EP1125477B1

EP1125477B1 - Verfahren und vorschaltgerät zum betrieb einer mit einer leuchtstofflampe versehenen leuchte

Info

Publication number: EP1125477B1
Application number: EP99960821A
Authority: EP
Inventors: Ralf Keggenhoff; Ferdinand Mertens
Original assignee: Trilux Lenze GmbH and Co KG
Current assignee: Trilux GmbH and Co KG
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2002-04-10
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: DE19850441A1; DE59901229D1; US6525479B1; ATE216177T1; WO2000025554A2; WO2000025554A3; EP1125477A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorschaltgerät zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte.

Aus der EP 0 889 675 A1 sind zwei Vorschaltgeräte bekannt, mit denen mehrere unterschiedliche Lampentypen von Leuchtstofflampen unter optimierten Betriebsbedingungen betrieben werden können. Der mit diesen Vorschaltgeräten erreichbare Grad an Optimierung der Betriebsbedingungen einer Leuchtstofflampe läßt jedoch zu wünschen übrig.

Eines der Vorschaltgeräte gemäß der EP 0 889 675 A1 sieht eine Vorheizphase der Elektroden vor. Es handelt sich um ein Vorschaltgerät für warmgestartete Leuchtstofflampen. Bei einem solchen werden die an den Enden des Entladungsrohrs der Leuchtstofflampe in das Rohrinnere ragenden Elektroden vorgeheizt. Dabei stoßen die mit einem Emittermaterial versehenen Elektroden Ionen aus, wodurch die in dem Entladungsrohr enthaltene Gasfüllung elektrisch leitfähig wird. Erst nach dieser Vorheizphase wird die sogenannte Entladungsstrecke der Leuchtstofflampe durchgezündet. Mit dieser Verfahrensweise werden die Elektroden geschont. Während der Vorheizphase wird der auftretende Elektrodenwiderstand der Leuchtstofflampe gemessen, um indirekt auf die Elektrodentemperatur zu schließen und die Vorheizung schonend durchzuführen.

Außerdem soll gemäß EP 0 889 675 A1 mit Hilfe des gemessenen Elektrodenwiderstands auf den Lampentyp der Leuchtstofflampe geschlossen werden. Die Leuchtstofflampe wird anfänglich mit einem geringen Strom versorgt und die Elektrodentemperatur indirekt gemessen. Reicht der anfängliche Strom nicht aus, um die Elektroden auf eine erwartete Temperatur zu erwärmen, so wird der Strom in Stufen erhöht, bis der Elektrodenwiderstand repektive die erwartete Elektrodentemperatur erreicht ist. Da es jedoch unterschiedliche Lampentypen gibt, die bei ihrer Betriebstemperatur gleiche oder nahe beieinanderliegende Elektrodenwiderstände aufweisen, ist der Elektrodenwiderstand kein eindeutiges Kriterium zur Unterscheidung der Lampentypen. Optimale Betriebsbedingungen können mit dem bekannten Vorschaltgerät nur dann eingestellt werden, wenn es sich bei den zu erkennenden Lampentypen nur um solche handelt, deren Elektrodenwiderstände sich deutlich unterscheiden.

Bei einem anderen aus der EP 0 889 675 A1 bekannten Vorschaltgerät wird zur Bestimmung des Lampentyps der Leuchtstofflampe anstelle der aufwendigeren Messung des Elektrodenwiderstands das einfache Verfahren der Lampenspannungsmessung angewandt. Da die indirekt über den Elektrodenwiderstand durchzuführende Temperaturmessung eingespart wird, greift diese Konstruktion auf das einfache Verfahren der Lampenspannungsmessung zurück. wegen der fehlenden optimierten Vorheizung unterliegen die Elektroden der Leuchtstofflampe bei diesem Vorschaltgerät einem erhöhten verschleiß. Ferner können unterschiedliche Lampentypen dann, wenn sie gleiche oder nahe beieinanderliegende Lampenspannungen aufweisen, ebenfalls nicht eindeutig unterschieden werden. Auch die Einstellung optimaler Betriebsbedingungen ist mit diesem Vorschaltgerät nur dann möglich, wenn es sich bei den zu erkennenden Lampentypen um solche handelt, deren Lampenspannungen sich deutlich unterscheiden.

Ein ähnliches Verfahren wird auch in der EP 0 413 991 A1 angewandt. Dabei werden Betriebsdaten bestimmter erkennbarer Lampentypen gespeichert und eine Startspannung der Leuchtstofflampe ermittelt, die dann zur Identifizierung des Lampentyps mit den gespeicherten Startspannungen der erkennbaren Lampentypen verglichen wird, wobei im Ansprechen auf den Vergleich die zum Betrieb des erkannten Lampentyps erforderlichen Betriebsdaten eingestellt werden. Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Vorschaltgerät zum Betrieb einer mit einer' Leuchtstofflampe versehenen Leuchte mit einem Frequenzerzeuger und einer mit diesem zusammenwirkenden Ansteuerschaltung offenbart, die die Leuchtstofflampe über Leistungstransistoren mit einer Wechselspannung versorgt, wobei der Lampenstrom durch einen Begrenzer einstellbar ist. In einem Register sind die Betriebsdaten mehrerer Lampentypen abgelegt, wobei ferner eine Ablaufsteuerung umfaßt ist, die den Zeitablauf der während einer Vorheizphase sowie einer Startphase der Leuchtstofflampe durchzuführenden Verfahrensschritte steuert. Die Schaltung umfaßt ferner einen Meßwertauswerter, eine Lampenspannungsmeßeinrichtung sowie einen Gleichspannungserzeuger, mit dem eine Logikspannung erzeugbar ist.

In der EP 0 759 686 wird ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer elektrischen Lampe eines vorgebbaren Lampentyps offenbart. Das Verfahren weist den Schritte des Erfassens einer den Lampentyp der Lampe bezeichnenden ersten Information und den Schritt des Ansteuerns der Lampe in Abhängigkeit der lampentypspezifischen ersten Information auf. Diese Erstinformation kann durch einen Sensor, der einen lampentypindividuellen Betriebszustand erfaßt, oder durch eine Eingabeeinrichtung vorgeben sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren sowie ein Vorschaltgerät zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, mit dem sich eine Vielzahl marktüblicher Lampentypen von Leuchtstofflampen unter einem höheren Optimierungsgrad betreiben lassen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte, wobei die Betriebsdaten bestimmter erkennbarer Lampentypen zumindest deren Lampennennspannung, der Lampennennstrom sowie Vorheizströme und Vorheizzeiten zur Heizung der Elektroden in einem Register gespeichert sind, wobei die Vorheizströme vorbestimmten Bereichen des Elektrodenwiderstandes zugeordnet sind, der Elektrodenwiderstand während einer Vorheizphase gemessen und der dem gemessenen Elektrodenwiderstand zugeordnete Vorheizstrom und die zugeordnete Vorheizzeit eingestellt wird, die Leuchtstofflampe innerhalb einer der Vorheizphase nachgeschalteten Startphase während einer vorbestimmten Zeit mit einem Dimmstrom bekannter Stromstärke betrieben wird, nach der Startphase die vorliegende Lampenspannung der Leuchtstofflampe gemessen wird, dann in dem Register diejenige Lampennennspannung gesucht wird, die der gemessenen Lampenspannung der Leuchtstofflampe am nächsten kommt, und danach die zum Betrieb der Leuchtstofflampe erforderlichen Betriebsdaten eingestellt werden, die der gemessenen Lampenspannung per Register zugeordnet sind.

Die Lampentyperkennung der vorliegenden Erfindung beruht auf dem Prinzip der Lampenspannungsmessung während der Startphase der Leuchtstofflampe. Hinzu kommt jedoch die Kenntnis des Elektrodenwiderstands der durch die vorgeschaltete Vorheizphase festgestellt worden ist und ein weiteres Auswahlkriterium zur Bestimmung des exakten Lampentyps liefert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit ein elektrodenschonender Warmstart der Leuchtstofflampe vorgenommen und überdies eine genaue Bestimmung des Lampentyps ermöglicht.

Unter Betriebsdaten werden nicht ausschließlich solche Parameter verstanden, die direkt zum Betrieb der Leuchtstofflampe erforderlich sind. Es können auch solche Betriebsdaten, wie maximale Lampenspannungen, -ströme, Elektrodenwiderstände beziehungsweise Temperaturen gespeichert sein, die in irregulären Betriebszuständen vorkommen, beispielsweise um gegebenenfalls eine Sicherheitsabschaltung zu bewirken.

Zum Verständnis der Erfindung ist klarzustellen, daß in dem Register Betriebsdaten, wie beispielsweise die Lampennennspannung und der Lampennennstrom, direkt gespeichert sein können oder alternativ in Form anderer Werte gespeichert sein können, die mit den Betriebsdaten korrelativ verknüpft sind.

Zur Erfindung gehört ebenfalls die Möglichkeit, Betriebsdaten der Leuchtstofflampe direkt verändern und einstellen zu können oder indirekt über gesetzmäßig mit diesen verknüpfte Größen einstellen zu können. Der Dimmstrom und der Lampenstrom beispielsweise lassen sich durch Änderung der Wechselstromfrequenz einstellen, die im Betrieb an die Leuchtstofflampe angelegt ist.

Unter kurzzeitigem Betrieb soll eine vorgegebene Betriebsdauer verstanden werden, die wenige Sekunden bis einige Minuten betragen kann.

Der zu Beginn der Startphase eingestellte Dimmstrom entspricht dem geringsten im Register gespeicherten Lampennennstrom oder ist größer als dieser. Entspricht er dem geringsten der gespeicherten Lampennennströme, kann eine Leuchtstofflampe mit geringem Lampennennstrom auch nach langzeitigem Betrieb unter diesen Bedingungen nicht überlastet werden. Da die Startphase aber nur wenige Sekunden bis Minuten dauert, Versagen auch solche Leuchtstofflampen nicht, deren Lampennennströme geringer sind als der Dimmstrom.

Günstigerweise wird während der Startphase ein optimierter Dimmstrom eingestellt, dessen Stromstärke für den Betrieb einer Leuchtstofflampe ausreichend ist, deren Lampennennstrom höher ist als der optimierte Dimmstrom und eine Leuchtstofflampe nicht zerstört wird, deren Lampennennstrom geringer ist als der optimierte Dimmstrom.

Für Lampentypen mit Lampennennströmen, die über dem optimierten Dimmstrom liegen, liefert der optimierte Dimmstrom genügend Energie, um eine ausreichende Lichtstärke zu erzeugen. Eine Dimmstellung von wenigen Sekunden bis zu einigen Minuten kann hingenommen werden, da schon eine ausreichende Helligkeit erreicht wird.

Einfacherweise wird während der in mehrere Stufen unterteilten Vorheizphase zu Beginn einer ersten Stufe der geringste im Register gespeicherte Vorheizstrom eingestellt, nach der ersten Stufe der Vorheizphase mit einer ersten JA/NEIN-Abfrage überprüft, ob der Elektrodenwiderstand in einen der vorbestimmten Bereiche des Elektrodenwiderstands fällt, und bei einer JA-Entscheidung eine weitere Stufe der Vorheizphase ausgelöst, wobei der Vorheizstrom der vorherigen Stufe beibehalten und danach die Startphase eingeleitet wird. Eine NEIN-Entscheidung löst eine weitere Stufe der Vorheizphase aus, wobei zu Beginn dieser Stufe der nächst höhere im Register gespeicherte Vorheizstrom eingestellt und entweder nach einer vorbestimmten Zeit die Startphase eingeleitet oder eine weitere JA/NEIN-Abfrage durchgeführt wird, der die gleichen Verfahrensschritte wie nach der ersten JA/NEIN-Abfrage folgen.

Die Anzahl der JA/NEIN-Abfragen ist einfacherweise vorbestimmt und kann dem benötigten Vorschaltgerät inhärent oder mittels eines Datenverarbeitungsprogramms vorgegeben sein. Wichtig für den Ablauf des Verfahrens sind drei Schritte: Jede JA-Entscheidung löst eine weitere Stufe der Vorheizphase aus, wobei der Vorheizstrom der vorherigen Vorheizstufe beibehalten wird. Jede NEIN-Entscheidung löst eine weitere Stufe der Vorheizphase mit dem nächst höheren Vorheizstrom aus. Die letzte im Verfahrensablauf vorgesehene JA/NEIN-Abfrage löst, wenn sie mit NEIN entschieden wird, eine Erhöhung des Vorheizstroms aus und dann nach vorbestimmter Zeit die Startphase, ohne daß eine erneute JA/NEIN-Abfrage durchgeführt wird.

Eine weitere Verbesserung des Verfahrens wird erreicht, wenn die gespeicherten Betriebsdaten der erkennbaren Lampentypen in dem Register in Lampengruppen unterteilt sind, wobei innerhalb einer Lampengruppe nur Leuchtstofflampen mit unterschiedlichen Lampennennspannungen enthalten sind, daß jeder Lampengruppe per Register einer der Bereiche der Elektrodenwiderstände sowie ein Vorheizstrom zugeordnet ist, daß über den ermittelten Elektrodenwiderstand beziehungsweise den letzten während der Vorheizphase eingestellten Vorheizstrom ermittelt wird, welcher Lampengruppe die Leuchtstofflampe zugehört, daß während der nachfolgenden Startphase innerhalb der ermittelten Lampengruppe des Registers diejenige Lampennennspannung gesucht wird, die der gemessenen Lampenspannung der Leuchtstofflampe am nächsten kommt, und danach die zum Betrieb der Leuchtstofflampe erforderlichen Betriebsdaten eingestellt werden, die der gemessenen Lampenspannung per Register zugeordnet sind. Unter den marktüblichen Leuchtstofflampen befinden sich solche, mit gleichen Lampennennspannungen aber unterschiedlichen Elektroden und Elektrodenwiderständen. In dem erfindungsgemäßen Register sind diese jedoch unterschiedlichen Lampengruppen zugeordnet, so daß innerhalb einer Lampengruppe eine eindeutige Zuordnung des Lampentyps aufgrund der gemessenen Lampennennspannung möglich ist.

Mit dem weitergebildeten Verfahren wird eine während der Vorheizphase gewonne Information, nämlich der ermittelte Elektrodenwiderstand beziehungsweise der während der Vorheizphase zuletzt eingestellte Vorheizstrom für die Startphase ausgewertet und die weitere Suche des exakten Lampentyps per Register auf eine Lampengruppe beschränkt.

Überdies kann auch die Startphase durch die Zusammenfassung der erkennbaren Lampentypen in Lampengruppen verbessert werden. Hierfür ist jeder Lampengruppe des Registers ein Dimmstrom zugeordnet, wobei der für die Startphase einzustellende Dimmstrom bereits während der Vorheizphase durch die Feststellung der Lampengruppe festgelegt wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sieht der Verfahrensablauf eine dreistufige Vorheizphase mit zwei möglichen JA/NEIN-Abfragen vor, wobei eine NEIN-Entscheidung der zweiten JA/NEIN-Abfrage die dritte Stufe der Vorheizphase auslöst, wobei gegenüber der vorherigen Stufe der Vorheizphase der höchste im Register gespeicherte Vorheizstrom eingestellt und nach einer vorbestimmten Zeit die Startphase eingeleitet wird.

Der dreistufige Verfahrensablauf bietet drei vorgegebene Vorheizströme, die, beginnend mit dem geringsten, in aufeinanderfolgenden Stufen der Vorheizphase steigerbar sind.

Die Dreistufigkeit des Verfahrens zur Vorheizung ist ein vorteilhafter Kompromiß, mit dem die Vorheizung der Vielzahl der Lampentypen ausreichend differenziert möglich ist und der konstruktive Aufwand für das benötigte Vorschaltgerät in einem vertretbaren Rahmen liegt.

Um Schäden an dem benötigten Vorschaltgerät zu vermeiden, insbesondere dann, wenn die Leuchtstofflampe defekt ist und sich ein irregulärer Betriebszustand einstellt, bei dem die Lampenspannung ansteigt, kann für jeden Lampentyp eine maximale Lampenspannung in dem Register gespeichert sein. Während des Betriebs der Leuchstofflampe wird dann überprüft, ob die augenblicklich im Betrieb vorhandene Lampenspannung die maximale Lampenspannung übersteigt. Bei einer Überschreitung der maximalen Lampenspannung wird dann eine Sicherheitsabschaltung der Leuchtstofflampe vorgenommen. Die Überprüfung der Lampenspannung kann beispielsweise stetig erfolgen oder in vorgegebenen Zeitabständen durchgeführt werden.

Analog kann auch eine minimale Lampenspannung im Register gespeichert sein und überprüft werden, ob die vorliegende Lampenspannung die minimale unterschreitet. Bei einer Unterschreitung wird wiederum eine Abschaltung der Leuchtstofflampe vorgenommen.

Die gespeicherte maximale Lampenspannung liegt zweckmäßigerweise über der höchsten der im Register gespeicherten Lampenspannungen. Alternativ können für jeden einzelnen oder für Gruppen von Lampentypen unterschiedliche maximale Lampenspannungen gespeichert sein.

Die Startphase wird durch Betätigung eines der Leuchte zugeordneten EIN/AUS-Schalters durchgeführt oder zweckmäßig auch im eingeschalteten Zustand der Leuchte durch Einsetzen einer Leuchtstofflampe in eine leere Lampenfassung eingeleitet. Auf diese Weise wird verhindert, daß eine im eingeschalteten Zustand der Leuchte in Betrieb genommene Leuchtstofflampe mit falschen Betriebsdaten betrieben wird. Das gleiche gilt für die Vorheizphase. Diese läßt sich auch durch Betätigung eines EIN/AUS-Schalters oder durch Einsetzen einer Leuchtstofflampe in eine leere Lampenfassung einleiten.

Die Erfindung besteht weiterhin in einer besonders einfachen Ausgestaltung eines Vorschaltgerätes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einem Frequenzerzeuger und einer mit diesem zusammenwirkenden Ansteuerschaltung, die die Leuchtstofflampe über Leistungstransistoren mit einer Wechselspannung versorgt, wobei der Lampenstrom durch einen Begrenzer einstellbar ist, einem Register, in dem die Betriebsdaten mehrerer Lampentypen registriert sind, einer Ablaufsteuerung die den Zeitablauf der während einer Startphase der Leuchtstofflampe durchzuführenden Verfahrensschritte steuert, einem Meßwertauswerter, einer Lampenspannungsmeßeinrichtung sowie einem Gleichspannungserzeuger, mit dem eine Logikspannung erzeugbar ist.

Der Lampenstrom kann dabei z. B. indirekt über die Frequenz der Wechselspannung, durch Veränderung der Gleichspannung oder durch im Wert veränderbare Impedanzen eingestellt werden.

Vorteilhaft ist der strukturierte Aufbau eines solchen Vorschaltgeräts. Dessen Konstruktion erlaubt es, einzig die Ansteuerschaltung sowie die nachgeschalteten Leistungstransistoren durch den Gleichspannungserzeuger mit hoher Energie zu versorgen, um die Leuchtstofflampe zu betreiben.

Um einen optimalen Warmstart der Leuchtstofflampe ausführen zu können, ist das Vorschaltgerät mit einer Elektrodenwiderstandsmeßeinrichtung versehen. Außerdem ist mit der Ablaufsteuerung der Zeitablauf der Verfahrensschritte steuerbar, die während einer Vorheizphase der Leuchtstofflampe durchzuführen sind.

Die Ablaufsteuerung, der Meßwertauswerter, das Register und der Frequenzerzeuger sind zweckmäßig in einer gemeinsamen Steuereinrichtung angeordnet, die auch als Controller bezeichnet wird.

Der Gleichspannungserzeuger weist einen Anschluß auf, der die an der Datenverarbeitung beteiligten Teile des Vorschaltgeräts mit Energie vesorgt. Die Energie wird in Form einer geregelten Logikspannung abgegriffen, die wesentlich geringer ist als die zur Versorgung der Lampe benötigte Lampenspannung.

Die Steuereinrichtung, die Ansteuerschaltung, die Lampenspannungsmeßeinrichtung sowie die Elektrodenwiderstansmeßeinrichtung werden über den Gleichspannungserzeuger mit einer geregelten Gleichspannung versorgt. Diese wird als sogenannte Logikspannung an einem separaten Anschluß des Gleichspannungserzeugers abgegriffen und ist wesentlich geringer als die zur Versorgung der Lampe benötigte Lampenspannung.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der in einem Register gespeicherten Betriebsdaten unterschiedlicher Lampentypen von Leuchtstofflampen,
Fig. 2: ein Ablaufschema, in dem die Ermittlung des Lampentyps während der Startphase einer Leuchtstofflampe dargestellt ist,
Fig. 3: ein Ablaufschema, mit einer n-stufige Vorheizphase einer Leuchtstofflampe,
Fig. 4: ein Ablaufschema, mit einer dreistufigen Vorheizphase einer Leuchtstofflampe,
Fig. 5: einen schematischen Schaltplan einer Ausführungsform eines Vorschaltgeräts.

Ehe die einzelnen Verfahrensschritte anhand der Figuren 2 bis 5 erläutert werden, wird zunächst auf das in Fig. 1 schematisch dargestellte Register R verwiesen, in dem Betriebsdaten mehrerer Lampentypen T₁, T₂, ... T_n-1 und T_n gespeichert sind, die mit dem vorgeschlagenen Verfahren und dem Vorschaltgerät unter optimierten Bedingungen betreibbar sind.

Nach Fig. 1 enthält das Register R Betriebsdaten zu den Lampentypen T₁, T₂, ... T_n-1 und T_n, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Lampengruppen G₁, G₂, ... G_n-1 und G_n unterteilt sind. In dem Register R sind außerdem zu jedem Lampentyp der Lampennennstrom I_L, die Lampennennspannung U_L, der Elektrodenwiderstand R_E, ein Vorheizstrom I_vorh und eine maximale Lampenspannung U_max gespeichert. Diese Betriebsdaten sind in dem Register R entsprechend der Indizierung der Lampentypen T₁, T₂, ... T_n-1 und T_n ebenfalls mit 1, 2, (n-1) und n indiziert.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zunächst eine Vorheizphase V sowie eine nachfolgende Startphase S vor. In Fig. 2 ist zunächst die Startphase S erläutert, während der die eigentliche Ermittlung des Lampentyps, nämlich durch Messung der Lampenspannung, stattfindet. Die Vorheizphase V, die im Verfahrensablauf der Startphase S vorgeschaltet ist, wird anhand der Fig. 3 beschrieben.

Nach Fig. 2 beginnt das Ablaufschema K des Verfahrens zum Betrieb einer Leuchtstofflampe mit der Startphase S. In Fig. 3 schließt sich das vereinfacht dargestellte Ablaufschema K an die vier beispielhaften Verläufe der Vorheizphase an.

Zu Beginn der Startphase S wird nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 eine Dimmstellung eingestellt, während der ein vorgegebener optimierter Dimmstrom I_Do für eine vorbestimmte Zeit fließt.

Für den Lampentyp T₂, der einen mittleren Lampennennstrom I_L2 aufweist, entspricht der vorgegebene Dimmstrom IDO bereits dem registrierten Lampennennstrom I_L2. Leuchtstofflampen des Lampentyps T₂ werden daher von Beginn der Startphase S an unter optimalen Bedingungen betrieben. Leuchtstofflampen mit geringerem Lampennennstrom werden in geringem aber ertragbarem Maße überlastet. Leuchtstofflampen mit höherem Lampennennstrom können mit dem optimierten Dimmstrom I_Do sicher betrieben werden, so daß während dieser Dimmstellung bereits eine ausreichende Helligkeit erreicht wird.

Nach der Betriebszeit in der Dimmstellung wird die tatsächliche Lampenspannung U_L der in Betrieb befindlichen Leuchtstofflampe gemessen. Mit der gemessenen Lampenspannung wird der Lampentyp nicht unter allen im Register gespeicherten Lampentypen T₁, T₂, ... T_n-1 und Tn ermittelt, sondern nur innerhalb derjenigen Lampengruppe G₁, G₂, ... G_n-1 und G_n des Registers R, die bereits während der Vorheizphase V durch die Messung des Elektrodenwiderstands festgestellt wurde. Unter den Lampentypen einer Lampengruppe sind Verwechslungen mit anderen Lampentypen gleicher Lampennennspannung ausgeschlossen.

Stimmt die gemessene Lampenspannung U_L mit einer in der Lampengruppe G₁, G₂, ... G_n-1 und G_n des Registers R gespeicherten Lampennennspannungen U_L1 bis U_Ln überein, so steht exakt fest, um welchen der Lampentypen T₁, T₂, ... T_n-1 oder T_n es sich handelt. Dann werden die per Register R zugeordneten Betriebsdaten des ermittelten Lampentyps T₁, T₂, ... T_n-1 oder T_n eingestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt dabei eine Einstellung des Lampenstroms I_L. Dieser wird z. B. über eine entsprechende Änderung der Wechselstromfrequenz eingestellt, mit der die Leuchtstofflampe gespeist wird. Fortan wird die Leuchtstofflampe während einer Betriebsphase B unter optimierten Bedingungen betrieben.

Um Schäden zu vermeiden, wird während der Betriebsphase B der Leuchstofflampe überprüft, ob die augenblicklich vorhandene Lampenspannung U_L die maximale Lampenspannung U_max übersteigt, die im Register R gespeichert ist. Bei einer Überschreitung der maximalen Lampenspannung U_max wird dann eine Sicherheitsabschaltung der Leuchtstofflampe vorgenommen.

Die Betriebsphase B wird gemäß Fig. 2 durch einen regulären Ausschaltvorgang beendet.

Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen den Ablauf einer mit Vorheizung gestarteten Leuchtstofflampe. In Fig. 3 ist ein Ablaufschema mit einer n-stufigen Vorheizphase einer Leuchtstofflampe gezeigt. Es sind die Stufen V₁, V₂, ... V_(n-1) und V_n der Vorheizphase dargestellt.

Zu Beginn einer ersten Stufe V₁ der Vorheizphase wird der geringste im Register R gespeicherte Vorheizstrom I_vorh1 eingestellt. Nach der ersten Stufe V₁ der Vorheizphase wird mit einer ersten JA/NEIN-Abfrage A₁ überprüft, ob der Elektrodenwiderstand R_E in den vorbestimmten Bereich (R_E > X) fällt, und bei einer JA-Entscheidung eine weitere Stufe V₂ der Vorheizphase ausgelöst, wobei der Vorheizstrom I_vorh1 der vorherigen Stufe V₁ beibehalten und danach die Startphase S eingeleitet wird. Eine NEIN-Entscheidung löst eine weitere Stufe V₂ der Vorheizphase aus, wobei zu Beginn dieser Stufe V₂ der nächst höhere im Register R gespeicherte Vorheizstrom I_vorh2 eingestellt und entweder nach einer vorbestimmten Zeit die Startphase S eingeleitet oder eine weitere JA/NEIN-Abfrage A₂ durchgeführt wird, mit der festgestellt wird, ob der Elektrodenwiderstand R_E in den vorbestimmten Bereich (Y ⇐ R_E ⇐ X) fällt. Der JA/NEIN-Abfrage A₂ folgen die gleichen Verfahrensschritte wie der JA/NEIN-Abfrage A₁. Bei einer JA-Entscheidung wird eine weitere Stufe der Vorheizphase ausgelöst, wobei der Vorheizstrom I_vorh2 der vorherigen Stufe V₂ beibehalten und danach die Startphase S eingeleitet wird. Eine NEIN-Entscheidung löst eine weitere, nicht dargestellte Stufe der Vorheizphase aus, wobei zu Beginn dieser Stufe der nächst höhere im Register R gespeicherte Vorheizstrom eingestellt und entweder nach einer vorbestimmten Zeit die Startphase S eingeleitet oder eine weitere JA/NEIN-Abfrage (nicht dargestellt) durchgeführt wird.

Gemäß Fig. 3 folgt einer vorletzten Stufe V_(n-1) der Vorheizphase eine JA/NEIN-Abfrage A_n-1, mit der überprüft wird, ob der Elektrodenwiderstand RE in den vorbestimmten Bereich (Z ⇐ R_E ⇐ Y) fällt. Bei einer JA-Entscheidung wird die Stufe V_n der Vorheizphase ausgelöst, wobei der Vorheizstrom I_vorh(n-1) der vorherigen Stufe V_(n-1) beibehalten und danach die Startphase S eingeleitet wird. Eine NEIN-Entscheidung löst die letzte Stufe V_n der Vorheizphase aus, wobei zu Beginn dieser Stufe V_n der höchste im Register R gespeicherte Vorheizstrom I_vorhn eingestellt und nach einer vorbestimmten zeit sofort die Startphase S eingeleitet wird, ohne eine weitere JA/NEIN-Abfrage durchzuführen.

Allen in Fig. 3 dargestellten Stufen V1, V2, V_(n-1) und V_n der Vorheizphse folgt jeweils das gleiche Ablaufschema K gemäß Fig. 2. Dies ist in Fig. 3 anhand der mehrfach angetragenen Bezugszeichen K verdeutlicht. Die Startphase S läuft dabei immer gleich ab.

In der Ausbildung des Verfahrensablaufs gemäß Fig. 4 ist eine dreistufige Vorheizphase mit zwei möglichen JA/NEIN-Abfragen A₁ und A₂ vorgesehen. Eine NEIN-Entscheidung der zweiten JA/NEIN-Abfrage A₂ löst dabei die dritte Stufe V₃ der Vorheizphase aus. Gegenüber der vorherigen Stufe V₂ der Vorheizphase wird dabei der höchste im Register R gespeicherte Vorheizstrom I_vorh3 eingestellt und nach einer vorbestimmten Zeit sofort die Startphase S eingeleitet, ohne eine weitere JA/NEIN-Abfrage durchzuführen.

Schließlich stellt Fig. 5 ein Vorschaltgerät 1 zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe 2 versehenen Leuchte 3 dar, das sich sowohl zur Durchführung eines Warmstarts, als auch zur Durchführung eines Kaltstarts eignet. Das Vorschaltgerät 1 weist eine auch als Controller bezeichnete Steuereinrichtung 4 auf. Diese ist mit einer Ablaufsteuerung 5, einem Meßwertauswerter 6, einem als Register 7 bezeichneten Datenspeicher sowie einem Frequenzerzeuger 8 versehen.

In dem Register 7 der Steuereinrichtung 4 sind die Betriebsdaten mehrerer Lampentypen registiert. Die Ablaufsteuerung 5 steuert den Zeitablauf der während der Startphase der Leuchtstofflampe 2 durchzuführenden Verfahrensschritte. Außerdem ist mit der Ablaufsteuerung 5 der Zeitablauf der Verfahrensschritte steuerbar, die während einer Vorheizphase der Leuchtstofflampe 2 durchzuführen sind.

Darüberhinaus ist das Vorschaltgerät 1 mit einer Lampenspannungsmeßeinrichtung 9 sowie einer Elektrodenwiderstandsmeßeinrichtung 10 versehen.

Dem Meßwertauswerter 6 werden die Meßwerte der Lampenspannungsmeßeinrichtung 9 sowie der Elektrodenwiderstandsmeßeinrichtung 10 zugeführt. Der Meßwertauswerter 6 führt damit während der Vorheizphase die nach dem vorgeschlagenen Verfahren benötigten JA/NEIN-Abfragen durch. Außerdem wertet er die gemessene Lampenspannung U_L sowie die registrierten Lampennennspannungen U_L1 ... U_Ln aus und ermittelt den exakten Lampentyp gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren.

Ein Gleichspannungserzeuger G erzeugt eine geregelte Logikspannung U_Logik, mit der er die an der Datenverarbeitung beteiligten Teile des Vorschaltgeräts 1, nämlich die Steuereinrichtung 4, die Ablaufsteuerung 5, der Meßwertauswerter 6, das Register 7, der Frequenzerzeuger 8, die Lampenspannungsmeßeinrichtung 9 sowie die Elektrodenwiderstandsmeßeinrichtung 10, mit Energie vesorgt.

Ebenfalls mit der Logikspannung U_Logik versorgt wird eine Ansteuerschaltung 11, die mit dem Frequenzerzeuger 8 zusammenwirkt und die Leuchtstofflampe 2 über Leistungstransistoren 12 und 13 mit einer Wechselspannung versorgt.

Nach der vorgeschlagenen Konstruktion werden einzig die Ansteuerschaltung 11 sowie die nachgeschalteten Leistungstransistoren 12 und 13 über einen separaten Ausgang des Gleichspannungserzeuger G mit einer Hochspannung versorgt, um die Leuchtstofflampe zu betreiben.

Bezugszeichenliste

R: Register
T₁: Lampentyp
T₂: Lampentyp
T_n-1: Lampentyp
T_n: Lampentyp
G₁: Lampengruppe
G₂: Lampengruppe
G_n-1: Lampengruppe
G_n: Lampengruppe
I_L: Lampennennstrom
U_L: Lampennennspannung
R_E: Elektrodenwiderstand
I_vorh: Vorheizstrom
U_max: maximale Lampenspannung
K: Ablaufschema
S: Startphase
I_D: Dimmstrom
I_Do: optimierter Dimmstrom
V₁: erste Stufe der Vorheizphase
V₂: zweite Stufe der Vorheizphase
V₃: dritte Stufe der Vorheizphase
V_n-1: vorletzte Stufe der Vorheizphase
V_n: letzte Stufe der Vorheizphase
A₁: erste JA/NEIN-Abfrage
A₂: zweite JA/NEIN-Abfrage
A_n-1: letzte JA/NEIN-Abfrage
R_E > X: vorgegebener Bereich des Elektrodenwiderstands
Y ⇐ R_E ⇐ X: vorgegebener Bereich des Elektrodenwiderstands
Z ⇐ R_E ⇐ Y: vorgegebener Bereich des Elektrodenwiderstands
1: Vorschaltgerät
2: Leuchtstofflampe
3: Leuchte
4: Steuereinrichtung (Controller)
5: Ablaufsteuerung
6: Meßauswerter
7: Register
8: Frequenzerzeuger
9: Lampenspannungsmeßeinrichtung
10: Elektrodenwiderstandsmeßeinrichtung
11: Ansteuerschaltung
12: Leistungstransistor
13: Leistungstransistor
G: Gleichspannungserzeuger
U_Logik: Logikspannung

Claims

verfahren zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe (2) versehenen Leuchte (3), wobei die Betriebsdaten bestimmter erkennbarer Lampentypen (T₁, T₂, T_n-1, T_n) zumindest deren Lampennennspannung (U_L), der Lampennennstrom (I_L) sowie Vorheizströme (I_vorh1, I_vorh2, I_vorhn-1, I_vorhn) zur Heizung der Elektroden in einem Register (R) gespeichert sind, wobei die Vorheizströme (I_vorh1, I_vorh2, I_vorhn-1, I_vorhn) vorbestimmten Bereichen des Elektrodenwiderstandes (R_E > X), (Y ⇐ R_E ⇐ X), (Z ⇐ R_E ⇐ Y) zugeordnet sind, der Elektrodenwiderstand (R_E) während einer Vorheizphase (V) gemessen und der dem gemessenen Elektrodenwiderstand (R_E) zugeordnete Vorheizstrom (I_vorh1, I_vorh2, I_vorhn-1, I_vorhn) eingestellt wird, daß die Leuchtstofflampe (2) innerhalb einer der Vorheizphase (V) nachgeschalteten Startphase (S) während einer vorbestimmten Zeit mit einem Dimmstrom (I_D) bekannter Stromstärke betrieben wird, nach der Startphase (S) die vorliegende Lampenspannung (U_L) der Leuchtstofflampe (2) gemessen wird, dann in dem Register (R) diejenige Lampennennspannung (U_L1, U_L2, U_L(n-1), U_Ln) gesucht wird, die der gemessenen Lampenspannung (U_L) der Leuchtstofflampe (2) am nächsten kommt, und danach die zum Betrieb der Leuchtstofflampe (2) erforderlichen Betriebsdaten eingestellt werden, die der gemessenen Lampenspannung (U_L) per Register (R) zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Startphase (S) ein Dimmstrom (I_D) eingestellt wird, der dem geringsten im Register (R) gespeicherten Lampennennstrom (I_L1) entspricht oder größer ist als dieser.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Startphase (S) ein optimierter Dimmstrom (I_DO) eingestellt wird, dessen Stromstärke für den Betrieb einer Leuchtstofflampe (2) ausreichend ist, deren Lampennennstrom (I_L1, I_L2, I_L(n-1), I_Ln) höher ist als der optimierte Dimmstrom (I_Do) und eine Leuchtstofflampe (2) nicht zerstört wird, deren Lampennennstrom (I_L1, I_L2, t I_L(n-1), I_Ln) geringer ist als der optimierte Dimmstrom (I_Do).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn einer ersten Stufe (V₁) der Vorheizphase (V) der geringste im Register (R) gespeicherte Vorheizstrom (I_vorh1) eingestellt wird, daß nach der ersten Stufe (V1) der Vorheizphase (V) mit einer ersten JA/NEIN-Abfrage (A₁) überprüft wird, ob der Elektrodenwiderstand (R_E) in einen der vorbestimmten Bereiche (R_E > X), (Y ⇐ R_E ⇐ X), (Z ⇐ R_E ⇐ Y) des Elektrodenwiderstands fällt, daß eine JA-Entscheidung eine weitere Stufe der Vorheizphase (V₂) auslöst, wobei der Vorheizstrom (I_vorh1) der vorherigen Stufe (V₁) beibehalten und danach die Startphase (S) eingeleitet wird, und eine NEIN-Entscheidung eine weitere Stufe (V₂) der Vorheizphase (V) auslöst, wobei zu Beginn dieser Stufe (V₂) der nächst höhere im Register (R) gespeicherte Vorheizstrom (I_vorh2) eingestellt wird und entweder nach einer vorbestimmten Zeit die Startphase (S) eingeleitet oder eine weitere JA/NEIN-Abfrage durchgeführt wird, der die gleichen Verfahrensschritte wie nach der ersten JA/NEIN-Abfrage (A₁) folgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Betriebsdaten der erkennbaren Lampentypen (T₁, T₂, T_n-1, T_n) in dem Register (R) in Lampengruppen (G₁, G, G_n-1, G_n) unterteilt sind, wobei innerhalb einer Lampengruppe (G₁, G, G_n-1, G_n) nur Leuchtstofflampen (2) mit unterschiedlichen Lampennennspannungen (U_L1, U_L2, U_L(n-1), U_Ln) enthalten sind, daß jeder Lampengruppe (G₁, G, G_n-1, G_n) per Register (R) einer der Bereiche (R_E > X), (Y ⇐ R_E ⇐ X), (Z ⇐ R_E ⇐ Y) der Elektrodenwiderstände sowie ein Vorheizstrom (I_vorh1, I_vorh2, I_vorhn-1, I_vorhn) zugeordnet ist, daß über den ermittelten Elektrodenwiderstand (R_E) beziehungsweise den letzten während der Vorheizphase (V) eingestellten Vorheizstrom (I_vorh1, I_vorh2, I_vorhn-1, I_vorhn) festgestellt wird, welcher Lampengruppe (G₁, G, G_n-1, G_n) die Leuchtstofflampe (2) zugehört, daß während der nachfolgenden Startphase (S) innerhalb einer Lampengruppe des Registers (R) diejenige Lampennennspannung (U_L1, U_L2, U_L(n-1), U_Ln) gesucht wird, die der gemessenen Lampenspannung (U_L) der Leuchtstofflampe (2) am nächsten kommt, und danach die zum Betrieb der Leuchtstofflampe (2) erforderlichen Betriebsdaten eingestellt werden, die der gemessenen Lampenspannung (U_L) per Register (R) zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lampengruppe des Registers (R) ein Dimmstrom (I_D) zugeordnet ist, wobei der für die Startphase (S) einzustellende Dimmstrom (I_D) bereits während der Vorheizphase (V) durch die Feststellung der Lampengruppe (G₁, G, G_n-1, G_n) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensablauf eine dreistufige Vorheizphase (V) mit zwei möglichen JA/NEIN-Abfragen (A₁, A₂) vorsieht, wobei eine NEIN-Entscheidung der zweiten JA/NEIN-Abfrage (A₂) eine dritte Stufe (V₃) der Vorheizphase (V) auslöst, wobei gegenüber der vorherigen Stufe (V₂) der Vorheizphase (V) der höchste im Register (R) gespeicherte Vorheizstrom (I_vorh3) eingestellt und nach einer vorbestimmten Zeit die Startphase (S) eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Lampentyp (T₁, T₂, T_n-1, T_n) eine maximale Lampenspannung (U_max) und/oder minimale Lampenspannung in dem Register (R) gespeichert ist, daß während des Betriebs der Leuchstofflampe (2) überprüft wird, ob die im Betrieb vorhandene Lampenspannung (UL) die maximale Lampenspannung (U_max) übersteigt bzw. die minimale Lampenspannung unterschreitet, und daß bei einer Überschreitung der maximalen Lampenspannung (U_max) bzw. Unterschreitung der minimalen Lampenspannung eine Sicherheitsabschaltung der Leuchtstofflampe (2) vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizphase (V) durch Betätigung eines der Leuchte (3) zugeordneten EIN/AUS-Schalters oder im eingeschalteten Zustand der Leuchte (3) durch Einsetzen einer Leuchtstofflampe (2) in eine leere Lampenfassung eingeleitet wird.
Vorschaltgerät zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe (2) versehenen Leuchte (3), mit einem Frequenzerzeuger (8) und einer mit diesem zusammenwirkenden Ansteuerschaltung (11), die die Leuchtstofflampe (2) über Leistungstransistoren (12, 13) mit einer Wechselspannung versorgt, wobei der Lampenstrom (I_L) durch einen Begrenzer einstellbar ist, einem Register (R), in dem die Betriebsdaten mehrerer Lampentypen (T₁, T₂, T_n-1, T_n) registiert sind, einer Ablaufsteuerung (5) die den Zeitablauf der während einer Vorheizphase (V) sowie einer Startphase (S) der Leuchtstofflampe (2) durchzuführenden Verfahrensschritte steuert, einem Meßwertauswerter (6), einer Lampenspannungsmeßeinrichtung (9) sowie einem Gleichspannungserzeuger (G), mit dem eine Logikspannung (U_Logik) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Vorheizströme (I_vorh1, I_vorh2, I_vorhn-1, I_vorhn) zur Heizung der Elektroden in dem Register (R) speicherbar sind, wobei die Vorheizströme vorbestimmten Bereichen des Elektrodenwiderstandes (R_E > X), (Y ⇐ R_E ⇐ X), (Z ⇐ R_E ⇐ Y) zugeordnet sind, der Elektrodenwiderstand (R_E) während einer Vorheizphase (V) meßbar und der dem gemessenen Elektrodenwiderstand (R_E) zugeordnete Vorheizstrom einstellbar ist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ablaufsteuerung (5) der Zeitablauf der während einer Vorheizphase (V) der Leuchtstofflampe (2) durchzuführenden Verfahrensschritte steuerbar ist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufsteuerung (5), der Meßwertauswerter (6), das Register (R) und der Frequenzerzeuger (8) in einer gemeinsamen Steuereinrichtung (4) vorgesehen sind.
Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4), die Ansteuerschaltung (11), die Lampenspannungsmeßeinrichtung (9) sowie die Elektrodenwiderstansmeßeinrichtung (10) über den Gleichspannungserzeuger (G) mit einer geregelten Gleichspannung versorgt sind.