EP1836882A1 - Elektronisches vorschaltger[t (evg) - Google Patents

Elektronisches vorschaltger[t (evg)

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Publication number
EP1836882A1
EP1836882A1 EP05850186A EP05850186A EP1836882A1 EP 1836882 A1 EP1836882 A1 EP 1836882A1 EP 05850186 A EP05850186 A EP 05850186A EP 05850186 A EP05850186 A EP 05850186A EP 1836882 A1 EP1836882 A1 EP 1836882A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lamp
transformer
electronic ballast
winding
ballast according
Prior art date
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Granted
Application number
EP05850186A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1836882B1 (de
Inventor
Werner Longhino
Thomas Mudra
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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 EP1836882A1 publication Critical patent/EP1836882A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1836882B1 publication Critical patent/EP1836882B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit 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
    • H05B41/282Circuit 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
    • H05B41/2825Circuit 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 by means of a bridge converter in the final stage
    • H05B41/2827Circuit 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 by means of a bridge converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations

Definitions

  • ECG Electronic Ballast
  • the invention relates to an electronic ballast (EVG) for operating a lamp arrangement according to the preamble of patent claim 1.
  • ESG electronic ballast
  • Discharge lamps are often operated with the aid of electronic ballasts, which transform the low-frequency power supply voltage into a high-frequency AC voltage. As a result, the efficiency of the lamps is increased and a longer life is achieved.
  • the invention has for its object to provide an electronic ballast (ECG) for operating a lamp assembly, in which compared to conventional solutions evenly lit all lamps and protection against premature ignition and electric shock with the lowest possible manufacturing costs are possible.
  • ECG electronic ballast
  • the electronic ballast according to the invention for operating a lamp arrangement with at least one lamp, in particular a low-pressure discharge lamp has at least one transformer for balancing the lamp currents, wherein the transformer has two windings which are associated with one or more lamps of the lamp assembly.
  • the transformer is designed as a saturation-symmetrizing throttle.
  • this inductor symmetrizes the lamp currents, so that both lamps have their ends uniformly lit in a single lamp as well as in a series connection of several lamps, while on the other hand they limit the occurring voltages by a defined saturation of the ferromagnetic transformer core.
  • the current at which the saturation occurs is set such that a decoupling of the windings of the transformer already occurs at a voltage substantially lower than that necessary for the ignition of the lamps. Tensions that cause premature ignition during the preheat phase and thus to a Damage to the lamps will be prevented. Furthermore, voltages are prevented which lead to unintentional ignition and thus to an accident risk of electric shock to the user. As a result, it is possible to dispense with separate safety circuits, as required in conventional solutions.
  • the saturation-balancing choke is set so that the saturation of the ferromagnetic core occurs at a current in the range of 5 - 50 mA.
  • the electronic Vorschal t Mixing of a series resonant circuit, which consists of a coil and a capacitor.
  • the windings of the transformers preferably have the same number of turns and are arranged with opposite winding system.
  • a first winding of the transformer is arranged in front of the lamp arrangement and a second winding of the transformer after the lamp arrangement. This ensures that the currents in front of and behind a lamp arrangement consisting of one or more lamps are balanced and all the lamps of the lamp arrangement or the two ends of a single lamp shine uniformly bright.
  • a first winding of the transformer is arranged upstream of the lamp arrangement, and a second winding of the transformer is arranged downstream of the lamp arrangement.
  • the balancing transformer also works as a differential current transformer and symmetrizes the partial currents in the parallel teten power branches. This measure ensures that all lamps of the lamp assembly shine brightly even in parallel-connected current branches.
  • the electronic ballast on two parallel-connected current branches, each with at least one Lameln penan angel, wherein the first winding of the transformer after the first
  • Lamp assembly is arranged.
  • one winding of an additional balancing transformer is connected upstream of the lamp arrangement in the parallel-connected current branches. This works, as already explained, as a differential current transformer and symmetrizes the partial currents in the parallel-connected current branches, to ensure that all the lamps of the lamp assembly shine the same bright.
  • the series resonant circuit is preferably arranged before the parallel connection of the two Stromzweigc.
  • a fourth variant of the invention with two parallel-connected current branches and in each case at least one lamp arrangement, the first winding of the transformer is connected after the first lamp arrangement and the second winding of the transformer after the second lamp arrangement, wherein the lamp arrangement in each case a separate series resonant circuit in the current branches vorge- is switched.
  • This symmetrizes the partial currents in the parallel-connected current branches, which may differ from each other, for example due to different manufacturing tolerances of the electronic components (coils, capacitors, etc.). This ensures that the lamps in the parallel-connected current branches light up brightly.
  • the described lamp arrangement may comprise one or more lamps according to one embodiment.
  • the electronic ballast is preferably designed as an inverter, in particular as a half-bridge inverter.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit arrangement of an electronic ballast according to a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic circuit arrangement of an electronic Vorschal telecommunications according to a second exemplary embodiment
  • Figure 3 shows a schematic circuit arrangement of an electronic ballast according to a third embodiment
  • Figure 4 shows a schematic circuit arrangement of an electronic ballast according to a fourth embodiment.
  • the load circuit initially consists of a coil Ll and a capacitor Cl, which form a series resonant circuit, wherein the first terminal of the resonant capacitor Cl to the resonance coil Ll and the second terminal of the capacitor C 1 is connected to the ground potential.
  • the first terminal of the resonance capacitor Cl is further connected via a series and / or parallel connection of a Lampenan- order 2 with the first terminal of a half-bridge capacitor C2 and the second terminal of the half-bridge capacitor C2 to the ground potential.
  • the Vorschal tge advises invention is used to operate a lamp assembly with at least one low-pressure discharge lamp, which are each provided with two preheatable electrode coils for generating a gas discharge.
  • the electric ballast is used to operate a single lamp LAl.
  • Figure 1 shows the schematic circuit structure of this ballast.
  • the lamp LA1 is connected between the first terminal of the resonance capacitor C1 and the first terminal of the bridge capacitor C2 in the load circuit.
  • the electronic ballast has a transformer Tri designed as saturation-balancing choke with two windings 4a, 4b of the same number of turns and the opposite winding system.
  • the windings 4a, 4b are connected in series with the lamp LA1, magnetically coupled to one another via a ferromagnetic core and flowed in opposite directions from the lamp current.
  • the first winding 4a of the transformer Tri is connected in front of the lamp LAl and the second winding 4b of the transformer Tri after the lamp LAl in the load circuit of the half-bridge inverter, so that the transformer Tri works as a differential current transformer and the lamp currents in front of and behind the lamp LAl balanced.
  • the transformer Tri designed as saturation-balancing choke adopts both the symmetry of the lamp current necessary for a uniformly bright illumination of the ends of the lamp LA1 and the limitation of the occurring voltages by a defined saturation of the ferromagnetic wound transformer core during a current in the Range of 5 - 50 niA, This only a small lamp currents are balanced, where the differences in brightness are greatest, and on the other hand avoided voltages that lead to premature ignition of the lamp during the preheat phase and thus to damage the lamp. Furthermore, voltages are prevented which lead to accidental ignition and thus to an accident risk of electric shock to the user.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a circuit arrangement of an electronic ballast suitable for the operation of two lamp arrangements 2 connected in parallel, two current branches connected in parallel being connected to the first terminal of the resonance capacitor C1 and to the first terminal of a half-bridge capacitor C2, respectively Series switched lamps LA2, LA3 or LA4, LA5 are connected.
  • a respective transformer Tr2, Tr3 is provided in each of the two current branches connected in parallel, a first winding 6a or 8a of the transformers being arranged upstream of the lamp arrangement 2 and a second winding 6b or 8b of the transformers downstream of the lamp arrangement 2 is.
  • the windings 6a, 6b and 8a, 8b are each designed with opposite sense winding at the same number of turns and form a differential current transformer, which balances the lamp currents immediately before and behind the lamp assembly 2.
  • the two transformers Tr2, T ⁇ 3 are formed as saturation-Symmetrier- chokes, which both the uniformly bright illumination of the series-connected lamps LA2, LA3 and LA4, LA5 necessary symmetrization of the lamp currents and the limitation of the voltages occurring by the assume defined set saturation of the ferromagnetic transformer core.
  • the first windings 6a, 8a of the transformers Tr2, Tr3 are each preceded by a winding 10a, 10b of a balancing transformer Tr4, which does not operate in the saturation region.
  • This also acts as a diluent current transformer and balances the partial currents in the parallel-connected current branches, so that the lamps LA2, LA3 in the first current branch shine as brightly as the lamps LA4, LA5 in the second branch, even in the case of severe dehusking.
  • the electric ballast is used to operate two lamp assemblies 2 in parallel current branches.
  • Figure 3 shows the schematic circuit structure of this ballast.
  • a first winding 12a of the saturable balancing transformer Tr5 is arranged after the first lamp LA6 and a second winding 12b of this transformer Tr5 after the second lamp LA7, wherein the
  • Lamps LA6, LA7 in the parallel-connected current branches in each case a winding 14a and 14b of a balancing transformer Tr6 is connected upstream (ie, a transformer that does not work in the saturation region).
  • a winding 14a and 14b of a balancing transformer Tr6 is connected upstream (ie, a transformer that does not work in the saturation region).
  • This works, as already explained, also as a differential current transformer and symmetrizes the partial currents in the parallel-connected current branches. This will ensure that everyone Lamps of Lampenanordnuiig shine brightly.
  • the saturation-Symmetrier-choke Tr5 takes both necessary for a uniformly bright illumination of the lamps symmetrization of the lamp currents and the limitation of the voltages occurring by a defined set saturation of the ferromagnetic transformer core at a current in the range of 5 - 50 raA ,
  • FIG. 4 likewise shows a schematic circuit arrangement of an electronic ballast suitable for the operation of two lamp arrangements 2 connected in parallel.
  • This variant uses two parallel-connected current branches, which are each designed with a series resonant circuit consisting of a resonant capacitor Cl and a resonance coil Ll, wherein a lamp LA8, LA9 is connected to the first terminal of the resonant capacitors C1 and to the first terminal of a respective half-bridge capacitor C2.
  • a first winding 16a of a saturable Symmetricr transformer Tr7 is arranged after the first lamp LAS and a second winding 16b of this transformer after the second lamp LA9.
  • the saturation-balancing choke Tr7 assumes both the symmetry of the lamp currents necessary for uniformly bright illumination of the lamps L ⁇ 8, LA9 and the limitation of the occurring voltages by a defined saturation of the ferromagnetic core at a current in the range of 5 to 50 mA and the associated security against inadvertent ignition of the lamp. As a result, the safety regulations (thumb test) are observed and ensures a uniform lighting effect of the lamps.
  • an electronic ballast for operating a lamp assembly having at least one lamp, in particular a low-pressure discharge lamp, and at least one transformer for balancing the lamp currents, wherein the transformer has two windings which are associated with one or more lamps of the lamp assembly.
  • the transformer is designed as a saturation-symmetrizing throttle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
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  • Glass Compositions (AREA)
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Description

Elektronisches Vorschaltgerät (EVG)
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) zum Betrieb ei- ner Lampenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Entladungslampen werden häufig mit Hilfe von elektronischen Vorschaltgerä- ten betrieben, welche die niederfrequente Netzversorgungsspannung in eine hochfrequente Wechselspannung umformen. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Lampen erhöht und eine längere Lebensdauer erzielt.
Bei derartigen elektronischen Vorschaltgeräten kann insbesondere bei der Lichtmengensteuerung (dem sogenannten Dimmen) der Lampenanordnung das Problem auftreten, dass die einzelnen Lampen unterschiedlich hell leuchten. Dieses Problem wird bei einer Parallelschaltung der Lampen meist durch unterschiedliche Strö- mc in den einzelnen Stromzweigcn des elektronischen Vorschaltgcräts verursacht, tritt aber auch bei Lampen auf, die in demselben Stromzweig angeordnet, d.h. in Serie geschaltet sind. Insbesondere dann, wenn das Vorschaltgerät mit einem Wechselrichter und einem nachgeschalteten Serienresonanzkreis ausgeführt ist, leuchten die unmittelbar mit den Resonanzkreisbauteilen verbundenen Lampen heller als die nachgeschalteten Lampen. Andererseits zeigt sich dieses Problem aber auch beim Betrieb lediglich einer einzelnen Lampe, und zwar in Form unterschiedlich hell leuchtender Lampenenden. Die genannten Helligkeitsunterschiede nehmen mit abnehmendem Lichtstrom, d.h. mit zunehmender Dimmung der Lampenanordnung, weiter zu.
Zur Lösung der vorgenannten Probleme wurde bereits in der DE 101 34 966
Al ein elektronisches Vorschaltgerät vorgeschlagen, bei dem zur Symmetrierung der Lampenströme Transformatoren verwendet werden, die aufgrund ihrer gegensinnigen Wicklungsanordiiung wie Differenzstromtransformatoren wirken und dadurch die Ströme in den einzelnen Stromzweigen symmetrieren. Nachteilig bei derartigen Schaltungsanordnungen ist zum Einen, dass es noch während der Vorheizphase zu einem frühzeitigen Zünden und damit zu einer Schädigung der Lampen kommen kann und zum Anderen bereits bei einer einseitig in die Fassung eingesetzten Lampe ein Starten der Lampe möglich ist und durch Berühren des Kontaktpins am freien Lampenende eine Unfallgefahr durch Stromschlag besteht (sogenannte Daumenprobe). Aus diesem Grund ist es notwendig, alle Lampenenden mit einer geeigneten Sicherheitsschaltung zu überwachen, wie bspw. mit einem Gleichstrompfad, der bei eingesetztem Lampenende schließt und erst dann, wenn alle Lampenenden vollständig eingesetzt sind, den Startvorgang freigibt, um die genannten Sicherheitsvorschrif- ten (Daumenprobe) zu erfüllen. Derartige Sicherheitsschaltungen sind jedoch mit einem erhöhten Herstellungsaufwand verbunden.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) zum Betrieb einer Lampenanordnung zu schaffen, bei dem gegenüber her- kömmlichen Lösungen ein gleichmäßig helles Leuchten aller Lampen und ein Schutz vor frühzeitiger Zündung und Stromschlag mit möglichst geringen Herstellungskosten ermöglicht sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen An- Sprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät (EVG) zum Betrieb einer Lampenanordnung mit zumindest einer Lampe, insbesondere einer Niederdruckentladungslampe, hat zumindest einen Transformator zur Symmetrierung der Lampenströme, wobei der Transformator zwei Wicklungen aufweist, die einer oder mehreren Lampen der Lampenanordnung zugeordnet sind. Erfindungsgemäß ist der Transformator als Sättigungs-Symmetrier-Drossel ausgebildet. Diese Drossel symnietriert einerseits die Lampenströme, so dass sowohl bei einer einzelnen Lampe deren Enden als auch bei einer Serienschaltung mehrerer Lampen alle Lampen gleichmäßig hell leuchten, während sie andererseits auch die auftretenden Spannungen durch eine de- finiert eingestellte Sättigung des ferromagnetischen Transformatorkerns begrenzt.
Die Stromstärke bei der die Sättigung eintritt ist derart eingestellt, dass eine Entkopplung der Windungen des Transformators bereits bei einer wesentlich geringeren Spannung als der für die Durchzündung der Lampen notwendigen eintritt. Spannungen, die zum frühzeitigen Zünden während der Vorheizphase und damit zu einer Schädigung der Lampen führen werden verhindert. Weiterhin werden Spannungen verhindert, die zum unbeabsichtigten Durchzünden und damit zu einer Unfallgefahr durch Stromschlag für den Anwender führen. Dadurch kann auf gesonderte Sicherungsschaltungen, wie sie bei herkömmlichen Lösungen erforderlich sind, verzichtet werden.
Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Sättigungs- Symmetrier-Drossel derart eingestellt, dass die Sättigung des ferromagnetischen Kerns bei einem Strom im Bereich von 5 - 50 mA auftritt. Dadurch werden einerseits nur geringe Lampenströme symmetriert, bei denen die Helligkeitsunterschiede am größten sind, während andererseits auch Spannungen verhindert werden, die zum Durchzünden der Lampe während der Vorheizphase und zu einer Gefährdung durch Stromschlag führen.
Vorzugsweise weist das elektronische Vorschal tgerät einen Serienresonanzkreis auf, der aus einer Spule und einem Kondensator besteht.
Die Wicklungen der Transformatoren besitzen vorzugsweise die gleiche Windungszahl und sind mit entgegengesetztem Wicklungssystem angeordnet.
Gemäß einer ersten Variante des elektronischen Vorschaltgeräts ist eine erste Wicklung des Transformators vor der Lampenanordnung und eine zweite Wicklung des Transformators nach der Lampenanordnung angeordnet. Dadurch ist sicherge- stellt, dass die Ströme vor und hinter einer aus einer oder mehreren Lampen bestehenden Lampenanordnung symmetriert werden und alle Lampen der Lampenanordnung bzw. die beiden Enden einer einzeln Lampe gleichmäßig hell leuchten.
Bei einer zweiten Variante der Erfindung mit zwei parallel geschalteten Stromzweigen ist jeweils eine erste Wicklung des Transformators vor der Lampenanord- nung und eine zweiten Wicklung des Transformators nach der Lampenanordnung angeordnet.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn den ersten Wicklungen der Transformatoren zusätzlich jeweils eine Wicklung eines weiteren Symmetrier- Transformators vorgeschaltet wird. Dadurch, dass die beiden Wicklungen des Sym- metrier-Transformators die gleiche Windungszahl aufweisen und mit gegensinnigem
Wicklungssinn ausgeführt sind, arbeitet der Symmetrier-Transformator ebenfalls als Differenzstromtransformator und symmetriert die Teilströme in den parallel geschal- teten Stromzweigen. Durch diese Maßnahme ist gewährleistet, dass alle Lampen der Lampenanordnung auch in parallel geschalteten Stromzweigen gleich hell leuchten.
Gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Variante weist das elektronische Vor- schaltgerät zwei parallel geschaltete Stromzweige mit jeweils zumindest einer Lam- penanordnung auf, wobei die erste Wicklung des Transformators nach der ersten
Lampenanordnung und die zweite Wicklung des Transformators nach der zweiten
Lampenanordnung angeordnet ist.
Vorzugsweise wird der Lampenanordnung in den parallel geschalteten Stromzweigen jeweils eine Wicklung eines zusätzlichen Symmetrier-Transformators vor- geschaltet. Dieser arbeitet, wie bereits erläutert, als Differenzstromtransformator und symmetriert die Teilströme in den parallel geschalteten Stromzweigen, um zu gewährleisten, dass alle Lampen der Lampenanordnung gleich hell leuchten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Serienresonanzkreis vorzugsweise vor der Parallelschaltung der beiden Stromzweigc angeordnet..
Bei einer vierten Variante der Erfindung mit zwei parallel geschalteten Stromzweigen und jeweils zumindest einer Lampenanordnung ist die erste Wicklung des Transformators nach der ersten Lampenanordnung und die zweite Wicklung des Transformators nach der zweiten Lampenanordnung geschaltet, wobei der Lampenanordnung jeweils ein getrennter Serienresonanzkreis in den Stromzweigen vorge- schaltet ist. Dieser symmetriert die Teilströme in den parallel geschalteten Stromzweigen, die beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Fertigungstoleranzen der elektronischen Bauteile (Spulen, Kondensatoren etc.) voneinander abweichen können. Dadurch wird gewährleistet, dass die Lampen in den parallel geschalteten Stromzweigen gleich hell leuchten.
Die beschriebene Lampenanordnung kann gemäß einem Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Lampen aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das elektronische Vorschaltgerät vorzugsweise als Wechselrichter, insbesondere als Halbbrückenwech- selrichter ausgebildet. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Schaltungsanordnung eines elektronischen Vor- schaltgeräts nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 2 eine schematische Schaltungsanordnung eines elektronischen Vorschal tgeräts nach einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel;
Figur 3 eine schematische Schaltungsanordnung eines elektronischen Vor- schaltgeräts nach einem dritten Ausführungsbeispiel und
Figur 4 eine schematische Schaltungsanordnung eines elektronischen Vor- schaltgeräts nach einem vierten Ausführungsbeispiel.
Bevorzugte Ausführungen der Erfindung
In den Figuren 1 bis 4 ist lediglich der Lastkreis des erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts und eine Anstcuerelektronik 1 gezeigt, denen eine von einem nicht dargestellten Halbbrückenwcchselrichter erzeugte hochfrequente Wechselspannung zugeführt wird. Die weiterhin dem Lastkreis vorgeordneten Komponenten des elektrischen Vorschaltgeräts, wie beispielsweise das Eingangsfilter und der Gleichrichter, sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und werden daher nachfolgend nicht näher erläutert.
Der Lastkreis besteht zunächst aus einer Spule Ll und einem Kondensator Cl, die einen Serienresonanzkreis bilden, wobei der erste Anschluss des Resonanzkondensators Cl an die Resonanzspule Ll und der zweite Anschluss des Kondensators C 1 mit dem Massepotential verbunden ist. Der erste Anschluss des Resonanzkondensators Cl ist weiterhin über eine Serien- und/oder Parallelschaltung einer Lampenan- Ordnung 2 mit dem ersten Anschluss eines Halbbrückenkondensators C2 und der zweite Anschluss des Halbbrückenkondensators C2 mit dem Massepotential verbunden. Das erfindungsgemäße Vorschal tge rät dient zum Betrieb einer Lampenanordnung mit zumindest einer Niederdruckentladungslampe, die mit jeweils zwei vorheizbaren Elektrodenwendeln zur Erzeugung einer Gasentladung versehen sind. Um einen schonenden Lampenbetrieb zu ermöglichen, können die Elektrodenwendeln über eine Heizvorrichtung H mit einem Heizstrom beaufschlagt werden. Gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient das elektrische Vorschaltgerät zum Betrieb einer einzelnen Lampe LAl. Figur 1 zeigt den schematischen Schaltungsaufbau dieses Vorschaltgerätes. Die Lampe LAl ist zwischen den ersten Anschluss des Resonanzkondensators Cl und den ersten Anschluss des HaIb- brückenkondensators C2 in den Lastkreis geschaltet. Erfindungsgemäß hat das elektronische Vorschaltgerät einen als Sättigungs-Symmetrier-Drossel ausgebildeten Transformator Tri mit zwei Wicklungen 4a, 4b gleicher Windungszahl und entgegengesetztem Wicklungssystem. Die Wicklungen 4a, 4b sind in Serie zu der Lampe LAl geschaltet, über einen ferromagnetischen Kern miteinander magnetisch gekop- pelt und gegensinnig von dem Lampenstrom durchflössen. Die erste Wicklung 4a des Transformators Tri ist vor der Lampe LAl und die zweite Wicklung 4b des Transformators Tri nach der Lampe LAl in den Lastkreis des Halbbrückenwechselrichters geschaltet, so dass der Transformator Tri als Differenzstromtransformator arbeitet und die Lampenströme vor und hinter der Lampe LAl symmetriert. Erfindungsge- maß übernimmt der als Sättigungs-Symmetrier-Drossel ausgebildete Transformator Tri sowohl die für ein gleichmäßig helles Leuchten der Enden der Lampe LAl notwendige Symmetrierung des Lampenstromes als auch die Begrenzung der auftretenden Spannungen durch eine definiert eingestellte Sättigung des ferramagneüschen Trans formatorkerns bei einem Strom im Bereich von 5 - 50 niA, Dadurch werden zum einen nur geringe Lampenströme symmetriert, bei denen die Helligkeitsunter- schiede am größten sind, und andererseits Spannungen vermieden, die zum frühzeitigen Zünden der Lampe während der Vorheizphase und damit zu einer Schädigung der Lampe führen. Weiterhin werden Spannungen verhindert, die zum unbeabsichtigten Durchzünden und damit zu einer Unfallgefahr durch Stromschlag für den An- wender führen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung eines zum Betrieb von zwei parallel geschalteten Lampenanordnungen 2 geeigneten elektronischen Vorschaltgerätes, wobei an den ersten Anschluss des Resonanzkondensators Cl und an den ersten Anschluss jeweils eines Halbbrückenkondensators C2 zwei parallel geschaltete Stromzweige angeschlossen sind, in die jeweils zwei in Serie geschaltete Lampen LA2, LA3 bzw. LA4, LA5 geschaltet sind. Bei dieser Variante der Erfindung ist in jedem der beiden parallel geschalteten Stromzweige jeweils ein Transformator Tr2, Tr3 vorgesehen, wobei eine erste Wicklung 6a bzw. 8a der Transformatoren vor der Lampenanordnung 2 und eine zweiten Wicklung 6b bzw. 8b der Transformatoren nach der Lampenanordnung 2 angeordnet ist. Die Wicklungen 6a, 6b bzw. 8a, 8b sind jeweils mit gegensinnigem Wicklungssinn bei gleicher Windungszahl ausgeführt und bilden einen Differenzstromtransformator aus, der die Lampenströme unmittelbar vor und hinter der Lampenanordnung 2 symmetriert. Erfindungsgemäß sind die beiden Transformatoren Tr2, Tϊ3 als Sättigungs-Symmetrier- Drosseln ausgebildet, die sowohl die für ein gleichmäßig helles Leuchten der in Serie geschalteten Lampen LA2, LA3 bzw. LA4, LA5 notwendige Symmetrierung der Lampenströme als auch die Begrenzung der auftretenden Spannungen durch die definiert eingestellte Sättigung des ferromagnetischen Transformatorkerns übernehmen. Dadurch werden zum Einen Spannungen vermieden, die zu einem frühzeitigen Zün- den der Lampe während der Vorheizphase und damit zu einer Schädigung der Lampe führen und zum Anderen Spannungen verhindert, die zum unbeabsichtigten Durchzünden und damit zu einer Unfallgefahr durch Stromschlag für den Anwender führen.
Den ersten Wicklungen 6a, 8a der Transformatoren Tr2, Tr3 ist zusätzlich je- weils eine Wicklung 10a, 10b eines Symmetrier-Transformators Tr4, der nicht im Sättigungsbereich arbeitet, vorgeschaltet. Dieser wirkt ebenfalls als Dilϊerenzstrom- transformator und symmetriert die Teilströme in den parallel geschalteten Stromzweigen, so dass die Lampen LA2, LA3 in dem ersten Stromzweig auch bei starker Dhnmung genauso hell leuchten wie die Lampen LA4, LA5 in dem zweiten Strom- zweig.
Gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient das elektrische Vorschaltgerät zum Betrieb von zwei Lampenanordnungen 2 in parallel geschalteten Stromzweigen. Figur 3 zeigt den schematischen Schaltungsaufbau dieses Vorschalt- gerätes. An den ersten Anschluss des Resonanzkondensators C l und an den ersten Anschluss jeweils eines Halbbrückenkondensators C2 sind zwei parallel geschaltete Stromzweige angeschlossen, in die jeweils eine Lampe LA6, LA7 geschaltet ist. D.h. bei dieser Ausführung ist der Serienresonanzkreis vor der Parallelschaltung der Stromzweige angeordnet. Eine erste Wicklung 12a des Sättigungs-Symmetrier- Transformators Tr5 ist nach der ersten Lampe LA6 und eine zweite Wicklung 12b dieses Transformators Tr5 nach der zweiten Lampe LA7 angeordnet, wobei den
Lampen LA6, LA7 in den parallel geschalteten Stromzweigen jeweils eine Wicklung 14a bzw. 14b eines Symmetrier-Transformators Tr6 vorgeschaltet wird (also eines Transformators, der nicht im Sättigungsbereich arbeitet). Dieser arbeitet, wie bereits erläutert, ebenfalls als Differenzstromtransformator und symmetriert die Teilströme in den parallel geschalteten Stromzweigen. Dadurch wird gewährleistet, dass alle Lampen der Lampenanordnuiig gleich hell leuchten. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel übernimmt die Sättigungs-Symmetrier-Drossel Tr5 sowohl die für ein gleichmäßig helles Leuchten der Lampen notwendige Symmetrierung der Lampenströme als auch die Begrenzung der auftretenden Spannungen durch eine definiert eingestellte Sättigung des ferromagnetischen Transformatorkerns bei einem Strom im Bereich von 5 - 50 raA.
Figur 4 zeigt ebenfalls eine schematische Schaltungsanordnung eines zum Betrieb von zwei parallel geschalteten Lampenanordnungen 2 geeigneten elektronischen Vorschaltgerätes. Diese Variante verwendet zwei parallel geschaltete Stromzweige, die jeweils mit einem Serienresonanzkreis bestehend aus einem Resonanzkondensator Cl und einer Resonanzspule Ll ausgeführt sind, wobei an den ersten Anschluss der Resonanzkondensatoren Cl und an den ersten Anschluss jeweils eines Halbbrückenkondensators C2 eine Lampe LA8, LA9 geschaltet ist. Eine erste Wicklung 16a eines Sättigungs-Symmetricr-Transformators Tr7 ist nach der ersten Lampe LAS und eine zweite Wicklung 16b dieses Transformators nach der zweiten Lampe LA9 angeordnet. Dieser symmelriert die Teilströme in den parallel geschalteten Stromzwcigen, da diese beispielsweise aufgrund von unterschiedlichen Fertigungstolcranzen der verwendeten Kondensatoren und Spulen voneinander abweichen können. Erfindungsgemäß übernimmt die Sättigungs-Symmetrier-Drossel Tr7 sowohl die für ein gleichmäßig helles Leuchten der Lampen LΛ8, LA9 notwendige Symmetrierung der Lampenströme als auch die Begrenzung der auftretenden Spannungen durch eine definiert eingestellte Sättigung des ferromagnetischen Transformatorkerns bei einem Strom im Bereich von 5 - 50 mA und der damit verbundenen Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Zünden der Lampe. Dadurch werden die Sicherheitsvorschriften (Daumenprobe) eingehalten und eine gleichmäßige Leuchtwirkung der Lampen gewährleistet.
Offenbart ist ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betrieb einer Lampenanordnung mit zumindest einer Lampe, insbesondere einer Niederdruckentladungslam- pe, und zumindest einem Transformator zur Symmetrierung der Lampenströme, wo- bei der Transformator zwei Wicklungen aufweist, die einer oder mehreren Lampen der Lampenanordnung zugeordnet sind. Erfmdungsgemäß ist der Transformator als Sättigungs-Symmetrier-Drossel ausgebildet.

Claims

Ansprüche
1. Elektronisches Vorschaltgerät zum Betrieb einer Lampenanordnung (2) mit zumindest einer Lampe (LAl bis LA9), insbesondere einer Niederdruckentladungslam- pe, und zumindest einem Transformator (Tri, Tr2, Tr3, Tr5, Tr7) zur Symmetrierung der Lampenströme, wobei der Transformator (Tri, Tr2, Tr3, Tr5, Tr7) zwei Wicklungen (4a, 4b; 6a, 6b; 8a, 8b; 12a, 12b; 16a, 16b) aufweist, die einer oder mehreren Lampen (LAl bis LA9) der Lampenanordnung (2) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (Tri, Tr2, Tr3, Tr5, Tr7) als Sättigungs- Symmetrier-Drossel ausgebildet ist.
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, wobei eine Sättigung des Transformators (Tri , Tr2, Tr3, Tr5, Tr7) bei einem Strom im Bereich von 5 - 50 mA auftritt.
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine erste Wicklung (4a) des Transformators (Tri) vor der Lampenanordnung (2) und eine zweite Wick- hing (4b) des Transformators (Tri) nach der Lampenanordnung (2) angeordnet ist.
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektronische Vorschaltgerät zwei parallel geschaltete Stromzweige mit jeweils einer ersten Wicklung (6a, 8a) der Transformatoren (Tr2, Tr3) vor der Lampenanordnung (2) und einer zweiten Wicklung (6b, 8b) der Transformatoren (Tr2, Tr3) nach der Lampenanordnung (2) aufweist.
5. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 4, wobei den ersten Wicklungen (6a, 8a) der Transformatoren (Tr2, Tr3) jeweils eine Wicklung (10a, 10b) eines Sym- metrier-Transformators (Tr4) der nicht im Sättigungsbereich arbeitet vorgeschaltet ist.
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorschaltgerät zwei parallel geschaltete Stromzweige mit jeweils zumindest einer Lampenanordnung (2) aufweist, und eine erste Wicklung (12a) des Transformators (Tr5) nach der ersten Lampenanordnung (LA6) und die zweite Wicklung (12b) des Transformators (Tr5) nach der zweiten Lampenanordnung (LA7) angeordnet ist.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 6, wobei der Lampenanordnung (2) in den parallel geschalteten Stromzweigen jeweils eine Wicklung (14a, 14b) eines Symmetrier-Transformators (Tr6) vorgeschaltet ist.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektronische Vorschaltgerät einen Serienresonanzkreis bestehend aus einer Spule (Ll) und einem Kondensator (Cl) aufweist.
9. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 8, wobei der Serienresonanzkreis vor der Parallelschaltung der Stromzweige angeordnet ist.
10. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 8, wobei der Lampenanordnung (2) jeweils ein Serienresonanzkreis in den parallel geschalteten Stromzweigen vorgeschaltet ist.
1 1. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wicklungen (4a bis 16a; 4b bis 16b) der Transformatoren (Tri bis Tr7) die gleiche Windungszahl besitzen und mit entgegengesetztem Wicklungssystem angeordnet sind.
12. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lampenanordnung (2) eine Lampe (LAl bis LA9) aufweist.
13. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lampenanordnung (2) zumindest zwei Lampen (LAl bis LA9) aufweist.
14. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Vorschaltgerät als Wechselrichter ausgebildet ist.
15. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 14, wobei das Vorschaltgerät ein Halbbrückenwechselrichter ist.
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