DE9421809U1 - Dimmschaltung für Leuchtstofflampen - Google Patents
Dimmschaltung für LeuchtstofflampenInfo
- Publication number
- DE9421809U1 DE9421809U1 DE9421809U DE9421809U DE9421809U1 DE 9421809 U1 DE9421809 U1 DE 9421809U1 DE 9421809 U DE9421809 U DE 9421809U DE 9421809 U DE9421809 U DE 9421809U DE 9421809 U1 DE9421809 U1 DE 9421809U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- dimming
- circuit
- voltage
- converter
- circuit according
- 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
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 41
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 3
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
- H05B41/3924—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by phase control, e.g. using a triac
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
- H05B41/3925—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by frequency variation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Description
P 486-54
20. Juni 1996
Anmelder: HILITE Lighting and Electronics Ltd.
Die Erfindung betrifft eine Dimmschaltung für Leuchtstofflampen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind Dimmschaltungen für Leuchtstofflampen bekannt, die
davon ausgehen, daß eine Leuchtstofflampe ständig brennt und der Versorgungsstrom dieser Lampe entsprechend der Dimmstufe
verändert wird. Damit besteht aber der Nachteil, daß ein hoher Schaltungsaufwand notwendig ist, um einen stabilen
Arbeitspunkt zu erreichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Dimmschaltung der eingangs genannten
Art so weiterzubiiden, daß mit geringerem Schaltungsaufwand
ein stabiler Arbeitspunkt erreicht wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß eine Zweipunktarbeitsweise einer Dimmschaltung vorgeschlagen wird,
sozusagen eine Zweipunktsteuerung, d.h. die Schaltung kann in
zwei unterschiedliche, stabile Schaltpunkte gebracht werden, wodurch zwei unterschiedliche Helligkeitsstufen der
angeschlossenen Leuchtstofflampe erreichbar sind.
Damit ergibt sich der Vorteil einer einfachen stabilen Arbeitsweise, weil nur zwei stabile Arbeitspunkte erreicht
werden müssen. Bei den bekannten Dimmschaltungen wird kontinuierlich gedimmt, mit dem Nachteil von analogen
Regelkreisen und damit verbundenen Stabilitätsproblemen. Bei der hier beschriebenen Schaltung wird zur Dimmung die
Frequenz des Converters auf z. B. 80 kHz erhöht. Dies geschieht durch die Abkopplung des die Schwingkreisfrequenz
bestimmenden Kondensators mit Hilfe eines Steuer-IC. Dieser Kondensator wird also mit Hilfe eines Schalters, der
seinerseits von dem Steuer-IC angesteuert wird, an und abgeschaltet, wodurch gleichzeitig die Frequenz des
Converters von z. B. von 40 kHz auf 80 kHz und umgekehrt erhöht bzw. erniedrigt wird.
Damit wird die Einstellung der beiden Stufen (volle Helligkeit und halbe Helligkeit) der angeschlossenen
Leuchtstofflampe eingestellt.
Der Scheinwiderstand der Drossel, die in Serie mit der Leuchtstofflampe geschaltet ist, erhöht sich entsprechend
durch die Frequenzerhöhung des Converters, wodurch der Strom durch die Gasentladungsröhre entsprechend erniedrigt wird.
Dadurch steht also der Gasentladungsröhre weniger Strom zur Verfügung und diese leuchtet mit geringerer Helligkeit. Sinkt
die Versorgungsspannung des Converters unter einem bestimmten
Wert, so wird der Lampenstrom so klein, daß die Gasentladung abreißt. Wegen der periodisch schwankenden
Versorgungsspannung resultiert daraus ein ständiges Verlöschen und Neuzünden der Röhre. Durch diesen Pulsbetrieb
wird die mittlere Helligkeit der Lampe verringert.
Damit besteht der Vorteil, daß keine weiteren Stabilisierungsmaßnahmen benötigt werden, um einen stabilen
Dimmbetrieb zu erreichen.
Auf diese Weise wird demgemäß die Leistungsaufnahme der Lampe auf weniger als 50 % reduziert, ohne daß besondere Maßnahmen
zur Stabilisierung des Dimmbetriebes (Regelschleife zur Konstanthaltung des Lampenstromes und dgl.) notwendig sind.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung liegt also in der Beeinflussung der Frequenz des Converters durch entsprechende
Schaltmittel. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde dargestellt, daß durch die An- und Abkopplung eines die
Schwingkreisfrequenz bestimmenden Kondensators die Frequenz des Converters verändert wird.
Nach einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß andere Elemente des Converters periodisch
verändert werden, wie z.B. eine Schwingkreisspule oder Spule
und Kondensator gemeinsam, oder eine Stromdrosselung im Converter, oder auch durch periodisches An- und Abschalten
der Versorgungsspannung des Converters oder ein periodisches
An- und Abschalten der Last.
In einer anderen Ausgestaltung kann es noch vorgesehen sein, die parallel oder in Reihe zur Leuchtstofflampe liegenden
Bauelemente periodisch an- und abzuschalten.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt
sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern auch aus der Kombination der
einzelnen Schutzansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten
Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als
erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der
Erfindung hervor. Es zeigt:
Figur 1: Schematisiert einen Schaltplan des Converters mit Dimmschaltung;
Figur 2: Schematisiert die Dimmschaltung;
Figur 3: Das Stromdiagramm der Lampe im Normalbetrieb; Figur 4: Das Spannungsdiagramm der Lampe im Normalbetrieb;
Figur 5: Das Stromdiagramm der Lampe im Dimmbetrieb; Figur 6: Das Spannungsdiagramm im Dimmbetrieb;
Figur 7: Spannungsverläufe im Bereich der Schaltung des IC
nach Figur 2;
Figur 8: Spannungsdiagramm der Spannung zwischen den Punkten
A und B der Schaltung nach den Figuren 1 und 2;
Figur 9: Stromdiagramm des Eingangsstromes vom Netz;
Figur 1 zeigt die Converterschaltung und die zugehörige Prinzipschaltung des Dimmers. Die Netzspannung wird über den
Gleichrichter G in eine pulsierende Gleichspannung umgesetzt, die an den Punkten A und B anliegt. Solange der Momentanwert
der Netzspannung größer ist als die Hälfte des Scheitelwertes, wird die nachfolgende Converterschaltung
direkt aus dem Netz gespeist. Der Converter verhält sich dabei näherungsweise wie eine Konstantstromsenke. Wenn die
Netzspannung den Scheitelwert erreicht, werden die Kondensatoren C2 und C3 in Serie über die Diode D2 geladen.
Da die Serienschaltung der Kondensatoren C2 und C3 eine Kapazität von z.B. nur 0,5 Mikrofarad aufweist, ist der
Ladestromstoß zum Nachladen der Kondensatoren C2 und C3 verhältnismäßig klein. Während der kurzen Zeit, in der die
Netzspannung kleiner als die Hälfte des Scheitelwertes ist, wird die Converterschaltung aus den Kondensatoren C2 und C3
gespeist, welche nun über die Dioden Dl und D3 parallel zueinander liegen. Während dieser Zeit ist der dem Netz
entnommene Strom null. Die Kondensatoren C2 und C3 haben also die Aufgabe, das Weiterarbeiten des Converters während des
Netzspannungsnulldurchgangs zu gewährleisten und die Last zu
versorgen. Durch diese Art der Speisung wird auch ein guter Leistungsfaktor von etwa 0,9 erreicht.
Die Converterschaltung besteht im wesentlichen aus einem selbstschwingenden Halbbrückenwandler, der eine hochfrequente
Wechselspannung erzeugt, die zur Speisung der Gasentladungsröhre verwendet wird. Beim Einschalten der
Netzspannung wird der Kondensator C4 über die Widerstände R5 und R3 geladen, bis die Durchbruchspannung des Diac (etwa
Volt) erreicht wird. Durch das Zünden des Diac wird ein Startimpuls auf das Gate des Transistors T2 gegeben, der das
Anschwingen des Converters ermöglicht. Am Meßpunkt C ist nun eine hochfrequente Wechselspannung mit rechteckförmigem
Verlauf meßbar. Die mittlere Spannung am Meßpunkt C, welche am Kondensator C4 anliegt, erreicht nicht mehr die
Durchbruchspannung des Diac, wodurch weitere Startimpulse verhindert werden.
Die Ansteuerung der Leistungstransistoren erfolgt über den Transformator L3. Die Schwingfrequenz des Converters wird
hauptsächlich durch die Bauteile L3, C6 und C7 und die Gatekapazitäten der Leistungstransistoren bestimmt. Die
Zenerdioden Zl bis Z4 schützen die Gates der Leistungstransistoren vor Überspannung.
Die Drossel L2 dient zur Einprägung des Stroms in die Lampe LA.
Über Cl ist parallel zur Lampe ein PTC angeordnet, welcher beim Einschalten der Schaltung einen niedrigen
Innenwiderstand hat. Die Spannung an der Lampe ist daher im ersten Moment sehr klein. Die Glühkathoden der Lampe werden
vorgeheizt. Durch den Strom, der durch den PTC fließt, erwärmt sich dieser und wird hochohmiger. Es bildet sich eine
Resonanz, bestimmt durch die Drossel L2 und den Kondensator C12. Die Spannung über der Lampe steigt an und führt
schließlich bei ca. 500 Volt zur Zündung der Gasentladung. Die nun leitende Röhre bedämpft den Resonanzkreis L2, C12.
Die Spannung an den Kathoden bricht auf die Brennspannung der Lampe zusammen. Der Heizstrom sinkt ebenfalls stark ab.
Da die Versorgungsspannung des Converters durch die Eingangsgleichrichterschaltung im 100 Hz Rhythmus pulsiert,
schwankt auch der Lampenstrom und damit die Helligkeit. Dieses Pulsieren kann jedoch vom Auge normalerweise nicht
wahrgenommen werden. Im unteren Bereich der Converterschaltung ist die erfindungsgemäße Dimmschaltung
erkennbar, wobei im Dimmbetrieb die Frequenz des Converters von ca. 40 kHz auf ca. 80 kHz erhöht wird. Dies geschieht
durch die Abkopplung des Kondensators C7 mit Hilfe eines Schalttransistors Hl, der über die Dimmlogik (2) angesteuert
wird. Durch die Frequenzerhöhung nimmt der Scheinwiderstand der Drossel L2 zu, während derjenige des Kondensators C12
abnimmt. Dadurch erfolgt eine Stromreduzierung in der Gasentladungsröhre, wobei nun, wenn die Versorgungsspannung
des Converters unter einen bestimmten Wert absinkt, der Lampenstrom so klein wird, das die Gasentladung abreißt.
Wegen der periodisch schwankenden Versorgungsspannung resultiert daraus ein ständiges Verlöschen und Neu-Zünden der
Röhre. Durch diesen Pulsbetrieb wird die mittlere Helligkeit der Röhre verringert, und der Dimmeffekt erreicht.
Auf diese Weise kann die Leistungsaufnahme der Lampe auf weniger als 50 % der Normalleistung reduziert werden, ohne
daß besondere Maßnahmen zur Stabilisierung des Dimmbetriebs {Regelschleife zur Konstanthaltung des Lampenstroms etc.)
notwendig sind.
Es zeigte sich, daß im Dimmbetrieb ein Flackern der Lampe auftreten kann. Dies tritt vor allem dann auf, wenn der PTC
sich im Luftzug befindet und dabei seinen Innenwiderstand verändert. Das Problem wird beseitigt, indem man den PTC mit
einer wärmeisolierenden Hülle umgibt.
Figur 2 zeigt ein ausführlicheres Beispiel der Dimmschaltung.
Die Gate-Steuerspannung des Transistors T2 wird durch die Zenerdioden Z3 und Z4 auf ca. 16 Volt begrenzt. Dieser
Steuerspannung kann durch Einweggleichrichtung durch die Diode D4 ein Gleichstrom von etwa 1 Milliampere entnommen
werden, ohne daß die Funktion Converters merklich beeinflußt wird. Auf diese Weise wird zur Versorgung der Dimmlogik eine
nahezu konstante Spannung von ca. 13 Volt gewonnen, die durch den Kondensator C5 gepuffert wird. Um den Gatesteuerkreis des
Transistors T2 während der Anlaufphase der Schaltung nicht zu blockieren, wird in Serie zur Gleichrichterdxode D4 ein
Widerstand R6 von mindestens 500 Ohm geschaltet.
Beim ersten Einschalten der Lampe nach längerer Unterbrechung ist der Kondensator C5 entladen. Solange die Spannung am
Kondensator C5 noch unter 5 Volt liegt, ist der Ausgang des Komparators K2 auf High, und somit der Reseteingang R des
Flip-Flops FFl auf High und der Ausgang Q des Flip-Flops auf High. Der Kondensator C7 liegt über den Transistor Hl an
Masse. Damit wird erreicht, daß beim ersten Einschalten nach einer längeren Pause die Lampe stets in den Normalbetrieb
gebracht wird, d. h. der Converter durch Hinzuschalten des Kondensators C7 mit einer Frequenz von etwa 40 kHz arbeitet.
Wird die Stromzufuhr vom Netz kurzfristig unterbrochen {im Bereich von 0,2 bis 5 Sekunden), so bricht die Spannung
zwischen den Punkten A und B rasch zusammen. Die Dimmlogik bleibt jedoch mindestens 5 Sekunden lang durch den
Kondensator C5 mit Strom versorgt. Die Netzstromunterbrechung wird durch den Komparator Kl detektiert, dabei geht der
Ausgang des Komparators Kl auf Low und auf den Takteingang CP des Flip-Flops FFl wird ein Low-Signal gegeben. Bei erneutem
Einschalten des Netzstroms geht der Ausgang des Komparators Kl wieder auf High, die ansteigende Flanke am Eingang des
Taktsignals CP des Flip-Flops bewirkt ein Umschalten des Flip-Flops. Der Ausgang ~Q des Flip-Flops schaltet auf Low,
Transistor Hl sperrt, und der Converter schaltet in den Dimmbetrieb.
Die Detektion der Netzstromunterbrechung kann auch dadurch erfolgen, daß statt der Spannung zwischen den Punkten A und B
die gleichgerichtete Ansteuerspannung des Transistors T2 überwacht wird. In diesem Fall muß die gleichgerichtete
Spannung über eine zusätzliche Diode von der Stromversorgung der Dimmlogik entkoppelt werden. Da nach dem Ausschalten des
Net&zgr;stromes der Converter noch einige Zeit nachschwingt, muß die Netzstromunterbrechung mindestens 0,3 Sekunden lang
dauern. Die Erfassung der Netzstromunterbrechung zwischen den Punkten A und B ermöglicht dagegen die Erkennung noch
kürzerer Unterbrechungszeiten. Zum universellen Einsatz der Dimmlogik besitzt das Flip-Flop FFl auch einen komplementären
Ausgang Q über den z. B. ein weiterer Transistor H2 angesteuert werden kann.
Die gesamte hier beschriebene Dimmlogik, bestehend im wesentlichen aus den Komparatoren Kl und K2, dem Flip-Flop
FFl und den Transistoren Hl und H2, wird vorzugsweise durch einen einzigen, speziell angefertigten Dimmschaltkreis
realisiert.
Außerdem kann die Dimm- und Sicherungsschaltung 2 Sensoreingänge 16,17 für Ströme- und Spannungen besitzt, so
daß eine Strom-, Spannungs- und Leistungskontrolle, sowie eine Überstrom-, Überspannungs- und Überleistungsabschaltung
erreicht wird.
Die Figuren 3 bis 6 zeigen die Strom- und Spannungsverläufe
an der Gasentladungsröhre im Normalbetrieb sowie im Dimmbetrieb. Bei Normalbetrieb der Lampe erkennt man in Figur
4 die relativ gleichbleibende Brennspannung der Lampe, die zwischen 110 und 120 Volt beträgt. Da die Versorgungsspannung
des Converters aber im 100 Hz Rhythmus pulsiert, schwankt auch der Lampenstrom, wie in Figur 3 zu ersehen, im 100 Hz
Rhythmus zwischen etwa 260 Milliampere als Maximalwert und 3 0 Milliampere als Minimalwert. Dieses Pulsieren wird jedoch vom
Auge nicht wahrgenommen und wirkt daher nicht störend.
Die Figur 6 zeigt nun den Spannungsverlauf an der Lampe im
Dimmbetrieb. Das Umschalten auf Dimmbetrieb erfolgt durch kurzzeitige Stromunterbrechung und beginnt bei Position 3.
Weil der PTC warm und damit hochohmig ist, steigt die Spannung an der Gasentladungsröhre stark an und führt bei ca.
420 Volt, also bei Position 4, zum Zünden der Gasentladungsröhre. Die Gasentladungsröhre arbeitet nun im
Bereich 5 mit Brennspannung, die hier etwa 140 Volt beträgt. Der Bereich zwischen den Positionen 4 und 6 entspricht etwa
dem Bereich, in dem die pulsierende Versorgungsspannung über 200 Volt beträgt. Sinkt die Versorgungsspannung unter einen
bestimmten Wert, was bei Position 6 der Fall ist, so wird der Lampenstrom so klein, daß die Gasentladung abreißt und auch
die Spannung an der Gasentladungslampe auf einen niederen Wert zusammenbricht, was im Bereich 7 gezeigt ist. Durch die
periodisch schwankende Versorgungsspannung resultiert daraus ein ständiges Verlöschen und Neuzünden der Röhre.
In Figur 5 ist der Stromverlauf durch die Leuchtröhre gezeigt, wobei bei Position 8 die Röhre zündet und im Bereich
9 etwa eine konstante Stromaufnahme besitzt, und die Lampe bei Position 10 verlischt, und der Strom auf null zurückgeht.
Figur 7 zeigt die logischen Ein- und Ausgangspegel des Steuerschaltkreises, der in seiner Funktion schon weiter oben
beschrieben wurde. Bei Position 11 wird die Netzspannung eingeschaltet. Die Spannung Ul wird über einen
Spannungsteiler aus der Betriebsspannung zwischen Punkt A und B abgeleitet. Die Versorgungsspannung U2 der Dimmlogik ergibt
sich durch Gleichrichtung des Gate-Ansteuersignals von T2.
Durch den positiven Impuls am Reset-Eingang R wird der Ausgang Q des Flip-Flops High (40 kHz-Betrieb). Durch
kurzzeitiges Aus- und Wieder-Einschalten der Netzspannung bei Position 12, 13 wird das Flip-Flop über den Eingang CP
getaktet, erhält jedoch durch die aufrechterhaltene Versorgungsspannung der Dimmlogik keinen Reset-Puls R, und
wechselt somit den Zustand des Ausgangs Q auf Low (80 kHz-Betrieb), d.h. Dimmbetrieb. Durch wiederholtes kurzes Aus-
und Einschalten erfolgt wiederum ein Zustandswechsel (Positionen 14,15).
Die Funktion der Kondensator-Diodenanordung wird nun anhand
der Figuren 1, 8 und 9 näher erläutert.
Die Netzspannung wird über den Netzgleichrichter G in eine pulsierende Gleichspannung umgesetzt, die an den Punkten A
und B anliegt. Solange der Momentanwert der Netzspannung größer ist als die Hälfte des Scheitelwertes 32 der
Netzspeisespannung, wird der nachfolgende Verbraucher aus dem Netz gespeist. Der Verbraucher verhält sich am Beispiel einer
Kompaktlampe La mit Converter dabei näherungsweise wie eine Konstantstromsenke.
Wenn die Netzspannung den Scheitelwert 32 erreicht, werden die Kondensatoren C2 und C3 in Serie über die Diode D2
geladen. Da die Serienschaltung von C2 und C3 eine Kapazität von nur 0,5 Mikrofarad aufweist, ist die Ladestromspitze
verhältnismäßig klein.
Bezogen auf die Darstellung in Figur 8 gilt hierbei folgendes:
Der Spannungsverlauf zwischen den Punkten A und B beginnt im Nulldurchgang der Netzspannung, wobei die Spannung in
Position 16 an der Kondensatorkaskade etwa auf der halben Netzspannung ist. Von der Position 16 ausgehend erstreckt
sich ein Kurvenast 18 schräg nach unten bis zur Position 17. Dieser Kurvenast 18 entspricht der Entladung der
Kondensatorkaskade durch den Verbraucher (Converter mit Lampe).
Ab Position 17 hat die Net&zgr;speisespannung einen Wert
erreicht, der sich mit der Entladung der Kondensatorkaskade überschneidet, so daß der Kurvenast von Position 17 aus
ansteigt und der speisenden Netzspannung folgt, bis zu einem Scheitelwert 32.
Im Scheitelwert 32 wird die Kondensatorkaskade, bestehend aus den Kondensatoren C2 und C3, über die Diode D2 nachgeladen.
In diesem Funktionszustand sind die beiden Kondensatoren in
Serie geschaltet.
Jenseits des Scheitelwertes 32 folgt die gleichgerichtete Spannung am Ausgang der Kondensatorkaskade der speisenden
Netzspannung bis zur Position 24, die etwa wiederum dem halben Scheitelwert der Netzspannung entspricht. Die
speisende Netzspannung sinkt nun in Form des angedeuteten Kurvenastes 19 nach null ab, während dies aber für die
Spannung an der Kondensatorkaskade nicht gilt.
Ab Position 12 übernimmt die Kondensatorkaskade 1 die Speisung des Verbrauchers, wodurch der Kurvenast 18
durchlaufen wird, bis die Position 25 erreicht wird. Ab Position 25 beginnt ein neuer Zyklus, wie er ab Position
17 beschrieben wurde.
Sobald der Verbraucher abgetrennt wird, kommt die Schaltung in den Leerlauf und statt des Kurvenastes 18 ergibt sich ein
Kurvenast 20, was bedeutet, daß die Spannung der Kondensatorkaskade auf dem halben Scheitelwert der
Netzspannung gehalten wird.
Anhand der Figur 9 wird nun erläutert, welche Vorteile die erfindungsgemäße Schaltung gegenüber dem Stand der Technik
aufweist.
In Figur 9 ist der Strom am Netzeingang, d. h. also am Eingang des Netzgleichrichters G über der Zeit dargestellt.
Es werden hierbei verschiedene Stromverläufe verglichen, wobei die Kurve 26 dem Stromverlauf an der Kondensatorkaskade
1 entspricht, während die Kurve 27 dem Stromverlauf einer herkömmliche Kompaktleuchtstofflampe mit einem
Leistungsfaktor von etwa 0,54 und einer Leistungsaufnahme von etwa 11 Watt entspricht. Die Kurve 28 gilt für den Fall, daß
die Kondensatorkaskade 1 mit der erfindungsgemäßen Dimmerschaltung verbunden ist.
• ·
i ·
Die Kurve 27 entspricht also der Stromaufnahme einer herkömmlichen' Schaltung, die am Eingang eines Converters
lediglich einen relativ groß dimensionierten Ladekondensator aufweist. Bei Position 33 ist der hohe Spannungsspitzenwert
zum Nachladen des Ladekondensators dargestellt, was mit dem Nachteil verbunden ist, daß schlagartig eine hohe Stromspitze
(Spitze 29) entsteht. Hierdurch wird der Netzstrom ungleichmäßig aus dem Netz entnommen.
Im Gegensatz hierzu zeigt die Kurve 26 die Stromaufnahme der erfindungsgemäßen Schaltung, wobei erkennbar ist, daß bereits
schon bei Position 34 ein Strom fließt, der aus dem Laststrom herrührt, wobei die Spitze 3 0 die Nachladung der
Kondensatorkaskade darstellt. Diese Spitze 30 ist sehr klein, weil die Kondensatoren C2 und C3 sehr klein gehalten werden
können.
Hieraus ergibt sich die relativ gleichmäßige Stromentnahme aus dem Versorgungsnetz über eine lange Zeitdauer, weil die
Stromentnahme erst bei Position 35 endet während bei Leuchtstofflampen nach dem Stand der Technik die
Stromentnahme bereits schon bei Position 24 endet.
Zwischen Position 22 und 23 (Fig. 8) ist die Last angeschaltet, während in den übrigen Bereichen die
Kondensatorkaskade 1 sich im Leerlauf befindet. Es gilt dann im übrigen auch der Kurvenast 20, weil sich hier die
Gleichrichterschaltung G zeitweise im Leerlauf befindet. Die Stromaufnahme aus dem Netz bei Dimmbetrieb zeigt Kurve 28,
wobei man erkennt, daß auch hier eine relativ gleichmäßige Stromaufnahme aus dem Netz erreicht wird.
Claims (13)
1. Dimmschaltung für Leuchtstofflampen, welche eine Converterschaltung aufweist, die mit pulsierender
Gleichspannung gespeist wird und daraus eine hochfrequente Wechselspannung zur Stromversorgung der Leuchtstofflampe
erzeugt, wobei im Dimmbetrieb durch An- und Abkoppeln eines die Schwingfrequenz des Converters bestimmenden Bauteiles die
Schwingkreisfrequenz des Converters verändert, und dadurch eine Dimmung der Leuchtstofflampe erreicht wird, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Dimmbetrieb die Schwingfrequenz des Converters erhöht wird, was zu einer Reduzierung des Stromes
durch die Leuchtstofflampe führt, wobei der Lampenstrom so klein wird, daß die Gasentladung der Leuchtstofflampe in
Einklang mit der pulsierenden Versorgungsspannung des Converters abreißt und ein ständiges Verlöschen und Neuzünden
der Leuchtstofflampe zu Folge hat.
Hausanschrift: Rennerle 10 D-88131 Undau
Bankkonten:
Bayer. Vereinsbank ündau (B) Nr. 1257110 (BLZ 600 202 90)
Hypo-Bank Undau (B) Nr. 66 70-326 843 (BLZ 733 204 42)
Volksbank Lindau (B) Nr. 51 222 000 (BLZ 650 920 10)
VAT-NR: DE 129020439
Postscheckkonto München 414848-808 (BLZ 700100 80)
2. Dimmschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Dimm- und Converterschaltung über eine
Gleichrichterschaltung (G) gespeist wird, der eine
Kondensator-Diodenanordnung (1) nachgeschaltet ist, die aus
mindestens zwei Kondensatoren (02,03) und mindestens drei
Dioden (Dl - D3) besteht.
Gleichrichterschaltung (G) gespeist wird, der eine
Kondensator-Diodenanordnung (1) nachgeschaltet ist, die aus
mindestens zwei Kondensatoren (02,03) und mindestens drei
Dioden (Dl - D3) besteht.
3. Dimmschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kondensatoren (C2,C3) jeweils über
die Dioden (Dl, D3) parallel liegen und sich über den
Verbraucher entladen, während sich die vom Gleichrichter (G)
kommende, pulsierende Eingangsspannung im Bereich unterhalb
etwa ihres halben Scheitelwertes (20) befindet.
die Dioden (Dl, D3) parallel liegen und sich über den
Verbraucher entladen, während sich die vom Gleichrichter (G)
kommende, pulsierende Eingangsspannung im Bereich unterhalb
etwa ihres halben Scheitelwertes (20) befindet.
4. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren in Serie
über die Diode (D2) geladen werden, während sich die vom
Gleichrichter (G) kommende, pulsierende Eingangsspannung im Bereich ihres Scheitelwertes (20) befindet.
über die Diode (D2) geladen werden, während sich die vom
Gleichrichter (G) kommende, pulsierende Eingangsspannung im Bereich ihres Scheitelwertes (20) befindet.
5. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen
Normal- und Dimmbetrieb der Leuchtstofflampe durch
kurzzeitige Unterbrechung des Netzstromes geschieht.
Normal- und Dimmbetrieb der Leuchtstofflampe durch
kurzzeitige Unterbrechung des Netzstromes geschieht.
6. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß beim erstmaligen Einschalten nach
einer längeren Pause von z.B. 5 Sekunden - die Schaltung immer im Nicht-Dimmbetrieb arbeitet.
7. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dimmschaltung über eine in
einem Schaltkreis integrierte Dimmlogik (2) verfügt.
8. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dimmschaltung über eine
aus Hybridbauelementen aufgebaute Dimmlogik (2) verfügt.
aus Hybridbauelementen aufgebaute Dimmlogik (2) verfügt.
9. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß für Dimmbetrieb das
schwingkreisfrequenzbestimmende Bauteil (C7) durch einen
elektronischen Schalter (Hl) vom Schwingkreis abgekoppelt
wird.
schwingkreisfrequenzbestimmende Bauteil (C7) durch einen
elektronischen Schalter (Hl) vom Schwingkreis abgekoppelt
wird.
10. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis S1 dadurch gekennzeichnet, daß für Dimmbetrieb das
Bauteil (C7) und/oder weitere schwingkreisfrequenzbestimmende Bauteile an- oder abgekoppelt, oder in ihrem Wert geändert werden.
Bauteil (C7) und/oder weitere schwingkreisfrequenzbestimmende Bauteile an- oder abgekoppelt, oder in ihrem Wert geändert werden.
11. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei Dimmbetrieb die
Stromversorgung des Converters periodisch unterbrochen wird.
Stromversorgung des Converters periodisch unterbrochen wird.
12. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Dimmbetrieb die
Leuchtstofflampe periodisch von ihrer Betriebsspannung an- und abgekoppelt wird.
Leuchtstofflampe periodisch von ihrer Betriebsspannung an- und abgekoppelt wird.
13. Dimmschaltung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dimmschaltung
Sensoreingänge für Ströme- und Spannungen besitzt, so daß
eine Strom-, Spannungs- und Leistungskontrolle, sowie eine Überstrom-, Überspannungs- und Überleistungsabschaltung
erreicht wird.
Sensoreingänge für Ströme- und Spannungen besitzt, so daß
eine Strom-, Spannungs- und Leistungskontrolle, sowie eine Überstrom-, Überspannungs- und Überleistungsabschaltung
erreicht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9421809U DE9421809U1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Dimmschaltung für Leuchtstofflampen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9421809U DE9421809U1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Dimmschaltung für Leuchtstofflampen |
DE4441140A DE4441140A1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Dimmschaltung für Leuchtstofflampen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9421809U1 true DE9421809U1 (de) | 1996-09-26 |
Family
ID=25942096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9421809U Expired - Lifetime DE9421809U1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Dimmschaltung für Leuchtstofflampen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9421809U1 (de) |
-
1994
- 1994-11-18 DE DE9421809U patent/DE9421809U1/de not_active Expired - Lifetime
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69628739T2 (de) | Steuerung und überwachung von dimmbaren vorschaltgeräten mit breitem beleuchtungshub | |
DE69828862T2 (de) | Mittels eines triacs dimmbare kompakte leuchtstofflampe mit niedrigem leistungsfaktor | |
DE69818941T2 (de) | Vorschaltgerät | |
DE3587792T2 (de) | Elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen. | |
DE69811918T2 (de) | Verfahren zum vermeiden des irrtümlichen betriebs eines leuchtstofflampenvorschaltgerätes | |
DE3420469C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Steuerung eines Resonanz-Wechselrichters | |
DE69815281T2 (de) | Flickerfreies verschaltgerät für eine leuchstofflampe | |
DE69815619T2 (de) | Vorschaltgerät | |
DE3873556T2 (de) | Wechselrichter fuer die versorgung von gas- und/oder dampfentladungslampen. | |
DE69828484T2 (de) | Entladungslampe und beleuchtungsvorrichtung | |
DE69713852T2 (de) | Wechselrichter | |
DE69413105T2 (de) | Schaltung zur Leistungsfaktorverbesserung | |
DE3407067A1 (de) | Steuerschaltung fuer gasentladungslampen | |
DE10297588T5 (de) | Halogen-Grundkonverter-IC | |
DE60308117T2 (de) | Entladungslampe-Zündungsschaltkreis mit Schutzschaltung | |
DE69327426T2 (de) | Überwachungsgerät für eine Leuchtstoffröhre | |
DE4332059A1 (de) | Lichtsteuervorrichtung für eine Entladungslampe | |
DE3909174A1 (de) | Impuls fuer impuls stromgeregelte spannungsversorgung | |
DE19805732A1 (de) | Verfahren und Schaltung zur Steuerung der Betriebsleistung einer Leuchtstofflampe | |
DE112004000145T5 (de) | Steuer-IC für Dimm-Vorschaltgerät mit Flackerunterdrückungsschaltung | |
EP0876742A1 (de) | Verfahren und elektronische steuerschaltung zum regeln des betriebsverhaltens von gasentladungslampen | |
DE19843643B4 (de) | Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe | |
EP1465330A2 (de) | Verfahren zum Variieren der Leistungsaufnahme von kapazitiven Lasten | |
DE69911493T2 (de) | Beleuchtungssystem einer Entladungslampe mit Überstromschutz für die Schalter eines Wechselrichters | |
DE4441140A1 (de) | Dimmschaltung für Leuchtstofflampen |