werden. Dies ist abhängig von der erwünschten Steuerfunktion sowie von den eingesetzten Lampentyp. Andererseits kann eine Steuerkurve
.Q ebenfalls dadurch definiert werden, daß für viele jeweilige Kombinationen aus einer Frequenz, beispielsweise f£, und einem Tastverhältnis, beispielsweise d2=25X, jeweils ein eindeutiger Arbeitspunkt (Betriebspunkt), hier B2, existiert. Die Frequenz gibt hierbei die Abszissenkoordinate an, während durch das
.g Tastverhältnis die jeweils gültige Lampenhelligkeits-Funktion ausgewählt wird, auf der der Betriebspunkt für die gewählte Frequenz liegt. Auf gleiche Weise ist eine Steuerkurve definierbar, bei der in Abszissenrichtung das Tastverhältnis aufgetragen ist, während als Parameter der Schaar von
2~ Lampenhelligkeits-Kennlinien die Frequenz f herangezogen wird (Fig. 7).
Für den flackerfreien Betrieb einer Gasentladungslampe GE ist es nun relevant, die Steuerkurve in einer solchen Art verlaufen 2g zu lassen, daß alle Betriebspunkte in dem anfänglichen flachen Bereich bzw. oberhalb des Wendepunktes der jeweils gültigen Lampenhelligkeits-Kennlinien zu liegen kommen.
Die in Fig. 3 beispielhaft eingezeichnete Steuerkurve I QQ ermöglicht den flackerfreien Diam-Betrieb einer
Leuchtstofflampe. Die Steuerkurve ist beispielhaft durch drei Arbeitspunkte (Betriebspunkte) Bl,B2 und B3 festgelegt, welche jeweils auf einer Kennlinie liegen, die für ein festes Tastverhältnis gilt. Die drei eingetragenen Kennlinien Kl,K2 gc und K3, welche den Tastverhältnissen di,d£ und d3 entsprechen, bilden nur eine beispielhafte Auswahl aus einer unendlichen Zahl von Kennlinien. Die unendliche Zahl von Kennlinien
entstent bei kontinuierlich variierbare« Tastverhältnis. Jeder einstellbare Betriebspunkt auf jeder Kennlinie bildet einen Punkt der Steuerkurve I. Die Betriebspunkte werden durch Wahl
des Tastverhältnisses und der Frequenz derart gewählt, daß 5
jeder Betriebspunkt soweit wie möglich von den Wendepunkt seiner zugehörigen Rennlinie entfernt ist. Auf diese Weise kommen die Betriebspunkte in denjenigen Kennlinienbereichen zu liegen, die eine geringe oder eine minimale Steigung aufweisen. . Stehen nur bestimmte Kennlinien zur Verfügung, beispielsweise bei nichtkontinuierlichem Verändern des Tastverhältnisses, so ist jeder Betriebspunkt derart zu wählen, daß er auf einer Kennlinie zu liegen kommt, die für die erwünschte abgegebene Lampenleistung eine minimale Steigung aufweist.
Je geringer das Tastverhältnis wird, umso flacher werden die
Maxima der Kennlinien und umso weniger steil werden die anfangs steilen Bereiche um den Wendepunkt. Die auf diesen Kennlinien liegenden Betriebspunkte können näher an Wendepunkt liegen, da auch hier eine vergleichsweise geringe Steigung der Kennlinie gegeben ist.
Die unabhängige Frequenz- und Tastverhältnissteuerung ist sowohl für den selbstgeführten Wechselrichter eines EVG als
ne auch für einen fremdgeführten Wechselrichter einsetzbar. In einem fremdgeführten Wechselrichter können dabei Frequenzänderung sowie Tastverhältnisänderung unabhängig voneinander eingestellt werden. Eine Steuerkurve und Lampenhelligkeit kann somit durch zwei unabhängig voneinander
__ wählbare Einflußgrößen frei bestimmt werden bzw. festgelegt werdea.
Als Eingangsgröße für eine kombinierte (gemeinsame) Frequenz- und Tastverhältnissteuerung findet entweder eine von extern __ zugeführter Steuerspannung ugt Anwendung oder die Frequenz- und Tastverhältnissteuerung erfolgt aufgrund einer Potentiometersteilung.
ftf * * · ·
Bei einen selbstgefUhrten Wechselrichter erfolgt die kombinierte Frequenz- und Tastverhältnisänderung bereits durch Andern der Einscheltdauer der den Lastkreis X zugeführten c Wechselspannung uy. Hierdurch ändert sich bei konstanter Aueschaltzeit bereits Tastverhältnis und Frequenz.
Die Fig. 7 und 8 zeigen ein weiteres Mal
Lanpenhelligkeits-Kennlinien, einaal in Abhängigkeit von des ^q Tastverhältnis d und ie zweiten Fall in Abhängigkeit von der
Frequenz f (wie bereits in Fig. 3). Als Parameter wird der
jeweils andere Wert verwendet, d.h. die ' Larapenhel1igkeits-Kennlinien, die in Abhängigkeit vom
Tastverhältnis d in Fig. 7 geneigt sind, zeigen die Frequenz f ic als Parameter für die unterschiedlichen Kennlinien.
Auf der Ordinate ist für beide Fälle die abgegebene Leistung pab· die der Laapenhelligkeit entspricht, aufgetragen. Eine reine Frequenz-Steuerung sowie eine reine 2Q Tastverhältnifc-Steuerung, die beide alleinig
helligkeitsvariierend wirken, sind in ihren jeweiligen Diagrammen durch eine vertikale Linie darzustellen. Hierbei wird bei konstantem Tastverhältnis von 5OX in Fig. 7 eine HeI1igkeitsvariation durch Frequenzänderung erzielt, die -v 2& Steuerkurve verläuft vertikal, unterschiedliche Frequenzen führen zu unterschiedlichen Schnittpunkten (Betriebspunkten) und unterschiedlichen Lampenhelligkeiten. An? ^leiche Weise wird bei konstanter Frequenz fj in Fig. 8 eine unterschiedliche Larapenhelligkeit jeweils durch Wahl unterschiedlicher QQ Tastverhältnisse eingestellt. Das erfindungsgemäße Neigen bzw. das freie Vorgeben der Steuerkurve entspricht einer gleichzeitigen Änderung der Frequenz f und des Tastverhältnisses d und ermöglicht den stationären flackerfreien Dimmbetrieb von Leuchtstofflampen.
&bull; · ■ ■
&bull; · 3 · · ■
&bull; ·
j
Die üblicherweise nichtlineare Abhängigkeit der ;f; Lampenhelligkeit von der Frequenzänderung und/oder ; Tastverhältnisänderung kann durch beliebige Krümmung der
Steuerkurve, wie sie beispielsweise anhand von Fig. 9 als &ogr;
Steuerkurve II identifiziert ist, linearisiert werden. Dies ist
insbesondere bei Helligkeitssteuerungen über Steuerspannungsänderung uSc von Vorteil, eine separate Regelung für die Helligkeitsstabilisierung ist entbehrlich.
Die von den Figuren 7, 8 und 9 dargestellten zweidioensionalen
Kennlinien, die auf der Ordinate jeweils P8J3 als abhängige Variable zeigten, können gemeinsam in einem dreidimensionalen Koordinatensystem dargestellt werden. Dies zeigt Figur 6. Die
lampenspezifischen Kennlinien sind als isnmetrisches Netz in Io
der Kennfläche F dargestellt, die Steuerkurve II oder III sind räumlich eingezeichnet. Die beiden unabhängigen Variablen Tastverhältnis d und Frequenz f verlaufen in x- und y-Richtung. In &egr;-Richtung ist die abhängige Variable, die abgegebene Leistung PaD aufgetragen. Die abhängige und die unabhängigen Variablen sind vertauschbar, beispielsweise für den beschriebenen Fall, in welchem Pab=psoll vorgegeben wird (über ust) und entsprechend der auf der im Raum gebildeten Kennfläche F liegenden Steuerkurve 2 ein eindeutiges Paar aus Frequenz und
&ldquor; Tastverhältnis für eine jeweilige gewünschte Lampenhelligkeit vorgegeben wird. Jeder Betriebspunkt wird als Durchstoßpunkt der Steuerkurve II oder III durch die Ebene definiert! welche parallel zu der von den Achsen d und f aufgespannten Ebene liegt und die auf der Höhe der erwünschten abgegebenen Leistung Pab Hegt.
Fig. 7 sowie die Fig. 8 können aus der Kennfläche F abgeleitet werden. Beispielsweise die Fig. 8 wird gebildet durch alle Schnittkurven, die zwischen der Kennfläche F und Ebenen existieren, welche zu der Ebene parallel verlaufen, die durch
die Achsen f und Pao gebildet werden. Bin Parallelverschieben dieser Ebenen in Richtung d-Achse bildet als jeweilige
. &igr; i t .1
Schnittkurve mit der Kennflache F von Fig. 6 die in Fig. 8
dargestellten Kennlinien. Gleiches gilt für Ebenen, die parallel zu der Ebene verlaufen, welche von der d- und Pab"Achse aufgespannt werden und welche ebenfalls Hit der Ken«fläche F Schuittkurven bilden, weua die Efceae l-., Sichtung; der Frequenzacaae f verschoben wird. Hieraus entsteht die Figur. &Iacgr;.
IQ Die S mittkurve einer Ebene, welche parallel zu «?:.*: Ebene
verlauft, die von den Achsen d und f aufgespannt wird, gibt all diejenigen Betriebspunkte sn, die for eine bestinte Leistung pab *>ei vorgegebener Kennfläche F möglich sind. Einer dieser möglichen Punkte wird für die Steuerkurve II ausgewählt.
Beispielsweise die Ebene E2 verläuft parallel zu der von den Achsen f und d aufgespannten Ebene und liegt auf der Höhe von P2. Die Schnittkurve dieser Ebene E2 nit der Kennfläche F stellt all diejenigen Betriebspunkte dar, die zur Erzielung der Leistung P2 möglich sind. Einer dieser Betriebspunkte wird ausgewählt zur Gewährung minimaler Flackereigenschaften, wodurch ein Punkt der Steuerkurve II festgelegt ist. Auf diese Weise kann in Bereich 0<Pa5<PN (Nennleistung der Lampe) zur Bildung einer vollständigen Steuerkurve II verfahren werden.
Pig· 4 zeigt einen Wechselrichter-Ausgangszweig eines selbstgeführten Hechseirichters in einem EVG zur Lampenhelligkeitsänderung durch kombiniertes Verändern des Taetverhältnisses d und der Frequenz f der Auegangespannung Uty(t). Die Anwendung bei einem selbstgeführten Wechselrichter ist beispielhaft zu verstehen, die Erfindung ist auch, wie beschrieben, für andere geartete Wechselrichter, beispielsweise fremdgeführte Wechselrichter einsetzbar. Selbstgeführte Wechselrichter haben den Vorteil, daß sie einfach und robust, sowie kostengünstig aufgebaut werden können, fremdgeführte Wechselrichter sind flexibler, d.h. einfacher regelbar, jedoch teurer Im Aufbau.
■ I · ··*· »ft
Der bereits in Fig. 1 erwähnte Serienresonanzkreis weist zunächst die Reihenschaltung einer Induktivität Lj, einer Kapazität C1 sowie die Reihenschaltung beider Heizwendel der GE-Lampe und eines Parallel-Heizkondensators Cq auf. Der Heizkondensator Cq ist parallel zur Gasentladungslsspe GE geschaltet, dieses bezeichnet man als Parallel-Hei?.kreis. In Fig. A sind ferner die Primärwicklung Tg-D eines Steuerübertrsgers T2 sowie die beides Friffiärwickluseea. Tj--A- &agr; ad ,Q Tj--P eines zusätzlichen Zünderkennungs-Obertragers Tj in den Serienresonanzkreis eingeschaltet. Letzterer bildet eine vorteilhafte BrglL^ung des. erfindungsgees5*n Ausgangskreises, C) -«&egr; jedoch für deren grüntestzliche Funktion nicht erforderlich.
Die beiden Eingangs-Anschlüsse ü»d Serienrssonanzkreises werden
an zuxii Ausgangsanschlüsse eines Wechselrichterzweiges Sj,Rj,S2>R2 angeschlossen. Der Ausgangs-Wechselrichterzweig wird in dem AusiJhrungsbeispiel gebildet durch die Reihenschaltung eines ersten elektronischen Schalters Sl1 eines ersten Widerstandes Rj, eines zweiten elektronischen Schalters S2 sowie eines zweiten Widerstandes R£. Dieser Ausgangszweig ist mit seinem oberen und mit seinem unteren Anschluß an eine Versorgungs-Gleichspannung +,- geschaltet. Er enthält die
&igr;- &agr;R beiden Teilzweige Sl und Ri sowie S2 und "Ro. Die beiden
Anschlüsse des Serienresonanzkreises sind nun entweder parallel
zu dem einen Teilzweig oder parallel zn dam zweiten Teilzweig zu schalten. Im Aueführungsbeispiel sind sie parallel zu dem oberen Teilzweig Sj1Rj geschaltet.
Die beiden Widerstände Rj und R2 weisen unterschiedliche
Widerstandswerte auf, die Widerstandedifferenz iet ein Maß für die gewählte unsymmetrie der beiden Teilzweige des Wechselrichter-Auegangszweiges, In dsm Ausführungsbeispiel wird ferner eine Steuerschaltungeanordnung 10 parallel zu dem Widerstand R2 geschaltet, der als größerer Widerstand angenommen werden soll. Es ist jedoch ebenso möglich, die
Steuerschaltungsanordnung parallel zu Widerstand Ri zu schalten, wenn dieser den größeren Wert der beiden Widerstände Rj und R2 aufweist. Es ist ferner möglich, die
Steuerschaltungsanordnung 10 in Reihe zu einem der Teilzweige &ogr;
zu schalten, hierbei bestimmt 5ich die Unsymmetrie allein durch den Durcfegangswiderstsnd (Längs widerstand) Rjjs der Schaltungsanordnung 10.
Die Steuerschaltungsanordnung 10 wird wahlweise über eine Steuerspannung ust oder über eine Potentiometers^!lung, Fig. 5a zeigt das hierfür eingesetzte Potentiometer POT, angesteuert. Die Steuerspannung ust oder die Potentiometerstellung bestimmen den Durchlaßwiderstand der Schaltungsanordnung 10, mithin den dem Widerstand
parallelgeschalteten Widerstand. Eine Symmetrie des: beiden Teilzweige wird erreicht, wenn die Parallelschaltung aus größerem Widerstand R2 und Durchgangswiderstand Rpson der Steuerschaltungsanordnung 10 dem Widerstand Rj entspricht. Das
höchste Haß an Unsymmetrie und mithin das geringste ZU
Tastverhältnis bei höchster Frequenz wird erreicht, wenn die Steuerschaltung 10 sperrt, bzw. ihren höchsten Längswiderstand aufweist. Die Unsymmetrie wird dann im wesentlichen durch das Verhältnis der beiden Widerstände Rj und R2 bestimmt. Hierdurch &ldquor;_ ist es einstellbar und der Betriebsbereich des Wechselrichters kann abgeglichen bzw. vorbestimmt werden.
Der in &aacgr;&eegr;&eegr; Serienresonanzkreis eingefügte Steuerübertrager T2~D weist für den selbstgeführten Wechselrichter zumindest zwei ort Sekundärwicklungen auf, Tj-A und T2-C. Diese steuern
gegeusinnig kreuzweise die beiden elektronischen Schalter Sl und S2 des Wechselrichterzweiges. Die Sättigungseigenschaft dieses Übertragern T2 ist aufgrund de? Kernes und der Wicklungszahlen der Wicklungen vorgegeben. Sättigung tritt nach &bgr;. Erreichen einer vorbestimmten Spannungszeitflache ein. Durch Variieren des Widerstandes R2 kann bei Erhöhen der Sekutidärs-Spannung jene Zeit verkürzt werden, die zum Erreichen der sattigungserzeugenden Spannungszeitfläche benötigt wird.
11·· # t 1 1 1 « 1 11·
I · · I Il
Fig. 5b zeigt beispielhaft das Ansteuerechena dee zweiten elektronischen Schalters S2 Bit der ihn zugeordneten Sekundärwicklung &Tgr;£-0 des Steuerübertrager. Es wird angenommen, g daß negativer Laststrom iw(t) durch die Primärwicklung des Steuerübertragers fließt, so daß die an der zweiten Sekundärwicklung anliegende Steuerspannung U2 positiv ist, womit der den zweiten elektronischen Schalter S2 in diesem Ausführungsbeispiel bildende Leistungstransistor in
.Q Emitterschaltung durchgeeteuert wird. Bei vorgegebenem Laststrom iw(t) kann mittels Variation (Modulation) des wirksamen Emitterwiderstandes R21 IRDS (Parallelschaltung aus R2 ( und Durchlaßwiderstand Kqs der Steuerschaltungsanordnung 10) - was gerade durch die Steuerschaltungsanordnung 10 geschieht -
^g die Spannung U£ beeinflußt werden. Wird diese bei größerem wirksamen Emitterwiderstand R21 IRDS vergrößert, so wird der Steuerübertrager T2 schneller gesättigt. Nach Eintreten der Sättigung beginnt der zweite Leistungshalbleiter S2 zu sperren, der erste Leistungshalbleiter Sj beginnt zu leiten. Anhand
2Q dieses Prinzips wird gezeigt, daß ein unveränderter Widerstand Rl und ein modulierter zweiter Emitterwiderstand R2IIR0S gleichzeitig eine Frequenz- sowie Tastverhältnisänderung erwirken.
Vorzugsweise findet als steuerbarer Widerstand für die Steuerschaltungsanordnung ein MOS-FET Anwendung. Ebenso vorzugsweise werden als elektronische Schalter Sj und S2 LeistuDftstransistoren eingesetzt. Es versteht sich, daß jede Art von Leistungshalbleitern in die beiden Teilzweige
ort geschaltet werden können und daß ebenso jede Art von steuerbarem Widerstand Rjjg inklusive eines Schalterelementes für die Steuerschaltungsanordnung 10 in Parallel oder Reihenschaltung Einsatz finden können.
oc Fig. 5a zeigt das Detailschaltbild einer Steuerschaltungsanordnung 10, in welcher der steuerbare Widerstand durch ein MOS-FET V4 gebildet ist. Zur Änderung
seines Durchlaßwiderstandes Rpg wird ein Potentiometer POT derart verändert, daß die GATE-Spannting des VU variiert wird, wodurch sein Durchlaßwiderstand Rqs geändert wird. Dies gilt g für duchgeschalteten Transistor V3 und Zufuhr einer positiven Gate-Versorgungsspannung für VU über einen Vorspannwiderstand R5. Fig. 5a zeigt ferner, wie mit der einen Sekundärwicklung des Zünderkennungs- Übertragers Tj über einen weiteren MOS-FET V3 die dimmende Steuerschaltungsanordnung 10 abhängig von de· erfolgten Zünden der Gasentladungslampe aktiviert wird. Die beiden gegensinnig gewickelten Primärwicklungen Tj-A1Tj-B, wovon die eine in den Lastkreis und die andere in den Heizkreis der GE-Lampe geschaltet ist, erzeugen in der Sekundärwicklung Tj-G nur dann eine positive Spannung ue(t), wenn die GE-Lampe e bereits gezündet hat. Aufgrund einer positiven Spannung ue(t) wird nun V3.POT.V4 und damit die Steuerschaltungsanordnung 10 aktiviert, ein Dimmbetrieb wird ermöglicht. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß ein Helligkeitssteuern der GE-Lampe nur dann erfolgen kann, wenn diese bereits gezündet
2_ hat (s. auch Fig. U).
Die Vorspannung für den das HaB der Unsymmetrie beeinflussende! MOS-FET VU kann aus dem Lastkreis oder aus dem
Versorgungsgleichspannungskreis + entnommen werden, ferner kann 2g dem steuerbaren MOS-FET VU an seinem Gate-Anschluß ein zeitabhängiger Schaltungskreis zum Steuern der Vorheizung und
Zündung der Lampe zugeordnet werden. Dieser verändert das Frequenz- und Tastverhältnis der
Wechselrichter-Ausgangsspannung u^(t) zu Beginn vor Zündung der GE-Lampe.
Fig. 11 zeigt ein Realisierungsbeispiel eines EVG mit einem Gleichrichter 19, zur Gleichrichtung einer Versorgungs-Wechselspannung. Ein Wechselrichter 20, der eine Ausgangsgg Wechselgröße uw(t) an den Lampen-Lastkreis X (s. Figur 1) abgibt, ist derart steuerbar, daß die Ausgangs-Wechselgröße aw(t) in Frequenz und Tastverhältnis einstellbar ist. Der
Gleichrichtet 19 kann entfallen, wenn die Lampe GE (la
Lastkfeis X) eus einer Batterie oder einem Gleichstromnetz gespeist wird. Das Detailschaltbild des Ausgangszweiges des
_ Wechselrichters 20 zeigt die bereite beschriebene Figur &igr;*. &ogr;
Figur 10a zeigt die in Figur 6 erläuterte Kennfläche F in einem Funktionsgeber 11, der abhängig von einer Eingangsgröße zwei Ausgangsgrößen für den Wechselrichter 20 abgibt. Der
.- Funktionsgeber 11 ist beispieleweise durch ein ROM oder mittels nichtlinearer Kennlinien aufgebaut. P80H oder ust bilden seine Eingangsgröße, abhängig hiervon wird nur ein gültiges Paar von Ausgangsgrößen (Tastverhältnis d und Frequenz f) gemäß der eingestellten Steuerkurve II (oder einer ähnlichen) an den
._ Wechselrichter 20 abgegeben.
Figur 10b zeigt eine alternative Form der Frequenz- und Tastverhältniseinstellung der Ausgangs-Wechselgröße uw(t) des Wechselrichters 20. Hier wird über eine Führungsgröße f
__ (Frequenz) und einen nichtlinearen Funktionsgeber 12 ein jeweiliges Paar von Frequenz und Tastverhältnis gebildet. Diese werden dem Wechselrichter 20 zugeführt. Die Helligkeitsvorgabe der Lampe <?E über Frequenzvorgabe f gemäß Figur 10b und ein von der Frequenz f abhängiges Tastverhältnis d (entsprechend der
2c von Funktionsgeber 12 festgelegten Steuerkurve/Kennlinir) können auch dahingehend modifiziert werden, daß als Führungsgröße das Tastverhältnis d eingesetzt wird und der Funktionsgeber 12 hiervon abhängig einen bestimmten Verlauf der Frequenz f erzeugt.
&bull; · · ■

Claims (7)

  1. &bull; t * ·
    I \ MITSCHERLICH &PARTNER.jLjJ_i.^.J_^lJ PATENTANWÄLTE
    &dgr; EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
    &Ggr; Dipl.-Ing. H. Mitscherlich
    &iacgr; Dipl.-Ing. K. Cunschmann
    Dipl.-Ing. Dr. ref. nat. W. Körber Dipl.-Ing. J. Schmidt-Evers Dipl.-Ing. W. Melzer
    Zumtobel Aktiengesellschaft Dipl.-Phys.Dr.rer.nat.R.Schulz
    Höchster Straße 8 aurh Rechtsanwalt
    A-6850 Dornbirn
    Telefon 089/29 6f 84 Telex 523155 mitshd Telefax 089/22 68 31
    23. März 1990 SE/rL/eg
    Schtttzaneprache
    ',. 1. Elektronisches Vorschaltgerät zun Steuern der Helligkeit
    V&mdash; (Dimnen) einer Gasentladungslampe (GE), die in einen Bit einer
    ?| Gleichrichter-Wechselrichter-Kombination (10,20) verbundenen
    f. Serienresonanzkreises (L^,C^) liegt, durch Verändern der
    s Frequenz (f) und des Tastverhältnisses (D,d) der von dem
    Wechselrichter erzeugten und der Gasentladungslampe und dem Serienresonanzkreis (XjLj.Cj.GE) zugeführten Ausgangs- ^ Wechselgröße (uy),
    gekennzeichnet durch
    einen zwischen eine Versorgungs-Gleichgröße (+) und das Bezugspotential (-) geschalteten unsymmetrischen Ausgangszweig, welcher eine in Reihe geschaltete obere } and untere Zweighälfte aufweist und
    eine Steuerschaltungsanordnung (10), mittels welcher das HaB der Unsymmetrie der beiden Zweighälften zur gleichzeitigen Variation der Frequenz (f) sowie des
    ■ Tastverhältnisses (d.D) der zwischen beiden Zweighälften
    .·.; abgegebenen Ausgangs-Wechselgröße (uw) veränderbar ist.
    Postadresse: Büroadresse: Kofttee &iacgr;&dgr;&tgr; Amtsgebühren:
    Postfach 260132 Steinsdorfsöaße 10 ,, (l Postgiro München, Kto. 195 75-803 (BLZ 700100 80)
    D-8000München26 '^8ffcfc{Mqicli«2i"; ·,,·;.. EPA-Kto.28000206
  2. 2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die obere sowie die untere Zweighälfte jeweils aus der Reihenschaltung eines ein- und abschaltbaren
    Leistungshalbleiters (Sj,S2) und eines Widerstandes (Rj,R2) gebildet sind und
    daß die Unsymmetrie der beiden Zweighälften in unterschiedlichen Widerstandswerten der Widerstände (Rj,Rj) besteht.
  3. 3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet ,
    \ daß die Steuerschaltungsanordnung (10) parallel zu dem größeren der beiden Widerstände (R2) geschaltet ist, und in
    vollständig leitenden Zustand (Rpson) °er Io
    Steuerschaltungsanordnung (10) die resultierenden
    Zweighälften- Widerstände (Ri.R2//RüSon) iB wesentlichen gleich sind, womit der Ausgangszweig symmetrisch ist.
  4. 4. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
    daß die Steuerschaltungsanordnung (10) ein symmetrierendee Steuerelement (VA) aufweist, welches durch steuerbare Änderung seines Durchlaßwiderstandes (Rj>s) sowohl Symmetrie als auch vorgebbare unsymmetrie der beiden Zweighälften herstellen kann.
  5. 5. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Primärwicklung (Tj-A) eines Übertragers (Tj) dem
    Serienresonanzkreis (Lj,Cj) in Reihe geschaltet ist und eine zweite Primärwicklung (T1-B) des Übertragers (Ti) in Serie zum Parallel-Heizkreis (Cq) geschaltet ist, daß die erste und zweite Primärwicklung (Tj-A,Tj-B)
    gegeneinnigen Wicklungseinn aufweisen und 35
    daß die Sekundärwicklung (Tj-C) des Übertrages (Tj) die Steuerschaltungsanordnung (10) solange stillegt, bis in der Sekundärwicklung (Tj-C) eine Spannung induziert wird.
    &Igr;&Igr;&bgr;·· ····
    I I * >*l * «· ti*
  6. 6. Elektronisches Vorschaltgerät nach eine« der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ,
    g daß der DurchlaBwiderstand (Rqs) der Steuerschaltungsanordnung ilO), bzw. des Steuerelementes (V/,) , ober -ia Potentiometer (POT) oder über eine variable Steuer-Gleicfcspaanime (°st) zur leistungslosen Steuerrag der Lampenhelligkeit veränderbar ist.
  7. 7. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet » daß eine Linearisierungsschaltung vorgesehen ist, die eine
    lineare Abhängigkeit zwischen der variablen Steuer-1g Gleichspannung (uSt) und der GE-Lanpenhelligkeit herstellt.
DE8915386U 1989-12-29 1989-12-29 Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren Expired - Lifetime DE8915386U1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE8915386U DE8915386U1 (de) 1989-12-29 1989-12-29 Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren
DE4010112A DE4010112A1 (de) 1989-12-29 1990-03-29 Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben (und zuenden) einer gasentladungslampe

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3943350A DE3943350A1 (de) 1989-12-29 1989-12-29 Verfahren und vorschaltgeraet zum dimmen von leuchtstoffroehren
DE8915386U DE8915386U1 (de) 1989-12-29 1989-12-29 Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE8915386U1 true DE8915386U1 (de) 1991-04-25

Family

ID=25888634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8915386U Expired - Lifetime DE8915386U1 (de) 1989-12-29 1989-12-29 Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE8915386U1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5493182A (en) * 1994-02-24 1996-02-20 Patent-Treuhand-Gesellschaft F. Elektrische Gluehlampen Mbh Fluorescent lamp operating circuit, permitting dimming of the lamp
US6452344B1 (en) 1998-02-13 2002-09-17 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic dimming ballast
WO2004057932A1 (en) * 2002-12-19 2004-07-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and device for driving a gas-discharge lamp

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5493182A (en) * 1994-02-24 1996-02-20 Patent-Treuhand-Gesellschaft F. Elektrische Gluehlampen Mbh Fluorescent lamp operating circuit, permitting dimming of the lamp
US6452344B1 (en) 1998-02-13 2002-09-17 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic dimming ballast
WO2004057932A1 (en) * 2002-12-19 2004-07-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and device for driving a gas-discharge lamp

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0435231B1 (de) Verfahren zum Dimmen von Leuchtstoffröhren
DE3101568C2 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen mit einstellbarem Lichtstrom
EP0548342B1 (de) Vorschaltgerät zum pulsbetrieb von gasentladungslampen
DE69919138T2 (de) Electronischer dimmer
DE69807862T2 (de) Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe
EP0347427B1 (de) Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe an einer gleichstromquelle
DE19708783C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Betriebsverhaltens von Gasentladungslampen
DE60210768T2 (de) Vorschaltgerät für eine hochleistungsentladungslampe
EP0669789A1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Niederdruckentladungslampe
DE10296991T5 (de) Entladelampen-Betätigungsvorrichtung
EP0677982B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Vorschaltgeräts für Entladungslampen
EP0461441B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung der Helligkeit (Dimmen) von Gasentladungslampen
DE19729768B4 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Leuchtstofflampe
DE10051139A1 (de) Elektronisches Vorschaltgerät mit Vollbrückenschaltung
DE3943350A1 (de) Verfahren und vorschaltgeraet zum dimmen von leuchtstoffroehren
DE60318580T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur identifizierung des typs einer entladungslampe
DE8915386U1 (de) Vorschaltgerät zum Dimmen von Leuchtstoffröhren
DE102016107578B4 (de) Betriebsschaltung und Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Leuchtmittels
DE102004044180A1 (de) Elektronisches Vorschaltgerät mit Pumpschaltung für Entladungslampe mit vorheizbaren Elektroden
EP1961275A1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben von hochdruck-gasentladungslampen
EP1198159B1 (de) Abgleichsverfahren für ein nicht-dimmbares elektronisches Vorschaltgerät sowie elektronisches Vorschaltgerät
DE4233861A1 (de) Einrichtung zur Ansteuerung von Hochspannungsentladungslampen sowie ein Verfahren hierfür
WO2012083328A1 (de) Betriebsgerät und verfahren zum betrieb von gasentladungslampen
DE102011000441B4 (de) Betriebssteuergerät und Verfahren zum Dimmen eines Leuchtmittels über die Versorgungsspannung und die Spannungsfrequenz
EP1860925B1 (de) Elektronisches Lampenvorschaltgerät mit Heizschaltung