EP2067386B1 - Emv-verbesserung durch hf-absorption in leuchten und evgs - Google Patents
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- H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
- H05B47/10—Controlling the light source
Definitions
- This invention relates to a lamp with integrated electronic ballast (ECG) and to an electronic ballast as such, in which the electromagnetic compatibility (EMC) is improved.
- Circuitry measures are known in the TOE to reduce such disturbances, which mean a certain effort.
- the font WO 93/20677 discloses an electronic ballast with a capacitor between a PE terminal of the ballast and a ground terminal in the ballast.
- the font EP-A-1246512 discloses a headlamp assembly of a motor vehicle with a high pressure discharge lamp in a reflector, in which a supply line of an ignitor of the lamp and a ground line of the reflector are passed through a ferrite core.
- the invention is based on the technical problem of specifying a luminaire with integrated electronic ballast and an electronic ballast which show an improved electromagnetic compatibility with respect to the above-mentioned resonance phenomena in the high-frequency range.
- a lamp with integrated electronic ballast characterized by a damping element of high frequency radiation by magnetic RF loss damping material, which is designed by high frequency radiation absorption high frequency currents in a line of the lamp between a PE terminal of the lamp and a ground terminal in to dampen the lamp, and an electronic ballast for a lamp, characterized by a corresponding damping element, which is designed to attenuate high-frequency currents in a line of the ballast between a PE terminal of the ballast and a ground terminal in the ballast.
- the term “luminaire” here does not refer to a luminous means as such, ie to the consumables responsible for the actual generation of light, but to a lighting device with or for receiving a luminous means, ie a lamp.
- a lamp thus has a housing and often a screen, a reflector, translucent cover glasses u. ⁇ . on.
- the basic idea of the invention is to provide a damping element in the luminaire or in the ballast, which is characterized by material-specific high-frequency damping properties in the frequency range of interest High frequency radiation losses generated and thus dampens annoying resonance phenomena and reduced in amplitude.
- Suitable materials with suitable magnetic properties, which can be attenuated by magnetic HF losses, are considered here. This is especially true for ferromagnetic ceramic materials, especially of iron oxide, which are also known as Dämpfungsferrite.
- damping element should preferably not be integrated into the conductor itself - the ferrites would also be lacking in the conductivity - but only be mounted in the vicinity of the conductor.
- the damping element surrounds the conductor by being a body with a passage opening.
- Particularly suitable are so-called pearls, ie small spheroidal bodies with a bore, rings or small tubes.
- the line to be damped is in the case of the claimed ballast between the PE terminal of the ballast and the ground contact to the ballast housing or a corresponding part thereof.
- the line currents involved in the resonance phenomena must run through this line.
- the overall PE terminal of the luminaire differs frequently from the PE terminal of the ballast integrated in the luminaire, or the ballast may not have its own PE terminal.
- the attenuated by the damping element line here between the PE terminal of the lamp and the ground contact one for the resonance phenomena with responsible luminaire housing part or the lamp housing as a whole. Capacities that are (partially) associated with the luminaire housing and participate in the resonance phenomena then cause damped currents through this line.
- a conductive housing of the integrated ballast can be involved in significant capacities, so that it is also preferred that the line between the PE terminal of the lamp and the ground contact of the ballast housing is located.
- the ballast ground contact can be made to the lamp housing (part), so that even by a damping of the line between the PE terminal of the lamp and the ground contact to the lamp housing (part) and the currents are included to the ballast housing.
- the damping element in the terminal. If so far it has been said that the damping element should attenuate a line between the PE terminal and a certain ground contact, the term “between” means the area from the actual terminal contact for the external line.
- the damping element is to be integrated in the terminal body, for example in a conventional luster terminal in the vicinity of the conductive piece between the external lead terminal and the internal terminal contact, especially in one conductive piece enclosing form.
- integrated in here means that the damping element should be included or held in the component incl. Its insulating holder, so that it can be mounted together with and in the terminal by the lighting manufacturer or ballast manufacturer and may even already be purchased.
- FIG. 1 shows a circuit arrangement according to the invention with a lamp terminal LK with integrated damping element F for a Luminaire with electronic ballast electronic ballast.
- the damping element F is a high-frequency-absorbing ferrite bead and integrated in the lamp terminal itself. It lies on the conductive connection between the terminal connection contact for the external PE mains supply line on the one hand and an internal line leading to the luminaire housing.
- the line piece with the damping element F is thus connected between the lamp housing and the ground conductor PE, in which case the electronic ballast ECG via the lamp housing (or a line) and finally the damping element is connected to the ground conductor PE.
- the damping element F absorbs the interference spectrum, which results from the resonant vibrations of the lamp housing and the housing of the electronic ballast, in particular from the capacitive couplings between the lamp housing and the environment, and damps in this way the high-frequency interference.
- FIG. 2 shows a modification of the circuit according to FIG. 1 ,
- the ferrite bead is also integrated in the luminaire terminal, but only connected to a PE connecting cable with which the ECG ballast is connected to the external PE line via the luminaire terminal.
- the housing of the lamp is either, as drawn, independently connected to the external PE supply line or could be configured in this embodiment, even without ground contact, for example in the case of a plastic light. So here the capacitive influence of the lamp housing does not play a decisive role and is not considered in the damping according to the invention.
- the variant is off FIG. 3 only a conductive bridge to the line to the ground contact of the lamp housing affected by the integrated in the lamp terminal ferrite bead F. Since the ballast electronic ballast here in contrast to the variant off FIG. 1 is connected to the external PE line via a supply line to the luminaire connection terminal and this supply line is not detected by the ferrite bead is, the capacitive influence of the ECG housing is not taken into account here. It can be insignificant in individual cases. Deviating from the figure, it could also have been dispensed with due to the grounding of the lamp housing on a conductive and grounded ECG housing. But it could of course also be a second or a common ferrite bead for both Gepatiusemassezu effet available.
- FIG. 4 shows an interference spectrum (in dB ⁇ V at 50 ⁇ ) of a luminaire with electronic ballast without damping element and thus without high-frequency interference suppression.
- the normative curves to be observed for the quasi-peak (QP) and average values (AV) are plotted. In the frequency range from 10 to 30 MHz, the detected interference levels clearly exceed the standard values to be observed with regard to the quasi-peak (60 dB ⁇ V) and average values (50 dB ⁇ V), the excesses being approximately 5 dB ⁇ V.
- FIG. 5 shows an interference spectrum of the same luminaire with electronic ballast with luminaire terminal and integrated damping element with a circuit arrangement FIG. 1 ,
- the standard values prescribed in the frequency range between 10 and 30 MHz with respect to quasi-peak (QP) and average values (AV) are undercut, with the undershoots being approximately 5 dB ⁇ V.
Landscapes
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf eine Leuchte mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) und auf ein EVG als solches, bei denen die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) verbessert ist.
- Bei Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten und auch bei elektronischen Vorschaltgeräten als solchen kann es zu Störungen im Hochfrequenzbereich, insbesondere zwischen 20 und 30 MHz, kommen. Diese Störungen sind durch Resonanzerscheinungen zwischen geerdeten Metallteilen der Leuchte oder des Vorschaltgerätes und der gerätenahen Umgebung bedingt, wobei die Induktivität der Erdleiterzuleitung (PE) und die kapazitive Kopplung zwischen den Metallteilen des Leuchtengehäuses, des Vorschaltgerätgehäuses und der Umgebung eine besondere Rolle spielen. Diese Störungen verschlechtern die EMV-Qualität und können zu Schwierigkeiten bei der Einhaltung von EMV-Anforderungen führen.
- Bekannt sind schaltungstechnische Maßnahmen im EVG zur Minderung solcher Störungen, die einen gewissen Aufwand bedeuten.
- Die Schrift
WO 93/20677 - Die Schrift
EP-A-1246512 offenbart eine Scheinwerferanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer Hochdruckentladungslampe in einem Reflektor, bei welcher eine Versorgungsleitung eines Zündgeräts der Lampe sowie eine Masseleitung des Reflektors durch einen Ferritkem geführt werden. - Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Leuchte mit integriertem EVG und ein EVG selbst anzugeben, die eine bzgl. der oben genannten Resonanzerscheinungen im Hochfrequenzbereich verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit zeigen.
- Dieses Problem wird gelöst durch eine Leuchte mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät, gekennzeichnet durch ein Dämpfungselement aus Hochfrequenzstrahlung durch magnetische HF-Verluste dämpfendem Material, das dazu ausgelegt ist, durch Hochfrequenzstrahlungsabsorption Hochfrequenzströme in einer Leitung der Leuchte zwischen einer PE-Anschlussklemme der Leuchte und einem Masseanschluss in der Leuchte zu dämpfen,
sowie ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Lampe, gekennzeichnet durch ein entsprechendes Dämpfungselement, das dazu ausgelegt ist, Hochfrequenzströme in einer Leitung des Vorschaltgerätes zwischen einer PE-Anschlussklemme des Vorschaltgerätes und einem Masseanschluss in dem Vorschaltgerät zu dämpfen. - Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Der Begriff "Leuchte" bezieht sich hier übrigens im Unterschied zu dem Begriff "Lampe" nicht auf ein Leuchtmittel als solches, also den für die eigentliche Lichterzeugung zuständigen Verbrauchsartikel, sondern auf eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem oder zur Aufnahme eines Leuchtmittels, also einer Lampe. Eine Leuchte weist also ein Gehäuse und häufig einen Schirm, einen Reflektor, transluzente Abdeckgläser u. Ä. auf.
- Die Grundidee der Erfindung liegt darin, in der Leuchte bzw. in dem Vorschaltgerät ein Dämpfungselement vorzusehen, das durch materialspezifische hochfrequenzdämpfende Eigenschaften in dem interessierenden Frequenzbereich Hochfrequenzstrahlungsverluste erzeugt und damit störende Resonanzerscheinungen dämpft und in ihrer Amplitude verringert. In Betracht kommen hierbei Materialien mit passenden magnetischen Eigenschaften, die durch magnetische HF-Verluste dämpfen können. Dies gilt besonders für ferromagnetische keramische Werkstoffe, insbesondere auch aus Eisenoxid, die auch als Dämpfungsferrite bekannt sind.
- Ein solches Dämpfungselement soll dabei vorzugsweise nicht in den Leiter selbst integriert sein - den Ferriten würde es dazu auch an der Leitfähigkeit fehlen - sondern lediglich in der Nähe des Leiters angebracht sein. Vorzugsweise umgibt das Dämpfungselement den Leiter, indem es sich um einen Körper mit einer Durchtrittsöffnung handelt. In Betracht kommen insbesondere sog. Perlen, also kleine kugelähnliche Körper mit einer Bohrung, Ringe, oder kleine Röhrchen.
- Die zu dämpfende Leitung liegt im Fall des für sich beanspruchten Vorschaltgerätes zwischen der PE-Anschlussklemme des Vorschaltgerätes und dem Massekontakt an dem Vorschaltgerätegehäuse oder einem entsprechenden Teil davon. Damit müssen die an den Resonanzerscheinungen beteiligten Leitungsströme durch diese Leitung laufen.
- Im Fall der Leuchte unterscheidet sich die PE-Anschlussklemme der Leuchte insgesamt häufig von der PE-Anschlussklemme des in der Leuchte integrierten Vorschaltgerätes oder weist das Vorschaltgerät möglicherweise auch keine eigene PE-Anschlussklemme auf. Vorzugsweise liegt die von dem Dämpfungselement zu dämpfende Leitung hier zwischen der PE-Anschlussklemme der Leuchte und dem Massekontakt eines für die Resonanzerscheinungen mit verantwortlichen Leuchtengehäuseteils oder des Leuchtengehäuses insgesamt. Kapazitäten, die mit dem Leuchtengehäuse(teil) verknüpft sind und an den Resonanzerscheinungen teilhaben, bedingen dann gedämpfte Ströme durch diese Leitung.
- Andererseits kann auch ein leitendes Gehäuse des integrierten Vorschaltgerätes an wesentlichen Kapazitäten beteiligt sein, so dass es ebenfalls bevorzugt ist, dass die Leitung zwischen der PE-Anschlussklemme der Leuchte und dem Massekontakt des Vorschaltgerätegehäuses liegt. Bevorzugt ist beides der Fall. Insbesondere kann der Vorschaltgerätemassekontakt zu dem Leuchtengehäuse(teil) erfolgen, so dass schon durch ein Dämpfen der Leitung zwischen der PE-Anschlussklemme der Leuchte und dem Massekontakt an dem Leuchtengehäuse(teil) auch die Ströme zu dem Vorschaltgerätegehäuse mit erfasst sind.
- In allen Varianten der Erfindung ist es grundsätzlich bevorzugt, das Dämpfungselement in die Anschlussklemme zu integrieren. Wenn bislang davon die Rede war, dass das Dämpfungselement eine Leitung zwischen der PE-Anschlussklemme und einem bestimmten Massekontakt dämpfen soll, so meint der Ausdruck "zwischen" den Bereich ab dem eigentlichen Anschlusskontakt für die externe Leitung. Bei der bevorzugten Integration in die Klemme ist gemeint, dass das Dämpfungselement in dem Anschlussklemmenkörper integriert sein soll, also beispielsweise bei einer üblichen Lüsterklemme in der Nähe des leitenden Stücks zwischen dem Anschlusskontakt für die externe Leitung und dem internen Anschlusskontakt, und zwar insbesondere in einer dieses leitende Stück umschließenden Form. Der Begriff "integriert in" meint hier also, dass das Dämpfungselement in dem Bauteil einschl. seiner isolierenden Halterung enthalten oder gehalten sein soll, so dass es zusammen mit und in der Klemme vom Leuchtenhersteller oder Vorschaltgerätehersteller montiert und möglicherweise sogar bereits eingekauft werden kann.
-
- Figur 1 - 3
- zeigen drei erfindungsgemäße Schaltungsanordnungen mit einer Leuchtenanschlussklemme mit integriertem Dämpfungselement.
- Figur 4
- zeigt ein Störspektrum einer Leuchte mit elektronischem Vor- schaltgerät ohne Dämpfung der hochfrequenten Störungen.
- Figur 5
- zeigt ein Störspektrum einer Leuchte mit elektronischem Vor- schaltgerät und mit erfindungsgemäßer Leuchtenanschluss- klemme mit integriertem Dämpfungselement in der Schaltung nach
Figur 1 . -
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer Leuchtenanschlussklemme LK mit integriertem Dämpfungselement F für eine Leuchte mit elektronischem Vorschaltgerät EVG. Das Dämpfungselement F ist eine hochfrequenzabsorbierende Ferritperle und in der Leuchtenanschlussklemme selbst integriert. Sie liegt dabei auf der leitenden Verbindung zwischen dem Klemmanschlusskontakt für die externe PE-Netzzuleitung einerseits und einer internen Leitung, die zu dem Leuchtengehäuse führt. Das Leitungsstück mit dem Dämpfungselement F ist also zwischen das Leuchtengehäuse und den Erdleiter PE geschaltet, wobei hier das elektronische Vorschaltgerät EVG über das Leuchtengehäuse (oder auch eine Leitung) und schließlich das Dämpfungselement mit dem Erdleiter PE verbunden ist. Bei dieser Schaltungsanordnung absorbiert das Dämpfungselement F das Störspektrum, das aus den Resonanzschwingungen des Leuchtengehäuses und des Gehäuses des elektronischen Vorschaltgerätes, insbesondere aus den kapazitiven Kopplungen zwischen dem Leuchtengehäuse und der Umgebung, resultiert, und dämpft auf diese Art die hochfrequenten Störungen. -
Figur 2 zeigt eine Modifikation der Schaltungsanordnung gemäßFigur 1 . Hier ist die Ferritperle ebenfalls in der Leuchtenanschlussklemme integriert, jedoch nur auf eine PE-Anschlussleitung gesetzt, mit der das Vorschaltgerät EVG über die Leuchtenanschlussklemme an die externe PE-Leitung angeschlossen ist. Das Gehäuse der Leuchte ist entweder, wie gezeichnet, davon unabhängig an die externe PE-Zuleitung angeschlossen oder könnte bei diesem Ausführungsbeispiel auch ganz ohne Massekontakt ausgestaltet sein, beispielsweise im Fall einer Kunststoffleuchte. Hier spielt also die kapazitive Einflussnahme des Leuchtengehäuses keine entscheidende Rolle und ist bei der erfindungsgemäßen Dämpfung nicht berücksichtigt. - Umgekehrt ist bei der Variante aus
Figur 3 durch die ebenfalls in die Leuchtenanschlussklemme integrierte Ferritperle F lediglich eine leitende Brücke zu der Leitung zu dem Massekontakt des Leuchtengehäuses betroffen. Da das Vorschaltgerät EVG hier im Gegensatz zu der Variante ausFigur 1 über eine Zuleitung zu der Leuchtenanschlussklemme an die externe PE-Leitung angeschlossen ist und diese Zuleitung nicht durch die Ferritperle mit erfasst wird, ist hier der kapazitive Einfluss des EVG-Gehäuses nicht mit berücksichtigt. Er kann in Einzelfällen unwesentlich sein. Es könnte auch, abweichend von der Figur, aufgrund der Erdung des Leuchtengehäuses auf ein leitendes und geerdetes EVG-Gehäuse verzichtet worden sein. Es könnte aber natürlich auch eine zweite oder eine gemeinsame Ferritperle für beide Gehäusemassezuleitungen vorhanden sein. -
Figur 4 zeigt ein Störspektrum (in dBµV bei 50 Ω) einer Leuchte mit elektronischem Vorschaltgerät ohne Dämpfungselement und somit ohne hochfrequente Entstörung. InFigur 4 sind darüber hinaus die einzuhaltenden Normwertekurven für die Quasi- Peak- (QP) und Average-Werte (AV) eingezeichnet. Die ermittelten Störpegel überschreiten im Frequenzbereich von 10 bis 30 MHz deutlich die einzuhaltenden Normwerte bzgl. der Quasi- Peak- (60 dBµV) und Average-Werte (50 dBµV), wobei die Überschreitungen bei ungefähr 5 dBµV liegen. -
Figur 5 zeigt ein Störspektrum derselben Leuchte mit elektronischem Vorschaltgerät mit Leuchtenanschlussklemme und integriertem Dämpfungselement mit einer Schaltungsanordnung nachFigur 1 . Die im Frequenzbereich zwischen 10 und 30 MHz vorgeschriebenen Normwerte bzgl. Quasi- Peak-(QP) und Average-Werten (AV) werden unterschritten, wobei die Unterschreitungen bei ungefähr 5 dBµV liegen.
Claims (8)
- Beleuchtungsgerät, nämlich Leuchte mit integriertem elektronischen Vorschaltgerät (EVG)
gekennzeichnet durch ein Dämpfungselement (F) aus durch magnetische Verluste Hochfrequenzstrahlung absorbierendem Material, das dazu ausgelegt ist, durch Hochfrequenzstrahlungsabsorption Hochfrequenzströme in einer Leitung der Leuchte zwischen einer PE-Anschlussklemme der Leuchte und einem Masseanschluss in der Leuchte zu dämpfen, in dem das Dämpfungselement (F) nur in der Nähe dieses Leiters zwischen der PE-Anschlussklemme der Leuchte und einem Masseanschluss in der Leuchte angebracht ist. - Beleuchtungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Masseanschluss in der Leuchte ein Massekontakt zumindest eines Teils des Leuchtengehäuses ist.
- Beleuchtungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Masseanschluss in der Leuchte ein Massekontakt zumindest eines Teils des Vorschaltgerätegehäuses ist.
- Beleuchtungsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Massekontakt des Vorschaltgerätes (EVG) an dem Leuchtengehäuse angeschlossen ist.
- Beleuchtungsgerät, nämlich elektronisches Vorschaltgerät (EVG) für eine Lampe,
gekennzeichnet durch ein Dämpfungselement (F) aus durch magnetische Verluste Hochfrequenzstrahlung absorbierendem Material, das dazu ausgelegt ist, durch Hochfrequenzstrahlungsabsorption Hochfrequenzströme in einer Leitung des Vorschaltgerätes (EVG) zwischen einer PE-Anschlussklemme des Vorschaltgerätes (EVG) und einem Masseanschluss in dem Vorschaltgerät (EVG) zu dämpfen, in dem das Dämpfungselement (F) nur in der Nähe dieses Leiters zwischen der PE-Anschlussklemme des Vorschaltgerätes (EVG) und einem Masseanschluss in dem Vorschaltgerät angebracht ist. - Beleuchtungsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Dämpfungselement (F) einen hochfrequenzabsorbierenden Ferrit aufweist.
- Beleuchtungsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Dämpfungselement (F) ein um eine Durchgangsöffnung geschlossener Körper ist und durch die Durchgangsöffnung die Leitung verläuft, in der Hochfrequenzströme zu dämpfen sind.
- Beleuchtungsgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Dämpfungselement (F) in einer Anschlussklemme (LK) integriert ist.
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