EP1296541A1 - Circuit device and method to produce UV rays - Google Patents

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EP1296541A1
EP1296541A1 EP01810867A EP01810867A EP1296541A1 EP 1296541 A1 EP1296541 A1 EP 1296541A1 EP 01810867 A EP01810867 A EP 01810867A EP 01810867 A EP01810867 A EP 01810867A EP 1296541 A1 EP1296541 A1 EP 1296541A1
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EP
European Patent Office
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inverter
circuit arrangement
circuit
frequency
gas discharge
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EP01810867A
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German (de)
French (fr)
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EP1296541B1 (en
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Axel Krause
Bernhard Glaus
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Uviterno AG
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Uviterno AG
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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
    • H05B41/26—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
    • H05B41/2881—Load circuits; Control thereof
    • H05B41/2882—Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter
    • H05B41/2883—Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter the controlled element being a DC/AC converter in the final stage, e.g. by harmonic mode starting

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement, a device for the emission of UV rays and a method of operation a circuit arrangement with the features of the preamble of independent claims.
  • ballasts are used for ultraviolet light. ballasts are used to flow through the gas discharge lamp limit so that there is a stable working point can adjust. At the same time with the ballast an alternating current for operation independent of the mains frequency of the gas discharge lamp. The ballast also serves the mains voltage for operating the gas discharge lamp Up enforce.
  • Electronic ballasts are already known, in which the alternating current for operating the gas discharge lamp with Generated inverters with electronic circuit breakers becomes. Such a device is for example in DE 42 38 388 shown.
  • a DC-powered bridge resonance converter with controllable electronic switches is used to to control the primary circuit of a high-voltage transformer, in whose secondary circuit is a source of UV radiation.
  • EP 253 224 shows a circuit arrangement for high-frequency operation several low-pressure gas discharge lamps connected in parallel.
  • EP 698 310 includes a high-frequency AC converter Power factor correction for operating electrical discharge lamps known.
  • this shows a power factor correction circuit (PFC) to use a high power factor to obtain.
  • PFC power factor correction circuit
  • ballasts are also proportional large, so that problems arise during their installation, for example in printing devices where UV light for curing Printing inks is used. Such a device is in WO 98/54525.
  • Another object of the present invention is to create a circuit arrangement that the Ignition of gas discharge lamps allowed without additional Ignitors are necessary.
  • the circuit arrangement according to the invention is used for control from at least one electrical consumer with one AC.
  • the electrical consumer is supposed to use an alternating current operated with a first, predetermined frequency become.
  • the electrical consumer is a UV gas discharge lamp.
  • the circuit arrangement is especially for designed for use in industrial areas. For example, it will for the operation of UV lamps in the power range of over 5 kW used.
  • the circuit arrangement has a device for generating a DC current.
  • the direct current is from rectified in a 3-phase three-phase network.
  • the device can be used as a (passive) line rectifier or as an (active) converter be trained.
  • the latter serves one in particular if possible sinusoidal mains current consumption.
  • line rectifiers passive and active converters.
  • Parallel to the DC output of the line rectifier an intermediate circuit capacitor is arranged.
  • the intermediate circuit capacitor equals fluctuations in supply, that is, the Network power and demand, that means the lamp power.
  • the circuit arrangement also has a power unit with a first inverter.
  • the first inverter is equipped with two electronic circuit breakers, which alternately switchable with the predetermined first frequency are.
  • the switching arrangement also has one for each electrical consumer one additional, second inverter each. Every second In any case, inverter with two electronic circuit breakers Mistake.
  • the electronic circuit breakers of the second inverters are predeterminable with a second Frequency can be switched alternately.
  • the second predeterminable frequency is preferably a high frequency, in particular a frequency in the range between 20 and 50 kHz.
  • Each electrical consumer is connected to the center tap between the circuit breakers of the first inverter connected.
  • the second connection of every electrical consumer is with the center tap between the circuit breakers one of the second inverters is connected.
  • the first and the second inverter are each with the DC output connected to the mains rectifier.
  • the switching arrangement according to the invention it is possible to have several electrical consumers simultaneously with a circuit arrangement to operate. Thereby for the operation of N consumers only 2 + 2N electronic circuit breakers required. The cost and dimension of the circuit arrangement can therefore be reduced become.
  • the circuit breakers that can be switched at the first frequency the first inverter are used to operate the electrical consumers with the predetermined first frequency.
  • the circuit breakers of the second inverter are thereby advantageously at a high frequency, typically 20 to 50 kHz operated, while the electrical consumer typically can be operated at about 250 Hz. With the second inverter can the current and thus the pulse width modulation Power controlled individually in each individual consumer become.
  • the circuit arrangement is used to control at least two electrical consumers.
  • the center tap between the circuit breakers of the first inverter in parallel at least two electrical consumers connected to each other.
  • the number of required electronic switch for the operation of several electrical Be reduced to consumers.
  • a combination of a parallel connection from several electrical consumers using the center tap between the circuit breakers of the first Inverter and one second inverter per electrical is preferred.
  • the Line rectifier to correct the power factor i.e. as PEC trained.
  • a rectifier designed as a PFC the voltage with which the electrical consumer can be operated. This also allows Operate lamps with higher burning voltage. Thanks to the PFC follows in addition, the mains current consumed is always sinusoidal Line voltage curve. This can at best be complied with Standards are observed.
  • the or the second inverters are operated in such a way that their Center tap between the circuit breakers a pulse width Modulation is performed. This allows the current and so that the performance of each individual consumer can be regulated separately.
  • the pulse width modulation is carried out by an external control loop set.
  • the circuit arrangement is preferred according to another Embodiment designed as a resonant output stage.
  • suitable measures e.g. through additional resonance circuits that Switching losses can be assigned to the circuit breakers prevent.
  • a resonant output stage therefore allows operation the device with a high switching frequency.
  • the intermediate circuit is also advantageous with film capacitors built up. This also enables lower losses to be achieved. In addition, there is a higher surge resistance and a longer lifespan.
  • the electrical Consumer is designed as a gas discharge lamp between the gas discharge lamp and the first inverter each arranged a resonance circuit.
  • the first inverter is for Ignition of the gas discharge lamp can be operated at a frequency that corresponds to the resonance frequency of the resonance circuit. Through excessive resonance results from the center tap between the circuit breakers high voltage of the first inverter, which is sufficient to ignite the gas discharge lamp.
  • the inventive Device therefore allows, only by suitable Activation to ignite the lamp without a separate ignitor.
  • the power unit is designed as an inverter ignition unit.
  • the power unit has six circuit breakers, which together form a first and form two second inverters.
  • On the output side are the Provide inverter with four chokes and capacitors. there form the two connected to the first inverter Chokes with connected capacitors the resonance circuit.
  • This arrangement is used to operate two electrical consumers, typically gas discharge lamps. More chokes and Capacitors are connected to the second inverter. she serve the high frequency of the second inverter from the Keep the lamp away.
  • the Circuit arrangement modular.
  • the line rectifier and the power unit are interconnectable and mutually exclusive separable modules.
  • the modules are identical Power modules designed, wherein a first power module the PFC and a second power module the inverter ignition unit to operate e.g. forms two consumers.
  • the output power of the circuit arrangement is for each lamp individually adjustable.
  • the circuit arrangement according to the invention is advantageously used operated a microcontroller. This makes operation flexible the device with desired parameters possible. At the same time, the circuit arrangement with inputs and outputs Mistake.
  • the inputs allow the coupling of control or control signals, for example measured values of those from the gas discharge lamp power delivered.
  • the outputs allow the Output / display of operating parameters of the circuit arrangement, for example the one consumed by electrical consumers Power.
  • the circuit arrangement described above is advantageous in a device for emitting UV rays, for example used to polymerize printing inks in a printing press.
  • the device can be as in WO 98/54525 shown, used.
  • This device has at least one, preferably two UV high-pressure gas discharge lamps and one Ballast with a circuit arrangement as described above on.
  • the second inverter is connected to a High compared to the first frequency of the first inverter Frequency operated. Typically the second frequency is with which the second inverter is operated, about 20 to 50 kHz, while the first frequency on which the first Inverter is operated, typically 250 Hz.
  • the first inverter is operated at a frequency that of the resonance frequency of the between the first inverter and the resonant circuit switched to the electrical consumer equivalent.
  • the use of the circuit arrangement according to the invention for Drying or polymerizing printing inks leads to special ones Benefits.
  • the fast control loops allow optimal intermittent operation with high performance when needed and low idle power, so that the heat generated can be reduced.
  • the device has also especially in connection with such printing machines following advantages.
  • Through the electronic ballast the lamp current can be set to the setpoint very quickly, within millisecond fractions. This allows using very short cycles. Changes in lamp wattage in the millisecond range are easily possible.
  • suitable filters are also provided, that prevent the emission of high-frequency components or reduce.
  • FIG. 1 shows a device 18 for emitting UV radiation.
  • the device 18 has a ballast 19, which for Operation of two high pressure gas discharge lamps 2a, 2b is used.
  • the Ballast 19 contains a circuit arrangement 1.
  • the circuit arrangement 1 has a line rectifier 3. With the Mains rectifier 3 can be a 3-phase alternating current of a three-phase network 20, for example 3 x 400 volts, rectified and increased to a higher voltage, for example 750 volts DC become.
  • the circuit arrangement 1 is also with an intermediate circuit capacitor 5 provided that compensates for fluctuations.
  • a power unit 6 is provided with the intermediate circuit capacitor 5 connected, which one according to the required lamp power constant, independent of the mains voltage, typically supplies a rectangular alternating current.
  • the device 18 can be operated via a microcontroller 21, which via a Electrical isolation 22 connected to the circuit arrangement 1 is.
  • the microcontroller 21 has inputs 23 and outputs 24 provided.
  • the inputs 23 serve for the input of control signals, the outputs 24 for output of operating values Device 19, for example that of the lamps 2a, 2b Power.
  • the inputs can, for example, be regulated Operation of the device 19 with a predetermined output Lamp power can be used.
  • FIG 2 is the circuit arrangement 1 of a first embodiment shown schematically.
  • the line rectifier 3 is designed as a bridge rectifier from the three-phase network 20 is supplied. Parallel to the DC outputs 4a, 4b of the rectifier 3, the intermediate circuit capacitor 5 is connected.
  • a first inverter 7 with two circuit breakers 8a, 8b is also connected to the DC outputs 4a, 4b.
  • the first inverter 7 is in operation of the circuit arrangement 1 operated a first frequency f1 of 250 Hz, so that the circuit breakers 8a, 8b in the center tap 9 between the Circuit breakers 8a, 8b have a square-wave alternating current of 250 Hz produce. With the center tap 9 are parallel to each other two lamps 2a, 2b connected.
  • each of the lamps 2a, 2b each consist of a resonance choke 14a or 14b and a resonance capacitor 16a or 16b composed.
  • the resonance circles 12 serve to generate a resonance peak for igniting the Gas discharge lamps 2a, 2b by switching the inverter 7 with a frequency f3, which is the resonance frequency of the resonance circuit 12 corresponds.
  • Two second inverters 10a, 10b are also connected to the DC outputs 4a, 4b of the mains rectifier 3 connected.
  • the second inverters 10a, 10b are also each with two Circuit breakers 11a, 11b and 11c, 11d provided.
  • the second The gas discharge lamp 2a, 2b is connected via a filter choke 13a or 13b with the center tap 27 each of the inverters 10a, 10b connected.
  • the output of the gas discharge lamps 2a, 2b is also via a filter capacitor 15a, or 15b with the negative DC output 4b of the mains rectifier 3 provided.
  • the device is operated at a first frequency f1, which is relatively low, typically 250 Hz the circuit breakers 11a, 11b, 11c, 11d of the second inverter 10a, 10b operated on a second frequency f2, the is relatively large, typically in the range between 20 and 50 kHz.
  • the regulation of electricity through the consumer typically takes place via a microcontroller that controls the switching times of the electronic Switch 11a, 11b, 11c, 11d controls. Also an analog regulation is conceivable.
  • FIG 3 shows the structure of the only schematically shown in Figure 2 Circuit breaker.
  • the circuit breakers are called IGBT designed with an integrated diode.
  • circuit breakers of the manufacturer International Rectifier, type IRG4PSH71KD used.
  • Figure 4 is an alternative embodiment of the circuit arrangement shown.
  • the same reference symbols denote the same Components.
  • the exemplary embodiment is only with a gas discharge lamp 2a operated, so that only a second inverter 10a is necessary.
  • Figure 5 shows a further alternative embodiment.
  • the line rectifier 3 is designed as a PFC.
  • the mains rectifier 3 is provided with six circuit breakers 17.
  • the circuit breakers 17 are controlled so that the 3-phase alternating current received via chokes 28 sinusoidal is.
  • the DC link voltage can exceed the peak value the mains AC voltage can be increased.
  • a line rectifier designed as a PFC can advantageously be used 3 as shown in Figure 5 in combination with the power unit Insert 6 according to Figure 2.
  • the mains rectifier 3 and the power unit 6 can be identical modules with each 6 electronic rating cards.
  • Figure 5 shows two electrical consumers connected in series 2a, 2c. An operation of series connected to each other Consumers are possible thanks to the PFC, which is designed for a higher output voltage provides.
  • Figure 6 shows the current or voltage curve at different Points of the circuit arrangement according to FIG. 2.
  • the voltage UB1 is at the center tap 27 between the circuit breakers 11a, 11b and 11c, 11d of the second inverter 10a and 10b shown.
  • the voltage is U1F shown above the filter capacitors 15a, 15b.
  • the fourth representation shows the voltage UB2 between center tap 9 between the electronic circuit breakers 8a, 8b of the first Inverter 7 and the negative DC connector 4b.
  • the fifth representation shows, compared to the previous representations on a smaller scale, the voltage UlR across the resonance capacitors 16a, 16b.
  • the inverter 7 that is to say its circuit breaker 8a, 8b, is briefly operated at a high frequency f3 of approximately 24 kHz, which corresponds to the frequency of the resonance circuit 12 with the resonance choke 14a, 14b and resonance capacitor 16a, 16b.
  • the circuit breakers generate short bursts of 500 volts (see voltage UB2). This results in a final voltage of up to 4 kV due to excessive resonance at the input of consumers 2a, 2b (see fifth illustration). In the first period of 2 milliseconds, as shown in FIG. 6, the excessive resonance has not yet led to the lamps 2a, 2b being ignited.
  • the inverter 7 continues to be operated at the high frequency f3, so that an ignition voltage is generated in the resonant circuits 12 by increasing the resonance.
  • the high voltages lead to ignition in at least one of the lamps 2a, 2b.
  • the lamps can be operated normally. Such bursts only have to be generated until all electrical consumers have ignited.
  • the lamps 2a, 2b are decoupled from one another due to the chokes 14a, 14b.
  • the ignition resonant circuit 12 is excited with each switching process and can deliver high voltage peaks if the lamps 2a, 2b are not already on.
  • the electronic switches of the first inverter 7 are switched at the predetermined frequency f1 with which the lamps 2a, 2b are to be operated.
  • the voltage UB2 is a rectangular AC voltage.
  • the lamp 2a, 2b flowing current I1 essentially zero.
  • the amount of current I1 oscillates through lamp 2a, 2b by one predetermined value.
  • the direction of the current depends on the circuit the switch 8a, 8b of the first inverter 7.
  • the lamp current is negative i.e. it flows from the positive DC connection 4a via the switch 8a through the resonance chokes 14a or 14b backwards through the lamp 2a or 2b to Center tap 27 between the switches 11a, 11b of the second Inverter 10a or between the switches 11c, 11d of the second inverter 10b.
  • the current flows when closed Switches 11b and 11d to the negative direct current connection 4b, whereby the amount of electricity increases. If the switch 11b open and the switch 11a is closed, the current drops again from. By selecting the switching times specifically, the Regulate the current to the desired value. Since the switching frequency of the second inverter 10a, 10b compared to the switching frequency of the first inverter 7 is high, is the value of the current I1 relatively stable and oscillates around the specified value. A synchronization of the frequency f1 of the first inverter 7 and the frequency f2 of the second inverter 10a, 10b not mandatory.
  • the voltage UB1 at the center tap 27 (see top illustration in Figure 6) oscillates with the frequency f2 between 0 V and one Maximum value of 500 V with a rectangular shape.
  • the switches 11a, 11b and 11c, 11d are operated with pulse width modulation in such a way that the lamp current corresponds to the setpoint.
  • switch 8b is closed, while the switch 8a is opened.
  • the power is on therefore from the center tap 27 through the lamps 2a and 2b, then through the resonance chokes 14a, 14b and via the circuit breaker 8b to the negative direct current connection 4b.
  • the entire ballast 19 is shown in more detail in FIG.
  • the ballast 19 has a mains input part 25 with appropriate fuses that ensure safe operation allow the ballast 19. Fuses for overcurrent protection, PTC resistors for inrush current limitation and on Surge arresters are part of the network input 25.
  • a line filter 26 is connected downstream of the line input 25 to reduce symmetrical and asymmetrical interference.
  • the output of the line filter 26 is in the power factor corrector trained line rectifier 3 passed.
  • the line rectifier 3 and the line rectifier 3 connected downstream Power unit 6 are schematic as in Figure 2 shown as identical modules.
  • the output filter 29 is connected to the two gas discharge lamps 2a, 2b connected.
  • the current consumed by the lamps 2a, 2b measured with current sensors 32.
  • the measured current values serve to regulate the current. You will be in the inputs 23 of the Microcontrollers 21 entered.
  • Other current sensors 33 are used for measuring the current consumption of the mains rectifier 3 and Regulation of the mains rectifier designed as a PFC 3.
  • the current through the lamps 2a, 2b becomes individual with the current sensors measured.
  • the lamp current and thus the lamp power can therefore be individually regulated to a setpoint.
  • to Regulation serves the microcontroller, which is the circuit breaker controls.
  • ballast 19 allows the lamps with a Operate power of up to two times 10 Kw.

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Abstract

The arrangement has a mains rectifier (3) with an intermediate circuit capacitor (5) in parallel with the d.c. output, a power unit with a static inverter (7) operated at a first frequency and a further second static inverter (10a,10b) per load (2a,2b), each with 2 power switches operated alternately with a second defined frequency. The loads are connected between the junctions of the power switches in the first and associated static inverters. Independent claims are also included for the following: an arrangement for outputting ultraviolet rays, especially for polymerizing ink in a printer, and a method of operating an inventive circuit arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, eine Vorrichtung zur Abgabe von UV-Strahlen und ein Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a circuit arrangement, a device for the emission of UV rays and a method of operation a circuit arrangement with the features of the preamble of independent claims.

Zum Betrieb von elektrischen Verbrauchern wie Gasentladungslampen, beispielsweise Hochdruckgasentladungslampen zur Erzeugung von ultraviolettem Licht werden Vorschaltgeräte eingesetzt. Vorschaltgeräte werden dazu verwendet, den Strom durch die Gasentladungslampe so zu begrenzen, dass sich ein stabiler Arbeitspunkt einstellen kann. Gleichzeitig wird mit dem Vorschaltgerät ein von der Netzfrequenz unabhängiger Wechselstrom zum Betrieb der Gasentladungslampe erzeugt. Ausserdem dient das Vorschaltgerät dazu, die Netzspannung zum Betrieb der Gasentladungslampe heraufzusetzen.For the operation of electrical consumers such as gas discharge lamps, for example, high pressure gas discharge lamps for generation ballasts are used for ultraviolet light. ballasts are used to flow through the gas discharge lamp limit so that there is a stable working point can adjust. At the same time with the ballast an alternating current for operation independent of the mains frequency of the gas discharge lamp. The ballast also serves the mains voltage for operating the gas discharge lamp Up enforce.

Es sind bereits elektronische Vorschaltgeräte bekannt, bei welchen der Wechselstrom zum Betreiben der Gasentladungslampe mit Wechselrichtern mit elektronischer Leistungsschaltern erzeugt wird. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in DE 42 38 388 gezeigt. Ein gleichspannungsgespeister Brückenresonanzwandler mit ansteuerbaren elektronischen Schaltern wird verwendet, um den Primärkreis eines Hochspannungsübertragers anzusteuern, in dessen Sekundärkreis eine UV-Strahlungsquelle liegt.Electronic ballasts are already known, in which the alternating current for operating the gas discharge lamp with Generated inverters with electronic circuit breakers becomes. Such a device is for example in DE 42 38 388 shown. A DC-powered bridge resonance converter with controllable electronic switches is used to to control the primary circuit of a high-voltage transformer, in whose secondary circuit is a source of UV radiation.

EP 253 224 zeigt eine Schaltungsanordnung zum hochfrequenten Betrieb mehrerer parallel zueinander geschalteter Niederdruckgasentladungslampen. EP 253 224 shows a circuit arrangement for high-frequency operation several low-pressure gas discharge lamps connected in parallel.

Aus EP 698 310 ist ein hochfrequenter Wechselstromwandler mit Leistungsfaktorkorrektur zum Betreiben elektrischer Entladungslampen bekannt. Insbesondere geht daraus hervor, eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) zu verwenden, um einen hohen Leistungsfaktor zu erhalten. Diese verschiedenen bekannten Vorrichtungen sind aber alle mit bestimmten Nachteilen behaftet.EP 698 310 includes a high-frequency AC converter Power factor correction for operating electrical discharge lamps known. In particular, this shows a power factor correction circuit (PFC) to use a high power factor to obtain. These various known devices but they all have certain disadvantages.

Der gleichzeitige Betrieb von mehreren Gasentladungslampen mit einem Vorschaltgerät ist häufig nicht möglich. Die Dimensionen der bekannten Vorschaltgeräte sind ausserdem verhältnismässig gross, so dass sich Probleme bei deren Einbau ergeben, beispielsweise in Druckvorrichtungen, wo UV-Licht zum Aushärten von Druckfarben verwendet wird. Eine solche vorrichtung ist in WO 98/54525 gezeigt.The simultaneous operation of several gas discharge lamps with a ballast is often not possible. The dimensions the known ballasts are also proportional large, so that problems arise during their installation, for example in printing devices where UV light for curing Printing inks is used. Such a device is in WO 98/54525.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die wirtschaftlich herstellbar und betreibbar ist, deren Dimensionen verhältnismässig gering sind und die bei Bedarf auch den parallelen Betrieb von mehreren elektrischen Verbrauchern erlaubt. Gleichzeitig soll die Schaltungsanordnung den Betrieb von Verbrauchern mit verhältnismässig hohen Leistungen ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die das Zünden von Gasentladungslampen erlaubt, ohne dass zusätzliche Zündgeräte notwendig sind.It is an object of the present invention to address the disadvantages to avoid the known, in particular a circuit arrangement to create the economically producible and operable is whose dimensions are relatively small and which if necessary, the parallel operation of several electrical Allowed consumers. At the same time, the circuit arrangement the operation of consumers with relatively high performance enable. Another object of the present invention is to create a circuit arrangement that the Ignition of gas discharge lamps allowed without additional Ignitors are necessary.

Erfindungsgemäss werden diese Aufgaben mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils der unabhängigen Patentansprüche gelöst.According to the invention, these tasks are carried out with the features of characterizing part of the independent claims solved.

Die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung dient zur Ansteuerung von wenigstens einem elektrischen Verbraucher mit einem Wechselstrom. Der elektrische Verbraucher soll mit einem Wechselstrom mit einer ersten, vorbestimmbaren Frequenz betrieben werden. Insbesondere ist der elektrische Verbraucher eine UV-Gasentladungslampe. Die Schaltungsanordnung ist besonders für den Einsatz im Industriebereich konzipiert. Sie wird beispielsweise zum Betrieb von UV-Lampen im Leistungsbereich von über 5 kW eingesetzt.The circuit arrangement according to the invention is used for control from at least one electrical consumer with one AC. The electrical consumer is supposed to use an alternating current operated with a first, predetermined frequency become. In particular, the electrical consumer is a UV gas discharge lamp. The circuit arrangement is especially for designed for use in industrial areas. For example, it will for the operation of UV lamps in the power range of over 5 kW used.

Die Schaltungsanordnung weist eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Gleichstroms auf. Typischerweise wird der Gleichstrom von einem 3-phasigen Drehstromnetz gleichgerichtet. Die Vorrichtung kann als (passiver) Netzgleichrichter oder als (aktiver) Umrichter ausgebildet sein. Letzterer dient insbesondere einer möglichst sinusförmigen Netzstromaufnahme. Hier und im folgenden werden unter Netzgleichrichter passive und aktive Umrichter verstanden. Parallel zum Gleichstromausgang des Netzgleichrichters ist ein Zwischenkreiskondensator angeordnet. Der Zwischenkreiskondensator gleicht Schwankungen von Angebot, das heisst der Netzleistung und Nachfrage, das heisst der Lampenleistung aus.The circuit arrangement has a device for generating a DC current. Typically the direct current is from rectified in a 3-phase three-phase network. The device can be used as a (passive) line rectifier or as an (active) converter be trained. The latter serves one in particular if possible sinusoidal mains current consumption. Here and below are understood as line rectifiers passive and active converters. Parallel to the DC output of the line rectifier an intermediate circuit capacitor is arranged. The intermediate circuit capacitor equals fluctuations in supply, that is, the Network power and demand, that means the lamp power.

Die Schaltungsanordnung weist ausserdem eine Leistungseinheit mit einem ersten Wechselrichter auf. Der erste Wechselrichter ist mit zwei elektronischen Leistungsschaltern versehen, welche alternierend mit der vorbestimmten ersten Frequenz schaltbar sind.The circuit arrangement also has a power unit with a first inverter. The first inverter is equipped with two electronic circuit breakers, which alternately switchable with the predetermined first frequency are.

Pro elektrischen Verbraucher weist die Schaltanordnung ausserdem je einen weiteren, zweiten Wechselrichter auf. Jeder zweite Wechselrichter jedenfalls mit zwei elektronischen Leistungsschaltern versehen. Die elektronischen Leistungsschalter des zweiten Wechselrichter sind mit einer zweiten vorbestimmbaren Frequenz alternierend schaltbar. Die zweite vorbestimmbare Frequenz ist vorzugsweise eine Hochfrequenz, insbesondere eine Frequenz im Bereich zwischen 20 und 50 kHz. The switching arrangement also has one for each electrical consumer one additional, second inverter each. Every second In any case, inverter with two electronic circuit breakers Mistake. The electronic circuit breakers of the second inverters are predeterminable with a second Frequency can be switched alternately. The second predeterminable frequency is preferably a high frequency, in particular a frequency in the range between 20 and 50 kHz.

Ein Anschluss jedes elektrischen Verbrauchers ist mit dem Mittenabgriff zwischen den Leistungsschaltern des ersten Wechselrichters verbunden. Der zweite Anschluss jedes elektrischen Verbrauchers ist mit dem Mittenabgriff zwischen den Leistungsschaltern je eines der zweiten Wechselrichter verbunden. Die ersten und zweiten Wechselrichter sind je mit dem Gleichstromausgang des Netzgleichrichters verbunden.Each electrical consumer is connected to the center tap between the circuit breakers of the first inverter connected. The second connection of every electrical consumer is with the center tap between the circuit breakers one of the second inverters is connected. The first and the second inverter are each with the DC output connected to the mains rectifier.

Mit der erfindungsgemässen Schaltanordnung ist es möglich, mehrere elektrische Verbraucher gleichzeitig mit einer Schaltungsanordnung zu betreiben. Dabei sind zum Betrieb von N Verbrauchern nur 2 + 2N elektronische Leistungsschalter erforderlich. Kosten und Dimension der Schaltungsanrodnung können daher reduziert werden. Die mit der ersten Frequenz schaltbaren Leistungsschalter des ersten Wechselrichters dienen dabei zum Betrieb der elektrischen Verbraucher mit der vorbestimmten ersten Frequenz. Die Leistungsschalter des zweiten Wechselrichter werden dabei vorteilhaft mit einer hohen Frequenz, typischerweise 20 bis 50 kHz betrieben, während der elektrische Verbraucher typischerweise mit etwa 250 Hz betreibbar ist. Mit dem zweiten Wechselrichter kann durch Pulsweiten-Modulation der Strom und damit die Leistung in jedem einzelnen Verbraucher je einzeln gesteuert werden.With the switching arrangement according to the invention, it is possible to have several electrical consumers simultaneously with a circuit arrangement to operate. Thereby for the operation of N consumers only 2 + 2N electronic circuit breakers required. The cost and dimension of the circuit arrangement can therefore be reduced become. The circuit breakers that can be switched at the first frequency the first inverter are used to operate the electrical consumers with the predetermined first frequency. The circuit breakers of the second inverter are thereby advantageously at a high frequency, typically 20 to 50 kHz operated, while the electrical consumer typically can be operated at about 250 Hz. With the second inverter can the current and thus the pulse width modulation Power controlled individually in each individual consumer become.

Gemäss einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung dient die Schaltungsanordnung der Ansteuerung von wenigstens zwei elektrischen Verbrauchern. Dabei sind mit dem Mittenabgriff zwischen den Leistungsschaltern des ersten Wechselrichters parallel zueinander wenigstens zwei elektrische Verbraucher verbunden. Durch diese Parallelschaltung kann die Anzahl der erforderlichen elektronischen Schalter zum Betrieb von mehreren elektrischen Verbrauchern reduziert werden. Eine Kombination einer Parallelschaltung von mehreren elektrischen Verbrauchern, die mit dem Mittenabgriff zwischen den Leistungsschaltern des ersten Wechselrichters und je einem zweiten Wechselrichter pro elektrischen Verbraucher wie vorstehend beschrieben wird aber bevorzugt.According to an alternative embodiment of the invention the circuit arrangement is used to control at least two electrical consumers. Thereby with the center tap between the circuit breakers of the first inverter in parallel at least two electrical consumers connected to each other. Through this parallel connection, the number of required electronic switch for the operation of several electrical Be reduced to consumers. A combination of a parallel connection from several electrical consumers using the center tap between the circuit breakers of the first Inverter and one second inverter per electrical However, consumers as described above are preferred.

Gemäss einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Netzgleichrichter zur Korrektur des Leistungsfaktors, d.h. als PEC ausgebildet. Mit einem als PFC ausgebildeten Gleichrichter lässt sich die Spannung, mit welcher der elektrische Verbraucher betrieben werden kann, hinaufsetzen. Dadurch lassen sich auch Lampen mit höherer Brennspannung betreiben. Dank dem PFC folgt ausserdem der aufgenommene Netzstrom stets dem sinusförmigen Verlauf der Netzspannung. Dadurch können allenfalls einzuhaltende Normen eingehalten werden.According to a further preferred exemplary embodiment, the Line rectifier to correct the power factor, i.e. as PEC trained. With a rectifier designed as a PFC the voltage with which the electrical consumer can be operated. This also allows Operate lamps with higher burning voltage. Thanks to the PFC follows in addition, the mains current consumed is always sinusoidal Line voltage curve. This can at best be complied with Standards are observed.

Gemäss einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der oder die zweiten Wechselrichter derart betrieben, dass an ihrem Mittenabgriff zwischen dem Leistungsschaltern eine Pulsweiten Modulation durchgeführt wird. Dadurch lassen sich der Strom und damit die Leistung jedes einzelnen Verbrauchers separat regeln. Die Pulsweitenmodulation wird durch einen externen Regelkreis eingestellt.According to a further preferred exemplary embodiment, the or the second inverters are operated in such a way that their Center tap between the circuit breakers a pulse width Modulation is performed. This allows the current and so that the performance of each individual consumer can be regulated separately. The pulse width modulation is carried out by an external control loop set.

Die Schaltungsanordnung ist gemäss einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel als resonante Endstufe ausgebildet. Durch geeignete Massnahmen, z.B. durch zusätzliche Resonanzkreise, die den Leistungsschaltern zugeordnet werden, lassen sich Schaltverluste verhindern. Eine resonante Endstufe erlaubt daher den Betrieb der Vorrichtung mit einer hohen Schaltfrequenz.The circuit arrangement is preferred according to another Embodiment designed as a resonant output stage. By suitable measures, e.g. through additional resonance circuits that Switching losses can be assigned to the circuit breakers prevent. A resonant output stage therefore allows operation the device with a high switching frequency.

Der Zwischenkreis ist ausserdem vorteilhaft mit Folienkondensatoren aufgebaut. Auch dadurch lassen sich geringere Verluste erzielen. Ausserdem ergibt sich eine höhere Überspannungsfestigkeit und eine längere Lebensdauer.The intermediate circuit is also advantageous with film capacitors built up. This also enables lower losses to be achieved. In addition, there is a higher surge resistance and a longer lifespan.

Gemäss noch einem weiteren Ausführungsbeispiel, in dem der elektrische Verbraucher als Gasentladungslampe ausgebildet ist, ist zwischen der Gasentladungslampe und dem ersten Wechselrichter je ein Resonanzkreis angeordnet. Der erste Wechselrichter ist zum Zünden der Gasentladungslampe mit einer Frequenz betreibbar, die der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises entspricht. Durch Resonanzüberhöhung ergibt sich am Mittenabgriff zwischen den Leistungsschaltern des ersten Wechselrichters eine hohe Spannung, die ausreichend zum Zünden der Gasentladungslampe ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt deshalb, allein durch geeignete Ansteuerung ohne separates Zündgerät die Lampe zu zünden.According to yet another embodiment in which the electrical Consumer is designed as a gas discharge lamp between the gas discharge lamp and the first inverter each arranged a resonance circuit. The first inverter is for Ignition of the gas discharge lamp can be operated at a frequency that corresponds to the resonance frequency of the resonance circuit. Through excessive resonance results from the center tap between the circuit breakers high voltage of the first inverter, which is sufficient to ignite the gas discharge lamp. The inventive Device therefore allows, only by suitable Activation to ignite the lamp without a separate ignitor.

In einem typischen Ausführungsbeispiel ist die Leistungseinheit als Wechselrichterzündeinheit ausgebildet. Die Leistungseinheit weist sechs Leistungsschalter auf, welche zusammen einen ersten und zwei zweite Wechselrichter bilden. Ausgangsseitig sind die Wechselrichter mit vier Drosseln und Kondensatoren versehen. Dabei bilden die mit dem ersten Wechselrichter verbundenen zwei Drosseln mit angeschlossenen Kondensatoren den Resonanzkreis. Diese Anordnung dient zum Betrieb von zwei elektrischen Verbrauchern, typischerweise Gasentladungslampen. Weitere Drosseln und Kondensatoren sind mit dem zweiten Wechselrichter verbunden. Sie dienen dazu, die Hochfrequenz der zweiten Wechselrichter von der Lampe fernzuhalten.In a typical embodiment, the power unit is designed as an inverter ignition unit. The power unit has six circuit breakers, which together form a first and form two second inverters. On the output side are the Provide inverter with four chokes and capacitors. there form the two connected to the first inverter Chokes with connected capacitors the resonance circuit. This arrangement is used to operate two electrical consumers, typically gas discharge lamps. More chokes and Capacitors are connected to the second inverter. she serve the high frequency of the second inverter from the Keep the lamp away.

Gemäss einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schaltungsanordnung modular aufgebaut. Der Netzgleichrichter und die Leistungseinheit sind als miteinander verbindbare und voneinander trennbare Module ausgebildet. Die Module sind als identische Leistungsmodule ausgebildet, wobei ein erstes Leistungsmodul den PFC und ein zweites Leistungsmodul die Wechselrichter-Zündeinheit zum Betrieb von z.B. zwei Verbrauchern bildet.According to a further preferred exemplary embodiment, the Circuit arrangement modular. The line rectifier and the power unit are interconnectable and mutually exclusive separable modules. The modules are identical Power modules designed, wherein a first power module the PFC and a second power module the inverter ignition unit to operate e.g. forms two consumers.

Die Ausgangsleistung der Schaltungsanordnung ist für jede Lampe einzeln stufenlos regelbar.The output power of the circuit arrangement is for each lamp individually adjustable.

Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es ausserdem denkbar, zwei elektrische Verbraucher in Serie zu schalten. Dies wird insbesondere mit der Verwendung eines PFC ermöglicht, der eine höhere Zwischenkreisspannung und damit auch eine höhere Lampenspannung erlaubt.According to the present invention, it is also conceivable to have two to connect electrical consumers in series. This will be particularly with the use of a PFC that allows a higher DC link voltage and thus also a higher lamp voltage allowed.

Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung wird vorteilhaft mit einem Microcontroller betrieben. Dadurch wird ein flexibler Betrieb der Vorrichtung mit gewünschten Parametern möglich. Gleichzeitig ist die Schaltungsanordnung mit Eingängen und Ausgängen versehen. Die Eingänge erlauben die Einkopplung von Steuer- oder Regelsignalen, beispielsweise Messwerte der von der Gasentladungslampe abgegebenen Leistung. Die Ausgänge erlauben die Ausgabe/Anzeige von Betriebsparametern der Schaltungsanordnung, beispielsweise die von den elektrischen Verbrauchern aufgenommene Leistung.The circuit arrangement according to the invention is advantageously used operated a microcontroller. This makes operation flexible the device with desired parameters possible. At the same time, the circuit arrangement with inputs and outputs Mistake. The inputs allow the coupling of control or control signals, for example measured values of those from the gas discharge lamp power delivered. The outputs allow the Output / display of operating parameters of the circuit arrangement, for example the one consumed by electrical consumers Power.

Die vorstehend beschriebene Schaltungsanordnung wird vorteilhaft in einer Vorrichtung zur Abgabe von UV-Strahlen, beispielsweise zum Polymerisieren von Druckfarben in einer Druckmaschine eingesetzt. Beispielsweise kann die Vorrichtung wie in WO 98/54525 gezeigt, verwendet werden. Diese Vorrichtung weist wenigstens eine, vorzugsweise zwei UV-Hochdruckgasentladungslampen und ein Vorschaltgerät mit einer wie vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung auf. Der zweite Wechselrichter wird mit einer im Vergleich zur ersten Frequenz des ersten Wechselrichters hohen Frequenz betrieben. Typischerweise beträgt die zweite Frequenz, mit welcher der zweite Wechselrichter betrieben wird, etwa 20 bis 50 kHz, während die erste Frequenz, auf welcher der erste Wechselrichter betrieben wird, typischerweise 250 Hz beträgt. Zum Erzeugen eines Zündimpulses beim Betrieb einer Gasentladungslampe wird der erste Wechselrichter mit einer Frequenz betrieben, die der Resonanzfrequenz des zwischen dem ersten Wechselrichters und dem elektrischen Verbrauchers geschalteten Resonanzkreises entspricht.The circuit arrangement described above is advantageous in a device for emitting UV rays, for example used to polymerize printing inks in a printing press. For example, the device can be as in WO 98/54525 shown, used. This device has at least one, preferably two UV high-pressure gas discharge lamps and one Ballast with a circuit arrangement as described above on. The second inverter is connected to a High compared to the first frequency of the first inverter Frequency operated. Typically the second frequency is with which the second inverter is operated, about 20 to 50 kHz, while the first frequency on which the first Inverter is operated, typically 250 Hz. For generating an ignition pulse when operating a gas discharge lamp the first inverter is operated at a frequency that of the resonance frequency of the between the first inverter and the resonant circuit switched to the electrical consumer equivalent.

Die Verwendung der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zum Trocknen oder Polymerisieren von Druckfarben führt zu besonderen Vorteilen. Insbesondere können trotz beschränkten Platzverhältnissen mehrere UV-Lampen betrieben werden. Die schnellen Regelkreise erlauben einen optimalen intermittierenden Betrieb mit hoher Leistung bei Bedarf und geringer Leerlaufleistung, so dass sich die erzeugte Wärme reduzieren lässt. Die Vorrichtung hat ausserdem insbesondere in Zusammenhang mit solchen Druckmaschinen folgende Vorteilen. Durch das elektronische Vorschaltgerät lässt sich der Lampenstrom sehr rasch auf den Sollwert einstellen, innerhalb von Millisekunden-Bruchteilen. Dadurch kann mit sehr kurzen Zyklen gearbeitet werden. Änderungen der Lampenleistung im Millisekundenbereich sind problemlos möglich.The use of the circuit arrangement according to the invention for Drying or polymerizing printing inks leads to special ones Benefits. In particular, despite limited space several UV lamps are operated. The fast control loops allow optimal intermittent operation with high performance when needed and low idle power, so that the heat generated can be reduced. The device has also especially in connection with such printing machines following advantages. Through the electronic ballast the lamp current can be set to the setpoint very quickly, within millisecond fractions. This allows using very short cycles. Changes in lamp wattage in the millisecond range are easily possible.

Gemäss der Erfindung werden ausserdem geeignete Filter vorgesehen, die die Abstrahlung von hochfrequenten Anteilen verhindern oder reduzieren.According to the invention, suitable filters are also provided, that prevent the emission of high-frequency components or reduce.

Die Erfindung wird im Folgenden in Ausführungsbeispielen und an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Abgabe von UV-Strahlen,
Figur 2:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,
Figur 3:
eine vergrösserte Darstellung eines Leistungsschalters der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,
Figur 4:
eine schematische Darstellung eines ersten alternativen Ausführungsbeispiels der Schaltungsanordnung,
Figur 5:
eine schematische Darstellung eines zweiten alternativen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung,
Figur 6:
Darstellung von Spannungs- und Stromverlauf beim Betrieb der Schaltungsanordnung gemäss Figur 2 und
Figur 7:
detailliertere Darstellung der Schaltungsanordnung gemäss Figur 2 in einer erfindungsgemässen Vorrichtung.
The invention is explained in more detail below in exemplary embodiments and with reference to the drawings. Show it:
Figure 1:
1 shows a schematic representation of a device according to the invention for emitting UV rays,
Figure 2:
1 shows a schematic representation of a circuit arrangement according to the invention,
Figure 3:
2 shows an enlarged view of a circuit breaker of the circuit arrangement according to the invention,
Figure 4:
1 shows a schematic illustration of a first alternative exemplary embodiment of the circuit arrangement,
Figure 5:
2 shows a schematic representation of a second alternative exemplary embodiment of the circuit arrangement according to the invention,
Figure 6:
Representation of voltage and current curve during operation of the circuit arrangement according to FIGS. 2 and
Figure 7:
Detailed representation of the circuit arrangement according to Figure 2 in a device according to the invention.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 18 zur Abgabe von UV-Strahlung. Die Vorrichtung 18 weist ein Vorschaltgerät 19 auf, welches zum Betrieb von zwei Hochdruckgasentladungslampen 2a, 2b dient. Das Vorschaltgerät 19 enthält eine Schaltungsanordnung 1. Die Schaltungsanordnung 1 weist einen Netzgleichrichter 3 auf. Mit dem Netzgleichrichter 3 kann ein 3-Phasen Wechselstrom eines Drehstromnetzes 20, beispielsweise 3 x 400 Volt, gleichgerichtet und auf eine höhere Spannung, beispielsweise 750 Volt DC hochgesetzt werden. Die Schaltungsanordnung 1 ist ausserdem mit einem Zwischenkreiskondensator 5 versehen, der Schwankungen ausgleicht. Mit dem Zwischenkreiskondensator 5 ist eine Leistungseinheit 6 verbunden, welche gemäss der geforderten Lampenleistung einen konstanten, von der Netzspannung unabhängigen Wechselstrom, typischerweise einen Rechteckwechselstrom liefert. Die Vorrichtung 18 ist über einen Microcontroller 21 betreibbar, der über eine Potentialtrennung 22 mit der Schaltungsanordnung 1 verbunden ist. Der Microcontroller 21 ist mit Eingängen 23 und mit Ausgängen 24 versehen. Die Eingänge 23 dienen zur Eingabe von Steuersignalen, die Ausgänge 24 zur Ausgabe von Betriebswerten der Vorrichtung 19, beispielsweise der von den Lampen 2a, 2b aufgenommenen Leistung. Die Eingänge können beispielsweise zum geregelten Betrieb der Vorrichtung 19 mit vorgegebener abgegebener Lampenleistung verwendet werden.FIG. 1 shows a device 18 for emitting UV radiation. The device 18 has a ballast 19, which for Operation of two high pressure gas discharge lamps 2a, 2b is used. The Ballast 19 contains a circuit arrangement 1. The circuit arrangement 1 has a line rectifier 3. With the Mains rectifier 3 can be a 3-phase alternating current of a three-phase network 20, for example 3 x 400 volts, rectified and increased to a higher voltage, for example 750 volts DC become. The circuit arrangement 1 is also with an intermediate circuit capacitor 5 provided that compensates for fluctuations. A power unit 6 is provided with the intermediate circuit capacitor 5 connected, which one according to the required lamp power constant, independent of the mains voltage, typically supplies a rectangular alternating current. The device 18 can be operated via a microcontroller 21, which via a Electrical isolation 22 connected to the circuit arrangement 1 is. The microcontroller 21 has inputs 23 and outputs 24 provided. The inputs 23 serve for the input of control signals, the outputs 24 for output of operating values Device 19, for example that of the lamps 2a, 2b Power. The inputs can, for example, be regulated Operation of the device 19 with a predetermined output Lamp power can be used.

In Figur 2 ist die Schaltungsanordnung 1 eines ersten Ausführungsbeispiels schematisch dargestellt. Der Netzgleichrichter 3 ist als Brückengleichrichter ausgebildet, der vom Drehstromnetz 20 versorgt wird. Parallel zu den Gleichstromausgängen 4a, 4b des Gleichrichters 3 ist der Zwischenkreiskondensator 5 geschaltet. Ein erster Wechselrichter 7 mit zwei Leistungsschaltern 8a, 8b ist ebenfalls mit den Gleichstromausgängen 4a, 4b verbunden. Der erste Wechselrichter 7 wird bei Betrieb der Schaltungsanordnung 1 einer ersten Frequenz f1 von 250 Hz betrieben, so dass die Leistungsschalter 8a, 8b im Mittenabgriff 9 zwischen den Leistungsschaltern 8a, 8b einen Rechteckwechselstrom von 250 Hz erzeugen. Mit dem Mittenabgriff 9 sind parallel zueinander die beiden Lampen 2a, 2b verbunden. Zwischen dem Mittenabgriff 9 und den Lampen 2a, 2b ist je ein Resonanzkreis 12 angeordnet, der sich je aus einer Resonanzdrossel 14a bzw. 14b und einem Resonanzkondensator 16a bzw. 16b zusammensetzt. Die Resonanzkreise 12 dienen zum Erzeugen einer Resonanzüberhöhung zum Zünden der Gasentladungslampen 2a, 2b durch Schaltung des Wechselrichters 7 mit einer Frequenz f3, die der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 12 entspricht. In Figure 2 is the circuit arrangement 1 of a first embodiment shown schematically. The line rectifier 3 is designed as a bridge rectifier from the three-phase network 20 is supplied. Parallel to the DC outputs 4a, 4b of the rectifier 3, the intermediate circuit capacitor 5 is connected. A first inverter 7 with two circuit breakers 8a, 8b is also connected to the DC outputs 4a, 4b. The first inverter 7 is in operation of the circuit arrangement 1 operated a first frequency f1 of 250 Hz, so that the circuit breakers 8a, 8b in the center tap 9 between the Circuit breakers 8a, 8b have a square-wave alternating current of 250 Hz produce. With the center tap 9 are parallel to each other two lamps 2a, 2b connected. Between the center tap 9 and a resonance circuit 12 is arranged for each of the lamps 2a, 2b each consist of a resonance choke 14a or 14b and a resonance capacitor 16a or 16b composed. The resonance circles 12 serve to generate a resonance peak for igniting the Gas discharge lamps 2a, 2b by switching the inverter 7 with a frequency f3, which is the resonance frequency of the resonance circuit 12 corresponds.

Zwei zweite Wechselrichter 10a, 10b sind ebenfalls mit den Gleichstromausgängen 4a, 4b des Netzgleichrichters 3 verbunden. Die zweiten Wechselrichter 10a, 10b sind ebenfalls mit je zwei Leistungsschaltern 11a, 11b bzw. 11c, 11d versehen. Der zweite Anschluss der Gasentladungslampe 2a, 2b ist über eine Filterdrossel 13a bzw. 13b mit dem Mittenabgriff 27 je eines der Wechselrichter 10a, 10b verbunden. Der Ausgang der Gasentladungslampen 2a, 2b ist ausserdem über einen Filterkondensator 15a, bzw. 15b mit dem negativen Gleichstromausgang 4b des Netzgleichrichters 3 versehen.Two second inverters 10a, 10b are also connected to the DC outputs 4a, 4b of the mains rectifier 3 connected. The second inverters 10a, 10b are also each with two Circuit breakers 11a, 11b and 11c, 11d provided. The second The gas discharge lamp 2a, 2b is connected via a filter choke 13a or 13b with the center tap 27 each of the inverters 10a, 10b connected. The output of the gas discharge lamps 2a, 2b is also via a filter capacitor 15a, or 15b with the negative DC output 4b of the mains rectifier 3 provided.

Während die elektronischen Leistungsschalter 8a, 8b beim Betrieb der Vorrichtung auf einer ersten Frequenz f1 betrieben werden, die verhältnismässig niedrig ist, typischerweise 250 Hz, werden die Leistungsschalter 11a, 11b, 11c, 11d der zweiten Wechselrichter 10a, 10b auf einer zweiten Frequenz f2 betrieben, die verhältnismässig gross ist, typischerweise im Bereich zwischen 20 und 50 kHz. Die elektronischen Leistungsschalter 11a, 11b einerseits bzw. 11c, 11d andererseits führen am Mittenabgriff 27 eine Pulsweiten-Modulation durch, so dass der Strom in den Filterdrosseln 13a, 13b um einen vorgegebenen Wert pendelt. Die Regelung des Stroms durch die Verbraucher erfolgt typischerweise über einen Microcontroller, der die Schaltzeiten der elektronischen Schalter 11a, 11b, 11c, 11d regelt. Auch eine analoge Regelung ist denkbar.During the electronic circuit breaker 8a, 8b during operation the device is operated at a first frequency f1, which is relatively low, typically 250 Hz the circuit breakers 11a, 11b, 11c, 11d of the second inverter 10a, 10b operated on a second frequency f2, the is relatively large, typically in the range between 20 and 50 kHz. The electronic circuit breakers 11a, 11b on the one hand and 11c, 11d, on the other hand, lead to the center tap 27 a pulse width modulation so that the current in the filter chokes 13a, 13b oscillates around a predetermined value. The regulation of electricity through the consumer typically takes place via a microcontroller that controls the switching times of the electronic Switch 11a, 11b, 11c, 11d controls. Also an analog regulation is conceivable.

Figur 3 zeigt den Aufbau der in Figur 2 nur schematisch dargestellten Leistungsschalter. Die Leistungsschalter sind als IGBT mit integrierter Diode ausgebildet. Typischerweise werden Leistungsschalter des Herstellers International Rectifier, Typ IRG4PSH71KD eingesetzt. Figure 3 shows the structure of the only schematically shown in Figure 2 Circuit breaker. The circuit breakers are called IGBT designed with an integrated diode. Typically, circuit breakers of the manufacturer International Rectifier, type IRG4PSH71KD used.

Die vorstehend beschriebenen Komponenten sind im Ausführungsbeispiel wie folgt dimensioniert:

  • Filterdrosseln 13a, 13b: je 500 H
  • Resonanzdrossel 14a, 14b: je 500 H
  • Filterkondensator 15a, 15b: 13.6 F
  • Resonanzkondensator 16a, 16b: 88nF
  • Zwischenkreiskondensator 5: 40 F
  • Gasentladungslampe: z.B. Mitteldruck Quecksilberdampflampe oder Hochdruck-Gasentladungslampe herkömmlicher Bauart.
  • f3: 24 kHz
    • The components described above are dimensioned in the exemplary embodiment as follows:
  • Filter chokes 13a, 13b: 500 H each
  • Resonance choke 14a, 14b: 500 H each
  • Filter capacitor 15a, 15b: 13.6 F
  • Resonance capacitor 16a, 16b: 88nF
  • DC link capacitor 5: 40 F
  • Gas discharge lamp: eg medium pressure mercury vapor lamp or high pressure gas discharge lamp of conventional design.
  • f3: 24 kHz

    • In Figur 4 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung gezeigt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäss Figur 2 wird das Ausführungsbeispiel in Figur 4 jedoch nur mit einer Gasentladungslampe 2a betrieben, so dass nur ein zweiter Wechselrichter 10a notwendig ist.In Figure 4 is an alternative embodiment of the circuit arrangement shown. The same reference symbols denote the same Components. In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 2 4, however, the exemplary embodiment is only with a gas discharge lamp 2a operated, so that only a second inverter 10a is necessary.

    Figur 5 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel. Gemäss Figur 5 ist der Netzgleichrichter 3 als PFC ausgebildet. Der Netzgleichrichter 3 ist mit sechs Leistungsschaltern 17 versehen. Die Leistungsschalter 17 werden so gesteuert, dass der über Drosseln 28 aufgenommene 3-phasen-Wechselstrom sinusförmig ist. Gleichzeitig kann die Zwischenkreisspannung über den Scheitelwert der Netzwechselspannung hochgesetzt werden. Besonders vorteilhaft lässt sich ein als PFC ausgebildeten Netzgleichrichter 3 wie in Figur 5 gezeigt in Kombination mit der Leistungseinheit 6 gemäss Figur 2 einsetzen. Der Netzgleichrichter 3 und die Leistungseinheit 6 können dabei als identische Module mit je 6 elektronischen Leistungscharten ausgebildet sein. Figur 5 zeigt zwei in Serie zueinander geschaltete elektrische Verbraucher 2a, 2c. Ein Betrieb von in Serie zueinander geschalteten Verbrauchern ist dank dem PFC möglich, der für eine höhere Ausgangsspannung sorgt.Figure 5 shows a further alternative embodiment. According to Figure 5, the line rectifier 3 is designed as a PFC. The mains rectifier 3 is provided with six circuit breakers 17. The circuit breakers 17 are controlled so that the 3-phase alternating current received via chokes 28 sinusoidal is. At the same time, the DC link voltage can exceed the peak value the mains AC voltage can be increased. Especially A line rectifier designed as a PFC can advantageously be used 3 as shown in Figure 5 in combination with the power unit Insert 6 according to Figure 2. The mains rectifier 3 and the power unit 6 can be identical modules with each 6 electronic rating cards. Figure 5 shows two electrical consumers connected in series 2a, 2c. An operation of series connected to each other Consumers are possible thanks to the PFC, which is designed for a higher output voltage provides.

    Figur 6 zeigt den Strom- bzw. den Spannungsverlauf an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung gemäss Figur 2.Figure 6 shows the current or voltage curve at different Points of the circuit arrangement according to FIG. 2.

    In der obersten Kurve eins ist die Spannung UB1 am Mittenabgriff 27 zwischen den Leistungsschaltern 11a, 11b bzw. 11c, 11d der zweiten Wechselrichter 10a bzw. 10b gezeigt. In der zweiten Darstellung ist der Strom I1 durch die Filterdrossel 13a bzw. 13b dargestellt. In der dritten Darstellung ist die Spannung U1F über den Filterkondensatoren 15a, 15b gezeigt. Die vierte Darstellung zeigt die Spannung UB2 zwischen Mittenabgriff 9 zwischen den elektronischen Leistungsschaltern 8a, 8b des ersten Wechselrichters 7 und dem negativen Gleichstromanschluss 4b. Die fünfte Darstellung zeigt, gegenüber den vorhergehenden Darstellungen in verkleinertem Massstab, die Spannung UlR über den Resonanzkondensatoren 16a, 16b.In the top curve one, the voltage UB1 is at the center tap 27 between the circuit breakers 11a, 11b and 11c, 11d of the second inverter 10a and 10b shown. In the second illustration is the current I1 through the filter choke 13a or 13b shown. In the third representation, the voltage is U1F shown above the filter capacitors 15a, 15b. The fourth representation shows the voltage UB2 between center tap 9 between the electronic circuit breakers 8a, 8b of the first Inverter 7 and the negative DC connector 4b. The fifth representation shows, compared to the previous representations on a smaller scale, the voltage UlR across the resonance capacitors 16a, 16b.

    Zum Zünden der Gasentladungslampen wird der Wechselrichter 7, das heisst dessen Leistungsschalter 8a, 8b kurzzeitig mit einer hohen Frequenz f3 von ca. 24 kHz betrieben, die der Frequenz des Resonanzkreises 12 mit Resonanzdrossel 14a, 14b und Resonanzkondensator 16a, 16b entspricht. Die Leistungsschalter erzeugen kurze Bursts von 500 Volt (siehe Spannung UB2). Dadurch ergibt sich auf Grund von Resonanzüberhöhung am Eingang der Verbraucher 2a, 2b eine Endspannung von bis zu 4 kV (siehe fünfte Darstellung). In der ersten Periode von 2 Millisekunden hat gemäss der Darstellung in Figur 6 die Resonanzüberhöhung noch nicht zu einer Zündung der Lampen 2a, 2b geführt. Deshalb wird in der zweiten Periode (2 bis 4 bis Millisekunden) der Wechselrichter 7 weiter mit der hohen Frequenz f3 betrieben, so dass durch Resonanzerhöhung in den Schwingkreisen 12 eine Zündspannung erzeugt wird. Die hohen Spannungen führen zu einer Zündung in wenigstens einer der Lampen 2a, 2b. Sobald alle Lampen gezündet haben, können die Lampen normal betrieben werden. Solche Bursts müssen nur solange erzeugt werden, bis alle elektrischen Verbraucher gezündet haben. Auf Grund der Drosseln 14a, 14b sind die Lampen 2a, 2b voneinander entkoppelt. Der Zündschwingkreis 12 wird bei jedem Umschaltvorgang angeregt und kann hohe Spannungsspitzen liefern, falls die Lampen 2a, 2b nicht bereits schon brennen.
    Nach der Zündung werden die elektronischen Schalter des ersten Wechselrichters 7 mit der vorbestimmten Frequenz f1 geschaltet, mit welcher die Lampen 2a, 2b betrieben werden sollen. Die Spannung UB2 ist gemäss der vierten Darstellung in Figur 6 eine rechteckförmige Wechselspannung.    To ignite the gas discharge lamps, the inverter 7, that is to say its circuit breaker 8a, 8b, is briefly operated at a high frequency f3 of approximately 24 kHz, which corresponds to the frequency of the resonance circuit 12 with the resonance choke 14a, 14b and resonance capacitor 16a, 16b. The circuit breakers generate short bursts of 500 volts (see voltage UB2). This results in a final voltage of up to 4 kV due to excessive resonance at the input of consumers 2a, 2b (see fifth illustration). In the first period of 2 milliseconds, as shown in FIG. 6, the excessive resonance has not yet led to the lamps 2a, 2b being ignited. Therefore, in the second period (2 to 4 to milliseconds), the inverter 7 continues to be operated at the high frequency f3, so that an ignition voltage is generated in the resonant circuits 12 by increasing the resonance. The high voltages lead to ignition in at least one of the lamps 2a, 2b. As soon as all lamps have ignited, the lamps can be operated normally. Such bursts only have to be generated until all electrical consumers have ignited. The lamps 2a, 2b are decoupled from one another due to the chokes 14a, 14b. The ignition resonant circuit 12 is excited with each switching process and can deliver high voltage peaks if the lamps 2a, 2b are not already on.
    After the ignition, the electronic switches of the first inverter 7 are switched at the predetermined frequency f1 with which the lamps 2a, 2b are to be operated. According to the fourth illustration in FIG. 6, the voltage UB2 is a rectangular AC voltage.

    Solange keine Zündung erfolgt ist, ist der durch die Lampen 2a, 2b fliessende Strom I1 im wesentlichen Null. Nach der Zündung pendelt der Betrag des Stroms I1 durch die Lampe 2a, 2b um einen vorbestimmten Wert. Die Stromrichtung hängt von der Schaltung der Schalter 8a, 8b des ersten Wechselrichters 7 ab. Im Zeitpunkt zwischen 2 und 4 ms ist der Schalter 8a geschlossen und der Lampenstrom ist negativ d.h. er fliesst vom positiven Gleichstromanschluss 4a über den Schalter 8a durch die Resonanzdrosseln 14a bzw. 14b rückwärts durch die Lampe 2a bzw. 2b zum Mittenabgriff 27 zwischen den Schaltern 11a, 11b des zweiten Wechselrichters 10a bzw. zwischen den Schaltern 11c, 11d des zweiten Wechselrichters 10b. Der Strom fliesst bei geschlossenen Schaltern 11b bzw. 11d zum negativen Gleichstromanschluss 4b, wobei sich der Betrag des Stroms erhöht. Wenn der Schalter 11b offen und der Schalter 11a geschlossen ist, sinkt der Strom wieder ab. Durch gezielte Wahl der Schaltzeiten lässt sich der Strom auf den gewünschten Wert regeln. Da die Schaltfrequenz der zweiten Wechselrichter 10a, 10b im Vergleich zur Schaltfrequenz des ersten Wechselrichters 7 hoch ist, ist der Wert des Stroms I1 verhältnismässig stabil und pendelt um den vorgegebenen Wert. Eine Synchronisierung der Frequenz f1 des ersten Wechselrichters 7 und der Frequenz f2 des zweiten Wechselrichters 10a, 10b ist nicht erforderlich.As long as no ignition has taken place, the lamp 2a, 2b flowing current I1 essentially zero. After the ignition the amount of current I1 oscillates through lamp 2a, 2b by one predetermined value. The direction of the current depends on the circuit the switch 8a, 8b of the first inverter 7. At the time the switch 8a is closed between 2 and 4 msec the lamp current is negative i.e. it flows from the positive DC connection 4a via the switch 8a through the resonance chokes 14a or 14b backwards through the lamp 2a or 2b to Center tap 27 between the switches 11a, 11b of the second Inverter 10a or between the switches 11c, 11d of the second inverter 10b. The current flows when closed Switches 11b and 11d to the negative direct current connection 4b, whereby the amount of electricity increases. If the switch 11b open and the switch 11a is closed, the current drops again from. By selecting the switching times specifically, the Regulate the current to the desired value. Since the switching frequency of the second inverter 10a, 10b compared to the switching frequency of the first inverter 7 is high, is the value of the current I1 relatively stable and oscillates around the specified value. A synchronization of the frequency f1 of the first inverter 7 and the frequency f2 of the second inverter 10a, 10b not mandatory.

    Die Spannung UB1 am Mittenabgriff 27 (siehe oberste Darstellung in Figur 6) schwingt mit der Frequenz f2 zwischen 0 V und einem Maximalwert von 500 V mit einer Rechteckform. Die Schalter 11a, 11b bzw. 11c, 11d werden mit Pulsweitenmodulation so betrieben, dass der Lampenstrom dem Sollwert entspricht.The voltage UB1 at the center tap 27 (see top illustration in Figure 6) oscillates with the frequency f2 between 0 V and one Maximum value of 500 V with a rectangular shape. The switches 11a, 11b and 11c, 11d are operated with pulse width modulation in such a way that the lamp current corresponds to the setpoint.

    Im Zeitpunkt zwischen 4 und 6 ms ist der Schalter 8b geschlossen, während der Schalter 8a geöffnet wird. Der Strom fliesst daher vom Mittenabgriff 27 durch die Lampen 2a bzw. 2b, dann durch die Resonanzdrosseln 14a, 14b und über den Leistungsschalter 8b zum negativen Gleichstromanschluss 4b.At the point in time between 4 and 6 ms, switch 8b is closed, while the switch 8a is opened. The power is on therefore from the center tap 27 through the lamps 2a and 2b, then through the resonance chokes 14a, 14b and via the circuit breaker 8b to the negative direct current connection 4b.

    In Figur 7 ist das gesamte Vorschaltgerät 19 detaillierter dargestellt. Das Vorschaltgerät 19 weist einen Netzeingangsteil 25 mit entsprechenden Sicherungen auf, die einen sicheren Betrieb des Vorschaltgeräts 19 erlauben. Sicherungen zum Überstromschutz, PTC-Widerstände zur Einschaltstrombegrenzung und ein Überspannungsableiter sind Teil des Netzeingangs 25.The entire ballast 19 is shown in more detail in FIG. The ballast 19 has a mains input part 25 with appropriate fuses that ensure safe operation allow the ballast 19. Fuses for overcurrent protection, PTC resistors for inrush current limitation and on Surge arresters are part of the network input 25.

    Dem Netzeingang 25 nachgeschaltet ist ein Netzfilter 26, der symmetrische und asymmetrische Störungen reduzieren soll.A line filter 26 is connected downstream of the line input 25 to reduce symmetrical and asymmetrical interference.

    Der Ausgang des Netzfilters 26 wird in den als Powerfactor corrector ausgebildeten Netzgleichrichter 3 geleitet.The output of the line filter 26 is in the power factor corrector trained line rectifier 3 passed.

    Der Netzgleichrichter 3 und die dem Netzgleichrichter 3 nachgeschaltete Leistungseinheit 6 sind wie in Figur 2 schematisch dargestellt als identische Module ausgebildet. Ausserdem ist ein Ausgangsfilter 29 aus Drosseln 30 und Kondensatoren 31 zur Reduktion von Abstrahlungen vorgesehen.The line rectifier 3 and the line rectifier 3 connected downstream Power unit 6 are schematic as in Figure 2 shown as identical modules. In addition, is a Output filter 29 from chokes 30 and capacitors 31 for reduction provided by radiation.

    Der Ausgangsfilter 29 ist mit den beiden Gasentladungslampen 2a, 2b verbunden. Der von den Lampen 2a, 2b aufgenommene Strom wird mit Stromsensoren 32 gemessen. Die gemessenen Stromwerte dienen zur Regelung des Stroms. Sie werden dazu in die Eingänge 23 des Microcontrollers 21 eingegeben. Weitere Stromsensoren 33 dienen zum Messen der Stromaufnahme des Netzgleichrichters 3 und zur Regelung des als PFC ausgebildeten Netzgleichrichters 3.The output filter 29 is connected to the two gas discharge lamps 2a, 2b connected. The current consumed by the lamps 2a, 2b measured with current sensors 32. The measured current values serve to regulate the current. You will be in the inputs 23 of the Microcontrollers 21 entered. Other current sensors 33 are used for measuring the current consumption of the mains rectifier 3 and Regulation of the mains rectifier designed as a PFC 3.

    Der Strom durch die Lampen 2a, 2b wird mit den Stromsensoren individuell gemessen. Der Lampenstrom und damit die Lampenleistung kann daher individuell auf einen Sollwert geregelt werden. Zur Regelung dient der Microcontroller, der die Leistungsschalter ansteuert.The current through the lamps 2a, 2b becomes individual with the current sensors measured. The lamp current and thus the lamp power can therefore be individually regulated to a setpoint. to Regulation serves the microcontroller, which is the circuit breaker controls.

    Typischerweise werden herkömmliche UV Gasentladungslampen verwendet. Das Vorschaltgerät 19 ermöglicht es, die Lampen mit einer Leistung von bis zu zwei mal 10 Kw zu betreiben.Conventional UV gas discharge lamps are typically used. The ballast 19 allows the lamps with a Operate power of up to two times 10 Kw.

    Es ist auch denkbar, mit der Schaltungsanordnung mehr als zwei elektrische Verbraucher parallel zueinander zu betreiben. Dazu wird je ein weiterer zweiter Wechselrichter vorgesehen und jeder Verbraucher wird mit dem Mittenabgriff zwischen den elektronischen Leistungsschaltern des ersten Wechselrichters einerseits und je mit dem Mittenabgriff zwischen den Schaltern eines der zweiten Wechselrichter verbunden.It is also conceivable with the circuit arrangement more than two to operate electrical consumers in parallel. To a further second inverter is provided and each Consumer is using the center tap between the electronic Circuit breakers of the first inverter on the one hand and each with the center tap between the switches one of the second inverter connected.

    Claims (16)

    Schaltungsanordnung (1) zur Ansteuerung wenigstens eines elektrischen Verbrauchers (2a, 2b) mit einem Wechselstrom mit einer ersten vorbestimmbaren Frequenz (f1) insbesondere für eine Hochdruckgasentladungslampe, mit
    einem Netzgleichrichter (3) mit einem parallel zum Gleichstromausgang (4a, 4b) geschalteten Zwischenkreiskondensator (5)
    und mit einer Leistungseinheit (6) zum Erzeugen des Wechselstroms mit einem ersten Wechselrichter (7) mit zwei elektronischen Leistungsschaltern (8a, 8b), welche alterniertend mit der ersten vorbestimmbaren Frequenz (f1) schaltbar sind, wobei je ein Leistungsschalter (8a, 8b) je mit einem Gleichspannungsausgang (4a, 4b) des Netzgleichrichters (3) verbunden ist ,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltanordnung (1) pro elektrischen Verbraucher (2a, 2b) je einen weiteren, zweiten Wechselrichter (10a, 10b) mit je zwei elektronischen Leistungsschaltern (11a, 11b, 11c, 11d) aufweist, welche alternierend mit einer zweiten vorbestimmbaren Frequenz (f2) schaltbar sind, wobei je ein Leistungsschalter (11a, 11b, 11c, 11d) der zweiten Wechselrichter je mit einem Gleichstromausgang (4a, 4b) des Netzgleichrichters (3) verbunden ist,
    wobei jeder elektrische Verbraucher (2a, 2b) einerseits mit dem Mittenabgriff (9) zwischen den Leistungsschaltern (8a, 8b) des ersten Wechselrichters (7) verbunden ist und wobei andererseits je ein elektrischer Verbraucher (2a, 2b) mit dem Mittenabgriff (27) zwischen den Leistungsschaltern (11a, 11b, 11c, 11d) je eines der zweiten Wechselrichter (10a, 10b) verbunden ist.     Circuit arrangement (1) for controlling at least one electrical consumer (2a, 2b) with an alternating current with a first predeterminable frequency (f1), in particular for a high-pressure gas discharge lamp
    a mains rectifier (3) with an intermediate circuit capacitor (5) connected in parallel to the direct current output (4a, 4b)
    and with a power unit (6) for generating the alternating current with a first inverter (7) with two electronic power switches (8a, 8b) which can be switched alternately with the first predeterminable frequency (f1), one power switch (8a, 8b) each is each connected to a DC voltage output (4a, 4b) of the mains rectifier (3),
    characterized in that the switching arrangement (1) for each electrical consumer (2a, 2b) has a further, second inverter (10a, 10b) each with two electronic power switches (11a, 11b, 11c, 11d), which alternate with a second predeterminable one Frequency (f2) can be switched, one power switch (11a, 11b, 11c, 11d) each of the second inverters being connected to a direct current output (4a, 4b) of the mains rectifier (3),
    Each electrical consumer (2a, 2b) is connected on the one hand to the center tap (9) between the circuit breakers (8a, 8b) of the first inverter (7) and on the other hand one electrical consumer (2a, 2b) is connected to the center tap (27) one of the second inverters (10a, 10b) is connected between the circuit breakers (11a, 11b, 11c, 11d).         Schaltungsanordnung, insbesondere nach Anspruch 1, zur Ansteuerung von wenigstens zwei elektronischen Verbrauchern (2a, 2b) mit einem Wechselstrom mit einer ersten vorbestimmbaren Frequenz (f1), insbesondere für eine Hochdruckgasentladungslampe,
    mit einem Netzgleichrichter (3) mit einem parallel zum Gleichstromausgang (4a, 4b) geschalteten Zwischenkondensator (5)
    und mit einer Leistungseinheit (6) zum Erzeugen des Wechselstroms mit einem ersten Wechselrichter (7) mit zwei elektronischen Leistungsschaltern (8a, 8b), welche alternierend mit einer ersten vorbestimmbaren Frequenz (f1) schaltbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass je ein Leistungsschalter (8a, 8b) mit einem Gleichstromausgang (4a, 4b) des Netzgleichrichters (3) verbunden ist
    und dass mit dem Mittenabgriff (9) zwischen den Leistungsschaltern (8a, 8b) wenigstens zwei, parallel zueinander geschaltete elektrische Verbraucher (2a, 2b) verbunden sind.    Circuit arrangement, in particular according to claim 1, for controlling at least two electronic consumers (2a, 2b) with an alternating current with a first predeterminable frequency (f1), in particular for a high-pressure gas discharge lamp,
    with a mains rectifier (3) with an intermediate capacitor (5) connected in parallel to the direct current output (4a, 4b)
    and with a power unit (6) for generating the alternating current with a first inverter (7) with two electronic power switches (8a, 8b) which can be switched alternately with a first predeterminable frequency (f1),
    characterized in that a power switch (8a, 8b) is connected to a direct current output (4a, 4b) of the mains rectifier (3)
    and that at least two electrical consumers (2a, 2b) connected in parallel to one another are connected to the center tap (9) between the circuit breakers (8a, 8b).         Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzgleichrichter (3) als PFC ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the mains rectifier (3) is designed as a PFC. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass der oder die zweiten Wechselrichter (10a, 10b) Pulsweiten moduliert sind.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second inverter or inverters (10a, 10b) are modulated pulse widths. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichter (7, 10a, 10b) als resonante Endstufe ausgebildet sind. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inverters (7, 10a, 10b) are designed as a resonant output stage. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreiskondensator (5) als Folienkondensator ausgebildet ist.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate circuit capacitor (5) is designed as a film capacitor. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oder den als Gasentladungslampe ausgebildeten elektrischen Verbrauchern (2a, 2b) und dem Mittenabgriff (9) des ersten Wechselrichters (7) je ein Resonanzkreis (12) angeordnet ist und dass der erste Wechselrichter (7) zum Zünden der Gasentladungslampen (2a, 2b) mit einer Frequenz (f3) betreibbar ist, die der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises (12) entspricht.Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the one or more electrical consumers designed as a gas discharge lamp (2a, 2b) and the center tap (9) of the first inverter (7) a resonance circuit (12) is arranged and that first inverter (7) for igniting the gas discharge lamps (2a, 2b) can be operated at a frequency (f3) which corresponds to the resonance frequency of the resonance circuit (12). Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungseinheit (6) als Wechselrichter-Zündeinheit mit sechs Leistungsschaltern (8a, 8b; 11a, 11b, 11c, 11d) ausgebildet ist, welche ausgangsseitig mit vier Drosseln (13a, 13b, 14a, 14b) und Kondensatoren (15a, 15b, 16a, 16b) versehen ist,
    wobei die mit dem Mittenabgriff (9) des ersten Wechselrichters (7) verbundenen Drosseln (14a, 14b) mit den angeschlossenen Kondensatoren (16a, 16b) den Resonanzkreis (12) bilden.    Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the power unit (6) is designed as an inverter ignition unit with six power switches (8a, 8b; 11a, 11b, 11c, 11d), which has four chokes (13a, 13b, 14a, 14b) on the output side ) and capacitors (15a, 15b, 16a, 16b) is provided,
    wherein the chokes (14a, 14b) connected to the center tap (9) of the first inverter (7) form the resonant circuit (12) with the connected capacitors (16a, 16b).         Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Netzgleichrichter (3) und die Leistungseinheit (6) als miteinander verbindbare und voneinander trennbare Module ausgebildet sind.Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the mains rectifier (3) and the power unit (6) are designed as modules which can be connected to and separated from one another. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungseinheit (6) und der Netzgleichrichter (3) als identische Leistungsmodule ausgebildet sind. Circuit arrangement according to Claim 9, characterized in that the power unit (6) and the line rectifier (3) are designed as identical power modules. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsleistung der Schaltungsanordnung stufenlos regelbar ist/dass die Schaltungsanordnung stromlos schaltbar istCircuit arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that the output power of the circuit arrangement is continuously adjustable / that the circuit arrangement can be switched currentless Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Serie geschaltete elektrische Verbraucher (2a, 2c) vorgesehen sind.Circuit arrangement according to one of claims 3 to 11, characterized in that two electrical consumers (2a, 2c) connected in series are provided. Vorrichtung (18) zur Abgabe von UV-Strahlen, insbesondere zum Polymerisieren von Druckfarben in einer Druckmaschine, mit wenigstens einer, vorzugsweise wenigstens zwei UV-Hochdruckgasentladungslampen (2a, 2b, 2c),
    mit einem Vorschaltgerät (19), das mit einer Schaltungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 versehen ist.    Device (18) for emitting UV rays, in particular for polymerizing printing inks in a printing press, with at least one, preferably at least two UV high-pressure gas discharge lamps (2a, 2b, 2c),
    with a ballast (19) which is provided with a circuit arrangement (1) according to one of claims 1 to 12.         Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit Eingängen (23) und/oder Ausgängen (24) zur Eingabe von Steuersignalen und/oder zur Ausgabe von Messwerten versehen ist.Device according to claim 13, characterized in that the device is provided with inputs (23) and / or outputs (24) for the input of control signals and / or for the output of measured values. Verfahren zum Betreiben einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wechselrichter (10) mit einer Frequenz (f2) im Bereich von 20 bis 50 kHz betrieben wird und dass der erste Wechselrichter (7) mit einer Frequenz (f1) von etwa 250 Hz betrieben wird.    Method for operating a circuit arrangement according to one of claims 1 to 13,
    characterized in that the second inverter (10) is operated at a frequency (f2) in the range from 20 to 50 kHz and in that the first inverter (7) is operated at a frequency (f1) of approximately 250 Hz.         Verfahren nach Anspruch 14 zum Betreiben einer Gasentladungslampe, insbesondere einer Hochdruckgasentladungslampe,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen eines Zündimpulses der erste Wechselrichter (7) mit einer Frequenz (f3) betrieben wird, die der Resonanzfrequenz eines dem Verbraucher (2a, 2b) vorgeschalteten Resonanzkreises (12) entspricht.    Method according to Claim 14 for operating a gas discharge lamp, in particular a high-pressure gas discharge lamp,
    characterized in that, in order to generate an ignition pulse, the first inverter (7) is operated at a frequency (f3) which corresponds to the resonance frequency of a resonance circuit (12) connected upstream of the consumer (2a, 2b).
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