EP1377135B1 - Entladungslampenbetriebsschaltung mit Schaltung zur Detektion der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb - Google Patents

Entladungslampenbetriebsschaltung mit Schaltung zur Detektion der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb Download PDF

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EP1377135B1
EP1377135B1 EP03012453A EP03012453A EP1377135B1 EP 1377135 B1 EP1377135 B1 EP 1377135B1 EP 03012453 A EP03012453 A EP 03012453A EP 03012453 A EP03012453 A EP 03012453A EP 1377135 B1 EP1377135 B1 EP 1377135B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit
lamp
operating
regulation
current
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP03012453A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1377135A2 (de
EP1377135A3 (de
Inventor
Olaf Busse
Markus Heckmann
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Publication date
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Publication of EP1377135A2 publication Critical patent/EP1377135A2/de
Publication of EP1377135A3 publication Critical patent/EP1377135A3/de
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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
    • H05B41/295—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
    • H05B41/298—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2981—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2986—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp

Definitions

  • the invention relates to an operating circuit for discharge lamps.
  • the invention refers to operating circuits that supply the discharge lamp with a high-frequency power supply, which is obtained via an oscillator circuit from a power supply.
  • the invention relates to the case where the power supply to the oscillator circuit is due to an AC power supply being rectified.
  • Such operating circuits are commonplace, especially in low-pressure discharge lamps, and therefore need not be explained in detail.
  • the oscillator circuit supplies a so-called load circuit, in which the discharge lamp is connected, and which is traversed by a high-frequency lamp current generated by the oscillator circuit.
  • the load circuit defines a resonant frequency that is influenced by various electrical parameters of the load circuit and, among other things, also depends on the operating state of the discharge lamp. Efforts are made to operate the load circuit in continuous operation of the discharge lamp relatively close to the resonant frequency. This has the advantage of low phase shifts between current and voltage and thus low reactive currents. This benefits in the component dimensioning, in particular a lamp choke.
  • the oscillator circuit generating the high-frequency power supply regularly includes switching elements. At low phase shifts due to a resonance-near operation, the switching losses in the switching elements are relatively small. This has advantages in terms of the efficiency of the operating circuit as well as the thermal load and the dimensioning of the switching elements.
  • the operating circuits can not easily be relatively accurate set to a resonance-near operation. Rather, for safety reasons, a relatively large distance from the nominal resonant frequency is maintained, which takes into account the listed variations and tolerances. This results in higher component costs and increased space requirements due to correspondingly larger dimensions and efficiency losses.
  • the comparison takes place at a turn-off edge of a switching transistor of a half-bridge oscillator circuit.
  • the invention is based on the technical problem of further improving an operating circuit for a discharge lamp having an oscillator circuit and a detection circuit for detecting the proximity to a capacitive operation of the load circuit.
  • the invention relates to an operating circuit of the type shown, wherein the detection circuit detects the height of the variations of the power supply corresponding fluctuations of the lamp current or a manipulated variable of a lamp control circuit.
  • the invention is characterized by a particularly favorable form of recognition of proximity to the capacitive operation by the detection circuit.
  • the detection circuit detects in a variant of the invention, the height of fluctuations of the lamp current corresponding to the frequency of the power supply.
  • the oscillator circuit is supplied with a rectified AC power supply
  • the supply power of the oscillator circuit varies with the variations of the rectified supply voltage (so-called DC link voltage) due to the AC frequency.
  • the DC link voltage is thus modulated at twice the frequency of the original AC voltage.
  • the doubling of the frequency is a consequence of the rectification. It is also theoretically conceivable that no frequency doubling occurs here; In any case, the modulation of the intermediate circuit voltage is related to the frequency of the original AC voltage.
  • This DC link voltage modulation is usually still measurable in the lamp current itself, even if the lamp current is determined by a current or power control circuit, which forms a preferred embodiment of the invention. Control circuits are limited depending on the technical complexity in a position to attenuate this modulation. If no control circuit is provided, the modulation of the DC link voltage is more noticeable in the lamp current.
  • the rectified AC power supply is converted by a PFC circuit (Power Factor Correction, so-called power factor correction) to a substantially constant DC voltage.
  • the PFC circuit serves to limit the harmonic content of the power consumption from the AC voltage network and usually charges a storage capacitor to the intermediate circuit DC voltage.
  • the DC link voltage is then modulated to some extent according to the AC voltage frequency.
  • the magnitude of the lamp current variations depends on the proximity to the resonant frequency and hence the proximity to the capacitive operation. This follows from the increase of the lamp current with increasing resonance proximity on the one hand and the modulation of the resonance proximity by the intermediate circuit voltage modulation on the other hand.
  • the level of fluctuations in the lamp current provides a particularly simple way of detecting proximity to capacitive operation.
  • this is a variable signal, for example, with the double mains frequency of the AC voltage network, which does not offer any significant metrological difficulties.
  • the conventional solutions for detecting the proximity to the capacitive operation associated with the operating frequency of the oscillator circuit itself and must be related to these phases which requires a considerably higher circuit complexity.
  • the lamp current must in many cases be measured for other reasons, for example in order not to exceed certain maximum values for safety reasons or to carry out the already mentioned current regulation. Then the invention is associated with a lower additional effort.
  • variable supply In the general wording of the invention in claim 1 and claim 2 is referred to by a variable supply.
  • This can, as stated above, be a rectified AC power supply on the one hand.
  • the invention also includes the case that the operating circuit is operated on a DC voltage source. Then eliminates the need for a rectifier or an already provided rectifier is ineffective.
  • the DC voltage or DC link voltage can be deliberately modulated.
  • this also has the advantage that as a result of the modulation results in a widening of the frequency spectrum of transmitted by the operating circuit to the DC voltage source high-frequency interference.
  • variable utility services in the sense of the claims can therefore also be consciously modulated DC supply services.
  • the invention also contemplates combination operating circuits which are intended for operation both on DC and AC sources.
  • the invention is directed alternatively to a detection of the height of the fluctuations of the lamp current even to the case that the lamp current is determined by a control circuit for controlling the load circuit, ie in particular the lamp current or the lamp power, in which case a manipulated variable of the control circuit, So the changes in the control circuit in the effort of the control circuit to keep the controlled variable, is detected.
  • the manipulated variable could then be understood as an illustration of the lamp current fluctuations, even if the latter does not occur or only to a small extent.
  • the control circuit preferably has an I-control element, that is to say an integrating element, in order to compensate for the comparatively slow parameter changes in the discharge lamp in the sense of the described impedance changes due to aging or other long-term fluctuations.
  • I-control element that is to say an integrating element
  • P-control element proportional element
  • another additional device for better consideration of the intermediate circuit voltage modulation.
  • control circuit and the rest of the control of the oscillator circuit can be effected by an integrated digital circuit, which only has to have a few additional functions.
  • digital circuit may be a programmable circuit or a so-called microcontroller, wherein the additional effort required for the invention may be limited to a mere software supplement.
  • Such a digital control circuit or such a microcontroller can in particular in addition to the control of the oscillator circuit and the control of the mentioned PFC circuit take over.
  • the operating circuit in the detection of a certain proximity to the capacitive operation is not, as in the prior art, switched off, but at least as a rule continues to operate.
  • the recognition of the proximity to the capacitive operation should thus lead to an influence on the mode of operation, so that this proximity is at least not further amplified or even reduced in order to be able to continue the operation.
  • the operating frequency of the oscillator circuit could be directly influenced.
  • the preferred solution in the case of a control circuit is to reduce the current setpoint or power setpoint of the current control circuit, which can have an indirect influence on the frequency.
  • the Operating circuit according to the invention thus designed to not approach too close to the capacitive operation in continuous operation and to counteract a further approximation when too close, but to continue the lamp operation. For this purpose, it is tolerated in particular to possibly change fixed parameters, such as the operating frequency or the lamp current, if necessary. In fact, from the point of view of the invention, it is more tolerable for the discharge lamp to become slightly darker in such cases than completely switched off.
  • the detection circuit compares the magnitude of the fluctuations with a predetermined threshold value and, as long as the threshold value is not exceeded, does not further influence the operation. If the threshold value is exceeded, the detection circuit can continuously change the operating frequency, the control setpoint value or another variable either in accordance with a control relationship or also change it by a predetermined fixed value, as shown in the exemplary embodiment. In any case, the comparison with the threshold value preferably gives a function of the detection circuit which normally does not influence the operation.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a control device according to the invention
  • FIG. 2 a schematically shows the relationship between the intermediate circuit voltage, the discharge lamp current and the qualitative current form in switching elements of an oscillator circuit in an operating circuit according to the invention
  • FIG. 2b corresponds to FIG. 2a, but relates to a resonance-near operating state
  • FIG. 3 shows a block diagram of a program sequence in a control circuit of the operating circuit from FIG. 1.
  • reference numeral 1 denotes a low-pressure discharge lamp with two filament electrodes 2 and 3.
  • a ground terminal 4 and a DC link supply voltage 5 is a known per se oscillator half-bridge circuit with two switching transistors 6 and 7.
  • a high-frequency supply voltage for the discharge lamp 1 can be generated from the voltage applied to the terminal 5 rectified DC link supply voltage, which is obtained via a known rectifier bridge circuit with a PFC circuit from a mains voltage.
  • the PFC circuit which is not shown in FIG. 1, may be a so-called boost converter whose structure is known per se and is not of particular interest to the invention. It can also be another PFC circuit. However, despite PFC circuit remains a certain residual modulation of the intermediate circuit voltage with twice the mains frequency, usually at 100 Hz.
  • a so-called coupling capacitor 9 serves to decouple the discharge lamp 1 from DC components;
  • the lamp inductor 10 is used in particular to compensate for the locally negative derivation of the current-voltage characteristic of the discharge lamp 1.
  • the operating circuit is completely conventional.
  • the control terminals of the switching transistors 6 and 7, as indicated by dashed lines in Figure 1 controlled by control signals from a digital control circuit 12.
  • the digital control circuit 12 is a programmable microcontroller and detects via a measuring resistor 13 a signal indicating the magnitude of the current through the lamp inductor 10 signal.
  • control circuit 12 includes a current control circuit which controls the lamp current picked off via the resistor 13 to a substantially constant value I lamp .
  • the mode of operation of the control circuit 12 is shown in more detail in FIG.
  • the control circuit 12 can therefore measure the lamp current I Lamp via the measuring resistor 13, furthermore regulates the operating frequency of the half-bridge oscillator with the switching transistors 6 and 7 to a constant Lamp current and, finally, by evaluating the remaining modulation of the lamp current amplitude as a result of the modulation of the DC link voltage is able to detect an operation lying too close to a capacitive operation.
  • a threshold value is used for the difference between the lamp current amplitude maximum I max and minimum I min shown in FIGS. 2 a and 2 b.
  • FIGS. 2 a and 2 b schematically show the qualitative form of the fluctuations mentioned for a resonance-related but favorable operating state shown in FIG. 2 a and an unfavorable operating state shown in FIG. 2 b.
  • the lamp current is shown with its envelope, which illustrates the variations of the amplitude with the intermediate circuit voltage U zw .
  • the lamp current I Lamp oscillates at the operating frequency of the half-bridge oscillator circuit, which is indicated only schematically in FIGS. 2a and 2b.
  • FIG. 3 shows, in the form of a block diagram, the mode of operation of the operating circuit from FIG. 1.
  • the illustrated sequence runs as software stored in the microcontroller 12.
  • a measured intermediate circuit voltage (between the points 4 and 5 in FIG. 1) Uzw is subtracted from a desired intermediate value voltage U ZW target .
  • the difference is integrated via an integration element symbolized with I, multiplied by a normalization constant designated by k 3 , and used to control the PFC circuit (not shown in FIG. 1) to a constant output voltage.
  • the switching operations of a switching transistor of the PFC circuit such as a boost converter, clocked accordingly, ie ultimately changed the operating frequency of the switching transistor so that the output voltage and thus the intermediate circuit voltage U zw is as constant as possible.
  • This intermediate circuit voltage outputs the PFC circuit via the points 4 and 5 in FIG. 1 to the half-bridge oscillator formed by the switching transistors 6 and 7 and the load circuit containing the lamp 1.
  • the half-bridge oscillator with the switching transistors 6 and 7 supplies the current flowing through the lamp 1 lamp current I lamp, which is measured via the sensing resistor 13 by the microcontroller 12th This is symbolized by the arrow emerging from the half-bridge oscillator in FIG. 3 to the right.
  • the lamp current is rectified and amplified by the elements labeled with the corresponding electrotechnical switching symbols, then in a designated PT 1 Low-pass filter in the sense of averaging filtered and finally ADkonelt.
  • This detection circuit calculates the fluctuations of the lamp current amplitude over a period of 10 ms, i. the difference between the maximum and the minimum of the lamp current amplitude or the envelope within the said period. If this difference exceeds a value of, for example, 50 mA, the detection circuit increases its output signal, otherwise it lowers it. The detection circuit thus assumes that in the normal case no output signal is necessary and in this normal case has the output signal 0 (which is also not further reduced). If the threshold of 50 mA is exceeded, the output signal is increased by a certain fixed value and increased again by this fixed amount after the expiry of the 10 ms period, as long as the 50 mA threshold is exceeded.
  • the output signal is lowered stepwise, with preferably smaller increments than the increase being used. This happens up to an output signal of 0, unless the threshold value for the lamp current fluctuations is exceeded again beforehand.
  • the detection circuit thus detects by means of the threshold value too close to the capacitive operation, reacts with an output signal to this detection and drives the output signal back slowly as soon as this detection no longer applies.
  • the described output signal is limited in consideration of conceivable measurement errors and then subtracted in the symbolized by a minus sign differential element of a lamp current setpoint I Lamp Soll . From this corrected lamp current setpoint, in turn, the average value of the lamp current I Lamp averaged by the digital mean value element is subtracted.
  • the difference between them is integrated and multiplied by the normalization constant symbolized by k 1 .
  • the integrated and normalized difference between the lamp current setpoint corrected by the detection circuit and the lamp current actual value is then added to the value in the symbol symbolized by a circle in accordance with the arrow described with offset in order to perform an operating point adjustment.
  • This value stands for a period duration, which in turn is limited with regard to conceivable measurement errors and used to drive the switching transistors 6 and 7 of the half-bridge oscillator.
  • the PFC circuit is regulated to a constant intermediate circuit voltage with a setpoint U ZW target .
  • the modulation of the intermediate circuit voltage transmitted by the PFC circuit influences the lamp current via the half-bridge oscillator, which is regulated by a second control circuit to a lamp current desired value I lamp desired .
  • a simple slow 1-loop application because only long-term drift effects must be considered.
  • This lamp current setpoint is corrected by a third control circuit, in which the detection circuit is connected, so that the threshold value of 50 mA for the lamp current amplitude modulation is not permanently exceeded.
  • the invention has only a slow further control loop in the sense of an additional software branch, for which no further measured value determination is necessary. Rather, the already measured and digitized lamp current is used.
  • the illustrated control can be supplemented by a further control element in the lamp current control circuit, with which the 100 Hz modulation of the lamp current is attenuated.
  • a simple I-controller a PI controller can be used. This does not change the fact that, albeit smaller, lamp current modulations remain. Even if the Lampenstromomodulationen would be completely compensated, they could so far for the inventive detection of proximity to the capacitive operation use, as the control signal of the lamp current control circuit is used as a representative of the fluctuations of the lamp current. The fluctuations of the lamp current would then to a certain extent only exist in terms of control technology and no longer physically available.
  • the invention also relates to this variant. Incidentally, even with perfect lamp current regulation, the current would break in the capacitive range.
  • the intermediate circuit voltage U zw in FIG. 2 or between the connection 5 and ground 4 in FIG. 1 could also be a deliberately modulated voltage from a DC voltage source. This would not change the principle of this embodiment. In this case, however, the PFC circuit would be superfluous.
  • the invention thus makes it possible, with a small additional outlay, to achieve a very precise tuning of the operating circuit, despite component tolerances and lamp aging processes, to an average resonance-related continuous operation.
  • the lamp operation continues and made only a certain power reduction due to the change of the current setpoint. From the perspective of the user, the lamp, which shines with barely noticeably reduced brightness, is far less expensive than a non-functional lamp.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Betriebsschaltung für Entladungslampen.
  • Sie bezieht sich dabei auf Betriebsschaltungen, die die Entladungslampe mit einer Hochfrequenzversorgungsleistung versorgen, die über eine Oszillatorschaltung aus einer Versorgungsleistung gewonnen wird. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf den Fall, dass die Versorgungsleistung für die Oszillatorschaltung auf eine Wechselspannungsversorgungsleistung zurückgeht, die gleichgerichtet wird. Solche Betriebsschaltungen sind allgemein üblich, insbesondere bei Niederdruckentladungslampen, und müssen daher nicht in Einzelheiten erläutert werden.
    • Stand der Technik
  • Die Oszillatorschaltung versorgt dabei einen sogenannten Lastkreis, in den die Entladungslampe geschaltet ist, und der von einem durch die Oszillatorschaltung erzeugten hochfrequenten Lampenstrom durchflossen wird. Der Lastkreis definiert dabei eine Resonanzfrequenz, die durch verschiedene elektrische Parameter des Lastkreises beeinflusst wird und u.a. auch vom Betriebszustand der Entladungslampe abhängt. Man ist bemüht, den Lastkreis im Dauerbetrieb der Entladungslampe relativ nah an der Resonanzfrequenz zu betreiben. Dies hat den Vorteil geringer Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung und damit geringer Blindströme. Davon profitiert man bei der Bauteildimensionierung insbesondere einer Lampendrossel. Im übrigen enthält die die Hochfrequenzversorgungsleistung erzeugende Oszillatorschaltung regelmäßig Schaltelemente. Bei geringen Phasenverschiebungen infolge eines resonanznahen Betriebes sind die Schaltverluste in den Schaltelementen relativ klein. Dies hat Vorteile im Hinblick auf die Effizienz der Betriebsschaltung sowie auf die thermische Belastung und die Dimensionierung der Schaltelemente.
  • Im Regelfall wird angestrebt, im sogenannten induktiven Bereich zu arbeiten, also mit einer gegenüber der Resonanzfrequenz des Lastkreises erhöhten Betriebsfrequenz der Oszillatorschaltung. Dabei muss man allerdings vermeiden, dass die Betriebsfrequenz der Oszillatorschaltung kleiner wird als die Resonanzfrequenz, weil sich im kapazitiven Betrieb, also bei kleinerer Betriebsfrequenz als die Resonanzfrequenz, störende Stromspitzen in den Schaltelementen und andere Schwierigkeiten ergeben können. Insbesondere kann sich durch eine Fehlsynchronisation zwischen den Schaltzeitpunkten und dem Lampendrosselstrom im kapazitiven Betrieb eine ausgeprägte positive Stromspitze zu Beginn einer von einem Schaltelement getragenen Lampenstromhalbwelle ergeben. Es wird also insgesamt angestrebt, möglichst nah an der Resonanzfrequenz zu arbeiten, wobei jedoch ein Unterschreiten derselben möglichst nicht oder nur begrenzt auftreten soll.
  • Allerdings treten infolge von Temperaturänderungen und Alterungsprozessen wie Elektrodenabbrand, Quecksilberdiffusion in Leuchtstoffen und anderen Alterungsphänomenen sowie auch infolge der Exemplarstreuung zwischen verschiedenen individuellen Entladungslampen Schwankungen der Lampenimpedanz (bezogen auf den Dauerbetrieb) auf.
  • Infolge dieser Lampenimpedanzschwankungen und der üblichen Bauteiltoleranzen lassen sich die Betriebsschaltungen nicht ohne weiteres relativ genau auf einen resonanznahen Betrieb einstellen. Vielmehr wird aus Sicherheitsgründen ein relativ großer Abstand von der nominellen Resonanzfrequenz gehalten, der die aufgeführten Schwankungen und Toleranzen berücksichtigt. Daraus entstehen höhere Bauteilkosten und erhöhter Platzbedarf wegen entsprechend größerer Dimensionierung sowie Effizienzeinbußen.
  • Daher ist bereits versucht worden, Betriebsschaltungen der dargestellten Bauart mit Detektionsschaltungen zum Erkennen der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb des Lastkreises auszustatten. Beispielsweise zeigt die US 6 331 755 in ihrer Figur 5 einen Widerstand RCS zum Messen eines Lampendrosselstroms und einen Komparator COMP zum Vergleichen dieses Drosselstroms mit einem Schwellenwert. Der Vergleich findet an einer Ausschaltflanke eines Schalttransistors einer Halbbrückenoszillatorschaltung statt. Je näher die Betriebsfrequenz der Resonanzfrequenz und damit dem kapazitiven Betrieb kommt, umso kleiner wird nicht nur ein vorzeichenumgekehrter Einschaltpeak der Messspannung an dem Widerstand RCS, sondern umso stärker sinkt auch die Messspannung am Ende der Einschaltzeit des erwähnten Schalttransistors ab. Damit kann mit dem Schwellenwert ein Grenzzustand eingestellt werden, bei dem die Schaltung insgesamt ausgeschaltet wird (in der dortigen Figur 6 rechts eingezeichnet), wenn der Betrieb zu resonanznah wird.
  • Aus EP-A-338109 ist bekannt, daß zum Beispiel bei Einbrüchen der Zwischenkreisspannung, der Lastkreis kapazitiv werden kann.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zu Grunde, eine Betriebsschaltung für eine Entladungslampe mit einer Oszillatorschaltung und einer Detektionsschaltung zum Erkennen der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb des Lastkreises weiter zu verbessern.
  • Die Erfindung betrifft eine Betriebsschaltung des dargestellten Typs, bei der die Detektionsschaltung die Höhe von den Veränderungen der Versorgungsleistung entsprechenden Schwankungen des Lampenstroms oder einer Stellgröße einer Lampenregelschaltung erfasst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung zeichnet sich durch eine besonders günstige Form der Erkennung der Nähe zu dem kapazitiven Betrieb durch die Detektionsschaltung aus. Dazu erfasst die Detektionsschaltung bei einer Variante der Erfindung die Höhe von Schwankungen des Lampenstroms entsprechend der Frequenz der Versorgungsleistung. Wenn die Oszillatorschaltung mit einer gleichgerichteten Wechselspannungs-Versorgungsleistung versorgt wird, schwankt die Versorgungsleistung der Oszillatorschaltung mit den durch die Wechselspannungsfrequenz gegebenen Schwankungen der gleichgerichteten Versorgungsspannung (sogenannte Zwischenkreisspannung). Die Zwischenkreisspannung ist also mit der doppelten Frequenz der ursprünglichen Wechselspannung moduliert. Die Verdoppelung der Frequenz ist eine Folge der Gleichrichtung. Es ist theoretisch auch denkbar, dass hier keine Frequenzverdoppelung auftritt; jedenfalls steht die Modulation der Zwischenkreisspannung in Beziehung zu der Frequenz der ursprünglichen Wechselspannung.
  • Diese Zwischenkreispannungsmodulation ist in aller Regel noch im Lampenstrom selbst messbar, und zwar auch dann, wenn der Lampenstrom durch eine Strom- oder Leistungsregelschaltung bestimmt wird, was eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bildet. Regelschaltungen sind je nach technischem Aufwand nur begrenzt in der Lage, diese Modulation abzuschwächen. Wenn keine Regelschaltung vorgesehen ist, ist die Modulation der Zwischenkreisspannung umso mehr im Lampenstrom erkennbar.
  • Dies gilt übrigens auch für den Fall, der ebenfalls eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, dass die gleichgerichtete Wechselspannungs-Versorgungsleistung durch eine PFC-Schaltung (Power Factor Correction, sogenannte Leistungsfaktorkorrektur) zu einer weitgehend konstanten Gleichspannung gewandelt wird. Die PFC-Schaltung dient zur Begrenzung des Oberwellengehalts der Leistungsaufnahme aus dem Wechselspannungsnetz und lädt in der Regel einen Speicherkondensator auf die Zwischenkreisgleichspannung auf. Die Zwischenkreisspannung ist auch dann in gewissem Umfang entsprechend der Wechselspannungsfrequenz moduliert.
  • Die Höhe der Lampenstromschwankungen hängt von der Nähe zu der Resonanzfrequenz und damit von der Nähe zu dem kapazitiven Betrieb ab. Dies folgt aus der Zunahme des Lampenstroms mit zunehmender Resonanznähe einerseits und der Modulation der Resonanznähe durch die Zwischenkreisspannungsmodulation andererseits.
  • Damit bietet die Höhe der Schwankungen des Lampenstroms eine besonders einfache Möglichkeit zur Erfassung der Nähe zum kapazitiven Betrieb. Insbesondere handelt es sich dabei um ein beispielsweise mit der doppelten Netzfrequenz des Wechselspannungsnetzes veränderliches Signal, das insoweit keine wesentlichen messtechnischen Schwierigkeiten bietet. Andererseits sind die konventionellen Lösungen zur Erfassung der Nähe zu dem kapazitiven Betrieb mit der Betriebsfrequenz der Oszillatorschaltung selbst verknüpft und müssen auf diese Phasen bezogen sein, was einen erheblich höheren schaltungstechnischen Aufwand bedingt. Der Lampenstrom muss in vielen Fällen ohnehin aus anderen Gründen gemessen werden, beispielsweise um aus Sicherheitserwägungen bestimmte Maximalwerte nicht zu überschreiten oder um die bereits erwähnte Stromregelung durchzuführen. Dann ist die Erfindung mit einem umso geringeren zusätzlichen Aufwand verbunden.
  • In der allgemeinen Formulierung der Erfindung in Anspruch 1 und Anspruch 2 ist von einer veränderlichen Versorgungsleistung die Rede. Dies kann, wie oben ausgeführt, zum einen eine gleichgerichtete Wechselspannungs-Versorgungsleistung sein. Die Erfindung umfasst aber auch den Fall, dass die Betriebsschaltung an einer Gleichspannungsquelle betrieben wird. Dann entfällt die Notwendigkeit eines Gleichrichters bzw. ist ein ohnehin vorgesehener Gleichrichter wirkungslos. Auch in diesem Fall kann es jedoch erwünscht sein, die Erfindung zu verwenden. Dazu kann die Gleichspannung bzw. Zwischenkreisspannung bewusst moduliert werden. Neben der Möglichkeit der erfindungsgemäßen Detektion der Nähe zu einem kapazitiven Lastkreisbetrieb hat dies außerdem den Vorteil, dass sich infolge der Modulation eine Verbreiterung des Frequenzspektrums von durch die Betriebsschaltung zu der Gleichspannungsquelle übertragenen hochfrequenten Störungen ergibt. Die Störungen sind damit weniger problematisch, weil sie in einem breiteren und damit flacheren Störspektrum auftreten. Die veränderlichen Versorgungsleistungen im Sinn der Ansprüche können also auch bewusst modulierte Gleichspannungsversorgungsleistungen sein. Insbesondere zieht die Erfindung auch Kombinationsbetriebsschaltungen in Betracht, die sowohl für den Betrieb an Gleichspannungs- als auch an Wechselspannungsquellen vorgesehen sind.
  • Ferner richtet sich die Erfindung alternativ zu einer Erfassung der Höhe der Schwankungen des Lampenstroms selbst auch auf den Fall, dass der Lampenstrom durch eine Regelschaltung zur Regelung des Lastkreises, also insbesondere des Lampenstromes oder der Lampenleistung, bestimmt wird, wobei dann eine Stellgröße der Regelschaltung, also die Veränderungen in der Regelschaltung in dem Bemühen der Regelschaltung zum Konstanthalten der Regelgröße, erfasst wird. Die Stellgröße könnte dann als Abbildung der Lampenstromschwankungen aufgefasst werden, selbst wenn letztere nicht oder nur in geringem Umfang auftreten.
  • Die Regelschaltung weist vorzugsweise ein I-Regelglied auf, also ein integrierendes Element, um die vergleichsweise langsamen Parameteränderungen in der Entladungslampe im Sinne der beschriebenen Impedanzänderungen durch Alterung oder andere langfristige Schwankungen zu kompensieren. In vielen Fällen wird ein solches I-Regelglied ausreichen. Es kann bei Bedarf durch ein P-Regelglied (Proportionalelement) oder eine andere zusätzliche Einrichtung zur besseren Berücksichtigung der Zwischenkreisspannungsmodulation ergänzt werden.
  • Insbesondere kann die Regelschaltung und übrige Steuerung der Oszillatorschaltung durch eine integrierte Digitalschaltung erfolgen, die lediglich einige Zusatzfunktionen aufweisen muss. Darüber hinaus kann es sich bei der Digitalschaltung um eine programmierbare Schaltung bzw. einen sogenannten Mikrocontroller handeln, wobei sich der für die Erfindung notwendige Zusatzaufwand auf eine reine Softwareergänzung beschränken kann.
  • Eine solche digitale Steuerschaltung bzw. ein solcher Mikrocontroller kann insbesondere neben der Steuerung der Oszillatorschaltung auch die Steuerung der erwähnten PFC-Schaltung übernehmen.
  • Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, dass die Betriebsschaltung bei der Erkennung einer bestimmten Nähe zu dem kapazitiven Betrieb nicht, wie im Stand der Technik, ausgeschaltet wird, sondern zumindest im Regelfall weiterbetrieben wird. Die Erkennung der Nähe zu dem kapazitiven Betrieb soll also zu einer Beeinflussung der Betriebsweise führen, so dass diese Nähe zumindest nicht weiter verstärkt oder sogar verringert wird, um den Betrieb fortsetzen zu können. Beispielsweise könnte die Betriebsfrequenz der Oszillatorschaltung direkt beeinflusst werden. Die bevorzugte Lösung für den Fall einer Regelschaltung ist allerdings, den Stromsollwert oder Leistungssollwert der Stromregelschaltung zu verkleinern, was eine indirekte Beeinflussung der Frequenz nach sich ziehen kann. Anschaulich gesprochen ist die erfindungsgemäße Betriebsschaltung also dazu ausgelegt, sich im Dauerbetrieb nicht zu nahe an den kapazitiven Betrieb anzunähern und bei zu großer Nähe einer weiteren Annäherung entgegen zu wirken, jedoch den Lampenbetrieb fortzusetzen. Dazu wird insbesondere toleriert, an sich möglicherweise fest vorgegebene Parameter wie die Betriebsfrequenz oder den Lampenstrom notfalls zu verändern. Aus der Sicht der Erfindung ist es nämlich eher tolerierbar, dass die Entladungslampe in solchen Fällen geringfügig dunkler wird, als dass sie ganz ausgeschaltet wird.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Detektionsschaltung die Höhe der Schwankungen mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleicht und, solange der Schwellenwert nicht überschritten wird, den Betrieb nicht weiter beeinflusst. Wird der Schwellenwert überschritten, kann die Detektionsschaltung die Betriebsfrequenz, den Regelsollwert oder eine andere Größe entweder entsprechend einem Regelungszusammenhang kontinuierlich verändern oder auch um eine vorgegebene feste Größe verändern, wie dies im Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Jedenfalls ist vorzugsweise durch den Vergleich mit dem Schwellenwert eine Funktion der Detektionsschaltung gegeben, die den Betrieb im Normalfall nicht beeinflusst.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht, wobei die dabei dargestellten Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein können. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die vorstehende und die nachfolgende Beschreibung auch im Hinblick auf die Verfahrenskategorie zu verstehen ist.
  • Figur 1 zeigt eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Betriebsgerätes;
  • Figur 2a zeigt schematisiert den Zusammenhang zwischen Zwischenkreisspannung, Entladungslampenstrom und qualitativer Stromform in Schaltelementen einer Oszillatorschaltung bei einer erfindungsgemäßen Betriebsschaltung;
  • Figur 2b entspricht Figur 2a, bezieht sich jedoch auf einen resonanznäheren Betriebszustand;
  • Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Programmablaufs in einer Steuerschaltung der Betriebsschaltung aus Figur 1.
  • In Figur 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Niederdruckentladungslampe mit zwei Glühwendelelektroden 2 und 3. Zwischen einem Masseanschluß 4 und einer Zwischenkreisversorgungsspannung 5 liegt eine an sich bekannte Oszillatorhalbbrückenschaltung mit zwei Schalttransistoren 6 und 7. Durch einen alternierenden Schaltbetrieb der beiden Schalttransistoren 6 und 7 läßt sich ein Mittenabgriff 8 zwischen der Zwischenkreisversorgungsspannung und dem Massepotential hin- und herschalten. Dadurch kann aus der an dem Anschluß 5 anliegenden gleichgerichteten Zwischenkreisversorgungsspannung, die über eine an sich bekannte Gleichrichterbrückenschaltung mit einer PFC-Schaltung aus einer Netzspannung gewonnen wird, eine hochfrequente Versorgungsspannung für die Entladungslampe 1 erzeugt werden.
  • Bei der in Figur 1 nicht dargestellten PFC-Schaltung kann es sich um einen sogenannten Hochsetzsteller handeln, dessen Aufbau an sich bekannt und für die Erfindung nicht im Einzelnen von Interesse ist. Es kann sich auch um eine andere PFC-Schaltung handeln. Trotz PFC-Schaltung verbleibt jedoch eine gewisse Restmodulation der Zwischenkreisspannung mit der doppelten Netzfrequenz, gewöhnlich also mit 100 Hz.
  • Zwischen den Masseanschluß 4 und den Mittenabgriff 8 sind in Serie ein sogenannter Koppelkondensator 9, eine Lampendrossel 10 und die Entladungslampe 1 geschaltet. Der Koppelkondensator 9 dient zur Abkopplung der Entladungslampe 1 von Gleichstromanteilen; die Lampendrossel 10 dient insbesondere zur Kompensation der stellenweise negativen Ableitung der Stromspannungskennlinie der Entladungslampe 1. Beide Schaltungsbauteile sind in dieser Funktion allgemein bekannt und müssen hier nicht näher erläutert werden.
  • Das Gleiche gilt für einen parallel zu der Entladungslampe 1 und ebenfalls in Serie zu dem Koppelkondensator 9 und der Lampendrossel 10 liegenden Resonanzkondensator 11, der zur Erzeugung von resonanzüberhöhten Zündspannungsamplituden zum Zünden der Entladungslampe 1 dient.
  • Soweit bislang beschrieben, ist die Betriebsschaltung völlig konventionell aufgebaut. Allerdings werden die Steueranschlüsse der Schalttransistoren 6 und 7, wie in Figur 1 gestrichelt angedeutet, durch Steuersignale aus einer digitalen Steuerschaltung 12 gesteuert. Die digitale Steuerschaltung 12 ist ein programmierbarer Mikrocontroller und erfaßt über einen Messwiderstand 13 ein die Höhe des Stroms durch die Lampendrossel 10 anzeigendes Signal.
  • Die Steuerschaltung 12 enthält insbesondere eine Stromregelschaltung, die den über den Widerstand 13 abgegriffenen Lampenstrom auf einen weitgehend konstanten Wert ILamp regelt. Die Funktionsweise der Steuerschaltung 12 ist in Figur 3 näher dargestellt.
  • Die Steuerschaltung 12 kann also über den Messwiderstand 13 den Lampenstrom ILamp messen, regelt ferner über die Betriebsfrequenz des Halbbrückenoszillators mit den Schalttransistoren 6 und 7 auf einen konstanten Lampenstrom und ist schließlich durch Auswertung der verbleibenden Modulation der Lampenstromamplitude infolge der Modulation der Zwischenkreisspannung imstande, eine zu nahe an einem kapazitiven Betrieb liegende Betriebsweise zu erkennen. Dazu wird, wie anhand von Figur 3 erläutert wird, ein Schwellenwert für die in den Figuren 2a und 2b dargestellte Differenz zwischen dem Lampenstromamplitudenmaximum Imax und -minimum Imin verwendet.
  • Die Figuren 2a und 2b zeigen schematisch die qualitative Form der erwähnten Schwankungen für einen in Figur 2a dargestellten resonanznahen, jedoch günstigen Betriebszustand und einen in Figur 2b dargestellten ungünstigen Betriebszustand. Man erkennt die Änderung der Höhe der Schwankungen des an dem Widerstand 13 abgegriffenen Lampenstromes ILamp und die entsprechenden Änderungen der zwischen dem Punkt 5 und dem Masseanschluss 4 anliegenden Zwischenkreisspannung Uzw. Der Lampenstrom ist mit seinen Einhüllenden dargestellt, die die Schwankungen der Amplitude mit der Zwischenkreisspannung Uzw veranschaulicht. Tatsächlich oszilliert der Lampenstrom ILamp mit der Betriebsfrequenz der Halbbrückenoszillatorschaltung, was in den Figuren 2a und 2b nur schematisch angedeutet ist.
  • Im jeweiligen unteren Bereich der Figuren sind qualitative Stromformen der durch den jeweils geschlossenen Schalttransistor 6 bzw. 7 fließenden Halbperiodenströme dargestellt. Der in der jeweiligen linken Stromform zunächst erkennbare begrenzte negative Ausschlag ist typisch für den induktiven Betrieb und bedeutet, dass der Strom der Spannung nachläuft. So lange die negative Spitze nicht zu ausgeprägt ist, kann dies als günstiger Betriebszustand angesehen werden. In Figur 2a erkennt man in der rechten Stromform, dass im Bereich der kleinen Amplituden des Lampenstromes, also der minimalen Zwischenkreisspannungen UZW, der den induktiven Betrieb anzeigende negative Ausschlag fast verschwunden ist. Die Nähe zum kapazitiven Betrieb schwankt also mit der Zwischenkreisspannung Uzw. Dementsprechend zeigt die rechte Stromform in Figur 2b eine ausgeprägte positive Spitze am Anfang der Stromform, die einen beginnenden kapazitiven Betrieb symbolisiert. Diese Spitze führt zu thermischen Belastungen und möglicherweise Schäden der Schalttransistoren 6 und 7 und soll vermieden werden.
  • Figur 3 zeigt in Form eines Blockdiagramms die Funktionsweise der Betriebsschaltung aus Figur 1. Der dargestellte Ablauf läuft als in den Mikrocontroller 12 eingespeicherte Software ab. Gemäß dem oberen Ende des Blockdiagramms wird eine gemessene Zwischenkreisspannung (zwischen den Punkten 4 und 5 in Figur 1) Uzw von einer Sollzwischenwertspannung UZW-Soll subtrahiert. Die Differenz wird über ein mit I symbolisiertes Integrationsglied aufintegriert, mit einer mit k3 bezeichneten Normierungskonstante multipliziert und zur Regelung der in Figur 1 nicht dargestellten PFC-Schaltung auf eine konstante Ausgangsspannung verwendet. Dazu werden die Schaltvorgänge eines Schalttransistors der PFC-Schaltung, etwa eines Hochsetzstellers, entsprechend getaktet, d.h. letztlich die Betriebsfrequenz des Schalttransistors so verändert, dass die Ausgangsspannung und damit die Zwischenkreisspannung Uzw möglichst konstant ist. Diese Zwischenkreisspannung gibt die PFC-Schaltung über die Punkte 4 und 5 in Figur 1 an den durch die Schalttransistoren 6 und 7 gebildeten Halbbrückenoszillator und den die Lampe 1 enthaltenden Lastkreis aus.
  • Der Halbbrückenoszillator mit den Schalttransistoren 6 und 7 liefert den durch die Lampe 1 fließenden Lampenstrom ILamp, der über den Messwiderstand 13 von dem Mikrocontroller 12 gemessen wird. Dies ist durch den aus dem Halbbrückenoszillator in Figur 3 nach rechts heraustretenden Pfeil symbolisiert. In dem Mikrocontroller wird der Lampenstrom durch die mit den entsprechenden elektrotechnischen Schaltsymbolen bezeichneten Elemente gleichgerichtet und verstärkt, dann in einem mit PT1 bezeichneten Tiefpassglied im Sinne einer Mittelwertsbildung gefiltert und schließlich ADgewandelt.
  • Es folgt eine Verzweigung, die zum einen zu einem mit Detektionsschaltung bezeichneten Block führt. Diese Detektionsschaltung berechnet über einen Zeitraum von 10ms die Schwankungen der Lampenstromamplitude, d.h. die Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum der Lampenstromamplitude bzw. der Einhüllenden innerhalb des genannten Zeitraums. Wenn diese Differenz einen Wert von beispielsweise 50 mA überschreitet, erhöht die Detektionsschaltung ihr Ausgangssignal, anderenfalls erniedrigt sie es. Die Detektionsschaltung geht also davon aus, dass im Normalfall kein Ausgangssignal notwendig ist und hat in diesem Normalfall das Ausgangssignal 0 (das auch nicht weiter erniedrigt wird). Wenn der Schwellenwert von 50 mA überschritten wird, wird das Ausgangssignal um einen bestimmten festen Wert erhöht und nach Ablauf des 1Oms-Zeitraum wieder um diesen festen Betrag erhöht, solange der 50 mA Schwellenwert überschritten ist.
  • Sobald der Schwellenwert nicht mehr überschritten wird, wird das Ausgangssignal schrittweise erniedrigt, wobei vorzugsweise kleinere Schrittweiten als bei der Erhöhung Verwendung finden. Dies geschieht bis zu einem Ausgangssignal von 0, wenn nicht zuvor wieder der Schwellenwert für die Lampenstromschwankungen überschritten wird. Die Detektionsschaltung erkennt also mittels des Schwellenwerts eine zu große Nähe zum kapazitiven Betrieb, reagiert mit einem Ausgangssignal auf diese Detektion und fährt das Ausgangssignal langsam zurück, sobald diese Detektion nicht mehr zutrifft.
  • Das beschriebene Ausgangssignal wird mit Rücksicht auf denkbare Messfehler begrenzt und dann bei dem mit einem Minuszeichen symbolisierten Differenzglied von einem Lampenstrom-Sollwert ILamp Soll subtrahiert. Von diesem korrigierten Lampenstrom-Sollwert wird wiederum der von dem digitalen Mittelwertglied gemittelte Istwert des Lampenstroms ILamp substrahiert.
  • Die Differenz dazwischen wird integriert und mit der mit k1 symbolisierten Normierungskonstanten multipliziert. Die integrierte und normierte Differenz zwischen dem durch die Detektionsschaltung korrigierten Lampenstrom-Sollwert und dem Lampenstrom-Istwert wird daraufhin in dem durch einen Kreis symbolisierten Glied gemäß dem mit Offset beschriebenen Pfeil mit einem Wert addiert, um eine Arbeitspunkteinstellung durchzuführen. Dieser Wert steht für eine Periodendauer, die wiederum mit Rücksicht auf denkbare Messfehler begrenzt und zur Ansteuerung der Schalttransistoren 6 und 7 des Halbbrückenoszillators verwendet wird.
  • Man erkennt also insgesamt, dass zunächst die PFC-Schaltung auf eine konstante Zwischenkreisspannung mit einem Sollwert UZW-Soll geregelt wird. Die von der PFC-Schaltung hindurchgelassene Modulation der Zwischenkreisspannung beeinflusst über den Halbbrückenoszillator den Lampenstrom, der durch einen zweiten Regelkreis auf einen Lampenstrom-Sollwert ILamp Soll geregelt wird. Dazu findet ein einfacher langsamer 1-Regelkreis Anwendung, weil nur langfristige Drifteffekte berücksichtigt werden müssen. Dieser Lampenstrom-Sollwert wiederum wird durch einen dritten Regelkreis, in den die Detektionsschaltung geschaltet ist, so korrigiert, dass der Schwellenwert von 50mA für die Lampenstromamplitudenmodulationen nicht dauerhaft überschritten wird.
  • Man erkennt ferner, dass die Erfindung neben der ohnehin vorgesehenen Lampenstromregelung lediglich einen langsamen weiteren Regelkreis im Sinne eines zusätzlichen Softwareastes aufweist, für den keine weitere Messwertermittlung notwendig ist. Vielmehr wird der ohnehin gemessene und digitalisierte Lampenstrom verwendet.
  • Bei Bedarf kann die dargestellte Regelung durch ein weiteres Regelglied in dem Lampenstromregelkreis ergänzt werden, mit dem die 100 Hz-Modulation des Lampenstroms gedämpft wird. Beispielsweise könnte statt eines einfachen I-Reglers ein PI-Regler verwendet werden. Dies ändert nichts daran, dass, wenn auch kleinere, Lampenstrommodulationen bleiben. Selbst wenn die Lampenstrommodulationen komplett ausgeregelt werden würden, so könnten sie insoweit für die erfindungsgemäße Detektion der Nähe zu dem kapazitiven Betrieb Verwendung finden, als das Stellsignal des Lampenstromregelkreises stellvertretend für die Schwankungen des Lampenstroms verwendet wird. Die Schwankungen des Lampenstroms wären dann gewissermaßen nur noch regelungstechnisch existent und nicht mehr physikalisch vorhanden. Die Erfindung bezieht sich auch auf diese Variante. Im Übrigen würde auch bei perfekter Lampenstromregelung der Strom im kapazitiven Bereich einbrechen.
  • Im Übrigen ist bereits festgestellt worden, dass die Zwischenkreisspannung Uzw in Figur 2 bzw. zwischen dem Anschluss 5 und Masse 4 in Figur 1 auch eine bewusst modulierte Spannung aus einer Gleichspannungsquelle sein könnte. Dies würde am Prinzip dieses Ausführungsbeispiels nichts ändern. In diesem Fall wäre allerdings die PFC-Schaltung überflüssig.
  • Die Erfindung ermöglicht damit mit einem geringen Zusatzaufwand eine trotz Bauteiltoleranzen und Lampenalterungsprozessen recht präzise Abstimmung der Betriebsschaltung auf einen im Mittel resonanznahen Dauerbetrieb. Bei auftretenden Schwierigkeiten wird im Gegensatz zum Stand der Technik der Lampenbetrieb fortgesetzt und infolge der Veränderung des Stromsollwerts lediglich eine gewisse Leistungsverringerung vorgenommen. Aus der Perspektive des Anwenders ist in einer mit kaum spürbar verringerter Helligkeit leuchtenden Lampe gegenüber einer nicht funktionstüchtigen Lampe die bei weitem günstigere Lösung zu sehen.

Claims (11)

  1. Betriebsschaltung für eine Entladungslampe (1) mit
    einer Oszillatorschaltung (6, 7) zum Erzeugen einer Hochfrequenzversorgungsleistung für einen die Entladungslampe (1) enthaltenden Lastkreis (1, 8 - 11) aus einer veränderlichen Versorgungsleistung (5)
    und einer Detektionsschaltung (12, 13) zum Erkennen der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb des Lastkreises (1, 8 -11),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsschaltung (12, 13) die Höhe von den Veränderungen der Versorgungsleistung (5) entsprechenden Schwankungen des Lampenstroms (ILamp) erfasst.
  2. Betriebsschaltung für eine Entladungslampe (1) mit
    einer Oszillatorschaltung (6, 7) zum Erzeugen einer Hochfrequenzversorgungsleistung für einen die Entladungslampe (1) enthaltenden Lastkreis (1, 8 - 11) aus einer veränderlichen Versorgungsleistung (5),
    einer Detektionsschaltung (12, 13) zum Erkennen der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb des Lastkreises (1, 8 -11)
    und einer Lampenregelschaltung (12, 13) zum Regeln des Lastkreises (1, 8-11) auf einen Lampensollwert (ILamp-Soll),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionsschaltung (12, 13) die Höhe von den Veränderungen der Versorgungsleistung (5) entsprechenden Schwankungen einer Stellgröße der Lampenregelschaltung (12,13) erfaßt.
  3. Betriebsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, die dazu ausgelegt ist, ansprechend auf eine Erkennung der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb durch die Detektionsschaltung (12, 13) den Betrieb der Oszillatorschaltung (6, 7) in solcher Weise anzupassen, dass die Nähe zu dem kapazitiven Betrieb nicht weiter erhöht wird und der Betrieb fortgesetzt werden kann.
  4. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Stromregelschaltung (12, 13) zum Regeln des Lampenstromes (ILamp) auf einen Stromsollwert (ILamp-Soll).
  5. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer Leistungsregelschaltung zum Regeln der Lampenleistung auf einen Leistungssollwert.
  6. Betriebsschaltung nach Anspruch 4 und 5, die dazu ausgelegt ist, ansprechend auf eine Erkennung der Nähe zu einem kapazitiven Betrieb durch die Detektionsschaltung (12, 13) den Regelsollwert (I-Lamp-Soll) zu verkleinern.
  7. Betriebsschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Regelschaltung (12,13) ein I-Regelglied aufweist.
  8. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Detektionsschaltung (12, 13) einen Vergleich der Höhe der Schwankungen mit einem vorgegebenen Schwellenwert durchführt.
  9. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer die Oszillatorschaltung (6, 7) mit einer Gleichspannungsleistung (5) versorgenden und an einem Gleichrichter angeschlossenen PFC-Schaltung, die auf die Gleichspannung (5) geregelt ist.
  10. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die für eine Wechselspannungs-Versorgungsleistung ausgelegt ist und einen Gleichrichter zum Erzeugen einer Gleichspannungsleistung (5) aufweist.
  11. Betriebsschaltung nach Anspruch 9, bei der ein Mikrocontroller (12) eine Zwangssteuerschaltung für die Oszillatorschaltung (6, 7) und für die PFC-Schaltung enthält.
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