EP1737281A2 - Elektrisches Vorschaltgerät - Google Patents

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EP1737281A2
EP1737281A2 EP06115296A EP06115296A EP1737281A2 EP 1737281 A2 EP1737281 A2 EP 1737281A2 EP 06115296 A EP06115296 A EP 06115296A EP 06115296 A EP06115296 A EP 06115296A EP 1737281 A2 EP1737281 A2 EP 1737281A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluorescent lamp
heating
output stage
tube
fluorescent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06115296A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1737281A3 (de
Inventor
Ulrich Kessler
Phillipp Grass
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SE Lightmanagement AG
Original Assignee
SE Lightmanagement AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SE Lightmanagement AG filed Critical SE Lightmanagement AG
Publication of EP1737281A2 publication Critical patent/EP1737281A2/de
Publication of EP1737281A3 publication Critical patent/EP1737281A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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

Definitions

  • the present invention relates to electric ballasts for fluorescent lamps and to corresponding lamp devices.
  • T5 fluorescent lamp ballasts are unable to control the tube brightness from 0 to 100%. Furthermore, it is considered a disadvantage of the previous ones Ballasts considered that after a preheat phase an ignition phase must be run through, which together gives a relatively long reaction time of about 1 s when switching. Quick response, such as required in stage lighting, is not possible with current ballasts.
  • the inventive device for driving a fluorescent lamp is characterized in that it comprises a power electronics with a heating output stage for the ignition of the fluorescent lamp and with a tube output stage for the burning of the fluorescent lamp. Furthermore, a digital controller for controlling the power electronics is provided, wherein the digital controller provides digital control signals to influence the power electronics.
  • This device is based on the principle of pulse width modulation (PWM) in order to adjust the brightness of the fluorescent tube (s) by setting certain parameters.
  • PWM pulse width modulation
  • a lamp device comprises a ballast with a power electronics and a digital controller for controlling the power electronics, as well as at least one fluorescent tube.
  • the ballast according to the invention allows a seemingly stepless control of fluorescent lamps and in particular of fluorescent tubes (for example T5 fluorescent tubes) from 0 to 100% with a very short reaction time.
  • the reaction time may be less than 0.1 s.
  • the invention can in principle be applied to various fluorescent lamps.
  • the following embodiments specifically relate to T5 fluorescent tubes, T8 fluorescent tubes, or similar fluorescent tubes, without this being to be understood as a restriction.
  • a digital controller provides analog control signals to affect a resonant circuit of the power electronics.
  • rectangular signals are used as control signals.
  • the necessary currents and / or voltages are required, which are necessary for the operation of a fluorescent tube.
  • Oscillating circuits are responsible for the lamp voltage and the other for the heating current.
  • the lamp voltage and the heating current can be set independently. There are no dependencies to be considered on the control side of the operating frequencies, voltages or attenuations for heating and ignition.
  • a device 10 for driving a fluorescent lamp 11 is shown.
  • the device 10 comprises a power electronics 16 with a heating output stage for the ignition of the fluorescent lamp 11, and a tube output stage for the burning of the fluorescent lamp 11.
  • the two mentioned output stages can not be seen in Fig. 1.
  • a digital controller 15 for controlling the power electronics 16 is provided, the digital controller 15 provides analog control signals to affect the power electronics 16.
  • the power electronics 16 generates all necessary for the operation of the fluorescent tube 11 voltages and signals. In the power electronics 16 high voltage is generated, which is necessary for igniting the fluorescent tube 11. In addition, the power electronics 16 provides the heating current, which keeps the two incandescent filaments of the fluorescent tube 11 at the correct temperature. Furthermore, the power electronics 16 optionally include a current limiting, for example in the form of a coil to limit the current to a maximum allowable value after ignition.
  • a line filter 12 may be provided to connect the device 10 to a voltage network 17 (e.g., 230V / 50Hz or 110V / 60Hz).
  • the line filter 12 can provide for EMC filtering. If a power factor correction (PFC) is provided in the line filter 12, the device 10 can be viewed as a virtually pure resistive load from the network 17.
  • PFC power factor correction
  • a DC intermediate circuit 13 may be provided which buffers the energy absorbed by the network 17 and this power electronics 16 provides.
  • the value of the DC voltage which is provided by the DC intermediate circuit 13 is dependent on the fluorescent tube 11 to be operated.
  • a chip set 19 may be provided, as indicated in FIG. 1.
  • This chip set 19 may include a data receiver 14 and the controller 15.
  • the data receiver 14 receives digital data by which, for example, the desired brightness can be preset externally.
  • any protocol or format may be used: e.g. DMX for stage lighting, DSI / DALI for home automation and architecture, to give some examples.
  • It can be provided on the input side in the data receiver 14, a filter to prepare the received data.
  • the controller 15 is the heart of the ballast 10.1 of the device 10, as already mentioned above.
  • ballast 10.1 for driving a fluorescent lamp.
  • the ballast 10.1 comprises a power electronics 16 with a heating output stage 16.2 for igniting the fluorescent lamp 11 and a tube output stage 16.1 for burning the fluorescent lamp 11.
  • a digital controller 15 is provided for controlling the power electronics 16, wherein the digital controller 15 provides analog control signals to affect the power electronics 16.
  • Fig. 2 is not shown that there are two control lines, depending on the tube output stage 16.1 and the heating output 16.2. These control lines extend from the controller 15 to the transistor driver ICs of the output stages 16.1, 16.2.
  • the power electronics 16 generates all necessary for the operation of a fluorescent tube 11 voltages and signals.
  • the tube output stage 16.1 high voltage is generated, which is necessary for igniting the fluorescent tube. This high voltage is provided at the output L ready.
  • the Schuendke 16.2 the heating current at the output H available, which keeps the two incandescent filaments of the fluorescent tube 11 at the correct temperature.
  • the ballast 10.1 optionally includes a power-on current limit 12.3 for connecting the mains voltage.
  • VDD VDD
  • Fig. 2 an embodiment is shown in which the VDD voltage supply is switched by the controller 15 and not by the turn-on current limit 12.3.
  • a line filter 12 may be provided with input filter 12.1 to connect the ballast 10.1 to a voltage network 17 (e.g., 230V / 50Hz or 110V / 60Hz).
  • the line filter 12 may include a Power Factor Correction (PFC) controller 12.4 that provides EMC filtering.
  • PFC Power Factor Correction
  • the ballast 10.1 can be considered as a virtually pure resistive load from the network 17.
  • the line filter 12 may include a rectifier 12.2, as indicated in Fig. 2.
  • a DC intermediate circuit 13 can be provided which buffers the energy absorbed by the network 17 and makes it available to the power electronics 16.
  • the value of the DC voltage which is provided by the DC intermediate circuit 13 is dependent on the fluorescent tube 11 to be operated.
  • the DC intermediate circuit 13 comprises two components 13.1 and 13.2.
  • Component 13.1 serves as a DC-DC converter VDC / VDD (eg a 400V / 12V DC-DC converter).
  • the component 13.2 serves as a 12V / 12V DC-DC converter VDD / VDD (eg a 12V / 12V DC-DC converter) in order to provide the data receiver 14 with an isolated voltage VDD (eg 12V).
  • An optocoupler 14.1 sits between the data receiver 14 and the controller 15 to electrically isolate both components. If a DMX protocol is used for communication on the bus 18, a DMX Bus Coupler may be used as the data receiver 14.
  • the controller 15 may be provided with inputs to provide information about temperature, overcurrent or overvoltage, and others. Three such inputs are indicated in Fig. 2 on the right side of the controller 15.
  • VDC high supply voltage in the area of the power electronics 16 (e.g., about 410V).
  • the tube output stage 16. 1 comprises a control IC 16. 3 (IC DRIVER HIGH / LOW SIDE) for driving the two MOSFETs or IGBTs designated T in FIG. 3.
  • Control IC 16.3 has two logical inputs labeled Hin and Lin.
  • a resonant circuit 16.4 is provided, which is indicated by a coil L and a capacitance C.
  • the resonant circuit 16.4 generates the necessary ignition voltage of approximately 1 kV (resonance) for the fluorescent tube 11 and, on the other hand, limits the operating current which flows through the fluorescent tube 11, after which it has been ignited.
  • the tube output stage 16.1 In order to ignite the fluorescent tube 11, the tube output stage 16.1 is operated at a frequency f ign near the resonance frequency, whereby the tube voltage at the output L very quickly increases to values which are greater than 1.5 kV. Ignites the fluorescent tube 11, so their electrical resistance decreases and the resonant circuit 16.4 is attenuated. This sets an operating point that depends on the fluorescent tube 11 and the frequency.
  • the fluorescent tube 11 thus forms in the fired state (ie in normal operation / dimming) to a first approximation an ohmic resistance.
  • the resonant circuit 16.4 is loaded and new values of the currents and tube voltage are set on the fluorescent tube 11. It will be one now Operating frequency f run predetermined so that the necessary burning voltage is ensured at the fluorescent tube 11 for normal operation / dimming.
  • the incandescent filaments of the fluorescent tube 11 are indicated in Fig. 4 by the resistors R W.
  • the fluorescent tube 11 per se is indicated by the resistor R L.
  • the filaments must be kept at a certain temperature (called heating) to help with the emission of electrons. If this temperature is too low, the necessary ignition voltage increases and the lifetime of the electrodes is greatly reduced, if the temperature is too high, too much electrode material evaporates and the life of the fluorescent tube 11 decreases.
  • an RF resonant circuit 16.5 are used to make the preheating of the filaments.
  • a capacitor C of the resonant circuit 16.5 is connected in series with the incandescent filaments, that is to say that the capacitor C provides the capacitor current for heating the incandescent filaments.
  • FIG. 161 Another embodiment of a heating output stage 16.1 for igniting the fluorescent lamp 11 is shown in FIG.
  • the heating output stage 16.1 is used to operate a heating transformer 16.6 and the heating output stage 16.1 in turn comprises a resonant circuit 16.4.
  • This heating output stage 16.1 can be designed the same as the tube output stage 16.1.
  • the operating parameters of the heating output stage 16.1 can be adjusted by the controller 15 via the drive frequency of analog control signals.
  • the heating transformer 16.6 can be operated in the range of about 100kHz. It provides a tube voltage around the 10V with suitable dimensioning of the windings.
  • the controller 15 makes it possible by controlling the drive frequency to control the heating filaments supplied heating energy targeted.
  • the dimming is made possible by means of a so-called pulse width modulation (PWM) of the fluorescent lamp 11.
  • PWM pulse width modulation
  • the average luminous power of the fluorescent lamp 11 is set in which the fluorescent lamp 11 is operated modulated by switching on and off.
  • the brightness of the fluorescent lamp 11 can be set arbitrarily for a viewer.
  • the fluorescent tube 11 does not glow continuously, but it is constantly switched on and off.
  • the frequency with which this happens is referred to below as PWM frequency f PWM .
  • the frequency f PWM may be about 100Hz.
  • the pulse width modulation of the fluorescent tube 11 is only possible because, on the one hand, the human eye is relatively sluggish and the on and off of the fluorescent tube 11 does not take true. But there is another effect that makes pulse width modulation possible at all. Namely, it is the inertia of the phosphor in the fluorescent tube 11. Since the phosphor is relatively sluggish, the fluorescent tube 11 can be turned on and off as shown in FIG. 6 without the human eye detecting the switching.
  • Fig. 6 shows the timing of a PWM cycle.
  • the duration of the PWM cycle is T PWM .
  • the timing shown is an example.
  • the ratio between the switch-on duration (T PWM, on ) and switch-off duration (T PWM, off ) then gives a certain brightness in the eye of the observer.
  • the upper curve 20 in FIG. 6 shows the tube output stage 16.2 and the lower curve 21 the heating output stage 16.1.
  • the preheating can also be operated according to the invention via pulse width modulation, the heating phase was placed according to the invention at the end of the PWM cycle, so there is less overlap between heating and burning operation.
  • the heating output stage 16.1 does not supply a heating current to the fluorescent tube 11.
  • the phase (T pre, on ) is heated.
  • the output stages 16.1, 16.2 are controlled by the controller 15 by analogue control signals (Hin, Lin). These analog control signals each control either the HighSide or the LowSide transistor T of the respective output stage 16.1, 16.2.
  • Fig. 7 an example timing of the respective analog control signals is shown.
  • T x indicates the duration of the pulse
  • T dead indicates the dead time in which neither of the two transistors T is driven. This is necessary to prevent both transistors T from conducting simultaneously.
  • analog control signals that trigger the heating are aligned with the next PWM cycle so that the transition between heating and ignition takes place in the correct phase.
  • N ignition pulses are initially generated as an analog control signal with the frequency f ign . Thereafter, pulses follow as an analog control signal with the frequency f run .
  • the pulses T run are shorter than the pulses T ign .
  • Curve 22 represents, as it were, the half-bridge signal for the upper transistor T of the tube output stage 16.1 and the curve 23 the half-bridge signal for the lower transistor T of the tube output stage 16.1.
  • This type of control by the controller 15 causes the tube voltage to increase first to above 1 kV , Then the fluorescent tube 11 ignites and the tube voltage drops to about 200V.
  • N 6 ignition pulses were selected.
  • FIG. 9 shows exemplary half-bridge signals for the heating output stage 16.2.
  • the analog control signals for driving the heating output stage 16.2 are aligned towards the end of the PWM cycle in order to achieve the correct phase position at the beginning of the next ignition phase.
  • the heating frequency is called f pre .
  • the pulse width modulation of the fluorescent lamp 11 is set so that the fluorescent tube 11 can be operated at an operating frequency f run , which is above a cutoff frequency, which is of the Inertia of the human eye and / or the inertia of a phosphor used in the fluorescent lamp depends.
  • the cutoff frequency is preferably in the range of about 100 Hz.
  • the digital control according to the invention can be designed so that the control signals are determined taking into account the desired brightness and a mathematical model of the fluorescent tube.
  • the said mathematical model may be stored in the controller, or it may be specified externally.
  • the mathematical model can be used to compensate for the dynamic properties of the fluorescent tube.
  • the desired brightness is preferably predetermined from the outside, for example by means of a regulator.
  • the controller uses, for example, devices (DMX, DSI, DALI) with 8bit resolution. However, this resolution is too low for a high sensitivity of the fluorescent tube in the range between 0% and 10%.
  • the digital control signals fluctuate over time, which are transmitted via DMX, DSI, DALI, which can cause the dimming process to be very uneasy for the viewer. Therefore, according to a preferred embodiment, the controller has software that performs interpolation (preferably 16-bit interpolation) with temporal smoothing to allow continuous smooth dimming.
  • the ballast is a software-controlled ballast.
  • the ballast can be adjusted or changed at any time.
  • Particularly preferred is a solution in which freely configurable electronic components are present in a chip, which can be linked together as required.
  • ballast may be designed such that it may be e.g. 4 fluorescent tubes can regulate. Thus, one can easily realize a color mixing system with 4 fluorescent tubes.
  • This ballast may include an input for applying input data. With the input data you can then for example enable a separate control of the RGB colors and the intensity.
  • the necessary calculations for operating the 4 fluorescent tubes in the appropriate mode are preferably made in a chip of the controller.
  • the preheating of the filaments can be selectively adjusted or specified.
  • the ignition and operating / dimming parameters can be set or specified.
  • Particularly preferred applications of the invention are the stage and show technology, the lighting of cinemas, theaters and meeting rooms.
  • the invention can also be used advantageously as architectural lighting or effect lighting and in numerous other fields.
  • the invention is particularly suitable for T5 fluorescent tubes, which have a high luminance, efficiency and a compact design.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Vorrichtung (10.1) zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe (11). Die Vorrichtung (10.1) umfasst eine Leistungselektronik (16) mit einer Heizendstufe (16.2) für das Zünden der Leuchtstofflampe (11) und mit einer Röhrenendstufe (16.1) für das Brennen der Leuchtstofflampe (11). Weiterhin ist eine digitale Steuerung (15) zur Ansteuerung der Leistungselektronik (16) vorgesehen, wobei die digitale Steuerung (15) analoge Steuersignale (Hin, Lin) bereitstellt, um die Leistungselektronik (16) zu beeinflussen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen und auf entsprechende Lampenvorrichtungen.
  • Es wird die Priorität der Schweizer Patentanmeldung mit der Hinterlegungsnummer 01025/05, eingereicht am 16.6.2005 , beansprucht.
  • Das menschliche Auge nimmt bei Leuchtstofflampen, die mit niedriger Lichtintensität betrieben werden, bereits kleinste Helligkeitsunterschiede als störend wahr.
  • Besonders bei der Bühnen- und Showtechnik, bei der Beleuchtung von Kinosälen und Theatern, aber auch in zahlreichen anderen Bereichen besteht der Wunsch nach Leuchtstofflampen, die ohne Einschränkung stufenlos regelbar sind. Speziell auch bei Anwendungen, die das farbige Licht verschiedener Leuchtstofflampen mischen, kommt es darauf an, dass die einzelnen Leuchtstofflampen stufenlos regelbar sind.
  • Gegenwärtig sind elektrische Vorschaltgeräte für T5-Leuchtstoffröhen nicht in der Lage, die Helligkeit der Röhre stufenlos von 0 bis 100% zu steuern. Weiterhin wird es als ein Nachteil der bisherigen Vorschaltgeräte angesehen, dass nach einer Vorheizphase eine Zündphase durchlaufen werden muss, was zusammen eine verhältnismässig lange Reaktionszeit von ca. 1 s beim Einschalten ergibt. Schnelles Reagieren, wie zum Beispiel in der Bühnenbeleuchtung erforderlich, ist mit gegenwärtigen Vorschaltgeräten nicht möglich.
  • Es gibt daher einen Bedarf für Leuchtstofflampen, die stufenlos bis hinunter zu 0% geregelt werden können und nicht wie bei konventionellen Leuchtstofflampen beim Unterschreiten einer systembedingten Grenze sprungartig abschalten. Ausserdem besteht, wie bereits ausgeführt, ein Bedarf für Leuchtstofflampen, die schnell reagieren.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung ein elektronisches Vorschaltgerät für einen Leuchtstofflampe bereitzustellen, das es erlaubt die Leuchtstofflampe scheinbar stufenlos im Bereich zwischen 0 und 100% zu regeln.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein elektronisches Vorschaltgerät für einen Leuchtstofflampe bereitzustellen, das ein schnelles Reagieren der Leuchtstofflampe ermöglicht.
  • Ausserdem ist es eine Aufgabe der Erfindung eine entsprechende Lampenvorrichtung bereitzustellen, um eine oder mehrere Leuchtstofflampen scheinbar stufenlos im Bereich zwischen 0 und 100% regeln und/oder schnell Ein- bzw. Ausschalten zu können.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Leistungselektronik mit einer Heizendstufe für das Zünden der Leuchtstofflampe und mit einer Röhrenendstufe für das Brennen der Leuchtstofflampe umfasst. Weiterhin ist eine digitale Steuerung zur Ansteuerung der Leistungselektronik vorgesehen, wobei die digitale Steuerung digitale Steuersignale bereitstellt, um die Leistungselektronik zu beeinflussen.
  • Diese Vorrichtung basiert auf dem Prinzip der Pulsweitenmodulation (PWM), um durch das Einstellen gewisser Parameter die Helligkeit der Leuchtstoffröhre(n) einstellen zu können.
  • Eine erfindungsgemässe Lampenvorrichtung umfasst ein Vorschaltgerät mit einer Leistungselektronik und einer digitalen Steuerung zur Ansteuerung der Leistungselektronik, sowie mindestens eine Leuchtstoffröhre.
  • Besonders vorteilhafte Ausführungsformen sind den verschiedenen abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Die verschiedensten Vorteile werden in der detaillierten Beschreibung erwähnt.
  • Das erfindungsgemässe Vorschaltgerät ermöglicht eine scheinbar stufenlose Regelung von Leuchtstofflampen und insbesondere von Leuchtstoffröhren (z.B. T5- Leuchtstoffröhren) von 0 bis 100% bei einer sehr kleinen Reaktionszeit. Je nach Ausführungsform kann die Reaktionszeit kleiner als 0,1 s sein.
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein schematisches Blockdiagram eines ersten Vorschaltgeräts gemäss Erfindung;
    Fig. 2
    ein schematisches Blockdiagram eines weiteren Vorschaltgeräts gemäss Erfindung;
    Fig. 3
    ein schematisches Blockdiagram einer ersten Röhrenendstufe eines Vorschaltgeräts gemäss Erfindung;
    Fig. 4
    ein schematisches Blockdiagram einer ersten Heizendstufe eines Vorschaltgeräts gemäss Erfindung;
    Fig. 5
    ein schematisches Blockdiagram einer zweiten Heizendstufe eines Vorschaltgeräts gemäss Erfindung;
    Fig. 6
    ein schematisches Diagram zur Darstellung eines PWM Zyklus, gemäss Erfindung;
    Fig. 7
    ein schematisches Diagram zur Darstellung des Timings der analogen Steuersignale, gemäss Erfindung;
    Fig. 8
    ein schematisches Diagram zur Darstellung der Halbbrückensignale einer Röhrenendstufe, gemäss Erfindung;
    Fig. 9
    ein schematisches Diagram zur Darstellung der Halbbrückensignale einer Heizendstufe, gemäss Erfindung;
    Detaillierte Beschreibung:
  • Im Folgenden wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Der Einfachheit halber werden in den Figuren und der Beschreibung die selben Bezugszeichen für gleiche oder gleichartige Bauelemente und Komponenten verwendet.
  • Die Erfindung lässt sich prinzipiell auf verschiedene Leuchtstofflampen anwenden. Die folgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich jedoch speziell auch T5-Leuchtstoffröhren, T8-Leuchtstoffröhren, oder ähnliche Leuchtstoffröhren, ohne das dies als Einschränkung zu verstehen ist.
  • Das Grundkonzept der Erfindung basiert auf dem Resonanzverhalten einer Leistungselektronik. Gemäss Erfindung liefert eine digitale Steuerung analoge Steuersignale, um einen Resonanzkreis der Leistungselektronik zu beeinflussen. Vorzugsweise werden Rechtecksignale als Steuersignale eingesetzt. Je nach Frequenz des Steuersignals können die notwendigen Ströme und/oder Spannungen vorgegeben werden, die für den Betrieb einer Leuchtstoffröhre notwendig sind.
  • Ein interessanter Punkt dieses Ansatzes liegt darin, dass man damit Spannungen erzeugen kann, die oberhalb der DC-Versorgungsspannung des Vorschaltgeräts liegen, um damit die Leuchtstoffröhre zu betreiben.
  • Je nach Vorgabe der Frequenz des analogen Steuersignals kann man verschiedene Betriebsmoden oder Arbeitspunkte einstellen. Hierfür gibt es gemäss Erfindung zwei getrennte, separat gesteuerte Schwingkreise. Einer der Schwingkreise ist für die Lampenspannung und der andere für den Heizstrom zuständig. Damit können die Lampenspannung und der Heizstrom unabhängig voneinander eingestellt werden. Dabei gibt es keine zu berücksichtigenden Abhängigkeiten auf der Steuerungsseite der Betriebsfrequenzen, Spannungen oder Dämpfungen für Heizung und Zündung.
  • Im Zusammenhang mit Fig. 1 ist nun eine erste Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe 11 gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Leistungselektronik 16 mit einer Heizendstufe für das Zünden der Leuchtstofflampe 11, und einer Röhrenendstufe für das Brennen der Leuchtstofflampe 11. Die beiden genannten Endstufen sind nicht in Fig. 1 zu erkennen. Weiterhin ist eine digitale Steuerung 15 zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen, wobei die digitale Steuerung 15 analoge Steuersignale bereitstellt, um die Leistungselektronik 16 zu beeinflussen.
  • Die Leistungselektronik 16 generiert alle für den Betrieb der Leuchtstoffröhre 11 notwendigen Spannungen und Signale. In der Leistungselektronik 16 wird Hochspannung erzeugt, die zum Zünden der Leuchtstoffröhre 11 notwendig ist. Ausserdem stellt die Leistungselektronik 16 den Heizstrom zur Verfügung, der die beiden Glühwendeln der Leuchtstoffröhre 11 auf der richtigen Temperatur hält. Weiterhin umfasst die Leistungselektronik 16 optional eine Strombegrenzung, zum Beispiel in Form einer Spule, um nach dem Zünden den Strom auf einen maximal zulässigen Wert zu begrenzen.
  • Eingangsseitig kann ein Netzfilter 12 vorgesehen sein, um die Vorrichtung 10 mit einem Spannungsnetz 17 (z.B. 230V / 50Hz oder 110V / 60Hz) zu verbinden. Der Netzfilter 12 kann für eine EMV Filterung sorgen. Wird eine Power Factor Correction (PFC) im Netzfilter 12 vorgesehen, so kann die Vorrichtung 10 als nahezu rein ohmsche Last vom Netz 17 aus betrachtet werden.
  • Es kann weiterhin ein DC-Zwischenkreis 13 vorgesehen sein, der die vom Netz 17 aufgenommene Energie puffert und diese der Leistungselektronik 16 zur Verfügung stellt. Der Wert der DC Spannung, die vom DC-Zwischenkreis 13 zur Verfügung gestellt wird ist abhängig von der zu betreibenden Leuchtstoffröhre 11.
  • Weiterhin kann ein Chip-Satz 19 vorgesehen sein, wie in Fig. 1 angedeutet. Dieser Chip-Satz 19 kann einen Datenempfänger 14 und die Steuerung 15 umfassen. Der Datenempfänger 14 empfängt digitale Daten, durch die zum Beispiel die gewünschte Helligkeit von aussen vorgegeben werden kann. Zum Übertragen der Daten kann ein beliebiges Protokoll oder Format verwendet werden: z.B. DMX für eine Bühnenbeleuchtung, DSI/DALI für die Haustechnik und Architektur, um einige Beispiele zu geben. Es kann eingangsseitig im Datenempfänger 14 ein Filter vorgesehen sein, um die empfangenen Daten aufzubereiten.
  • Die Steuerung 15 ist das Herzstück des Vorschaltgeräts 10.1 der Vorrichtung 10, wie weiter oben bereits erwähnt.
  • Im Zusammenhang mit Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung näher erläutert. In Fig. 2 ist nur das Vorschaltgerät 10.1 zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe gezeigt. Das Vorschaltgerät 10.1 umfasst eine Leistungselektronik 16 mit einer Heizendstufe 16.2 für das Zünden der Leuchtstofflampe 11 und mit einer Röhrenendstufe 16.1 für das Brennen der Leuchtstofflampe 11. Weiterhin ist eine digitale Steuerung 15 zur Ansteuerung der Leistungselektronik 16 vorgesehen, wobei die digitale Steuerung 15 analoge Steuersignale bereitstellt, um die Leistungselektronik 16 zu beeinflussen. In Fig. 2 ist nicht gezeigt, dass es zwei Steuerleitungen gibt, je für die Röhrenendstufe 16.1 und die Heizendstufe 16.2. Diese Steuerleitungen verlaufen von der Steuerung 15 zu den Transistortreiber ICs der Endstufen 16.1, 16.2.
  • Die Leistungselektronik 16 generiert alle für den Betrieb einer Leuchtstoffröhre 11 notwendigen Spannungen und Signale. In der Röhrenendstufe 16.1 wird Hochspannung erzeugt, die zum Zünden der Leuchtstoffröhre notwendig ist. Diese Hochspannung wird am Ausgang L bereit gestellt. Ausserdem stellt die Heizendstufe 16.2 den Heizstrom am Ausgang H zur Verfügung, der die beiden Glühwendeln der Leuchtstoffröhre 11 auf der richtigen Temperatur hält.
  • Weiterhin umfasst das Vorschaltgerät 10.1 optional eine Einschalt-Strombegrenzung 12.3 für das Aufschalten der Netzspannung. Ausserdem kann 12.3 die VDD-Spannungsversorgung VDD (z.B. VDD = 12 V) für die nachfolgenden Schaltungselemente 12.4, 16.1 und 16.2 bereit stellen. In Fig. 2 ist jedoch eine Ausführungsform gezeigt, bei der die VDD-Spannungsversorgung durch die Steuerung 15 geschaltet wird und nicht durch die Einschalt-Strombegrenzung 12.3.
  • Eingangsseitig kann ein Netzfilter 12 mit Eingangsfilter 12.1 vorgesehen sein, um das Vorschaltgerät 10.1 mit einem Spannungsnetz 17 (z.B. 230V / 50Hz oder 110V / 60Hz) zu verbinden. Der Netzfilter 12 kann einen Power Factor Correction (PFC) Controller 12.4 umfassen, der für eine EMV Filterung sorgt. Dadurch kann das Vorschaltgerät 10.1 als nahezu rein ohmsche Last vom Netz 17 aus betrachtet werden. Zusätzlich kann der Netzfilter 12 einen Gleichrichter 12.2 umfassen, wie in Fig. 2 angedeutet.
  • Es kann weiterhin ein DC-Zwischenkreis 13 vorgesehen sein, der die vom Netz 17 aufgenommene Energie puffert und diese der Leistungselektronik 16 zur Verfügung stellt. Der Wert der DC Spannung, die vom DC-Zwischenkreis 13 zur Verfügung gestellt wird ist abhängig von der zu betreibenden Leuchtstoffröhre 11. In Fig. 2 umfasst der DC-Zwischenkreis 13 zwei Komponenten 13.1 und 13.2. Die Komponente 13.1 dient als DC-DC Wandler VDC/VDD (z.B. ein 400V/12V DC-DC Wandler). Die Komponente 13.2 dient als 12V/12V DC-DC Wandler VDD/VDD (z.B. ein 12V/12V DC-DC Wandler), um dem Datenempfänger 14 eine isolierte Spannung VDD (z.B. 12V) zur Verfügung stellen zu können. Ein Optokoppler 14.1 sitzt zwischen dem Datenempfänger 14 und der Steuerung 15, um beide Komponenten galvanisch voneinander zu trennen. Falls zur Kommunikation auf dem Bus 18 ein DMX Protokoll verwendet wird, kann ein DMX Buskoppler als Datenempfänger 14 eingesetzt werden.
  • Optional kann die Steuerung 15 mit Eingängen versehen sein, um Information über Temperatur, Überstrom oder Überspannung und anderes bereit zu stellen. Drei solche Eingänge sind in Fig. 2 auf der rechten Seite der Steuerung 15 angedeutet.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform liegt im Bereich der Leistungselektronik 16 eine hohe Versorgungsspannung VDC vor (z.B. von ca. 410V).
  • Wie bereits erwähnt, wird in der Röhrenendstufe 16.1 Hochspannung erzeugt , die zum Zünden der Leuchtstoffröhre 11 notwendig ist. Diese Hochspannung wird am Ausgang L bereit gestellt. Details einer Ausführungsform der Röhrenendstufe 16.1 sind in Fig. 3 gezeigt. Die Röhrenendstufe 16.1 umfasst ein Control-IC 16.3 (IC DRIVER HIGH/LOW SIDE), zum Treiben der beiden MOSFETs oder IGBTs, die in Fig. 3 mit T bezeichnet sind. Das Control-IC 16.3 hat zwei logische Eingänge, die mit Hin und Lin bezeichnet sind. Auf der Ausgangsseite der Röhrenendstufe 16.1 ist ein Schwingkreis 16.4 vorgesehen, der durch eine Spule L und eine Kapazität C angedeutet ist. Der Schwingkreis 16.4 erzeugt einerseits die notwendige Zündspannung von ca. 1kV (Resonanz) für die Leuchtstoffröhre 11 und begrenzt andererseits den Betriebsstrom, der durch die Leuchtstoffröhre 11 fliesst, nach dem diese gezündet wurde.
  • Um die Leuchtstoffröhre 11 zu zünden, wird die Röhrenendstufe 16.1 mit einer Frequenz fign nahe der Resonanzfrequenz betrieben, wodurch die Röhrenspannung am Ausgang L sehr schnell auf Werte ansteigt, die grösser als 1,5 kV sind. Zündet die Leuchtstoffröhre 11 durch, so sinkt ihr elektrischer Widerstand und der Schwingkreis 16.4 wird bedämpft. Dadurch stellt sich ein Arbeitspunkt ein, der von der Leuchtstoffröhre 11 und der Frequenz abhängt.
  • Die Leuchtstoffröhre 11 bildet also im gezündeten Zustand (d.h. im Normalbetrieb/Dimmen) in erster Näherung einen ohmschen Widerstand. Dadurch wird der Schwingkreis 16.4 belastet und es stellen sich neue Werte der Ströme und Röhrenspannung an der Leuchtstoffröhre 11 ein. Es wird nun eine Betriebsfrequenz frun so vorgegeben, dass die notwendige Brennspannung an der Leuchtstoffröhre 11 für den Normalbetrieb/Dimmen gewährleistet ist. Bei einer T5-Leuchtstoffröhre 11 kann die Betriebsfrequenz frun zum Beispiel um die 100kHz betragen (bei UBrenn = 205 V und IBrenn = 175 mA).
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform einer Heizendstufe 16.1 für das Zünden der Leuchtstofflampe 11 beschrieben. Die Glühwendeln der Leuchtstoffröhre 11 sind in Fig. 4 durch die Widerstände RW angedeutet. Die Leuchtstoffröhre 11 an sich ist durch den Widerstand RL angedeutet. Die Glühwendeln müssen auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden (Heizen genannt), um die Emission von Elektronen zu unterstützen. Ist diese Temperatur zu gering, so steigt die notwendige Zündspannung und die Lebensdauer der Elektroden wird stark reduziert, ist die Temperatur zu hoch, so verdampft zu viel Elektrodenmaterial und die Lebensdauer der Leuchtstoffröhre 11 sinkt. Es kann, wie in Fig. 4 gezeigt, ein HF-Schwingkreis 16.5 eingesetzt werden, um das Vorheizen der Glühwendeln vorzunehmen. Dazu wird ein Kondensator C des Schwingkreises 16.5 in Serie zu den Glühwendeln geschaltet, dass heisst, dass der Kondensator C den Kondensatorstrom zum Heizen der Glühwendeln bereit stellt.
  • Eine weitere Ausführungsform einer Heizendstufe 16.1 für das Zünden der Leuchtstofflampe 11 ist in Fig. 5 gezeigt. Die Heizendstufe 16.1 wird zum Betrieb eines Heiztrafos 16.6 verwendet und die Heizendstufe 16.1 umfasst wiederum einen Schwingkreis 16.4. Diese Heizendstufe 16.1 kann gleich ausgelegt sein wie die Röhrenendstufe 16.1. Die Betriebsparameter der Heizendstufe 16.1 können durch die Steuerung 15 über die Ansteuerfrequenz analoger Steuersignale eingestellt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Heiztrafo 16.6 im Bereich um ca. 100kHz betrieben werden. Er liefert bei geeigneter Dimensionierung der Wicklungen eine Röhrenspannung um die 10V. Die Steuerung 15 ermöglicht es durch das Vorgeben der Ansteuerfrequenz die den Glühwendeln zugeführte Heizenergie gezielt zu steuern.
  • Bisher sind im Wesentlichen die Grundbetriebszustände einer Leuchtstoffröhre 11 und die entsprechenden Funktionen verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemässer Vorschaltgeräte erläutert worden. In den folgenden Absätzen werden nun wesentliche Aspekte des Dimmens beschrieben.
  • Gemäss Erfindung wird das Dimmen mittels einer sogenannten Pulsweitenmodulation (PWM) der Leuchtstofflampe 11 ermöglicht. Dabei wird die mittlere Leuchtleistung der Leuchtstofflampe 11 eingestellt in dem die Leuchtstofflampe 11 durch Ein- und Ausschalten moduliert betrieben wird. Damit kann die Helligkeit der Leuchtstofflampe 11 für einen Betrachter beliebig eingestellt werden. Gemäss Erfindung leuchtet die Leuchtstoffröhre 11 also nicht kontinuierlich, sondern sie wird ständig ein- und ausgeschaltet. Die Frequenz, mit der dies geschieht wird im Folgenden als PWM Frequenz fPWM bezeichnet. Die Frequenz fPWM kann zum Beispiel ca. 100Hz betragen.
  • Die Pulsweitenmodulation der Leuchtstoffröhre 11 ist nur möglich, da einerseits das menschliche Auge relative träge ist und das An- und Ausschalten der Leuchtstoffröhre 11 nicht wahr nimmt. Es gibt aber einen weiteren Effekt, der die Pulsweitenmodulation überhaupt möglich macht. Und zwar handelt es sich dabei um die Trägheit des Leuchtstoffes in der Leuchtstoffröhre 11. Da der Leuchtstoff relativ träge ist, kann die Leuchtstoffröhre 11 wie in Fig. 6 gezeigt an- und ausgeschaltet werden ohne dass das menschliche Auge das Schalten erkennen würde.
  • In Fig. 6 ist das Timing eines PWM Zyklus gezeigt. Die Dauer des PWM Zyklus beträgt TPWM. Es handelt sich bei dem gezeigten Timing um ein Beispiel. Das Verhältnis zwischen Einschaltdauer (TPWM,on) und Ausschaltdauer (TPWM,off) ergibt dann im Auge des Betrachters eine bestimmt Helligkeit. Die obere Kurve 20 in Fig. 6 zeigt die Röhrenendstufe 16.2 und die untere Kurve 21 die Heizendstufe 16.1. Die Vorheizung kann gemäss Erfindung ebenso über Pulsweitenmodulation betrieben werden, wobei die Heizphase gemäss Erfindung an das Ende des PWM Zyklus gelegt wurde, damit es weniger Überschneidung zwischen Heiz- und Brennbetrieb gibt. Während der Phase (Tpre,off) liefert die Heizendstufe 16.1 keinen Heizstrom an die Leuchtstoffröhre 11. Während der Phase (Tpre,on) wird geheizt.
  • Wie im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 5 beschrieben, werden die Endstufen 16.1, 16.2 von der Steuerung 15 durch analoge Steuersignale (Hin, Lin) angesteuert. Diese analogen Steuersignale steuern jeweils entweder den HighSide oder den LowSide Transistor T der jeweiligen Endstufe 16.1, 16.2. In Fig. 7 ist ein beispielhaftes Timing der entsprechenden analogen Steuersignale gezeigt. Tx gibt die Dauer des Impulses an, Tdead gibt die Totzeit an, in der keiner der beiden Transistoren T angesteuert wird. Dies ist notwendig, um zu verhindern, dass beide Transistoren T gleichzeitig leiten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden die analogen Steuersignale, die das Heizen auslösen auf den jeweils nächsten PWM Zyklus hin ausgerichtet, damit der Übergang zwischen Heizen und Zünden phasenrichtig statt findet.
  • Wie in Fig. 8 anhand eines Beispiels dargestellt, werden zu Beginn eines PWM Zyklus zunächst N Zündimpulse als analoges Steuersignal mit der Frequenz fign erzeugt. Danach folgen Impulse als analoges Steuersignal mit der Frequenz frun. Die Impulse Trun sind kürzer als die Impulse Tign. Die Kurve 22 stellt quasi das Halbbrückensignal für den oberen Transistor T der Röhrenendstufe 16.1 und die Kurve 23 das Halbbrückensignal für den unteren Transistor T der Röhrenendstufe 16.1 dar. Diese Art der Ansteuerung durch die Steuerung 15 bewirkt, dass die Röhrenspannung zuerst bis auf über 1kV anwächst. Dann zündet die Leuchtstoffröhre 11 und die Röhrenspannung fällt auf ca. 200V ab. Im gezeigten Beispiel wurden N=6 Zündimpulse gewählt.
  • In Fig. 9 sind beispielhafte Halbbrückensignale für die Heizendstufe 16.2 gezeigt. Die analogen Steuersignale zum Ansteuern des Heizendstufe 16.2 sind auf das Ende des PWM Zyklus hin ausgerichtet, um beim Beginn der nächsten Zündphase die richtige Phasenlage zu erreichen. Die Heizfrequenz wird mit fpre bezeichnet.
  • Vorzugsweise wird die Pulsweitenmodulation der Leuchtstofflampe 11 so vorgegeben, dass die Leuchtstoffröhre 11 mit einer Betriebsfrequenz frun betrieben werden kann, die oberhalb einer Grenzfrequenz liegt, die von der Trägheit des menschlichen Auges und/oder der Trägheit eines in der Leuchtstofflampe verwendeten Leuchtstoffs abhängt. Die Grenzfrequenz liegt vorzugsweise im Bereich von ca. 100 Hz.
  • Die digitale Steuerung gemäss Erfindung kann so ausgelegt sein, dass die Steuersignale unter Berücksichtigung der gewünschten Helligkeit und einem mathematischen Modell der Leuchtstoffröhre ermittelt wird. Das genannte mathematische Modell kann in der Steuerung gespeichert sein, oder es kann von aussen vorgegeben werden. Das mathematische Modell kann unter anderem zur Kompensation der dynamischen Eigenschaften der Leuchtstoffröhre dienen.
  • Die gewünschte Helligkeit wird vorzugsweise von aussen, zum Beispiel mittels eines Reglers, vorgegeben.
  • Da die Qualität der digitalen Steuersignale eine Rolle spielen, wird vorzugsweise bei der Implementierung der Steuerung auf eine sorgfältige Aufbereitung der digitalen Steuersignale wert gelegt. Die Steuerung verwendet zum Beispiel Bausteine (DMX, DSI, DALI) mit 8bit Auflösung. Diese Auflösung ist aber bei einer grossen Empfindlichkeit der Leuchtstoffröhre im Bereich zwischen 0% und 10% zu gering. Dazu kommt noch, dass die digitalen Steuersignale zeitlich schwanken, die per DMX, DSI, DALI übermittelt werden, was dazu führen kann, dass der Dimmvorgang sehr unruhig auf den Betrachter wirkt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerung daher eine Software auf, die eine Interpolation (vorzugsweise eine 16bit Interpolation) mit zeitlicher Glättung vornimmt, um ein stufenloses, ruhiges Dimmen zu ermöglichen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Vorschaltgerät um ein softwaregesteuertes Vorschaltgerät. Durch Ändern der Software kann das Vorschaltgerät jederzeit angepasst oder geändert werden. Besonders bevorzugt ist eine Lösung, bei der in einem Chip frei konfigurierbare Elektronikkomponenten vorhanden sind, die je nach Bedarf miteinander verknüpft werden können.
  • Ein weiteres Vorschaltgerät gemäss Erfindung kann so ausgelegt sein, dass es z.B. 4 Leuchtstoffröhren regeln kann. Somit kann man problemlos ein Farbmischsystem mit 4 Leuchtstoffröhren realisieren. Dieses Vorschaltgerät kann einen Eingang zum Anlegen von Eingangsdaten umfassen. Mit den Eingangsdaten kann man dann zum Beispiel eine getrennte Steuerung der RGB-Farben und der Intensität ermöglichen. Die notwendigen Berechnungen zum Betreiben der 4 Leuchtstoffröhren im geeigneten Modus werden vorzugsweise in einem Chip der Steuerung vorgenommen.
  • Gemäss Erfindung kann die Vorheizung der Glühwendeln gezielt eingestellt oder vorgegeben werden. Ebenso können die Zünd- und Betriebs-/Dimmparameter eingestellt oder vorgegeben werden.
  • Besonders bevorzugte Anwendungsgebiete für die Erfindung sind die Bühnen- und Showtechnik, die Beleuchtung von Kinosälen, Theatern und Konferenzzimmern. Die Erfindung kann aber auch in vorteilhafter Weise als Architekturbeleuchtung oder Effektbeleuchtung und in zahlreichen anderen Bereichen eingesetzt werden.
  • Mit der vorliegenden Erfindung lassen sich bessere Lichtsteueranlagen realisieren als mit den bisherigen Vorschaltgeräten.
  • Die Erfindung eignet sich besonders für T5-Leuchtstoffröhren, die eine hohe Leuchtdichte, Effizienz und eine kompakte Bauform aufweisen.

Claims (21)

  1. Vorrichtung (10.1) zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10.1)
    - eine Leistungselektronik (16) mit einer Heizendstufe (16.2) für das Zünden der Leuchtstofflampe (11) und einer Röhrenendstufe (16.1) für das Brennen der Leuchtstofflampe (11), und
    - eine digitale Steuerung (15) zur Ansteuerung der Leistungselektronik (16) umfasst, wobei die digitale Steuerung (15) analoge Steuersignale (Hin, Lin) bereitstellt, um die Leistungselektronik (16) zu beeinflussen.
  2. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerung (15) eine Pulsweitenmodulation (PWM) der Leuchtstofflampe (11) ermöglicht, um die mittlere Leuchtleistung der Leuchtstofflampe (11) beliebig einstellen zu können in dem die Leuchtstofflampe (11) durch Ein- und Ausschalten moduliert betrieben wird.
  3. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerung (15) eine Pulsweitenmodulation (PWM) der Leuchtstofflampe (11) ermöglicht, um die Helligkeit der Leuchtstofflampe (11) für einen Betrachter beliebig einstellen zu können in dem die Leuchtstofflampe (11) durch Ein- und Ausschalten moduliert betrieben wird.
  4. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Pulsweitenmodulation die Leuchtstofflampe (11) mit einer Betriebsfrequenz (frun) betrieben werden kann, die oberhalb einer Grenzfrequenz liegt, die von der Trägheit des menschlichen Auges und/oder der Trägheit eines in der Leuchtstofflampe (11) verwendeten Leuchtstoffs abhängt, wobei die Grenzfrequenz vorzugsweise im Bereich von 100 Hz liegt.
  5. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerung (15)
    - ein analoges Steuersignal (Hin, Lin) mit einer Heizfrequenz (fpre) bereitstellt, um über die Leistungselektronik (16) eine Röhrenspannung an der Leuchtstofflampe (11) bereit zu stellen und ein Vorheizen von Wendeln der Leuchtstofflampe (11) auszulösen,
    - ein analoges Steuersignal (Hin, Lin) mit einer Zündfrequenz (fign) bereitstellt, um über die Leistungselektronik (16) eine Röhrenspannung an Elektroden der Leuchtstofflampe (11) bereit zu stellen und das Zünden auszulösen, um die Leuchtstofflampe (11) in einen Brennzustand zu bringen.
  6. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Steuerung (15)
    - ein analoges Steuersignal (Hin, Lin) mit einer Betriebsfrequenz (frun) bereitstellt, um über die Leistungselektronik (16) eine Röhrenspannung bereit zu stellen und eine für das Brennen der Leuchtstofflampe (11) notwendige Röhrenbrennspannung an den Elektroden anlegen zu können,
    wobei die Betriebsfrequenz (frun) grösser ist als die Zündfrequenz (fign).
  7. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die digitale Steuerung (15) und die Heizendstufe (16.2) eine Heizleistung der Leuchtstofflampe (11) vorgebbar ist.
  8. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die digitale Steuerung (15) und die Röhrenendstufe (16.1) eine Brennleistung der Leuchtstofflampe (11) vorgebbar ist.
  9. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstofflampe (11) bis auf 0% Leuchtleistung herunter dimmbar ist.
  10. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstofflampe (11) beim Einschalten von 0% Leuchtleistung ausgehend hochfahrbar ist.
  11. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brennleistung sowie eine Heizleistung der Leuchtstofflampe (11) getrennt einstellbar sind.
  12. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Brenndauer (TPWM,on) sowie eine Heizdauer (Tpre,on) der Leuchtstofflampe (11) getrennt einstellbar sind.
  13. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstofflampe (11) netzsynchron betreibbar ist.
  14. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizendstufe (16.2) einen Halbbrückentreiber (16.3, T) für ein Heizen der Leuchtstofflampe (11) und die Röhrendstufe (16.1) einen Halbbrückentreiber (16.3, T) für ein Brennen der Leuchtstofflampe (11) aufweist, wobei die Heizendstufe (16.2) vorzugsweise einen Heiztransformator (16.6) umfasst.
  15. Vorrichtung (10.1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Zeitfenster (Tpre,on) beim Heizen die Röhrenspannung eine Wechselspannung mit ansteigender Spannungsamplitude ist.
  16. Vorrichtung (10.1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Heizen, Zünden und Brennen eine Amplitude einer Schwingung einer Röhrenspannung einstellbar ist.
  17. Vorrichtung (10.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizendstufe (16.2) und die Röhrenendstufe (16.1) je einen eigenen Schwingkreis (16.4, 16.5) umfassen, wobei die Schwingkreise (16.4, 16.5) eine Ausgangsspannung abgeben, die durch je eine Frequenz des analogen Steuersignals (Hin, Lin) steuerbar ist.
  18. Vorrichtung (10.1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Leuchtstofflampe (11) um eine Leuchtstoffröhre, vorzugsweise eine T5-Leuchtstoffröhre, handelt.
  19. Vorrichtung (10.1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelle (14, 18) vorgesehen ist, um Parameter der digitalen Steuerung (15) vorgeben zu können, wobei es sich vorzugsweise um eine Schnittstelle zu einem Rechner handelt.
  20. Vorrichtung (10) mit einer Vorrichtung (10.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und mit mindestens einer Leuchtstofflampe (11).
  21. Vorrichtung (10) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Farbmischsystem handelt.
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