EP0471331A1 - Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe - Google Patents

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EP0471331A1
EP0471331A1 EP91113562A EP91113562A EP0471331A1 EP 0471331 A1 EP0471331 A1 EP 0471331A1 EP 91113562 A EP91113562 A EP 91113562A EP 91113562 A EP91113562 A EP 91113562A EP 0471331 A1 EP0471331 A1 EP 0471331A1
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EP
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brightness
fluorescent lamp
control circuit
switch
circuit arrangement
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    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for operating a fluorescent lamp on an AC network, for example an aircraft electrical system.
  • the object of the invention is to propose a circuit arrangement of the type mentioned, which avoids unwanted, visible fluctuations in brightness.
  • the above object is achieved in a circuit arrangement of the aforementioned type with a switch located between two lamp electrodes, which can be switched by means of a control circuit which periodically switches the switch at brightness-shifted switching times for brightness control, in that a measuring element is connected to the control circuit, which depending on deviations in the mains frequency and / or the mains voltage and / or the brightness of setpoints, the switching times of the control circuit are shifted in such a way that brightness fluctuations in the visible range are compensated for.
  • Another circuit arrangement according to the invention of the type mentioned at the outset with a choke connected upstream of the fluorescent lamp is characterized in that the inductance of the choke is adjustable and that a regulator is provided for setting the inductance, which uses a measuring element to deviate from the mains frequency and / or the mains voltage and / or the brightness of setpoints and adjusts the inductance to compensate for visible fluctuations in brightness.
  • a circuit arrangement of the type mentioned a switch for switching off the fluorescent lamp and a control circuit is provided which monitors the ignition attempts and the lighting of the fluorescent lamp and which opens the switch after a certain number of ignition attempts, or after a certain time after the first ignition attempt, if the fluorescent lamp has not ignited after these ignition attempts.
  • This circuit arrangement alone solves the problem.
  • This circuit arrangement can also be used in conjunction with one of the circuit arrangements mentioned above. This circuit arrangement ensures that a used fluorescent lamp is switched off automatically after a few start attempts without the other fluorescent lamps of the lighting being affected.
  • a fluorescent lamp (1) has a fluorescent tube (2) with two lamp electrodes (3, 4).
  • the lamp electrodes (3, 4) are connected to an AC voltage source (6), in particular an aircraft electrical system, via a passive or active ballast (5).
  • the ballast (5) is a choke.
  • the ballast (5) is an adjustable choke.
  • the poles of the lamp electrodes (3, 4) facing away from the AC voltage source (6) are connected to one another via a switch (7). This can be controlled by a control circuit (8).
  • the control circuit (8) enables brightness control of the fluorescent lamp (1) (dimming operation) in a manner known per se.
  • the control circuit (8) has a phase shifter (9). For example, it opens the switch (7) more or less out of phase with respect to the zero crossing in each half-wave of the AC line voltage. Opening the switch (7) creates an ignition pulse that ignites the fluorescent tube (2).
  • FIG. 3 shows a time diagram of the current flowing through the ballast (5).
  • the switching times at which the switch (7) is switched are designated t1 and t2.
  • the switch (7) is opened at times t1.
  • the switching times t1 are therefore the ignition times.
  • At times t2 the switch (7) is closed.
  • the switching times t2 are therefore the deletion times.
  • the lamp brightness depends on the current-time area between the switching times t1 and t2.
  • the brightness control or brightness regulation can accordingly be carried out by shifting the ignition times t1 and / or shifting the extinguishing times t2 (cf. FIG. 3).
  • a measuring element (10) is connected to the control circuit (8). This detects deviations in the network frequency and / or the network voltage and accordingly shifts the switching times t1 or t2 of the control circuit (8). This compensates for annoying fluctuations in brightness.
  • the measuring element (10) can also be formed by a brightness sensor which detects the brightness of the fluorescent lamp (1). In the event of fluctuations in the brightness, it shifts the switching times of the control circuit (8) so that the brightness remains constant. There is a brightness control.
  • additional heating circuits are provided for the lamp electrodes (3, 4) and are connected to the AC voltage source (6) bypassing the ballast (5).
  • the adjustable throttle (5) is connected to a controller (13). This is connected to the measuring element (10) and the AC voltage source (6).
  • the controller (13) detects deviations in the mains frequency and / or the mains voltage and / or the brightness. It adjusts the inductance of the choke (5) so that the choke current compensates for the brightness fluctuations.
  • the measuring element (10) is, for example, an ammeter which measures the current flowing through the ballast (5). Since the lamp brightness depends on the current time area between the switching times t1 and t2 and the control circuit (8) generates it, the brightness can be readjusted. Deviations in the mains frequency and / or the mains voltage lead to a change in the current flowing through the ballast (5), which in itself would lead to a change in the brightness. This effect can be corrected by shifting the switching times t1 and / or t2.
  • an additional switch (14) is provided, with which flickering, that is to say used-up, fluorescent lamps can be switched off.
  • the switch (14) is switched by the control circuit (8).
  • the measuring element (10) formed by an ammeter measures the current each time the switch (7) is opened, that is to say after the ignition pulse. If a current flows, this is a sign that the fluorescent lamp (1) has been lit. The switch (14) remains closed. If, on the other hand, no current is flowing, this is a sign that the ignition pulse has not led to the ignition of the fluorescent lamp (1). If the fluorescent lamp (1) is not ignited after one or more ignition pulses, the control circuit (8) opens the switch (14), whereby the fluorescent lamp (1) is forcibly switched off.
  • a voltage meter is provided as the measuring element (10), which detects the voltage between the lamp electrodes (3, 4) on the mains side. If the switch (7) is open and the fluorescent lamp (1) still does not light up, the voltage measured by the measuring element (10) deviates from the voltage which arises when the fluorescent lamp (1) shines. This is a sign that the fluorescent lamp (1) has not ignited despite one or more ignition attempts. The control circuit (8) then opens the switch (14).
  • a brightness sensor (15) is provided, which is connected to the control circuit (8). If the fluorescent lamp (1) does not light up despite one or more ignition attempts, then the switch (14) is opened again by the control circuit (8).

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  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Bei einer Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem Wechselstromnetz, beispielsweise einem Flugzeug-Bordnetz, liegt zwischen zwei Lampenelektroden(3,4) ein Schalter(7), den eine Steuerschaltung(8) zur Helligkeitssteuerung in phasenverschobenen Schaltzeitpunkten periodisch öffnet. Um unerwünschte Helligkeitsschwankungen auszugleichen, ist an die Steuerschaltung(8) ein Meßglied(10) angeschlossen, das in Abhängigkeit von Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten die Schaltzeitpunkte der Steuerschaltung(8) entsprechend verschiebt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem Wechselstromnetz, beispielsweise einem Flugzeug-Bordnetz.
  • Eine derartige Schaltungsanordnung ist in der DE 33 27 189 A1 beschrieben. Zwischen den Lampenelektroden liegt ein Schalter, den eine Steuerschaltung zum Dimmen der Helligkeit schaltet. Durch öffnen des Schalters in jeder Netzhalbwelle entstehen phasenverschobene Zündspannungsimpulse. Bei geschlossenem Schalter fließt ein Heizstrom über die Lampenelektroden.
  • Eine ähnliche Schaltungsanordnung ist in der CH-PS 595 036 beschrieben.
  • Bei den bekannten Schaltungsanordnungen führen Netzspannungsschwankungen und Netzfrequenzschwankungen zu unerwünschten Helligkeitsschwankungen der Leuchtstofflampe. Diese machen sich insbesondere dann bemerkbar, wenn die Wiederholungsrate der Schwankungen zwischen 0 und etwa 50/s liegt. Solche Helligkeitsschwankungen sind insbesondere in Fluggastzellen unangenehm. Außerdem treten Helligkeitsschwankungen auch durch verbrauchte Leuchtstofflampen auf. Diese flackern ständig, da die Startversuche nicht zum Zünden führen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die unerwünschte, sichtbare Helligkeitsschwankungen vermeidet.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit einem zwischen zwei Lampenelektroden liegenden Schalter, der mittels einer Steuerschaltung schaltbar ist, die zur Helligkeitssteuerung den Schalter in phasenverschobenen Schaltzeitpunkten periodisch schaltet, dadurch gelöst, daß an die Steuerschaltung ein Meßglied angeschlossen ist, das in Abhängigkeit von Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten die Schaltzeitpunkte der Steuerschaltung so verschiebt, daß im sichtbaren Bereich liegende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen werden.
  • Dadurch ist erreicht, daß sich Schwankungen der Spannung und/oder der Frequenz des Netzes nicht auf die Beleuchtung auswirken können. Dies ist insbesondere bei Flugzeugen wichtig, da dort in bestimmten Situationen solche Schwankungen auftreten können und die Fluggäste nicht durch Helligkeitsschwankungen der Beleuchtung beunruhigt werden sollen.
  • Eine andere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit einer der Leuchtstofflampe vorgeschalteten Drossel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Drossel einstellbar ist und daß zur Einstellung der Induktivität ein Regler vorgesehen ist, der mittels eines Meßgliedes Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten erfaßt und die Induktivität zum Ausgleich von sichtbaren Helligkeitsschwankungen nachstellt. Auch mit dieser Schaltungsanordnung lassen sich die oben genannten Vorteile erreichen.
  • Um Helligkeitsschwankungen zu vermeiden, die auf dem Flackern verbrauchter Leuchtstofflampen beruhen, ist bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ein Schalter zum Abschalten der Leuchtstofflampe und eine Steuerschaltung vorgesehen, die die Zündversuche und das Leuchten der Leuchtstofflampe überwacht und die nach einer gewissen Anzahl von Zündversuchen, oder nach einer bestimmten Zeit nach dem ersten Zündversuch, den Schalter öffnet, wenn die Leuchtstofflampe nach diesen Zündversuchen nicht gezündet hat.
  • Auch diese Schaltungsanordnung allein löst die Aufgabe. Diese Schaltungsanordnung kann auch in Verbindung mit einer der bei den vorgenannten Schaltungsanordnungen eingesetzt werden. Durch diese Schaltungsanordnung ist erreicht, daß eine verbrauchte Leuchtstofflampe nach einigen Startversuchen selbsttätig abgeschaltet wird, ohne daß davon die anderen Leuchtstofflampen der Beleuchtung betroffen sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
    In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1 eine Schaltung einer Leuchtstofflampe mit Helligkeitssteuerung,
    • Figur 2 eine weitere Schaltung einer Leuchtstofflampe mit Helligkeitssteuerung,
    • Figur 3 ein Stromdiagramm,
    • Figur 4 eine Schaltung einer Leuchtstofflampe mit verstellbarer Drossel,
    • Figur 5 eine weitere Schaltung einer Leuchtstofflampe mit verstellbarer Drossel,
    • Figur 6 eine Schaltung einer Leuchtstofflampe zur Vermeidung des Flackerns,
    • Figur 7 eine Alternative zu Figur 6 und
    • Figur 8 eine weitere Alternative zu Figur 6.
  • Eine Leuchtstofflampe(1) weist eine Leuchtstoffröhre(2) mit zwei Lampenelektroden(3,4) auf. Die Lampenelektroden(3,4) sind über ein passives oder aktives Vorschaltgerät(5) an eine Wechselspannungsquelle(6), insbesondere ein Flugzeug-Bordnetz, angeschlossen. Bei der Ausführung nach Figur 1 ist das Vorschaltgerät(5) eine Drossel. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 3 und 4 ist das Vorschaltgerät(5) eine verstellbare Drossel.
  • Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1,2 und 6 bis 8 sind die der Wechselspannungsquelle(6) abgewandten Pole der Lampenelektroden(3,4) über einen Schalter(7) miteinander verbunden. Dieser ist von einer Steuerschaltung(8) steuerbar.
  • Mittels der Steuerschaltung(8) ist eine Helligkeitssteuerung der Leuchtstofflampe(1) (Dimmbetrieb) in an sich bekannter Weise möglich. Die Steuerschaltung(8) weist hierfür einen Phasenschieber(9) auf. Sie öffnet beispielsweise in jeder Halbwelle der Netzwechselspannung den Schalter(7) gegenüber dem Nulldurchgang mehr oder weniger phasenverschoben. Durch das öffnen des Schalters(7) entsteht ein Zündimpuls, der die Leuchtstoffröhre(2) zündet.
  • Figur 3 zeigt ein Zeitdiagramm des durch das Vorschaltgerät(5) fließenden Stromes. Die Schaltzeitpunkte, zu denen der Schalter(7) geschaltet wird, sind mit t1 bzw. t2 bezeichnet. Zu den Zeitpunkten t1 wird der Schalter(7) geöffnet. Die Schaltzeitpunkte t1 sind also die Zündzeitpunkte. Zu den Zeitpunkten t2 wird der Schalter(7) geschlossen. Die Schaltzeitpunkte t2 sind also die Löschzeitpunkte. Die Lampenhelligkeit hängt von der Strom-Zeitfläche zwischen den Schaltzeitpunkten t1 und t2 ab. Die Helligkeitssteuerung bzw. Helligkeitsregelung kann dementsprechend durch ein Verschieben der Zündzeitpunkte t1 und/oder ein Verschieben der Löschzeitpunkte t2 vorgenommen werden (vgl. Figur 3).
  • An die Steuerschaltung(8) ist ein Meßglied(10) angeschlossen. Dieses erfaßt Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und verschiebt dementsprechend die Schaltzeitpunkte t1 oder t2 der Steuerschaltung(8). Dadurch werden störende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen.
  • Das Meßglied(10) kann auch von einem Helligkeitssensor gebildet sein, der die Helligkeit der Leuchtstofflampe(1) erfaßt. Bei Schwankungen der Helligkeit verschiebt er die Schaltzeitpunkte der Steuerschaltung(8) so, daß eine gleichbleibende Helligkeit entsteht. Es liegt eine Helligkeitsregelung vor.
  • Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 und 5 sind für die Lampenelektroden(3,4) zusätzliche Heizschaltungen(11,12) vorgesehen, die unter Umgehung des Vorschaltgeräts(5) an die Wechselspannungsquelle(6) angeschlossen sind.
  • Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 4 und 5 ist die verstellbare Drossel(5) an einen Regler(13) angeschlossen. Dieser ist mit dem Meßglied(10) und der Wechselspannungsquelle(6) verbunden. Der Regler(13) erfaßt Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit. Er stellt die Induktivität der Drossel(5) so nach, daß der Drosselstrom die Helligkeitsschwankungen ausgleicht.
  • Das Meßglied(10) ist beispielsweise ein Strommesser, der den durch das Vorschaltgerät(5) fließenden Strom mißt. Da die Lampenhelligkeit von der Strom-Zeitfläche zwischen den Schaltzeitpunkten t1 und t2 abhängt und die Steuerschaltung(8) diese erzeugt, kann eine Nachsteuerung der Helligkeit erfolgen. Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung führen zu einer Änderung des durch das Vorschaltgerät(5) fließenden Stromes, was an sich zu einer Änderung der Helligkeit führen würde. Durch die Verschiebung der Schaltzeitpunkte t1 und/oder t2 läßt sich dieser Effekt ausregeln.
  • Bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 6 bis 8 ist ein zusätzlicher Schalter(14) vorgesehen, mit dem sich flackernde, also verbrauchte Leuchtstofflampen abschalten lassen. Der Schalter(14) wird von der Steuerschaltung(8) geschaltet.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 6 mißt das von einem Strommesser gebildete Meßglied(10) nach jedem öffnen des Schalters(7), also nach dem Zündimpuls, den Strom. Fließt ein Strom, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß die Leuchtstofflampe(1) gezündet ist. Der Schalter(14) bleibt geschlossen. Fließt dagegen kein Strom, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß der Zündimpuls nicht zum Zünden der Leuchtstofflampe(1) geführt hat. Erfolgt nach einem oder mehreren Zündimpulsen kein Zünden der Leuchtstofflampe(1), dann öffnet die Steuerschaltung(8) den Schalter(14), wodurch die Leuchtstofflampe(1) zwangsweise abgeschaltet wird.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 7 ist als Meßglied(10) ein Spannungsmesser vorgesehen, der netzseitig die Spannung zwischen den Lampenelektroden(3,4) erfaßt. Wenn der Schalter(7) offen ist und die Leuchtstofflampe(1) trotzdem nicht leuchtet, weicht die vom Meßglied(10) gemessene Spannung von der Spannung ab, die entsteht, wenn die Leuchtstofflampe(1) leuchtet. Dies ist ein Zeichen dafür, daß die Leuchtstofflampe(1) trotz eines bzw. mehrerer Zündversuche nicht gezündet hat. Die Steuerschaltung(8) öffnet dann den Schalter(14).
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 ist ein Helligkeitssensor(15) vorgesehen, der an die Steuerschaltung(8) angeschlossen ist. Leuchtet die Leuchtstofflampe(1) trotz eines oder mehrerer Zündversuche nicht, dann wird wiederum der Schalter(14) von der Steuerschaltung(8) geöffnet.
  • Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch eine Kombination eines oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich die Maßnahme nach Figur 6 bei den Schaltungen nach den Figuren 1 oder 2 einzusetzen. Es ist dann nur ein einziges Stommeßglied(10) nötig.

Claims (6)

  1. Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem Wechselstromnetz, beispielsweise einem Flugzeug-Bordnetz, mit einem zwischen zwei Lampenelektroden liegenden Schalter, der mittels einer Steuerschaltung schaltbar ist, die zur Helligkeitssteuerung den Schalter in phasenverschobenen Schaltzeitpunkten periodisch schaltet,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an die Steuerschaltung(8) ein Meßglied(10) angeschlossen ist, das in Abhängigkeit von Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten die Schaltzeitpunkte der Steuerschaltung so verschiebt, daß im sichtbaren Bereich liegende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen werden.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied ein Strommesser(10) ist.
  3. Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem Wechselstromnetz, beispielsweise einem Flugzeug-Bordnetz, mit einer der Leuchtstofflampe vorgeschalteten Drossel,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Induktivität der Drossel(5) einstellbar ist und daß zur Einstellung der Induktivität ein Regler(13) vorgesehen ist, der mittels eines Meßgliedes(10) Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten erfaßt und die Induktivität zum Ausgleich von sichtbaren Helligkeitsschwankungen nachstellt.
  4. Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem Wechselstromnetz, beispielsweise einem Flugzeug-Bordnetz,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Schalter(14) zum Abschalten der Leuchtstofflampe(1) und eine Steuerschaltung(8) vorgesehen sind, die die Zündversuche und das Leuchten der Leuchtstofflampe(1) überwacht und die nach einer gewissen Anzahl von Zündversuchen oder einer bestimmten Zeit nach dem ersten Zündversuch den Schalter(14) öffnet, wenn die Leuchtstofflampe(1) nach diesen Zündversuchen nicht gezündet hat.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßglied(10) angeschlossen ist, das den nach Zündversuchen durch die Leuchtstofflampe(1) fließenden Strom oder die nach Zündversuchen an der Leuchtstofflampe abfallende Spannung erfaßt.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Helligkeitsmesser(15) an die Steuerschaltung angeschlossen ist, der die Lampenhelligkeit erfaßt.
EP91113562A 1990-08-16 1991-08-13 Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe Expired - Lifetime EP0471331B1 (de)

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