EP0744883A1 - Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe - Google Patents

Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe Download PDF

Info

Publication number
EP0744883A1
EP0744883A1 EP95107865A EP95107865A EP0744883A1 EP 0744883 A1 EP0744883 A1 EP 0744883A1 EP 95107865 A EP95107865 A EP 95107865A EP 95107865 A EP95107865 A EP 95107865A EP 0744883 A1 EP0744883 A1 EP 0744883A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lamp
inverter
frequency
pressure
pressure discharge
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.)
Granted
Application number
EP95107865A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0744883B1 (de
Inventor
Walter Peters
Wolfgang Dipl.-Ing. Scharpenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Prazisa Industrieelektronik GmbH
Original Assignee
Prazisa Industrieelektronik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Prazisa Industrieelektronik GmbH filed Critical Prazisa Industrieelektronik GmbH
Priority to AT95107865T priority Critical patent/ATE261235T1/de
Priority to DE59510867T priority patent/DE59510867D1/de
Priority to EP95107865A priority patent/EP0744883B1/de
Publication of EP0744883A1 publication Critical patent/EP0744883A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0744883B1 publication Critical patent/EP0744883B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2928—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for operating a high-pressure discharge lamp, in particular a high-pressure mercury lamp, a high-pressure metal lamp or a high-pressure sodium lamp, in which the direct current power derived from a voltage source is fed to an inverter which feeds the high-pressure discharge lamp in particular via a current limiting choke.
  • the choice of the operating frequency for ballasts of high-pressure discharge lamps is of considerable importance, since resonance effects due to longitudinal resonances occur within the tubular lamp body in lamps of this type.
  • the resonance frequencies depend not only on the type of gas used and the average gas temperature, but also on the burner geometry. Therefore, the resonance spectra for high-pressure discharge lamps of different types are different. However, resonance changes can also occur within a series of lamps of the same type.
  • the operating frequency of the inverter In order to achieve stable lamp operation, the operating frequency of the inverter must be shifted to a range in which no resonances occur. This has the disadvantage that only a ballast specially matched to this can be used for a particular lamp. If the operating frequency changes out of the permissible frequency window, instabilities occur due to the resonance phenomena.
  • the object of the invention is to further develop a method or a device of the type mentioned at the outset such that, on the one hand, high-pressure discharge lamps with a higher output, for example in the range from 70-2000 watts, can be supplied and, on the other hand, the disadvantages described above be avoided due to the resonance effects.
  • the inverter operating at an operating frequency in the range from 10 kHz to 100 kHz is operated with an output power that is periodically modulated by the nominal power value, the modulation frequency being in the range above 50 Hz and below Operating frequency of the inverter is.
  • this object is achieved in that means are assigned to the electronic inverter operating at an operating frequency of 10 kHz to 100 kHz for modulating its output power delivered to the high-pressure discharge lamp with a modulation frequency in the range between 50 Hz and below the operating frequency.
  • the invention is characterized in that the output power of the ballast, which is delivered to the high-pressure discharge lamp, is modulated so that a resonance build-up is avoided in principle.
  • the output power of the ballast which is delivered to the high-pressure discharge lamp
  • it is not the inverter frequency that is modulated within a previously defined frequency band, but rather the output power, whose mean value corresponds to the nominal value.
  • the "pumped" output power that is to say the constantly varying instantaneous power, means that no energy absorption at the resonance points can result in a build-up.
  • the modulation frequency can be varied over a wide range, the lower limit being determined only by the fact that flicker operation of the lamp which is visible to the eye must be avoided.
  • the modulation frequency is only upwards due to the operating frequency of the inverter limited, which is between 10 kHz and 100 kHz.
  • the ballast can now be used universally, regardless of the type of lamp and without exposing itself to the risk that, as in the prior art, on the one hand and inadequate adaptation of ballast and discharge lamp on the other hand, instabilities can occur.
  • the solution according to the invention can not only replace a conventional ballast but also has the advantage that the lighting comfort is increased since there is no flickering.
  • the device according to the invention is lighter in weight and can optionally be supplied with direct voltage (for example battery systems, solar plants) or with a rectifier with alternating current mains voltage.
  • no compensation capacitors are required as with conventional ballasts.
  • the output power can be modulated by driving the inverter at its control input with a variable frequency.
  • the lamp current at higher frequencies is periodically varied in accordance with the frequency swing due to the constant inverter supply voltage and the constant inductance.
  • the output power is modulated in that the inductance is replaced by a voltage-variable inductance in the form of a transducer, so that the corresponding modulation is effected at constant operating frequency and constant supply voltage of the inverter due to the variable inductance.
  • a third variant provides that the supply voltage at the input of the inverter is varied with a constant inductance and constant operating frequency of the inverter.
  • Another advantage of the invention is seen in the fact that the lamp power can now be dimmed in a simple manner.
  • further means are provided for varying the nominal value of the output power delivered to the high-pressure discharge lamp.
  • the modulation conditions described above are maintained so that the advantages as described above are retained. Only the nominal power fed into the lamp changes, so that the brightness is varied accordingly.
  • the output power is preferably modulated such that the stroke of the output power delivered to the high-pressure lamp is between the value zero and twice the nominal power, based on a fast ratio of 1: 1.
  • the definition of the duty cycle is variable, whereby the light quality suffers from flickering if the duty cycle is too large (e.g.> 10: 1).
  • the first exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1 shows a high-pressure discharge lamp 1 to be supplied, which can be a customary high-pressure mercury lamp, a high-pressure metal lamp or a high-pressure sodium lamp.
  • a rectifier 4 which is connected to a network 10, is connected to the direct current input of the inverter 3.
  • a frequency adjustment device 9 acts on the control input of the inverter 3.
  • the operating frequency of the inverter is typically between 10 and 100 kHz.
  • the operating frequency of the inverter 3 is now modulated via the frequency adjustment device 9 in such a way that the time profile of the lamp current I L fed into the high-pressure discharge lamp is shown in FIG. 4c.
  • the frequency swing of the frequency adjustment device 9 is adapted in this example so that the output power P varies by the nominal value (100%) fluctuating between the value 0 and 200%. On average, the power delivered to the lamp corresponds to the nominal power.
  • the frequency adjustment device 9 consists of a voltage-frequency converter 9a, a control amplifier 9b and a modulation amplifier 9c.
  • FIG. 4a shows the solution used in the prior art, which consists in applying a constant power to the high-pressure discharge lamp by generating a lamp current I L , which changes over time in a sinusoidal manner, by the inverter.
  • the frequency of the lamp current I L is adapted in accordance with the previously determined resonance conditions of the respective high-pressure discharge lamp.
  • Fig. 2 shows a variant of the embodiment shown in Fig. 1, which differs in that the inverter is now operated at a constant operating frequency and instead the inductor 7a in the output circuit of the inverter, which is designed as a transducer, is modulated.
  • the modulation is carried out by means of an inductance adjusting device 7, which emits a time-varying output voltage and consists of a control amplifier 7b and a modulation generator 7c.
  • the time course of the lamp current IL that occurs is shown in FIG. 4d.
  • the time profile of the output power determined by the envelope of the lamp current corresponds to that as shown in FIG. 4b.
  • the exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 3 shows that the voltage present at the input of the inverter 3 is varied by means of a voltage adjusting device 6 such that the time profile of the lamp current IL shown in FIG. 4e results.
  • the time profiles of FIGS. 4d and 4e are identical.
  • the voltage adjustment device 6 consists of a modulation generator 6c, a control amplifier 6b and a voltage converter 6a.
  • the nominal value of the output power of the inverter 3 can be influenced by another switching means, without otherwise changing the described modulation conditions.
  • This measure allows the nominal value of the output power fed into the high-pressure discharge lamp to be varied, which enables the lamp to be dimmed.
  • the setpoint Via the current measuring device 2 and a control amplifier 6b, 7b or 9b, the setpoint is compared with the actual value and corrected. It is possible to dim the illuminant down to 25% of the nominal luminous flux, which can result in a maximum energy saving of 65%.
  • the solution according to the invention results in loss reductions of approximately 20% and increased light yields of approximately 10%.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung ein Verfahren zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe (1), insbesondere einer Quecksilberdampfhochdrucklampe, einer Metalldampfhochdrucklampe oder einer Natriumdampfhochdrucklampe, bei dem die aus einer Spannungsquelle (10) abgeleitete Gleichspannungsleistung einem Wechselrichter (3) zugeführt wird, der insbesondere über eine Strombegrenzungsdrossel (8) die Hochdruckentladungslampe speist. Zur Ermöglichung der Speisung der Lampe in allen Leistungsbereichen sowie zur Vermeidung von aus dem Stand der Technik bekannten Resonanzüberhöhungseffekten ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der mit einer Betriebsfrequenz im Bereich von 10 kHz bis 100 kHz arbeitende Wechselrichter (3) mit einer periodisch um den Nennleistungswert modulierten Ausgangsleistung betrieben wird, wobei insbesondere der Hub der an die Hochdruckentladungslampe (1) abgegebenen Ausgangsleistung zwischen dem Wert Null und der doppelten Nennleistung, bezogen auf ein Tastverhältnis von 1:1 liegen kann, und wobei die Modulationsfrequenz im Bereich oberhalb von 50 Hz und unterhalb der Betriebsfrequenz des Wechselrichters liegt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe, insbesondere einer Quecksilberdampfhochdrucklampe, einer Metalldampfhochdrucklampe oder einer Natriumdampfhochdrucklampe, bei dem die aus einer Spannungsquelle abgeleitete Gleichspannungsleistung einem Wechselrichter zugeführt wird, der insbesondere über eine Strombegrenzungsdrossel die Hochdruckentladungslampe speist.
  • Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist beschrieben in "Betriebsgeräte und Schaltung für elektrische Lampen", Herausgeber: Erwin Klein, 6. Auflage 1992, Verlag Siemens AG, Berlin und München. Hierbei handelt es sich um ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Hochdruckentladungslampe, beispielsweise eine Halogen-Metalldampflampe (vergl. Bild 4.38), bei der die Lampe über ein von einer Gleichspannungsbatterie versorgtes Vorschaltgerät und ein einen Reihenresonanzkreis enthaltendes Zündgerät mit Leistung versorgt wird.
  • Im Gegensatz zu Leuchtstofflampen kommt der Wahl der Betriebsfrequenz für Vorschaltgeräte von Hochdruckentladungslampen erhebliche Bedeutung zu, da bei Lampen dieses Typs Resonanzeffekte bedingt durch longitudinale Resonanzen innerhalb des rohrförmigen Lampenkörpers auftreten. Die Resonanzfrequenzen hängen dabei nicht nur von der Art des verwendeten Gases und der mittleren Gastemperatur ab, sondern auch von der Brennergeometrie. Daher sind die Resonanzspektren für Hochdruckentladungslampen unterschiedlicher Bauarten verschieden. Es kann aber auch zu Resonanzveränderungen innerhalb einer Serie von Lampen gleicher Bauart kommen. Um einen stabilen Lampenbetrieb zu erreichen, muß die Betriebsfrequenz des Wechselrichters in einen solchen Bereich verlagert werden, in dem keine Resonanzen auftreten. Dies hat den Nachteil, daß für eine bestimmte Lampe nur ein auf diese speziell abgestimmtes Vorschaltgerät eingesetzt werden kann. Verändert sich nämlich die Betriebsfrequenz aus dem zulässigen Frequenzfenster heraus, kommt es aufgrund der Resonanzerscheinungen zu Instabilitäten.
  • In dem oben beschriebenen Stand der Technik wird daher vorgeschlagen, die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters zu modulieren, wobei der Hub der Modulationsfrequenz nicht größer ist als das zulässige Frequenzfenster, damit benachbarte Resonanzfrequenzen nicht angeregt werden.
  • Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß zum einen auch Hochdruckentladungslampen mit höherer Leistung, z.B. im Bereich von 70 - 2000 Watt, versorgt werden können und zum anderen die oben beschriebenen Nachteile aufgrund der Resonanzeffekte vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der verfahrensmäßigen Komponente der Erfindung dadurch gelöst, daß der mit einer Betriebsfrequenz im Bereich von 10 kHz bis 100 kHz arbeitende Wechselrichter mit einer periodisch um den Nennleistungswert modulierten Ausgangsleistung betrieben wird, wobei die Modulationsfrequenz im Bereich oberhalb von 50 Hz und unterhalb der Betriebsfrequenz des Wechselrichters liegt.
  • Gemäß der vorrichtungsmäßigen Komponente wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dem mit einer Betriebsfrequenz von 10 kHz bis 100 kHz arbeitenden elektronischen Wechselrichter Mittel zugeordnet sind zur Modulation seiner an die Hochdruckentladungslampe abgegebenen Ausgangsleistung mit einer Modulationsfrequenz im Bereich zwischen 50 Hz und unterhalb der Betriebsfrequenz.
  • Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Ausgangsleistung des Vorschaltgerätes, welche an die Hochdruckentladungslampe abgegeben wird, so moduliert wird, daß eine Resonanzaufschaukelung grundsätzlich vermieden wird. Im Unterschied zum Stand der Technik wird nicht die Wechselrichterfrequenz innerhalb eines vorher festgelegten Frequenzbandes moduliert, sondern die Ausgangsleistung, deren Mittelwert dem Nennwert entspricht. Versuche haben ergeben, daß durch die "gepumpte" Ausgangsleistung, also durch die ständig variierende momentane Leistung keine zu einer Aufschaukelung führende Energieabsorption an den Resonanzstellen erfolgen kann. Die Modulationsfrequenz kann dabei in weiten Bereichen variiert werden, wobei die untere Grenze nur dadurch festgelegt wird, daß ein für das Auge sichtbarer Flimmerbetrieb der Lampe vermieden werden muß. Nach oben hin ist die Modulationsfrequenz lediglich durch die Betriebsfrequenz des Wechselrichters beschränkt, die zwischen 10 kHz und 100 kHz liegt. Durch die erfindungsgemäße Lösung läßt sich das Vorschaltgerät nunmehr universell einsetzen, unabhängig von der Art der Lampe und ohne sich der Gefahr auszusetzen, daß wie beim Stand der Technik bei nicht hinreichender Anpassung von Vorschaltgerät einerseits und Entladungslampe andererseits Instabilitäten auftreten können. Bei einem geringen Aufwand an Schaltungsmitteln und sehr kompakter Bauweise sowie sehr gutem Wirkungsgrad kann die erfindungsgemäße Lösung ein konventionelles Vorschaltgerät nicht nur ersetzen sondern weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß der Lichtkomfort erhöht wird, da kein Flimmern eintritt. Darüber hinaus ergibt sich eine längere Lebensdauer der Hochdrucklampe verbunden mit geringeren Kosten für den Arbeitsaufwand zum Austauschen des Leuchtmittels. Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über ein geringeres Gewicht und kann wahlweise mit Gleichspannung (z.B. Batterieanlagen, Solaranlagen) oder über einen Gleichrichter mit Wechselstromnetzspannung versorgt werden. Darüber hinaus sind keine Kompensationskondensatoren wie bei konventionellen Vorschaltgeräten erforderlich.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt. Diese bestehen darin, daß als Mittel zur Modulation der Ausgangsleistung mehrere Varianten möglich sind.
  • Zum einen kann die Ausgangsleistung dadurch moduliert werden, daß der Wechselrichter an seinem Steuereingang mit einer variablen Frequenz angesteuert wird. Hierbei wird der Lampenstrom bei höheren Frequenzen aufgrund der konstanten Wechselrichterversorgungsspannung und der konstanten Induktivität periodisch entsprechend dem Frequenzhub variiert.
  • In einer Variante hierzu wird die Ausgangsleistung dadurch moduliert, daß die Induktivität durch eine spannungsvariable Induktivität in Form eines Transduktors ersetzt wird, so daß bei konstanter Betriebsfreuqenz und konstanter Versorgungsspannung des Wechselrichters aufgrund der variablen Induktivität die entsprechende Modulation bewirkt wird.
  • Schließlich ist in einer dritten Variante vorgesehen, daß bei konstanter Induktivität und konstanter Betriebsfrequenz des Wechselrichters die Versorgungsspannung am Eingang des Wechselrichters variiert wird.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß die Lampenleistung nunmehr auf einfache Weise dimmbar ist. Hierzu sind weitere Mittel vorgesehen zur Variation des Nennwertes der an die Hochdruckentladungslampe abgegebenen Ausgangsleistung. Allerdings werden hierbei die oben beschriebenen Modulationsbedingungen beibehalten, damit die Vorteile, wie sie oben beschrieben wurden, erhalten bleiben. Es ändert sich lediglich die in die Lampe eingespeiste Nennleistung, so daß die Helligkeit entsprechend variiert wird.
  • Bevorzugt erfolgt die Modulation der Ausgangsleistung derart, daß der Hub der an die Hochdrucklampe abgegebenen Ausgangsleistung zwischen dem Wert Null und der doppelten Nennleistung, bezogen auf ein Fastverhältnis von 1:1 liegt. Generell ist aber die Festlegung des Tastverhältnisses variabel, wobei bei zu großen Tastverhältnissen (z.B > 10:1) die Lichtqualität durch Flackern leidet.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig.1
    ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung
    Fig. 2
    ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung
    Fig. 3
    ein Blockschaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung
    Fig. 4
    zeitliche Verläufe der Ausgangsleistung bzw. des Lampenstromes IL zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung, wobei
    Fig. 4a
    den zeitlichen Verlauf von Leistung P und Lampenstrom IL beim Stand der Technik,
    Fig. 4b
    den zeitlichen Verlauf der Ausgangsleistung P gemäß der Erfindung,
    Fig. 4c
    den zeitlichen Verlauf des Lampenstromes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    Fig. 4d
    den zeitlichen Verlauf des Lampenstromes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
    Fig. 4e
    den zeitlichen Verlauf des Lampenstromes gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt eine zu versorgende Hochdruckentladungslampe 1, die eine übliche Quecksilberdampfhochdrucklampe, eine Metalldampfhochdrucklampe oder eine Natriumdampfhochdrucklampe sein kann.
  • Diese wird über eine Strombegrenzungsdrossel 8 von einem Wechselrichter 3 gespeist. Am Gleichstromeingang des Wechselrichters 3 ist ein Gleichrichter 4 angeschlossen, welcher mit einem Netz 10 verbunden ist. Auf den Steuereingang des Wechselrichters 3 wirkt eine Frequenzverstellvorrichtung 9 ein.
  • Die Betriebsfrequenz des Wechselrichters liegt typischerweise zwischen 10 und 100 kHz. Über die Frequenzverstelleinrichtung 9 wird nun die Betriebsfrequenz des Wechselrichters 3 so moduliert, daß sich der in Fig. 4c dargestellte zeitliche Verlauf des in die Hochdruckentladungslampe einsgespeisten Lampenstromes IL ergibt. Dadurch, daß die übrigen Größen des Wechselrichters, nämlich die Wechselrichterausgangsspannung und die Ausgangsinduktivitäten konstant gehalten werden, ergibt sich entsprechend dem Frequenzhub der in Fig. 4b dargestellte zeitliche Verlauf der Ausgangsspannung. Der Frequenzhub der Frequenzverstelleinrichtung 9 ist bei diesem Beispiel so angepaßt, daß die Ausgangsleistung P um den Nennwert (100%) schwankend zwischen dem Wert 0 und 200% variiert. Im Mittelwert ist die an die Lampe abgegebene Leistung entsprechend der Nennleistung. Die Frequenzverstelleinrichtung 9 besteht aus einem Spannungs-Frequenzwandler 9a, einem Regelverstärker 9b und einem Modulationsverstärker 9c.
  • Im Unterschied zu der oben dargestellten erfindungsgemäßen Lösung zeigt Fig. 4a die beim Stand der Technik verwendete Lösung, die darin besteht, die Hochdruckentladungslampe mit einer konstanten Leistung zu beaufschlagen, indem ein sich zeitlich etwa sinusförmig ändernder Lampenstrom IL vom Wechselrichter erzeugt wird. Die Frequenz des Lampenstromes IL wird dabei entsprechend den zuvor ermittelten Resonanzbedingungen der jeweiligen Hochdruckentladungslampe angepaßt.
  • Im Unterschied dazu wird entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung durch die ständige Veränderung des Augenblickswertes der Ausgangsleistung einerseits und durch die ständig wechselnde momentane Ausgangsfrequenz des Wechselrichters ein Aufschaukeln an den Resonanzstellen verhindert.
  • Fig. 2 zeigt eine Variante zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, die sich dadurch unterscheidet, daß der Wechselrichter nunmehr mit einer konstanten Betriebsfrequenz betrieben wird und statt dessen die im Ausgangskreis des Wechselrichters liegende Induktivität 7a die als Transduktor ausgeführt ist, moduliert wird. Die Modulation erfolgt mittels einer Induktivitätsverstelleinrichtung 7, die eine zeitlich veränderliche Ausgangsspannung abgibt, und aus einem Regelverstärker 7b und einem Modulationsgenerator 7c besteht. Der zeitliche Verlauf des dabei auftretenden Lampenstromes IL ist in Fig. 4d dargestellt.
  • Der durch die einhüllende des Lampenstromes festgelegte zeitliche Verlauf der Ausgangsleistung entspricht demjenigen, wie er in Fig. 4b dargestellt wird.
  • In einer dritten Variante zeigt das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung, daß die am Eingang des Wechselrichters 3 anstehende Spannung mittels einer Spannungsverstelleinrichtung 6 derart variiert wird, daß sich der in Fig. 4e dargestellte zeitliche Verlauf des Lampenstromes IL ergibt. Dabei sind die zeitlichen Verläufe der Fig. 4d und 4e identisch. Die Spannungsverstelleinrichtung 6 besteht aus einem Modulationsgenerator 6c, einem Regelverstärker 6b und einem Spannungswandler 6a.
  • Auch hierbei ergibt sich der in Fig. 4b dargestellte zeitliche Verlauf der Ausgangsspannung P.
  • Allen Ausführungsbeispielen, wie sie in den Fig. 1 - 3 dargestellt wurden, ist gemeinsam, daß durch ein weiteres Schaltmittel, nämlich der Leistungsverstelleinrichtung 5, der Nennwert der Ausgangsleistung des Wechselrichters 3 beeinflußt werden kann, ohne daß sich ansonsten die beschriebenen Modulationsbedingungen ändern. Durch diese Maßnahme läßt sich der Nennwert der in die Hochdruckentladungslampe eingespeisten Ausgangsleistung variieren, wodurch ein Dimmen der Lampe ermöglicht wird. Über die Strommeßeinrichtung 2 und einen Regelverstärker 6b,7b bzw. 9b wird der eingestellte Sollwert mit dem Istwert verglichen und ausgeregelt. Dabei ist ein Dimmen des Leuchtmittels bis herab auf 25% des Nennlichtstromes möglich, wodurch sich eine maximale Energieeinsparung von 65% ergeben kann. Gegenüber herkömmlichen Vorschaltgeräten ergeben sich gemäß der erfindungsgemäßen Lösung Verlustreduzierungen von ca. 20% und erhöhte Lichtausbeuten von ca. 10%.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe, insbesondere einer Quecksilberdampfhochdrucklampe, einer Metalldampfhochdrucklampe oder einer Natriumdampfhochdrucklampe, bei dem die aus einer Spannungsquelle (10) abgeleitete Gleichspannungsleistung einem Wechselrichter (3) zugeführt wird, der insbesondere über eine Strombegrenzungsdrossel (8) die Hochdruckentladungslampe speist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Betriebsfrequenz im Bereich von 10 kHz bis 100 kHz arbeitende Wechselrichter (3) mit einer periodisch um den Nennleistungswert modulierten Ausgangsleistung betrieben wird, wobei die Modulationsfrequenz im Bereich oberhalb von 50 Hz und unterhalb der Betriebsfrequenz des Wechselrichters liegt.
  2. Vorrichtung zur Speisung einer Hochdruckentladungslampe, insbesondere einer Quecksilberdampfhochdrucklampe, einer Metalldampfhochdrucklampe oder einer Natriumdampfhochdrucklampe, mit einem von aus einer Spannungsquelle (10) abgeleiteten Gleichspannung beaufschlagten Wechselrichter (3), der über einen Induktivitätskreis (8) zur Strombegrenzung die Hochdrucklampe (1) speist,
    dadurch gekennzeichnet, daß dem mit einer Betriebsfrequenz von 10 kHz bis 100 kHz arbeitenden elektronischen Wechselrichter (3) Mittel (5-9) zugeordnet sind zur Modulation seiner an die Hochdruckentladungslampe (1) abgegebenen Ausgangsleistung mit einer Modulationsfrequenz im Bereich von oberhalb 50 Hz und unterhalb der Betriebsfrequenz.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Modulationsmittel eine auf den Steuereingang des Wechselrichters wirkende Frequenzverstelleinrichtung (9) vorgesehen ist (Fig. 1).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Modulationsmittel eine auf den Leistungseingang des Wechselrichters wirkende Spannungsvariationsstufe (6) vorgesehen ist (Fig. 3).
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß als Modulationsmittel eine auf den einen Transduktor (7a) enthaltenden Induktivitätskreis wirkende Induktivitätsvariationsstufe (7) vorgesehen ist (Fig. 2).
  6. Vorrichtung nach einer der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Dämmung der Lampe (1) weitere Mittel zur Variation des Nennwertes der an die Hochdruckentladungslampe abgegebenen Ausgangsleistung unter Beibehaltung der Modulationsbedingungen vorgesehen sind.
  7. Vorrichtug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der an die Hochdruckentladungslampe (1) abgegebenen Ausgangsleistung zwischen dem Wert Null und der doppelten Nennleistung, bezogen auf ein Tastverhältnis von 1:1 liegt.
EP95107865A 1995-05-23 1995-05-23 Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe Expired - Lifetime EP0744883B1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT95107865T ATE261235T1 (de) 1995-05-23 1995-05-23 Verfahren bzw. vorrichtung zum betrieb einer hochdruckentladungslampe
DE59510867T DE59510867D1 (de) 1995-05-23 1995-05-23 Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe
EP95107865A EP0744883B1 (de) 1995-05-23 1995-05-23 Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP95107865A EP0744883B1 (de) 1995-05-23 1995-05-23 Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0744883A1 true EP0744883A1 (de) 1996-11-27
EP0744883B1 EP0744883B1 (de) 2004-03-03

Family

ID=8219281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP95107865A Expired - Lifetime EP0744883B1 (de) 1995-05-23 1995-05-23 Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0744883B1 (de)
AT (1) ATE261235T1 (de)
DE (1) DE59510867D1 (de)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785702A3 (de) * 1996-01-16 1998-03-25 Osram Sylvania Inc. Verfahren und Schaltung zum Betreiben einer Entladungslampe
EP0837620A2 (de) * 1996-10-21 1998-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren und Gerät zur Versorgung einer Hochdruckentladungslampe
WO1998035538A1 (de) * 1997-02-08 1998-08-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum auffinden der resonanzfrequenz eines elektrischen schwingkreises
EP0893943A1 (de) * 1997-07-24 1999-01-27 F. Verdeyen N.V. Wechselrichter zur Versorgung einer Entladungslampe mit sprunghaft veränderlicher Frequenz
US6124683A (en) * 1999-04-14 2000-09-26 Osram Sylvania Inc. System for and method of operating a mercury free discharge lamp
EP1087644A1 (de) * 1999-09-27 2001-03-28 Valeo Vision Verbesserungen in der Steuerung von Entladungslampen, insbesondere in Fahrzeugscheinwerfern
US6229269B1 (en) 1999-05-21 2001-05-08 Osram Sylvania Inc. System for and method of operating a discharge lamp
WO2003015480A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for color mixing of hid lamps operated at vhf frequencies using duty cycle modulation
WO2003017736A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for operating a hid lamp using duty cycle modulation
WO2005098902A3 (en) * 2004-04-09 2006-03-16 Koninkl Philips Electronics Nv High-pressure sodium lamp
WO2007068603A1 (de) * 2005-12-14 2007-06-21 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben von hochdruck-gasentladungslampen

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0386990A2 (de) * 1989-03-08 1990-09-12 General Electric Company Steuerungsverfahren und Schaltung für Entladungslampen
EP0439861A1 (de) * 1990-01-29 1991-08-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Schaltanordnung
DE4234358A1 (de) * 1992-10-12 1993-02-25 Juerg Nigg Verfahren zum betrieb einer gasentladungs- oder fluoreszenzlampe und vorschaltgeraet hierfuer sowie verwendungen hierfuer
EP0605052A1 (de) * 1992-12-28 1994-07-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vorschaltgerät für eine Entladungslampe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0386990A2 (de) * 1989-03-08 1990-09-12 General Electric Company Steuerungsverfahren und Schaltung für Entladungslampen
EP0439861A1 (de) * 1990-01-29 1991-08-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Schaltanordnung
DE4234358A1 (de) * 1992-10-12 1993-02-25 Juerg Nigg Verfahren zum betrieb einer gasentladungs- oder fluoreszenzlampe und vorschaltgeraet hierfuer sowie verwendungen hierfuer
EP0605052A1 (de) * 1992-12-28 1994-07-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vorschaltgerät für eine Entladungslampe

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
STORMBERG & SCHÄFER: "Excitation of acoustic instabilities in discharge lamps with pulsed supply voltage", LIGHTING RESEARCH & TECHNOLOGY, vol. 15, no. 3, March 1983 (1983-03-01), pages 127 - 132 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785702A3 (de) * 1996-01-16 1998-03-25 Osram Sylvania Inc. Verfahren und Schaltung zum Betreiben einer Entladungslampe
EP0837620B1 (de) * 1996-10-21 2003-03-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren und Gerät zur Versorgung einer Hochdruckentladungslampe
EP0837620A2 (de) * 1996-10-21 1998-04-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Verfahren und Gerät zur Versorgung einer Hochdruckentladungslampe
WO1998035538A1 (de) * 1997-02-08 1998-08-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum auffinden der resonanzfrequenz eines elektrischen schwingkreises
US6546346B1 (en) 1997-02-08 2003-04-08 Robert Bosch Gmbh Method for determining the resonance frequency of an electric resonant circuit
EP0893943A1 (de) * 1997-07-24 1999-01-27 F. Verdeyen N.V. Wechselrichter zur Versorgung einer Entladungslampe mit sprunghaft veränderlicher Frequenz
US6124683A (en) * 1999-04-14 2000-09-26 Osram Sylvania Inc. System for and method of operating a mercury free discharge lamp
US6229269B1 (en) 1999-05-21 2001-05-08 Osram Sylvania Inc. System for and method of operating a discharge lamp
US6556463B1 (en) 1999-09-27 2003-04-29 Valeo Vision Reduced electronic noise power supply to discharge lamps, especially for motor vehicle headlights
FR2799062A1 (fr) * 1999-09-27 2001-03-30 Valeo Vision Perfectionnements a la commande de l'alimentation de lampes a decharge notamment de projecteur de vehicule automobile
EP1087644A1 (de) * 1999-09-27 2001-03-28 Valeo Vision Verbesserungen in der Steuerung von Entladungslampen, insbesondere in Fahrzeugscheinwerfern
WO2003015480A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for color mixing of hid lamps operated at vhf frequencies using duty cycle modulation
WO2003017736A1 (en) * 2001-08-15 2003-02-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for operating a hid lamp using duty cycle modulation
WO2005098902A3 (en) * 2004-04-09 2006-03-16 Koninkl Philips Electronics Nv High-pressure sodium lamp
WO2007068603A1 (de) * 2005-12-14 2007-06-21 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben von hochdruck-gasentladungslampen
US7839093B2 (en) 2005-12-14 2010-11-23 Osram Gesellschaft Mit Beschraenkter Haftung Circuit arrangement with continuously oscillating modulated operating frequency, and method, for the operation of high-pressure gas discharge lamps

Also Published As

Publication number Publication date
ATE261235T1 (de) 2004-03-15
EP0744883B1 (de) 2004-03-03
DE59510867D1 (de) 2004-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0548342B1 (de) Vorschaltgerät zum pulsbetrieb von gasentladungslampen
DE4017415C2 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe für einen Fahrzeugscheinwerfer
DE3101568C2 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen mit einstellbarem Lichtstrom
DE69910415T2 (de) Vorrichtung zur helligkeitsregelung einer leuchtstofflampe mit magnetischem ballast
DE60210768T2 (de) Vorschaltgerät für eine hochleistungsentladungslampe
EP0356818B1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Last
EP2296449A1 (de) Parametrisierbarer digitaler PFC
DE4436825A1 (de) Vorrichtung zum Betreiben einer Hochdruck-Gasentladungslampe
DE69921616T2 (de) Schaltungsanordnung
EP0744883B1 (de) Verfahren bzw. Vorrichtung zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe
EP0677982B1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Vorschaltgeräts für Entladungslampen
DE60215542T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern einer entladungslampe
EP0461441B1 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung der Helligkeit (Dimmen) von Gasentladungslampen
EP1465465B1 (de) Elektronisches Vorschaltgerät mit Vollbrückenschaltung
DE3211240A1 (de) Stabilisierungseinrichtung fuer gasentladungslampen
DE60206991T2 (de) Dimmbare kompakte Leuchtstofflampe und Betriebsvorrichtung einer Entladungslampe mit einem in den Vorheizungskreisen zugeordnetem Strombegrenzer
DE60318580T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur identifizierung des typs einer entladungslampe
DE602005004479T2 (de) Elektronisches stromgespeistes Vorschaltgerät zur Kontrolle der Streifenbildung in Gasentladungslampen
EP1181844A1 (de) Verfahren und vorschaltgerät zur speisung eines uv-licht-niederdruckstrahlers
EP1095543B1 (de) Vorschaltgerät für mindestens eine gasentladungslampe und verfahren zum betreiben eines derartigen vorschaltgeräts
DE102004051162B4 (de) Modulation eines PFC bei DC-Betrieb
EP1354500B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum mehrphasigen betreiben einer gasentladungs- bzw. einer metalldampflampe
WO2007068603A1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben von hochdruck-gasentladungslampen
DE102016107578B4 (de) Betriebsschaltung und Verfahren zum Betreiben wenigstens eines Leuchtmittels
DE2848018A1 (de) Verfahren und anordnung zur energieeinsparung beim betrieb von gasentladungslampen, insbesondere leuchtstofflampen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LI LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19970507

17Q First examination report despatched

Effective date: 20000118

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LI LU NL SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040303

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040303

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040303

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: 7H 05B 41/292 A

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 59510867

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20040408

Kind code of ref document: P

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20040518

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040523

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040531

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040531

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040603

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040603

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040603

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20040609

Year of fee payment: 10

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20040614

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20040629

Year of fee payment: 10

GBV Gb: ep patent (uk) treated as always having been void in accordance with gb section 77(7)/1977 [no translation filed]

Effective date: 20040303

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

BERE Be: lapsed

Owner name: PRAZISA INDUSTRIEELEKTRONIK G.M.B.H.

Effective date: 20040531

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

EN Fr: translation not filed
26N No opposition filed

Effective date: 20041206

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050523

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20050523

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051201

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20051201

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20051201