EP1477046A1 - Lampensensor für ein vorschaltegerät zum betrieb einer gasentladungslampe - Google Patents

Lampensensor für ein vorschaltegerät zum betrieb einer gasentladungslampe

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EP1477046A1
EP1477046A1 EP03704522A EP03704522A EP1477046A1 EP 1477046 A1 EP1477046 A1 EP 1477046A1 EP 03704522 A EP03704522 A EP 03704522A EP 03704522 A EP03704522 A EP 03704522A EP 1477046 A1 EP1477046 A1 EP 1477046A1
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EP
European Patent Office
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lamp
gas discharge
voltage
circuit
discharge lamp
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Falk Richter
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Tridonic GmbH and Co KG
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Tridonicatco GmbH and Co KG
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    • H05B41/2851—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2855—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal lamp operating conditions

Definitions

  • the invention relates to a ballast for at least one gas discharge lamp.
  • the lamp electrodes are preheated before the ignition voltage is applied between them. It has been shown that the life of the lamps can be extended to a considerable extent by this measure.
  • the gas discharge lamp is generally operated on a series resonant circuit, wherein the resonant circuit capacitor is generally parallel to the discharge path of the gas discharge lamp.
  • the electrodes of the lamp are designed as heating coils, through which the current of the resonant circuit flows when the lamp is not lit.
  • the frequency is changed relative to the resonance frequency of the series resonant circuit such that the voltage across the resonant capacitor and thus across the gas discharge lamp does not cause ignition of the gas discharge lamp.
  • a substantially constant current flows through the lamp electrodes designed as helices, so that they are preheated.
  • the frequency is set in the vicinity of the resonant frequency of the resonant circuit, whereby the voltage across the resonant capacitor is increased so that the gas discharge lamp finally ignites.
  • the ballast should additionally have a function monitoring the status of the lamp in order to detect any malfunctions and to be able to initiate appropriate measures. These measures may include, for example, the shutdown of the high voltage part. A malfunction may occur, for example, if one of the two coils or both are defective, or if the lamp has been completely removed or not (correctly) inserted into the sockets of the lamp.
  • EP 0 707 439 A1 discloses a method in which, in the case of an electronic ballast for a gas discharge lamp, the voltage drop is measured via a resistor connected in series with the primary winding of a heating transformer and thus the heating current in order to detect whether there is a coil breakage , or no lamp was inserted into the socket in the lamp.
  • FIG. 3 shows schematically a section of a ballast, on the one hand for detecting a lamp fault
  • an inverter with its two alternately clocked switches (power transistors) 17 and 18 is designated schematically.
  • a load circuit 3 is connected, which has a series resonant circuit 22, consisting of a resonance inductor 16 (L R ) and a resonant capacitor 5 (C R ).
  • an LD pelkondensator 2 ⁇ C ⁇ ) is provided, which connects the load circuit 3 to the capacitive node of the inverter. 1
  • the discharge path of the lamp 4 is connected in parallel with the resonance capacitor 5.
  • the heating coils 8 and 9 of the gas discharge lamp 4 can be seen.
  • a measuring resistor 26 (j?) Is connected, through which the lamp current and the Helical current flows.
  • a measuring signal 10a (S1) can be tapped which shows whether a heating current can flow through the filaments 8 and 9 in the unfired state of the lamp and thus if a lamp 4 with proper heating filaments 8 and 9 is inserted in the provided sockets.
  • a voltage divider te 7 connected in parallel to the gas discharge lamp. 4
  • This voltage divider 7 has two resistors 14 and 15 (R 1 and R 2 ), which are connected in series.
  • a signal 10b (S2) can be tapped, which is representative of the voltage applied across the discharge path of the gas discharge lamp 4 voltage.
  • the invention thus provides a ballast for operating a gas discharge lamp.
  • an inverter which has two series-connected and connected to a DC voltage source, in push-pull transistor switch ( ⁇ i or T 2 ), which are connected via a coupling capacitor (C ⁇ ) with a load circuit.
  • the load circuit as already known from the prior art, the gas discharge lamp and a series resonant circuit.
  • a sensor circuit is provided for the combined detection of a lamp failure and the voltage applied to the lamp based on a single measurement signal (S2).
  • the sensor circuit has a voltage divider which, on the one hand, is connected to the "upper" potential-carrying filament of the lamp and, on the other hand, to ground.
  • the sensor circuit 6 makes it possible to tap a sensor signal (S2) to detect a lamp malfunction or to detect the lamp voltage.
  • S2 sensor signal
  • a high-impedance resistor R ⁇ can be connected in parallel to form in a simple manner a DC branch.
  • the sensor circuit may be integrated in an ASIC.
  • the heating power can be capacitively or inductively coupled into at least one filament of the gas discharge lamp.
  • a method for detecting the lamp voltage and for detecting a lamp failure in a ballast for gas discharge lamps is provided according to the invention.
  • the detection of the lamp voltage and the detection of a spiral breakage of the lamp based on a single measuring signal (S2).
  • S2 a single measuring signal
  • the filament current is monitored and during normal operation the lamp current is monitored.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention in a schematic way
  • Fig. 2 shows a further embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a further basic possibility for detecting a lamp malfunction and for detecting the voltage applied to the discharge path of the lamp.
  • the ballast according to the invention has an inverter 1 with two series-connected, connected to a DC voltage source U bus and alternately clocked transistor switches 17 and 18 (2 and T 2 ) on.
  • the switching can be effected by a control unit 23, which can be realized as an integrated circuit (IC) and in particular in an ASIC.
  • a load circuit 3 is connected, which has a series resonant circuit 22 and the lamp 4.
  • the series resonant circuit 22 consists of a resonance inductor 16 (L R ) and a resonant capacitor 5 (C R ).
  • the discharge path of the gas discharge lamp 4 between the two heating coils 8 and 9 is, as known, connected in parallel to the resonance capacitor 5 (C R ).
  • a high-resistance resistor 12 (R ⁇ ) is connected, so that bypassing the coupling capacitor 2 (C ⁇ ) a low direct current I DC through the upper heating coil 8 and a later explained in more detail Voltage divider 7 can flow.
  • a voltage divider 7 with the resistors 14 and 15 (i ⁇ or R 2 ) is connected in parallel with the parallel connection of the gas discharge lamp 4 and the resonance capacitor 5 (C R ). More specifically, the voltage divider 7 is provided on the side facing away from the coupling capacitor 2 [C ⁇ ) side of the lamp 4 and thus, viewed from the inverter 1, the upper heating coil 8 downstream.
  • a direct current I ⁇ C flows through the resistors 14 and 15 (R x or R 2 ) of the voltage divider 7.
  • Measuring signal 10b sensor signal S2
  • This evaluation circuit 13 can also be implemented as an integrated circuit.
  • the voltage divider 7 together with the signal tap 11 thus represents a sensor circuit 6 for detecting a lamp failure as well as for detecting the lamp voltage.
  • the evaluation circuit 13 can detect the following luminous states depending on the value of the sensor signal 10b (S2):
  • the high-resistance resistor 12 (R K ) in the parallel branch of the coupling capacitor 2 [C K ] furthermore has the advantage of having the so-called "whale”, ie alternately bright and dark sections in the gas discharge lamp 4, can at least greatly reduce by providing a certain DC component.
  • Fig. 2 shows another embodiment of the present invention.
  • the coupling of the heating power into the heating coils 8 and 9 takes place inductively via the two coils 19 and 20 (Lhi or h2 ) of a transformer. gers. While a capacitive coupling of the heating power is usually preferred for non-dimmed devices, the dimmed devices, the inductive form of Schumacherseinkopplung is preferred.
  • the primary winding 21 (Lh 3 ) of a separate transformer can be used as a primary winding for the inductive heating power transmission.
  • the resonance inductance 16 (L R ) is also shown schematically that the primary winding 21 (Lh 3 ) of a separate transformer can be used as a primary winding for the inductive heating power transmission.
  • the resonance inductance 16 (L R ) is also shown schematically as a primary winding for the inductive coupling of the heating power into the heating coils 8 and 9 of the gas discharge lamp 4.
  • any type of coupling of the heating power into the heating coils 8 and 9 can be used.
  • Inverter implemented as two series-connected normally-off n-channel MOSFETs T x and T 2
  • Load circuit consisting of a series resonant circuit 22 and a gas discharge lamp. 4
  • Sensor circuit (realized as a voltage divider 7 with the resistors Ri and R 2 ) for detecting a disturbance of the gas discharge lamp 4 and for detecting a voltage drop across the gas discharge lamp. 4
  • Voltage divider used as the sensor circuit 6 first (upper) heating coil of the gas discharge lamp 4 second (lower) heating coil of the gas discharge lamp. 4
  • first clocked transistor switch (implemented as a self-blocking n-channel MQSFET T)
  • second clocked transistor switch realized as a self-blocking n-channel MOSFET T 2 )
  • inductance L hl (realized as a primary winding of a heating transformer Tr x ) for inductive coupling of the heating power in the first (upper) heating coil 8 of the gas discharge lamp. 4

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

Lampensensor für ein Vorschaltgerät zum Betrieb einer Gasentladungslampe
Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe.
Üblicherweise werden heutzutage bei hochwertigen Vorschalt- geräten für Gasentladungslampen die Lampenelektroden vorge- heizt, bevor die Zündspannung zwischen diesen angelegt wird. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Maßnahme die Lebensdauer der Lampen in erheblichem Maße verlängert werden kann.
Wie beispielsweise in EP 0 594 880 AI beschrieben, wird die Gasentladungslampe in der Regel an einem Serienschwingkreis betrieben, wobei der Schwingkreiskondensator in der Regel parallel zur Entladungsstrecke der Gasentladungslampe liegt. Die Elektroden der Lampe sind als Heizwendeln ausgebildet, durch die der Strom des Schwingkreises bei nicht gezündeter Lampe fließt. Im Vorheizbetrieb wird die Frequenz gegenüber der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises derart verändert, dass die über dem Resonanzkondensator und damit über der Gasentladungslampe liegende Spannung keine Zündung der Gasentladungslampe verursacht. Auf diese Weise fließt ein im Wesentlichen konstanter Strom durch die als Wendeln ausgeführten Lampenelektroden, so dass diese vorgeheizt werden. Nach Ablauf der Vorheizphase wird die Frequenz in der Nähe der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises eingestellt, wodurch sich die Spannung über den Resonanzkondensator so er- höht, dass die Gasentladungslampe schließlich zündet.
Das Vorschaltgerät sollte neben der Hauptfunktion der Initiierung, Aufrechterhaltung und Abschaltung der Gasentladung zusätzlich eine den Zustand der Lampe überwachende Funktion aufweisen, um eventuelle Betriebsstörungen erfassen und dem- entsprechende Maßnahmen einleiten zu können. Diese Maßnahmen können beispielsweise die Abschaltung des Hochspannungsteils beinhalten. Eine Betriebsstörung kann beispielsweise dann vorliegen, wenn eine der beiden Wendeln oder auch beide defekt sind, oder wenn die Lampe vollständig entfernt bzw. nicht (korrekt) in die Fassungen der Leuchte eingesetzt wurde.
Aus EP 0 707 439 AI ist ein Verfahren bekannt, bei dem bei einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe der Spannungsabfall über einen in Serie mit der Pri- märwicklung eines Heiztransformators geschalteten Widerstand und somit der Heizstrom gemessen wird, um zu erfassen, ob ein Wendelbruch vorliegt, oder aber keine Lampe in die Fassung in die Leuchte eingesetzt wurde.
Eine weitere Anforderung an moderne Vorschaltgeräte ist die Erfassung der über der Entladungsstrecke der Gasentladungslampe anliegenden Spannung.
Fig. 3 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Vorschaltge- rätes, das einerseits zur Erfassung einer Lampenstörung
(Wendelbruch, Nicht-Einsetzen bzw. Entnahme der Lampe etc.) und andererseits zur Erfassung der LampenSpannung ausgelegt ist. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 1 in den Figuren 1 bis 3 schematisch ein Wechselrichter mit seinen beiden abwech- selnd getakteten Schaltern (Leistungstransistoren) 17 und 18 bezeichnet. An dem Knotenpunkt des Wechselrichters 1 ist ein Lastkreis 3 angeschlossen, der einen Serienresonanzkreis 22, bestehend aus einer Resonanzinduktivität 16 (LR) und einem Resonanzkondensator 5 ( CR) , aufweist. Weiterhin ist ein Kop- pelkondensator 2 { Cκ) vorgesehen, der den Lastkreis 3 kapazitiv an den Knotenpunkt des Wechselrichters 1 anschließt. Die Entladungsstrecke der Lampe 4 ist parallel zu dem Resonanzkondensator 5 geschaltet.
Weiterhin sind die Heizwendeln 8 und 9 der Gasentladungslampe 4 ersichtlich. In Serie zu der unteren Heizwendel 9, d.h. zwischen der Lampe 4 und dem Masseknoten ist ein Messwiderstand 26 (j?) geschaltet, durch den der Lampenstrom und der Wendelstrom fließt. Mittels der somit an dem Messwiderstand 26 (R) abfallenden Spannung kann ein Messsignal 10a (Sl) abgegriffen werden, das wiedergibt, ob im ungezündeten Zustand der Lampe ein Heizstrom durch die Wendeln 8 und 9 fließen kann und ob somit eine Lampe 4 mit ordnungsgemäßen Heizwendeln 8 und 9 in die dafür vorgesehenen Fassungen eingesetzt ist.
Zur Erfassung der Lampenspannung ist zusätzlich auf der Sei- te des Koppelkondensators 2 ( Cκ) des Lastkreises 3 ein Spannungsteiler 7 parallel zur Gasentladungslampe 4 geschaltet. Dieser Spannungsteiler 7 weist zwei Widerstände 14 und 15 (R1 bzw. R2 ) auf, die in Serie geschaltet sind. Somit kann an dem Schaltungsknoten 11 zwischen den beiden Widerständen 14 und 15 ein Signal 10b (S2) abgegriffen werden, das für die über der Entladungsstrecke der Gasentladungslampe 4 anliegende Spannung repräsentativ ist.
Festzuhalten ist somit, dass bei einer derartigen Schaltung für die Erfassung der Lampe Spannung sowie für die Erkennung einer Betriebsstörung der Lampe 4 je eine separat vorgesehene Schaltung vorgesehen werden muss. Dementsprechend müssen auch zwei Signale Sl und S2 verwertet werden.
Angesichts der oben genannten Anforderungen an moderne elektronische Vorschaltgeräte ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie bereitzustellen, die die Erfassung der an einer Gasentladungslampe in Betrieb anliegenden Spannung sowie das Erkennen einer Lampenstörung (fehlende Lampe etc.) in einfacher Weise ermöglicht.
Insbesondere sollte für die Erfassung der Lampenspannung sowie die Erkennung einer Betriebsstörung der Lampe ein einziges Signal genügen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Die abhängigen Ansprüche bil- den den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Erfindungsgemäß ist also ein Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe vorgesehen. Dabei ist ein Wechselrichter, der zwei in Serie liegende und an eine Gleichspannungsquelle angeschlossene, im Gegentakt geschaltete Transistor-Schalter (ϊi bzw. T2) aufweist, welche über einen Koppelkondensator ( Cκ) mit einem Lastkreis verbunden sind. Der Lastkreis weist, wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt, die Gasentladungslampe und einen Serienresonanzkreis auf. Schließlich ist eine Sensorschaltung zum kombinierten Erkennen einer Lampenstörung sowie der an der Lampe anliegenden Spannung anhand eines einzigen Messsignals (S2) vor- gesehen. Die Sensorschaltung weist dabei einen Spannungsteiler auf, der einerseits mit der „oberen" potentialführende Wendel der Lampe und andereseits mit Masse verbunden.
Die Sensorschaltung 6 ermöglicht den Abgriff eines Sensorsi- gnals (S2) zum Erkennen einer Lampenstörung bzw. zur Erfassung der Lampenspannung. Somit ist es Vorteil der vorliegenden Erfindung, das auf Grundlage eines einzigen Sensorsi- gnals (S2) sowohl eine Lampenstörung wie auch die Lampenspannung ausgewertet werden können.
Zu dem Koppelkondensator kann ein hochohmiger Widerstand Rκ parallel geschaltet sein, um auf einfache Weise eine Gleichstromzweig zu bilden.
Die Sensorschaltung kann in einem ASIC integriert sein.
Die Heizleistung kann kapazitiv oder induktiv in wenigstens eine Wendel der Gasentladungslampe eingekoppelt sein.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Erfassung der Lampenspannung und zur Erkennung einer Lampenstörung in einem Vorschaltgerät für Gasentladungslampen vorgesehen. Dabei erfolgt die Erfassung der Lampenspannung und die Erkennung eines Wendelbruchs der Lampe anhand eines einzigen Messsignals (S2) . Insbesondere während der Vorheiz- und Zündphase wird der Wendelstrom und während des Normalbetriebs der Lampenstrom überwacht .
Weiter Merkmale, Vorteile und Eigenschaften werden nunmehr, bezugnehmend auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen und anhand einer detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen, erläutert.
Fig. 1 zeigt dabei ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Weise,
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 3 zeigt eine weitere prinzipielle Möglichkeit zur Erkennung einer Lampenstörung sowie zur Erfassung der an der Entladungsstrecke der Lampe anliegenden Spannung.
In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie bekannt, weist auch das erfindungsgemäße Vorschaltgerät einen Wechselrichter 1 mit zwei in Serie geschalteten, an einer Gleichspannungsquelle Ubus angeschlossenen und abwechselnd getakteten Transistor- Schaltern 17 und 18 ( 2 bzw. T2) auf. Das Schalten kann dabei durch eine Steuereinheit 23 erfolgen, die als integrierte Schaltung (IC) und insbesondere in einem ASIC realisiert werden kann. An dem Knotenpunkt der beiden Schalter 17 und 18 ist ein Lastkreis 3 angeschlossen, der einen Serienresonanzkreis 22 und die Lampe 4 aufweist. Der Serienresonanzkreis 22 besteht dabei aus einer Resonanzinduktivität 16 ( LR) und einem Resonanzkondensator 5 ( CR) . Die Entladungs- strecke der Gasentladungslampe 4 zwischen den beiden Heizwendeln 8 und 9 ist, wie bekannt, parallel zu dem Resonanzkondensator 5 (CR) geschaltet. Parallel zu dem Koppelkondensator 2 ( Cκ) ist ein hochohmiger Widerstand 12 (Rκ) geschaltet, so dass unter Umgehung des Koppelkondensators 2 ( Cκ) ein geringer Gleichstrom IDC durch die obere Heizwendel 8 sowie einen später noch im Detail er- läuterten Spannungsteiler 7 fließen kann.
Wie in Fig. 1 ersichtlich, ist erfindungsgemäß ein Spannungsteiler 7 mit den Widerständen 14 und 15 (i?x bzw. R2 ) parallel zu der Parallelschaltung der Gasentladungslampe 4 und des Resonanzkondensators 5 ( CR) geschaltet. Genauer gesagt ist der Spannungsteiler 7 auf der von dem Koppelkondensator 2 [ Cκ) abgewandten Seite der Lampe 4 vorgesehen und somit, betrachtet von dem Wechselrichter 1 aus, der oberen Heizwendel 8 nachgeschaltet. Wie bereits erwähnt, fließt in- folge des hochohmigen Parallelwiderstandes 12 ein Gleichstrom IΏC durch die Widerstände 14 und 15 (Rx bzw. R2) des Spannungsteilers 7. An dem Schaltungsknoten 11 zwischen den beiden Widerständen 14 und 15 des Spannungsteilers 7 wird ein Messsignal 10b (Sensorsignal S2) abgegriffen, das nach einer Analog-Digital-Wandlung einer (digitalen) Auswerteschaltung 13 zugeführt werden kann. Diese Auswerteschaltung 13 kann ebenfalls als integrierte Schaltung implementiert sein. Der Spannungsteiler 7 zusammen mit dem Signalabgriff 11 stellt somit eine Sensorschaltung 6 zum Erkennen einer Lampenstörung wie auch zur Erfassung der Lampenspannung dar.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Schaltung soll nunmehr erläutert werden. Die Auswerteschaltung 13 kann abhängig von dem Wert des Sensorsignals 10b (S2) die folgenden Leuchtzu- stände erkennen:
Wenn keine Lampe 4 in die Fassungen der Leuchte eingesetzt ist oder aber wenn die obere Heizwendel 8 der Gasentladungslampe 4 gebrochen ist, kann kein Gleichstrom IDC durch diese Heizwendel 8 und somit durch den Spannungsteiler 7 fließen. Dementsprechend fällt an dem Spannungsteiler 7 in diesem Fall auch keine Gleichspannung ab. Im ungezündeten Zustand liegt somit für den Fall einer Lampenstörung lediglich eine Wechselspannung entsprechend dem Schwingverhalten des Seri- enresonanzkreises 22 an dem Spannungsteiler 7 an. Dies kann wie gesagt auf Grundlage des Sensorsignals 10b (S2) durch die Auswerteschaltung 13 erfasst werden. Für diesen Fall der Lampenstörung müssen unter Umständen sofort Maßnahmen getroffen werden, da beispielsweise ohne eingesetzte Lampe 4 an dem Ausgang des Wechselrichters 1 sehr hohe Spannungen auftreten können. Eine Maßnahme, die dann durch die Auswerteschaltung 13 veranlasst wird, kann dementsprechend in ei- ner Systemabschaltung bzw. wenigstens in der Abschaltung des Wechselrichters 1 bestehen.
Für den Fall, dass eine Lampe 4, bei der wenigstens die obere Heizwendel 8 ordnungsgemäß arbeitet, in die dafür vorge- sehenen Fassungen der Leuchte eingesetzt ist, kann durch diese obere Heizwendel 8 und somit auch durch den Spannungsteiler 7 ein Gleichstrom IDC fließen. Auf Grundlage des Sensorsignals 10b (S2) wird die Auswerteschaltung 13 in diesem Fall eine um einen Gleichspannungsabfall an dem Spannungs- teuer 7 verschobene WechselSpannung erfassen.
Die an der Lampe 4 abfallende Wechselspannung wird also in jedem Fall gemessen. Abhängig davon, ob eine Lampe 4 mit ordnungsgemäßer oberer Heizwendel 8 eingesetzt ist oder nicht, ■ ist diese Wechselspannung gegebenenfalls um die an dem Spannungsteiler abfallende Gleichspannung verschoben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der hochohmige Widerstand 12 (Rκ) im Parallelzweig des Koppelkondensators 2 [ Cκ) weiter- hin den Vorteil aufweist, dass er das sogenannte "Wal en", d.h. abwechselnd helle und dunkle Abschnitte in der Gasentladungslampe 4, durch Bereitstellung eines gewissen Gleichstromanteils zumindest stark verringern kann.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Einkopp- lung der Heizleistung in die Heizwendeln 8 und 9 induktiv über die zwei Spulen 19 und 20 (Lhi bzw. h2) eines Übertra- gers. Während eine kapazitive Einkopplung der Heizleistung in der Regel bei nicht gedimmten Geräten bevorzugt wird, wird bei gedimmten Geräten die induktive Form der Heizleistungseinkopplung bevorzugt.
In dieser Zeichnung ist auch schematisch dargestellt, dass als Primärwicklung für die induktive Heizleistungsübertragung die Primärwicklung 21 (Lh3) eines gesonderten Transformators verwendet werden kann. Alternativ ist möglich, die Resonanzinduktivität 16 (LR) als Primärwicklung zur induktiven Einkopplung der Heizleistung in die Heizwendeln 8 und 9 der Gasentladungslampe 4 zu verwenden.
Festzuhalten ist ferner, dass im Zusammenhang mit der vor- liegenden Erfindung jegliche Art der Einkopplung der Heizleistung in die Heizwendeln 8 und 9 angewendet werden kann.
Bezugszeichenliste
Nr, Komponente bzw. Signal
Wechselrichter, realisiert als zwei in Serie geschaltete selbstsperrende n-Kanal-MOSFETs Tx und T2
Koppelkondensator Cκ im Serienresonanzkreis 22
Lastkreis, bestehend aus einem Serienresonanzkreis 22 und einer Gasentladungslampe 4
Gasentladungslampe im Lastkreis 3
Resonanzkondensator CR des Serienresonanzkreises 22
Sensorschaltung (realisiert als Spannungsteiler 7 mit den Widerständen Ri und R2) zur Erkennung einer Störung der Gasentladungslampe 4 sowie zur Erfassung eines Spannungsabfalls an der Gasentladungslampe 4
Spannungsteiler, verwendet als Sensorschaltung 6 erste (obere) Heizwendel der Gasentladungslampe 4 zweite (untere) Heizwendel der Gasentladungslampe 4
10a Spannungsabfall am Messwiderstand 26 (Sensorsignal Sl)
10b AusgangsSpannung der Sensorschaltung 6 (Sensorsignal S2)
11 Schaltungsknoten in der Mitte des Spannungsteilers 7 _
12 hochohmiger Widerstand Rκ im Parallelzweig des Koppelkondensators Cκ
13 Auswerteschaltung zur Auswertung des Sensorsignals 10
14 erster (oberer) Widerstand JI des Spannungsteilers 7
15 zweiter (unterer) Widerstand R2 des Spannungsteilers 7
16 Resonanzinduktivität LR des Serienresonanzkreises 22
17 erster getakteter Transistor-Schalter (realisiert als selbstsperrender n-Kanal-MQSFET T ) zweiter getakteter Transistor-Schalter (realisiert als selbstsperrender n-Kanal-MOSFET T2)
19 Induktivität Lhl (realisiert als Primärwicklung eines Heiztransformators Trx ) zur induktiven Einkopplung der Heizleistung in die erste (obere) Heizwendel 8 der Ga- sentladungslampe 4
20 Induktivität Lh (realisiert als Primärwicklung eines Heiztransformators Tr2 ) zur induktiven Einkopplung der

Claims

Ansprüche
1. Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe, aufweisend:
- einen Wechselrichter (1), der zwei in Serie liegende an eine Gleichspannungsquelle ( Ubus) angeschlossene und im Gegentakt geschaltete Schalter (17 und 18) aufweist und mittels eines Koppelkondensators (2) mit einem Lastkreis (3) verbunden ist, der die Gasentladungslampe (4) und einen Serienresonanzkreis (22) aufweist, und
- eine Sensorschaltung (6) zum kombinierten Erkennen einer Lampenstörung sowie der an der Lampe (4) anliegenden Spannung, wobei die Sensorschaltung (6) einen Spannungsteiler (7) aufweist, der einerseits mit der oberen, potentialführenden Wendel der Lampe und andererseits mit Masse verbunden ist, und ein Sensorsignal (10b) zum Erkennen einer Lampenstörung bzw. zur Erfassung der Lampenspannung in einem Mittenpunkt (11) des Spannungsteilers (7) abgegriffen wird.
2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein hochohmiger Widerstand (12) parallel zu dem Koppel- kondensator (2) geschaltet ist.
3. Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, „ dass die Sensorschaltung (6) in einem ASIC integriert ist.
4. Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung kapazitiv in die Wendeln (8, 9) der Gasentladungslampe (4) eingekoppelt ist.
5. Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung induktiv in die Wendeln (8, 9) der Gasentladungslampe (4) eingekoppelt ist.
6. Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsignal (10b) A/D-gewandelt und einer Auswerteschaltung (13) zugeführt wird.
7. Verfahren zur Erfassung der Lampenspannung und zur Erkennung einer Lampenstörung in einem Vorschaltgerät für Gasentladungslampen (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Lampenspannung und die Erkennung eines Wendelbruchs der Gasentladungslampe (4) anhand eines einzigen Messsignals (10b) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal (10b) an einem Spannungsteiler (7) abgeleitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass während der Vorheiz- und Zündphase der Wendelstrom und während des Normalbetriebs der Lampenstrom überwacht wird.
EP03704522A 2002-02-18 2003-02-03 Lampensensor für ein vorschaltegerät zum betrieb einer gasentladungslampe Expired - Lifetime EP1477046B1 (de)

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