EP1176851B1 - Betriebsgerät für Entladungslampen mit Schalterentlastung beim Vorheizen der Elektrodenwendeln - Google Patents

Betriebsgerät für Entladungslampen mit Schalterentlastung beim Vorheizen der Elektrodenwendeln Download PDF

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EP1176851B1
EP1176851B1 EP01115933A EP01115933A EP1176851B1 EP 1176851 B1 EP1176851 B1 EP 1176851B1 EP 01115933 A EP01115933 A EP 01115933A EP 01115933 A EP01115933 A EP 01115933A EP 1176851 B1 EP1176851 B1 EP 1176851B1
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EP
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operating device
bridge
switches
switch
potential
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EP01115933A
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Markus Heckmann
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • 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
    • H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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
    • H05B41/295—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 with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps

Definitions

  • the invention relates to an operating device for discharge lamps according to the Preamble of claim 1. It is in particular a circuit in which the possibilities for heating electrode coils (W1, W2) improved are.
  • gas discharge lamps have a longer lifespan if their electrodes are heated before ignition.
  • the term is common for this Preheating.
  • the electrodes are designed as spirals for this
  • a preheating current is applied for the purpose of preheating.
  • the heart of this control gear is a half-bridge inverter with two half-bridge switches connected in series.
  • a heating current through the filaments may also be desired during operation of the lamp to maintain a certain coil temperature. This is especially when dimming a lamp.
  • a circuit for heating the filaments is disclosed in EP 0707438, which appears regardless of the operation of the gas discharge. This is done in parallel with one of the two half-bridge switches the primary winding (L11) of a heating transformer (L11, L12, L13) switched.
  • a coupling capacitor (CB1) is connected in series by essentially the same proportion of those supplied by the half-bridge AC voltage. Furthermore, in series with the primary winding There is also an electronic switch (S3), with which the heating of the filaments can be switched on and off, or by means of a pulse operation, the strength the heating can be adjusted.
  • the heating transformer (L11, L12, L13) has several secondary windings (L12, L13) that generate the heating current for the coils (W1, W2) deliver.
  • Some operating devices have spiral monitoring circuits, which are connected to a Work small direct current compared to lamp current. To the function of this Circuits must not interfere with the direct current flow through the secondary windings be prevented in at least one direction. This can be done through the Series connection of a capacitor or a diode to the respective secondary winding can be achieved. If only one lamp is operated, it is usually for each A secondary winding (L12, L13) is available. In exceptional cases heating of just one coil may also be desired. When operating several lamps connected in series suffice for the connected filaments common secondary winding. The possibility of free choice of heating current for the coils by appropriate dimensioning of the heating transformer and / or pulse operation, however, is restricted, as explained below.
  • An electronic control gear usually contains one, with the help of electronic ones Switch built generator, which compared to the mains voltage frequency emits high-frequency voltage. Suitable reactance secondary gates are used the energy provided to operate lamps.
  • the high operating frequency causes a high switching frequency of the electronic switches which makes it important is that the individual switching process of an electronic switch with as little loss as possible expires.
  • a number of circuit topologies are known from the literature, the one enable resonant or quasi-resonant switching and thus the switching losses keep low.
  • the half-bridge has established itself as a standard topology. It refers to one, between an intermediate circuit potential (P) and a reference potential (E) an operating voltage (DC) connected series circuit of two electronic Switches (S1, S2).
  • connection point (M) of the switches is alternately The switches are closed and opened alternately with the DC link potential (P) and the reference potential (E). Now a switch should be switched on cause a change in potential of the connection point (M), so lies first a high voltage is applied to the switch, which turns on during the switching process a low value. Because the switch is right at the beginning of the switching process High switching losses result. It is therefore to be sought that a switch is only turned on when there is only a small one on it Voltage is present. The half-bridge now offers the possibility of such a ZVS (Zero Voltage Switching).
  • connection point (M) changes the potential of the connection point (M) automatically (quasi-resonant) when opening a Switch from one potential of the operating voltage (DC) to the other without that the other switch has to be closed.
  • DC operating voltage
  • the other switch can be switched on with almost no loss.
  • a relief capacitor (CT) is connected to at least one of the two switches. This reduces the losses of the opening switch and the losses caused by the switching generated interference reduced.
  • the reactance second gate (Z) for coupling the lamps to the half-bridge usually contains a lamp choke (L2).
  • L2 lamp choke
  • an operating frequency can easily be determined can be set at which the load of the half-bridge acts inductively.
  • the heating transformer described above L11, L12, L13
  • the lamps are in the preheating phase, the contribution of the lamp choke (L2) to the load impedance is too weak to be a To ensure relief of the half-bridge switch (S1, S2) safely.
  • the inductance of the lamp choke (L2) can be adjusted become.
  • this is rarely possible because the lamp choke (L2) is for normal operation needs to be optimized.
  • CT capacitance of the relief capacitor
  • An operating device for gas discharge lamps is known from the document DE-A-31 37 796, which contains a heating transformer with an air gap.
  • Task in this scripture is to the lamp current of a fluorescent lamp with a transducer regulate, which has the smallest possible dimensions. This is initially done by an inductor, which is connected in parallel to the fluorescent lamp.
  • an inductor which is connected in parallel to the fluorescent lamp.
  • subclaim 2 of the document DE-A-31 37 796 forms a heating transformer with an air gap this inductance. Switching losses from half-bridge switches are in this slogan not treated.
  • the object of the present invention is an operating device according to the preamble of claim 1 to provide an almost voltage-free even in preheating Ensure that the half-bridge switches (S1, S2) are switched on.
  • the lamps are delivered to the half bridge at the midpoint potential (M) AC voltage connected via a reactance network.
  • a coupling capacitor is connected in series with the lamps (CB2) is necessary, which is the DC voltage component of the half bridge supplied AC voltage.
  • This coupling capacitor (CB2) can also be carried out twice, then one with the DC link potential (P) and one is connected to the reference potential (E).
  • the switching frequency is for ignition the half-bridge near the resonance frequency of the series resonance circuit (L2, CR).
  • the lamps are not lit during preheating, i.e. no lamp current flows.
  • the lamp voltage must not be high to prevent premature Avoid gas discharge in the lamp. That is why the current is through the Series resonance circuit low.
  • the load current is therefore essential for preheating influenced by the current in the primary winding of the heating transformer (L11, L12, L13).
  • the load must be switched off when a half-bridge switch (T1, T2) due to their inductive nature have enough energy stored to to bring about a change in potential of the connection point (M).
  • T1, T2 half-bridge switch
  • M connection point
  • the well-known heating transformers no air gap. At least one tries the manufacturing-related Keep the air gap as small as possible.
  • the heating transformer (L11, L12, L13) Save energy. This energy causes when switching off a half-bridge switch a potential change of the connection point (M) and thus an almost voltage-free, low-loss switch-on of the half-bridge switch (S1, S2).
  • the width of a manufacturing air gap in a non-transformer Should contain air gap is well below 0.1mm.
  • CB1 Coupling capacitor
  • S3 switch
  • This can either be the heating of the Switch the filaments (W1, W2) on and off or regulate the heating current in pulse mode.
  • the invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.
  • the figure shows a circuit in which the heating transformer (L11, L12, L13) according to the invention is provided with an air gap.
  • An operating voltage source supplies between an intermediate circuit potential (P) and a reference potential (E) a DC voltage to the circuit in the figure.
  • the half-bridge which consists of the Series connection of two switches is formed (S1, S2). At the connection point (M) the switch creates the half bridge compared to the mains voltage frequency high frequency AC voltage. There is a free-wheeling diode in parallel with each switch (D1, D2) switched.
  • a relief capacitor is located parallel to the upper switch (S1) (CT).
  • CT relief capacitor
  • first coupling capacitor (CB1) with a switch (S3) and the primary winding (L11) of the heating transformer (L11, L12, L13).
  • the primary circuit could have the same effect the coil can also be connected in parallel to the upper switch (S1).
  • the lamp choke (L2) is connected at the The junction (M) of the half-bridge switches (S1, S2) connected.
  • first lamp connection (A1) With the other end of the lamp choke is a first lamp connection (A1) connected.
  • the other connection of the resonance capacitor (CR) is with one Reference potential (E) of the operating voltage (DC) connected.
  • a second connection the lamp (A2) is also connected via a second coupling capacitor (CB2) the reference potential (E).
  • the resonance capacitor can be used instead of the reference potential (E) (CR) has the same effect on the second lamp connection (A2) be connected.
  • A3 Between the first (A1) and a third lamp connection (A3) is the first filament (W1) of the lamp (Lp). Parallel to this is a first secondary winding (L12) of the heating transformer (L11, L12, L13) switched.
  • W1 the first secondary winding
  • L12 the heating transformer
  • W2 second filament
  • Parallel to this is a second secondary winding (L13) of the Heating transformers (L11, L12, L13) switched.
  • the circuit can also be used for several in Series switched lamps can be used. According to the ones to be heated
  • the heating transformer (L11, L12, L13) must wind around additional secondary windings can be added.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Betriebsgerät für Entladungslampen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es handelt sich dabei insbesondere um eine Schaltung, bei der die Möglichkeiten zur Heizung von Elektrodenwendeln (W1, W2) verbessert sind.
Stand der Technik
Bekannt ist, dass Gasentladungslampen eine höhere Lebensdauer erreichen, wenn ihre Elektroden vor der Zündung aufgeheizt werden. Üblich ist dafür der Begriff Vorheizung. In der Regel sind dafür die Elektroden als Wendeln ausgeführt, die zum Zwecke der Vorheizung mit einem Vorheizstrom beaufschlagt werden. Ein Betriebsgerät für Gasentladungslampen, das eine solche Vorheizung bereitstellt ist in US 5 424 614 beschrieben. Kernstück dieses Betriebsgeräts bildet ein Halbbrücken-Wechselrichter mit zwei in Serie geschalteten Halbbrückenschaltern.
Auch während dem Betrieb der Lampe kann ein Heizstrom durch die Wendeln erwünscht sein, um eine Bestimmte Wendeltemperatur aufrecht zu erhalten. Dies ist insbesondere beim Dimmen einer Lampe der Fall.
In der Schrift EP 0707438 wird eine Schaltung zum Heizen der Wendeln offenbart, die unabhängig vom Betrieb der Gasentladung erscheint. Dazu wird parallel zu einem der beiden Halbbrückenschalter die Pimärwicklung (L11) eines Heiztransformators (L11, L12, L13) geschaltet. In Serie dazu ist ein Koppelkondensator (CB1) geschaltet um im wesentlichen den Gleichanteil der von der Halbbrücke gelieferten Wechselspannung aufzunehmen. Des weiteren kann in Serie zur Primärwicklung auch ein elektronischer Schalter (S3) vorhanden sein, mit dem die Heizung der Wendeln ein- und ausgeschaltet werden kann, oder mittels eines Pulsbetriebs, die Stärke der Heizung eingestellt werden kann. Der Heiztransformator (L11, L12, L13) besitzt mehrere Sekundärwicklungen (L12, L13), die den Heizstrom für die Wendeln (W1, W2) liefern. Ein im Vergleich zur Schrift EP 0707438 im wesentlichen gleiches Betriebsgerät ist in der Schrift US 5 854 538 beschrieben.
Manche Betriebsgeräte besitzen Wendelüberwachungsschaltungen, die mit einem im Vergleich zum Lampenstrom kleinem Gleichstrom arbeiten. Um die Funktion dieser Schaltungen nicht zu beeinträchtigen, muss der Gleichstromfluss durch die Sekundärwicklungen in mindestens einer Richtung verhindert werden. Dies kann durch die Serienschaltung eines Kondensators oder einer Diode zur jeweiligen Sekundärwicklung erreicht werden. Wird nur eine Lampe betrieben, so ist in der Regel für jede Wendel eine Sekündärwicklung (L12, L13) vorhanden. In Ausnahmefällen kann auch die Heizung von nur einer Wendel gewünscht sein. Beim Betrieb von mehreren in Serie geschalteten Lampen genügt für die miteinander verbundenen Wendeln eine gemeinsame Sekundärwicklung. Die Möglichkeit der freien Wahl des Heizstromes für die Wendeln durch entsprechende Dimensionierung des Heiztransformators und/oder Pulsbetrieb ist jedoch, wie im folgenden erläutert, eingeschränkt.
Ein elektronisches Betriebsgerät enthält in der Regel einen, mit Hilfe von elektronischen Schaltern aufgebauten Generator, der im Vergleich zur Netzspannungsfrequenz hochfrequente Spannung abgibt. Über geeignete Reaktanzzweitore wird damit die Energie zum Betrieb von Lampen bereitgestellt. Die hohe Betriebsfrequenz bedingt eine hohe Schalthäufigkeit der elektronischen Schalter wodurch, es wichtig wird, dass der einzelne Schaltvorgang eines elektronischen Schalters möglichst verlustarm abläuft. Aus der Literatur sind etliche Schaltungstopologien bekannt, die ein resonantes bzw. quasiresonantes Schalten ermöglichen und damit die Schaltungsverluste gering halten. Für den Bereich der elektronischen Betriebsgeräte für Lampen hat sich die Halbbrücke als Standardtopologie etabliert. Dabei handelt es sich um eine, zwischen einem Zwischenkreispotenzial (P) und einem Bezugspotenzial (E) einer Betriebsspannung (DC) anliegende Serienschaltung von zwei elektronischen Schaltern (S1, S2). Die Verbindungsstelle (M) der Schalter wird durch abwechselndes Schließen und Öffnen der Schalter abwechselnd mit dem Zwischenkreispotenzial (P) und dem Bezugspotenzial (E) verbunden. Soll nun ein Schalter durch einen Einschaltvorgang einen Potenzialwechsel der Verbindungsstelle (M) bewirken, so liegt am Schalter zunächst eine hohe Spannung an, die im Laufe des Schaltvorgangs auf einen niedrigen Wert absinkt. Da der Schalter gleich zu Beginn des Schaltvorgangs Strom tragen muss, ergeben sich hohe Schaltverluste. Es ist deshalb danach zu trachten, dass ein Schalter nur dann eingeschaltet wird, wenn an ihm nur eine kleine Spannung anliegt. Die Halbbrücke bietet nun die Möglichkeit eines derartigen ZVS (Zero-Voltage-Switching). Werden bestimmte Voraussetzungen erfüllt, so wechselt das Potenzial der Verbindungsstelle (M) selbsttätig (quasiresonant) beim Öffnen eines Schalters vom einen Potenzial der Betriebsspannung (DC) zum anderen, ohne dass der andere Schalter geschlossen werden muss. Nach dem selbsttätigen Potenzialwechsel kann der andere Schalter nahezu verlustfrei eingeschaltet werden. Um den selbsttätigen Potenzialwechsel nicht zu schnell ablaufen zu lassen wird häufig parallel zu mindestens einem der beiden Schalter ein Entlastungskondensator (CT) geschaltet. Damit werden die Verluste des öffnenden Schalters verringert und die durch den Schaltvorgang erzeugten Störungen reduziert.
Es muss also versucht werden, Bedingungen zu schaffen, die einen selbsttätigen Potenzialwechsel der Verbindungsstelle (M) beim öffnen eines Schalters der Halbbrücke bewirken. Eine notwendige Bedingung dafür besteht darin, dass die von der Halbbrücke gespeiste Last induktives Verhalten zeigen muss. Das Reaktanzzweitor (Z) zum ankoppeln der Lampen an die Halbbrücke enthält in der Regel eine Lampendrossel (L2). Im Normalbetrieb der Lampe kann damit leicht eine Betriebsfrequenz eingestellt werden, bei der die Last der Halbbrücke induktiv wirkt. Wird jedoch zum Vorheizen der Wendeln (W1,W2) der oben beschriebene Heiztransformator (L11, L12, L13) verwendet und befinden sich die Lampen in der Vorheizphase, so ist der Beitrag der Lampendrossel (L2) zur Lastimpedanz zu schwach, um eine Entlastung der Halbbrückenschalter (S1, S2) sicher zu gewährleisten. Um diesem Effekt entgegenzuwirken kann die Induktivität der Lampendrossel (L2) angepasst werden. Dies ist jedoch selten möglich, da die Lampendrossel (L2) für den Normalbetrieb optimiert werden muss. Um die Induktivität der Lastimpedanz zu erhöhen, ist es auch möglich die Kapazität des Entlastungskondensators (CT) zu reduzieren. Dies bringt jedoch folgende Nachteile mit sich: Die Ausschaltverluste der Halbbrückenschalter (S1, S2) werden erhöht, die Funkstörungen, die das Betriebsgerät erzeugt, werden stärker und die Möglichkeiten aus dem Strom durch den Entlastungskondensator (CT) eine Energieversorgung für Hilfsschaltungen aufzubauen wird eingeschränkt.
Aus der Schrift DE-A-31 37 796 ist ein Betriebsgerät für Gasentladungslampen bekannt, das einen Heiztransformator mit einem Luftspalt enthält. Aufgabe in dieser Schrift ist es, den Lampenstrom einer Leuchtstofflampe mit einem Transduktor zu regeln, der möglichst kleine Abmessungen hat. Dies wird zunächst durch eine Induktivität, die parallel zur Leuchtstofflampe geschaltet ist, erreicht. Gemäß Unteranspruch 2 der Schrift DE-A-31 37 796 bildet ein Heiztransformator mit einem Luftspalt diese Induktivität. Schaltverluste von Halbbrückenschaltern werden in dieser Schrift nicht behandelt.
Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Betriebsgerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, das auch im Vorheizbetrieb ein nahezu spannungsloses Einschalten der Halbbrückenschalter (S1, S2) gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einem Betriebsgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die Lampen werden an die von der Halbbrücke am Mittelpunktspotenzial (M) gelieferte Wechselspannung über ein Reaktanznetzwerk angeschlossen. Dieses besteht meist aus einem Serienresonanzkreis bestehend aus der Lampendrossel (L2) und einem Resonanzkondensator (CR). In Serie geschaltet zu den Lampen ist ein Koppelkondensator (CB2) nötig, der den Gleichspannungsanteil der von der Halbbrücke gelieferten Wechselspannung aufnimmt. Dieser Koppelkondensator (CB2) kann auch doppelt ausgeführt sein, wobei dann einer mit dem Zwischenkreispotenzial (P) und einer mit dem Bezugspotenzial (E) verbunden ist. Zum Zünden ist die Schaltfrequenz der Halbbrücke nahe der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises (L2, CR).
Beim Vorheizen sind die Lampen nicht gezündet, d.h. es fließt kein Lampenstrom. Während der Vorheizung darf die Lampenspannung nicht hoch sein, um eine vorzeitige Gasentladung in der Lampe zu vermeiden. Deshalb ist auch der Strom durch den Serienresonanzkreis gering. Der Laststrom wird demnach beim Vorheizen wesentlich durch den Strom in der Pimärwicklung des Heiztransformators (L11, L12, L13) beeinflusst. Die Last muss im Abschaltmoment eines Halbbrückenschalters (T1, T2) bedingt durch ihren induktiven Charakter genügend Energie gespeichert haben, um einen Potenzialwechsel der Verbindungsstelle (M) zu bewirken. Üblicherweise versucht man Eigenschaften eines Transformators zu erzielen, die denen eines idealen Transformators möglichst nahe kommen. Deshalb haben die bekannten Heiztransformatoren keinen Luftspalt. Zumindest wird versucht den Herstellungsbedingten Luftspalt so klein wie möglich zu halten. Erfindungsgemäß wird nun bewusst ein Luftspalt in den Heiztransformator (L11, L12, L13) eingefügt. Damit kann der Heiztransformator (L11, L12, L13) Energie speichern. Diese Energie bewirkt beim Ausschalten eines Halbbrückenschalters einen Potenzialwechsel der Verbindungsstelle (M) und damit ein nahezu spannungsloses, verlustarmes Einschalten der Halbbrückenschalter (S1, S2).
Die Breite eines herstellungsbedingten Luftspalts in einem Transformator, der keinen Luftspalt enthalten soll, liegt deutlich unter 0,1mm. Ein Luftspalt, der eine erfindungsgemäße Wirkung in üblichen Betriebsgeräten zeigen soll, muss eine Breite von mindestens 0,1mm aufweisen. Eine Unterscheidung zwischen einem erfindungsgemäßen und einem nicht erfindungsgemäßen Luftspalt ist daher leicht möglich.
In Serie zur Primärwicklung des Heiztransformators (L11, L12, L13) ist meist ein Koppelkondensator (CB1) geschaltet. Er dient zunächst zum Auskoppeln des Gleichspannungsanteils der von der Halbbrücke erzeugten Wechselspannung. Bei entsprechender Dimensionierung kann er aber auch zur Bestimmung der Stärke des Heizstroms benutzt werden. In Serie zur Primärwicklung des Heiztransformators (L11, L12, L13) kann auch ein Schalter (S3) liegen. Dieser kann entweder die Heizung der Wendeln (W1, W2) ein- und ausschalten oder im Pulsbetrieb den Heizstrom regeln.
Die Problematik des spannungslosen Einschaltens der Halbbrückenschalter trifft äquivalent auch für Schalter zu, die in einer Vollbrückenanordnung verschaltet sind. Jeweils eine Hälfte der Vollbrücke kann als Halbbrücke aufgefasst werden, für die obige Ausführungen zutreffen.
Beschreibung der Zeichnung
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt eine Schaltung, bei der der Heiztransformator (L11, L12, L13) erfindungsgemäß mit einem Luftspalt versehen ist.
Eine Betriebsspannungsquelle (DC) liefert zwischen einem Zwischenkreispotenzial (P) und einem Bezugspotenzial (E) eine Gleichspannung an die Schaltung in der Figur. An diese Gleichspannungsquelle (DC) ist die Halbbrücke geschaltet, die aus der Serienschaltung zweier Schalter gebildet wird (S1, S2). Am Verbindungspunkt (M) der Schalter erzeugt die Halbbrücke eine im Vergleich zur Netzspannungsfrequenz hochfrequente Wechselspannung. Parallel zu jedem Schalter ist eine Freilaufdiode (D1, D2) geschaltet. Parallel zum oberen Schalter (S1) liegt ein Entlastungskondensator (CT). Gleichwirkend könnte der Entlastungskondensator (CT) auch parallel zum unteren Schalter (S2) geschaltet sein. Parallel zum unteren Schalter (S2) liegt der Primärkreis der Wendelheizschaltung. Er wird gebildet aus der Serienschaltung eines ersten Koppelkondensators (CB1) mit einem Schalter (S3) und der Primärwicklung (L11) des Heiztransformators (L11, L12, L13). Gleichwirkend könnte der Primärkreis der Wendel auch parallel zum oberen Schalter (S1) geschaltet sein. An der Verbindungsstelle (M) der Halbbrückenschalter (S1, S2) ist die Lampendrossel (L2) angeschlossen. Mit dem anderen Ende der Lampendrossel ist ein erster Lampenanschluss (A1) verbunden. Damit ist auch ein Anschluss des Resonanzkondensators (CR) verbunden. Der andere Anschluss des Resonanzkondensators (CR) ist mit einem Bezugspotenzial (E) der Betriebsspannung (DC) verbunden. Ein zweiter Anschluss der Lampe (A2) ist über einen zweiten Koppelkondensator (CB2) auch mit dem Bezugspotenzial (E) verbunden. Anstatt am Bezugspotenzial (E) kann der Resonanzkondensator (CR) gleichwirkend auch am zweiten Lampenanschluss (A2) angeschlossen sein. Zwischen dem ersten (A1) und einem dritten Lampenanschluss (A3) liegt die erste Wendel (W1) der Lampe (Lp). Parallel dazu ist eine erste Sekundärwicklung (L12) des Heiztransformators (L11, L12, L13) geschaltet. Zwischen dem zweiten (A2) und einem vierten Lampenanschluss (A4) liegt die zweite Wendel (W2) der Lampe (Lp). Parallel dazu ist eine zweite Sekundärwicklung (L13) des Heiztransformators (L11, L12, L13) geschaltet. In der Figur ist eine Schaltung mit nur einer Lampe (Lp) ausgeführt. Die Schaltung kann jedoch auch für mehrere in Serie geschaltete Lampen verwendet werden. Entsprechend den dann zu beheizenden Wendeln muss der Heiztransformator (L11, L12, L13) um weitere Sekundärwicklungen ergänzt werden.

Claims (9)

  1. Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen mit beheizbaren Wenden, das folgende Merkmale aufweist:
    eine Gleichspannungsversorgung (DC) zwischen einem Zwischenkreispotenzial (P) und einem Bezugspotenzial (E),
    zwei in Serie geschaltete elektronische Schalter (S1, S2), die eine Halbbrücke mit Mittelpunktspotenzial (M) bilden, wobei einer der Schalter (S1) mit dem Zwischenkreispotenzial (P) und der andere (S2) mit dem Bezugspotenzial (E) verbunden ist und die Schalter (S1,S2) abwechselnd ein und ausschalten, damit am Mittelpunktspotenzial (M) eine Wechselspannung entsteht,
    ein Heiztransformator (L11, L12, L13) mit Kern, der sekundärseitig (L12, L13) Energie an die Wendeln (W1, W2) abgibt und primärseitig (L11) seine Energie aus der von der Halbbrücke erzeugten Wechselspannung bezieht
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kern des Heiztransformators einen, bezüglich der elektrischen Daten des Heiztransformators (L11, L12, L13) wirksamen Luftspalt aufweist.
  2. Betriebsgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt mindestens 0,1 mm Breite hat.
  3. Betriebsgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu mindestens einem Halbbrückenschalter (S1, S2) ein Entlastungskondensator (CT) geschaltet ist.
  4. Betriebsgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Lampen über einen Serienschwingkreis bestehend aus einer Lampendrossel (L2) und einem Resonanzkondensator (CR) an die Halbbrücke angeschlossen sind, wobei die Lampen parallel zum Resonanzkondensator (CR) liegen und dass der Strom durch die Lampen durch mindestens einen Koppelkondensator (CB2) fließen muss.
  5. Betriebsgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Heiztransformator (L11, L12, L13) mindestens eine Lampenwendel (W1, W2) durch Parallelschaltung einer Sekundärwicklung (L12, L13) mit Heizstrom versorgt.
  6. Betriebsgerät nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass in Serie zu mindestens einer Sekundärwicklung (L12, L13) ein elektrisches Bauteil geschaltet ist, das den Fluss eines elektrischen Gleichstroms durch die betreffende Sekundärwicklung in mindestens einer Richtung verhindert.
  7. Betriebsgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (L11) des Heiztransformators (L11, L12, L13) in einem Primärkreis verschaltet ist, der parallel zu einem der beiden Halbbrückenschalter (S1, S2) liegt.
  8. Betriebsgerät nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkreis aus der Serienschaltung der Primärwicklung (L11), einem weiteren Koppelkondensator (CB1) und einem weiteren elektronischen Schalter (S3) besteht.
  9. Betriebsgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Halbbrücke um zwei weitere elektronische Schalter zur Vollbrücke erweitert ist.
EP01115933A 2000-07-28 2001-06-29 Betriebsgerät für Entladungslampen mit Schalterentlastung beim Vorheizen der Elektrodenwendeln Expired - Lifetime EP1176851B1 (de)

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EP1176851A1 EP1176851A1 (de) 2002-01-30
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CA (1) CA2354192A1 (de)
DE (2) DE10036950A1 (de)
TW (1) TW508978B (de)

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