EP0461441A1

EP0461441A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung der Helligkeit (Dimmen) von Gasentladungslampen

Info

Publication number: EP0461441A1
Application number: EP91108352A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Luger; Peter Hein
Original assignee: Zumtobel AG
Current assignee: Zumtobel AG
Priority date: 1990-06-06
Filing date: 1991-05-23
Publication date: 1991-12-18
Anticipated expiration: 2011-05-23
Also published as: DE59103630D1; EP0461441B1; DE4018127A1; ATE114927T1

Abstract

Ein Verfahren sowie ein elektronisches Vorschaltgerät erlaubt die Regelung der Helligkeit (Dimmen) von Gasentladungslampen (GE), insbesondere von Gasentladungslampen unterschiedlicher Bauart wie Argon- oder Kryptonlampen, sowie Gasentladungslampen unterschiedlicher Nennleistung (PN). Dabei ist ein Wechselrichter (20) vorgesehen, der eine Ausgangs-Wechselspannung (uW) variabler Frequenz (f) und/oder variablen Tastverhältnisses (d) an einen die Gasentladungslampe (GE) enthaltenden Lastkreis (10) abgibt. Es ist ferner ein erstes und ein zweites Strommeßglied (25,26) zur Erfassung eines Lampenstromes (IWeff,ILampe) und eines vom Wechselrichter (20) oder Zwischenkreisglättungskondensator (C0) aufgenommenen Gleichstroms (Idc) sowie ein erstes Spannungsmeßglied (27) zur Erfassung der Zwischenkreis-Gleichspannung (U0,Udc) für den Wechselrichter (20) vorgesehen. Die Schaltungsanordnung sowie das angegebene Verfahren sollen eine verbesserte, insbesondere auch im geringen Helligkeitsbereich, Helligkeitsregelung ermöglichen. Außerdem soll eine Lampentypunabhängigkeit erreicht werden. Hierzu werden die Strommeßgrößen (IWeff,Idc) in einer synthetischen Strommeßgröße (Iq) zusammengefaßt oder kombiniert und die so gebildete synthetische Meßgröße (Iq) mit der Gleichspannungsmeßgröße (Udc) multipliziert oder quasimultipliziert, wodurch eine im wesentlichen die aufgenommene bzw. abgegebene Lampenleistung (Pab,Pauf) repräsentierende Leistungs-Istgröße (Pmess) für einen Leistungsregelkreis (40,20,p,PSoll,GE,10) gebildet werden kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren zur Regelung der Helligkeit von Gasentladungslampen gem. Oberbegriff des Anspruchs 1 als auch ein elektronisches Vorschaltgerät zu einem gleichnamigen Zweck, wobei letzteres insbesondere zur Durchführung eines Verfahren gemäß Anspruch 1 einsetzbar ist.
Elektronische Vorschaltgeräte und Verfahren zum Betreiben von Gasentladungslampen sind in vielerlei Varianten bekannt. Die eingesetzten elektronischen Vorschaltgeräte (EVG) bieten vorteilhafte Betriebsweisen für die genannten Röhren. Es werden dabei sowohl Wirkungsgraderhöhungen, flackerfreier und schonender Betrieb, komfortable(re) Zündmöglichkeiten und verbessertes Dimm-Verhalten ins Auge gefaßt. Insbesondere die letztgenannte Betriebsmöglichkeit, jene die es erlaubt auch Gasentladungslampen in der Helligkeit über einen weiten Bereich zu steuern, bereitet trotz fortgeschrittener Schaltungstechnik und erhöhter Ausgangsfrequenzen der EVGs nach wie vor technische Schwierigkeiten.
So ist beispielsweise aus der vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP 88 10 6325.9 der Anmelderin ein EVG bekannt, bei dem ein Netzgleichrichter an eine Netz-Versorgungsspannung angeschlossen ist. Es liefert eine Zwischenkreis-Gleichspannung für einen nachgeschalteten Wechselrichter. Dieser gibt eine Ausgangs-Wechselspannung an einen die Gasentladungslampe enthaltenden Lastkreis ab. Zur Steuerung des Wechselrichters, zur Betriebszustandsüberwachung und zur Erfassung von Meßgrößen sind eine Vielzahl von Schaltungsteilen vorgesehen. Unter anderem ist ein erster Glättungsfilter vorgesehen, mittels welchem der im Zwischenkreis fließende Gleichstrom einem Multiplizierer zuführbar ist. Dem zweiten Eingang des Multiplizierers ist das Ausgangssignal eines zweiten Meßgliedes zugeführt, welches an der Zwischenkreisspannung angeschlossen ist. Eingangsseitig werden somit Gleichspannung/strom erfaßt und einer Steuer- und Überwachungseinheit zugeführt. Ausgangsseitig werden ebenfalls über Meßfühler sowohl Lampenstrom als auch die Lampenspannung erfaßt und über Komparatoren der genannten Steuer- und Überwachungseinheit zugeführt.
Die dargelegte Schaltungsanordnung erlaubt nun das umfangreiche Überwachen und Überprüfen von sämtlichen Betriebsparametern, es fehlt jedoch die Möglichkeit zum Einstellen und Variieren der Helligkeit angeschlossener Gasentladungslampe(n). Dies nicht zuletzt aus dem Grunde, da die gleichstromseitige Eingangsleistung über den genannten Multiplizierer und eine dementsprechende Frequenz-Steuerung des Wechselrichters auf einen konstanten Wert geregelt wird. Dieser Wert ist durch die Nennleistung der angeschlossenen Gasentladungsröhre definiert und bei (im Nennbetrieb) vernachlässigbarer Verlustleistung des Wechselrichters bewirkt so eine konstante Gleichstrom-Eingangsleistung die/eine konstante (Nenn)-Lichtabgabeleistung der Wechselstromleistung.
Der Erfindung liegt nun unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Helligkeitsregelung zu schaffen, indem sowohl eine verbesserte Vorrichtung als auch ein verbessertes Verfahren zu dem genannten Zweck angegeben wird.
Nicht zuletzt diese Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Regelung der Helligkeit gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen dieses Anspruches angegeben Merkmale gelöst. Die Lösung derselben Aufgabe ist bei einem elektronischen Vorschaltgerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs 11 durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruchs zur Lösung geführt. Gegenstand des Anspruchs 17 ist ein alternatives Verfahren zur Lösung der genannten Aufgabe.
Ein erster wesentlicher Grundgedanke der Erfindung liegt darin, den zur Leistungsmessung oder zur Leistungsberechnung der Lampe(n) herangezogenen Strommeßwert/größe des Systems als Kombination aus gleichstromseitigem und wechselstromseitigem Stromwert zu bilden.
Bereits aufgrund dieser erfindungsgemäßen Maßnahme ist es nun möglich, die Lampenhelligkeit der Gasentladungslampe in besonders weiten Grenzen flackerfrei und gleichmäßig zu variieren. Hierbei macht die Erfindung von der Erkenntnis Gebrauch, daß - im Rahmen der erlaubten Toleranz - die vorgenannte Übereinstimmung von Gleichstromleistung und Wechselstromleistung nur für den höheren (bis zu Nennleistung und darüber) Leistungsbereich Gültigkeit hat.
Eine deutliche Herabsetzung der Helligkeit bis zu geringsten Helligkeiten wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß in der kombinierten (synthetischen) Strommeßgröße keine oder nur noch geringe Anteile des wechselrichter-eingangsseitigen Gleichstroms vorliegen. Ein erfindungsgemäßer Effekt wird somit wesentlich dadurch begründet, daß eine Umverteilung der Strom-Anteile in dem synthetischen Strommeßwert I_q von der Gleichstrom-Eingangsseite I_dc (bei hoher Lichtabgabeleistung der Röhre) zu der Wechselstrom-Ausgangsseite I_q (bei geringen Lampenhelligkeiten) stattfindet. Dieser Gedanke ist gleichfalls auf eine Umverteilung von mittels zweier Multiplizierer errechneten Leistungsgrößen in einer synthetischen Leistungsgröße P_q anwendbar.
Es ist bekannt, die Frequenzen und/oder das Tastverhältnis einer der Gasentladungslampen zugeführten Wechselspannung zu variieren. Dies wird einerseits dazu verwendet, die Zündung bzw. die Vorheizung der Röhre zu bewirken, andererseits kann eine solche Frequenzverschiebung auch zur Helligkeitsänderung herangezogen werden. Der Resonanzkreis, in welchen die Gasentladungslampe geschaltet ist, wird hierbei mit einer solchen Frequenz gespeist, die - abhängig vom gewünschten Helligkeitsgrad - näher oder weiter von der Resonanzfrequenz des Lastkreises entfernt ist. Eine Frequenzverschiebung "weg" von der Resonanzfrequenz reduziert den Lampenstrom, erhöht gleichzeitig die Lampenspannung (negative Lichtbogencharakteristik) und erlaubt es, die Lichtabgabeleistung zu reduzieren. Eine so gewählte lediglich frequenzgesteuerte Anordnung ist jedoch nicht in der Lage, eine lampentypunabhängige, d.h. bei Einsatz mehrerer oder verschiedener Gasentladungslampen, Helligkeit sicherzustellen. Werden in großen Räumen eine Vielzahl von Gasentladungslampen, gleichen Typs, beispielsweise in Lichtband-Strukturen, eingesetzt, so kann eine gleichmäßige Helligkeit/Helligkeitsvariation dieser Vielzahl von Lampen bei einer herkömmlichen Schaltungsanordnung nicht gewährleistet werden.
Ein weiterer wesentlicher Zweck der Erfindung liegt somit darin, die Lampenhelligkeit unabhängig von den praktisch gewählten und eingesetzten Lampen sicherzustellen (lampentypunabhängig). Dies hat wesentliche Vorteile dadurch, daß nunmehr Lampen unterschiedlicher Bauart, unterschiedlicher Nennleistung oder unterschiedlicher Gasfüllung, wie Argon-Lampen oder Krypton-Lampen, aus dem gleichen Vorschaltgerät - ohne Schaltungsanspassung - gespeist werden können. Alle diese Lampentypen sind gemäß der Erfindung in einem weiten Helligkeitsbereich, dieser umfaßt die Nennlast P_N bis herab zu Bereichen, die unterhalb von 1% dieser Nennlast liegen, gleichmäßig betreibbar. Auch kurzzeitige Leistungen oberhalb der Nennlast P_N können zugelassen werden.
Der erfindungsgemäße Effekt der Lampen-Leistungsregelung gemäß Anspruch 11, über die Bildung eines kombinierten synthetischen Stromwertes I_q, liegt in der nunmehr bestehenden Unabhängigkeit von der Lampenbrennspannung, von der Lastkreis-Impedanz in welche die Gasentladungslampe geschaltet wird, von der Signalcharakteristik und von der Phasenlage im Lastkreis. Nebeneinander über separate EVGs betriebene gleiche Röhren geben bei erfindungsgemäßer Schaltungsanordnung und einem erfindungsgemäßen Verfahren die gleiche (einstellbare) Leistung, insbesondere die Nennleistung P_N, ab.
Die erfindungsgemäße Helligkeitsregelung gemäß Anspruch 11 kann über einen Leistungsregler erzielt werden, der den Wechselrichter in einem weiten Frequenzbereich steuert. Die Rückführung wird über die Leistungsbestimmung mittels des synthetischen Meßwertes I_q gebildet. Der auf diese Weise geschlossene Regelkreis ist temperaturbeständig, lastkreisunabhängig sowie lampentypunabhängig. Der Sollwert für eine erwünschte Leistung ist frei und beliebig vorgebbar. Die Stellgröße im Regelkreis ist durch die Frequenz der Ausgangs-Wechselspannung gebildet, welche dem Lampen-Lastkreis zugeführt wird. Gleichwertig neben der Frequenz oder in besonders vorteilhafter Weise kombiniert mit der Frequenz ist das Tastverhältnis d der Ausgangs-Wechselspannung als Stellgröße des Regelkreises einsetzbar. Im Sinne der Erfindung ist dabei sowohl Pulsbreitenmodulation als auch Pulsfolgemodulation sowie eine Kombination der genannten Modulationsarten für die Ausgangs-Wechselspannung u_W einsetzbar.
Neben der Möglichkeit der weiten und stabilen Helligkeitsvariation liegt ein weiterer zentraler Zweck der Erfindung in der Erfüllung der Typenschildangaben einer beliebigen Gasentladungslampe. Dies betrifft insbesondere den Nennbetrieb.
Geht man davon aus, daß der Wirkungsgrad von gleichartigen Röhren unterschiedlicher Leistung identisch ist, so kann angenommen werden, daß die von der Röhre aufgenommene elektrische Leistung P_auf in einem festen Verhältnis zu der von der Röhre abgegebenen Lichtleistung P_ab steht. Für handelsübliche Röhren ist dieser (Verhältnis-)Wert bekannt, es ist somit erfindungsgemäß möglich die von der Lampe aufgenommene Leistung im Vorschaltgerät nachzubilden und sie mit einer vorgegebenen Soll-Leistung zu vergleichen. Unmittelbar wird so über Frequenzvariation des Wechselrichters die aufgenommene Leistung und mittelbar die von der Röhre abgegebene Leistung geregelt.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Berechnung der aufgenommenen Leistung über die Multiplikation mit der Zwischenkreis-Gleichspannungsgröße U₀ und dem von der Röhre aufgenommenen Wechselstrom-Effektivwert I_Weff. Dies ist Gegenstand des Anspruchs 5.
Der Zwischenkreis-Gleichspannungswert zur Multiplikation mit der genannten Stromgröße verändert sich abhängig von dem Lastzustand und abhängig von dem Effektivwert der Netzspannung nur in einem vergleichsweise geringen Rahmen. Dies ermöglicht eine vereinfachte Multiplikation, beispielsweise durch Digital/Analogumsetzer. Erfahrungsgemäß liegt die Schwankung der Zwischenkreis-Gleichspannung, an deren Stelle auch eine beliebige Batteriespannung treten kann, bei ± 20% (beispielsweise 60V) vom Nennwert (beispielsweise 300V). Auch höhere Spannungen sind bei veränderten Netzspeisespannungen anwendbar.
Die Abhängigkeit des Wirkungsgrades der Röhre kann schaltungs- oder programmtechnisch berücksichtigt werden, so kann programmtechnisch abhängig von Systemgrößen detektiert werden, welche Lampe im Augenblick angeschlossen und betrieben wird, oder es kann schaltungstechnisch ein vorgegebener Wirkungsgrad angenommen werden. Für den Fall, daß verschiedenartige (Argon, Krypton) Röhren mit ihrer Wirkungsgradabweichung innerhalb der erlaubten Toleranz liegen, sind auch verschiedenartige Röhren ohne Änderung mit ein- und demselben EVG erfindungsgemäß betreibbar.
Ein weiterer wesentlicher Zweck wurde bereits bei der Darlegung des Standes der Technik genannt. Es ist dies die gleichmäßige Helligkeit von mehreren nebeneinander betriebenen elektronischen Vorschaltgeräten, an welche jeweils eine oder mehrere Gasentladungslampen angeschlossen sind. Ein Anwendungsbereich liegt hierbei in großen Büroräumen oder Großraumbüros, in welchen eine gleichmäßige Ausleuchtung erforderlich oder erwünscht ist. Die Ungenauigkeit (der Helligkeit) soll hierbei unterhalb von 10% liegen; das subjektive Empfinden nimmt innerhalb dieses Ungenauigkeitsbereiches Helligkeitsdifferenzen nicht wahr. Gleichzeitig soll die eingestellte Helligkeit für Bereiche des Raumes oder den gesamten Raum abhängig von mehreren Bereichs-Sollwerten oder einem Gesamt-Sollwert gleichlaufend und gleichmäßig variiert werden können. Die Vorgabe von beispielsweise 5% der Nennleistung muß hierbei in allen betroffenen Leuchtkörpern eine Helligkeit einstellen, die der vorgenannten Fehlermarge genüge tut.
Der erfindungsgemäße Effekt liegt hier in der Ausschaltung aller auf die abgegebene Leistung Einfluß nehmender Faktoren, wie Bauteiltoleranzen bei Lastinduktivität und/oder Lastkapazität und/oder Vorheiz-Kapazität sowie Frequenzstreuungen im Wechselrichter und Netzspannungsschwankungen, durch eine überlagerte Leistungsregelung. Eine über den synthetischen Kombinationsstrom I_q gebildeteter Leistungsregelkreis erlaubt hierbei gleichzeitig die kostengünstige Realisierung, da kein Hochfrequenz-Multiplizierer zur Gewinnung einer Leistungs-Meßgröße P_mess einzusetzen ist. Die Multiplikation kann mit zwei Gleichgrößen ausgeführt werden, die Gleichstrom-Eingangsleistung des Wechselrichters ergibt sich aus Zwischenkreis-Versorgungsspannung und Eingangs-Gleichstrom, die Wechselrichter-Abgabeleistung aus Zwischenkreis-Versorgungsspannung und Wechselrichter-(Effektivwert) Ausgangsstrom. In der Nähe der Nennleistung können die Wechselrichter-Verluste einerseits in guter Näherung vernachlässigt werden, andererseits sind sie - auch für unterschiedliche Geräte - im wesentlichen gleich groß. Die abgegebene Leistung ist insofern im wesentlichen die aufgenommene Leistung abzüglich der (fixen) Wechselrichterverluste. Im Beispiel könnte eine 50W-Lampe betrieben werden, die Wechselrichterverluste würden hierbei im Bereich von ca. 5W, demnach ca. 10% liegen.
Geht man von dem vorgenannten Beispielfall aus, so kann gemäß der Erfindung eine Gasentladungslampe auch noch mit 1% ihrer Helligkeit, dies wäre im genannten Beispiel 0.5W, mit den gleichen vorteilhaften Eigenschaften betrieben werden, die obenstehend im Bereich des Nennbetriebes erzielt werden. Die besondere Schwierigkeit des zugrundeliegenden Problems ist deutlich erkennbar, wenn eine im Beispiel genannte abgegebene Leistung von 0.5W mit 10% Toleranz in unterschiedlichen Geräten abgegeben werden muß, und der Wechselrichter jeweils Verluste aufweist, die mehr als den Faktor 10 die abgegebene Leistung überschreiten. Dies wird erfindungsgemäß wiederum durch die Bildung des synthetischen Meßstroms I_q erreicht, der in Kombination beide Ströme berücksichtigt, den Eingangs-Gleichstrom (bei hoher Leistung) und den Ausgangs-Wechselstrom (im vorliegenden Fall, bei geringen Leistungen). Die Multiplikation findet zur Leistungsberechnung nurmehr mit einer Multiplikation findet zur Leistungsberechnung nurmehr mit einer Gleichgröße, der Zwischenkreisspannung U_dc und einer dem Wechselstrom entsprechenden Größe I_Weff statt. Diese dem Wechselstrom entsprechende Größe kann, insbesondere bei Sinusform, auch aus dem Maximalwert gewonnen werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des Effektivwertes des Ausgangs-Wechselstromes gemäß Anspruch 10.
Mit anderen Worten läßt sich der erfindungsgemäße Effekt so beschreiben, daß im unteren Leistungsbereich, wo die Wechselrichterverluste oberhalb der abzugebenden Lampenleistung liegen, die Leistungsberechnung auf der Multiplikation einer Zwischenkreis-Größe und einer Wechselstrom-Ausgangsgröße basiert, wohingegen in dem Leistungsbereich, in welchem die abgegebene Lichtleistung wesentlich oder deutlich oberhalb der Wechselrichter-Verlustleistung liegt, die Leistungsberechnung aufgrund zweier dem Gleichspannungs-Zwischenkreis entnommener Gleichgrößen basiert. Im Zwischenbereich ergeben sich gemäß den Unteransprüchen unterschiedliche Überblend- oder Umverteilungsmöglichkeiten, vorteilhaft sind diese eine linerare Umverteilung gemäß Anspruch 3, eine hysteresebehaftete Umschaltung gemäß Anspruch 16 oder eine begrenzt stetige (abschnittslineare) kontinuierliche Umverteilung gemäß Anspruch 9.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Umverteilung auf der Basis des Leistungs-Sollwertes p oder P_SOLL. Dies ist Gegenstand des Anspruchs 3 sowie des Anspruchs 8. Die Abhängigkeit von einer stetigen, leistungsproportionalen Systemgröße, welche nicht die vorgegebene Soll-Leistung ist, ist in Anspruch 15 angegeben.
In der Realisierung hat sich vorteilhaft der Einsatz eines digitalen Führungs-Sollwertes erwiesen, jedoch bildet auch die analoge Sollwert-Vorgabe Vorteile. Dies kann abhängig von dem Anwendungsfall der Erfindung entschieden werden.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Berechnung der aufgenommenen oder abgegebenen Lampenleistung ist in Anspruch 5 angegeben. entweder vor einer der Leistungsberechnung dienenden Multiplikation als auch danach gebildet werden. Diese regelungstechnisch gleichwertige Realisierung ist in Anspruch 10 angegeben. Eine vorteilhafte Realisierung eines kostengünstigen Multiplizierers ist Gegenstand des Anspruchs 6.
Gleichwertig mit den vorgenannten linearen Kombinationen ist eine nichtlineare Kombination möglich. Auf diese Weise können bekannte Lampencharakteristiken vorteilhaft kompensiert werden. Gleichfalls ist es im Sinne der Erfindung möglich, das erläuterte regelungstechnische Ersatzschaltbild (Blockschaltbild) nach regelungstechnischen Gesichtspunkten umzuwandeln ohne hierbei seine Wirkungsweise und Funktion zu verändern. Eine solche Änderung liegt beispielsweise in dem Ersatz des einen Multiplizierers durch zwei Multiplizierer, wobei in beiden Fällen Leistungswerte berechnet werden, zum einen die Gleichstromeingangsleistung zum andern die abgegebene Lampenleistung. Die sich ergebenden beiden Leistungsgrößen werden dann nach Maßgabe der Kombination der Stromwerte gemäß Anspruch 1 zu einem neuen synthetischen Leistungswert kombiniert. Eine solche unabhängige Realisierung des erfindungsgemäßen Gedankens ist Gegenstand des selbständigen Anspruchs 17.
Der Gleichlauf paralell betriebener EVGs mit gleichartigen/ungleichartigen Röhren gleicher/ungleicher Typenschildangabe (bei Großflächenbeleuchtung) kann erfindungsgemäß im gesamten Dimmbereich sichergestellt werden. Im Ergebnis ist so mit der Erfindung jede Art von Röhre mit jeder beliebigen Typenshildangabe, insbesondere im Paralellbetrieb verschiedener EVGs, mit den genannten Erfordernissen betreibbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die sowohl ein elektronisches Vorschaltgerät als auch Verfahren zur Helligkeitsregelung beschreiben, näher erläutert.
Es zeigen:

Fig.1 ein elektronisches Vorschaltgerät 1,EVG mit einem Wechselrichter 20, welches einen Lastkreis 10, der die Gasentladungslampe GE enthält, mit einer Ausgangs-Wechselspannung u_W speist;
Fig.2 ein regelungstechnisches Ersatzschaltbild der erfindungsgemäßen Stromkombination gemeinsam mit einer anwendbaren Leistungsberechnung und einem Regler 40 eines Helligkeits-Regelkreises;
Fig.3 ein Detail-Blockschaltbild des EVG gemäß Fig.1 mit seinen wesentlichen Komponenten und System-Meßgrößen;
Fig.4a,4b,4c erfindungsgemäße Realisierungsbeispiele der Stromkombination zur Bildung der synthetischen Stromgröße I_q;
Fig.5 ein Dimmensionierungsbeispiel für die Bestimmung des erfindungsgemäß zur Leistungsberechnung heranzuziehenden synthetischen Stromwertes I_q.

Ein elektronisches Vorschaltgerät, mit welchem die Erfindung realisierbar ist, zeigt die Fig.1. Dem Vorschaltgerät 1 ist dabei eine Netz-Versorgungsspannung zuführbar, die dem 220V oder 380V Netz entnommen sein kann. Der in dem elektronischen Vorschaltgerät vorgesehene Wechselrichter 20 ist über einen oder mehrere Steuereingänge von einer Steuerschaltungsanordnung, wie sie beispielsweise in Fig.2 gezeigt ist, ansteuerbar. Der Steuereingang bewirkt eine Frequenz- und/oder Tastverhältnisvariation der von dem Wechselrichter 20 an einen Lastkreis 10 abgegebenen Ausgangs-Wechselspannung u_W. Der Lastkreis kann, wie üblicherweise, aus der Serienschaltung einer Kapazität C_L einer Induktivität L_L und der oder den Gasentladungslampen GE bestehen. Die Heizwendel sind bei einer Lampe, die "warm" gestartet wird über einen Heizkondensator C_H überbrückt. Gleichwertig kann mit dem elektronischen Vorschaltgerät der Erfindung jedoch auch eine kaltgestartete Gasentladungslampe, hierbei entfällt der Kondensator C_H, angesteuert werden. Ein Zündkondensator C_Z wir für den Kaltstart paralell zur Lampe GE geschaltet. Ein Heizstrom wird so vermieden. Bei Ausführung des Wechselrichters 20 in Vollbrückenschaltung kann der gleichspannungsauskoppelnde Kondensator C_L entfallen, der Lastkreis besteht dann lediglich aus der Reihenschaltung der Induktivität L_L und einer oder mehrerer Gasentladungslampen GE, ggfs. ist C_H oder C_Z vorgesehen.
Wie bereits erwähnt, zeigt Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für die Bildung eines Kombinationsstroms I_q sowie die sich anschließende Leistungsberechnung P_mess. Im einzelnen ist hierzu eine Kombinationseinrichtung 22,23,24 vorgesehen, welche die beiden Stromgrößen I_W und I_dc zu dem synthetischen Kombinationsstrom I_q kombiniert. Der Kombinationseinrichtung ist ferner die Führungsgröße p,P_SOLL zuführbar, welche die Anteile der beiden Eingangsströme in dem Ausgangsstrom I_q steuert. p stellt eine normierte Leistungsgröße dar,

${p=P}_{SOLL} {/P}_{N} (1)$
In der Kombinationanordnung ist ferner eine Summierstelle 14 vorgesehen zur Aufnahme der in den beiden Funktionsgliedern 22 und 23 gebildeten gewichteten Anteile der beiden genannten Strommeßwerte. Die Abhängigkeit der Funktionsglieder in der Kombinationseinrichtung von der Führungsgröße p oder P_SOLL wird anhand der Fig.4a bis 4c näher erläutert werden. Der Additionsstelle 24 nachgestaltet ist im Ausführungsbeispiel ein multiplizierender D/A-Umsetzer 30. Diesem ist an seinem Referenz-Eingang eine dritte Meßgröße, die gemessene Zwischenkreis-Versorgungsspannung U_dc, zuführbar, welche in Fig.1 den Wechselrichter 20 speist. Die Zwischenkreis-Versorgungsspannung kann entweder aus einer Batteriespannung oder einer gleichgerichteten und mittels Zwischenkreis-Kondensator geglätteten Netzspannung verfügbar gemacht werden.
Im Ausführungsbeispiel wird dem D/A-Umsetzer der synthetische Kombinationsstrom I_q in Form einer digitalen Größe zugeführt. Sie kann beispielsweise 8 Bit aufweisen. Auch andere Datenbreiten sind anwendbar. Der Vorteil einer digitalen Bearbeitung von I_q liegt in der ebenfalls programmtechnisch oder digital realisierbaren Kombinationsschaltung oder -einheit 22,23,24. Hierzu sind den Strommeßgrößen I_W,I_dc nicht dargestellte Analog-Digital-Umsetzer nachgeschaltet. Auf diese Weise können beliebige Umverteilungs-Kennlinien in den Führungsgliedern 22 und 23 abhängig von der digital vorgegebenen Führungsgröße p realisiert werden. Die anschließende Umsetzung in eine wiederum analoge Größe P_mess geschieht durch den Digital/Analog-Umsetzer 30. Ein solcher ist kostengünstig deshalb einsetzbar, da die gemessene Zwischenkreis-Spannung U_dc nur in geringem Umfang variiert, beispielsweise ± 20% ausgehend vom Zwischenkreis-Spannungsnennwert. Die so ermittelte Leistung P_mess wird analog einem Regler 40 über eine Subtraktionsstelle 31 zugeführt. Dieser Soll/Istwertvergleich ermöglicht eine genaue Lichtleistungs-Regelung. Die Ausgangsgröße des Reglers 40, die Stellgröße f oder d (Frequenz und/oder Tastverhältnis) steuert nun den in Fig.3 detailiert und in Fig.1 global dargestellten Wechselrichter 20.
Die im Ausführungsbeispiel von Fig.2 gezeigte Mischform Digital/Analog läßt sich in beiderlei Weisen modifizieren Es kann eine vollständig digitale Lösung gewählt werden, bei welcher die Multiplikation 30 ebenfalls programmtechnisch realisiert wird. Der Regler 40 wäre hierbei ebenfalls programmtechnisch realisierbar, seine Ausgangsgröße kann dann entweder digital einem Frequenz/Tastverhältnisgenerator vorgegeben werden (VCO) oder die Schaltimpulse für die Wechselrichter-Ansteuerung können direkt aus der digitalen Realisierung der Fig.2 abgeleitet werden. Es kann auch eine vollständig analoge Realisierung gewählt werden, die Funktionsglieder 22,23 werden so von linearen oder nichtlinearen Übertragungsgliedern gebildet. Hierbei kann eine p-Abhängigkeit bestehen. Realisierbar ist der erfindungsgemäße Gedanke aber auch mit p-unabhängigen (dann nichtlinearen) Funktionsgliedern 22,23.
Gleichwertig für den Digital/Analog-Umsetzer 30 bei analoger Realisierung ist ein verstärkungsgesteuerter Operationsverstärker (OTA) oder ein echter analoger Multiplizierer (einfach, da nur Gleichgrößen vorliegen) vorsehbar.
Fig.3 zeigt ein Prinzipschaltbild des Wechselrichter 20, wie er in Fig.1 schematisch dargestellt ist. Die zur Messung der Systemgrößen eingesetzten Meßglieder 25,26,27 sind nur prinzipiell dargestellt. Zunächst wird die Zwischenkreis-Spannung U₀,U_dc mittels des Spannungsmeßgliedes 27 gemessen und ggfs. entsprechend verstärkt oder potentialverschoben der Multipliziereinheit 30 zugeführt.
Der an den Wechselrichter-Ausgangszweig angeschlossene Lastkreis 10 ist in dem Ausführungsbeispiel parallel zum oberen Leistungs-Halbleiterschalter S₂ geschaltet. Gleichwertig kann dieser Lastkreis parallel zum unteren Leistungs-Halbleiterschalter S₁ des Wechselrichter-Ausgangszweiges geschaltet werden. Die Ansteuerung der beiden Leistungs-Halbleiterschalter ist lediglich schematisch dargestellt, sie reagiert auf Ansteuersignale des Reglers 40 oder eines VCO (spannungsgesteuerter Oszillator) und steuert die beiden in Reihe geschalteten Leistungs-Halbleiterschalter S₁,S₂ dementsprechend an. Zwischen den beiden Schaltern wird die Ausgangs-Wechselspannung u_W an den Lastkreis 10 abgegeben. Gleichwertig mit dem hier gezeigten Halbbrücken-Schaltungsprinzip kann ein Wechselrichter mit Vollbrücke eingesetzt werden, hierbei ist der Lastkreis zwischen den beiden Mittelabgriffen der parallelen Wechselrichter-Ausgangszweige anzuschließen. Der Koppelkondensator C_L des Lastkreises kann entfallen.
Als weitere Meßgröße wird nun mittels der Strommeßstelle 25, welche vorzugsweise als Strommeß-Shunt ausgebildet ist, der Gleichstrom-Zwischenkreisstrom, welcher dem Wechselrichter (dem Ausgangszweig des Wechselrichters) zuführbar ist, gemessen. Die Strommeßstelle 25 kann mit gleicher Wirkung vor den gezeigten Zwischenkreis-Glättungskondensator C₀ geschaltet werden, da dieser keinen Gleichstrom für stationären Betrieb aufnimmt. Weiterhin wird der im Lastkreis 10 fließende Wechselstrom i_W mittels der Strommeßstelle 26, welche vorzugsweise ebenfalls als Strommeß-Shunt ausgebildet ist und einen gemeinsamen Bezugspunkt mit der Strommeßstelle 25 aufweist, gemessen. Ein gemeinsamer Bezugspunkt kann sowohl der positive als auch der negative Versorgungsspannungs-Anschluß sein. Dies ist abhängig von dem Anschluß des Lastkreises 10 an den Wechselrichter 20.
Die weiterhin eingezeichnete Spannungmeßstelle 28, welche die Spannung der Last bzw. die Wechselrichter-Ausgangsspannung u_W erfaßt, kann für eine Überwachungsschaltung oder zur Erfassung von Lampenarten oder -typen (über die Brenn- oder Zündspannung) eingesetzt werden.
Der mittels der Strommeßstelle 26 erfaßte Laststrom i_W kann ferner über ein Wechselstrom/Effektivwert-Bildner 31 geführt werden, bevor er dem Funktionsglied 22 oder einem A/D Umsetzer zugeführt wird. Gleichwertig zu dem Effektivwertbildner kann ein Maximalstrom-Meßfühler eingesetzt werden. Bei Sinusstrom läßt dich über den Maximalwert der Effektivwert durch Spannungsteilung ableiten. Ebenfalls können andere Wechselstrom/Gleichgrößenwandler Anwendung finden. Der über die Strommeßstelle 25 erfaßte Gleichstrom I_dc kann geglättet werden oder in analoger Weise umgeformt werden.
Der in Fig.3 gezeigte Wandler 31 bildet ein Realisierungsbeispiel, er kann - ohne die Übertragungsfunktion des Systems nach Fig.2 zu modifizieren - auch nach der Summierstelle 24 oder nach dem Funktionsglied 22 angeordnet werden.
Die Fig.4a,4b und 4c zeigen mögliche Umsteuerkennlinien bzw. Umverteilungs-Abhängigkeiten, wie sie in der Kombinationseinheit 22,23 24 oder den Funktionsbausteinen 22 und 23 einsetzbar sind. Es ist eine Abhängigkeit von der Führungsgröße p dargestellt. In Ordinaten-Richtung sind jeweils zwei Gewichtungsfaktoren g aufgetragen, die in jeweiliger Multiplikation mit der jeweiligen Eingangsgröße I_W oder I_dc den gewichteten Anteil an der synthetischen Meßgröße I_q ergeben. Gleichwertig zu der Abhängigkeit von der Führungsgröße p ist eine Abhängigkeit von einer beliebigen leistungs- oder stromproportionalen Systemgröße. Dies kann sowohl eine Sollgröße als auch eine Istgröße sein.
Fig.4a zeigt für das Beispiel des Funktionsgliedes 23 eine linear stetige Umverteilung, hierbei wird zwischen der Leistung Null und der Nennleistung P_N stetig zwischen den beiden Stromgrößen I_dc und I_Weff umgesteuert. Im gleichen Maße wie die eine Größe zunimmt, nimmt die andere Größe ab, bis bei Nennleistung der synthetische Kombinationsstrom I_q lediglich aus dem Gleichstromwert I_dc besteht, während er bei Leistung Null lediglich aus I_Weff besteht.
Fig.4b zeigt ein ähnliches Verhalten der Funktionsglieder 22,23, hierbei ist die Umverteilung jedoch auf einen vorgegebenen Bereich p_S1≦p≦p_S2 beschränkt. Innerhalb dieses Bereichs findet eine stetig lineare Umverteilung zwischen den beiden genannten Stromgrößen statt. Außerhalb des genannten Leistung-Bereichs ist im Niedriglastbereich, d.h. für geringe Werte von p, die Wechselstromgröße I_Weff dominant oder alleinig in der Kombinationsgröße I_q enthalten. Die Lampenleistung wird somit im stark gedimmten Bereich (nahezu) gänzlich von I_Weff bestimmt und geregelt. Hierdurch wird für gleiche Lampentypen (auch im Niedriglastbereich) ein ausgezeichneter Gleichlauf von Lampen erreicht, die aus unterschiedlichen elektronischen Vorschaltgeräten 1 gespeist werden. Im Leistungsbereich oberhalb des genannten ersten Bereiches, nämlich für p>p_S2, wird die Lampenleistung von der Gleichstromgröße I_dc dominiert oder alleinig gebildet. I_dc bestimmt hierbei den Meßwert I_q für die Lampenleistung im Vollastbereich, so wird eine lampentypunabhängige Leistungseinstellung alleine auf dieser Basis möglich. Es ergibt sich ein einfacher Abgleich, die Tauglichkeit des elektronischen Vorschaltgerätes für unterschiedliche Lampenarten (Argon, Krypton...) oder unterschiedliche Nennleistungen (40W,60W...) werden gewährleistet.
Fig.4c zeigt schließlich eine weitere Variante der Umverteilung zwischen den beiden Stromgrößen I_dc und I_Weff. Hierbei wird eine hysteresebehaftete Umschaltung gezeigt, die jeweiligen Eckwerte, bei denen eine Umschaltung stattfindet, sind mit p_S1 und p_S2 bezeichnet. Für Werte oberhalb von p_S1 dominiert die Gleichstromgröße I_dc in der synthetischen Stromgröße I_q . Sinkt der Leistungswert weiter, so wird der Anteil von I_dc in I_q schlagartig auf einen unwesentlichen Wert reduziert, wohingegen gegenläufig der Wert von I_Weff gleichrangigig angehoben wird. In der Praxis empfiehlt es sich, die schlagartige Umschaltung geringfügig abzuschwächen, so daß eine im Rahmen der Hysterese stetige Umverteilung an den Schaltpunkten p_S1 und p_S2 stattfindet. Bei entsprechend steigendem Leistungswert wird nicht bei p_S1 zurückgeschaltet, sondern entsprechend der Hysterese p_S2-p_S1 an dem zweiten Schwellenwert p_S2 (dies verhindert Schwingungen). Die Schaltpunkte oder Schwellenwerte können, wie erwähnt, auch von anderen leistungs- oder stromprotortionalen Systemgrößen abhängen bzw. gebildet werden, z.B. von I_S1,I_S2 (Werte im Bereich des Gleichstroms I_dc).
Die in den Fig.4a bis 4c gezeigten jeweils zwei Gewichtungsfaktoren g können digital oder analog vorgegeben werden. Fig.5 zeigt die gemäß Fig.4a realisierte lineare Gleichung zur Bestimmung des synthetischen Stromwertes I_q. Der Wert 1-p entspricht hierbei einem der Gewichtungsfaktoren g; jenem in Fig.4a gestrichelt dargestellten Gewichtungsfaktor.
Die von der Multipliziereinheit 30 oder dem spannungsgesteuerten Verstärker OTA abgegebene Leistungs-Meßgröße P_mess gibt nun -vom tatsächlichen Betriebszustand des Wechselrichters unabhängig- im wesentlichen die aufgenommene Leistung P_auf der Gasentladungslampe an. Sie eliminiert die Schwierigkeiten, daß eine stark schwankende Leistungsabgabe an die Gasentladungslampe(n) im jeweiligen Verhältnis zu den relativ konstanten Wechselrichterverlusten unterschiedliche Auswirkungen hat. Sind die Wechselrichterverluste über den gesamten Leistungsbereich im wesentlichen konstant, auch wenn eine erkennbare Frequenzabhängigkeit besteht, so wird eine Variation der von der Gasentladungslampe aufgenommene Leistung um 100% (0%...100% von P_N) ermöglicht. Hierbei fallen gerade bei geringer Lampenleistung die Wechselrichterverluste insbesondere die Streuung der Verluste verschiedener Geräte, deutlich ins Gewicht der gesamten Leistungsbilanz. Dies ist durch die Umverteilung in der Stromgröße I_q oder Leistungsgröße P_q kompensierbar. Ist der Wirkungsgrad von eingesetzten Gasentladungslampen im wesentlichen bekannt, so kann die von der Röhre aufgenommene Leistung P_auf in direktes Verhältnis zu ihrer zuregelnden Lichtabgabeleitung P_ab gesetzt werden. Dies ist geringfügig abhängig von der Gasfüllung der Gasentladungslampe, wie Argon, Krypton oder Neon. Eine Messung/ Berechnung der von der Röhre aufgenommenen Leistung P_mess stellt bei akzeptabler Genauigkeit so die erforderliche Gleichförmigkeit des Helligkeitsregelvorganges und seine weitreichende Spanne sicher.
Abschließend soll noch angeführt werden, daß der Gleichstom-Eingangsstrom I_dc des Wechselrichter 20 aufgrund der Schalthandlungen seiner Leistungs-Halbleiter S₁,S₂ stark pulsieren kann. Bei Einschaltung des Lastkreises 10 in den Zwischenkreis-Versorgungsspannungkreis entspricht i_dc,I_dc dem Laststrom i_W. Bei Schaltung des Lastkreises 10 in den "Freilauf", bei welchem er von der Zwischenkreis-Versorgungsspannung abgekoppelt ist, sinkt der Zwischenkreis-Eingangsstrom I_dc,i_dc auf Null. Eine entsprechende Glättungsmaßnahme, beispielsweise durch ein Tiefpaß, ermöglicht hierbei die Bereitstellung einer verarbeitbaren Gleichgröße. Die Zeitkonstante dieser Glättung kann abhängig von der erwünschten Reaktionszeit der Helligkeitsregelung auf Änderungsbefehle oder Helligkeitsänderungen gewählt werden.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele wurden mit Einsatz einer/mehrere Gasentladungslampen GE erläutert. Es versteht sich, daß auch andere Lastkreise 10, insbesondere Leuchtkörper, auf gleiche Weise mit gleichem Vorteil betrieben werden können. Dieses betrifft zum Beispiel auch Niedervolt-Halogenleuchten/Lampen (12V,24V), welche von Wechselrichtern über Transformatoren ansteuerbar und gemäß der Erfindung in einem bisher unerreicht weiten Bereich gleichmäßig dimmbar werden.

Claims

[Kombinationsstrom] Verfahren zur Regelung der Helligkeit (Dimmen) von Gasentladungslampen (GE) abhängig von einer Führungsgröße, bzw. einer Sollgröße/wert (p,P_Soll), bei welchem
eine aus einer Zwischenkreis-Gleichspannung (U₀,U_dc) abgeleitete in Tastverhältnis (d) und/oder Frequenz (f) variierbare Ausgangs-Wechselspannung (u_W,U_lampe), bzw.ein Ausgangs-Wechselstrom (i_W,I_lampe), an eine oder mehrere Gasentladungslampe(n) (GE) abgegeben wird,
ein aus der Gleichspannung (U₀,U_dc) abgeleiteter und in die variierbare Ausgangs-Wechselspannung/strom (u_W,i_W) umgeformter Zwischenkreis-Gleichstrom (I_dc) gemessen und als erste Meßgröße (I_dc) abgegeben wird und
der an die Gasentladungslampe (GE) abgegebene Ausgangs-Wechselstrom (i_W,I_lampe) gemessen, in eine dem Wechselstrom (i_W) entsprechende Gleichgröße (i_Wmax,I_Weff) umgesetzt und als zweite Meßgröße (I_Weff) abgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Meßgrößen (I_dc,I_Weff) zur Bildung einer synthetischen Meßgröße (I_q,i_q) miteinander kombiniert (22,23,24) werden.
Verfahren zur Regelung der Helligkeit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Meßgrößen (I_Weff,I_dc) linear kombiniert werden.
Verfahren zur Regelung der Helligkeit nach
Anspruch 1 oder/und Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kombination bzw. die Linearkombination, der beiden Meßgrößen (I_Weff,I_dc) abhängig von der Führungsgröße (p,P_Soll) ist, wobei mit steigender Führungsgröße (p) der Anteil der ersten Meßgröße (I_dc) an der synthetischen Meßgröße (I_q) in dem Maß zunimmt, wie gleichzeitig der Anteil der zweiten Meßgröße (I_Weff) an der synthetischen Meßgröße (I_q) abnimmt.
Verfahren zur Regelung der Helligkeit nach einem der vorherstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungsgröße (p,P_Soll) analog oder digital vorgebbar ist und eine Kombination, bzw. die Linearkombination (I_q), mittels digitaler oder analoger Multiplikation (22,23) der jeweiligen Meßgrößen (I_dc,I_Weff) mit zu der Führungsgröße (p,P_Soll) korrespondierenden gegenläufigen Gewichtungsfaktoren (g) und folgender Addition (24) der gewichteten Produkte gebildet wird.
[Leistungsberechnung] Verfahren zur Regelung der Helligkeit nach einem der vorherstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenkreis Versorgungsspannung (U_dc) oder eine diese bildende Batteriespannung (U₀) gemessen wird und als dritte Meßgröße (U_dc) abgegeben wird,
daß die dritte Meßgröße (U_dc) mit der synthetischen Meßgröße (I_q,i_q) multipliziert wird und das Multiplikationsprodukt als Leistungs-Istgröße (P_mess), entsprechend der von der/den Gasentladungslampe(n) (GE) erzeugten Lichtleistung (P_ab), bzw. aufgenommenen Leistung(en) (P_auf), abgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Multiplikation und Abgabe der Leistungs-Istgröße (P_mess) ein Digital/Analogumsetzer (DAU,30) oder ein spannungs- oder stromgesteuerter Verstärker (OTA,30) angewendet wird, dessem Referenzeingang bzw. Verstärkungssteuer-Eingang die dritte Meßgröße (U_dc), und dessem Digital- bzw. Analogl-Eingang die synthetische Meßgröße (I_q) zugeführt wird.
[Regelung] Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz (f) und/oder das Tastverhältnis (d) der Ausgangs-Wechselspannung (u_W), die von einem Wechselrichter (20), der Teil des elektronischen Vorschaltgerät (EVG,1) ist, abgegeben wird, von einem Regler oder Verstärker (40) in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Führungsgröße (p,P_Soll) und Leistungs-Istgröße (P_ab,P_mess) so verändert wird, daß die erwünschte Lichtleistung (P_ab,P_mess) von der/den Gasentladungslampe(n) abgegeben wird.
[Abhängige Umverteilung]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die synthetische Meßgröße (I_q,i_q) bei von Null steigender Sollgröße (p,P_Soll) einen im wesentlichen linear stetig erhöhten Anteil der ersten Meßgröße (I_dc) aufweist und bei/ab Nennleistung (P_N) bzw. Nennstrom (I_N) der Gasentladungslampe(n) (GE) vollständig oder nahezu vollständig der ersten Meßgröße (I_dc) entspricht.
[Unabhängige Umverteilung]
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kombination eine im wesentlichen linear stetige Umverteilung der Anteile der ersten bzw. zweiten Meßgröße (I_q,i_q) zwischen einem ersten vorgebbaren Schwellenwert (p_S1,I_S1) und einem zweiten vorgebbaren Schwellenwert (p_S2,I_S2), insbesondere abhängig von der Führungsgröße (p,P_Soll), vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzung des gemessenen Ausgangs-Wechselstroms (i_W,I_lampe) in eine der Wechselgröße entsprechende Gleichgröße, insbesondere einen Effektiv- oder Maximalwert (i_Wmax,I_Weff), schaltungs- oder programmtechnisch nach der Multiplikation (30) mit der dritten Meßgröße (U_dc) vorgenommen wird.
[Helligkeitsregelung] Elektronisches Vorschaltgerät (1,EVG) zur Regelung der Helligkeit (Dimmen) einer Gasentladungslampe (GE), insbesondere von Gasentladungslampen unterschiedlicher Bauart, wie Argon- oder Kryptonlampen, oder unterschiedlicher Nennleistung (P_N),
mit einem Wechselrichter (20) der eine Ausgangs-Wechselspannung (u_W) variabler Frequenz (f) und/oder variablen Tastverhältnisses (d) an einen die Gasentladungslampe (GE) enhaltenden Lastkreis (10) abgibt,
mit einem ersten und zweiten Strommeßglied (25,26) zur Erfassung eines Lampenstromes (I_Weff,I_Lampe) und eines vom Wechselrichter (20) oder einem Zwischenkreis-Glättungskondensator (C₀) aufgenommenen Gleichstromes (I_dc) und
mit einem ersten Spannungsmeßglied (27) zur Erfassung einer Zwischenkreis-Gleichspannung (U₀) des Wechselrichters (20),
dadurch gekennzeichnet
daß die Strommeßgrößen (I_Weff,I_dc) der Strommeßglieder (25,26) zu einer synthetischen Strommeßgröße (I_q) zusammengefaßt oder kombiniert sind und
daß die synthetische Meßgröße (I_q) mit der Meßgröße der Gleichspannung (U_dc,U₀) multipliziert oder quasimultipliziert im wesentlichen eine die aufgenommene bzw. abgegebene Lampenleistung (P_ab,P_auf) repräsentierende Leistungs-Istgröße (P_mess) für einen Leistungsregelkreis (40,20,p,P_Soll,GE,10) bildet.
Elektrisches Vorschaltgerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leistungsregelkreis (40,GE,10,p,P_Soll) einen Regler (40) aufweist, dem die Differenz aus vorgebbarer Leistungs-Sollgröße (P_Soll,p) und Leistungs-Istgröße (P_mess) zuführbar ist und der mindestens eine Stellgröße (f_Soll,d_Soll) an den Wechselrichter (20) abgibt, mittels welcher die Frequenz (f) und/oder das Tastverhältnis (d) seiner Ausgangs-Wechselspannung (u_w) veränderbar ist.
Elektrisches Vorschaltgerät nach
Anspruch 11 und/oder Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strommeßglieder (25,26) Widerstands-Shunts sind, welche ihre jeweiligen Meßgrößen (i_W,I_dc) symmetrisch gegenüber demselben Bezugspunkt, vorzugsweise dem positiven Zwischenkreis-Versorgungsanschluß (U₀) des Wechselrichters (20), abgeben.
Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kombination aus erster und zweiter Strommeßgröße (I_dc,I_Weff) abhängig von der Sollgröße (p,P_Soll) des Leistungsregelkreises (20,40,10,GE) ist, derart,
daß bei hoher Leistung (P_Soll,P_mess) die erste Strommeßgröße (I_dc) den wesentlichen Anteil an der synthetischen Meßgröße (I_q) stellt, während bei geringer Leistung (P_Soll,P_mess) der wesentliche Anteil von der zweiten Strommeßgröße (I_Weff) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 1
oder Vorschaltgerät nach Anspruch 14 oder Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abhängigkeit der Anteile erster oder zweiter Strommeßgrößen (I_dc,I_Weff) bei der Bildung der synthetischen Strommeßgröße (I_q) von einer im stationären Fall der Führungsgröße/Leistungs-Sollgröße (P_Soll,p) gleichwertigen Leistungsgröße (P_mess;U_dc*I_dc;U_W*I_Weff) oder Meßgröße (I_dc,I_Weff) gesteuert ist.
[Hysterese-Umverteilung] Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder Vorschaltgerät nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kombination der Strommeßgrößen (I_dc,I_Weff) in der synthetischen Meßgröße (I_q) durch hysteresebehaftetes Umschalten zwischen beiden Strommeßgrößen (I_dc,I_Weff) erfolgt, wobei der den Umschaltpunkt vorgebende Schwellenwert (p_S1,p_S2,I_S1,I_S2) von einer lampenleistungsabhängigen Systemgröße, wie Leistungs-Sollgröße (p,P_Soll), erster Strommeßwert (I_dc) oder Lampenleistungsistgröße (P_mess) gebildet ist.