EP0488002B1 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Gasentladungslampen mit elektronischen Vorschaltgeräten - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Gasentladungslampen mit elektronischen Vorschaltgeräten Download PDF

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EP0488002B1 EP91119588A EP91119588A EP0488002B1 EP 0488002 B1 EP0488002 B1 EP 0488002B1 EP 91119588 A EP91119588 A EP 91119588A EP 91119588 A EP91119588 A EP 91119588A EP 0488002 B1 EP0488002 B1 EP 0488002B1
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switching
lamp
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ballasts
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Walter Senator H.C. Dr.H.C.Ing. Holzer
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    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185—Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for controlling the brightness of gas discharge lamps with the features of the preamble of claim 1.
  • a circuit arrangement with these features is described in GB-A-21 51 115. There, the switching system switches the assigned electrical ballast on or off. A short power interruption causes the associated electronic ballast to be switched on.
  • gas discharge lamps switched in groups are to be switched on and off separately from one another.
  • the gas discharge lamps that do not have a switchable ballast are switched on.
  • the other group of gas discharge lamps, which have a switchable ballast, are not yet ignited - when they are switched on for the first time.
  • DE-B-19 24 012, DE-A-32 08 034 or EP-A-00 93 408 describe electronic ballasts in which the lamp current of a single lamp is influenced by an external switching device.
  • the invention has for its object to design a circuit arrangement with the features of the preamble of claim 1 so that it is particularly well adapted to the practical needs when dimming a gas discharge lamp.
  • the switching system thus influences the electronic ballast in such a way that different lamp currents correspond to the different switching states of the switching system.
  • the switchover system there is a change between the two switching states immediately with every brief power interruption.
  • the features specified achieve a reduced light intensity overall for all lamps which are switched via the same light switch.
  • a bistable switching system (flip-flop) is present in the circuit, which switches to a first switching state and a short when the lamp is switched on Interruption of the circuit enters a second switching state. So with every short power interruption, there is a change between the two switching states.
  • the two switching states correspond to different lamp currents and thus different brightness values.
  • Such a flip-flop system can advantageously be accommodated in a simple manner in the electronic ballast.
  • bistable switching system controls several electronic ballasts in groups.
  • a short-time switch for. B. in the form of a push button in the circuit, which interrupts so briefly that the lamp does not go out, but the bistable switching system responds to the interruption.
  • Figure 1 shows an example embodiment in a schematic representation of how a device according to the invention could be constructed.
  • the gas discharge lamp (lamp 1) is connected to the network R, S via an electronic ballast 2.
  • the bistable switching system 6 In between is the bistable switching system 6 and a light switch 8 with which the lamp 1 can be switched on. As soon as the switch 8 is opened briefly after the first switching on, the bistable switching system switches to its second switching position and thus influences the lamp current through the lamp 1 via the electronic ballast 2.
  • a short-term interrupter is arranged as a button 13 in the feed line R, the z. B. can be designed as a push button. If this button 13 is pressed, there is a power interruption in the millisecond range, short enough to prevent lamp 1 from being annoyingly extinguished, but long enough to allow bistable switching system 6 to respond.
  • a control element 10 is provided, which reduces the lamp current as desired in the manner of a "dimmer".
  • FIG. 2 shows a group arrangement with, for example, 3 lamps 1, which are supplied by the electronic ballasts 3, 4 and 5.
  • the bistable switching system 7 acts on all 3 electronic ballasts 3, 4 and 5, however, a separate control element 11 is provided for the electronic ballast 3 for setting the reduced brightness.
  • control element 12 acts as a group on the electronic ballasts 4 and 5.
  • bistable switching system 6, 7 can be integrated in the electronic ballasts 2, 3, 4, 5 or in one of the same.
  • control elements 10, 11, 12 could also be integrated into the electronic ballasts.
  • This exemplary embodiment shows the mode of operation of the switching system 6, 7 on a ballast 27 which contains a stray field transformer 30.
  • ballast 27 can be replaced by appropriate capacitive elements in connection with semiconductor switches.
  • the field of application of the present invention therefore extends not only to a ballast 27 with a stray field transformer 30, but to ballasts of any type, regardless of their construction in detail.
  • a lamp housing which carries a translucent lens 22.
  • a fluorescent lamp 23 with preheatable electrodes 24, 25 and a reflector 26 is arranged in the housing.
  • the lamp 23 is connected to an electrical feed line via a ballast 27 and a switch 39.
  • a winding 29 connected to the lamp circuit is used to operate the fluorescent lamp 23 with reduced brightness.
  • a stray field transformer 30 with primary winding 31, secondary winding 32 for lamp 23 and secondary heating winding 33, 34 for lamp electrodes 24, 25 and the winding 29 is housed, which is arranged in series with the secondary winding 32 of the stray field transformer.
  • the windings of the stray field transformer 30 are arranged on a jacket core, with scattering paths 36, 37 being arranged between the primary winding 31 connected to the input terminals E 1, E 2 and the windings 32, 33, 34.
  • the ends of the heating windings 33, 34 are connected to the terminals H1 to H4, which in turn are connected via conductors to the electrodes 24, 25 of the fluorescent lamp.
  • the electrical supply line to the lamp housing is expediently provided with a mains plug 28.
  • the winding 29 is preferably connected to one end of the secondary winding 32 for the lamp and to one end of the heating winding 33 and can be bridged by a switch 38.
  • the winding 29 is expediently designed as a choke 41 with a closed magnetic core and accommodated in the ballast 27.
  • the winding ends of the choke 41 are connected to the terminals S1, S2.
  • the switch 38 which is attached to the lamp housing, is closed to achieve full brightness, so that the inductance 29 is bridged.
  • the lamp electrodes 24, 25 are strongly preheated.
  • the fluorescent lamp 23 is then ignited by the stray field transformer only after sufficient preheating.
  • the duration of the preheating adapts to the respective ambient temperature. After the lamp has been ignited, the heating current drops. If the lamp is operated at full brightness, the heating current is reduced to a level which does not impair the life of the lamp. When the brightness is reduced, the preheating increases again automatically, so that the electrodes are sufficiently heated even in low-load operation.

Landscapes

  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung der Helligkeit von Gasentladungslampen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1. Eine Schaltungsanordnung mit diesen Merkmalen beschreibt die GB-A-21 51 115. Dort schaltet das Umschaltsystem das zugeordnete elektrische Vorschaltgerät ein oder aus. Eine kurze Stromunterbrechung bewirkt zwar das Einschalten des zugehörigen elektronischen Vorschaltgerätes.
  • Bei der genannten Druckschrift sollen gruppenweise geschaltete Gasentladungslampen getrennt voneinander ein- und ausgeschaltet werden. Beim erstmaligen Einschalten werden die Gasentladungslampen eingeschaltet, die kein zuschaltbares Vorschaltgerät aufweisen. Die andere Gruppe von Gasentladungslampen, die ein zuschaltbares Vorschaltgerät aufweisen, werden hierbei - beim erstmaligen Einschalten - noch nicht gezündet.
  • Erst beim Ausschalten des Hauptschalters und nochmaligen Einschalten wird der ersten Gruppe von Gasentladungslampen die zweite Gruppe von Gasentladungslampen mit den zuschaltbaren Vorschaltgeräten zugeschaltet, so daß beide Gruppen gemeinsam eine verstärkte Helligkeit im Vergleich zu der ersten Gruppe allein erzeugen.
  • Beim erneuten Schalten (Ausschalten) werden alle Gasentladungslampen aller Gruppen ausgeschaltet und beim erneuten Einschalten wird wiederum nur die erste Gruppe eingeschaltet, die ohne zuschaltbare Vorschaltgeräte arbeitet. Es ist also nicht möglich, mit dem Hin- und Herschalten des Hauptschalters die Lampenhelligkeit verschiedener Lampen individuell zu beeinflussen.
  • Die DE-B-19 24 012, die DE-A-32 08 034 oder die EP-A-00 93 408 beschreiben elektronische Vorschaltgeräte, bei denen durch eine von außen einwirkende Umschaltvorrichtung der Lampenstrom einer einzigen Lampe beeinflußt wird.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 so auszugestalten, daß sie an die praktischen Bedürfnisse beim Dimmen einer Gasentladungslampe besonders gut angepaßt ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1.
  • Das Umschaltsystem beeinflußt also das elektronische Vorschaltgerät so, daß den verschiedenen Schaltzuständen des Umschaltsystems verschiedene Lampenströme entsprechen. Außerdem tritt beim Umschaltsystem sofort bei jeder kurzen Stromunterbrechung ein Wechsel zwischen den beiden Schaltzuständen ein. Durch die angegebenen Merkmale wird insgesamt eine reduzierte Lichtstärke für alle Lampen, die über denselben Lichtschalter geschaltet werden, erzielt.
  • Im Stromkreis ist ein bistabiles Umschaltsystem (Flip-Flop) vorhanden, welches beim Einschalten der Lampe in einen ersten Schaltzustand und bei einer kurzen Unterbrechung des Stromkreises in einen zweiten Schaltzustand gelangt. Sofort bei jeder kurzen Stromunterbrechung tritt also ein Wechsel zwischen den beiden Schaltzuständen auf.
  • Erfindungsgemäß entsprechen die beiden Schaltzustände verschiedenen Lampenströmen und somit verschiedenen Helligkeitswerten.
  • Bei einer längeren Unterbrechung des Stromes z. B. über eine Sekunde schaltet das bistabile Umschaltsystem wieder in den Ausgangszustand zurück.
  • Ein solches Flip-Flop-System kann in einfacher Weise vorteilhaft im elektronischen Vorschaltgerät untergebracht werden.
  • Da normalerweise beim Einschalten die größere Helligkeit erwünscht ist, wird bei einer Weiterbildung der Erfindung empfohlen, daß immer beim Einschalten der maximale Stromwert erreicht wird und eine Reduzierung erst mit einer kurzen Stromunterbrechung eingeschaltet wird.
  • Je nach Bedarf sind oft verschiedene reduzierte Stromwerte erwünscht. Daher wird bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß ein Regelelement vorhanden ist, mit dem der reduzierte Stromwert einstellbar ist.
  • Aus Einsparungsgründen wird auch empfohlen, daß ein bistabiles Umschaltsystem mehrere elektronische Vorschaltgeräte in Gruppen steuert.
  • Bei größeren Anlagen ist es auch u. U. erwünscht, bei in Gruppen gesteuerten Vorschaltgeräten die reduzierten Stromwerte einzeln oder in Gruppen mit Regelelementen einstellbar zu machen.
  • Um ein kurzzeitiges Erlöschen der Lampen beim Umschalten auf den zweiten Schaltzustand zu vermeiden, wird bei einer Weiterbildung der Erfindung ferner vorgeschlagen, einen Kurzzeitschalter, z. B. in Form einer Drucktaste in den Stromkreis zu legen, der so kurzzeitig unterbricht, daß die Lampe nicht erlöscht, aber das bistabile Umschaltsystem auf die Unterbrechung anspricht.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
  • Es zeigen:
    • Figur 1:
    schematisierte Darstellung der Einrichtung nach der Erfindung
    Figur 2:
    eine weitere Ausführungsform einer Einrichtung nach der Erfindung in Gruppenanordnung
    Figur 3:
    schematisiert ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Angabe weiterer Details
  • Figur 1 zeigt eine beispielsweise Ausführung in schematischer Darstellung, wie eine erfindungsgemäße Einrichtung aufgebaut sein könnte.
  • Die Gasentladungslampe (Lampe 1) wird über ein elektronisches Vorschaltgerät 2 an das Netz R, S angeschlossen. Dazwischen liegt das bistabile Umschaltsystem 6 und ein Lichtschalter 8, mit dem die Lampe 1 eingeschaltet werden kann. Sobald nach einem ersten Einschalten der Schalter 8 kurzzeitig geöffnet wird, schaltet das bistabile Umschaltsystem in seine zweite Schaltlage und beeinflußt damit über das elektronische Vorschaltgerät 2 den Lampenstrom durch die Lampe 1.
  • Um eine sichtbare, störende Unterbrechung des Lichtes zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, ist in der Zuleitung R ein Kurzzeitunterbrecher als Taste 13 angeordnet, der z. B. als Drucktaste ausgeführt sein kann. Wird diese Taste 13 betätigt, so erfolgt eine Stromunterbrechung im Millisekundenbereich, kurz genug, um ein störendes Erlöschen der Lampe 1 zu vermeiden, aber lang genug, um das bistabile Umschaltsystem 6 ansprechen zu lassen.
  • Um die reduzierte Helligkeit der Lampe 1 einstellen zu können, ist ein Regelelement 10 vorgesehen, welches in der Art eines "Dimmers" den Lampenstrom wunschgemäß reduziert.
  • Figur 2 zeigt eine Gruppenanordnung mit beispielsweise 3 Lampen 1, welche von den elektronischen Vorschaltgeräten 3, 4 und 5 versorgt werden. Das bistabile Umschaltsystem 7 beaufschlagt alle 3 elektronischen Vorschaltgeräte 3, 4 und 5, hingegen ist für das elektronische Vorschaltgerät 3 ein getrenntes Regelelement 11 zur Einstellung der reduzierten Helligkeit vorgesehen.
  • Das Regelelement 12 beaufschlagt hingegen als Gruppe die elektronischen Vorschaltgeräte 4 und 5.
  • Die beiden beschriebenen Anordnungsbeispiele können naturgemäß beliebig variiert werden, insbesondere wenn z. B das bistabile Umschaltsystem 6, 7 in die elektronischen Vorschaltgeräte 2, 3, 4, 5 oder in eines derselben integriert werden kann.
  • Auch die Regelelemente 10, 11, 12 könnten in die elektronischen Vorschaltgeräten integriert werden.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist das bistabile Umschaltsystem, welches anhand der Figuren 1 und 2 erläutert wurde, als Schalter 38 symbolisiert.
  • Dieses Ausführungsbeispiel zeigt die Wirkungsweise des Umschaltsystems 6, 7 auf ein Vorschaltgerät 27, welches einen Streufeldtransformator 30 enthält.
  • Es versteht sich von selbst, daß dieses Ausführungsbeispiel nur beispielhaft zu verstehen ist, d. h. nach moderner Technik kann das gesamte Vorschaltgerät 27 durch entsprechende kapazitive Elemente in Verbindung mit Halbleiter-Schaltern ersetzt werden. Der Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung erstreckt sich also nicht nur auf ein Vorschaltgerät 27 mit einem Streufeldtransformator 30, sondern auf beliebig geartete Vorschaltgeräte, ungeachtet deren Konstruktion im einzelnen.
  • Mit 21 ist ein Leuchtengehäuse bezeichnet, das eine lichtdurchlässige Abschlußscheibe 22 trägt. In dem Gehäuse ist eine Leuchtstofflampe 23 mit vorheizbaren Elektroden 24, 25 und ein Reflektor 26 angeordnet. Die Lampe 23 ist über ein Vorschaltgerät 27 und einen Schalter 39 mit einer elektrischen Zuleitung verbunden. Zum Betrieb der Leuchtstofflampe 23 mit herabgesetzter Helligkeit dient eine in den Lampenstromkreis eingeschaltete Wicklung 29. Bei der Anordnung sind in dem Leuchtengehäuse ein Streufeldtransformator 30 mit Primärwicklung 31, Sekundärwicklung 32 für die Lampe 23 und sekundären Heizwicklung 33, 34 für die Lampenelektroden 24, 25 sowie die Wicklung 29 untergebracht, die in Reihe mit der Sekundärwicklung 32 des Streufeldtransformators angeordnet ist. Die Wicklungen des Streufeldtransformators 30 sind auf einem Mantelkern angeordnet, wobei zwischen der an die Eingangsklemmen E₁, E₂ angeschlossenen Primärwicklung 31 und den Wicklungen 32, 33, 34 Streupfade 36, 37 angeordnet sind. Die Enden der Heizwicklungen 33, 34 sind an die Klemmen H₁ bis H₄ geführt, die ihrerseits über Leiter mit den Elektroden 24, 25 der Leuchtstofflampe verbunden sind. Die elektrische Zuleitung zu dem Leuchtengehäuse ist zweckmäßigerweise mit einem Netzstecker 28 versehen.
  • Vorzugsweise ist die Wicklung 29 mit einem Ende der Sekundärwicklung 32 für die Lampe sowie mit einem Ende der Heizwicklung 33 verbunden und durch einen Schalter 38 überbrückbar. Die Wicklung 29 ist zweckmäßigerweise als Drossel 41 mit geschlossenem Magnetkern ausgebildet und in dem Vorschaltgerät 27 untergebracht. Die Wicklungsenden der Drossel 41 sind dabei mit den Klemmen S₁, S₂ verbunden. An die Klemme S₁ ist ferner ein Ende der Sekundärwicklung 32 des Streufeldtransformators 30 und an die Klemme S₂ ein Ende der Heizwicklung 33 über die Klemme H₃ angeschlossen. Der Schalter 38, der am Leuchtengehäuse angebracht ist, wird zur Erzielung der vollen Helligkeit geschlossen, so daß die Induktivität 29 überbrückt ist.
  • Wird der Stecker 28 in eine spannungsführende Steckdose eingeführt und der Schalter 39 eingeschaltet, so werden die Lampen-Elektroden 24, 25 stark vorgeheizt. Die Leuchtstofflampe 23 wird dann durch den Streufeldtransformator erst nach ausreichender Vorheizung selbsttätig gezündet. Dabei paßt sich die Dauer der Vorheizung an die jeweilige Umgebungstemperatur an. Nach der Zündung der Lampe sinkt der Heizstrom ab. Wird die Lampe mit voller Helligkeit betrieben, so geht der Heizstrom auf ein die Lebensdauer der Lampe nicht beeinträchtigendes Maß zurück. Bei herabgesetzter Helligkeit steigt die Vorheizung selbsttäig wieder an, so daß auch im Schwachlastbetrieb die Elektroden genügend beheizt werden.
  • Es wird also nochmals darauf hingewiesen, daß das vorher als bistabiles Umschaltsystem 6, 7 beschriebene System im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 durch einen Schalter symbolisiert ist.
  • Die angegebenen Anordnungen sind schaltungstechnisch beliebig zu variieren, soweit sie den beschriebenen Zweck erfüllen.
  • Besondere Bedeutung kommt der Verwendung der Erfindungsidee Leuchtstofflampen zu, da diese Lampen normalerweise nicht über "Dimmer" oder ähnliche Maßnahmen in ihrer Helligkeit beeinflußt werden können.

Claims (7)

  1. Schaltungsanordnung zur Steuerung der Helligkeit von Gasentladungslampen, die über elektronische Vorschaltgeräte (2;3-5) und einen Lichtschalter (8) an ein Netz (R,S) angeschlossen sind, wobei im Stromkreis ein bistabiles Umschaltsystem (6;7) vorhanden ist, das beim Einschalten der Lampen in einen ersten Schaltzustand und bei einer kurzen Unterbrechung des Stromkreises in einen zweiten Schaltzustand gelangt und das die elektronischen Vorschaltgeräte beeinflußt, wobei sofort bei jeder kurzen Unterbrechung des Stromkreises ein Wechsel zwischen den beiden Schaltzuständen des Umschaltsystems eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile Umschaltsystem (6;7) über das jeweils zugeordnete der elektronischen Vorschaltgeräte (2;3-5) den Lampenstrom jeweils einer Lampe zur Helligkeitssteuerung beeinflußt.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bistabile Umschaltsystem (6) Teil des elektronischen Vorschaltgerätes (2) ist.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung beim Einschalten immer den maximalen Stromwert einschaltet.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß ein Regelelement (10) vorhanden ist, mit dem ein reduzierter Stromwert einstellbar ist.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß ein bistabiles Umschaltsystem (7) mehrere der Vorschaltgeräte (3,4,5) in Gruppen steuert.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren in Gruppen gesteuerten Vorschaltgeräten die reduzierten Stromwerte einzeln oder in Gruppen mit Regelelementen (11,12) einstellbar sind.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß ein Kurzzeitunterbrecher (13) im Stromkreis vorhanden ist.
EP91119588A 1990-11-29 1991-11-16 Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Gasentladungslampen mit elektronischen Vorschaltgeräten Expired - Lifetime EP0488002B1 (de)

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EP0488002A1 EP0488002A1 (de) 1992-06-03
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