EP1913799A1 - Circuit assembly and method for the operation of at least one dielectrically impeded discharge lamp - Google Patents

Circuit assembly and method for the operation of at least one dielectrically impeded discharge lamp

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Publication number
EP1913799A1
EP1913799A1 EP06776625A EP06776625A EP1913799A1 EP 1913799 A1 EP1913799 A1 EP 1913799A1 EP 06776625 A EP06776625 A EP 06776625A EP 06776625 A EP06776625 A EP 06776625A EP 1913799 A1 EP1913799 A1 EP 1913799A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
resistance value
time
switch
circuit arrangement
resistor
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Withdrawn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
EP06776625A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Harald Dellian
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.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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 Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Publication of EP1913799A1 publication Critical patent/EP1913799A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H05B41/2806—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without electrodes in the vessel, e.g. surface discharge lamps, electrodeless discharge lamps
    • 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
    • H05B41/24—Circuit arrangements in which the lamp is fed by high frequency ac, or with separate oscillator frequency
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement for operating at least one dielectrically impeded discharge lamp with a flyback converter, which has a switch to generate an operating signal for the at least one dielectrically impeded discharge lamp, and a drive circuit for the switch, which is designed, a pulse width modu Provide lated square wave signal to the switch, wherein the duty cycle of the pulse width modulated square wave signal depend on the value of the resistance of a connected to the drive circuit resistor arrangement. It also relates to an operating method for at least one dielectrically impeded lamp on such a circuit arrangement.
  • the flyback converter has a DC voltage source, a transformer and connections for a dielectrically impeded discharge lamp.
  • the switch-on duration of the pulse-width-modulated square-wave signal applied to the switch of the flyback converter the energy impressed into the transformer can be varied.
  • the present invention relates to the problem of dimming a dielectrically impeded discharge lamp.
  • a dimming of a dielectrically impeded discharge lamp is hitherto unknown, but is fundamentally possible, since an initial capacitance existing between the electrodes before ignition breaks down after ignition, and therefore the lamp with lower energy, i. H. dimmed, can be operated.
  • the dimming position is maintained after switching off the discharge lamp.
  • the energy provided by the known from the prior art circuit arrangement to the lamp according to the dimming position for the ignition of the discharge lamp is not sufficient.
  • the underlying object of the present invention is therefore to develop the generic circuit arrangement or the generic method such that switching on a dielectrically impeded discharge lamp in the dimmed state is made possible.
  • the present invention is based on the finding that the object described above can be achieved if the value of the resistance of the resistor arrangement has at least one time-dependent component. This makes it possible for the purpose of igniting the lamp, a short-term increase in the value of the resistance of the resistor arrangement can be made and immediately after the ignition to the value the resistance of the resistor assembly, which corresponds to the dimming position at the time of switching off the circuit arrangement, can be returned. This ensures that, depending on the dimensioning of the circuit arrangement, the lamp is switched on in its dimming position for a user.
  • the short period of time during which the lamp is operated at higher energy to allow for ignition may be set so short that it is hardly or not at all noticed by a user.
  • a preferred embodiment therefore further comprises a timer in order to switch off the time-dependent component after a predefinable period of time.
  • the timer may be formed, for example, as an RC element.
  • a temporal transition phase can be advantageous if an adaptation phase for the human eye to the dimmed state is to be provided.
  • the predefinable time period is preferably less than 200 ms, preferably 20 ms to 200 ms and in particular 40 ms to 100 ms.
  • the temporal transition phase is preferably up to 200 ms, preferably 30 to 100 ms.
  • the resistor arrangement further comprises a time-independent component which comprises a predefinable basic resistance value and a predefinable dimming resistance value which is dependent on a dimming position of the circuit arrangement.
  • the basic resistance value is preferably constant and the dimming resistance value can be set between a minimum value and a maximum value.
  • the first-mentioned dimensioning rule ensures that in the ignition phase of the lamp of the circuit arrangement only the provision of an energy is demanded, which is below a predeterminable limit and therefore does not lead to damage to the circuit arrangement.
  • the second-mentioned dimensioning rule ensures that even with maximum dimming of the lamp, which corresponds to a minimum dimming resistance value, a sufficient energy for the ignition of the discharge lamp is provided to the discharge lamp.
  • the dimming resistance value and the base resistance value can be realized, for example, by a potentiometer which in its minimum position corresponds to the resistance value composed of the base resistance value and the minimum dimming resistance value and, in its maximum position, corresponds to the resistance value which varies from the base resistance value and the maximum dimming resistance value.
  • the time dependent resistance value is 50% to 70% of the maximum dimming resistance value.
  • the figure shows a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention.
  • a lamp La1 which is connected between the terminals a, b, operated from a circuit arrangement with flyback topology.
  • a DC voltage source Uo which may be 12 V or 24 V, for example, and a reference potential
  • a transformer comprising the windings TR1-A, TR1-B, TR1-C, and a switch T1 is arranged.
  • the structure and operation of this part of the circuit arrangement according to the invention are described in detail in DE 197 31 275.6.
  • the lamp La1 Because of its dielectrically impeded electrodes 10, 12, the lamp La1 has a non-negligible sigbare capacitance of size C L and forms together with the primary winding TR1-A a resonant circuit.
  • the discharge lamp La1 is supplied with voltage pulses of positive polarity.
  • the switch T1 switches at a clock frequency of about 25 kHz to 100 kHz. Accordingly, the lamp La1 is supplied with voltage pulses having a pulse repetition frequency of about 25 kHz to 100 kHz.
  • a pulse width-regulated legal signal is preferably used, the switch-off periods being constant and the switch-on periods varying.
  • VCO Voltage Controlled Oscillator
  • the duty cycles of the square wave signal provided at the output of the voltage controlled oscillator 16 are dependent upon the resistance of a resistor array 20 connected to the input 18 of the VCO 16.
  • the resistor array 20 is composed of a base resistance R1, a dimming resistance R2, and a time dependent resistance R3.
  • the time control for the time-dependent resistance R3 here comprises a capacitor C2, which is applied to the base-emitter path of a bipolar transistor T2 and via a resistor R4, which is connected in parallel with a diode D1, is rechargeable.
  • the parallel circuit of the resistor R4 and the diode D1 is connected to the output of an inverter INV, on the input side via a resistor R5 to the voltage source Uo, on the other hand via a switch T3, which can be opened or closed by an operator with connected to the ground potential.
  • the capacitor C2 is charged via the resistor R4, wherein the resulting time constant can be determined by suitable dimensioning of the resistor R4 and the capacitor C2.
  • the VCO 16 provides a pulse width modulated square wave signal to the switch T1 corresponding to the supply of the lamp La1 with an energy corresponding to the dimming position of the resistor R2 at the time of the last turn-off of the lamp La1.
  • the diode D1 serves to discharge the capacitor C2 when the switch T3 closes and opens shortly, so that the capacitor C2 is discharged again at the next switch-on operation, ie closing of the switch T3, by the predetermined value - Provide the determination of the resistor R4 and the capacitor C2 fixed time constant.

Landscapes

  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
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Abstract

The invention relates to a circuit assembly for operating at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1) comprising an isolating transformer that is equipped with a switch (T1) in order to generate an operating signal for the at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1) as well as a triggering circuit (14) for the switch (T1), which is configured so as to supply a pulse width-modulated square wave signal to the switch (T1). The switch-on times of the pulse width-modulated square wave signal depend upon the value of the resistance (R1, R2, R3) of a resistor assembly (20) that is connected to the triggering circuit (14), the value of the resistance (R1, R2, R3) of the resistor assembly (20) being provided with at least one time-dependent component (RT3). Also disclosed is a method for operating at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1) on such a circuit assembly.

Description

Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betrieb mindestens einer dielektrisch behinderten EntladungslampeCircuit arrangement and method for operating at least one dielectrically impeded discharge lamp
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer dielektrisch behinderten Entladungslampe mit einem Sperrwandler, der einen Schalter aufweist, um ein Betriebssignal für die min- destens eine dielektrisch behinderte Entladungslampe zu erzeugen, und eine Ansteuerschaltung für den Schalter, die ausgelegt ist, ein pulsweitenmodu- liertes Rechtecksignal an den Schalter bereitzustellen, wobei die Einschaltdauern des pulsweitenmodulierten Rechtecksignals abhängen vom Wert des Widerstands einer an die Ansteuerschaltung angeschlossenen Widerstands- anordnung. Sie betrifft überdies ein Betriebsverfahren für mindestens eine dielektrisch behinderte Lampe an einer derartigen Schaltungsanordnung.The present invention relates to a circuit arrangement for operating at least one dielectrically impeded discharge lamp with a flyback converter, which has a switch to generate an operating signal for the at least one dielectrically impeded discharge lamp, and a drive circuit for the switch, which is designed, a pulse width modu Provide lated square wave signal to the switch, wherein the duty cycle of the pulse width modulated square wave signal depend on the value of the resistance of a connected to the drive circuit resistor arrangement. It also relates to an operating method for at least one dielectrically impeded lamp on such a circuit arrangement.
Stand der TechnikState of the art
Aus der US 6,323,600 B1 ist der Aufbau und die Funktionsweise einer derartigen Schaltungsanordnung und eines derartigen Verfahrens bekannt. Dabei weist der Sperrwandler eine Gleichspannungsquelle, einen Transformator und Anschlüsse für eine dielektrisch behinderte Entladungslampe auf. Durch Variation der Einschaltdauern des an den Schalter des Sperrwandlers angelegten pulsweitenmodulierten Rechtecksignals kann die in den Transformator eingeprägte Energie variiert werden. Je länger die Einschaltdauer des puls- weitenmodulierten Rechtecksignals, desto größer ist die an die dielektrisch behinderte Entladungslampe bereitgestellte Energie.From US 6,323,600 B1, the structure and operation of such a circuit arrangement and such a method is known. In this case, the flyback converter has a DC voltage source, a transformer and connections for a dielectrically impeded discharge lamp. By varying the switch-on duration of the pulse-width-modulated square-wave signal applied to the switch of the flyback converter, the energy impressed into the transformer can be varied. The longer the switch-on duration of the pulse width modulated square wave signal, the greater the energy provided to the dielectrically impeded discharge lamp.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft die Problematik des Dimmens einer dielektrisch behinderten Entladungslampe. Ein Dimmen einer dielektrisch be- hinderten Entladungslampe ist bisher unbekannt, jedoch grundsätzlich möglich, da eine vor dem Zünden zwischen den Elektroden bestehende Anfangskapazität nach dem Zünden zusammenbricht und daher die Lampe mit geringerer Energie, d. h. gedimmt, betrieben werden kann. Dabei besteht insbesondere der Wunsch, dass die Dimmstellung nach dem Ausschalten der Entladungslampe erhalten bleibt. In diesem Zuge ergibt sich das Problem, dass beim Einschalten im gedimmten Zustand der Entladungslampe die von der aus dem Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnung an die Lampe entsprechend der Dimmstellung bereitgestellte Energie zur Zündung der Entladungslampe nicht ausreicht.The present invention relates to the problem of dimming a dielectrically impeded discharge lamp. A dimming of a dielectrically impeded discharge lamp is hitherto unknown, but is fundamentally possible, since an initial capacitance existing between the electrodes before ignition breaks down after ignition, and therefore the lamp with lower energy, i. H. dimmed, can be operated. In particular, there is a desire that the dimming position is maintained after switching off the discharge lamp. In this context, there is the problem that when switching on in the dimmed state of the discharge lamp, the energy provided by the known from the prior art circuit arrangement to the lamp according to the dimming position for the ignition of the discharge lamp is not sufficient.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, die gattungsgemäße Schaltungsanordnung bzw. das gattungsgemäße Verfahren derart weiterzubilden, dass ein Einschalten einer dielektrisch behinderten Entladungslampe im gedimmten Zustand ermöglicht wird.The underlying object of the present invention is therefore to develop the generic circuit arrangement or the generic method such that switching on a dielectrically impeded discharge lamp in the dimmed state is made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltungsanord- nung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 und durch ein Betriebsverfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 10.This object is achieved according to the invention by a circuit arrangement having the features of patent claim 1 and by an operating method having the features of patent claim 10.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben bezeichnete Aufgabe gelöst werden kann, wenn der Wert des Widerstands der Widerstandsanordnung zumindest einen zeitabhängigen Anteil aufweist. Da- durch wird ermöglicht, dass zum Zwecke des Zündens der Lampe eine kurzzeitige Erhöhung des Werts des Widerstands der Widerstandsanordnung vorgenommen werden kann und unmittelbar nach dem Zünden zu dem Wert des Widerstands der Widerstandsanordnung, der der Dimmstellung zum Zeitpunkt des Ausschaltens der Schaltungsanordnung entspricht, zurückgekehrt werden kann. Dadurch wird erreicht, dass, je nach Dimensionierung der Schaltungsanordnung, für einen Benutzer quasi die Lampe in ihrer Dimmstel- lung eingeschaltet wird. Die kurze Zeitdauer, während der die Lampe mit höherer Energie betrieben wird, um das Zünden zu ermöglichen, kann so kurz eingestellt werden, dass sie von einem Benutzer kaum oder sogar überhaupt nicht bemerkt wird.The present invention is based on the finding that the object described above can be achieved if the value of the resistance of the resistor arrangement has at least one time-dependent component. This makes it possible for the purpose of igniting the lamp, a short-term increase in the value of the resistance of the resistor arrangement can be made and immediately after the ignition to the value the resistance of the resistor assembly, which corresponds to the dimming position at the time of switching off the circuit arrangement, can be returned. This ensures that, depending on the dimensioning of the circuit arrangement, the lamp is switched on in its dimming position for a user. The short period of time during which the lamp is operated at higher energy to allow for ignition may be set so short that it is hardly or not at all noticed by a user.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst daher weiterhin ein Zeitglied, um den zeitabhängigen Anteil nach einer vorgebbaren Zeitdauer abzuschalten. Das Zeitglied kann beispielsweise als RC-Glied ausgebildet sein.A preferred embodiment therefore further comprises a timer in order to switch off the time-dependent component after a predefinable period of time. The timer may be formed, for example, as an RC element.
Je nach Einsatzbereich der Lampe kann weiterhin vorgesehen sein, den Abschaltvorgang des zeitabhängigen Anteils nach Ablauf der vorgebbaren Zeitdauer schlagartig oder mit einer zeitlichen Übergangsphase vorzunehmen. Eine zeitliche Übergangsphase kann dann von Vorteil sein, wenn eine Adaptionsphase für das menschliche Auge an den gedimmten Zustand bereitgestellt werden soll.Depending on the field of use of the lamp, it may furthermore be provided to carry out the switching-off process of the time-dependent component abruptly or with a time transition phase after the predefinable period of time has elapsed. A temporal transition phase can be advantageous if an adaptation phase for the human eye to the dimmed state is to be provided.
Die vorgebbare Zeitdauer beträgt bevorzugt weniger als 200 ms, bevorzugt 20 ms bis 200 ms und insbesondere 40 ms bis 100 ms. Die zeitliche Über- gangsphase beträgt bevorzugt bis 200 ms, bevorzugt 30 bis 100 ms.The predefinable time period is preferably less than 200 ms, preferably 20 ms to 200 ms and in particular 40 ms to 100 ms. The temporal transition phase is preferably up to 200 ms, preferably 30 to 100 ms.
Bevorzugt umfasst die Widerstandsanordnung weiterhin einen zeitunabhängigen Anteil, der einen vorgebbaren Grund-Widerstandswert und einen vorgebbaren, von einer Dimmstellung der Schaltungsanordnung abhängigen Dimm-Widerstandswert umfasst. Bevorzugt ist hierbei der Grund- Widerstandswert konstant und der Dimm-Widerstandswert zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert einstellbar. Dies stellt die Möglichkeit bereit, den zeitabhängigen Widerstandswert, den Grund-Widerstandswert und den Dimm-Widerstandswert so zu dimensionieren, dass einerseits die Summe aus zeitabhängigem Widerstandswert, Grund-Widerstandswert und maximalem Dimm-Widerstandswert zu einer Leistungsabgabe des Sperrwandlers führt, die unter einer vorgebbaren Grenze liegt, und andererseits die Summe aus zeitabhängigem Widerstandswert, Grund-Widerstandswert und minimalem Dimm-Widerstandswert zu einer Leistungsabgabe des Sperrwandlers führt, die eine Zündung der mindestens einen dielektrisch behinderten Entladungslampe ermöglicht. Die erstgenannte Dimensionierungs- vorschrift stellt sicher, dass in der Zündphase der Lampe der Schaltungsanordnung lediglich die Bereitstellung einer Energie abverlangt wird, die unter einer vorgebbaren Grenze liegt und daher zu keiner Beschädigung der Schaltungsanordnung führt. Die zweitgenannte Dimensionierungsvorschrift stellt sicher, dass selbst bei maximaler Dimmung der Lampe, was einem minimalen Dimm-Widerstandswert entspricht, eine zur Zündung der Entladungslampe ausreichende Energie an die Entladungslampe bereitgestellt wird.Preferably, the resistor arrangement further comprises a time-independent component which comprises a predefinable basic resistance value and a predefinable dimming resistance value which is dependent on a dimming position of the circuit arrangement. In this case, the basic resistance value is preferably constant and the dimming resistance value can be set between a minimum value and a maximum value. This provides the possibility of dimensioning the time-dependent resistance value, the base resistance value and the dimming resistance value in such a way that, on the one hand, the sum of time-dependent resistance value, basic resistance value and Maximum dimming resistance leads to a power output of the flyback converter, which is below a predeterminable limit, and on the other hand, the sum of time-dependent resistance, base resistance and minimum dimming resistance leads to a power output of the flyback converter, the ignition of the at least one dielectrically impeded discharge lamp allows. The first-mentioned dimensioning rule ensures that in the ignition phase of the lamp of the circuit arrangement only the provision of an energy is demanded, which is below a predeterminable limit and therefore does not lead to damage to the circuit arrangement. The second-mentioned dimensioning rule ensures that even with maximum dimming of the lamp, which corresponds to a minimum dimming resistance value, a sufficient energy for the ignition of the discharge lamp is provided to the discharge lamp.
Der Dimm-Widerstandswert und der Grund-Widerstandswert können beispielsweise durch ein Potentiometer realisiert werden, das in seiner Minimalstellung dem Widerstandswert entspricht, der sich aus dem Grund- Widerstandswert und dem minimalen Dimm-Widerstandswert zusammensetzt, und in seiner Maximalstellung dem Widerstandswert entspricht, der sich aus dem Grund-Widerstandswert und dem maximalen Dimm- Widerstandswert ergibt.The dimming resistance value and the base resistance value can be realized, for example, by a potentiometer which in its minimum position corresponds to the resistance value composed of the base resistance value and the minimum dimming resistance value and, in its maximum position, corresponds to the resistance value which varies from the base resistance value and the maximum dimming resistance value.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der zeitabhängige Widerstandswert 50 % bis 70 % des maximalen Dimm-Widerstandswerts.In a preferred embodiment, the time dependent resistance value is 50% to 70% of the maximum dimming resistance value.
Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten in entsprechender Weise für das erfindungsgemäße Betriebsverfahren. Kurze Beschreibung der ZeichnungThe preferred embodiments and advantages presented with reference to the circuit arrangement according to the invention apply correspondingly to the operating method according to the invention. Short description of the drawing
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die in schematischer Darstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zeigt, beschrieben.In the following, an embodiment of a circuit arrangement according to the invention will now be described with reference to the accompanying drawing, which shows a schematic representation of a preferred embodiment of a circuit arrangement according to the invention.
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Dabei wird eine Lampe La1 , die zwischen den Anschlüssen a, b angeschlossen ist, aus einer Schaltungsanordnung mit Sperrwandler-Topologie betrieben. Hierzu ist zwischen eine Gleichspannungsquelle Uo, die beispielsweise 12 V oder 24 V betragen kann, und einem Bezugspotenzial ein Transformator, der die Wicklungen TR1-A, TR1-B, TR1-C umfasst, sowie ein Schalter T1 angeordnet. Der Aufbau und die Funktionsweise dieses Teils der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind ausführlich in der DE 197 31 275.6 beschrieben.The figure shows a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention. In this case, a lamp La1, which is connected between the terminals a, b, operated from a circuit arrangement with flyback topology. For this purpose, between a DC voltage source Uo, which may be 12 V or 24 V, for example, and a reference potential, a transformer comprising the windings TR1-A, TR1-B, TR1-C, and a switch T1 is arranged. The structure and operation of this part of the circuit arrangement according to the invention are described in detail in DE 197 31 275.6.
Solange sich der Schalter T1 im leitenden Zustand befindet, liegt an der Pri- märwicklung TR1-A im Wesentlichen die Gleichspannung U0 an und durch die Primärwicklung TR1-A und den Schalter T1 fließt ein mit der Zeit linear ansteigender Strom, der am Ende der Einschaltdauer des Transistors T1 seinen Spitzenwert lmax erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist in dem Magnetfeld der Primärwicklung TR1-A mit der Induktivität LP die elektrische Energie WAs long as the switch T1 is in the conducting state, essentially the DC voltage U 0 is applied to the primary winding TR1-A, and a current which increases linearly with time flows through the primary winding TR1-A and the switch T1, which at the end of the On duration of the transistor T1 reaches its peak value l max . At this time, in the magnetic field of the primary winding TR1-A with the inductance L P, the electrical energy W
W = 0,5 - LP - Im 2 m W = 0.5 - L P - I m 2 m
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Während der Sperrphase des Schalters T1 wird die in dem Magnetfeld derDuring the blocking phase of the switch T1 is in the magnetic field of the
Primärwicklung TR1-A gespeicherte elektrische Energie W abgebaut und imPrimary winding TR1-A stored electrical energy W degraded and in
Wesentlichen an die Lampe La1 abgegeben. Die Lampe La1 besitzt auf- grund ihrer dielektrisch behinderten Elektroden 10, 12 eine nicht vernachläs- sigbare Kapazität der Größe CL und bildet zusammen mit der Primärwicklung TR1-A einen Schwingkreis.Essentially delivered to the lamp La1. Because of its dielectrically impeded electrodes 10, 12, the lamp La1 has a non-negligible sigbare capacitance of size C L and forms together with the primary winding TR1-A a resonant circuit.
Mit Hilfe der Sekundärwicklung TR1-B wird die Spannungsamplitude UP der Spannungsimpulse im Verhältnis ns/nP der Windungen ns der Sekundärwick- lungen TR1-B, TR1-C und der Windungen np der Primärwicklung TR1-A auf den Wert Us With the aid of the secondary winding TR1-B, the voltage amplitude U P of the voltage pulses in the ratio ns / n P of the windings ns of the secondary windings TR1-B, TR1-C and the windings np of the primary winding TR1-A to the value U s
U us - — !2s.. π uP nP U u s - -! 2s .. π u P n P
hochtransformiert. An der Entladungslampe La1 steht daher ein Spannungsimpuls mit der Spannungsamplitude Us als Betriebs- oder Zündspannung zur Verfügung. Während der Sperrphase des Schalters T1 wird die Entladungslampe La1 mit Spannungsimpulsen positiver Polarität beaufschlagt. Der Schalter T1 schaltet mit einer Taktfrequenz von ungefähr 25 kHz bis 100 kHz. Dementsprechend wird die Lampe La1 mit Spannungsimpulsen beaufschlagt, die eine Impulsfolgefrequenz von ungefähr 25 kHz bis 100 kHz be- sitzen.stepped up. Therefore, a voltage pulse with the voltage amplitude U s as operating or ignition voltage is available at the discharge lamp La1. During the blocking phase of the switch T1, the discharge lamp La1 is supplied with voltage pulses of positive polarity. The switch T1 switches at a clock frequency of about 25 kHz to 100 kHz. Accordingly, the lamp La1 is supplied with voltage pulses having a pulse repetition frequency of about 25 kHz to 100 kHz.
Bevorzugt wird ein hierbei pulsweitenreguliertes Rechtsignal verwendet, wobei die Ausschaltdauern konstant sind und die Einschaltdauern variieren. Zur Erzeugung der Rechtecksignale dient eine Ansteuerschaltung 14, die einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO = Voltage Controlled Oscillator), der sein Ausgangssignal über einen Koppelkondensator C1 an den Schalter T1 anlegt. Die Einschaltdauern des am Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 16 bereitgestellten Rechtecksignals sind abhängig vom Widerstandswert einer am Eingang 18 des VCOs 16 angeschlossenen Widerstandsanordnung 20. Die Widerstandsanordnung 20 setzt sich zusammen aus einem Grund-Widerstandswert R1 , einem Dimm-Widerstandswert R2 sowie einem zeitabhängigen Widerstandswert R3. Die Zeitsteuerung für den zeitabhängigen Widerstandswert R3 umfasst vorliegend einen Kondensator C2, der an der Basis-Emitter-Strecke eines Bipolartransistors T2 anliegt und über einen Widerstand R4, dem eine Diode D1 parallel geschaltet ist, aufladbar ist. Dazu ist die Parallelschaltung aus dem Widerstand R4 und der Diode D1 mit dem Ausgang eines Inverters INV verbunden, der eingangsseitig einerseits über einen Widerstand R5 mit der Spannungsquelle Uo, andererseits über einen Schalter T3, der von einer Bedienperson geöffnet bzw. geschlossen werden kann, mit dem Massepotenzial verbunden ist.In this case, a pulse width-regulated legal signal is preferably used, the switch-off periods being constant and the switch-on periods varying. To generate the square-wave signals is a drive circuit 14 which a voltage controlled oscillator (VCO = Voltage Controlled Oscillator), which applies its output signal via a coupling capacitor C1 to the switch T1. The duty cycles of the square wave signal provided at the output of the voltage controlled oscillator 16 are dependent upon the resistance of a resistor array 20 connected to the input 18 of the VCO 16. The resistor array 20 is composed of a base resistance R1, a dimming resistance R2, and a time dependent resistance R3. The time control for the time-dependent resistance R3 here comprises a capacitor C2, which is applied to the base-emitter path of a bipolar transistor T2 and via a resistor R4, which is connected in parallel with a diode D1, is rechargeable. For this purpose, the parallel circuit of the resistor R4 and the diode D1 is connected to the output of an inverter INV, on the input side via a resistor R5 to the voltage source Uo, on the other hand via a switch T3, which can be opened or closed by an operator with connected to the ground potential.
Zur Funktionsweise: Schließt die Bedienperson den Schalter T3, um die Entladungslampe La1 einzuschalten, wird der Eingang des Inverters INV mit dem Massepotenzial verbunden. An seinem Ausgang wird demnach ein vor- gebbares Spannungssignal, beispielsweise 5 V, bereitgestellt. Der Kondensator C2 ist zunächst noch ungeladen, wodurch sich der Transistor T2 im gesperrten Zustand befindet. Demnach liegt am Eingang 18 des VCOs 16 die Summe aus dem Grund-Widerstandswert R1 , dem beim Ausschalten eingestellten Dimm-Widerstandswert R2 sowie dem zeitabhängigen Wider- standswert R3 an. Bei geeigneter Dimensionierung ist die Summe aus diesen drei Widerstandswerten groß genug, um an den Schalter T1 ein pulswei- tenmoduliertes Rechtecksignal anzulegen, so dass ausreichend Energie zur Zündung der Lampe La1 an die Lampe La1 bereitgestellt wird. Anschließend wird der Kondensator C2 über den Widerstand R4 aufgeladen, wobei die sich daraus ergebende Zeitkonstante durch geeignete Dimensionierung des Widerstands R4 und des Kondensators C2 festgelegt werden kann. Sobald die Spannung am Kondensator C2 ausreichend groß ist, um den Schalter T2 in den leitenden Zustand zu schalten, reduziert sich der Gesamtwiderstand der Widerstandsanordnung 20 auf die Summe aus dem Grund-Widerstandswert R1 und dem Dimm-Widerstandswert R2. Dadurch stellt der VCO 16 ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal an den Schalter T1 bereit, der der Versorgung der Lampe La1 mit einer Energie entsprechend der Dimmstellung des Widerstands R2 zum Zeitpunkt des letzten Ausschaltens der Lampe La1 entspricht. Die Diode D1 dient dazu, dass bei einem kurz aufeinander folgenden Schließen und öffnen des Schalters T3 der Kondensator C2 entladen wird, so dass beim nächsten Einschaltvorgang, d. h. Schließen des Schalters T3, der Kondensator C2 wieder entladen ist, um die vorgegebene, durch die Dimensio- nierung des Widerstands R4 und des Kondensators C2 festgelegte Zeitkonstante bereitzustellen. How it works: When the operator closes the switch T3 to turn on the discharge lamp La1, the input of the inverter INV is connected to the ground potential. Accordingly, a predeterminable voltage signal, for example 5 V, is provided at its output. The capacitor C2 is initially uncharged, whereby the transistor T2 is in the locked state. Accordingly, the sum of the base resistance value R1, the dimming resistance value R2 set at switch-off and the time-dependent resistance value R3 is present at the input 18 of the VCO 16. With suitable dimensioning, the sum of these three resistance values is large enough to apply to the switch T1 a pulse-width-modulated square-wave signal, so that sufficient energy is provided to ignite the lamp La1 to the lamp La1. Subsequently, the capacitor C2 is charged via the resistor R4, wherein the resulting time constant can be determined by suitable dimensioning of the resistor R4 and the capacitor C2. As soon as the voltage across the capacitor C2 is sufficiently high to switch the switch T2 into the conductive state, the total resistance of the resistor arrangement 20 is reduced to the sum of the base resistance value R1 and the dimming resistance value R2. Thus, the VCO 16 provides a pulse width modulated square wave signal to the switch T1 corresponding to the supply of the lamp La1 with an energy corresponding to the dimming position of the resistor R2 at the time of the last turn-off of the lamp La1. The diode D1 serves to discharge the capacitor C2 when the switch T3 closes and opens shortly, so that the capacitor C2 is discharged again at the next switch-on operation, ie closing of the switch T3, by the predetermined value - Provide the determination of the resistor R4 and the capacitor C2 fixed time constant.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer dielektrisch behinderten Entladungslampe (La1) mit einem Sperrwandler, der einen Schalter (T1) aufweist, um ein Betriebssignal für die mindestens eine dielektrisch behinderte Entladungslampe (La1) zu erzeugen, und eine Ansteuerschaltung (14) für den Schalter (T1), die ausgelegt ist, ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal an den Schalter (T1) bereitzustellen, wobei die Einschaltdauern des pulsweitenmodulierten Rechtecksignals abhängen vom Wert des Widerstands (R1 , R2, R3) einer an die Ansteuerschaltung (14) angeschlossenen Widerstandsanordnung (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Widerstands (R1 , R2, R3) der Widerstandsanordnung (20) zumindest einen zeitabhängigen Anteil (R3) aufweist.A circuit arrangement for operating at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1) with a flyback converter having a switch (T1) to generate an operating signal for the at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1), and a drive circuit (14) for the switch (T1) which is designed to provide a pulse width modulated square wave signal to the switch (T1), the turn-on durations of the pulse width modulated square wave signal depending on the value of the resistor (R1, R2, R3) of a resistor arrangement (20) connected to the drive circuit (14), characterized in that the value of the resistor (R1, R2, R3) of the resistor arrangement (20) has at least one time-dependent component (R3).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein Zeitglied (C2, R4) umfasst, um den zeitabhängigen Anteil (R3) nach einer vorgebbaren Zeitdauer abzuschalten.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that it further comprises a timer (C2, R4) to turn off the time-dependent component (R3) after a predetermined period of time.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abschaltvorgang des zeitabhängigen Anteils (R3) nach Ablauf der vorgebbaren Zeitdauer schlagartig oder mit einer zeitlichen Übergangsphase erfolgt.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the switch-off of the time-dependent component (R3) takes place abruptly after the predefinable period of time or with a temporal transition phase.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgebbare Zeitdauer weniger als 200 ms beträgt, bevorzugt 20 ms bis 200 ms, insbesondere 40 ms bis 100 ms. 4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the predeterminable time duration is less than 200 ms, preferably 20 ms to 200 ms, in particular 40 ms to 100 ms.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Übergangsphase bis 200 ms, bevorzugt 30 ms bis 100 ms beträgt.5. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that the temporal transition phase is up to 200 ms, preferably 30 ms to 100 ms.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsanordnung (20) weiterhin einen zeitunabhängigen Anteil (R1 , R2) umfasst, der einen vorgebbaren Grund-Widerstandswert (R1) und einen vorgebbaren, von einer Dimmstellung der Schal- tungsanordnung abhängigen Dimm-Widerstandswert (R2) umfasst.6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance arrangement (20) further comprises a time-independent component (R1, R2), the a predetermined basic resistance value (R1) and a predetermined, dependent on a dimming position of the circuit arrangement Dimming resistance (R2) includes.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund-Widerstandswert (R1) konstant ist und der Dimm- Widerstandswert (R2) zwischen einem Minimalwert und einem Maximal- wert einstellbar ist.7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the basic resistance value (R1) is constant and the dimming resistance value (R2) is adjustable between a minimum value and a maximum value.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitabhängige Widerstandswert (R3), der Grund- Widerstandswert (R1) und der Dimm-Widerstandswert (R2) so dimensio- niert sind, dass einerseits die Summe aus zeitabhängigem Widerstandswert (R3), Grund-Widerstandswert (R1) und maximalem Dimm- Widerstandswert (R2) zu einer Leistungsabgabe des Sperrwandlers führt, die unter einer vorgebbaren Grenze liegt, und andererseits die Summe aus zeitabhängigem Widerstandswert (R3), Grund-Widerstandswert (R1) und minimalem Dimm-Widerstandswert8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the time-dependent resistance value (R3), the base resistance value (R1) and the dimming resistance value (R2) are dimensioned so that, on the one hand, the sum of the time-dependent resistance value (R3), Basic resistance value (R1) and maximum dimming resistance value (R2) results in a flyback power output that is below a predeterminable limit, and the sum of time-dependent resistance value (R3), basic resistance value (R1) and minimum dim resistance value
(R2) zu einer Leistungsabgabe des Sperrwandlers führt, die eine Zündung der mindestens einen dielektrisch behinderten Entladungslampe (La1) ermöglicht. (R2) leads to a power output of the flyback converter, which enables an ignition of the at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1).
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitabhängige Widerstandswert (R3) 50 % bis 70 % des maximalen Dimm-Widerstandswerts (R2) beträgt.9. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized in that the time-dependent resistance value (R3) is 50% to 70% of the maximum dimming resistance value (R2).
10. Betriebsverfahren für mindestens eine dielektrisch behinderte Lampe (La1) an einer Schaltungsanordnung mit einem Sperrwandler, der einen Schalter (T1) aufweist, um ein Betriebssignal für die mindestens eine dielektrisch behinderte Entladungslampe (La1) zu erzeugen, und eine Ansteuerschaltung (14) für den Schalter (T1), die ausgelegt ist, ein pulsweitenmoduliertes Rechtecksignal an den Schalter (T1) bereitzustellen, wobei die Einschaltdauern des pulsweitenmodulierten Rechtecksignals abhängen vom Wert des Widerstands (R1, R2, R3) einer an die Ansteuerschaltung (14) angeschlossenen Widerstandsanordnung (20), dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Widerstands (R1, R2, R3) der Widerstandsanordnung (20) zeitabhängig verändert wird. 10. Operating method for at least one dielectrically impeded lamp (La1) on a circuit arrangement with a flyback converter, which has a switch (T1) to generate an operating signal for the at least one dielectrically impeded discharge lamp (La1), and a drive circuit (14) for the switch (T1) which is designed to provide a pulse-width-modulated square-wave signal to the switch (T1), the switch-on durations of the pulse width-modulated square-wave signal depending on the value of the resistor (R1, R2, R3) of a resistor arrangement (20) connected to the drive circuit (14) ), characterized in that the value of the resistor (R1, R2, R3) of the resistor arrangement (20) is changed over time.
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