EP2124510A1 - Method for controlling a phosphorescent light and light pre-switching device - Google Patents

Method for controlling a phosphorescent light and light pre-switching device Download PDF

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EP2124510A1
EP2124510A1 EP08009105A EP08009105A EP2124510A1 EP 2124510 A1 EP2124510 A1 EP 2124510A1 EP 08009105 A EP08009105 A EP 08009105A EP 08009105 A EP08009105 A EP 08009105A EP 2124510 A1 EP2124510 A1 EP 2124510A1
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EP
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switch
current
resonant circuit
time
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Infineon Technologies Austria AG
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Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling a fluorescent lamp, in particular for igniting the fluorescent lamp, and a lamp ballast.
  • Lamp ballasts for fluorescent lamps or gas discharge lamps typically have a half-bridge circuit and a series resonant circuit connected to the half-bridge circuit, which can be connected to the fluorescent lamp.
  • the half-bridge circuit serves to excite the series resonant circuit and for this purpose generates an AC voltage from a DC voltage applied across the half-bridge.
  • a start phase of a lamp ballast comprises a preheat phase and an ignition phase for igniting the lamp.
  • filaments of the lamp are heated by a frequency of the AC voltage, which is hereinafter referred to as the excitation frequency, is set so that it is above the resonance frequency of the series resonant circuit.
  • the excitation frequency is increasingly reduced in the direction of the resonant frequency of the resonant circuit, with the aim of increasing a voltage across the fluorescent lamp by an increase in resonance so that an ignition voltage of the lamp is reached and the lamp ignites.
  • the excitation frequency can then be further reduced.
  • the coil of the resonant circuit is often dimensioned so that it already works in the vicinity of its magnetic saturation when the lamp voltage is in the range of the ignition voltage.
  • the effective inductance of a coil is known to be reduced. If an excitation frequency is reached during the ignition process at which the coil starts to saturate, the resonant frequency of the series resonant circuit increases due to the decreasing inductance of the coil, and a distance between the current excitation frequency and the resonance frequency decreases. If the excitation frequency remains the same, the voltage continues to rise, the coil continues to saturate, and the resonance frequency continues to approach the instantaneous excitation frequency. This explained positive feedback effect can lead to instabilities in the setting of the ignition voltage.
  • a lamp ballast which has a half-bridge with two switches, which are alternately turned on and off.
  • a current through the half-bridge is determined in each case during the duty cycle of a first of the two switches, and this first switch is then disabled when the half-bridge current exceeds a predetermined threshold.
  • the object of the present invention is to provide a method for controlling a fluorescent lamp, which ensures reliable ignition of an intact fluorescent lamp and reliably limits a lamp voltage to high voltage values, and to provide a lamp ballast.
  • An example of a method of driving a fluorescent lamp connected to a series resonant circuit having resonant circuit inductance and resonant circuit capacitance comprises applying an excitation AC voltage having an excitation frequency to the series resonant circuit using a half-bridge circuit having an output to which the series resonant circuit is coupled , and having a first and a second switch, which are controlled by a predetermined by a frequency signal fundamental frequency or at a lower frequency relative to the fundamental frequency conductive and blocking; Detecting a resonant circuit current flowing through the resonant circuit; and driving the switch with the fundamental frequency or with respect to the fundamental frequency lower frequency depending on a temporal change of the resonant circuit current between two temporally spaced evaluation times that are within a duty cycle of the switch.
  • An example of a lamp ballast comprises: a series resonant circuit with terminals for connecting a fluorescent lamp; a half-bridge circuit having a first and a second switch and having an output connected to the series resonant circuit; a drive circuit which assumes a first and a second operating state can and which is adapted to the first and second switch alternately conducting and blocking with a dependent of a frequency signal fundamental frequency or with a lower frequency compared to the fundamental frequency, and is adapted to detect a current through the resonant circuit and depending on a time change the resonant circuit current between two time-spaced evaluation, which are within a duty cycle of one of the switches to control the switch with the fundamental frequency or with respect to the fundamental frequency lower frequency.
  • FIG. 1 shows an example of a drive circuit for driving a fluorescent lamp LL.
  • This drive circuit which is also referred to as a lamp ballast, comprises a series resonant circuit with a resonant circuit inductance L1 and a resonant circuit capacitance C1 connected in series with the resonant circuit inductance L1.
  • a fluorescent lamp LL is coupled to the series resonant circuit via heating coils.
  • the fluorescent lamp LL can refer to FIG. 1 be switched parallel to the resonant circuit capacitance C1.
  • the resonant circuit capacitance C1 remote free ends of the heating coils can be connected in a manner not shown to a heating circuit.
  • the lamp ballast also has a half-bridge circuit with a first and a second switch T11, T12, each having a drive terminal and load paths.
  • the load paths of the switches T11, T12 are in this case in series between terminals for a positive Supply potential V and a negative supply potential or reference potential GND connected.
  • the half-bridge circuit has an output OUT, which is formed by a node common to the load paths of the switches T11, T12 and to which the series resonant circuit L1, C1 is coupled.
  • the series resonant circuit L1, C1 is in this case connected between the output OUT and the terminal for the second supply potential GND.
  • a coupling capacitor C2 is connected between the output OUT and the series resonant circuit L1, C1, which serves to block off DC components at an excitation alternating voltage Vout generated by the half-bridge circuit T11, T12 for the series resonant circuit L1, C1.
  • the half-bridge circuit T11, T12 serves for applying an excitation alternating voltage with an excitation frequency to the series resonant circuit.
  • the switches T11, T12 are actuated mutually conducting and blocking during operation by a drive circuit 1 to be explained.
  • conductively controlled first switch T11 which is also referred to as a high-side switch or upper half-bridge switch
  • blocking driven second switch T12 which is also referred to as a low-side switch or lower half-bridge switch
  • L1, C1 which corresponds to the supply voltage applied between the supply potential terminals.
  • the switches T11, T12 of the half-bridge circuit are in the in FIG. 1 illustrated lamp ballast formed as n-type MOSFET, each having a gate terminal as a control terminal and drain and source terminals as load line connections.
  • any switch can be used as a switch of the half-bridge circuit, in particular other semiconductor switches such as p-type MOSFET or IGBT.
  • complementary semiconductor switches for example to realize the high-side switch T11 as a p-MOSFET and the low-side switch T12 as an n-MOSFET.
  • the switches T11, T12 are activated such that a wait time, the so-called dead time, is awaited between the blocking activation of one switch and the conductive activation of the other switch.
  • a freewheeling current of the series resonant circuit can be taken during this dead time by a parallel to the low-side switch switched freewheeling element, such as a diode D.
  • a body diode integrated in the MOSFET can fulfill this freewheeling function, so that an external freewheeling element can be dispensed with.
  • a drive circuit 1 For driving the switches T11, T12 of the half-bridge circuit, a drive circuit 1 is provided which generates a first drive signal S11 for driving the high-side switch T11 and a second drive signal S12 for driving the low-side switch T12.
  • the drive terminals of the switches T11, T12 are preceded by driver circuits DRV11, DRV12, which serve to convert signal levels of the drive signals S11, S12 to those signal levels which are suitable for driving the switches T11, T12.
  • the drive circuit 1 is a frequency signal FS supplied, which determines the frequency at which the switches T11, T12 are mutually driven, and thus determines the excitation frequency of the series resonant circuit L1, C1.
  • This frequency signal FS is generated in a manner not shown, for example by a central control circuit which controls the operation of the lamp ballast.
  • Time profiles of the first and second drive signals S11, S12 generated by the drive circuit 1 are exemplified in FIG. 2 shown. Without limiting the invention to this, it is assumed for the following explanation that these drive signals S11, S12 are bivalent signals alternately assuming a turn-on level and a turn-off level, and that the switches T11, T12 conduct and at a turn-on level of the respective drive signal S11, S12 disable a turn-off of the respective drive signal. For purposes of the following explanation, assume that the turn-on level is a high level and the turn-off level is a low level of the respective drive signal S11, S12.
  • the in FIG. 2 Tp is designated, followed by a conductive driving of the first switch T11 for a first duty T1 and a conductive driving of the second switch T12 for a second duty T2.
  • Td1 denotes in FIG. 2 a first dead time after a duty cycle of the first switch T11 and before a duty cycle of the second switch T12.
  • Td2 denotes a second dead time after a turn-on time of the second switch T12 and before a turn-on time of the first switch T11.
  • the drive signals S11, S12 in FIG. 2 shown as rectangular signals with infinitely steep signal edges. In fact, these signals of course have switching edges with a finite slope.
  • the dead times Td1, Td2 ensure that the two switches T11, T12 do not conduct simultaneously, so that cross currents are safely avoided.
  • the time profile of a current I1 is represented by the series connection or a current measurement signal which is generated by a measuring arrangement M connected in the series resonant circuit.
  • This current measurement signal Vs1 in this case is at least approximately proportional to the resonant circuit current I1.
  • FIG. 2 shows the time course of this current I1 for a period before igniting the fluorescent lamp LL.
  • the current I1 through the series resonant circuit here runs at least approximately sinusoidally, the frequency of this sinusoidal signal waveform corresponds to the excitation frequency f.
  • the excitation frequency is controlled by the frequency signal FS, starting from an initial value which is above a resonant frequency of the resonant circuit L1, C1, gradually reduced.
  • This is synonymous with an extension of the period Tp and thus with an extension of the first and second turn-on T1, T2.
  • the dead times Td1, Td2 can in this case be independent of the turn-on durations T1, T2 and can have a predetermined constant value. However, the dead times can also be variable.
  • a reduction in the excitation frequency of the alternating voltage in the direction of the resonant frequency that excites the resonant circuit L1, C1 causes an increase in a maximum amplitude value of the current I1 flowing through the series resonant circuit or an AC voltage Vc1 applied across the resonant circuit capacitor C1.
  • the time course of this voltage Vc1 follows phase-shifted the time course of the current I1. If this voltage reaches the value of the ignition voltage of the fluorescent lamp LL when the excitation frequency drops and ignites the fluorescent lamp, then the excitation frequency can continue via the control circuit 1 up to the value of an operating frequency be lowered.
  • the energy consumed by the fluorescent lamp is re-supplied via the excitation voltage; the current profile is no longer sinusoidal in a manner not shown in the case of the ignited fluorescent lamp.
  • the lowering of the frequency to the operating frequency after ignition of the fluorescent lamp can be carried out by means of conventionally known measures, so that it is possible to dispense with further explanations on this.
  • the resonant circuit inductance L1 In order to keep the material costs for the resonant circuit inductance L1 as low as possible, it is desirable to select the resonant circuit inductance L1 so that it is operated in the region of its magnetic saturation when the resonant circuit current I1 rises to a value at which the lamp ignites. In this case, the feedback effect explained above can occur.
  • the first switch T11 is switched off immediately and before the "normal" switch-on duration dependent on the excitation frequency is reached.
  • the measuring signal Vs1 reaches the value of the lower threshold value Vr2 when the second switch T12 is activated, the second switch is switched off immediately and before the duty cycle dependent on the excitation frequency is reached. This leads to shortening the turn-on durations of the first and second switches T11, T12 in relation to the turn-on durations which are dependent on the instantaneous excitation frequency.
  • a dead time Td1 'or Td2' is waited before switching on the other switch, these dead times may be the same and in particular may correspond to the dead times Td1, Td2 during such operating phases in which no premature saturation caused Shutdown takes place.
  • a premature saturation-related switching off of the switches effectively leads to an increase in the excitation frequency and thus counteracts a further resonance peaking and thus a further increase in the voltage in the oscillatory circuit L1, C1. In particular, this avoids the positive feedback effect explained above.
  • FIG. 3 shows a detail of a lamp ballast, in which for providing the measurement signal Vs1 a measuring resistor Rs1 with at least approximately ohmic resistance behavior in series with the series resonant circuit L1, C1 and in the example between the series resonant circuit L1, C1 and the second supply potential GND is connected. A voltage across this measuring resistor Rs1 corresponds to the current measuring signal Vs1.
  • FIG. 4 shows a modification of the in FIG. 3 shown lamp ballast, in which the measuring resistor Rs1 is also connected between the series resonant circuit L1, C1 and the terminal for the second supply potential GND, but in which the fluorescent lamp LL is connected in parallel to a series circuit with the resonant circuit capacitance C1 and the measuring resistor Rs1.
  • FIG. 5 shows a block diagram of an example of such a lamp ballast.
  • lamp ballast comprises a half-bridge with a first and a second switch T11, T12 and connected to an output OUT of the half-bridge T11, T12 series resonant circuit L1, C1, to which a fluorescent lamp LL can be connected during operation of the lamp ballast.
  • a drive circuit 1 is provided to provide drive signals S11, S12 for the switches T11, T12 of the half-bridge.
  • this drive circuit has an oscillator 6 for providing an oscillator signal S6. This oscillator signal specifies with which frequency the two switches T11, T12 of the half-bridge circuit are to be activated.
  • This oscillator signal S6 is supplied to a drive signal generating circuit 5 which supplies the drive signals S11, S12 Dependent on this oscillator signal S6 generated such that the two switches T11, T12 are alternately driven alternately in the cycle of the oscillator signal S6 and that in each case a dead time between a conductive control of a switch and the conductive control of the other switch is present.
  • Each of the drive signals S11, S12 is thereby provided by the drive signal generating circuit, that the respective switch T11, T12, to which the drive signal is supplied, is clocked at a switching frequency, which is dependent on the frequency of the oscillator signal S6.
  • the frequency with which the two switches are driven in a phase-shifted manner to one another may correspond to the frequency of the oscillator signal, but may also be a fraction, such as half, or a multiple of the frequency of the oscillator signal S6.
  • the oscillator 6 can assume two different operating states: a first operating state, which is referred to below as a normal operating state; and a second operating condition, hereinafter referred to as a saturation operation condition.
  • a first operating state which is referred to below as a normal operating state
  • a second operating condition hereinafter referred to as a saturation operation condition.
  • the oscillator 6 In the normal operating state, the oscillator 6 generates the oscillator signal S6 at a predetermined frequency. This frequency is predetermined for example by the frequency signal FS or dependent on the frequency signal and is referred to below as the fundamental frequency. This fundamental frequency can change in basically already explained manner during an ignition process.
  • the saturation operating state the oscillator 6 generates the oscillator signal S6 at a frequency which is higher than the fundamental frequency, thereby counteracting the described positive feedback effect at an incipient saturation of the resonant circuit inductance L1.
  • the operating state of the oscillator 6 is dependent on a duty control signal S7, which is generated by a duty control circuit 9.
  • a duty control signal S7 evaluates the duty control circuit 9 a measurement signal Vs2, which of the resonant circuit current (I1 in FIG. 1 ) is dependent and in particular is proportional to this resonant circuit current.
  • the switch-on duration control circuit 7 is designed to control the switch-on duration control signal S7 as a function of the phase position of the measurement signal Vs2 with respect to the phase of the clock signal S6 or the phase of one of the two drive signals S11, S12 and depending on the time profile of the measurement signal Vs2 during a or several drive periods Tp.
  • a measuring resistor Rs2 is present in the illustrated example, which is connected in series with the switches T11, T12 of the half-bridge and in the illustrated example between the second switch T12 and the lower supply potential or reference potential.
  • an upper supply potential of the drive circuit 1 and an upper supply potential of the half-bridge T11, T12 are different. While the upper supply potential of the half-bridge can assume values of up to a few 100 volts, the upper supply potential of the drive circuit 1 is, for example, in the range of a few volts.
  • the lower supply potential of the half-bridge can correspond to the lower supply potential of the drive circuit 1 and can be, for example, a reference potential, in particular ground.
  • the measurement of the resonant circuit current I1 takes place in the illustrated lamp ballast only during a portion of the drive period, namely when the second switch T12 is turned on or when a freewheeling diode integrated in the second switch T12 or an external freewheeling diode (not shown) conducts.
  • a time profile of a measuring voltage Vs2 applied across this measuring resistor Rs2 is shown in FIG FIG. 6 depending on the clock signal S6 and the resulting drive signals S11, S12 shown schematically.
  • This measurement signal Vs2 follows after blocking the first switch T11 to the blocking of the second switch T12 the current I1 through the resonant circuit and is otherwise zero.
  • the duty control circuit 9 could also evaluate a measurement signal Vs1 corresponding to the embodiments of FIGS Figures 2 and 3 is produced.
  • a measuring resistor it would also be possible to use any other current measuring arrangement which is suitable for generating a measuring signal Vs2 which is dependent on the resonant circuit current I1 and in particular on the resonant circuit current I1.
  • the current measurement could be carried out in particular according to the so-called "current-sense principle". In this case, the current flowing through a power transistor is evaluated directly.
  • the illustrated oscillator 6 generates a clock signal S6 which alternately assumes a first level, in the example a high level, and a second level, in the example a low level.
  • this oscillator 6 comprises a capacitive storage element 61 with a first terminal which is connected via a series circuit with a first current source 62 and a first switch 63 to an upper supply potential or positive supply potential and which via a series circuit with a second current source 64 and a second switch 65 is connected to a second supply potential or reference potential.
  • this upper supply potential may in particular be smaller than an upper supply potential of the half-bridge T11, T12.
  • a second terminal of the capacitive storage element 61 which is realized for example as a capacitor, is connected in the example to the second supply potential.
  • This capacitive storage element 61 is alternately charged via the first series circuit 62, 63 and the second series circuit 64, 65 discharged.
  • a voltage V61 applied across the capacitive storage element 61 in this case has a triangular waveform, which is shown by way of example in FIG FIG. 6 is shown.
  • the first switch 63 of the first series circuit is driven in this case via the non-inverting output of the flip-flop 68, and the second switch 65 of the second series circuit is driven via the inverting output of this flip-flop 68.
  • the switches 63, 65 are each turned on at a high level of the associated flip-flop output signal and blocking at a low level of the respective flip-flop output signal. Since a high level alternately applied to the outputs of the flip-flop 68, an alternating activation of the series circuits is ensured.
  • the clock signal S6 is at the in FIG. 6 represented oscillator at the inverting output of the flip-flop 68 and thus assumes its flip-flop 68 its first level (high level) and when set flip-flop its second level (low level).
  • This clock signal S6 is supplied to the drive signal generating circuit 5 which generates the first and second drive signals S11, s12 in response to this oscillator signal S6.
  • drive signal generating circuit 5 is adapted to the two switches phase-shifted to each other with the frequency of the oscillator signal S6 conductively control.
  • a conductive control of the two switches T11, T12 takes place in each case after the expiration of a by the Anêtsignalerzeugungssckar
  • the first switch T11 after the expiration of the dead time after resetting the flip-flop 68 is turned on
  • the second switch T12 is after expiration of the dead time after setting the flip-flop 68 is energized.
  • the two switches T11, T12 are activated in a blocking manner when a state change of the flip-flop occurs which is complementary to the state change in which a conductive activation has taken place, ie the first switch T11 is immediately blocked when the flip-flop 68 is set and the second one Switch T12 is immediately disabled upon reset of the flip-flop.
  • “Immediate” in this context means that no minimum delay time between the state change of the flip-flop 68 and the blocking of the respective switch T11, T12 is provided but that delays occur only due to unavoidable signal propagation delays and due to switching delays of the first switches T11, T12.
  • Setting and resetting of flip-flop 68 is dependent on a comparison of capacitor voltage V61 with upper and lower thresholds V67, V66.
  • the flip-flop 68 is reset in the circuit shown, when the capacitor voltage V61 rises when the first switch 63 is energized to the upper threshold value V67 and set when the capacitor voltage V61 decreases when the second switch 65 is energized to the lower threshold value V66.
  • the capacitor voltage V61 and the lower threshold V66 are for this purpose a first comparator 66 which has an output which is connected to the set input of the flip-flop 68.
  • the capacitor voltage V61 and the upper threshold value V67 are fed to a second comparator 67 whose output is fed to the reset input R of the flip-flop 68 via an OR gate 69, which will be explained later.
  • the operation of this oscillator arrangement 6 will be briefly explained below:
  • the flip-flop 68 If the flip-flop 68 is set, the first series circuit is activated, whereby the capacitor voltage V61 increases. When the rising capacitor voltage V61 reaches the upper threshold value V67, the flip-flop 68 is reset, whereby the first series circuit 62, 63 is deactivated and the second series circuit 64, 65 is activated. The capacitor 61 is then discharged, whereby the capacitor voltage V61 drops. When the capacitor voltage V61 reaches the lower threshold value V66, the flip-flop 68 is reset, thereby activating the upper series circuit 62, 63 and deactivating the lower series circuit 64, 65. As in FIG. 6 is shown, takes the clock signal S6 in the illustrated example with decreasing capacitor voltage V61 a high level and with increasing capacitor voltage to a low level.
  • the drive signal generation circuit 5 comprises a delay element 51, to which the clock signal S6 is fed, and which generates an output signal S51 which delays the clock signal S6 by a delay duration Td.
  • a time profile of this output signal S51 is in FIG. 8 depending on the clock signal S6.
  • the drive signal generating circuit 5 also has two logic gates 51, 53, to each of which the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 are supplied, and which respectively generate one of the drive signals S11, S12.
  • the first drive signal S11 is available at the output of the first logic gate 52, which in the example is realized as an AND gate.
  • This drive signal S11 assumes a switch-on level - in the example a high level - during such periods, during which the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 have a high level.
  • a time profile of this first drive signal S11 resulting from the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 is also shown in FIG FIG. 6 shown.
  • the second drive signal S12 is available at the output of the second logic gate 53, which in the Example realized as a NOR gate.
  • This drive signal S12 assumes a switch-on level during such periods - in the example a high level - during which both the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 assume a low level.
  • a dead time between a turn-on level of the first drive signal S11, i. a conductive drive of the first switch T11, and a turn-on level of the second drive signal S12, i. a conductive drive of the second switch T12, in the illustrated drive signal generating circuit 5 is determined by the delay time Td of the delay element 51.
  • the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 have mutually complementary signal levels, so that both the first and the second drive signal S11, S12 assume a low level.
  • Dead times between the lock of the first switch T11 and the conduction of the second switch T12 and between the lock of the second switch T12 and the conduction of the first switch T11 are the same in this drive signal generating circuit 5.
  • the delay element 51 may have a fixed delay time, but may also be adjustable in terms of its delay time. In the latter case, the dead time can be adjusted via the delay element.
  • the duty control circuit 9 is configured to generate the duty control signal S7 upon detection of incipient saturation of the resonant circuit inductance so as to change from a first signal level which does not affect the operation of the oscillator 6 to a second signal level during a drive period , If the switch-on duration control signal assumes the second signal level, an instantaneous drive period is immediately terminated or the oscillator is reset before the drive period specified by the fundamental frequency expires.
  • the switch is at the second signal level upon a change of the duty control signal S7 is switched off immediately, the second switch T12.
  • the first signal level of the duty control signal S7 is a low level and the second signal level of the duty control signal S7 is a high level.
  • the duty control signal S7 is supplied to the other input of the OR gate 69 in the illustrated example, whose output is connected to the reset input of the flip-flop 68. If the switch-on duration control signal S7 assumes a high level during a drive period, the flip-flop 68 is reset, whereby the second switch T12 is immediately blocked via the inverting output of the flip-flop 68 and the NOR gate 53 of the drive signal generating circuit 5, ie even before the voltage V61 reaches the upper threshold, ie even before the end of the predetermined by the fundamental frequency drive period is reached.
  • Such a scenario is in the right part of the FIG. 6 represented for some drive periods.
  • the signal level of the duty control signal S7 at which the flip-flop 68 is reset, and thus the second switch T12 is turned off, is hereinafter also referred to as the turn-off level of the duty control signal S7.
  • the time course of the duty cycle control signal S7 is in FIG. 6 also shown.
  • the flip-flop 68 is reset even before the triangular voltage signal V61 reaches the upper threshold value V67 of the oscillator circuit 6, not only the duration of a low level of the clock signal S6, and thus the duration of a conductive activation of the second switch T12, but also a subsequent one Discharge duration of the capacitor until reaching the lower threshold V66, which is based on the time course of the voltage signal V61 in the right part of the FIG. 6 is immediately apparent; This shortens a subsequent period of a high level of the clock signal S6 and thus the duration of a conductive activation of the first switch T11.
  • the capacitor 61 of the oscillator circuit 6 fulfills the in FIG.
  • the two current sources 62, 64 can in particular be realized in such a way that they deliver equal currents, whereby a symmetrical clock signal, ie a clock signal with equal high levels and low levels, is achieved during normal operation.
  • the fundamental frequency of the clock signal S6 can be set, for example, via the two current sources 62, 64.
  • the current sources 62, 64 are in this case controlled current sources to which the frequency signal FS is supplied as a setting signal.
  • the fundamental frequency can also be set via the thresholds V66, V67. In this case, the threshold values V66, V67 and their difference, depending on the frequency signal FS.
  • the difference between the two threshold values V66, V67 determines the signal swing of the voltage V61 across the capacitive storage element 61. If this signal swing is reduced, for example, the frequency of the oscillator signal S6 increases.
  • the capacitor 61 is also used in the illustrated oscillator 6 for timing, namely for determining a time duration between a blocking drive of the first switch S11 and a beginning saturation of the resonant circuit inductance L2. This period of time is proportional to the difference between the capacitor voltage V61 at the time of a saturation-related shutdown and the lower threshold value V66. Assuming that the triangular signal is generated symmetrically, a discharge duration of the capacitor 61 from this value during saturation-related shutdown to the lower threshold value V66 corresponds precisely to the preceding rise time, whereby symmetrical activation of the half-bridge switches T11, T12 is achieved even with saturation-induced shutdown. d. H. a switch-on duration of the second switch T12 before a saturation-related switch-off corresponds at least approximately to a switch-on duration of the first switch T11 during the subsequent conductive activation of this first switch T11.
  • the basis of FIG. 6 explained circuit is merely an example.
  • the determination of the time duration between the blocking of the first switch T11 and a beginning saturation of the resonant circuit inductance L1 can be determined in any other way, stored and used for a subsequent conductive actuation of the first switch T11.
  • the capacitor could, for example, by an incrementable and decrementable counter, the signal generators could be realized by activatable clock generators for incrementing and decrementing this counter.
  • the drive signals S11, S12 For driving the first and second switches T11, T12, it is provided to generate the drive signals S11, S12 in such a way depending on the current profile of the current I1 of the series resonant circuit that one of the switches T11 or T12 has a maximum of a predetermined period of time Tmax remains on after a certain phase position of the resonant circuit current I1 is present during the on-time of this switch T11 or T12.
  • Such a specific phase position is achieved, for example, when the resonant circuit current has reached a predetermined current value.
  • This predetermined current value is zero, for example.
  • a shutdown level of the duty control signal S7 is generated after the expiration of the period Tmax after the presence of a certain phase position, for example, a zero crossing.
  • a current actuation period is thus terminated at the latest after expiration of this time period Tmax after the presence of the determined phase position. If this time duration Tmax ends only after the drive period predetermined by the fundamental frequency has ended, the switch-on duration control signal S7 has no influence on the oscillator frequency or on the activation of the two switches T11, T12. Such a scenario is in the left part of the FIG. 6 shown. For this representation, it is assumed by way of example that the time duration Tmax begins in each case with a zero crossing of the resonant circuit current. The time duration Tmax ends in each case only after the end of the drive period has already been reached, after the flip-flop 68 has thus already been reset.
  • FIG. 6 shows in the right part by way of example the time course of the measurement signal Vs2 or the resonant circuit current I1 during such a beginning saturation of the resonant circuit inductance L1.
  • the zero crossings of the resonant circuit current I1 are no longer in the middle of the drive pulses - in the example of the drive pulses of the second switch T12 - but are shifted in the direction of a start of this drive pulse.
  • the second switch T12 remains switched on after such zero crossings for a maximum of a predetermined duty cycle Tmax, it is ensured that very high resonant circuit currents be avoided at a beginning saturation of the resonant circuit inductor L1.
  • the duty cycle control 9 has a first detection circuit 91, which is designed to compare the current measurement signal Vs2 with a predetermined signal level.
  • a detection signal S91 is available, which is dependent on a comparison of the current measurement signal Vs2 with the predetermined signal level.
  • the first detection circuit has a comparator with an inverting and a noninverting input, to which the current measuring signal Vs2 is supplied as an input signal.
  • the detection signal S91 is directly dependent on the sign of the current measurement signal Vs2 in this detection circuit and has a first signal level at a positive sign of the current measurement signal Vs2 and a second signal level at a negative sign of the current measurement signal Vs2.
  • the detection signal S91 is in this case dependent on a comparison of the current measurement signal Vs2 with zero and contains immediately information about zero crossings of the current measurement signal Vs2 and the resonant circuit current I1.
  • the detection signal S91 will therefore also be referred to below as the zero-crossing signal and the first detection circuit 91 as the zero-crossing detector.
  • the comparator is connected such that the first signal level of the detection signal present at a negative current measurement signal Vs2 is a high level and the second signal level of the detection signal present at a positive current measurement signal Vs2 is a low level.
  • the current measurement signal Vs2 for generating the detection signal S91 can of course also be compared with any other, fixed predetermined signal level, to the phase position of the resonant circuit current I1 or the current measurement signal Vs2 to determine.
  • a reference signal (not shown) must be supplied with the predetermined (comparison) signal level.
  • the zero crossing signal S91 generated by the zero crossing detector 91 is supplied together with the current measurement signal Vs2 to an evaluation circuit 90, which is designed to generate the duty control signal S7 in such a manner dependent on the zero crossing signal S91 and the current measurement signal Vs2 that the duty control signal S7 after expiration of the time Tmax after a cut-off level is detected at a detected zero crossing of the current measuring signal S7.
  • the time duration Tmax is dependent on the resonant circuit current I1, wherein in the illustrated example the current measuring signal Vs2 is used as the measured variable for this resonant circuit current I1.
  • This evaluation circuit 90 comprises a timing arrangement 8 which generates a timing signal V8, a comparison value generating circuit 7 which generates a comparison value V7, and a comparator 95 which compares the timing signal V8 with the comparison value V7 and which generates the duty control signal S7 depending on the result of the comparison.
  • the timing arrangement 8 has a series connection with a current source 83 and a capacitive storage element 81, such as a capacitor, and a switching element 82 connected in parallel with the capacitive storage element 81.
  • the time measurement signal V8 corresponds to a voltage across the capacitive storage element 81 in this time measurement arrangement.
  • This time measurement arrangement 8 can be activated and deactivated via the switching element 82 connected in parallel with the capacitive storage element 81, which is controlled by the zero crossing detector 91.
  • the timing arrangement is activated in the illustrated example with the switching element 82 open and deactivated when the switching element 82 is closed.
  • the capacitive storage element 82 is discharged via the switching element 82, so that the time measurement signal V8 in the deactivated state is zero.
  • the zero-crossing detector 91 is in the basis of the Figures 5 and 7 explained example connected so that after a zero crossing of the measuring voltage Vs2, after which this measuring voltage assumes a reference to the reference potential GND positive value, the switching element 82 opens, and thus the timing assembly 8 is activated.
  • the voltage V8 across the capacitive storage element 81 increases depending on a current supplied by the current source 83.
  • the voltage V8 present across the capacitive storage element 81 in this case represents directly a measure of the time that has elapsed since activation, and therefore since the zero crossing.
  • FIG. 9 illustrated evaluation circuit 90 is a time course of the voltage V8 across the capacitive storage element 81 of the timing device 8 in FIG. 6 shown.
  • the voltage V8 across the capacitive storage element 81 rises after a zero crossing of the current measurement signal Vs2.
  • V7 the comparison value V7
  • the second switch T12 is switched off and the timing device 8 is deactivated.
  • a state of charge of the capacitor 61 of the oscillator 6 when resetting the flip-flop 68 is a measure of the switch-on duration of the lower switch T12.
  • This state of charge determines the subsequent switch-on duration of the first switch T11, wherein for the same sized current sources 62, 64 of the oscillator 6, this duty cycle of the first switch T11 of the previous duty cycle of the second switch T12 corresponds.
  • a symmetrical control of the switches T11, T12 of the half-bridge is ensured, although the resonant circuit current I1 is evaluated only during a partial period of the drive period Tp of the half-bridge.
  • an evaluation of the resonant circuit current takes place during such a partial period, during which the resonant circuit current I1 flows through the branch of the half-bridge with the second switching element T12.
  • the current can of course also be evaluated during such subperiods, during which the resonant circuit current I1 flows through the branch of the half-bridge with the first switching element T11. An evaluation of the current during the entire driving period is possible.
  • the timing device 8 can be activated in a manner not shown at each zero crossing of the current measurement signal Vs2 and the oscillator 6 can be realized in a manner not shown so that the flip-flop 68 changes state each time the comparison value V7 is reached by the timing signal V8.
  • the described characteristic of the oscillator 6 that the time duration from switching off the first switch T11 to the saturation-related switching off of the second switch T12 is equal to the subsequent time until the next switch-off of the first switch is not required in this case.
  • the voltage V8 across the capacitive storage element 81 increases linearly over time. This can be achieved by making the current supplied by the current source 83 constant. However, the current source 83 can also be realized so that it provides a time-varying current. In this case, there is no linear relationship between the timing signal V8 and the time since the zero crossing more; However, the timing signal V8 is still dependent on this period.
  • the charging current I83 delivered by the current source 83 is in this case dependent on the frequency signal FS.
  • the rise time of the timing signal V8 until it reaches a certain reference value V7 or the transconductance of the timing signal V8 over time is in a fixed relationship to the drive period in the normal operating state of the oscillator.
  • the required for a Zündschreibsregelung Signal range / range of variation of the comparison value V7 is thus independent of the resonant frequency of the connected resonant circuit, because the rise time of the timing signal V8 is virtually normalized to the resonant frequency.
  • the comparison signal V7 is in FIG. 6 represented as a constant signal.
  • this comparison signal V7 is variable in time and dependent on the time course of the resonant circuit current I1. It is used in the explained lamp ballast to advantage that the rate of rise of the current measurement signal Vs2 after the zero crossing is dependent on the oscillation amplitude, ie the amplitude of the applied voltage across the lamp. This slew rate increases sharply when the excitation frequency of the resonant circuit moves in the direction of the resonance frequency of the resonant circuit, so when the oscillation amplitude increases so much.
  • the comparison value generation circuit 7 is designed to evaluate the current measurement signal Vs2 at two different times during a subperiod and to determine the comparison signal V7 as a function of the evaluation results obtained thereby.
  • a "subperiod” is generally understood to mean a time segment of the drive period Tp during which the current flows through one of the two half-bridge branches.
  • FIG. 10 Illustrated for a better understanding FIG. 10 the time course of the current measuring signal Vs2 during such a period. Is shown in FIG.
  • the evaluation of the current measuring signal Vs2 takes place in such a way that a temporal change of the current measuring signal Vs2 from a first evaluation time t1 to a second evaluation time t2 is determined.
  • a change over time of the current measurement signal Vs2 from the first evaluation time t1 to a second evaluation time t2 here is to be understood as a change in the amplitude of the current measurement signal Vs2 relative to the time duration between the first and second evaluation time.
  • V1 denotes the amplitude value of the current measurement signal Vs2 at the first evaluation time t1
  • V2 denotes the amplitude value of the current measurement signal Vs2 at the second evaluation time t2.
  • ⁇ t denotes the time interval between the evaluation times t1, t2.
  • comparison value signal V7 it is also provided to compare the change value ⁇ Vs2 / ⁇ t determined during each partial period with a reference value and to generate the comparison signal V7 such that it depends on a difference between the change value ⁇ Vs2 / ⁇ t and the reference value.
  • An example of a comparison value generation circuit 7 having such a functionality is shown in FIG FIG. 12 shown.
  • This comparison value generating circuit 7 has a sampling circuit 71 to which the current measurement signal Vs2 is applied and which generates a variation value ⁇ Vs2 / ⁇ t.
  • This change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t is supplied to a controller 72 together with a reference value Vref.
  • the controller 72 is a proportional-integral controller that obtains a difference between the variation value ⁇ Vs2 / ⁇ t and the reference value Vref and that generates the comparison signal V7 to have both a proportional component and an integral component.
  • the proportional component is dependent on a momentary difference between the current change value ⁇ Vs2 / ⁇ t and the reference value Vref.
  • the integral component is dependent on differences between change values and the reference value which have been determined for a number of past activation periods.
  • the time interval of the sampling times t1, t2 is set to be smaller than the time period between the zero crossing and the timing of generation of the cut-off level of the duty control signal S7.
  • This time is in FIG. 10 denoted by t7.
  • t0 denotes in FIG. 10 the time of a zero crossing of the voltage measurement signal Vs2.
  • the time interval between the sampling times t1, t2 may in particular be selected such that it is equal to or less than half of the time interval between the zero crossing t0 and the time t7.
  • the sampling times t1, t2 can both be after the zero crossing t0, wherein the first sampling time t1 can also coincide with the time t0 of the zero crossing.
  • the first sampling time t1 could also be before the zero crossing.
  • the first sampling time t1 may be set above the time t0 of the zero crossing and may be selected to always be at a fixed time interval, including zero, at the zero crossing time.
  • the first sampling time t1 can also be determined by a comparison of the current measurement signal Vs2 with a comparison value. In this case, this first sampling time t1 is present when the current measurement signal Vs2 reaches this comparison value.
  • the temporal position of the second sampling time t2 is predetermined in both cases by the temporal position of the first sampling time t1 and the desired time interval ⁇ t between the sampling times t1, t2.
  • the sampling times are sufficiently close to the zero-crossing instant that it is ensured that there is no saturation of the resonant circuit inductance at the evaluation times, that the resonant circuit current present at the evaluation times is still smaller than a current at which saturation of the resonant circuit inductance starts. In this way, it is ensured that an evaluation of the resonant circuit current for determining the oscillation amplitude takes place at a time when there is still no saturation-related distortion of the current profile.
  • FIG. 11 is provided in a further example for determining the change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t to specify first and second threshold values V1, V2 and to determine a time interval .DELTA.t or .DELTA.t 'between two times at which the current measurement signal Vs2 respectively reaches these thresholds.
  • t1 and t2 denote first and second sampling instants at which the current sense signal Vs2 reaches the thresholds V1, V2 when the steep waveform shown by the solid line is present
  • t1 ', t2' denotes the sampling instants at which these thresholds V1, V2 be achieved when the flatter waveform is present.
  • the reciprocal of the time difference ⁇ t, ⁇ t 'taking into account the difference between the threshold values V1, V2 directly represents a measure of the change value ⁇ Vs2 / ⁇ t.
  • the first and second threshold values V1, V2 can both be positive.
  • the first threshold V1 may also be negative and the second threshold V2 positive.
  • the generation of the change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t and the generation of the comparison signal V7 are coordinated so that the comparison value V7 becomes smaller, the larger the change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t compared to the reference value Vref.
  • a large change value ⁇ Vs2 / ⁇ t indicates a steep signal curve of the current measurement signal Vs2; In this case, the maximum time duration Tmax, during which the second switch T12 still remains switched on after the zero crossing of the current measuring signal Vs2, should be reduced in order to reliably prevent the achievement of very high current values of the resonant circuit current I1.
  • the current measurement signal Vs2 provides for an offset of the time measurement signal V8, which is greater the greater the amplitude of the current measurement signal Vs2.
  • a steep rise of the current measuring signal Vs2 and the associated high amplitudes of the current measuring signal thus have an immediate effect on a shortening of the time duration Tmax between a zero crossing of the current measuring signal Vs2 and the switching off of the second switch T12.
  • FIG. 14 A circuit implementation example of a controlled current source 83 with the basis of FIG. 13 explained functionality, is in FIG. 14 shown.
  • This controlled current source 83 has a first current source 831 and a second current source 832.
  • the first current source 831 determines the "base current" of the controlled current source 83, which flows independently of the current measurement signal Vs2.
  • This first current source 832 may be a current source controlled by the frequency signal FS, in which case the base current is dependent on the frequency signal FS.
  • the controlled current source 83 has a current mirror arrangement with two current mirrors each having an input transistor and an output transistor.
  • These current mirrors are connected in such a way that they map a "ground current" I 831 provided by the first current source 831 to the charging current I 83 provided by the controlled current source 83.
  • the first current source 831 is connected in series with an input transistor 835 of the first current mirror 835, 836.
  • the charging current I83 is provided by an output transistor 837 of the second current mirror 837, 838.
  • An output transistor 836 of the first current mirror is connected in series with an input transistor 838 of the second current mirror.
  • the controlled current source 83 also has a comparator 833, 834, which compares the current measurement signal Vs2 with the threshold value Vth, and depending on this comparison result supplies the base current I831 supplied by the first current source 831 with a comparison-dependent part of that supplied by the second current source 832 Add current I832.
  • This comparator has two transistors 833, 834, of which a first 833 is driven by the current measurement signal Vs2 and of which a second 834 is driven by a voltage source 839 providing the threshold value Vth.
  • the load path of the first transistor 833 is in this case connected between the second current source 832 and a reference potential, while the load path of the second transistor 834 between the second current source 832 and the two transistors 835, 836 of the first current mirror common node is connected.
  • the two transistors 833, 834 of the comparator circuit are realized in the illustrated example as p-channel transistors. If the current measurement signal Vs2 is smaller than the threshold value Vth, the first transistor 833 of the comparator circuit conducts more than the second transistor 834, so that a substantial part of the second current I832 flows out via the first transistor 833. If the current measurement signal Vs2 exceeds the threshold value Vth, then a substantial part of the current I832 flows via the second transistor 834 and is thus fed into the first current mirror and thus contributes to an increase of the charging current I83.
  • a simple and inexpensive to implement comparative value generating circuit 7, which generates the comparison value V7 in the manner explained depending on the change value is in FIG. 15 shown.
  • the operation of this comparison value generation circuit 7 will be explained with reference to FIG FIG. 16 Exemplary illustrated time profiles of the current measurement signal Vs2 and the comparison value V7.
  • the comparison value generating circuit 7 has the already explained regulator 72 with an inverting input and a non-inverting input as well as an output at which comparison value V7 is available.
  • this regulator 72 has a control amplifier 721 and two capacitors 722, 723 which are connected in parallel between the inverting input and the output of the control amplifier 721. In series with a 723 of the two capacitors 722, 723, a switch 724 is connected. Between the non-inverting input of the control amplifier 721 and a reference potential GND, a voltage source 80 is connected, which provides a constant voltage and which serves to adjust the operating point of the controller 72.
  • the variable gain amplifier 721 is an operational amplifier is formed and is in this case connected to the capacitor 722 as an integrator, which integrates the charge available at its inverting input.
  • the comparison value generation circuit 7 also has a first capacitance 74 and a second capacitance 75, each having first and second terminals, and having their second terminals connected to a common circuit node.
  • This common circuit node is connected via a first switch 78 to the non-inverting input and via a second switch 79 to the inverting input of the regulator 72.
  • the first terminal of the first capacitor 74 can be connected via two further switches: a third switch 76 and a fourth switch 77 optionally to the reference voltage source 73 or reference potential GND providing the reference signal Vref.
  • the first terminal of the second capacitor 75, the current measurement signal Vs2 is supplied.
  • the comparison value generation circuit 7 has three different operating states designated A, B, and C.
  • the individual switches of the comparison value generating circuit 7 are turned on or off during these operating states.
  • FIG. 15 specified in addition to the respective switches the operating conditions during which the individual switches are controlled conductive.
  • a first operating state or a first operating phase A extends to the first evaluation time t1, which coincides, for example, with the zero-crossing time point.
  • the first switch 78 and the third switch 76 which connects the first capacitor 74 to the reference voltage source 73, are closed.
  • the first capacitor 74 is thereby charged to a voltage corresponding to the reference voltage Vref minus the operating point voltage V80 supplied by the voltage source 80.
  • the Second capacitor 75 is applied during this phase of operation, a voltage corresponding to the current measurement signal Vs2 minus the operating point voltage V80.
  • the second operating state or the second operating phase B begins with the first evaluation time t1 and ends with the second evaluation time t2.
  • the first switch 78 is opened and the second switch 79 is closed.
  • the third switch 76 connecting the first capacitance 74 to the reference voltage source 73 is opened, and the fourth switch 77 connecting the first capacitance 74 to the reference potential GND is closed.
  • the first evaluation time corresponds for example to the zero-crossing time, which is assumed for the following explanation.
  • the integrator 721, 722 integrates all charges which are fed to its inverting input. Shortly before the first sampling time t1, ie shortly before closing the second switch 79, the voltage across the second switch 79 is zero. This is due to the fact that the first switch 78 closed during the first operating phase forces the potential of the common node of the first and second capacitances 74 and 75 to the value of the operating point voltage V80 and that the differential input voltage of the closed-loop control amplifier 721 implemented as an operational amplifier Is zero.
  • the first switch 78 is opened at the first sampling time t1 and the second switch 79 is closed, no charge flows to or from this inverting input by this process alone.
  • the third switch 76 is opened and the fourth switch 77 is closed.
  • the potential at the common node of the first capacitance 74, and the first and second switches 76, 77 changes by a voltage corresponding to the reference voltage Vref.
  • the operational amplifier 721 restores the voltage balance at its inputs due to the closed loop, the potential at the node common to the first capacitor 74 and the second switch 79 is before the beginning of the second phase of operation, ie before the first sample time t1, and after a settling time has elapsed of the operational amplifier 721 after the beginning of the second phase of operation.
  • the electric charge stored in the first capacitance 74 thereby changes by a value which corresponds to the product of the capacitance value of this first capacitance and the reference voltage Vref.
  • This amount of charge flows in the course of the transient from the inverting input of the operational amplifier 721 and thus from the integrator input.
  • the voltage at the output of the integrator changes by a voltage difference which corresponds to the quotient of the amount of charge flowed off and the capacitance value of the capacitor 722 of the controller 7. This change is in accordance with the time course FIG. 16 as the increase of the comparison value V7 immediately after the first sampling time t1.
  • the current measurement signal Vs2 slowly increases further.
  • One terminal of the second capacitance 75 is fixed to the value of the current measuring signal Vs2, while the other terminal is connected via the second closed switch 79 to the integrator input, ie the non-inverting input of the control amplifier 721, and is at a constant potential, that of the operating point voltage V80 corresponds.
  • a change in the voltage across the second capacitance 75 corresponds in the further course of a temporal change of the current measurement signal Vs2.
  • a total of a charge flows to the integrator input, which corresponds to the voltage change of the current measurement signal Vs2 multiplied by a capacitance value C75 of the second capacitance 75 from time t1.
  • the second switch 79 is opened again and the first switch 78 is closed. From this point on, therefore, no further charge can flow from the second capacitor 75 to the integrator input or flow away from it, the integrator state is virtually frozen.
  • the voltage change at the integrator output from a time after the first sampling time t1 at which the operational amplifier 721 has settled to the second sampling time t2 corresponds to the voltage change of the current measuring signal Vs2 within that time negatively multiplied by the capacitance ratio C75 / C722 of the capacitance values C75 and C722 of the second capacitance 75 or the capacity 722 of the integrator.
  • Vref ⁇ C ⁇ 74 C ⁇ 75 the comparison value V7 with respect to the sampling times t1, t2 does not change.
  • the value given by Vref ⁇ C74 / C75 in this case represents a reference value, with which the change ⁇ V of the current measurement signal Vs2 for generating the comparison signal V7 is compared. If the change ⁇ V of the current measurement signal Vs2 is smaller than this reference value, then the comparison signal V7 increases in relation to the sampling instants; the time course for this case is in FIG. 16 shown as a dashed line. Accordingly, the comparison signal V7 becomes smaller with respect to the sampling timings when the change ⁇ V of the current measurement signal Vs2 is larger than this reference value; the time course for this case is in FIG. 17 shown as a solid line.
  • the comparison signal V7 available at the output of the integrator remains frozen after the end of the second operating phase during the third operating phase C until the switch-off time t7 and is used to generate the duty control signal S7 in accordance with the preceding explanations.
  • the third phase of operation may end at time t7 or later.
  • This third operating phase is followed by a new first operating phase A.
  • the operational phase transition from the third to the first phase is not relevant; it should be done during the off period of switch T12.
  • the operating phase A of the capacity 722 of the integrator another capacitor 723 is connected in parallel.
  • the capacitance value of this capacitance 723 is, for example, about 3 to 10 times the capacitance value of the capacitor 722.
  • This capacitance 723 is charged during the first operating phase A to a voltage value which is the difference between the comparison signal V7 at the output of the integrator and the operating point voltage V80 equivalent.
  • a voltage equal to the difference between corresponds to the "new" comparison signal V7 and the operating point voltage V80.
  • the voltages across both capacitances equalize to a value corresponding to an average of the voltage during the preceding phase of operation A and the immediately preceding phase of operation C, weighted by the capacity ratio of the capacitances 722 and 723.
  • the deviations of the temporal change ⁇ V of the current measuring signal from the reference value Vref * C74 / C75 are summed for all preceding cycles in the form of the charge of the capacitance 723.
  • the charge stored in this capacitance 723 thus represents the integral component (I component) of the signal present at the output of the regulator.
  • the pure I component can be tapped off during the operating phases A at the integrator output V7.
  • the capacitance 722 Because the charge of the capacitance 722 is reset to the I component during each phase of operation A, however, it additionally experiences a charge change proportional to the deviation of the time ⁇ V from the reference value Vref * C74 / C75 of the respective cycle of operation the capacitance 722 during the operating phase C is a charge which differs from the I-component by a proportional component (P-component).
  • the ratio of the I component and the P component can be selected by the capacity ratio of the capacitors 722 and 723.
  • the sum of I component and P component of the controller output voltage can be tapped off as comparison signal V7 during the third operating phases C.
  • the capacitance ratio of the capacitances is, in simple terms, a measure of how often the capacitor 722 must be charged to a different voltage from the capacitance 723 during the operating phase B and then discharged into the capacitance 723 during the operating phase A until the voltage across the capacitance 723 changes as much as the voltage of the capacitance 722 changes during each phase of operation B.
  • the comparison signal may be subject to considerable fluctuations, in particular during the second operating phase.
  • the comparison signal V7 is used to generate the duty control signal S7, however, the comparison signal V7 is subject to no fluctuations and has during this phase in particular the above-described desired dependence on the time change .DELTA.V of the current measurement signal Vs2 between the evaluation times t1, t2 ,
  • the control of the individual switches is performed by a flow control, not shown.
  • This sequence control is supplied, for example, information about the time of the zero crossing.
  • the sequencer also receives information about the turn-off time at which the second switch T12 is turned off, and is configured, for example, to the end of the third phase of operation - and thus the beginning of the subsequent first phase of operation - to be selected so that it is for a predetermined period of time the shutdown time is.
  • a lowering of the comparison voltage V7 causes a shortening of the maximum duty cycle, which can lead to an increase of the excitation frequency, in particular when the resonant circuit inductance is operated in the region of saturation, because the duty cycle of the lower switch T12 is shortened from the zero crossing , As a result, the oscillation amplitude of Vs2 decreases.
  • an increase in the comparison voltage V7 causes an extension of the maximum duty cycle Tmax, which can lead to a reduction of the excitation frequency and thus to an increase in the oscillation amplitude, as long as the oscillator is in saturation mode.
  • the excitation frequency and the oscillation amplitude are independent of the comparison voltage V7, since the end of the switch-on period of the second switch is already reached in this case, even before the oscillator is reset by the switch-on duration control signal S7.
  • the comparison signal V7 affects the switching frequency of the half-bridge only when the timing signal V8 reaches the value of the comparison signal V7 before the end of the duty of the second switch T12 predetermined by the fundamental frequency of the oscillator 6 is reached.
  • the comparison signal V7 is already provided during the time period during which the Frequency signal FS is lowered to ignite the lamp, so to produce that the predetermined by the duty control 9 duty cycle coincides approximately with the predetermined by the fundamental frequency of the oscillator 6 duty cycle.
  • comparison value signal V7 This is equivalent to generating the comparison signal V7 so that the timing signal V8 reaches this comparison signal V7 at the same time as the voltage across the capacitor 61 of the oscillator 6 reaches the upper comparison value V67.
  • the comparison value signal V7 initially has no influence on the drive frequency. However, as the resonant circuit inductance begins to saturate and the resonant circuit current rapidly increases, the comparison value V7 can be rapidly lowered further from the "settled value" which has previously set, thereby more effectively reducing the on-times of the two switches of the half-bridge to limit and thus raise the An Tavernfrequenz first again.
  • the frequency signal FS is generated by a central control circuit not shown in detail so that the frequency signal FS slowly approaches the resonant frequency.
  • such an approximation to the resonant frequency is effected by a stepwise (step-shaped) lowering of the frequency signal FS.
  • the maximum duty cycle Tmax determined by the duty cycle control circuit 9 from the current zero crossing is initially longer than the switch-on duration set by the oscillator 6, the excitation frequency thereby being dependent on the frequency signal FS and not on the comparison signal V7 during this operating phase.
  • the frequency f 1 / Tp decreases due to the lowering of the frequency signal FS. This frequency 1 / Tp is for example in the range of a few 10 kHz.
  • the amplitude of the current measuring signal Vs2 initially increases relatively slowly during the lowering of the frequency f.
  • the comparison signal V7 can be tracked during this phase so that the oscillator 6 is operated in the normal operating state, but at the limit to the saturation operating state.
  • the comparison signal V7 is thus set so that a signal pulse of the duty control signal S7 (see FIG. FIGS. 6 and 7 ) is generated at the same time or shortly after a time at which the oscillator 6 is reset due to the frequency signal FS anyway.
  • the comparison signal V7 increases slowly.
  • ts denotes in FIG. 17 a time when the resonant circuit inductance begins to saturate.
  • the amplitude of the current measurement signal Vs2 now increases much faster. An abrupt increase in the amplitude can thereby for example, by the basis of the Figures 9 and 14 be prevented measures in which the current measurement signal via a coupling capacitor 84 or a controlled current source 83 directly affects the generation of the duty control signal S7, which already a shortening of the duty cycle is achieved even before the comparison signal V7 a shortening of the duty cycle can be achieved.
  • the excitation frequency f increases due to the shortening of the switch-on durations.
  • This increased frequency is for example in the range of 50 kHz.
  • the oscillator now operates in the saturation operating state, ie the duty control signal S7 determines the excitation frequency and not the frequency signal FS.
  • This transition of the oscillator 6 in the saturation operating state is detected by the sequence control (not shown), which then does not lower the frequency signal further.
  • Such a detection of the saturation operation state can be made with reference to FIG FIG. 7 For example, by the fact that the timing of a reset pulse generated by the comparator 67 and a pulse of the duty control signal S7 are compared with each other. If the pulse of the duty control signal S7 during several consecutive drive cycles in time before the reset pulse of the comparator, it can be assumed that the oscillator 6 is in the saturation mode.
  • the previously explained control of the comparison signal V7 prevents an uncontrolled increase in the resonant circuit amplitude during this operating state.
  • An increase of the comparison signal V7 after the saturation time ts can be explained in the illustrated example in that the current increase speed or the determined time change ⁇ V of the current measurement signal Vs2 at this time is still below the Setpoint / reference value is.
  • the oscillation amplitude increases until a time tmax_am at which the time change ⁇ V of the current measurement signal Vs2 reaches the reference value, so that no further increase in the comparison value V7 occurs. If no readjustment of the comparison signal would occur at the boundary between the normal operating state and the saturated operating state, the comparison signal would be almost constant until the beginning of the saturation operating state.
  • ti denotes in FIG. 17 a time when the lamp ignites.
  • the active power absorbed by the lamp increases so much that the oscillation amplitude breaks down.
  • the controller 7 first tries to counteract and raises the comparison signal V7 on. Because of the lower oscillation amplitude and the resulting longer duty cycle, the excitation frequency decreases again.
  • tn denotes in FIG. 17 a time at which the comparison signal V7 has risen so far that the normal operating state of the oscillator 6 is reached again.
  • the sequencer detects this transition of the oscillator into the normal operating state further lowers the frequency signal FS after a short delay time to an operating frequency, which is for example in the range of 40 kHz.
  • the controller 72 of the evaluation circuit is dimensioned such that it can not react quickly enough to such a very rapid increase. In this case, there will be a shutdown due to overcurrent by a non-illustrated, in the half-bridge existing overcurrent protection circuit.
  • the course of the resonant circuit voltage changes from a sinusoidal course to a trapezoidal course.
  • the effective rms value for an ignition of the lamp is higher with the same amplitude with a trapezoidal voltage curve than with a sinusoidal voltage curve.
  • it is now provided to detect the saturation depth ie to detect how much the Oscillating circuit inductance is operated in saturation. This can be done, for example, by evaluating the peak current or the maximum value of the current measurement signal Vs2. The saturation depth is higher, the higher this maximum value is.

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Abstract

The method involves applying an excitation alternating current voltage to a series resonant circuit using a half- bridge circuit. A resonant circuit current flowing through the resonant circuit is detected. Switches (TI1, TI2) e.g. n-conducting MOSFETs, are driven with a fundamental frequency or with an increased frequency with respect to the fundamental frequency depending on a temporal change in the resonant circuit current between temporally spaced-apart evaluation instants lying within a switched-on duration of one of the switches. An independent claim is also included for a lamp ballast comprising a series resonant circuit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe, insbesondere zum Zünden der Leuchtstofflampe, und ein Lampenvorschaltgerät.The present invention relates to a method for controlling a fluorescent lamp, in particular for igniting the fluorescent lamp, and a lamp ballast.

Lampenvorschaltgeräte für Leuchtstofflampen oder Gasentladungslampen weisen üblicherweise eine Halbbrückenschaltung und einen an die Halbbrückenschaltung angeschlossenen Serienschwingkreis, der an die Leuchtstofflampe anschließbar ist, auf. Die Halbbrückenschaltung dient hierbei zum Anregen des Serienschwingkreises und erzeugt hierfür eine Wechselspannung aus einer über der Halbbrücke anliegenden Gleichspannung.Lamp ballasts for fluorescent lamps or gas discharge lamps typically have a half-bridge circuit and a series resonant circuit connected to the half-bridge circuit, which can be connected to the fluorescent lamp. The half-bridge circuit serves to excite the series resonant circuit and for this purpose generates an AC voltage from a DC voltage applied across the half-bridge.

Wie beispielsweise in der DE 10 2004 037 389 A1 beschrieben ist, umfasst eine Startphase eines Lampenvorschaltgerätes eine Vorwärmphase und eine Zündphase zum Zünden der Lampe. Während der Vorwärmphase werden Glühwendeln der Lampe aufgeheizt, indem eine Frequenz der Wechselspannung, die nachfolgend als Anregungsfrequenz bezeichnet wird, so eingestellt wird, dass sie oberhalb der Resonanzfrequenz des Serienschwingkreises liegt. Während der Zündphase wird die Anregungsfrequenz zunehmend in Richtung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises verringert, mit dem Ziel durch eine Resonanzüberhöhung eine Spannung über der Leuchtstofflampe so weit zu erhöhen, dass eine Zündspannung der Lampe erreicht wird und die Lampe zündet. Während einer Brennphase nach einem Zünden der Lampe kann die Anregungsfrequenz dann noch weiter verringert werden.Such as in the DE 10 2004 037 389 A1 is described, a start phase of a lamp ballast comprises a preheat phase and an ignition phase for igniting the lamp. During the preheating phase filaments of the lamp are heated by a frequency of the AC voltage, which is hereinafter referred to as the excitation frequency, is set so that it is above the resonance frequency of the series resonant circuit. During the ignition phase, the excitation frequency is increasingly reduced in the direction of the resonant frequency of the resonant circuit, with the aim of increasing a voltage across the fluorescent lamp by an increase in resonance so that an ignition voltage of the lamp is reached and the lamp ignites. During a burning phase after an ignition of the lamp, the excitation frequency can then be further reduced.

Während der Zündphase sollte hierbei einerseits sichergestellt sein, dass die Spannung über der Lampe bis auf den Wert der Zündspannung ansteigen kann. Andererseits sollte aus Sicherheitsgründen gewährleistet sein, dass die Spannung nicht beliebig weit ansteigt, beispielsweise dann, wenn die Lampe aufgrund eines Defekts nicht zündet oder wenn keine Lampe an den Schwingkreis angeschlossen ist. In der US 6,525,492 wird hierzu vorgeschlagen, einen Strom durch die Halbbrücke zu erfassen und die Halbbrücke sofort abzuschalten, wenn der Strom einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.During the ignition phase, it should be ensured on the one hand that the voltage across the lamp can rise to the value of the ignition voltage. On the other hand, for safety reasons, it should be ensured that the voltage does not rise arbitrarily far, for example, when the lamp does not light due to a defect or when no lamp is connected to the resonant circuit. In the US 6,525,492 For this purpose, it is proposed to detect a current through the half-bridge and to switch off the half-bridge immediately when the current exceeds a predetermined threshold value.

Aus Kostengründen wird die Spule des Resonanzschwingkreises häufig so dimensioniert, dass diese bereits in der Nähe ihrer magnetischen Sättigung arbeitet, wenn die Lampenspannung im Bereich der Zündspannung liegt. Beim Übergang in den Sättigungsbereich reduziert sich bekanntlich die effektive Induktivität einer Spule. Wird während des Zündvorgangs eine Anregungsfrequenz erreicht, bei der die Spule beginnt, in Sättigung zu gehen, so erhöht sich die Resonanzfrequenz des Reihenschwingkreises bedingt durch die sich verringernde Induktivität der Spule, und ein Abstand zwischen der momentanen Anregungsfrequenz und der Resonanzfrequenz verringert sich. Bei gleichbleibender Anregungsfrequenz steigt die Spannung dadurch weiter an, die Spule geht weiter in Sättigung und die Resonanzfrequenz nähert sich weiter der momentanen Anregungsfrequenz an. Durch diesen erläuterten Mitkopplungseffekt können sich Instabilitäten bei der Einstellung der Zündspannung ergeben.For cost reasons, the coil of the resonant circuit is often dimensioned so that it already works in the vicinity of its magnetic saturation when the lamp voltage is in the range of the ignition voltage. During the transition into the saturation region, the effective inductance of a coil is known to be reduced. If an excitation frequency is reached during the ignition process at which the coil starts to saturate, the resonant frequency of the series resonant circuit increases due to the decreasing inductance of the coil, and a distance between the current excitation frequency and the resonance frequency decreases. If the excitation frequency remains the same, the voltage continues to rise, the coil continues to saturate, and the resonance frequency continues to approach the instantaneous excitation frequency. This explained positive feedback effect can lead to instabilities in the setting of the ignition voltage.

In der EP 1 333 707 A1 ist ein Lampenvorschaltgerät beschrieben, das eine Halbbrücke mit zwei Schaltern aufweist, die wechselweise leitend und sperrend angesteuert werden. Während einer Zündphase wird bei diesem Vorschaltgerät ein Strom durch die Halbbrücke jeweils während der Einschaltdauer eines ersten der beiden Schalter ermittelt, und dieser erste Schalter wird dann vorzeitig gesperrt, wenn der Halbbrückenstrom einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt.In the EP 1 333 707 A1 a lamp ballast is described, which has a half-bridge with two switches, which are alternately turned on and off. During an ignition phase, in this ballast, a current through the half-bridge is determined in each case during the duty cycle of a first of the two switches, and this first switch is then disabled when the half-bridge current exceeds a predetermined threshold.

Weitere Verfahren zur Regelung der Zündspannung in einem Lampenvorschaltgerät sind beispielsweise in der EP 1 337 133 A2 , der EP 0 474 287 B1 , der EP 1 066 739 B1 , der EP 1 776 000 A2 , der US 6,525,492 B2 oder der US 6,617,805 B2 beschrieben.Other methods for controlling the ignition voltage in a lamp ballast, for example, in EP 1 337 133 A2 . of the EP 0 474 287 B1 , of the EP 1 066 739 B1 , of the EP 1 776 000 A2 , of the US 6,525,492 B2 or the US 6,617,805 B2 described.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe, das ein sicheres Zünden einer intakten Leuchtstofflampe gewährleistet und eine Lampenspannung hierbei zuverlässig zu hohen Spannungswerten hin begrenzt, und ein Lampenvorschaltgerät zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention is to provide a method for controlling a fluorescent lamp, which ensures reliable ignition of an intact fluorescent lamp and reliably limits a lamp voltage to high voltage values, and to provide a lamp ballast.

Diese Aufgabe wird durch Verfahren nach Anspruch 1 und durch ein Lampenvorschaltgerät nach Anspruch 10 gelöst.This object is achieved by the method according to claim 1 and by a lamp ballast according to claim 10.

Ein Beispiel eines Verfahrens zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe, die an einen Reihenschwingkreis mit einer Schwingkreisinduktivität und einer Schwingkreiskapazität angeschlossen ist, weist auf: Anlegen einer Anregungswechselspannung mit einer Anregungsfrequenz an den Reihenschwingkreis unter Verwendung einer Halbbrückenschaltung, die einen Ausgang aufweist, an den der Reihenschwingkreis gekoppelt ist, und die einen ersten und einen zweiten Schalter aufweist, die mit einer durch ein Frequenzsignal vorgegebenen Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz geringeren Frequenz leitend und sperrend angesteuert werden; Erfassen eines den Schwingkreis durchfließenden Schwingkreisstrom; und Ansteuern der Schalter mit der Grundfrequenz oder mit der gegenüber der Grundfrequenz geringeren Frequenz abhängig von einer zeitlichen Änderung des Schwingkreisstromes zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten, die innerhalb einer Einschaltdauer eines der Schalter liegen.An example of a method of driving a fluorescent lamp connected to a series resonant circuit having resonant circuit inductance and resonant circuit capacitance comprises applying an excitation AC voltage having an excitation frequency to the series resonant circuit using a half-bridge circuit having an output to which the series resonant circuit is coupled , and having a first and a second switch, which are controlled by a predetermined by a frequency signal fundamental frequency or at a lower frequency relative to the fundamental frequency conductive and blocking; Detecting a resonant circuit current flowing through the resonant circuit; and driving the switch with the fundamental frequency or with respect to the fundamental frequency lower frequency depending on a temporal change of the resonant circuit current between two temporally spaced evaluation times that are within a duty cycle of the switch.

Ein Beispiel eines Lampenvorschaltgeräts weist auf: einen Reihenschwingkreis mit Anschlussklemmen zum Anschließen einer Leuchtstofflampe; eine Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter und mit einem Ausgang, der an den Reihenschwingkreis angeschlossen ist; eine Ansteuerschaltung die einen ersten und einen zweiten Betriebszustand annehmen kann und die dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Schalter abwechselnd leitend und sperrend mit einer von einem Frequenzsignal abhängigen Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz geringeren Frequenz anzusteuern, und dazu ausgebildet ist einen Strom durch den Schwingkreis zu erfassen und abhängig von einer zeitlichen Änderung des Schwingkreisstromes zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten, die innerhalb einer Einschaltdauer eines der Schalter liegen, die Schalter mit der Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz geringeren Frequenz anzusteuern.An example of a lamp ballast comprises: a series resonant circuit with terminals for connecting a fluorescent lamp; a half-bridge circuit having a first and a second switch and having an output connected to the series resonant circuit; a drive circuit which assumes a first and a second operating state can and which is adapted to the first and second switch alternately conducting and blocking with a dependent of a frequency signal fundamental frequency or with a lower frequency compared to the fundamental frequency, and is adapted to detect a current through the resonant circuit and depending on a time change the resonant circuit current between two time-spaced evaluation, which are within a duty cycle of one of the switches to control the switch with the fundamental frequency or with respect to the fundamental frequency lower frequency.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen und dass in dargestellten Schaltbildern lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Schaltungskomponenten dargestellt sind.

Figur 1
veranschaulicht den grundsätzlichen Aufbau eines Lampenvorschaltgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe, das eine Halbbrücke mit zwei Schaltern und einen an die Halbbrücke gekoppelten Reihenschwingkreis aufweist.
Figur 2
veranschaulicht ein Beispiel eines durch das Lampenvorschaltgerät realisierten Verfahrens zur Ansteuerung der Leuchtstofflampe anhand ausgewählter, in dem Lampenvorschaltgerät auftretender Signale.
Figur 3
zeigt eine erste Möglichkeit zur Erfassung eines Stromes durch den Reihenschwingkreis.
Figur 4
zeigt eine zweite Möglichkeit zur Erfassung des Stromes durch den Reihenschwingkreis.
Figur 5
zeigt ein Blockschaltbild eines Lampenvorschaltgeräts, das einen Oszillator, eine Ansteuersignalerzeugungsschaltung und eine Einschaltdauerregelschaltung aufweist.
Figur 6
veranschaulicht zeitliche Verläufe einiger in dem Lampenvorschaltgerät vorkommender Signale.
Figur 7
veranschaulicht Realisierungsbeispiele des Oszillators und der Ansteuersignalerzeugungsschaltung.
Figur 8
veranschaulicht die Funktionsweise der Ansteuersignalerzeugungsschaltung anhand von Signalverläufen.
Figur 9
zeigt ein Beispiel einer Auswerteschaltung der Einschaltdauerregelschaltung.
Figur 10
veranschaulicht ein erstes Beispiel einer Funktionsweise einer in der Auswerteschaltung vorhandenen Vergleichswerterzeugungsschaltung anhand von Signalverläufen.
Figur 11
veranschaulicht ein zweites Beispiel einer Funktionsweise einer in der Auswerteschaltung vorhandenen Vergleichswerterzeugungsschaltung anhand von Signalverläufen.
Figur 12
veranschaulicht ein erstes Beispiel der Vergleichswerterzeugungsschaltung.
Figur 13
veranschaulicht die Funktionsweise einer Stromquelle einer Zeitmessanordnung der Einschaltdauerregelschaltung.
Figur 14
zeigt ein Beispiel dieser Stromquelle.
Figur 15
veranschaulicht ein zweites Beispiel der Vergleichswerterzeugungsschaltung.
Figur 16
veranschaulicht die Funktionsweise dieser Vergleichswerterzeugungsschaltung.
Figur 17
veranschaulicht die Funktionsweise des Lampenvorschaltgeräts während eines Zündvorgangs anhand von Signalverläufen.
Figur 18
veranschaulicht die Funktionsweise eines Beispiels eines Lampenvorschaltgeräts anhand von Signalverläufen.
Embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to figures. In this context, it should be noted that the figures merely serve to explain the invention and that in the circuit diagrams shown only the circuit components required for understanding the invention are shown.
FIG. 1
illustrates the basic structure of a lamp ballast according to an embodiment of the invention for driving a fluorescent lamp having a half-bridge with two switches and a coupled to the half-bridge series resonant circuit.
FIG. 2
illustrates an example of a process implemented by the lamp ballast for driving the fluorescent lamp based on selected, occurring in the lamp ballast signals.
FIG. 3
shows a first way to detect a current through the series resonant circuit.
FIG. 4
shows a second way to detect the current through the series resonant circuit.
FIG. 5
shows a block diagram of a lamp ballast having an oscillator, a drive signal generating circuit and a duty control circuit.
FIG. 6
illustrates temporal characteristics of some signals occurring in the lamp ballast.
FIG. 7
illustrates implementation examples of the oscillator and the drive signal generating circuit.
FIG. 8
illustrates the operation of the drive signal generating circuit based on waveforms.
FIG. 9
shows an example of an evaluation circuit of the duty control circuit.
FIG. 10
illustrates a first example of an operation of a present in the evaluation circuit comparison value generating circuit based on waveforms.
FIG. 11
FIG. 4 illustrates a second example of an operation of a comparison value generation circuit present in the evaluation circuit on the basis of signal profiles. FIG.
FIG. 12
Fig. 10 illustrates a first example of the comparison value generation circuit.
FIG. 13
illustrates the operation of a current source of a timer arrangement of the duty cycle control circuit.
FIG. 14
shows an example of this power source.
FIG. 15
Fig. 10 illustrates a second example of the comparison value generation circuit.
FIG. 16
illustrates the operation of this comparison value generation circuit.
FIG. 17
illustrates the operation of the lamp ballast during an ignition process based on waveforms.
FIG. 18
illustrates the operation of an example of a lamp ballast based on waveforms.

In den Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Schaltungskomponenten und Signale mit gleicher Bedeutung.In the figures, unless otherwise stated, like reference numerals designate like circuit components and signals having the same meaning.

Figur 1 zeigt ein Beispiel einer Ansteuerschaltung zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe LL. Diese, auch als Lampenvorschaltgerät bezeichnete Ansteuerschaltung umfasst einen Reihenschwingkreis mit einer Schwingkreisinduktivität L1 und einer in Reihe zu der Schwingkreisinduktivität L1 geschalteten Schwingkreiskapazität C1. Während des Betriebs des Lampenvorschaltgeräts ist eine Leuchtstofflampe LL über Heizwendeln an den Reihenschwingkreis gekoppelt. Die Leuchtstofflampe LL kann Bezug nehmend auf Figur 1 hierzu parallel zu der Schwingkreiskapazität C1 geschaltet werden. Der Schwingkreiskapazität C1 abgewandte freie Enden der Heizwendeln können in nicht näher dargestellter Weise an eine Heizschaltung angeschlossen werden. FIG. 1 shows an example of a drive circuit for driving a fluorescent lamp LL. This drive circuit, which is also referred to as a lamp ballast, comprises a series resonant circuit with a resonant circuit inductance L1 and a resonant circuit capacitance C1 connected in series with the resonant circuit inductance L1. During operation of the lamp ballast, a fluorescent lamp LL is coupled to the series resonant circuit via heating coils. The fluorescent lamp LL can refer to FIG. 1 be switched parallel to the resonant circuit capacitance C1. The resonant circuit capacitance C1 remote free ends of the heating coils can be connected in a manner not shown to a heating circuit.

Das Lampenvorschaltgerät weist außerdem eine Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter T11, T12 auf, die jeweils einen Ansteueranschluss und Laststrecken aufweisen. Die Laststrecken der Schalter T11, T12 sind hierbei in Reihe zueinander zwischen Klemmen für ein positives Versorgungspotential V und ein negatives Versorgungspotential bzw. Bezugspotential GND geschaltet. Die Halbbrückenschaltung weist einen Ausgang OUT auf, der durch einen den Laststrecken der Schalter T11, T12 gemeinsamen Knoten gebildet ist und an den der Reihenschwingkreis L1, C1 gekoppelt ist. Der Reihenschwingkreis L1, C1 ist hierbei zwischen den Ausgang OUT und die Klemme für das zweite Versorgungspotential GND geschaltet. Zwischen den Ausgang OUT und den Reihenschwingkreis L1, C1 ist in dem Beispiel ein Koppelkondensator C2 geschaltet, der dazu dient, Gleichanteile an einer durch die Halbbrückenschaltung T11, T12 erzeugten Anregungswechselspannung Vout für den Reihenschwingkreis L1, C1 abzublocken.The lamp ballast also has a half-bridge circuit with a first and a second switch T11, T12, each having a drive terminal and load paths. The load paths of the switches T11, T12 are in this case in series between terminals for a positive Supply potential V and a negative supply potential or reference potential GND connected. The half-bridge circuit has an output OUT, which is formed by a node common to the load paths of the switches T11, T12 and to which the series resonant circuit L1, C1 is coupled. The series resonant circuit L1, C1 is in this case connected between the output OUT and the terminal for the second supply potential GND. In the example, a coupling capacitor C2 is connected between the output OUT and the series resonant circuit L1, C1, which serves to block off DC components at an excitation alternating voltage Vout generated by the half-bridge circuit T11, T12 for the series resonant circuit L1, C1.

Die Halbbrückenschaltung T11, T12 dient zum Anlegen einer Anregungswechselspannung mit einer Anregungsfrequenz an den Reihenschwingkreis. Die Schalter T11, T12 werden während des Betriebs durch eine noch zu erläuternde Ansteuerschaltung 1 hierzu wechselseitig leitend und sperrend angesteuert. Bei leitend angesteuertem ersten Schalter T11, der auch als High-Side-Schalter oder oberer Halbbrückenschalter bezeichnet wird, und sperrend angesteuertem zweiten Schalter T12, der auch als Low-Side-Schalter oder unterer Halbbrückenschalter bezeichnet wird, liegt eine Spannung über dem Reihenschwingkreis L1, C1 an, die der zwischen den Versorgungspotentialklemmen anliegenden Versorgungsspannung entspricht. Bei sperrendem High-Side-Schalter T11 und leitendem Low-Side-Schalter T12 ist die Spannung über dem Reihenschwingkreis annähernd Null.The half-bridge circuit T11, T12 serves for applying an excitation alternating voltage with an excitation frequency to the series resonant circuit. The switches T11, T12 are actuated mutually conducting and blocking during operation by a drive circuit 1 to be explained. When conductively controlled first switch T11, which is also referred to as a high-side switch or upper half-bridge switch, and blocking driven second switch T12, which is also referred to as a low-side switch or lower half-bridge switch, there is a voltage across the series resonant circuit L1, C1, which corresponds to the supply voltage applied between the supply potential terminals. When the high-side switch T11 is switched off and the low-side switch T12 is conducting, the voltage across the series resonant circuit is almost zero.

Die Schalter T11, T12 der Halbbrückenschaltung sind bei dem in Figur 1 dargestellten Lampenvorschaltgerät als n-leitende MOSFET ausgebildet, die jeweils einen Gate-Anschluss als Steueranschluss sowie Drain- und Source-Anschlüsse als Laststreckenanschlüsse aufweisen. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass beliebige Schalter als Schalter der Halbbrückenschaltung eingesetzt werden können, insbesondere andere Halbleiterschalter wie p-leitende MOSFET oder IGBT. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, komplementäre Halbleiterschalter einzusetzen, beispielsweise den High-Side-Schalter T11 als p-MOSFET und den Low-Side-Schalter T12 als n-MOSFET zu realisieren.The switches T11, T12 of the half-bridge circuit are in the in FIG. 1 illustrated lamp ballast formed as n-type MOSFET, each having a gate terminal as a control terminal and drain and source terminals as load line connections. In this context, it should be noted that any switch can be used as a switch of the half-bridge circuit, in particular other semiconductor switches such as p-type MOSFET or IGBT. It In particular, it is possible to use complementary semiconductor switches, for example to realize the high-side switch T11 as a p-MOSFET and the low-side switch T12 as an n-MOSFET.

Insbesondere zur sicheren Vermeidung von Querströmen erfolgt eine Ansteuerung der Schalter T11, T12 derart, dass zwischen der sperrenden Ansteuerung des einen Schalters und der leitenden Ansteuerung des anderen Schalters eine Wartezeit, die sogenannte Totzeit, abgewartet wird. Ein Freilaufstrom des Reihenschwingkreises kann während dieser Totzeit durch ein parallel zu dem Low-Side-Schalter geschaltetes Freilaufelement, wie beispielsweise eine Diode D, übernommen werden. Bei Verwendung eines n-leitenden MOSFET als Low-Side-Schalter kann eine in dem MOSFET integrierte Body-Diode diese Freilauffunktion erfüllen, so dass auf ein externes Freilaufelement verzichtet werden kann.In particular for the reliable avoidance of cross-currents, the switches T11, T12 are activated such that a wait time, the so-called dead time, is awaited between the blocking activation of one switch and the conductive activation of the other switch. A freewheeling current of the series resonant circuit can be taken during this dead time by a parallel to the low-side switch switched freewheeling element, such as a diode D. When using an n-type MOSFET as a low-side switch, a body diode integrated in the MOSFET can fulfill this freewheeling function, so that an external freewheeling element can be dispensed with.

Zur Ansteuerung der Schalter T11, T12 der Halbbrückenschaltung ist eine Ansteuerschaltung 1 vorhanden, die ein erstes Ansteuersignal S11 zur Ansteuerung des High-Side-Schalters T11 und ein zweites Ansteuersignal S12 zur Ansteuerung des Low-Side-Schalters T12 erzeugt. Optional sind den Ansteueranschlüssen der Schalter T11, T12 Treiberschaltungen DRV11, DRV12 vorgeschaltet, die dazu dienen, Signalpegel der Ansteuersignale S11, S12 auf solche Signalpegel umzusetzen, die zur Ansteuerung der Schalter T11, T12 geeignet sind.For driving the switches T11, T12 of the half-bridge circuit, a drive circuit 1 is provided which generates a first drive signal S11 for driving the high-side switch T11 and a second drive signal S12 for driving the low-side switch T12. Optionally, the drive terminals of the switches T11, T12 are preceded by driver circuits DRV11, DRV12, which serve to convert signal levels of the drive signals S11, S12 to those signal levels which are suitable for driving the switches T11, T12.

Der Ansteuerschaltung 1 ist ein Frequenzsignal FS zugeführt, das die Frequenz bestimmt, mit welcher die Schalter T11, T12 wechselseitig angesteuert werden, und das damit die Anregungsfrequenz des Reihenschwingkreises L1, C1 bestimmt. Dieses Frequenzsignal FS wird in nicht näher dargestellter Weise beispielsweise durch eine zentrale Steuerschaltung, die den Betrieb des Lampenvorschaltgeräts steuert, erzeugt.The drive circuit 1 is a frequency signal FS supplied, which determines the frequency at which the switches T11, T12 are mutually driven, and thus determines the excitation frequency of the series resonant circuit L1, C1. This frequency signal FS is generated in a manner not shown, for example by a central control circuit which controls the operation of the lamp ballast.

Zeitliche Verläufe der durch die Ansteuerschaltung 1 erzeugten ersten und zweiten Ansteuersignale S11, S12 sind beispielhaft in Figur 2 dargestellt. Ohne die Erfindung hierauf zu beschränken wird für die nachfolgende Erläuterung angenommen, dass diese Ansteuersignale S11, S12 zweiwertige Signale sind, die wechselweise einen Einschaltpegel und einen Ausschaltpegel annehmen und dass die Schalter T11, T12 bei einem Einschaltpegel des jeweiligen Ansteuersignals S11, S12 leiten und bei einem Ausschaltpegel des jeweiligen Ansteuersignals sperren. Zu Zwecken der nachfolgenden Erläuterung sei angenommen, dass der Einschaltpegel ein High-Pegel und der Ausschaltpegel ein Low-Pegel des jeweiligen Ansteuersignals S11, S12 ist.Time profiles of the first and second drive signals S11, S12 generated by the drive circuit 1 are exemplified in FIG FIG. 2 shown. Without limiting the invention to this, it is assumed for the following explanation that these drive signals S11, S12 are bivalent signals alternately assuming a turn-on level and a turn-off level, and that the switches T11, T12 conduct and at a turn-on level of the respective drive signal S11, S12 disable a turn-off of the respective drive signal. For purposes of the following explanation, assume that the turn-on level is a high level and the turn-off level is a low level of the respective drive signal S11, S12.

Während einer Ansteuerperiode, die in Figur 2 mit Tp bezeichnet ist, erfolgt aufeinanderfolgend eine leitende Ansteuerung des ersten Schalters T11 für eine erste Einschaltdauer T1 und eine leitende Ansteuerung des zweiten Schalters T12 für eine zweite Einschaltdauer T2. Die Anregungsfrequenz f der über die Halbbrückenschaltung T11, T12 an den Reihenschwingkreis L1, C1 angelegten Spannung entspricht hierbei dem Kehrwert der Periodendauer, so dass gilt: f = 1/Tp.During a drive period, the in FIG. 2 Tp is designated, followed by a conductive driving of the first switch T11 for a first duty T1 and a conductive driving of the second switch T12 for a second duty T2. The excitation frequency f of the voltage applied to the series resonant circuit L1, C1 via the half-bridge circuit T11, T12 in this case corresponds to the reciprocal of the period, so that the following applies: f = 1 / Tp.

Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einschaltdauern T11, T12, während denen jeweils eines der Ansteuersignale S11, S12 einen Einschaltpegel annimmt, gibt es eine Wartezeit, die nachfolgend als Totzeit bezeichnet wird, während der beide Ansteuersignale S11, S12 einen Ausschaltpegel annehmen. Td1 bezeichnet in Figur 2 eine erste Totzeit nach einer Einschaltdauer des ersten Schalters T11 und vor einer Einschaltdauer des zweiten Schalters T12. Td2 bezeichnet eine zweite Totzeit nach einer Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 und vor einer Einschaltdauer des ersten Schalters T11. Aus Gründen einer vereinfachten Darstellung sind die Ansteuersignale S11, S12 in Figur 2 als rechteckförmige Signale mit unendlich steil verlaufenden Signalflanken dargestellt. Tatsächlich besitzen diese Signale selbstverständlich Schaltflanken mit einer endlichen Flankensteilheit. Die Totzeiten Td1, Td2 stellen sicher, dass die beiden Schalter T11, T12 nicht gleichzeitig leiten, so dass Querströme sicher vermieden werden.Between two successive switch-on durations T11, T12, during which in each case one of the drive signals S11, S12 assumes a switch-on level, there is a waiting time, which is referred to as dead time, during which both drive signals S11, S12 assume a switch-off level. Td1 denotes in FIG. 2 a first dead time after a duty cycle of the first switch T11 and before a duty cycle of the second switch T12. Td2 denotes a second dead time after a turn-on time of the second switch T12 and before a turn-on time of the first switch T11. For reasons of a simplified representation, the drive signals S11, S12 in FIG FIG. 2 shown as rectangular signals with infinitely steep signal edges. In fact, these signals of course have switching edges with a finite slope. The dead times Td1, Td2 ensure that the two switches T11, T12 do not conduct simultaneously, so that cross currents are safely avoided.

In Figur 2 ist zusätzlich zu den Ansteuersignalen S11, S12 der zeitliche Verlauf eines Stromes I1 durch die Reihenschaltung bzw. eines Strommesssignals, das durch eine in den Reihenschwingkreis geschaltete Messanordnung M erzeugt wird, dargestellt. Dieses Strommesssignal Vs1, ist hierbei wenigstens annähernd proportional zu dem Schwingkreisstrom I1. Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf dieses Stromes I1 für einen Zeitraum vor einem Zünden der Leuchtstofflampe LL. Der Strom I1 durch den Reihenschwingkreis verläuft hierbei wenigstens annähernd sinusförmig, die Frequenz dieses sinusförmigen Signalverlaufs entspricht der Anregungsfrequenz f. Zum Zünden der Leuchtstofflampe wird die Anregungsfrequenz gesteuert durch das Frequenzsignal FS ausgehend von einem Anfangswert, der oberhalb einer Resonanzfrequenz des Schwingkreises L1, C1 liegt, nach und nach verringert. Dies ist gleichbedeutend mit einer Verlängerung der Periodendauer Tp und damit mit einer Verlängerung der ersten und zweiten Einschaltdauern T1, T2. Die Totzeiten Td1, Td2 können hierbei unabhängig von den Einschaltdauern T1, T2 sein und können einen vorgegebenen konstanten Wert aufweisen. Die Totzeiten können jedoch auch variabel sein.In FIG. 2 In addition to the drive signals S11, S12, the time profile of a current I1 is represented by the series connection or a current measurement signal which is generated by a measuring arrangement M connected in the series resonant circuit. This current measurement signal Vs1, in this case is at least approximately proportional to the resonant circuit current I1. FIG. 2 shows the time course of this current I1 for a period before igniting the fluorescent lamp LL. The current I1 through the series resonant circuit here runs at least approximately sinusoidally, the frequency of this sinusoidal signal waveform corresponds to the excitation frequency f. For igniting the fluorescent lamp, the excitation frequency is controlled by the frequency signal FS, starting from an initial value which is above a resonant frequency of the resonant circuit L1, C1, gradually reduced. This is synonymous with an extension of the period Tp and thus with an extension of the first and second turn-on T1, T2. The dead times Td1, Td2 can in this case be independent of the turn-on durations T1, T2 and can have a predetermined constant value. However, the dead times can also be variable.

Eine Verringerung der Anregungsfrequenz der den Schwingkreis L1, C1 anregenden Wechselspannung in Richtung der Resonanzfrequenz bewirkt eine Vergrößerung eines maximalen Amplitudenwertes des den Reihenschwingkreis durchfließenden Stromes I1 bzw. einer über dem Schwingkreiskondensator C1 anliegenden Wechselspannung Vc1. Der zeitliche Verlauf dieser Spannung Vc1 folgt phasenverschoben dem zeitlichen Verlauf des Stromes I1. Erreicht diese Spannung bei absinkender Anregungsfrequenz den Wert der Zündspannung der Leuchtstofflampe LL und zündet die Leuchtstofflampe, so kann die Anregungsfrequenz über die Steuerschaltung 1 weiter bis auf den Wert einer Betriebsfrequenz abgesenkt werden. Über die Anregungsspannung wird nach dem Zünden die durch die Leuchtstofflampe verbrauchte Energie nachgeliefert; der Stromverlauf ist in nicht näher dargestellter Weise bei gezündeter Leuchtstofflampe nicht mehr sinusförmig. Das Absenken der Frequenz auf die Betriebsfrequenz nach Zünden der Leuchtstofflampe kann mittels herkömmlich bekannter Maßnahmen erfolgen, so dass auf weitere Ausführungen hierzu verzichtet werden kann.A reduction in the excitation frequency of the alternating voltage in the direction of the resonant frequency that excites the resonant circuit L1, C1 causes an increase in a maximum amplitude value of the current I1 flowing through the series resonant circuit or an AC voltage Vc1 applied across the resonant circuit capacitor C1. The time course of this voltage Vc1 follows phase-shifted the time course of the current I1. If this voltage reaches the value of the ignition voltage of the fluorescent lamp LL when the excitation frequency drops and ignites the fluorescent lamp, then the excitation frequency can continue via the control circuit 1 up to the value of an operating frequency be lowered. After the ignition, the energy consumed by the fluorescent lamp is re-supplied via the excitation voltage; the current profile is no longer sinusoidal in a manner not shown in the case of the ignited fluorescent lamp. The lowering of the frequency to the operating frequency after ignition of the fluorescent lamp can be carried out by means of conventionally known measures, so that it is possible to dispense with further explanations on this.

Um die Materialkosten für die Schwingkreisinduktivität L1 möglichst gering zu halten, ist es erstrebenswert, die Schwingkreisinduktivität L1 so zu wählen, dass diese im Bereich ihrer magnetischen Sättigung betrieben wird, wenn der Schwingkreisstrom I1 bis auf einen Wert ansteigt, bei dem die Lampe zündet. Hierbei kann der eingangs erläuterte Rückkopplungseffekt auftreten.In order to keep the material costs for the resonant circuit inductance L1 as low as possible, it is desirable to select the resonant circuit inductance L1 so that it is operated in the region of its magnetic saturation when the resonant circuit current I1 rises to a value at which the lamp ignites. In this case, the feedback effect explained above can occur.

Um negative Auswirkungen dieses Rückkopplungseffekts zu vermeiden, ist vorgesehen, während eines Zündvorgangs, also während einer Zeitdauer, während der die Leuchtstofflampe LL noch nicht gezündet hat, die Schwingkreisinduktivität L1 auf eine beginnende Sättigung hin zu überwachen und bei Detektion einer solchen beginnenden Sättigung die Einschaltdauern des ersten und zweiten Schalters T11, T12 zu verkürzen. Eine beginnende Sättigung der Schwingkreisinduktivität L1 kann beispielsweise durch einen Vergleich des zu dem Schwingkreisstrom I1 proportionalen Messsignals Vs1 mit einem ersten und einem zweiten Schwellenwert Vr1, Vr2 detektiert. Steigt das Messsignal Vs1 bei leitend angesteuertem ersten Schalter bis auf den Wert des ersten Schwellenwertes Vr1 an, so wird der erste Schalter T11 unmittelbar und noch vor Erreichen der von der Anregungsfrequenz abhängigen "normalen" Einschaltdauer abgeschaltet. Erreicht das Messsignal Vs1 bei leitend angesteuertem zweitem Schalter T12 den Wert des unteren Schwellenwertes Vr2, so wird der zweite Schalter unmittelbar und noch vor Erreichen der von der Anregungsfrequenz abhängigen Einschaltdauer abgeschaltet. Dies führt jeweils zu Verkürzungen der Einschaltdauern des ersten und zweiten Schalters T11, T12 gegenüber den von der momentanen Anregungsfrequenz abhängigen Einschaltdauern. Bei dem erläuterten vorzeitigen sättigungsbedingten Abschalten eines der Schalter wird vor Einschalten des anderen Schalters eine Totzeit Td1' bzw. Td2' abgewartet, wobei diese Totzeiten jeweils gleich sein können und insbesondere den Totzeiten Td1, Td2 während solcher Betriebsphasen entsprechen können, bei denen kein vorzeitiges sättigungsbedingtes Abschalten erfolgt. Ein vorzeitiges sättigungsbedingtes Abschalten der Schalter führt effektiv zu einer Anhebung der Anregungsfrequenz und wirkt damit einer weiteren Resonanzüberhöhung und damit einem weiteren Ansteigen der Spannung in dem Schwingkreis L1, C1 entgegen. Insbesondere wird hierdurch der eingangs erläuterte Mitkopplungseffekt vermieden.In order to avoid negative effects of this feedback effect, it is provided, during an ignition process, ie during a period of time during which the fluorescent lamp LL has not yet ignited, to monitor the resonant circuit inductance L1 for an initial saturation and, on detection of such a beginning saturation, the switch-on durations of the shorten first and second switches T11, T12. An incipient saturation of the resonant circuit inductance L1 can be detected, for example, by a comparison of the measuring signal Vs1 proportional to the resonant circuit current I1 with a first and a second threshold value Vr1, Vr2. If the measuring signal Vs1 rises to the value of the first threshold value Vr1 when the first switch is switched on, then the first switch T11 is switched off immediately and before the "normal" switch-on duration dependent on the excitation frequency is reached. When the measuring signal Vs1 reaches the value of the lower threshold value Vr2 when the second switch T12 is activated, the second switch is switched off immediately and before the duty cycle dependent on the excitation frequency is reached. This leads to shortening the turn-on durations of the first and second switches T11, T12 in relation to the turn-on durations which are dependent on the instantaneous excitation frequency. In the described premature saturation-related shutdown of one of the switches, a dead time Td1 'or Td2' is waited before switching on the other switch, these dead times may be the same and in particular may correspond to the dead times Td1, Td2 during such operating phases in which no premature saturation caused Shutdown takes place. A premature saturation-related switching off of the switches effectively leads to an increase in the excitation frequency and thus counteracts a further resonance peaking and thus a further increase in the voltage in the oscillatory circuit L1, C1. In particular, this avoids the positive feedback effect explained above.

Die Erzeugung des zu dem Schwingkreisstrom I1 wenigstens annäherungsweise proportionalen Messsignal Vs1 kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Figur 3 zeigt ausschnittsweise ein Lampenvorschaltgerät, bei dem zur Bereitstellung des Messsignals Vs1 ein Messwiderstand Rs1 mit wenigstens annähernd ohmschen Widerstandsverhalten in Reihe zu dem Serienschwingkreis L1, C1 und in dem Beispiel zwischen den Serienschwingkreis L1, C1 und das zweite Versorgungspotential GND geschaltet ist. Eine Spannung über diesem Messwiderstand Rs1 entspricht hierbei dem Strommesssignal Vs1.The generation of the at least approximately proportional to the resonant circuit current I1 measurement signal Vs1 can be done in different ways. FIG. 3 shows a detail of a lamp ballast, in which for providing the measurement signal Vs1 a measuring resistor Rs1 with at least approximately ohmic resistance behavior in series with the series resonant circuit L1, C1 and in the example between the series resonant circuit L1, C1 and the second supply potential GND is connected. A voltage across this measuring resistor Rs1 corresponds to the current measuring signal Vs1.

Bei dem Lampenvorschaltgerät gemäß Figur 3 ist der Messwiderstand Rs1 an die Parallelschaltung der Schwingkreiskapazität C1 und der Leuchtstofflampe LL angeschlossen. Figur 4 zeigt eine Abwandlung des in Figur 3 dargestellten Lampenvorschaltgeräts, bei der der Messwiderstand Rs1 ebenfalls zwischen den Reihenschwingkreis L1, C1 und die Klemme für das zweite Versorgungspotential GND geschaltet ist, bei dem die Leuchtstofflampe LL jedoch parallel zu einer Reihenschaltung mit der Schwingkreiskapazität C1 und dem Messwiderstand Rs1 geschaltet ist. Bei dem zuvor erläuterten Verfahren bestimmen der Widerstandswert des Messwiderstandes Rs1, die ersten und zweiten Schwellenwerte Vr1, Vr2 sowie ein Quotient aus dem Induktivitätswert der Schwingkreisinduktivität und dem Kapazitätswert der Schwingkreiskapazität eine maximal auftretende Zündspannung.In the lamp ballast according to FIG. 3 the measuring resistor Rs1 is connected to the parallel circuit of the resonant circuit capacitor C1 and the fluorescent lamp LL. FIG. 4 shows a modification of the in FIG. 3 shown lamp ballast, in which the measuring resistor Rs1 is also connected between the series resonant circuit L1, C1 and the terminal for the second supply potential GND, but in which the fluorescent lamp LL is connected in parallel to a series circuit with the resonant circuit capacitance C1 and the measuring resistor Rs1. Determine in the method explained above the resistance value of the measuring resistor Rs1, the first and second threshold values Vr1, Vr2 and a quotient of the inductance value of the resonant circuit inductance and the capacitance value of the resonant circuit capacitance a maximum occurring ignition voltage.

Bei dem zuvor erläuterten Verfahren ist für ein vorzeitiges Abschalten des ersten und zweiten Schalters T11, T12 bei einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität eine Information über den den Schwingkreis durchfließenden Strom I1 während der gesamten Ansteuerperiode des Schwingkreises erforderlich. Bei diesem erläuterten Verfahren wird ein symmetrischer Betrieb der Halbbrücke erreicht, d. h. bei beginnender Sättigung wird sowohl die Einschaltdauer des ersten Schalters T11 als auch die Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 verkürzt.In the method explained above, for a premature shutdown of the first and second switches T11, T12 at an incipient saturation of the resonant circuit inductance information about the current flowing through the resonant circuit I1 during the entire driving period of the resonant circuit is required. In this illustrated method, a symmetrical operation of the half-bridge is achieved, i. H. when the saturation begins, both the switch-on duration of the first switch T11 and the switch-on duration of the second switch T12 are shortened.

Ein weiteres Verfahren zur Verkürzung der Einschaltdauer bzw. zur Anhebung der Ansteuerfrequenz und ein Lampenvorschaltgerät, das eine solche Funktionalität besitzt, wird nachfolgend erläutert. Figur 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels eines solchen Lampenvorschaltgeräts.Another method for shortening the duty cycle or for raising the drive frequency and a lamp ballast having such functionality will be explained below. FIG. 5 shows a block diagram of an example of such a lamp ballast.

Das in Figur 5 dargestellte Lampenvorschaltgerät umfasst eine Halbbrücke mit einem ersten und einem zweiten Schalter T11, T12 und einen an einen Ausgang OUT der Halbbrücke T11, T12 angeschlossenen Reihenschwingkreis L1, C1, an den während eines Betriebs des Lampenvorschaltgeräts eine Leuchtstofflampe LL anschließbar ist. Zur Bereitstellung von Ansteuersignalen S11, S12 für die Schalter T11, T12 der Halbbrücke ist eine Ansteuerschaltung 1 vorhanden. Diese Ansteuerschaltung weist in dem dargestellten Beispiel einen Oszillator 6 zur Bereitstellung eines Oszillatorsignals S6 auf. Dieses Oszillatorsignal gibt vor, mit welcher Frequenz die beiden Schalter T11, T12 der Halbbrückenschaltung angesteuert werden sollen. Dieses Oszillatorsignal S6 ist einer Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 zugeführt, die die Ansteuersignale S11, S12 abhängig von diesem Oszillatorsignal S6 derart erzeugt, dass die beiden Schalter T11, T12 jeweils abwechselnd im Takt des Oszillatorsignals S6 leitend angesteuert werden und dass jeweils eine Totzeit zwischen einer leitenden Ansteuerung eines Schalters und der leitenden Ansteuerung des jeweils anderen Schalters vorhanden ist. Jedes der Ansteuersignale S11, S12 wird dabei so durch die Ansteuersignalerzeugungsschaltung bereitgestellt, dass der jeweilige Schalter T11, T12, dem das Ansteuersignal zugeführt ist, mit einer Schaltfrequenz getaktet leitend angesteuert wird, die von der Frequenz des Oszillatorsignals S6 abhängig ist. Die Frequenz, mit der die beiden Schalter phasenverschoben zueinander leitend angesteuert werden, kann dabei der Frequenz des Oszillatorsignals entsprechen, kann jedoch auch ein Bruchteil, wie beispielsweise die Hälfte, oder ein Vielfaches der Frequenz des Oszillatorsignals S6 sein.This in FIG. 5 shown lamp ballast comprises a half-bridge with a first and a second switch T11, T12 and connected to an output OUT of the half-bridge T11, T12 series resonant circuit L1, C1, to which a fluorescent lamp LL can be connected during operation of the lamp ballast. To provide drive signals S11, S12 for the switches T11, T12 of the half-bridge, a drive circuit 1 is provided. In the example shown, this drive circuit has an oscillator 6 for providing an oscillator signal S6. This oscillator signal specifies with which frequency the two switches T11, T12 of the half-bridge circuit are to be activated. This oscillator signal S6 is supplied to a drive signal generating circuit 5 which supplies the drive signals S11, S12 Dependent on this oscillator signal S6 generated such that the two switches T11, T12 are alternately driven alternately in the cycle of the oscillator signal S6 and that in each case a dead time between a conductive control of a switch and the conductive control of the other switch is present. Each of the drive signals S11, S12 is thereby provided by the drive signal generating circuit, that the respective switch T11, T12, to which the drive signal is supplied, is clocked at a switching frequency, which is dependent on the frequency of the oscillator signal S6. The frequency with which the two switches are driven in a phase-shifted manner to one another may correspond to the frequency of the oscillator signal, but may also be a fraction, such as half, or a multiple of the frequency of the oscillator signal S6.

Der Oszillator 6 kann zwei unterschiedliche Betriebszustände annehmen: Einen ersten Betriebszustand, der nachfolgend als Normalbetriebszustand bezeichnet wird; und einen zweiten Betriebszustand, der nachfolgend als Sättigungsbetriebszustand bezeichnet wird. Im Normalbetriebszustand erzeugt der Oszillator 6 das Oszillatorsignal S6 mit einer vorgegebenen Frequenz. Diese Frequenz ist beispielsweise durch das Frequenzsignal FS vorgegeben bzw. von dem Frequenzsignal abhängig und wird nachfolgend als Grundfrequenz bezeichnet. Diese Grundfrequenz kann sich in grundsätzlich bereits erläuterter Weise während eines Zündvorgangs ändern. Im Sättigungsbetriebszustand erzeugt der Oszillator 6 das Oszillatorsignal S6 mit einer Frequenz, die höher ist als die Grundfrequenz, um dadurch bei einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität L1 dem erläuterten Mitkopplungseffekt entgegenzuwirken.The oscillator 6 can assume two different operating states: a first operating state, which is referred to below as a normal operating state; and a second operating condition, hereinafter referred to as a saturation operation condition. In the normal operating state, the oscillator 6 generates the oscillator signal S6 at a predetermined frequency. This frequency is predetermined for example by the frequency signal FS or dependent on the frequency signal and is referred to below as the fundamental frequency. This fundamental frequency can change in basically already explained manner during an ignition process. In the saturation operating state, the oscillator 6 generates the oscillator signal S6 at a frequency which is higher than the fundamental frequency, thereby counteracting the described positive feedback effect at an incipient saturation of the resonant circuit inductance L1.

Der Betriebszustand des Oszillators 6 ist abhängig von einem Einschaltdauerregelsignal S7, das durch eine Einschaltdauerregelschaltung 9 erzeugt wird. Zur Erzeugung des Einschaltdauerregelsignals S7 wertet die Einschaltdauerregelschaltung 9 ein Messsignal Vs2 aus, das von dem Schwingkreisstrom (I1 in Figur 1) abhängig ist und das insbesondere proportional zu diesem Schwingkreisstrom ist. In nachfolgend noch erläuterter Weise ist die Einschaltdauerregelschaltung 7 dazu ausgebildet, das Einschaltdauerregelsignal S7 abhängig von der Phasenlage des Messsignals Vs2 bezogen auf die Phase des Taktsignals S6 oder die Phase eines der beiden Ansteuersignale S11, S12 und abhängig von dem zeitlichen Verlauf des Messsignals Vs2 während einer oder mehrerer Ansteuerperioden Tp zu erzeugen.The operating state of the oscillator 6 is dependent on a duty control signal S7, which is generated by a duty control circuit 9. For generating the duty control signal S7 evaluates the duty control circuit 9 a measurement signal Vs2, which of the resonant circuit current (I1 in FIG. 1 ) is dependent and in particular is proportional to this resonant circuit current. In the manner explained below, the switch-on duration control circuit 7 is designed to control the switch-on duration control signal S7 as a function of the phase position of the measurement signal Vs2 with respect to the phase of the clock signal S6 or the phase of one of the two drive signals S11, S12 and depending on the time profile of the measurement signal Vs2 during a or several drive periods Tp.

Zur Bereitstellung des Messsignals Vs2 ist in dem dargestellten Beispiel ein Messwiderstand Rs2 vorhanden, der in Reihe zu den Schaltern T11, T12 der Halbbrücke und in dem dargestellten Beispiel zwischen den zweiten Schalter T12 und das untere Versorgungspotential bzw. Bezugspotential geschaltet ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass ein oberes Versorgungspotential der Ansteuerschaltung 1 und ein oberes Versorgungspotential der Halbbrücke T11, T12 unterschiedlich sind. Während das obere Versorgungspotential der Halbbrücke Werte bis zu einigen 100 Volt annehmen kann, liegt das obere Versorgungspotential der Ansteuerschaltung 1 beispielsweise im Bereich von einigen Volt. Das untere Versorgungspotential der Halbbrücke kann hingegen dem unteren Versorgungspotential der Ansteuerschaltung 1 entsprechen und kann beispielsweise ein Bezugspotential, insbesondere Masse, sein.In order to provide the measuring signal Vs2, a measuring resistor Rs2 is present in the illustrated example, which is connected in series with the switches T11, T12 of the half-bridge and in the illustrated example between the second switch T12 and the lower supply potential or reference potential. In this context, it should be noted that an upper supply potential of the drive circuit 1 and an upper supply potential of the half-bridge T11, T12 are different. While the upper supply potential of the half-bridge can assume values of up to a few 100 volts, the upper supply potential of the drive circuit 1 is, for example, in the range of a few volts. By contrast, the lower supply potential of the half-bridge can correspond to the lower supply potential of the drive circuit 1 and can be, for example, a reference potential, in particular ground.

Die Messung des Schwingkreisstromes I1 erfolgt bei dem dargestellten Lampenvorschaltgerät nur während eines Teils der Ansteuerperiode, nämlich dann, wenn der zweite Schalter T12 leitend angesteuert ist bzw. wenn eine in dem zweiten Schalter T12 integrierte Freilaufdiode oder eine externe Freilaufdiode (nicht dargestellt) leitet. Ein zeitlicher Verlauf einer über diesem Messwiderstand Rs2 anliegenden Messspannung Vs2 ist in Figur 6 abhängig von dem Taktsignal S6 und den daraus resultierenden Ansteuersignalen S11, S12 schematisch dargestellt. Dieses Messsignal Vs2 folgt nach Sperren des ersten Schalters T11 bis zum Sperren des zweiten Schalters T12 dem Strom I1 durch den Schwingkreis und ist im Übrigen Null. Anstatt eines Messsignals Vs2, das mittels eines in Reihe zu der Halbbrücke T11, T12 geschalteten Messwiderstands Rs2 erzeugt wird, könnte die Einschaltdauerregelschaltung 9 auch ein Messsignal Vs1 auswerten das entsprechend der Ausführungen zu den Figuren 2 und 3 erzeugt wird. Anstelle eines Messwiderstands könnte außerdem eine beliebige andere Strommessanordnung verwendet werden, die geeignet ist, ein von dem Schwingkreisstrom I1 abhängiges - und insbesondere ein zu dem Schwingkreisstrom I1 proportionales - Messsignal Vs2 zu erzeugen. Die Strommessung könnte insbesondere nach dem sogenannten "Strom-Sense-Prinzip" erfolgen. Hierbei wird unmittelbar der einen Leistungstransistor durchfließende Strom ausgewertet.The measurement of the resonant circuit current I1 takes place in the illustrated lamp ballast only during a portion of the drive period, namely when the second switch T12 is turned on or when a freewheeling diode integrated in the second switch T12 or an external freewheeling diode (not shown) conducts. A time profile of a measuring voltage Vs2 applied across this measuring resistor Rs2 is shown in FIG FIG. 6 depending on the clock signal S6 and the resulting drive signals S11, S12 shown schematically. This measurement signal Vs2 follows after blocking the first switch T11 to the blocking of the second switch T12 the current I1 through the resonant circuit and is otherwise zero. Instead of a measurement signal Vs2, which is generated by means of a measuring resistor Rs2 connected in series with the half-bridge T11, T12, the duty control circuit 9 could also evaluate a measurement signal Vs1 corresponding to the embodiments of FIGS Figures 2 and 3 is produced. Instead of a measuring resistor, it would also be possible to use any other current measuring arrangement which is suitable for generating a measuring signal Vs2 which is dependent on the resonant circuit current I1 and in particular on the resonant circuit current I1. The current measurement could be carried out in particular according to the so-called "current-sense principle". In this case, the current flowing through a power transistor is evaluated directly.

Ein mögliches Realisierungsbeispiel des Oszillators 6 und ein mögliches Realisierungsbeispiel der Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 werden nachfolgend anhand von Figur 7 erläutert.A possible realization example of the oscillator 6 and a possible realization example of the drive signal generating circuit 5 will be described below with reference to FIG FIG. 7 explained.

Der dargestellte Oszillator 6 erzeugt ein Taktsignal S6, das wechselweise einen ersten Pegel, in dem Beispiel einen High-Pegel, und einen zweiten Pegel, in dem Beispiel einen Low-Pegel, annimmt. Dieser Oszillator 6 umfasst in dem Beispiel hierzu ein kapazitives Speicherelement 61 mit einem ersten Anschluss, der über eine Reihenschaltung mit einer ersten Stromquelle 62 und einem ersten Schalter 63 an ein oberes Versorgungspotential bzw. positives Versorgungspotential angeschlossen ist und der über eine Reihenschaltung mit einer zweiten Stromquelle 64 und einem zweiten Schalter 65 an ein zweites Versorgungspotential bzw. Bezugspotential angeschlossen ist. Dieses obere Versorgungspotential kann hierbei insbesondere kleiner sein als ein oberes Versorgungspotential der Halbbrücke T11, T12.The illustrated oscillator 6 generates a clock signal S6 which alternately assumes a first level, in the example a high level, and a second level, in the example a low level. In the example for this purpose, this oscillator 6 comprises a capacitive storage element 61 with a first terminal which is connected via a series circuit with a first current source 62 and a first switch 63 to an upper supply potential or positive supply potential and which via a series circuit with a second current source 64 and a second switch 65 is connected to a second supply potential or reference potential. In this case, this upper supply potential may in particular be smaller than an upper supply potential of the half-bridge T11, T12.

Ein zweiter Anschluss des kapazitiven Speicherelements 61, das beispielsweise als Kondensator realisiert ist, ist in dem Beispiel an das zweite Versorgungspotential angeschlossen. Dieses kapazitive Speicherelement 61 wird abwechselnd über die erste Reihenschaltung 62, 63 geladen und die zweite Reihenschaltung 64, 65 entladen. Eine über dem kapazitiven Speicherelement 61 anliegende Spannung V61 besitzt hierbei einen dreieckförmigen Signalverlauf, der beispielhaft in Figur 6 dargestellt ist. Eine abwechselnde Aktivierung der ersten und zweiten Reihenschaltungen zum Laden und Entladen des Speicherelements 61 erfolgt über ein Flipflop 68 das einen nichtinvertierenden und einen invertierenden Ausgang aufweist. Der erste Schalter 63 der ersten Reihenschaltung wird hierbei über den nichtinvertierenden Ausgang des Flipflops 68 angesteuert, und der zweite Schalter 65 der zweiten Reihenschaltung wird über den invertierenden Ausgang dieses Flipflops 68 angesteuert. Zu Zwecken der Erläuterung sei angenommen, dass die Schalter 63, 65 jeweils bei einem High-Pegel des zugehörigen Flipflop-Ausgangssignals leitend und bei einem Low-Pegel des jeweiligen Flipflop-Ausgangssignals sperrend angesteuert sind. Da ein High-Pegel jeweils abwechselnd an den Ausgängen des Flipflops 68 anliegt, ist eine abwechselnde Aktivierung der Reihenschaltungen gewährleistet.A second terminal of the capacitive storage element 61, which is realized for example as a capacitor, is connected in the example to the second supply potential. This capacitive storage element 61 is alternately charged via the first series circuit 62, 63 and the second series circuit 64, 65 discharged. A voltage V61 applied across the capacitive storage element 61 in this case has a triangular waveform, which is shown by way of example in FIG FIG. 6 is shown. An alternating activation of the first and second series circuits for charging and discharging of the memory element 61 via a flip-flop 68 having a non-inverting and an inverting output. The first switch 63 of the first series circuit is driven in this case via the non-inverting output of the flip-flop 68, and the second switch 65 of the second series circuit is driven via the inverting output of this flip-flop 68. For purposes of explanation, it is assumed that the switches 63, 65 are each turned on at a high level of the associated flip-flop output signal and blocking at a low level of the respective flip-flop output signal. Since a high level alternately applied to the outputs of the flip-flop 68, an alternating activation of the series circuits is ensured.

Das Taktsignal S6 liegt bei dem in Figur 6 dargestellten Oszillator am invertierenden Ausgang des Flipflops 68 an und nimmt somit bei zurückgesetztem Flipflop 68 seinen ersten Pegel (High-Pegel) und bei gesetztem Flipflop seinen zweiten Pegel (Low-Pegel) an. Dieses Taktsignal S6 ist der Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 zugeführt, die das erste und zweite Ansteuersignal S11, s12 abhängig von diesem Oszillatorsignal S6 erzeugt. Die in Figur 7 dargestellte Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 ist dazu ausgebildet, die beiden Schalter phasenverschoben zueinander jeweils mit der Frequenz des Oszillatorsignals S6 leitend anzusteuern. Eine leitende Ansteuerung der beiden Schalter T11, T12 erfolgt dabei jeweils nach Ablauf einer durch die Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 vorgegebenen - nachfolgend noch erläuterten - Totzeit nach einem Zustandswechsel des Flip-Flops 68. In dem dargestellten Beispiel wird der erste Schalter T11 nach Ablauf der Totzeit nach Rücksetzen des Flipflops 68 leitend angesteuert, und der zweite Schalter T12 wird nach Ablauf der Totzeit nach Setzen des Flipflops 68 leitend angesteuert. Sperrend angesteuert werden die beiden Schalter T11, T12 unmittelbar dann, wenn ein Zustandswechsel des Flipflops auftritt, der komplementär zu dem Zustandswechsel ist, bei dem eine leitende Ansteuerung erfolgt ist, d.h. der erste Schalter T11 wird bei Setzen des Flipflops 68 unmittelbar gesperrt und der zweite Schalter T12 wird bei Rücksetzen des Flipflops unmittelbar gesperrt. "Unmittelbar" heißt in diesem Zusammenhang dass keine Mindest-Verzögerungszeit zwischen dem Zustandswechsel des Flipflops 68 und dem Sperren des jeweiligen Schalters T11, T12 vorgesehen ist sondern dass Verzögerungen lediglich infolge unvermeidlicher Signallaufzeiten und infolge von Schaltverzögerungen der ersten Schalter T11, T12 auftreten.The clock signal S6 is at the in FIG. 6 represented oscillator at the inverting output of the flip-flop 68 and thus assumes its flip-flop 68 its first level (high level) and when set flip-flop its second level (low level). This clock signal S6 is supplied to the drive signal generating circuit 5 which generates the first and second drive signals S11, s12 in response to this oscillator signal S6. In the FIG. 7 shown drive signal generating circuit 5 is adapted to the two switches phase-shifted to each other with the frequency of the oscillator signal S6 conductively control. A conductive control of the two switches T11, T12 takes place in each case after the expiration of a by the Ansteuersignalerzeugungsschaltung In the example shown, the first switch T11 after the expiration of the dead time after resetting the flip-flop 68 is turned on, and the second switch T12 is after expiration of the dead time after setting the flip-flop 68 is energized. The two switches T11, T12 are activated in a blocking manner when a state change of the flip-flop occurs which is complementary to the state change in which a conductive activation has taken place, ie the first switch T11 is immediately blocked when the flip-flop 68 is set and the second one Switch T12 is immediately disabled upon reset of the flip-flop. "Immediate" in this context means that no minimum delay time between the state change of the flip-flop 68 and the blocking of the respective switch T11, T12 is provided but that delays occur only due to unavoidable signal propagation delays and due to switching delays of the first switches T11, T12.

Ein Setzen und Rücksetzen des Flipflops 68 erfolgt abhängig von einem Vergleich der Kondensatorspannung V61 mit einem oberen und einem unterem Schwellenwert V67, V66. Das Flipflop 68 wird bei der dargestellten Schaltung zurückgesetzt, wenn die Kondensatorspannung V61 bei leitend angesteuertem ersten Schalter 63 bis auf den oberen Schwellenwert V67 ansteigt und gesetzt, wenn die Kondensatorspannung V61 bei leitend angesteuertem zweiten Schalter 65 auf den unteren Schwellenwert V66 absinkt. Die Kondensatorspannung V61 und der untere Schwellenwert V66 sind hierzu einem ersten Komparator 66 zugeführt, der einen Ausgang aufweist, der an den Setz-Eingang des Flipflops 68 angeschlossen ist. Entsprechend sind die Kondensatorspannung V61 und der obere Schwellenwert V67 einem zweiten Komparator 67 zugeführt, dessen Ausgang über ein noch zu erläuterndes ODER-Gatter 69 dem Rücksetz-Eingang R des Flipflops 68 zugeführt ist. Die Funktionsweise dieser Oszillatoranordnung 6 wird nachfolgend kurz erläutert:Setting and resetting of flip-flop 68 is dependent on a comparison of capacitor voltage V61 with upper and lower thresholds V67, V66. The flip-flop 68 is reset in the circuit shown, when the capacitor voltage V61 rises when the first switch 63 is energized to the upper threshold value V67 and set when the capacitor voltage V61 decreases when the second switch 65 is energized to the lower threshold value V66. The capacitor voltage V61 and the lower threshold V66 are for this purpose a first comparator 66 which has an output which is connected to the set input of the flip-flop 68. Correspondingly, the capacitor voltage V61 and the upper threshold value V67 are fed to a second comparator 67 whose output is fed to the reset input R of the flip-flop 68 via an OR gate 69, which will be explained later. The operation of this oscillator arrangement 6 will be briefly explained below:

Ist das Flipflop 68 gesetzt, so ist die erste Reihenschaltung aktiviert, wodurch die Kondensatorspannung V61 ansteigt. Erreicht die ansteigende Kondensatorspannung V61 hierbei den oberen Schwellenwert V67 so wird das Flipflop 68 zurückgesetzt, wodurch die erste Reihenschaltung 62, 63 deaktiviert und die zweite Reihenschaltung 64, 65 aktiviert wird. Der Kondensator 61 wird dann entladen, wodurch die Kondensatorspannung V61 absinkt. Erreicht die Kondensatorspannung V61 hierbei den unteren Schwellenwert V66 so wird das Flipflop 68 wieder gesetzt und dadurch die obere Reihenschaltung 62, 63 aktiviert und die untere Reihenschaltung 64, 65 deaktiviert. Wie in Figur 6 dargestellt ist, nimmt das Taktsignal S6 in dem dargestellten Beispiel bei sinkender Kondensatorspannung V61 einen High-Pegel und bei ansteigender Kondensatorspannung einen Low-Pegel an.If the flip-flop 68 is set, the first series circuit is activated, whereby the capacitor voltage V61 increases. When the rising capacitor voltage V61 reaches the upper threshold value V67, the flip-flop 68 is reset, whereby the first series circuit 62, 63 is deactivated and the second series circuit 64, 65 is activated. The capacitor 61 is then discharged, whereby the capacitor voltage V61 drops. When the capacitor voltage V61 reaches the lower threshold value V66, the flip-flop 68 is reset, thereby activating the upper series circuit 62, 63 and deactivating the lower series circuit 64, 65. As in FIG. 6 is shown, takes the clock signal S6 in the illustrated example with decreasing capacitor voltage V61 a high level and with increasing capacitor voltage to a low level.

Die Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 umfasst in dem dargestellten Beispiel ein Verzögerungsglied 51, dem das Taktsignal S6 zugeführt ist und das ein Ausgangssignal S51 erzeugt, das dem Taktsignal S6 verzögert um eine Verzögerungsdauer Td entspricht. Ein zeitlicher Verlauf dieses Ausgangssignals S51 ist in Figur 8 abhängig von dem Taktsignal S6 dargestellt. Die Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 weist außerdem zwei Logikgatter 51, 53 auf, denen jeweils das Taktsignal S6 und das verzögerte Taktsignal S51 zugeführt sind und die jeweils eines der Ansteuersignale S11, S12 erzeugen. Das erste Ansteuersignal S11 steht am Ausgang des ersten Logikgatters 52 zur Verfügung, das in dem Beispiel als UND-Gatter realisiert ist. Dieses Ansteuersignal S11 nimmt während solcher Zeitdauern einen Einschaltpegel - in dem Beispiel einen High-Pegel - an, während denen das Taktsignal S6 und das verzögerte Taktsignal S51 einen High-Pegel aufweisen. Ein zeitlicher Verlauf dieses aus dem Taktsignal S6 und dem verzögerten Taktsignal S51 resultierenden ersten Ansteuersignal S11 ist ebenfalls in Figur 6 dargestellt. Das zweite Ansteuersignal S12 steht am Ausgang des zweiten Logikgatters 53 zur Verfügung, das in dem Beispiel als NOR-Gatter realisiert ist. Dieses Ansteuersignal S12 nimmt während solcher Zeitdauern einen Einschaltpegel - in dem Beispiel einen High-Pegel an - während denen sowohl das Taktsignal S6 als auch das verzögerte Taktsignal S51 einen Low-Pegel annehmen.In the illustrated example, the drive signal generation circuit 5 comprises a delay element 51, to which the clock signal S6 is fed, and which generates an output signal S51 which delays the clock signal S6 by a delay duration Td. A time profile of this output signal S51 is in FIG. 8 depending on the clock signal S6. The drive signal generating circuit 5 also has two logic gates 51, 53, to each of which the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 are supplied, and which respectively generate one of the drive signals S11, S12. The first drive signal S11 is available at the output of the first logic gate 52, which in the example is realized as an AND gate. This drive signal S11 assumes a switch-on level - in the example a high level - during such periods, during which the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 have a high level. A time profile of this first drive signal S11 resulting from the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 is also shown in FIG FIG. 6 shown. The second drive signal S12 is available at the output of the second logic gate 53, which in the Example realized as a NOR gate. This drive signal S12 assumes a switch-on level during such periods - in the example a high level - during which both the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 assume a low level.

Eine Totzeit zwischen einem Einschaltpegel des ersten Ansteuersignals S11, d.h. einer leitenden Ansteuerung des ersten Schalters T11, und einem Einschaltpegel des zweiten Ansteuersignals S12, d.h. einer leitenden Ansteuerung des zweiten Schalters T12, ist bei der dargestellten Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 bestimmt durch die Verzögerungszeit Td des Verzögerungsglieds 51. Während dieser Totzeit besitzen das Taktsignal S6 und das verzögerte Taktsignal S51 jeweils zueinander komplementäre Signalpegel, so dass sowohl das erste als auch das zweite Ansteuersignal S11, S12 einen Low-Pegel annehmen. Totzeiten zwischen dem Sperren des ersten Schalters T11 und dem Leiten des zweiten Schalters T12 und zwischen dem Sperren des zweiten Schalters T12 und dem Leiten des ersten Schalters T11 sind bei dieser Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 gleich. Das Verzögerungsglied 51 kann eine fest vorgegebene Verzögerungszeit besitzen, kann jedoch hinsichtlich seiner Verzögerungszeit auch einstellbar sein. In dem zuletzt genannten Fall kann die Totzeit über das Verzögerungsglied eingestellt werden.A dead time between a turn-on level of the first drive signal S11, i. a conductive drive of the first switch T11, and a turn-on level of the second drive signal S12, i. a conductive drive of the second switch T12, in the illustrated drive signal generating circuit 5 is determined by the delay time Td of the delay element 51. During this dead time, the clock signal S6 and the delayed clock signal S51 have mutually complementary signal levels, so that both the first and the second drive signal S11, S12 assume a low level. Dead times between the lock of the first switch T11 and the conduction of the second switch T12 and between the lock of the second switch T12 and the conduction of the first switch T11 are the same in this drive signal generating circuit 5. The delay element 51 may have a fixed delay time, but may also be adjustable in terms of its delay time. In the latter case, the dead time can be adjusted via the delay element.

Die Einschaltdauerregelschaltung 9 ist bei der dargestellten Ansteuerschaltung 1 dazu ausgebildet, das Einschaltdauerregelsignal S7 bei Detektion einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität so zu erzeugen, dass es während einer Ansteuerperiode von einem ersten Signalpegel, der den Betrieb des Oszillators 6 nicht beeinflusst, auf einen zweiten Signalpegel wechselt. Nimmt das Einschaltdauerregelsignal den zweiten Signalpegel an, so wird eine momentane Ansteuerperiode unmittelbar beendet bzw. der Oszillator wird vor Ablauf der durch die Grundfrequenz vorgegebenen Ansteuerperiode zurückgesetzt. Unter einem "Beenden einer Ansteuerperiode" oder "Zurücksetzen des Oszillators" ist hierbei zu verstehen, dass der momentan leitende Schalter bei einem Wechsel des Einschaltdauerregelsignals S7 auf den zweiten Signalpegel über die Oszillatorschaltung 6 und die Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 sofort - nur unter Berücksichtigung von Signallaufzeiten - gesperrt wird. Das Vorliegen des zweiten Signalpegels des Einschaltdauerregelsignals S7 führt so zu einer Erhöhung der Frequenz des Oszillatorsignals S6 und damit zu einer Verkürzung der Ansteuerperiode. In dem dargestellten Beispiel, bei dem eine Auswertung des Schwingkreisstromes I1 während einer solchen Teilperiode der Ansteuerperiode Tp erfolgt, in der der Schwingkreisstrom durch den Halbbrückenzweig mit dem zweiten Schalter T12 fließt, ist der Schalter, der bei einem Wechsel des Einschaltdauerregelsignals S7 auf den zweiten Signalpegel sofort abgeschaltet wird, der zweite Schalter T12. Zu Zwecken der nachfolgenden Erläuterung sei angenommen, dass der erste Signalpegel des Einschaltdauerregelsignals S7 ein Low-Pegel und der zweite Signalpegel des Einschaltdauerregelsignals S7 ein High-Pegel ist.In the illustrated drive circuit 1, the duty control circuit 9 is configured to generate the duty control signal S7 upon detection of incipient saturation of the resonant circuit inductance so as to change from a first signal level which does not affect the operation of the oscillator 6 to a second signal level during a drive period , If the switch-on duration control signal assumes the second signal level, an instantaneous drive period is immediately terminated or the oscillator is reset before the drive period specified by the fundamental frequency expires. Under a "termination of a drive period" or "Reset the oscillator" is to be understood here that the current conductive switch at a change of the duty control signal S7 to the second signal level via the oscillator circuit 6 and the Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 immediately - only taking into account signal delays - is locked. The presence of the second signal level of the duty control signal S7 thus leads to an increase in the frequency of the oscillator signal S6 and thus to a shortening of the drive period. In the illustrated example, in which an evaluation of the resonant circuit current I1 takes place during such a partial period of the drive period Tp in which the resonant circuit current flows through the half-bridge branch with the second switch T12, the switch is at the second signal level upon a change of the duty control signal S7 is switched off immediately, the second switch T12. For purposes of the following explanation, it is assumed that the first signal level of the duty control signal S7 is a low level and the second signal level of the duty control signal S7 is a high level.

Das Einschaltdauerregelsignal S7 ist in dem dargestellten Beispiel dem anderen Eingang des ODER-Gatters 69 zugeführt, dessen Ausgang an den Rücksetz-Eingang des Flipflops 68 angeschlossen ist. Nimmt das Einschaltdauerregelsignal S7 während einer Ansteuerperiode einen High-Pegel an, so wird das Flipflop 68 zurückgesetzt wodurch der zweite Schalter T12 über den invertierenden Ausgang des Flipflops 68 und das NOR-Gatter 53 der Ansteuersignalerzeugungsschaltung 5 unmittelbar gesperrt wird, also noch bevor die Spannung V61 den oberen Schwellenwert erreicht, d.h. noch bevor das Ende der durch die Grundfrequenz vorgegebenen Ansteuerperiode erreicht ist. Ein solches Szenario ist im rechten Teil der Figur 6 für einige Ansteuerperioden dargestellt. Der Signalpegel des Einschaltdauerregelsignals S7, bei dem das Flipflop 68 zurückgesetzt, und damit der zweite Schalter T12 abgeschaltet wird, wird nachfolgend auch als Abschaltpegel des Einschaltdauerregelsignals S7 bezeichnet. Der zeitliche Verlauf des Einschaltdauerregelsignals S7 ist in Figur 6 ebenfalls dargestellt.The duty control signal S7 is supplied to the other input of the OR gate 69 in the illustrated example, whose output is connected to the reset input of the flip-flop 68. If the switch-on duration control signal S7 assumes a high level during a drive period, the flip-flop 68 is reset, whereby the second switch T12 is immediately blocked via the inverting output of the flip-flop 68 and the NOR gate 53 of the drive signal generating circuit 5, ie even before the voltage V61 reaches the upper threshold, ie even before the end of the predetermined by the fundamental frequency drive period is reached. Such a scenario is in the right part of the FIG. 6 represented for some drive periods. The signal level of the duty control signal S7 at which the flip-flop 68 is reset, and thus the second switch T12 is turned off, is hereinafter also referred to as the turn-off level of the duty control signal S7. The time course of the duty cycle control signal S7 is in FIG. 6 also shown.

Wird das Flipflop 68 zurückgesetzt, noch bevor das dreieckförmige Spannungssignal V61 den oberen Schwellenwert V67 der Oszillatorschaltung 6 erreicht, verkürzt sich nicht nur die Zeitdauer eines Low-Pegels des Taktsignals S6 und damit die Zeitdauer einer leitenden Ansteuerung des zweiten Schalters T12, sondern auch eine nachfolgende Entladedauer des Kondensators bis zum Erreichen des unteren Schwellenwertes V66, was anhand des zeitlichen Verlaufs des Spannungssignals V61 im rechten Teil der Figur 6 unmittelbar ersichtlich ist; dadurch verkürzt sich eine nachfolgende Zeitdauer eines High-Pegels des Taktsignals S6 und damit die Zeitdauer einer leitenden Ansteuerung des ersten Schalters T11. Der Kondensator 61 der Oszillatorschaltung 6 erfüllt bei dem in Figur 6 dargestellten Lampenvorschaltgerät zwei Funktionen: Zum Einen bestimmt der Kondensator 61 in Verbindung mit den Reihenschaltungen die Frequenz des Taktsignals S6 im Normalbetrieb des Oszillators. Die beiden Stromquellen 62, 64 können hierbei insbesondere so realisiert sein, dass sie gleiche Ströme liefern, wodurch ein symmetrisches Taktsignal, d. h. ein Taktsignal mit gleich langen High-Pegeln und Low-Pegeln während des Normalbetriebs erreicht wird. Die Grundfrequenz des Taktsignals S6 kann beispielsweise über die beiden Stromquellen 62, 64 eingestellt werden. Die Stromquellen 62, 64 sind in diesem Fall gesteuerte Stromquellen, denen das Frequenzsignal FS als Einstellsignal zugeführt ist. Die Grundfrequenz kann auch über die Schwellenwerte V66, V67 eingestellt werden. In diesem Fall sind die Schwellenwerte V66, V67 bzw. deren Differenz, von dem Frequenzsignal FS abhängig. Die Differenz zwischen den beiden Schwellenwerten V66, V67, bestimmt den Signalhub der Spannung V61 über dem kapazitiven Speicherelement 61. Wird dieser Signalhub beispielsweise verringert, so erhöht sich die Frequenz des Oszillatorsignals S6.If the flip-flop 68 is reset even before the triangular voltage signal V61 reaches the upper threshold value V67 of the oscillator circuit 6, not only the duration of a low level of the clock signal S6, and thus the duration of a conductive activation of the second switch T12, but also a subsequent one Discharge duration of the capacitor until reaching the lower threshold V66, which is based on the time course of the voltage signal V61 in the right part of the FIG. 6 is immediately apparent; This shortens a subsequent period of a high level of the clock signal S6 and thus the duration of a conductive activation of the first switch T11. The capacitor 61 of the oscillator circuit 6 fulfills the in FIG. 6 On the one hand determines the capacitor 61 in conjunction with the series circuits, the frequency of the clock signal S6 in normal operation of the oscillator. In this case, the two current sources 62, 64 can in particular be realized in such a way that they deliver equal currents, whereby a symmetrical clock signal, ie a clock signal with equal high levels and low levels, is achieved during normal operation. The fundamental frequency of the clock signal S6 can be set, for example, via the two current sources 62, 64. The current sources 62, 64 are in this case controlled current sources to which the frequency signal FS is supplied as a setting signal. The fundamental frequency can also be set via the thresholds V66, V67. In this case, the threshold values V66, V67 and their difference, depending on the frequency signal FS. The difference between the two threshold values V66, V67 determines the signal swing of the voltage V61 across the capacitive storage element 61. If this signal swing is reduced, for example, the frequency of the oscillator signal S6 increases.

Der Kondensator 61 dient bei dem dargestellten Oszillator 6 außerdem zur Zeitmessung, nämlich zur Ermittlung einer Zeitdauer zwischen einer sperrenden Ansteuerung des ersten Schalters S11 und einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität L2. Diese Zeitdauer ist proportional zur Differenz zwischen der Kondensatorspannung V61 zum Zeitpunkt eines sättigungsbedingten Abschaltens und dem unteren Schwellenwert V66. Unter der Annahme, dass das Dreiecksignal symmetrisch erzeugt wird, entspricht eine Entladedauer des Kondensators 61 von diesem Wert bei sättigungsbedingtem Abschalten bis zu dem unteren Schwellenwert V66 gerade der vorangehenden Anstiegsdauer, wodurch auch bei sättigungsbedingtem Abschalten eine symmetrische Ansteuerung der Halbbrückenschalter T11, T12 erreicht wird, d. h. eine Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 vor einem sättigungsbedingten Abschalten entspricht wenigstens annähernd einer Einschaltdauer des ersten Schalters T11 während der nachfolgenden leitenden Ansteuerung dieses ersten Schalters T11.The capacitor 61 is also used in the illustrated oscillator 6 for timing, namely for determining a time duration between a blocking drive of the first switch S11 and a beginning saturation of the resonant circuit inductance L2. This period of time is proportional to the difference between the capacitor voltage V61 at the time of a saturation-related shutdown and the lower threshold value V66. Assuming that the triangular signal is generated symmetrically, a discharge duration of the capacitor 61 from this value during saturation-related shutdown to the lower threshold value V66 corresponds precisely to the preceding rise time, whereby symmetrical activation of the half-bridge switches T11, T12 is achieved even with saturation-induced shutdown. d. H. a switch-on duration of the second switch T12 before a saturation-related switch-off corresponds at least approximately to a switch-on duration of the first switch T11 during the subsequent conductive activation of this first switch T11.

Es sei darauf hingewiesen, dass die anhand von Figur 6 erläuterte Schaltung lediglich als Beispiel anzusehen ist. So kann insbesondere die Ermittlung der Zeitdauer zwischen dem Sperren des ersten Schalters T11 und einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität L1 auf beliebige andere Weise ermittelt, gespeichert und für eine nachfolgende leitende Ansteuerung des ersten Schalters T11 verwendet werden. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, das Taktsignal mit digitalen Mitteln zu erzeugen. Der Kondensator könnte hierzu beispielsweise durch einen inkrementierbaren und dekrementierbaren Zähler, die Signalgeneratoren könnten durch aktivierbare Taktgeneratoren zum Inkrementieren und Dekrementieren dieses Zählers realisiert werden.It should be noted that the basis of FIG. 6 explained circuit is merely an example. In particular, the determination of the time duration between the blocking of the first switch T11 and a beginning saturation of the resonant circuit inductance L1 can be determined in any other way, stored and used for a subsequent conductive actuation of the first switch T11. In particular, it is possible to generate the clock signal by digital means. The capacitor could, for example, by an incrementable and decrementable counter, the signal generators could be realized by activatable clock generators for incrementing and decrementing this counter.

Für die Ansteuerung der ersten und zweiten Schalter T11, T12 ist vorgesehen, die Ansteuersignale S11, S12 derart abhängig vom Stromverlauf des Stromes I1 des Reihenschwingkreises zu erzeugen, dass einer der Schalter T11 bzw. T12 maximal für eine vorgegebene Zeitdauer Tmax eingeschaltet bleibt, nachdem eine bestimmte Phasenlage des Schwingkreisstrom I1 während der Einschaltdauer dieses Schalters T11 bzw. T12 vorliegt. Eine solche bestimmte Phasenlage ist beispielsweise dann erreicht, wenn der Schwingkreisstrom einen vorgegebenen Stromwert erreicht hat. Dieser vorgegebene Stromwert ist beispielsweise Null. Mit anderen Worten: Ein Abschaltpegel des Einschaltdauerregelsignals S7 wird nach Ablauf der Zeitdauer Tmax nach Vorliegen einer bestimmten Phasenlage, beispielsweise einem Nulldurchgang, erzeugt. Eine aktuelle Ansteuerperiode wird damit spätestens nach Ablauf dieser Zeitdauer Tmax nach Vorliegen der bestimmten Phasenlage beendet. Endet diese Zeitdauer Tmax erst nachdem die durch die Grundfrequenz vorgegebene Ansteuerperiode beendet ist, so hat das Einschaltdauerregelsignal S7 keinen Einfluss auf die Oszillatorfrequenz bzw. auf die Ansteuerung der beiden Schalter T11, T12. Ein solches Szenario ist im linken Teil der Figur 6 dargestellt. Für diese Darstellung wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die Zeitdauer Tmax jeweils mit einem Nulldurchgang des Schwingkreisstromes beginnt. Die Zeitdauer Tmax endet dabei jeweils erst nachdem das Ende der Ansteuerperiode bereits erreicht ist, nachdem das Flipflop 68 also bereits zurückgesetzt wurde.For driving the first and second switches T11, T12, it is provided to generate the drive signals S11, S12 in such a way depending on the current profile of the current I1 of the series resonant circuit that one of the switches T11 or T12 has a maximum of a predetermined period of time Tmax remains on after a certain phase position of the resonant circuit current I1 is present during the on-time of this switch T11 or T12. Such a specific phase position is achieved, for example, when the resonant circuit current has reached a predetermined current value. This predetermined current value is zero, for example. In other words, a shutdown level of the duty control signal S7 is generated after the expiration of the period Tmax after the presence of a certain phase position, for example, a zero crossing. A current actuation period is thus terminated at the latest after expiration of this time period Tmax after the presence of the determined phase position. If this time duration Tmax ends only after the drive period predetermined by the fundamental frequency has ended, the switch-on duration control signal S7 has no influence on the oscillator frequency or on the activation of the two switches T11, T12. Such a scenario is in the left part of the FIG. 6 shown. For this representation, it is assumed by way of example that the time duration Tmax begins in each case with a zero crossing of the resonant circuit current. The time duration Tmax ends in each case only after the end of the drive period has already been reached, after the flip-flop 68 has thus already been reset.

Man macht sich hierbei zu Nutze, dass sich die Phase des Schwingkreisstromes I1 ändert, wenn die Schwingkreisinduktivität beginnt in Sättigung zu gehen. Figur 6 zeigt im rechten Teil beispielhaft den zeitlichen Verlauf des Messsignals Vs2 bzw. des Schwingkreisstromes I1 während einer solchen beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität L1. Die Nulldurchgänge des Schwingkreisstromes I1 liegen hierbei nicht mehr in der Mitte der Ansteuerimpulse - in dem Beispiel der Ansteuerimpulse des zweiten Schalters T12 - sondern sind in Richtung eines Beginns dieser Ansteuerimpulses verschoben. Indem der zweite Schalter T12 nach solchen Nulldurchgängen maximal für eine vorgegebene Einschaltdauer Tmax eingeschaltet bleibt, ist sichergestellt, dass sehr hohe Schwingkreisströme bei einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität L1 vermieden werden.It makes use of the fact that the phase of the resonant circuit current I1 changes when the resonant circuit inductance begins to saturate. FIG. 6 shows in the right part by way of example the time course of the measurement signal Vs2 or the resonant circuit current I1 during such a beginning saturation of the resonant circuit inductance L1. The zero crossings of the resonant circuit current I1 are no longer in the middle of the drive pulses - in the example of the drive pulses of the second switch T12 - but are shifted in the direction of a start of this drive pulse. By the second switch T12 remains switched on after such zero crossings for a maximum of a predetermined duty cycle Tmax, it is ensured that very high resonant circuit currents be avoided at a beginning saturation of the resonant circuit inductor L1.

Zur Detektion solcher Zeitpunkte, zu denen der Schwingkreisstrom I1 eine bestimmte Phasenlage bzw. einen vorgegebenen Signalpegel erreicht, weist die Einschaltdauerregelung 9 eine erste Detektionsschaltung 91 auf, die dazu ausgebildet ist, das Strommesssignal Vs2 mit einem vorgegebenen Signalpegel zu vergleichen. Am Ausgang dieser ersten Detektionsschaltung steht ein Detektionssignal S91 zur Verfügung, das von einem Vergleich des Strommesssignals Vs2 mit dem vorgegebenen Signalpegel abhängig ist. Die erste Detektionsschaltung weist in dem dargestellten Beispiel einen Komparator mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang auf, dem das Strommesssignal Vs2 als Eingangssignal zugeführt ist. Das Detektionssignal S91 ist bei dieser Detektionsschaltung unmittelbar abhängig vom Vorzeichen des Strommesssignals Vs2 und weist einen ersten Signalpegel bei einem positiven Vorzeichen des Strommesssignals Vs2 und einen zweiten Signalpegel bei einem negativen Vorzeichen des Strommesssignals Vs2 auf. Das Detektionssignal S91 ist in diesem Fall abhängig von einem Vergleich des Strommesssignals Vs2 mit Null und enthält unmittelbar eine Information über Nulldurchgänge des Strommesssignals Vs2 bzw. des Schwingkreisstromes I1. Das Detektionssignal S91 wird deshalb nachfolgend auch als Nulldurchgangssignal und die erste Detektionsschaltung 91 als Nulldurchgangsdetektor bezeichnet. In dem dargestellten Beispiel ist der Komparator so verschaltet, dass der bei einem negativen Strommesssignal Vs2 vorhandene erste Signalpegel des Detektionssignals ein High-Pegel und der bei einem positiven Strommesssignal Vs2 vorhandene zweite Signalpegel des Detektionssignals ein Low-Pegel ist.For the detection of such times at which the resonant circuit current I1 reaches a specific phase position or a predetermined signal level, the duty cycle control 9 has a first detection circuit 91, which is designed to compare the current measurement signal Vs2 with a predetermined signal level. At the output of this first detection circuit is a detection signal S91 is available, which is dependent on a comparison of the current measurement signal Vs2 with the predetermined signal level. In the illustrated example, the first detection circuit has a comparator with an inverting and a noninverting input, to which the current measuring signal Vs2 is supplied as an input signal. The detection signal S91 is directly dependent on the sign of the current measurement signal Vs2 in this detection circuit and has a first signal level at a positive sign of the current measurement signal Vs2 and a second signal level at a negative sign of the current measurement signal Vs2. The detection signal S91 is in this case dependent on a comparison of the current measurement signal Vs2 with zero and contains immediately information about zero crossings of the current measurement signal Vs2 and the resonant circuit current I1. The detection signal S91 will therefore also be referred to below as the zero-crossing signal and the first detection circuit 91 as the zero-crossing detector. In the illustrated example, the comparator is connected such that the first signal level of the detection signal present at a negative current measurement signal Vs2 is a high level and the second signal level of the detection signal present at a positive current measurement signal Vs2 is a low level.

Es sei darauf hingewiesen, dass das Strommesssignal Vs2 zur Erzeugung des Detektionssignals S91 selbstverständlich auch mit einem beliebigen anderen, fest vorgegebenen Signalpegel verglichen werden kann, um die Phasenlage des Schwingkreisstromes I1 bzw. des Strommesssignals Vs2 zu ermitteln. Hierzu muss einem der Eingänge des Komparators das Strommesssignal Vs2 und dem anderen der Eingänge des Komparators ein Referenzsignal (nicht dargestellt) mit dem vorgegebenen (Vergleichs-)Signalpegel zugeführt werden.It should be noted that the current measurement signal Vs2 for generating the detection signal S91 can of course also be compared with any other, fixed predetermined signal level, to the phase position of the resonant circuit current I1 or the current measurement signal Vs2 to determine. For this purpose, one of the inputs of the comparator, the current measurement signal Vs2 and the other of the inputs of the comparator, a reference signal (not shown) must be supplied with the predetermined (comparison) signal level.

Das durch den Nulldurchgangsdetektor 91 erzeugte Nulldurchgangssignal S91 ist zusammen mit dem Strommesssignal Vs2 einer Auswerteschaltung 90 zugeführt, die dazu ausgebildet ist, das Einschaltdauerregelsignal S7 derart abhängig von dem Nulldurchgangssignal S91 und dem Strommesssignal Vs2 zu erzeugen, dass das Einschaltdauerregelsignal S7 nach Ablauf der Zeitdauer Tmax nach einem detektierten Nulldurchgang des Strommesssignals S7 einen Abschaltpegel annimmt. Die Zeitdauer Tmax ist in noch erläuterter Weise dabei abhängig von dem Schwingkreisstrom I1, wobei in dem dargestellten Beispiel als Messgröße für diesen Schwingkreisstrom I1 das Strommesssignal Vs2 verwendet wird.The zero crossing signal S91 generated by the zero crossing detector 91 is supplied together with the current measurement signal Vs2 to an evaluation circuit 90, which is designed to generate the duty control signal S7 in such a manner dependent on the zero crossing signal S91 and the current measurement signal Vs2 that the duty control signal S7 after expiration of the time Tmax after a cut-off level is detected at a detected zero crossing of the current measuring signal S7. In this case, the time duration Tmax is dependent on the resonant circuit current I1, wherein in the illustrated example the current measuring signal Vs2 is used as the measured variable for this resonant circuit current I1.

Ein Beispiel der Auswerteschaltung 90 ist in Figur 9 dargestellt. Diese Auswerteschaltung umfasst eine Zeitmessanordnung 8, die ein Zeitmesssignal V8 erzeugt, eine Vergleichswerterzeugungsschaltung 7, die einen Vergleichswert V7 erzeugt, und einen Vergleicher 95, der das Zeitmesssignal V8 mit dem Vergleichswert V7 vergleicht und der abhängig von dem Vergleichsergebnis das Einschaltdauerregelsignal S7 erzeugt.An example of the evaluation circuit 90 is in FIG. 9 shown. This evaluation circuit comprises a timing arrangement 8 which generates a timing signal V8, a comparison value generating circuit 7 which generates a comparison value V7, and a comparator 95 which compares the timing signal V8 with the comparison value V7 and which generates the duty control signal S7 depending on the result of the comparison.

Die Zeitmessanordnung 8 weist in dem dargestellten Beispiel eine Reihenschaltung mit einer Stromquelle 83 und einem kapazitiven Speicherelement 81, wie z.B. ein Kondensator, und ein parallel zu dem kapazitiven Speicherelement 81 geschaltetes Schaltelement 82 auf. Das Zeitmesssignal V8 entspricht bei dieser Zeitmessanordnung einer Spannung über dem kapazitiven Speicherelement 81. Diese Zeitmessanordnung 8 ist über das parallel zu dem kapazitiven Speicherelement 81 geschaltete Schaltelement 82, das durch den Nulldurchgangsdetektor 91 angesteuert ist, aktivierbar und deaktivierbar. Die Zeitmessanordnung ist in dem dargestellten Beispiel bei geöffnetem Schaltelement 82 aktiviert und bei geschlossenem Schaltelement 82 deaktiviert. In deaktiviertem Zustand wird das kapazitive Speicherelement 82 über das Schaltelement 82 entladen, so dass das Zeitmesssignal V8 in deaktiviertem Zustand Null ist. Der Nulldurchgangsdetektor 91 ist in dem anhand der Figuren 5 und 7 erläuterten Beispiel so verschaltet, dass er nach einem Nulldurchgang der Messspannung Vs2, nach dem diese Messspannung einen bezogen auf das Bezugspotential GND positiven Wert annimmt, das Schaltelement 82 öffnet, und damit die Zeitmessanordnung 8 aktiviert. In diesem Zustand steigt die Spannung V8 über dem kapazitiven Speicherelement 81 abhängig von einem durch die Stromquelle 83 gelieferten Strom an. Die über dem kapazitiven Speicherelement 81 anliegende Spannung V8 stellt in diesem Fall unmittelbar ein Maß für die Zeit dar, die seit der Aktivierung, und damit seit dem Nulldurchgang vergangen ist. Erreicht diese Spannung V8 über dem kapazitiven Speicherelement 81 den Vergleichswert, so nimmt das Einschaltdauerregelsignal S7 einen Abschaltpegel an. Hierdurch wird das Flipflop (68 in Figur 7) zurückgesetzt, um den unteren Schalter T12 abzuschalten, und damit die momentane Ansteuerperiode zu beenden.In the example shown, the timing arrangement 8 has a series connection with a current source 83 and a capacitive storage element 81, such as a capacitor, and a switching element 82 connected in parallel with the capacitive storage element 81. The time measurement signal V8 corresponds to a voltage across the capacitive storage element 81 in this time measurement arrangement. This time measurement arrangement 8 can be activated and deactivated via the switching element 82 connected in parallel with the capacitive storage element 81, which is controlled by the zero crossing detector 91. The timing arrangement is activated in the illustrated example with the switching element 82 open and deactivated when the switching element 82 is closed. In the deactivated state, the capacitive storage element 82 is discharged via the switching element 82, so that the time measurement signal V8 in the deactivated state is zero. The zero-crossing detector 91 is in the basis of the Figures 5 and 7 explained example connected so that after a zero crossing of the measuring voltage Vs2, after which this measuring voltage assumes a reference to the reference potential GND positive value, the switching element 82 opens, and thus the timing assembly 8 is activated. In this state, the voltage V8 across the capacitive storage element 81 increases depending on a current supplied by the current source 83. The voltage V8 present across the capacitive storage element 81 in this case represents directly a measure of the time that has elapsed since activation, and therefore since the zero crossing. When this voltage V8 across the capacitive storage element 81 reaches the comparison value, the duty control signal S7 assumes a switch-off level. As a result, the flip-flop (68 in FIG. 7 ) to turn off the lower switch T12, thereby ending the current drive period.

Zum besseren Verständnis der Funktionsweise der in Figur 9 dargestellten Auswerteschaltung 90 ist ein zeitlicher Verlauf der Spannung V8 über dem kapazitiven Speicherelement 81 der Zeitmessanordnung 8 in Figur 6 dargestellt. Wie dieser Figur zu entnehmen ist, steigt die Spannung V8 über dem kapazitiven Speicherelement 81 nach einem Nulldurchgang des Strommesssignals Vs2 an. Erreicht ein Wert dieser Spannung V8 den Vergleichswert V7 so wird der zweite Schalter T12 abgeschaltet und die Zeitmessanordnung 8 wird deaktiviert.For a better understanding of how the in FIG. 9 illustrated evaluation circuit 90 is a time course of the voltage V8 across the capacitive storage element 81 of the timing device 8 in FIG. 6 shown. As can be seen from this figure, the voltage V8 across the capacitive storage element 81 rises after a zero crossing of the current measurement signal Vs2. When a value of this voltage V8 reaches the comparison value V7, the second switch T12 is switched off and the timing device 8 is deactivated.

In bereits erläuterter Weise stellt ein Ladezustand des Kondensators 61 des Oszillators 6 bei Rücksetzen des Flipflops 68 ein Maß für die Einschaltdauer des unteren Schalters T12 dar. Dieser Ladezustand bestimmt die nachfolgende Einschaltdauer des ersten Schalters T11, wobei bei gleich dimensionierten Stromquellen 62, 64 des Oszillators 6 diese Einschaltdauer des ersten Schalters T11 der vorangegangenen Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 entspricht. Hierdurch ist eine symmetrische Ansteuerung der Schalter T11, T12 der Halbbrücke gewährleistet, obwohl der Schwingkreisstrom I1 nur während einer Teilperiode der Ansteuerperiode Tp der Halbbrücke ausgewertet wird. In dem erläuterten Beispiel erfolgt eine Auswertung des Schwingkreisstromes während einer solchen Teilperiode, während der der Schwingkreisstrom I1 den Zweig der Halbbrücke mit dem zweiten Schaltelement T12 durchfließt.In the manner already explained, a state of charge of the capacitor 61 of the oscillator 6 when resetting the flip-flop 68 is a measure of the switch-on duration of the lower switch T12. This state of charge determines the subsequent switch-on duration of the first switch T11, wherein for the same sized current sources 62, 64 of the oscillator 6, this duty cycle of the first switch T11 of the previous duty cycle of the second switch T12 corresponds. As a result, a symmetrical control of the switches T11, T12 of the half-bridge is ensured, although the resonant circuit current I1 is evaluated only during a partial period of the drive period Tp of the half-bridge. In the illustrated example, an evaluation of the resonant circuit current takes place during such a partial period, during which the resonant circuit current I1 flows through the branch of the half-bridge with the second switching element T12.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass der Strom selbstverständlich auch während solcher Teilperioden ausgewertet werden kann, während der der Schwingkreisstrom I1 den Zweig der Halbbrücke mit dem ersten Schaltelement T11 durchfließt. Auch eine Auswertung des Stromes während der gesamten Ansteuerperiode ist möglich. In diesem Fall kann die Zeitmessanordnung 8 in nicht dargestellter Weise bei jeden Nulldurchgang des Strommesssignals Vs2 aktiviert werden und der Oszillator 6 kann in nicht dargestellter Weise so realisiert sein, dass das Flipflop 68 bei jedem Erreichen des Vergleichswertes V7 durch das Zeitmesssignal V8 seinen Zustand wechselt. Die beschriebene Eigenschaft des Oszillators 6, dass die Zeitdauer vom Abschalten des ersten Schalters T11 bis zum sättigungsbedingten Abschalten des zweiten Schalters T12 gleich der nachfolgenden Zeitdauer bis zum nächsten Abschalten des ersten Schalters ist, ist in diesem Fall nicht erforderlich.In this context, it should be noted that the current can of course also be evaluated during such subperiods, during which the resonant circuit current I1 flows through the branch of the half-bridge with the first switching element T11. An evaluation of the current during the entire driving period is possible. In this case, the timing device 8 can be activated in a manner not shown at each zero crossing of the current measurement signal Vs2 and the oscillator 6 can be realized in a manner not shown so that the flip-flop 68 changes state each time the comparison value V7 is reached by the timing signal V8. The described characteristic of the oscillator 6 that the time duration from switching off the first switch T11 to the saturation-related switching off of the second switch T12 is equal to the subsequent time until the next switch-off of the first switch is not required in this case.

Bei dem Figur 6 dargestellten Zeitverlauf steigt die Spannung V8 über dem kapazitiven Speicherelement 81 linear über der Zeit an. Dies kann dadurch erreicht werden, dass der von der Stromquelle 83 gelieferte Strom konstant ist. Die Stromquelle 83 kann allerdings auch so realisiert werden, dass sie einen zeitlich veränderlichen Strom liefert. In diesem Fall besteht kein linearer Zusammenhang zwischen dem Zeitmesssignal V8 und der seit dem Nulldurchgang vergangenen Zeitdauer mehr; das Zeitmesssignal V8 ist aber dennoch abhängig von dieser Zeitdauer.In which FIG. 6 As shown, the voltage V8 across the capacitive storage element 81 increases linearly over time. This can be achieved by making the current supplied by the current source 83 constant. However, the current source 83 can also be realized so that it provides a time-varying current. In this case, there is no linear relationship between the timing signal V8 and the time since the zero crossing more; However, the timing signal V8 is still dependent on this period.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, die Zeitmessanordnung abzuwandeln und den von der Stromquelle 83 gelieferten Strom abhängig von dem Strommesswert Vs2 einzustellen (In Figur 9 gestrichelt dargestellt). Die Spannung V8 über dem Kondensator 81 ist hierbei proportional zum Integral des von der Stromquelle 83 gelieferten Stromes über der Zeit, wobei dieses Integral wiederum von dem Strommesssignal Vs2 abhängig ist. Ein Sperren des Schalters T12 erfolgt hierbei, wenn dieses Integral einen durch den Vergleichswert V7 vorgegebenen Wert erreicht. Man macht sich hierbei zu Nutze, dass der Schwingkreisstrom mit zunehmender Annäherung an die Resonanzfrequenz zunimmt. Durch Auswerten des Integrals eines von dem Schwingkreisstrom abhängigen Stromes I83 nach dem Nulldurchgang und Abschalten des zweiten Schalters T12, wenn dieses Integral einen vorgegebenen Wert erreicht, wird eine Begrenzung des Schwingkreisstromes bewirkt und damit eine starke Sättigung der Schwingkreisinduktivität verhindert. Eine solche Erzeugung des aufintegrierten Stromes I83 abhängig von dem Strommesssignal Vs2 kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn man den Schwingkreisstrom durchgehend auswerten kann und

  • wie oben beschrieben - beide Einschaltdauern einzeln und unabhängig voneinander abhängig vom Zeitpunkt des Stromnulldurchganges generiert.
In one embodiment of the invention, it is provided to modify the timing arrangement and to adjust the current supplied by the current source 83 as a function of the current measurement value Vs2 (In FIG. 9 shown in dashed lines). The voltage V8 across the capacitor 81 is in this case proportional to the integral of the current supplied by the current source 83 over time, this integral is in turn dependent on the current measurement signal Vs2. A blocking of the switch T12 takes place here when this integral reaches a value predetermined by the comparison value V7. One makes use of the fact that the resonant circuit current increases with increasing proximity to the resonant frequency. By evaluating the integral of a dependent of the resonant circuit current I83 after the zero crossing and switching off the second switch T12, when this integral reaches a predetermined value, a limitation of the resonant circuit current is effected and thus prevents a strong saturation of the resonant circuit inductance. Such a generation of the integrated current I83 depending on the current measurement signal Vs2 can be useful, in particular, if the resonant circuit current can be continuously evaluated and
  • as described above - both duty cycles individually and independently of each other depending on the time of the current zero crossing generated.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Stromquelle der Zeitmessanordnung durch das Frequenzsignal FS anzusteuern. Der durch die Stromquelle 83 gelieferte Ladestrom I83 ist in diesem Fall von dem Frequenzsignal FS abhängig. In diesem Fall steht die Anstiegszeit des Zeitmesssignals V8 bis diese einen bestimmten Vergleichswert V7 erreicht bzw. die Steilheit des Zeitmesssignals V8 über der Zeit, in einem festen Verhältnis zur Ansteuerperiode im Normalbetriebszustand des Oszillators. Der für eine Zündspannungsregelung erforderliche Signalbereich/Variationsbereich des Vergleichswertes V7 ist dadurch unabhängig von der Resonanzfrequenz des angeschlossenen Schwingkreises, weil die Anstiegszeit des Zeitmesssignals V8 quasi auf die Resonanzfrequenz normiert ist.In addition, it is possible to control the current source of the timing arrangement by the frequency signal FS. The charging current I83 delivered by the current source 83 is in this case dependent on the frequency signal FS. In this case, the rise time of the timing signal V8 until it reaches a certain reference value V7 or the transconductance of the timing signal V8 over time is in a fixed relationship to the drive period in the normal operating state of the oscillator. The required for a Zündspannungsregelung Signal range / range of variation of the comparison value V7 is thus independent of the resonant frequency of the connected resonant circuit, because the rise time of the timing signal V8 is virtually normalized to the resonant frequency.

Lediglich zu Zwecken der Erläuterung ist das Vergleichssignal V7 in Figur 6 als konstantes Signal dargestellt. Tatsächlich ist dieses Vergleichssignal V7 zeitlich variabel und von dem zeitlichen Verlauf des Schwingkreisstromes I1 abhängig. Man macht sich bei dem erläuterten Lampenvorschaltgerät zu Nutze, dass die Anstiegsgeschwindigkeit des Strommesssignals Vs2 nach dem Nulldurchgang abhängig ist von der Schwingungsamplitude, d.h. der Amplitude der über der Lampe anliegenden Spannung. Diese Anstiegsgeschwindigkeit steigt stark an, wenn sich die Anregungsfrequenz des Schwingkreises in Richtung der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bewegt, wenn die Schwingungsamplitude also stark ansteigt. Auch bei einer beginnenden Sättigung ist die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes in der Nähe des Stromnulldurchganges noch proportional zur Schwingungsamplitude, wohingegen der weitere Verlauf des Schwingkreisstromes sättigungsbedingt bereits so weit verzerrt sein kann, dass allein die Amplitude des Schwingkreisstromes bzw. des Strommesssignals Vs2 keine Aussage über diese Spannung der Schwingung ermöglicht. Durch Auswerten des Schwingkreisstromes nach einem Nulldurchgang benutzt man quasi den nicht durch die Sättigung verzerrten Teil des Stromsignals Vs2 für die Spannungsmessung, d.h. für die Messung der Schwingungsamplitude.Merely for purposes of explanation, the comparison signal V7 is in FIG FIG. 6 represented as a constant signal. In fact, this comparison signal V7 is variable in time and dependent on the time course of the resonant circuit current I1. It is used in the explained lamp ballast to advantage that the rate of rise of the current measurement signal Vs2 after the zero crossing is dependent on the oscillation amplitude, ie the amplitude of the applied voltage across the lamp. This slew rate increases sharply when the excitation frequency of the resonant circuit moves in the direction of the resonance frequency of the resonant circuit, so when the oscillation amplitude increases so much. Even with incipient saturation, the rate of increase of the current in the vicinity of the current zero crossing is still proportional to the oscillation amplitude, whereas the further course of the resonant circuit current can already be so distorted due to saturation, that only the amplitude of the resonant circuit current or the current measurement signal Vs2 no statement about this voltage the vibration allows. By evaluating the resonant circuit current after a zero crossing one uses quasi the not distorted by the saturation part of the current signal Vs2 for the voltage measurement, ie for the measurement of the oscillation amplitude.

Bei dem Verfahren ist vorgesehen, den Vergleichswert V7 abzusenken, wenn das Strommesssignal Vs2 darauf hindeutet, dass eine angestrebte Spannungsamplitude der Schwingung bzw. eine angestrebte Stromsteilheit des Schwingkreisstromes erreicht ist. Auf diese Weise wird eine Verkürzung der maximalen Einschaltdauer Tmax erreicht. Diese Verkürzung der maximalen Einschaltdauer Tmax kann zu einer Verkürzung der Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 und damit nachfolgend auch zu einer Verkürzung der Einschaltdauer des ersten Schalters T11 führen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich - wie in Figur 6 dargestellt - bei einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität der Zeitpunkt des Nulldurchgangs so verschiebt, dass nach einem Nulldurchgang die maximale Zeitdauer Tmax bereits abgelaufen ist, noch bevor das durch die Grundfrequenz vorgegebene Ende der Ansteuerperiode erreicht ist.In the method, it is provided to lower the comparison value V7 when the current measurement signal Vs2 indicates that a desired voltage amplitude of the oscillation or a desired current gradient of the resonant circuit current has been reached. In this way, a shortening of the maximum duty cycle Tmax is achieved. This shortening of the maximum duty cycle Tmax can shorten the duty cycle of the second switch T12 and thus also subsequently lead to a shortening of the duty cycle of the first switch T11. This is especially the case when - as in FIG. 6 shown at a beginning saturation of the resonant circuit inductance of the time of the zero crossing so shifts that after a zero crossing, the maximum time Tmax has already expired, even before the predetermined by the fundamental frequency end of the drive period is reached.

Die Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 ist dazu ausgebildet, das Strommesssignal Vs2 zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten während einer Teilperiode auszuwerten und das Vergleichssignal V7 abhängig von den dadurch erhaltenen Auswerteergebnissen zu ermitteln. Unter einer "Teilperiode" ist in diesem Zusammenhang allgemein ein Zeitabschnitt der Ansteuerperiode Tp zu verstehen, während der der Strom einen der beiden Halbbrückenzweige durchfließt. Zu Zwecken der nachfolgenden Erläuterung sei angenommen, dass eine solche Auswertung des Strommesssignals Vs2 während einer solchen Teilperiode erfolgt, während der der Schwingkreisstrom den Halbbrückenzweig mit dem zweiten Schalter T12 durchfließt. Zum besseren Verständnis veranschaulicht Figur 10 den zeitlichen Verlauf des Strommesssignals Vs2 während einer solchen Teilperiode. Dargestellt ist in Figur 10 der Verlauf des Schwingkreisstromes I1 bzw. Strommesssignals für zwei unterschiedliche Betriebszustände des Lampenvorschaltgerätes: einen ersten Betriebszustand (durchgezogene Linie), bei dem das Strommesssignal Vs2 nach einem Nulldurchgang eine erste Steigung aufweist; und einen zweiten Betriebszustand (gestrichelte Linie), bei dem das Strommesssignal Vs2 nach einem Nulldurchgang eine zweite Steigung aufweist, die geringer als die erste Steigung ist. Die im Vergleich zu der zweiten Steigung größere erste Steigung deutet auf eine im ersten Betriebszustand höhere Amplitude der Schwingkreisspannung als im zweiten Betriebszustand hin. In dem dargestellten Beispiel ist angenommen, dass die Schwingkreisinduktivität im ersten Betriebszustand bereits im Bereich ihrer Sättigung betrieben wird. Der zeitliche Verlauf des Schwingkreisstromes I1 ist dadurch zum Ende der Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 hin sättigungsbedingt so verzerrt, dass eine Auswertung der Amplitude des Schwingkreisstromes I1 keine zuverlässige Aussage über die Amplitude der Schwingkreisspannung, bzw. der Spannung über der Lampe zuließe.. Diese Signalverläufe unterscheiden sich während der dargestellten Teilperiode hinsichtlich ihrer Steilheit bzw. hinsichtlich ihrer maximalen Amplitudenwerte.The comparison value generation circuit 7 is designed to evaluate the current measurement signal Vs2 at two different times during a subperiod and to determine the comparison signal V7 as a function of the evaluation results obtained thereby. In this context, a "subperiod" is generally understood to mean a time segment of the drive period Tp during which the current flows through one of the two half-bridge branches. For purposes of the following explanation, it is assumed that such an evaluation of the current measurement signal Vs2 takes place during such a partial period during which the resonant circuit current flows through the half-bridge branch with the second switch T12. Illustrated for a better understanding FIG. 10 the time course of the current measuring signal Vs2 during such a period. Is shown in FIG. 10 the course of the resonant circuit current I1 or current measuring signal for two different operating states of the lamp ballast: a first operating state (solid line), in which the current measurement signal Vs2 after a zero crossing has a first slope; and a second operating state (dashed line) where the current sense signal Vs2 has a second slope after a zero crossing that is less than the first slope. The larger first lead in comparison to the second lead indicates a higher amplitude of the resonant circuit voltage in the first operating state than in the second operating state. In the illustrated example, it is assumed that the resonant circuit inductance in the first operating state is already operated in the region of its saturation. The time course As a result of saturation, the resonant circuit current I1 is so distorted towards the end of the switch-on time of the second switch T12 that an evaluation of the amplitude of the resonant circuit current I1 does not permit any reliable statement about the amplitude of the oscillatory circuit voltage or the voltage across the lamp. These signal characteristics differ during the sub-period shown in terms of their steepness or in terms of their maximum amplitude values.

Die Auswertung des Strommesssignals Vs2 erfolgt derart, dass eine zeitliche Änderung des Strommesssignals Vs2 von einem ersten Auswertezeitpunkt t1 zu einem zweiten Auswertezeitpunkt t2 ermittelt wird. Unter einer zeitlichen Änderung des Strommesssignals Vs2 von dem ersten Auswertezeitpunkt t1 zu einem zweiten Auswertezeitpunkt t2 ist hierbei eine Änderung der Amplitude des Strommesssignals Vs2 bezogen auf die Zeitdauer zwischen dem ersten und zweiten Auswertezeitpunkt zu verstehen, es gilt also: Δ Vs 2 Δ t = V 2 - V 1 t 2 - t 1

Figure imgb0001
ΔVs2/Δt bezeichnet hierbei die zeitliche Änderung des Strommesssignals Vs2 zwischen den Auswertezeitpunkten. V1 bezeichnet den Amplitudenwert des Strommesssignals Vs2 zum ersten Auswertezeitpunkt t1, und V2 bezeichnet den Amplitudenwert des Strommesssignals Vs2 zum zweiten Auswertezeitpunkt t2. Δt bezeichnet den zeitlichen Abstand zwischen den Auswertezeitpunkten t1, t2.The evaluation of the current measuring signal Vs2 takes place in such a way that a temporal change of the current measuring signal Vs2 from a first evaluation time t1 to a second evaluation time t2 is determined. A change over time of the current measurement signal Vs2 from the first evaluation time t1 to a second evaluation time t2 here is to be understood as a change in the amplitude of the current measurement signal Vs2 relative to the time duration between the first and second evaluation time. Δ vs 2 Δ t = V 2 - V 1 t 2 - t 1
Figure imgb0001
ΔVs2 / Δt here denotes the temporal change of the current measurement signal Vs2 between the evaluation times. V1 denotes the amplitude value of the current measurement signal Vs2 at the first evaluation time t1, and V2 denotes the amplitude value of the current measurement signal Vs2 at the second evaluation time t2. Δt denotes the time interval between the evaluation times t1, t2.

Zur Erzeugung des Vergleichswertsignals V7 ist außerdem vorgesehen, den während jeder Teilperiode ermittelten Änderungswert ΔVs2/Δt mit einem Referenzwert zu vergleichen und das Vergleichssignal V7 so zu erzeugen, dass es abhängig ist von einer Differenz zwischen dem Änderungswert ΔVs2/Δt und dem Referenzwert. Ein Beispiel einer Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 mit einer solchen Funktionalität ist in Figur 12 dargestellt. Diese Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 weist eine Abtastschaltung 71 auf, der das Strommesssignal Vs2 zugeführt ist, und die einen Änderungswert ΔVs2/Δt erzeugt. Dieser Änderungswert ΔVs2/Δt ist zusammen mit einem Referenzwert Vref einem Regler 72 zugeführt. Der Regler 72 ist beispielsweise ein Proportional-Integral-Regler, der eine Differenz zwischen dem Änderungswert ΔVs2/Δt und dem Referenzwert Vref ermittelt und der das Vergleichssignal V7 derart erzeugt, dass es sowohl einen Proportionalanteil, als auch einen Integralanteil besitzt. Der Proportionalanteil ist dabei abhängig von einer momentanen Differenz zwischen dem aktuellen Änderungswert ΔVs2/Δt und dem Referenzwert Vref. Der Integralanteil ist abhängig von Differenzen zwischen Änderungswerten und dem Referenzwert, die für eine Anzahl vergangener Ansteuerperioden ermittelt wurden.In order to generate the comparison value signal V7, it is also provided to compare the change value ΔVs2 / Δt determined during each partial period with a reference value and to generate the comparison signal V7 such that it depends on a difference between the change value ΔVs2 / Δt and the reference value. An example of a comparison value generation circuit 7 having such a functionality is shown in FIG FIG. 12 shown. This comparison value generating circuit 7 has a sampling circuit 71 to which the current measurement signal Vs2 is applied and which generates a variation value ΔVs2 / Δt. This change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t is supplied to a controller 72 together with a reference value Vref. For example, the controller 72 is a proportional-integral controller that obtains a difference between the variation value ΔVs2 / Δt and the reference value Vref and that generates the comparison signal V7 to have both a proportional component and an integral component. The proportional component is dependent on a momentary difference between the current change value ΔVs2 / Δt and the reference value Vref. The integral component is dependent on differences between change values and the reference value which have been determined for a number of past activation periods.

Der Änderungswert ΔVs2/Δt kann durch die Abtastschaltung 71 auf verschiedene Weise ermittelt werden. Bezugnehmend auf Figur 10 besteht beispielsweise die Möglichkeit, den zeitlichen Abstand Δt zwischen den Abtastzeitpunkten t1, t2 fest vorzugeben. In diesem Fall stellt der Betrag der Differenz Δ V = V 2 - V 1

Figure imgb0002
zwischen den zu diesen Abtastzeitpunkten t1, t2 ermittelten Amplitudenwerten V1, V2 unmittelbar ein Maß für den Änderungswert dar. Der Betrag dieser Differenzen stellt in diesem Fall einen ersten Differenzwert dar, aus dem unter Verwendung des Referenzwertes Vref in erläuterter Weise ein zweiter Differenzwert ermittelt wird. Der Vergleichswert V7 ist hierbei abhängig von einer Anzahl von zweiten Differenzwerten, die während mehrerer Ansteuerperioden ermittelt wurden. Bei einem steilen Anstieg des Strommesssignals Vs2, wie er bei einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität L1 auftritt, erhält man in diesem Fall einen größeren Änderungswert ΔV als bei einem weniger steilen Anstieg des Strommesssignals Vs2, wie er dann auftritt, wenn die Schwingungsamplitude noch kleiner ist.The change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t can be determined by the sampling circuit 71 in various ways. Referring to FIG. 10 For example, it is possible to predetermine the time interval Δt between the sampling times t1, t2. In this case, the amount represents the difference Δ V = V 2 - V 1
Figure imgb0002
between the amplitude values V1, V2 determined at these sampling times t1, t2 is a measure of the change value. In this case, the magnitude of these differences represents a first difference value from which a second difference value is determined using the reference value Vref in the manner explained. In this case, the comparison value V7 is dependent on a number of second difference values which have been determined during several activation periods. In a steep rise of the current measurement signal Vs2, as it occurs at a beginning saturation of the resonant circuit inductance L1, one obtains in this case a larger change value .DELTA.V than in a less steep increase of the current measurement signal Vs2, as it occurs when the oscillation amplitude is even smaller.

Der zeitliche Abstand der Abtastzeitpunkte t1, t2 ist beispielsweise so gewählt, dass er kleiner ist als die Zeitdauer zwischen dem Nulldurchgang und dem Zeitpunkt der Erzeugung des Abschaltpegels des Einschaltdauerregelsignals S7. Dieser Zeitpunkt ist in Figur 10 mit t7 bezeichnet. t0 bezeichnet in Figur 10 den Zeitpunkt eines Nulldurchgangs des Spannungsmesssignals Vs2. Der zeitliche Abstand zwischen den Abtastzeitpunkten t1, t2 kann insbesondere so gewählt sein, dass er in etwa der Hälfte des zeitlichen Abstandes zwischen dem Nulldurchgang t0 und dem Zeitpunkt t7 entspricht oder darunter liegt. Die Abtastzeitpunkte t1, t2 können beide nach dem Nulldurchgang t0 liegen, wobei der erste Abtastzeitpunkt t1 auch mit dem Zeitpunkt t0 des Nulldurchgangs übereinstimmen kann. Darüber hinaus könnte der erste Abtastzeitpunkt t1 auch zeitlich vor dem Nulldurchgang liegen. Der erste Abtastzeitpunkt t1 kann beispielsweise über den Zeitpunkt t0 des Nulldurchgangs festgelegt werden und so gewählt sein, dass er stets in einem festen zeitlichen Abstand, einschließlich Null, zu dem Nulldurchgangszeitpunkt liegt. Der erste Abtastzeitpunkt t1 kann aber auch durch einen Vergleich des Strommesssignals Vs2 mit einem Vergleichswert festgelegt werden. Dieser erste Abtastzeitpunkt t1 liegt in diesem Fall dann vor, wenn das Strommesssignal Vs2 diesen Vergleichswert erreicht. Die zeitliche Lage des zweiten Abtastzeitpunkts t2 ist in beiden Fällen durch die zeitliche Lage des ersten Abtastzeitpunktes t1 und den gewünschten zeitlichen Abstand Δt zwischen den Abtastzeitpunkten t1, t2 vorgegeben.For example, the time interval of the sampling times t1, t2 is set to be smaller than the time period between the zero crossing and the timing of generation of the cut-off level of the duty control signal S7. This time is in FIG. 10 denoted by t7. t0 denotes in FIG. 10 the time of a zero crossing of the voltage measurement signal Vs2. The time interval between the sampling times t1, t2 may in particular be selected such that it is equal to or less than half of the time interval between the zero crossing t0 and the time t7. The sampling times t1, t2 can both be after the zero crossing t0, wherein the first sampling time t1 can also coincide with the time t0 of the zero crossing. In addition, the first sampling time t1 could also be before the zero crossing. For example, the first sampling time t1 may be set above the time t0 of the zero crossing and may be selected to always be at a fixed time interval, including zero, at the zero crossing time. However, the first sampling time t1 can also be determined by a comparison of the current measurement signal Vs2 with a comparison value. In this case, this first sampling time t1 is present when the current measurement signal Vs2 reaches this comparison value. The temporal position of the second sampling time t2 is predetermined in both cases by the temporal position of the first sampling time t1 and the desired time interval Δt between the sampling times t1, t2.

Die Abtastzeitpunkte liegen insbesondere derart ausreichend nah am Nulldurchgangszeitpunkt, dass sichergestellt ist, dass zu den Auswertezeitpunkten noch keine Sättigung der Schwingkreisinduktivität vorhanden ist, dass der zu den Auswertezeitpunkten vorliegende Schwingkreisstrom also noch kleiner ist als ein Strom, bei dem eine Sättigung der Schwingkreisinduktivität beginnt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine Auswertung des Schwingkreisstromes zur Ermittlung der Schwingungsamplitude zu einer Zeit erfolgt, zu der noch keine sättigungsbedingte Verzerrung des Stromverlaufs vorliegt.In particular, the sampling times are sufficiently close to the zero-crossing instant that it is ensured that there is no saturation of the resonant circuit inductance at the evaluation times, that the resonant circuit current present at the evaluation times is still smaller than a current at which saturation of the resonant circuit inductance starts. In this way, it is ensured that an evaluation of the resonant circuit current for determining the oscillation amplitude takes place at a time when there is still no saturation-related distortion of the current profile.

Bezugnehmend auf Figur 11 ist bei einem weiteren Beispiel zur Ermittlung des Änderungswertes ΔVs2/Δt vorgesehen, erste und zweite Schwellenwerte V1, V2 vorzugeben und einen zeitlichen Abstand Δt bzw. Δt' zwischen zwei Zeitpunkten zu ermitteln, zu denen das Strommesssignal Vs2 jeweils diese Schwellenwerte erreicht. In Figur 12 sind mit t1 und t2 erste und zweite Abtastzeitpunkte bezeichnet, zu denen das Strommesssignal Vs2 die Schwellenwerte V1, V2 erreicht, wenn der mit durchgezogener Linie dargestellte steile Signalverlauf vorliegt, und t1', t2' bezeichnen die Abtastzeitpunkte, zu denen diese Schwellenwerte V1, V2 erreicht werden, wenn der flachere Signalverlauf vorliegt. Bei einem solchen Vorgehen stellt der Kehrwert der zeitlichen Differenz Δt, Δt' unter Berücksichtigung der Differenz zwischen den Schwellenwerten V1, V2 unmittelbar ein Maß für den Änderungswert ΔVs2/Δt dar. Die ersten und zweiten Schwellenwerte V1, V2 können beide positiv sein. Darüber hinaus kann der erste Schwellenwert V1 auch negativ und der zweite Schwellenwert V2 positiv sein.Referring to FIG. 11 is provided in a further example for determining the change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t to specify first and second threshold values V1, V2 and to determine a time interval .DELTA.t or .DELTA.t 'between two times at which the current measurement signal Vs2 respectively reaches these thresholds. In FIG. 12 For example, t1 and t2 denote first and second sampling instants at which the current sense signal Vs2 reaches the thresholds V1, V2 when the steep waveform shown by the solid line is present, and t1 ', t2' denotes the sampling instants at which these thresholds V1, V2 be achieved when the flatter waveform is present. In such a procedure, the reciprocal of the time difference Δt, Δt 'taking into account the difference between the threshold values V1, V2 directly represents a measure of the change value ΔVs2 / Δt. The first and second threshold values V1, V2 can both be positive. In addition, the first threshold V1 may also be negative and the second threshold V2 positive.

Die Erzeugung des Änderungswertes ΔVs2/Δt und die Erzeugung des Vergleichssignals V7 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Vergleichswert V7 umso kleiner wird, je größer der Änderungswert ΔVs2/Δt im Vergleich zu dem Referenzwert Vref wird. Ein großer Änderungswert ΔVs2/Δt deutet auf einen steilen Signalverlauf des Strommesssignals Vs2 hin; in diesem Fall soll die maximale Zeitdauer Tmax, während der der zweite Schalter T12 nach dem Nulldurchgang des Strommesssignals Vs2 noch eingeschaltet bleibt, verkleinert werden, um das Erreichen sehr hoher Stromwerte des Schwingkreisstromes I1 sicher zu verhindern.The generation of the change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t and the generation of the comparison signal V7 are coordinated so that the comparison value V7 becomes smaller, the larger the change value .DELTA.Vs2 / .DELTA.t compared to the reference value Vref. A large change value ΔVs2 / Δt indicates a steep signal curve of the current measurement signal Vs2; In this case, the maximum time duration Tmax, during which the second switch T12 still remains switched on after the zero crossing of the current measuring signal Vs2, should be reduced in order to reliably prevent the achievement of very high current values of the resonant circuit current I1.

Bei der erläuterten Erzeugung des Vergleichssignals V7 unter Verwendung einer Abtastschaltung 71 und eines Reglers 72 wirken sich Änderungen des zeitlichen Verlaufs des Strommesssignals Vs2 erst zeitverzögert mit einer Verzögerungszeit von einer Periodendauer auf die Erzeugung des Vergleichssignals V7 aus. Um bei Beginn eines Sättigungsbetriebs der Schwingkreisinduktivität L2 unmittelbar eine Verkürzung der Ansteuerperiode Tp und damit einer Erhöhung der Schaltfrequenz zu erreichen, ist bei einem Beispiel vorgesehen, das Zeitmesssignal V8 derart abhängig von dem Schwingkreisstrom I1 zu erzeugen, dass das Zeitmesssignal V8 bei einem hohen Schwingkreisstrom I1 schneller ansteigt, so dass bei zunächst unverändertem Vergleichswert V7 dieser Vergleichswert V7 dennoch früher erreicht wird.In the illustrated generation of the comparison signal V7 using a sampling circuit 71 and a regulator 72, changes in the time profile of the current measurement signal Vs2 only have a time-delayed effect with a delay time of one period on the generation of the comparison signal V7. In order to achieve a shortening of the drive period Tp and thus an increase in the switching frequency at the beginning of a saturation operation of the resonant circuit inductance L2, it is provided in one example to generate the timing signal V8 in such a manner dependent on the resonant circuit current I1 that the timing signal V8 at a high resonant circuit current I1 rises faster, so that at first unchanged reference value V7 this comparison value V7 is achieved earlier anyway.

Bezugnehmend auf Figur 9 besteht hierzu beispielsweise die Möglichkeit, das Strommesssignal Vs2 über einen Kondensator 84 dem kapazitiven Speicherelement 81 des Zeitmessglieds 80 zuzuführen. Das Strommesssignal Vs2 sorgt hierbei für einen Offset des Zeitmesssignals V8 der umso größer ist, je größer die Amplitude des Strommesssignals Vs2 ist. Ein steiler Anstieg des Strommesssignals Vs2 und damit verbundene hohe Amplituden des Strommesssignals wirken sich auf diese Weise unmittelbar auf eine Verkürzung der Zeitdauer Tmax zwischen einem Nulldurchgang des Strommesssignals Vs2 und dem Abschalten des zweiten Schalters T12 aus.Referring to FIG. 9 For this purpose, for example, it is possible to supply the current measurement signal Vs2 via a capacitor 84 to the capacitive storage element 81 of the time measuring element 80. In this case, the current measurement signal Vs2 provides for an offset of the time measurement signal V8, which is greater the greater the amplitude of the current measurement signal Vs2. A steep rise of the current measuring signal Vs2 and the associated high amplitudes of the current measuring signal thus have an immediate effect on a shortening of the time duration Tmax between a zero crossing of the current measuring signal Vs2 and the switching off of the second switch T12.

Alternativ oder zusätzlich zu dem Vorsehen eines solchen Koppelkondensators 84 besteht die Möglichkeit, die Stromquelle 83 der Zeitmessanordnung 8 so zu realisieren, dass diese den Ladestrom I83 für das kapazitive Speicherelement 81 derart erzeugt, dass der Ladestrom I83 ansteigt, wenn das Strommesssignal Vs2 einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt. Eine solche Abhängigkeit des Ladestroms I83 von dem Strommesssignal Vs2 ist in Figur 13 beispielhaft dargestellt. Vth bezeichnet in Figur 13 den Schwellenwert des Strommesssignals Vs2 ab dem der Ladestrom I83 ansteigt.Alternatively or additionally to the provision of such a coupling capacitor 84, it is possible to realize the current source 83 of the time measuring arrangement 8 such that it generates the charging current I83 for the capacitive storage element 81 in such a way that the charging current I83 rises when the current measurement signal Vs2 reaches a predetermined threshold value exceeds. Such a dependence of the charging current I83 on the current measuring signal Vs2 is in FIG. 13 exemplified. Vth inscribed in FIG. 13 the threshold value of the current measuring signal Vs2 from which the charging current I83 increases.

Ein schaltungstechnisches Realisierungsbeispiel einer gesteuerten Stromquelle 83 mit der anhand von Figur 13 erläuterten Funktionalität, ist in Figur 14 dargestellt. Diese gesteuerte Stromquelle 83 weist eine erste Stromquelle 831 und eine zweite Stromquelle 832 auf. Die erste Stromquelle 831 bestimmt den "Grundstrom" der gesteuerten Stromquelle 83, der unabhängig von dem Strommesssignal Vs2 fließt. Diese erste Stromquelle 832 kann eine durch das Frequenzsignal FS gesteuerte Stromquelle sein, wobei in diesem Fall der Grundstrom von dem Frequenzsignal FS abhängig ist. Die gesteuerte Stromquelle 83 weist eine Stromspiegelanordnung mit zwei Stromspiegeln auf, die jeweils einen Eingangstransistor und einen Ausgangstransistor aufweisen. Diese Stromspiegel sind so verschaltet, dass sie einen durch die erste Stromquelle 831 bereitgestellten "Grundstrom" I831 auf den durch die gesteuerte Stromquelle 83 bereitgestellten Ladestrom I83 abbilden. Die erste Stromquelle 831 ist hierzu in Reihe zu einem Eingangstransistor 835 des ersten Stromspiegels 835, 836 geschaltet. Der Ladestrom I83 wird durch einen Ausgangstransistor 837 des zweiten Stromspiegels 837, 838 bereitgestellt. Ein Ausgangstransistor 836 des ersten Stromspiegels ist in Reihe zu einem Eingangstransistor 838 des zweiten Stromspiegels geschaltet.A circuit implementation example of a controlled current source 83 with the basis of FIG. 13 explained functionality, is in FIG. 14 shown. This controlled current source 83 has a first current source 831 and a second current source 832. The first current source 831 determines the "base current" of the controlled current source 83, which flows independently of the current measurement signal Vs2. This first current source 832 may be a current source controlled by the frequency signal FS, in which case the base current is dependent on the frequency signal FS. The controlled current source 83 has a current mirror arrangement with two current mirrors each having an input transistor and an output transistor. These current mirrors are connected in such a way that they map a "ground current" I 831 provided by the first current source 831 to the charging current I 83 provided by the controlled current source 83. For this purpose, the first current source 831 is connected in series with an input transistor 835 of the first current mirror 835, 836. The charging current I83 is provided by an output transistor 837 of the second current mirror 837, 838. An output transistor 836 of the first current mirror is connected in series with an input transistor 838 of the second current mirror.

Die gesteuerte Stromquelle 83 weist außerdem einen Vergleicher 833, 834 auf, der das Strommesssignal Vs2 mit dem Schwellenwert Vth vergleicht und der abhängig von diesem Vergleichsergebnis dem von der ersten Stromquelle 831 gelieferten Grundstrom I831 einen von dem Vergleich abhängigen Teil des von der zweiten Stromquelle 832 gelieferten Strom I832 hinzufügt. Dieser Vergleicher weist zwei Transistoren 833, 834 auf, von denen ein erster 833 durch das Strommesssignal Vs2 und von denen ein zweiter 834 durch eine den Schwellenwert Vth bereitstellende Spannungsquelle 839 angesteuert ist. Die Laststrecke des ersten Transistors 833 ist hierbei zwischen die zweite Stromquelle 832 und ein Bezugspotential geschaltet, während die Laststrecke des zweiten Transistors 834 zwischen die zweite Stromquelle 832 und den den beiden Transistoren 835, 836 des ersten Stromspiegels gemeinsamen Knoten geschaltet ist. Die beiden Transistoren 833, 834 der Vergleicherschaltung sind in dem dargestellten Beispiel als p-Kanal-Transistoren realisiert. Ist das Strommesssignal Vs2 kleiner als der Schwellenwert Vth so leitet der erste Transistor 833 der Vergleicherschaltung mehr als der zweite Transistor 834, so dass ein wesentlicher Teil des zweiten Stromes I832 über den ersten Transistor 833 abfließt. Übersteigt das Strommesssignal Vs2 den Schwellenwert Vth, so fließt ein wesentlicher Teil des Stromes I832 über den zweiten Transistor 834 und wird auf diese Weise in den ersten Stromspiegel eingespeist und trägt so zu einer Erhöhung des Ladestroms I83 bei.The controlled current source 83 also has a comparator 833, 834, which compares the current measurement signal Vs2 with the threshold value Vth, and depending on this comparison result supplies the base current I831 supplied by the first current source 831 with a comparison-dependent part of that supplied by the second current source 832 Add current I832. This comparator has two transistors 833, 834, of which a first 833 is driven by the current measurement signal Vs2 and of which a second 834 is driven by a voltage source 839 providing the threshold value Vth. The load path of the first transistor 833 is in this case connected between the second current source 832 and a reference potential, while the load path of the second transistor 834 between the second current source 832 and the two transistors 835, 836 of the first current mirror common node is connected. The two transistors 833, 834 of the comparator circuit are realized in the illustrated example as p-channel transistors. If the current measurement signal Vs2 is smaller than the threshold value Vth, the first transistor 833 of the comparator circuit conducts more than the second transistor 834, so that a substantial part of the second current I832 flows out via the first transistor 833. If the current measurement signal Vs2 exceeds the threshold value Vth, then a substantial part of the current I832 flows via the second transistor 834 and is thus fed into the first current mirror and thus contributes to an increase of the charging current I83.

Eine einfache und kostengünstig zu realisierende Vergleichswerterzeugungsschaltung 7, die den Vergleichswert V7 in der erläuterten Weise abhängig von dem Änderungswert erzeugt, ist in Figur 15 dargestellt. Die Funktionsweise dieser Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 wird anschaulich anhand in Figur 16 beispielhaft dargestellter zeitlicher Verläufe des Strommesssignals Vs2 und des Vergleichswertes V7.A simple and inexpensive to implement comparative value generating circuit 7, which generates the comparison value V7 in the manner explained depending on the change value is in FIG. 15 shown. The operation of this comparison value generation circuit 7 will be explained with reference to FIG FIG. 16 Exemplary illustrated time profiles of the current measurement signal Vs2 and the comparison value V7.

Die Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 weist den bereits erläuterten Regler 72 mit einem invertierenden Eingang und einem nichtinvertierenden Eingang sowie einem Ausgang, an dem Vergleichswert V7 zur Verfügung steht, auf. Dieser Regler 72 weist in dem dargestellten Beispiel einen Regelverstärker 721 sowie zwei Kapazitäten 722, 723 auf, die parallel zueinander zwischen den invertierenden Eingang und den Ausgang des Regelverstärkers 721 geschaltet sind. In Reihe zu einer 723 der beiden Kapazitäten 722, 723 ist dabei ein Schalter 724 geschaltet. Zwischen den nicht invertierenden Eingang des Regelverstärkers 721 und ein Bezugspotential GND ist eine Spannungsquelle 80 geschaltet, die eine Konstantspannung zur Verfügung stellt und die zur Einstellung des Arbeitspunktes des Reglers 72 dient. Der Regelverstärker 721 ist als Operationsverstärker ausgebildet und ist hierbei mit der Kapazität 722 als Integrierer verschaltet, der die an seinem invertierenden Eingang zur Verfügung stehende Ladung aufintegriert.The comparison value generating circuit 7 has the already explained regulator 72 with an inverting input and a non-inverting input as well as an output at which comparison value V7 is available. In the example shown, this regulator 72 has a control amplifier 721 and two capacitors 722, 723 which are connected in parallel between the inverting input and the output of the control amplifier 721. In series with a 723 of the two capacitors 722, 723, a switch 724 is connected. Between the non-inverting input of the control amplifier 721 and a reference potential GND, a voltage source 80 is connected, which provides a constant voltage and which serves to adjust the operating point of the controller 72. The variable gain amplifier 721 is an operational amplifier is formed and is in this case connected to the capacitor 722 as an integrator, which integrates the charge available at its inverting input.

Die Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 weist außerdem eine erste Kapazität 74 und eine zweite Kapazität 75 auf, die jeweils erste und zweite Anschlüsse aufweist und deren zweite Anschlüsse an einem gemeinsamen Schaltungsknoten angeschlossen sind. Dieser gemeinsame Schaltungsknoten ist über einen ersten Schalter 78 an den nichtinvertierenden Eingang und über einen zweiten Schalter 79 an den invertierenden Eingang des Reglers 72 angeschlossen. Der erste Anschluss der ersten Kapazität 74 ist über zwei weitere Schalter: einen dritten Schalter 76 und einen vierten Schalter 77 wahlweise an die das Referenzsignal Vref bereitstellende Referenzspannungsquelle 73 oder Bezugspotential GND anschließbar. Dem ersten Anschluss der zweiten Kapazität 75 ist das Strommesssignal Vs2 zugeführt.The comparison value generation circuit 7 also has a first capacitance 74 and a second capacitance 75, each having first and second terminals, and having their second terminals connected to a common circuit node. This common circuit node is connected via a first switch 78 to the non-inverting input and via a second switch 79 to the inverting input of the regulator 72. The first terminal of the first capacitor 74 can be connected via two further switches: a third switch 76 and a fourth switch 77 optionally to the reference voltage source 73 or reference potential GND providing the reference signal Vref. The first terminal of the second capacitor 75, the current measurement signal Vs2 is supplied.

Während einer Ansteuerperiode besitzt die Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 drei unterschiedliche Betriebszustände, die mit A, B und C bezeichnet sind. Die einzelnen Schalter der Vergleichswerterzeugungsschaltung 7 sind während dieser Betriebszustände leitend oder sperrend angesteuert. Zum besseren Verständnis sind in Figur 15 neben den jeweiligen Schaltern die Betriebszustände angegeben, während denen die einzelnen Schalter leitend angesteuert sind.During a drive period, the comparison value generation circuit 7 has three different operating states designated A, B, and C. The individual switches of the comparison value generating circuit 7 are turned on or off during these operating states. For better understanding are in FIG. 15 specified in addition to the respective switches the operating conditions during which the individual switches are controlled conductive.

Ein erster Betriebszustand bzw. eine erste Betriebsphase A reicht bis zu dem ersten Auswertezeitpunkt t1, der beispielsweise mit dem Nulldurchgangszeitpunkt übereinstimmt. Während dieser Betriebsphase sind der erste Schalter 78 und der die erste Kapazität 74 an die Referenzspannungsquelle 73 anschließende dritte Schalter 76 geschlossen. Die erste Kapazität 74 wird dadurch auf eine Spannung aufgeladen, die der Referenzspannung Vref abzüglich der durch die Spannungsquelle 80 gelieferten Arbeitspunktspannung V80 entspricht. Über der zweiten Kapazität 75 liegt während dieser Betriebsphase eine Spannung an, die dem Strommesssignal Vs2 abzüglich der Arbeitspunktspannung V80 entspricht.A first operating state or a first operating phase A extends to the first evaluation time t1, which coincides, for example, with the zero-crossing time point. During this phase of operation, the first switch 78 and the third switch 76, which connects the first capacitor 74 to the reference voltage source 73, are closed. The first capacitor 74 is thereby charged to a voltage corresponding to the reference voltage Vref minus the operating point voltage V80 supplied by the voltage source 80. Above the Second capacitor 75 is applied during this phase of operation, a voltage corresponding to the current measurement signal Vs2 minus the operating point voltage V80.

Der zweite Betriebszustand bzw. die zweite Betriebsphase B beginnt mit dem ersten Auswertezeitpunkt t1 und endet mit dem zweiten Auswertezeitpunkt t2. Zum Zeitpunkt t1 wird der erste Schalter 78 geöffnet und der zweite Schalter 79 wird geschlossen. Außerdem wird der die erste Kapazität 74 an die Referenzspannungsquelle 73 anschließende dritte Schalter 76 geöffnet, und der die erste Kapazität 74 an Bezugspotential GND anschließende vierte Schalter 77 wird geschlossen. Der erste Auswertezeitpunkt entspricht beispielsweise dem Nulldurchgangszeitpunkt, wovon für die nachfolgende Erläuterung ausgegangen wird. Für die nachfolgende Erläuterung der Vorgänge während der zweiten Betriebsphase B sei angenommen, dass sich das Strommesssignal Vs2 nach dem Nulldurchgangszeitpunkt bezogen auf die Dauer der noch erläuterten Schaltvorgänge der Schalter 76-79 und bezogen auf die Dauer eines noch zu erläuternden Einschwingvorgangs des Operationsverstärkers 721, langsam ändert, so dass der Einfluss einer Änderung des Strommesssignals Vs2 zu Beginn der Betriebsphase B zunächst vernachlässigt werden kann.The second operating state or the second operating phase B begins with the first evaluation time t1 and ends with the second evaluation time t2. At time t1, the first switch 78 is opened and the second switch 79 is closed. In addition, the third switch 76 connecting the first capacitance 74 to the reference voltage source 73 is opened, and the fourth switch 77 connecting the first capacitance 74 to the reference potential GND is closed. The first evaluation time corresponds for example to the zero-crossing time, which is assumed for the following explanation. For the following explanation of the processes during the second phase of operation B, it is assumed that the current measurement signal Vs2 after the zero-crossing time with respect to the duration of the switching operations of the switches 76-79 and with reference to the duration of a still to be explained operation of the operational amplifier 721 slow changes, so that the influence of a change in the current measurement signal Vs2 at the beginning of the operating phase B can be ignored initially.

Wird der zweite Schalter 79 zu Beginn der zweiten Betriebsphase geschlossen, so integriert der Integrierer 721, 722 alle Ladungen die an seinen invertierenden Eingang eingespeist werden, auf. Kurz vor dem ersten Abtastzeitpunkt t1, d.h. kurz vor Schließen des zweiten Schalters 79, ist die Spannung über dem zweiten Schalter 79 Null. Dies ist dadurch bedingt, dass der während der ersten Betriebsphase geschlossene erste Schalter 78 das Potential des gemeinsamen Knotens der ersten und zweiten Kapazitäten 74 und 75 auf den Wert der Arbeitspunktspannung V80 zwingt und dass die Differenz-Eingangsspannung des als Operationsverstärker realisierten Regelverstärkers 721 bei geschlossenem Regelkreis Null ist. Wenn zum ersten Abtastzeitpunkt t1 der erste Schalter 78 geöffnet und der zweite Schalter 79 geschlossen wird, fließt allein durch diesen Vorgang keine Ladung auf den invertierenden Eingang zu oder von diesem invertierenden Eingang weg. Gleichzeitig werden jedoch der dritte Schalter 76 geöffnet und der vierte Schalter 77 geschlossen. Durch diesen Vorgang ändert sich das Potential an dem gemeinsamen Knoten der ersten Kapazität 74, und des ersten und zweiten Schalters 76, 77 um eine Spannung, die der Referenzspannung Vref entspricht. Weil der Operationsverstärker 721 aufgrund des geschlossenen Regelkreises den Spannungsausgleich an seinen Eingängen wieder herstellt, ist das Potential an dem der ersten Kapazität 74 und dem zweiten Schalter 79 gemeinsamen Knoten vor Beginn der zweiten Betriebsphase, d.h. vor dem ersten Abtastzeitpunkt t1, und nach Ablauf einer Einschwingzeit des Operationsverstärkers 721 nach Beginn der zweiten Betriebsphase gleich. Die in der ersten Kapazität 74 gespeicherte elektrische Ladung ändert sich dabei um einen Wert, der dem Produkt aus dem Kapazitätswert dieser ersten Kapazität und der Referenzspannung Vref entspricht. Diese Ladungsmenge fließt im Laufe des Einschwingvorganges von dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 721 und damit von dem Integrierereingang ab. Die Spannung am Ausgang des Integrierers ändert sich dabei um eine Spannungsdifferenz, die dem Quotienten aus der abgeflossenen Ladungsmenge und dem Kapazitätswert der Kapazität 722 des Reglers 7 entspricht. Diese Änderung ist im zeitlichen Verlauf gemäß Figur 16 als Anstieg des Vergleichswertes V7 unmittelbar nach dem ersten Abtastzeitpunkt t1 ersichtlich.When the second switch 79 is closed at the beginning of the second phase of operation, the integrator 721, 722 integrates all charges which are fed to its inverting input. Shortly before the first sampling time t1, ie shortly before closing the second switch 79, the voltage across the second switch 79 is zero. This is due to the fact that the first switch 78 closed during the first operating phase forces the potential of the common node of the first and second capacitances 74 and 75 to the value of the operating point voltage V80 and that the differential input voltage of the closed-loop control amplifier 721 implemented as an operational amplifier Is zero. When the first switch 78 is opened at the first sampling time t1 and the second switch 79 is closed, no charge flows to or from this inverting input by this process alone. At the same time, however, the third switch 76 is opened and the fourth switch 77 is closed. By doing so, the potential at the common node of the first capacitance 74, and the first and second switches 76, 77 changes by a voltage corresponding to the reference voltage Vref. Because the operational amplifier 721 restores the voltage balance at its inputs due to the closed loop, the potential at the node common to the first capacitor 74 and the second switch 79 is before the beginning of the second phase of operation, ie before the first sample time t1, and after a settling time has elapsed of the operational amplifier 721 after the beginning of the second phase of operation. The electric charge stored in the first capacitance 74 thereby changes by a value which corresponds to the product of the capacitance value of this first capacitance and the reference voltage Vref. This amount of charge flows in the course of the transient from the inverting input of the operational amplifier 721 and thus from the integrator input. The voltage at the output of the integrator changes by a voltage difference which corresponds to the quotient of the amount of charge flowed off and the capacitance value of the capacitor 722 of the controller 7. This change is in accordance with the time course FIG. 16 as the increase of the comparison value V7 immediately after the first sampling time t1.

Im weiteren zeitlichen Verlauf der zweiten Betriebsphase steigt das Strommesssignal Vs2 langsam weiter an. Ein Anschluss der zweiten Kapazität 75 liegt fest auf dem Wert des Strommesssignals Vs2, während der andere Anschluss über den weiterhin geschlossenen zweiten Schalter 79 mit dem Integratoreingang, d.h. dem nichtinvertierenden Eingang des Regelverstärkers 721, verbunden ist und auf einem konstanten Potential liegt, das der Arbeitspunktspannung V80 entspricht.In the further course of the second operating phase, the current measurement signal Vs2 slowly increases further. One terminal of the second capacitance 75 is fixed to the value of the current measuring signal Vs2, while the other terminal is connected via the second closed switch 79 to the integrator input, ie the non-inverting input of the control amplifier 721, and is at a constant potential, that of the operating point voltage V80 corresponds.

Eine Änderung der Spannung über der zweiten Kapazität 75 entspricht im weiteren Verlauf einer zeitlichen Änderung des Strommesssignals Vs2. Dem Integratoreingang fließt dabei insgesamt eine Ladung zu, die der Spannungsänderung des Strommesssignals Vs2 ab dem Zeitpunkt t1 multipliziert mit einem Kapazitätswert C75 der zweiten Kapazität 75 entspricht.A change in the voltage across the second capacitance 75 corresponds in the further course of a temporal change of the current measurement signal Vs2. A total of a charge flows to the integrator input, which corresponds to the voltage change of the current measurement signal Vs2 multiplied by a capacitance value C75 of the second capacitance 75 from time t1.

Zum zweiten Abtastzeitpunkt t2 wird der zweite Schalter 79 wieder geöffnet und der erste Schalter 78 wird geschlossen. Es kann ab diesem Zeitpunkt also keine weitere Ladung von der zweiten Kapazität 75 auf den Integratoreingang zufließen oder von diesem abfließen, der Integratorzustand wird quasi eingefroren. Die Spannungsänderung am Integratorausgang von einem Zeitpunkt nach dem ersten Abtastzeitpunkt t1, zu dem der Operationsverstärker 721 eingeschwungen ist bis zum zweiten Abtastzeitpunkt t2 entspricht der Spannungsänderung des Strommesssignals Vs2 innerhalb dieser Zeit negativ multipliziert mit dem Kapazitätsverhältnis C75/C722 der Kapazitätswerte C75 und C722 der zweiten Kapazität 75 bzw. der Kapazität 722 des Integrierers. Vom Zeitpunkt t1 bis zum Einschwingen des Operationsverstärkers ändert sich der Integratorausgang um den Wert der Referenzspannung Vref multipliziert mit dem Kapazitätsverhältnis C74/C722 der Kapazitätswerte C74 und C722 der ersten Kapazität 74 und der Kapazität C722 des Integrierers. Damit beträgt eine Spannungsänderung ΔV7 am Integratorausgang vom ersten Abtastzeitpunkt t1 bis zum zweiten Abtastzeitpunkt t2 insgesamt Δ V 7 = Vref C 74 - Δ V C 75 C 722

Figure imgb0003
At the second sampling time t2, the second switch 79 is opened again and the first switch 78 is closed. From this point on, therefore, no further charge can flow from the second capacitor 75 to the integrator input or flow away from it, the integrator state is virtually frozen. The voltage change at the integrator output from a time after the first sampling time t1 at which the operational amplifier 721 has settled to the second sampling time t2 corresponds to the voltage change of the current measuring signal Vs2 within that time negatively multiplied by the capacitance ratio C75 / C722 of the capacitance values C75 and C722 of the second capacitance 75 or the capacity 722 of the integrator. From the time t1 to the settling of the operational amplifier, the integrator output changes by the value of the reference voltage Vref multiplied by the capacitance ratio C74 / C722 of the capacitance values C74 and C722 of the first capacitor 74 and the capacitor C722 of the integrator. Thus, a voltage change ΔV7 at the integrator output from the first sampling time t1 to the second sampling time t2 is a total Δ V 7 = Vref C 74 - Δ V C 75 C 722
Figure imgb0003

Gilt für die Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 innerhalb des Auswertezeitraumes Δt, der zwischen den beiden Abtastzeitpunkten liegt: Δ V = Vref C 74 C 75

Figure imgb0004
so ändert sich der Vergleichswert V7 bezogen auf die Abtastzeitpunkte t1, t2 nicht. Der durch Vref·C74/C75 gegebene Wert stellt hierbei einen Referenzwert dar, mit dem die Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 zur Erzeugung des Vergleichssignals V7 verglichen wird. Ist die Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 kleiner als dieser Referenzwert, so steigt das Vergleichssignal V7 bezogen auf die Abtastzeitpunkte an; der Zeitverlauf für diesen Fall ist in Figur 16 als gestrichelte Linie dargestellt. Entsprechend wird das Vergleichssignal V7 bezogen auf die Abtastzeitpunkte kleiner, wenn die Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 größer als dieser Referenzwert ist; der Zeitverlauf für diesen Fall ist in Figur 17 als durchgezogene Linie dargestellt.Applies to the change ΔV of the current measurement signal Vs2 within the evaluation period Δt, which lies between the two sampling instants: Δ V = Vref C 74 C 75
Figure imgb0004
Thus, the comparison value V7 with respect to the sampling times t1, t2 does not change. The value given by Vref · C74 / C75 in this case represents a reference value, with which the change ΔV of the current measurement signal Vs2 for generating the comparison signal V7 is compared. If the change ΔV of the current measurement signal Vs2 is smaller than this reference value, then the comparison signal V7 increases in relation to the sampling instants; the time course for this case is in FIG. 16 shown as a dashed line. Accordingly, the comparison signal V7 becomes smaller with respect to the sampling timings when the change ΔV of the current measurement signal Vs2 is larger than this reference value; the time course for this case is in FIG. 17 shown as a solid line.

Das am Ausgang des Integrierers zur Verfügung stehende Vergleichssignal V7 bleibt nach dem Ende der zweiten Betriebsphase während der dritten Betriebsphase C bis zum Abschaltzeitpunkt t7 eingefroren und wird entsprechend der vorangehenden Erläuterungen zur Erzeugung des Einschaltdauerregelsignals S7 verwendet.The comparison signal V7 available at the output of the integrator remains frozen after the end of the second operating phase during the third operating phase C until the switch-off time t7 and is used to generate the duty control signal S7 in accordance with the preceding explanations.

Die dritte Betriebsphase kann zum Zeitpunkt t7 oder später enden. An diese dritte Betriebsphase schließt sich eine neue erste Betriebsphase A an. Wann der Betriebsphasenübergang von der dritten auf die erste Phase erfolgt ist nicht relevant; er sollte während der Ausschaltdauer des Schalters T12 erfolgen. In der Betriebsphase A ist der Kapazität 722 des Integrierers eine weitere Kapazität 723 parallel geschaltet. Der Kapazitätswert dieser Kapazität 723 beträgt beispielsweise etwa das 3- bis 10-fache des Kapazitätswertes der Kapazität 722. Diese Kapazität 723 wird während der ersten Betriebsphase A auf einen Spannungswert aufgeladen, der der Differenz zwischen dem Vergleichssignal V7 am Ausgang des Integrierers und der Arbeitspunktspannung V80 entspricht. In der darauf folgenden Betriebsphase C liegt über der Kapazität 722 des Integrierers eine Spannung an, die der Differenz zwischen dem "neuen" Vergleichssignal V7 und der Arbeitspunktspannung V80 entspricht. Durch die Parallelschaltung während der anschließenden Betriebsphase A gleichen sich die Spannungen über beiden Kapazitäten auf einen Wert an, der einem Mittelwert der Spannung während der voran gegangenen Betriebsphase A und der unmittelbar vorangegangenen Betriebsphase C entspricht, gewichtet nach dem Kapazitätsverhältnis der Kapazitäten 722 und 723.The third phase of operation may end at time t7 or later. This third operating phase is followed by a new first operating phase A. When the operational phase transition from the third to the first phase is not relevant; it should be done during the off period of switch T12. In the operating phase A of the capacity 722 of the integrator another capacitor 723 is connected in parallel. The capacitance value of this capacitance 723 is, for example, about 3 to 10 times the capacitance value of the capacitor 722. This capacitance 723 is charged during the first operating phase A to a voltage value which is the difference between the comparison signal V7 at the output of the integrator and the operating point voltage V80 equivalent. In the subsequent phase of operation C is applied to the capacitor 722 of the integrator, a voltage equal to the difference between corresponds to the "new" comparison signal V7 and the operating point voltage V80. Through the parallel connection during the subsequent phase of operation A, the voltages across both capacitances equalize to a value corresponding to an average of the voltage during the preceding phase of operation A and the immediately preceding phase of operation C, weighted by the capacity ratio of the capacitances 722 and 723.

Die Abweichungen der zeitlichen Änderung ΔV des Strommesssignals von dem Referenzwert Vref·C74/C75 werden für alle vorangegangenen Zyklen in Form der Ladung der Kapazität 723 aufsummiert. Die in dieser Kapazität 723 gespeicherte Ladung repräsentiert somit den Integralanteil (I-Anteil) des am Ausgang des Reglers anliegenden Signals. Der reine I-Anteil ist während der Betriebsphasen A am Integratorausgang V7 abgreifbar. Weil die Ladung der Kapazität 722 während jeder Betriebsphase A auf den I-Anteil zurück gesetzt wird, bis zur Betriebsphase C jedoch zusätzlich eine Ladungsänderung erfährt, die zur Abweichung der zeitlichen ΔV von dem Referenzwert Vref·C74/C75 des jeweiligen Betriebszyklus proportional ist, enthält die Kapazität 722 während der Betriebsphase C eine Ladung, die sich von dem I-Anteil um einen Proportionalanteil (P-Anteil) unterscheidet. Das Verhältnis aus I-Anteil und P-Anteil ist durch das Kapazitätsverhältnis der Kapazitäten 722 und 723 wählbar. Die Summe von I-Anteil und P-Anteil der Reglerausgangsspannung ist während der dritten Betriebsphasen C als Vergleichssignal V7 abgreifbar. Das Kapazitätsverhältnis der Kapazitäten ist stark vereinfacht ausgedrückt ein Maß dafür, wie oft die Kapazität 722 während der Betriebsphase B auf eine zur Kapazität 723 unterschiedliche Spannung aufgeladen und anschließend während der Betriebsphase A in die Kapazität 723 entladen werden muss, bis sich die Spannung an der Kapazität 723 um so viel ändert, wie sich die Spannung der Kapazität 722 während jeder Betriebsphase B ändert.The deviations of the temporal change ΔV of the current measuring signal from the reference value Vref * C74 / C75 are summed for all preceding cycles in the form of the charge of the capacitance 723. The charge stored in this capacitance 723 thus represents the integral component (I component) of the signal present at the output of the regulator. The pure I component can be tapped off during the operating phases A at the integrator output V7. Because the charge of the capacitance 722 is reset to the I component during each phase of operation A, however, it additionally experiences a charge change proportional to the deviation of the time ΔV from the reference value Vref * C74 / C75 of the respective cycle of operation the capacitance 722 during the operating phase C is a charge which differs from the I-component by a proportional component (P-component). The ratio of the I component and the P component can be selected by the capacity ratio of the capacitors 722 and 723. The sum of I component and P component of the controller output voltage can be tapped off as comparison signal V7 during the third operating phases C. The capacitance ratio of the capacitances is, in simple terms, a measure of how often the capacitor 722 must be charged to a different voltage from the capacitance 723 during the operating phase B and then discharged into the capacitance 723 during the operating phase A until the voltage across the capacitance 723 changes as much as the voltage of the capacitance 722 changes during each phase of operation B.

Bezugnehmend auf Figur 16 kann das Vergleichssignal insbesondere während der zweiten Betriebsphase zwar erheblichen Schwankungen unterliegen. Während der Betriebsphase C, während der das Vergleichssignal V7 zur Erzeugung des Einschaltdauerregelsignals S7 verwendet wird, unterliegt das Vergleichssignals V7 allerdings keinen Schwankungen und besitzt während dieser Phase insbesondere die oben erläuterte gewünschte Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 zwischen den Auswertezeitpunkten t1, t2.Referring to FIG. 16 Although the comparison signal may be subject to considerable fluctuations, in particular during the second operating phase. During the operating phase C, during which the comparison signal V7 is used to generate the duty control signal S7, however, the comparison signal V7 is subject to no fluctuations and has during this phase in particular the above-described desired dependence on the time change .DELTA.V of the current measurement signal Vs2 between the evaluation times t1, t2 ,

Die Steuerung der einzelnen Schalter erfolgt durch eine nicht näher dargestellte Ablaufsteuerung. Dieser Ablaufsteuerung ist beispielsweise eine Information über den Zeitpunkt des Nulldurchgangs zugeführt. Eine Information über die Auswertedauer Δt=t2-t1 ist in der Ablaufsteuerung beispielsweise fest programmiert, so dass Anfang und Ende der zweiten Betriebsphase B, und damit das Ende der ersten und der Anfang der dritten Betriebsphase unter Berücksichtigung des Nulldurchgangszeitpunkts festliegen. Die Ablaufsteuerung erhält außerdem eine Information über den Ausschaltzeitpunkt, zu dem der zweite Schalter T12 ausgeschaltet wird, und ist beispielsweise dazu ausgebildet, das Ende der dritten Betriebsphase - und damit den Anfang der nachfolgenden ersten Betriebsphase - so zu wählen, dass es eine vorgegebene Zeitdauer nach dem Abschaltzeitpunkt liegt.The control of the individual switches is performed by a flow control, not shown. This sequence control is supplied, for example, information about the time of the zero crossing. Information about the evaluation duration .DELTA.t = t2-t1 is for example permanently programmed in the sequence control, so that the beginning and end of the second operating phase B, and thus the end of the first and the beginning of the third phase of operation are fixed, taking into account the zero-crossing time point. The sequencer also receives information about the turn-off time at which the second switch T12 is turned off, and is configured, for example, to the end of the third phase of operation - and thus the beginning of the subsequent first phase of operation - to be selected so that it is for a predetermined period of time the shutdown time is.

Bei dem dargestellten Vorschaltgerät bewirkt eine Absenkung der Vergleichsspannung V7 eine Verkürzung der maximalen Einschaltdauer, was insbesondere dann, wenn die Schwingkreisinduktivität im Bereich ihrer Sättigung betrieben wird, zu einer Erhöhung der Anregungsfrequenz führen kann, weil die Einschaltdauer des unteren Schalters T12 ab dem Nulldurchgang verkürzt ist. Dadurch sinkt die Schwingungsamplitude von Vs2 ab. Umgekehrt bewirkt eine Anhebung der Vergleichsspannung V7 eine Verlängerung der maximalen Einschaltdauer Tmax, was zu einer Absenkung der Anregungsfrequenz und damit zu einer Erhöhung der Schwingungsamplitude führen kann, so lange sich der Oszillator im Sättigungsbetriebszustand befindet. Im Normalbetriebszustand sind die Anregungsfrequenz und die Schwingungsamplitude hingegen unabhängig von der Vergleichsspannung V7, da das Ende der Einschaltdauer des zweiten Schalters in diesem Fall bereits erreicht wird, noch bevor ein Zurücksetzen des Oszillators durch das Einschaltdauerregelsignal S7 erfolgt.In the illustrated ballast, a lowering of the comparison voltage V7 causes a shortening of the maximum duty cycle, which can lead to an increase of the excitation frequency, in particular when the resonant circuit inductance is operated in the region of saturation, because the duty cycle of the lower switch T12 is shortened from the zero crossing , As a result, the oscillation amplitude of Vs2 decreases. Conversely, an increase in the comparison voltage V7 causes an extension of the maximum duty cycle Tmax, which can lead to a reduction of the excitation frequency and thus to an increase in the oscillation amplitude, as long as the oscillator is in saturation mode. In the normal operating state, on the other hand, the excitation frequency and the oscillation amplitude are independent of the comparison voltage V7, since the end of the switch-on period of the second switch is already reached in this case, even before the oscillator is reset by the switch-on duration control signal S7.

Bezugnehmend auf die vorangehenden Erläuterungen beeinflusst das Vergleichssignal V7 die Schaltfrequenz der Halbbrücke nur dann, wenn das Zeitmesssignal V8 den Wert des Vergleichssignals V7 erreicht, noch bevor das Ende der durch die Grundfrequenz des Oszillators 6 vorgegebene Einschaltdauer des zweiten Schalters T12 erreicht ist. Um sicherzustellen, dass die Ansteuerschaltung bei einer beginnenden Sättigung der Schwingkreisinduktivität rasch reagiert, dass das Vergleichssignal V7 also rasch abgesenkt wird, um effektiv eine Verkürzung der Ansteuerperiode zu erreichen, ist bei einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, das Vergleichssignal V7 bereits während der Zeitdauer, während der das Frequenzsignal FS zum Zünden der Lampe abgesenkt wird, so zu erzeugen, dass die durch die Einschaltdauerregelung 9 vorgegebene Einschaltdauer annähernd mit der durch die Grundfrequenz des Oszillators 6 vorgegebenen Einschaltdauer übereinstimmt. Dies ist gleichbedeutend damit, dass das Vergleichssignal V7 so erzeugt wird, dass das Zeitmesssignal V8 dieses Vergleichssignal V7 zum gleichen Zeitpunkt erreicht, zu dem die Spannung über dem Kondensator 61 des Oszillators 6 den oberen Vergleichswert V67 erreicht. Das Vergleichswertsignal V7 hat dabei zunächst keinen Einfluss auf die Ansteuerfrequenz. Beginnt die Schwingkreisinduktivität jedoch in Sättigung zu gehen, und steigt der Schwingkreisstrom rasch an, so kann der Vergleichswert V7 ausgehend von dem "eingeschwungenen Wert", der sich zuvor eingestellt hat, rasch weiter abgesenkt werden, um dadurch effektiver die Einschaltdauern der beiden Schalter der Halbbrücke zu begrenzen und damit die Ansteuerfrequenz zunächst wieder anzuheben.Referring to the foregoing, the comparison signal V7 affects the switching frequency of the half-bridge only when the timing signal V8 reaches the value of the comparison signal V7 before the end of the duty of the second switch T12 predetermined by the fundamental frequency of the oscillator 6 is reached. In order to ensure that the drive circuit reacts quickly when the resonant circuit inductance begins to saturate, ie that the comparison signal V7 is lowered rapidly in order to effectively shorten the drive period, in one embodiment the comparison signal V7 is already provided during the time period during which the Frequency signal FS is lowered to ignite the lamp, so to produce that the predetermined by the duty control 9 duty cycle coincides approximately with the predetermined by the fundamental frequency of the oscillator 6 duty cycle. This is equivalent to generating the comparison signal V7 so that the timing signal V8 reaches this comparison signal V7 at the same time as the voltage across the capacitor 61 of the oscillator 6 reaches the upper comparison value V67. The comparison value signal V7 initially has no influence on the drive frequency. However, as the resonant circuit inductance begins to saturate and the resonant circuit current rapidly increases, the comparison value V7 can be rapidly lowered further from the "settled value" which has previously set, thereby more effectively reducing the on-times of the two switches of the half-bridge to limit and thus raise the Ansteuerfrequenz first again.

Die Funktionsweise des erläuterten Vorschaltgeräts wird nachfolgend anhand von Figur 17 erläutert, in der jeweils über der Zeit das Frequenzsignal FS, das Strommesssignal Vs2, der Vergleichswert V7 und die Anregungsfrequenz f=1/Tp dargestellt sind. Um ein Zünden der Lampe zu erreichen, wird das Frequenzsignal FS durch eine nicht näher dargestellte zentrale Steuerschaltung so erzeugt, dass sich das Frequenzsignal FS langsam an die Resonanzfrequenz annähert. In dem dargestellten Beispiel erfolgt eine solche Annäherung an die Resonanzfrequenz durch ein stufenweises (treppenförmiges) Absenken des Frequenzsignals FS. Die durch die Einschaltdauerregelschaltung 9 ermittelte maximale Einschaltdauer Tmax ab dem Stromnulldurchgang ist hierbei zunächst länger als die durch den Oszillator 6 eingestellte Einschaltdauer, die Anregungsfrequenz ist während dieser Betriebsphase dadurch zunächst von dem Frequenzsignal FS ab und nicht von dem Vergleichssignal V7 abhängig. Die Frequenz f=1/Tp sinkt bedingt durch das Absenken des Frequenzsignals FS ab. Diese Frequenz 1/Tp liegt beispielsweise im Bereich von einigen 10kHz.The operation of the illustrated ballast is described below with reference to FIG. 17 explained, in each of which over time the frequency signal FS, the current measurement signal Vs2, the comparison value V7 and the excitation frequency f = 1 / Tp are shown. In order to achieve ignition of the lamp, the frequency signal FS is generated by a central control circuit not shown in detail so that the frequency signal FS slowly approaches the resonant frequency. In the illustrated example, such an approximation to the resonant frequency is effected by a stepwise (step-shaped) lowering of the frequency signal FS. The maximum duty cycle Tmax determined by the duty cycle control circuit 9 from the current zero crossing is initially longer than the switch-on duration set by the oscillator 6, the excitation frequency thereby being dependent on the frequency signal FS and not on the comparison signal V7 during this operating phase. The frequency f = 1 / Tp decreases due to the lowering of the frequency signal FS. This frequency 1 / Tp is for example in the range of a few 10 kHz.

Die Amplitude des Strommesssignals Vs2 steigt während dem Absenken der Frequenz f zunächst relativ langsam an. Das Vergleichssignal V7 kann während dieser Phase so nachgeführt werden, dass der Oszillator 6 im Normalbetriebszustand, jedoch an der Grenze zum Sättigungsbetriebszustand betrieben wird. Das Vergleichssignal V7 ist also so eingestellt, dass ein Signalimpuls des Einschaltdauerregelsignals S7 (vgl. Figuren 6 und 7) zum selben Zeitpunkt oder kurz nach einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem der Oszillator 6 bedingt durch das Frequenzsignal FS ohnehin zurückgesetzt wird. Das Vergleichssignal V7 steigt dabei langsam an.The amplitude of the current measuring signal Vs2 initially increases relatively slowly during the lowering of the frequency f. The comparison signal V7 can be tracked during this phase so that the oscillator 6 is operated in the normal operating state, but at the limit to the saturation operating state. The comparison signal V7 is thus set so that a signal pulse of the duty control signal S7 (see FIG. FIGS. 6 and 7 ) is generated at the same time or shortly after a time at which the oscillator 6 is reset due to the frequency signal FS anyway. The comparison signal V7 increases slowly.

ts bezeichnet in Figur 17 einen Zeitpunkt, zu dem die Schwingkreisinduktivität beginnt in Sättigung zu gehen. Die Amplitude des Strommesssignals Vs2 steigt nun wesentlich schneller an. Ein abruptes Ansteigen der Amplitude kann dabei beispielsweise durch die anhand der Figuren 9 und 14 erläuterten Maßnahmen verhindert werden, bei denen das Strommesssignal über einen Koppelkondensator 84 oder eine gesteuerte Stromquelle 83 unmittelbar die Erzeugung des Einschaltdauerregelsignals S7 beeinflusst, wodurch bereits eine Verkürzung der Einschaltdauer erreicht wird, noch bevor über das Vergleichssignal V7 eine Verkürzung der Einschaltdauer erreicht werden kann.ts denotes in FIG. 17 a time when the resonant circuit inductance begins to saturate. The amplitude of the current measurement signal Vs2 now increases much faster. An abrupt increase in the amplitude can thereby for example, by the basis of the Figures 9 and 14 be prevented measures in which the current measurement signal via a coupling capacitor 84 or a controlled current source 83 directly affects the generation of the duty control signal S7, which already a shortening of the duty cycle is achieved even before the comparison signal V7 a shortening of the duty cycle can be achieved.

Während des Anstiegs der Stromamplitude erhöht sich bedingt durch die Verkürzung der Einschaltdauern die Anregungsfrequenz f. Diese erhöhte Frequenz liegt beispielsweise im Bereich von 50kHz. Der Oszillator arbeitet nun im Sättigungsbetriebszustand, d.h. das Einschaltdauerregelsignal S7 bestimmt die Anregungsfrequenz und nicht mehr das Frequenzsignal FS. Dieser Übergang des Oszillators 6 in den Sättigungsbetriebszustand wird durch die Ablaufsteuerung (nicht dargestellt) detektiert, die daraufhin das Frequenzsignal nicht weiter absenkt. Eine solche Detektion des Sättigungsbetriebszustandes kann bezugnehmend auf Figur 7 beispielsweise dadurch erfolgen, dass die zeitlichen Lage eines durch den Komparator 67 erzeugten Rücksetzimpulses und eines Impulses des Einschaltdauerregelsignals S7 miteinander verglichen werden. Liegt der Impuls des Einschaltdauerregelsignals S7 während mehrerer aufeinanderfolgender Ansteuerzyklen zeitlich vor dem Rücksetzimpuls des Komparators, so kann davon ausgegangen werden, dass sich der Oszillator 6 im Sättigungsbetriebszustand befindet.During the increase of the current amplitude, the excitation frequency f increases due to the shortening of the switch-on durations. This increased frequency is for example in the range of 50 kHz. The oscillator now operates in the saturation operating state, ie the duty control signal S7 determines the excitation frequency and not the frequency signal FS. This transition of the oscillator 6 in the saturation operating state is detected by the sequence control (not shown), which then does not lower the frequency signal further. Such a detection of the saturation operation state can be made with reference to FIG FIG. 7 For example, by the fact that the timing of a reset pulse generated by the comparator 67 and a pulse of the duty control signal S7 are compared with each other. If the pulse of the duty control signal S7 during several consecutive drive cycles in time before the reset pulse of the comparator, it can be assumed that the oscillator 6 is in the saturation mode.

Die zuvor erläuterte Regelung des Vergleichssignals V7, beispielsweise mittels eines PI-Reglers, verhindert während dieses Betriebszustandes ein unkontrolliertes Ansteigen der Schwingkreisamplitude. Ein Ansteigen des Vergleichssignals V7 nach dem Sättigungszeitpunkt ts kann in dem dargestellten Beispiel dadurch erklärt werden, dass die Stromanstiegsgeschwindigkeit bzw. die ermittelte zeitliche Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 zu diesem Zeitpunkt noch unterhalb des Sollwertes/Referenzwertes liegt. Die Schwingungsamplitude erhöht sich dadurch noch bis zu einem Zeitpunkt tmax_am, zu dem die zeitliche Änderung ΔV des Strommesssignals Vs2 den Referenzwert erreicht, so dass kein weiterer Anstieg des Vergleichswertes V7 mehr erfolgt. Wenn keine Nachregelung des Vergleichssignals an der Grenze zwischen Normalbetriebszustand und Sättigungsbetriebszustand erfolgen würde, wäre das Vergleichssignal bis zum Beginn des Sättigungsbetriebszustands nahezu konstant.The previously explained control of the comparison signal V7, for example by means of a PI controller, prevents an uncontrolled increase in the resonant circuit amplitude during this operating state. An increase of the comparison signal V7 after the saturation time ts can be explained in the illustrated example in that the current increase speed or the determined time change ΔV of the current measurement signal Vs2 at this time is still below the Setpoint / reference value is. As a result, the oscillation amplitude increases until a time tmax_am at which the time change ΔV of the current measurement signal Vs2 reaches the reference value, so that no further increase in the comparison value V7 occurs. If no readjustment of the comparison signal would occur at the boundary between the normal operating state and the saturated operating state, the comparison signal would be almost constant until the beginning of the saturation operating state.

ti bezeichnet in Figur 17 einen Zeitpunkt, zu dem die Lampe zündet. Die von der Lampe aufgenommene Wirkleistung steigt dabei so weit an, dass die Schwingungsamplitude einbricht. Der Regler 7 versucht zunächst noch, gegenzusteuern und hebt das Vergleichssignal V7 weiter an. Wegen der geringeren Schwingungsamplitude und der daraus resultierenden längeren Einschaltdauer sinkt die Anregungsfrequenz wieder ab.ti denotes in FIG. 17 a time when the lamp ignites. The active power absorbed by the lamp increases so much that the oscillation amplitude breaks down. The controller 7 first tries to counteract and raises the comparison signal V7 on. Because of the lower oscillation amplitude and the resulting longer duty cycle, the excitation frequency decreases again.

tn bezeichnet in Figur 17 einen Zeitpunkt, zu dem das Vergleichssignal V7 so weit angestiegen ist, dass der Normalbetriebszustand des Oszillators 6 wieder erreicht ist. Die Ablaufsteuerung detektiert diesen Übergang des Oszillators in den Normalbetriebszustand senkt das Frequenzsignal FS nach einer kurzen Verzögerungszeit weiter bis auf eine Betriebsfrequenz ab, die beispielsweise im Bereich von 40kHz liegt.tn denotes in FIG. 17 a time at which the comparison signal V7 has risen so far that the normal operating state of the oscillator 6 is reached again. The sequencer detects this transition of the oscillator into the normal operating state further lowers the frequency signal FS after a short delay time to an operating frequency, which is for example in the range of 40 kHz.

Das zuvor erläuterte Verfahren zur Regelung der Zündspannung arbeitet bei einer konstanten oder bei einer sich langsam ändernden Last sehr stabil und genau. Insbesondere können auch Lampenkreise mit Stromvorheizung, bei denen die Lampe für die in Reihe mit dem Resonanzkondensator geschalteten Heizwendeln eine sehr hohe Wirkleistung aufnimmt, ausreichend genau geregelt werden. Insbesondere bei Kaltstartgeräten, bei denen die Lampe von der Zündung nicht vorgeheizt wird, kann es jedoch vorkommen, dass zunächst eine Glimmentladung der Lampe einsetzt und die Lampe dabei Wirkleistung aufnimmt, auf die der Zündregler mit einer Anhebung des Vergleichswertes V7 reagiert, um die abgenommene Wirkleistung bereitzustellen. Die Glimmentladung kann aber spontan auch zeitweise aussetzen, wodurch die Schwingungsamplitude des Schwingkreisstromes I1 wegen der hohen bereitgestellten Wirkleistung relativ schnell ansteigt. Aus Stabilitätsgründen ist der Regler 72 der Auswerteschaltung jedoch so dimensioniert, dass er auf ein solches sehr rasches Ansteigen nicht schnell genug reagieren kann. In diesem Fall wird es zu einer Abschaltung wegen Überstrom durch eine nicht näher dargestellte, in der Halbbrücke vorhandene Überstromschutzschaltung kommen.The previously explained method for controlling the ignition voltage works very stable and accurate at a constant or at a slowly changing load. In particular, lamp circuits with current preheating, in which the lamp receives a very high active power for the heating coils connected in series with the resonance capacitor, can be regulated with sufficient accuracy. However, in particular in the case of cold start devices in which the lamp is not preheated by the ignition, it may happen that initially a glow discharge of the lamp is used and the lamp thereby picks up active power to which the ignition controller reacts with an increase of the comparison value V7, to provide the decreased active power. However, the glow discharge can spontaneously also temporarily suspend, whereby the oscillation amplitude of the resonant circuit current I1 rises relatively quickly because of the high active power provided. For reasons of stability, however, the controller 72 of the evaluation circuit is dimensioned such that it can not react quickly enough to such a very rapid increase. In this case, there will be a shutdown due to overcurrent by a non-illustrated, in the half-bridge existing overcurrent protection circuit.

Um ein solches überstrombedingtes Abschalten zu vermeiden, ist bei einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, das Eingangssignal des Reglers 72 oder den Proportionalanteil des Vergleichssignals V7 unabhängig vom Integralanteil auszuwerten und bei einem schnellen Anstieg des Proportionalanteils das Vergleichssignal V7 abrupt auf einen kleinen Wert abzusenken, und zwar auf einen solchen Wert, der sich üblicherweise ohne Wirklast einstellt. Von diesem neuen Startwert des Vergleichssignals V7 aus kann die Schwingungsamplitude zumindest nicht schnell weiter ansteigen und der Regler 72 hat Zeit, unter den geänderten Lastbedingungen erneut einzuschwingen. Ein solcher Vorgang ist in Figur 18 veranschaulicht, in der der Strom I1 durch die Lampe, die Spannung Vc1 über der Lampe, das Strommesssignal Vs2, das Vergleichssignal V7 und die Schwingkreisfrequenz f=1/Tp für diesen Fall über der Zeit dargestellt sind. t10 bezeichnet hierbei einen Zeitpunkt nach dem das Vergleichssignal V7 abgesenkt wird.In order to avoid such an overcurrent-related shutdown, it is provided in one embodiment to evaluate the input signal of the controller 72 or the proportional component of the comparison signal V7 irrespective of the integral component and abruptly lower the comparison signal V7 to a small value with a rapid increase of the proportional component, namely to one such value, which usually occurs without active load. From this new start value of the comparison signal V7, the oscillation amplitude can at least not increase further quickly and the controller 72 has time to re-settle under the changed load conditions. Such a process is in FIG. 18 1, which illustrates the current I1 through the lamp, the voltage Vc1 across the lamp, the current sense signal Vs2, the comparison signal V7, and the resonant circuit frequency f = 1 / Tp for this case over time. In this case, t10 denotes a time after which the comparison signal V7 is lowered.

Bei einer starken Sättigung der Schwingkreisinduktivität verändert sich der Verlauf der Schwingkreisspannung von einem sinusförmigen Verlauf zu einem trapezförmigen Verlauf. Der für ein Zünden der Lampe maßgebliche Effektivwert ist bei gleicher Amplitude bei einem trapezförmigen Spannungsverlauf dabei höher als bei einem sinusförmigen Spannungsverlauf. Bei einem Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen, die Sättigungstiefe zu detektieren, d.h. zu detektieren, wie stark die Schwingkreisinduktivität in Sättigung betrieben wird. Dies kann beispielsweise durch Auswerten des Spitzenstromes bzw. des Maximalwertes des Strommesssignals Vs2 erfolgen. Die Sättigungstiefe ist dabei um so höher, je höher dieser Maximalwert ist. Bei einer hohen Sättigungstiefe und einem daraus resultierenden trapezförmigen Spannungsverlauf ist vorgesehen, die Schwingungsamplitude die sich gesteuert durch das Vergleichssignal V7 während des Sättigungsbetriebszustandes einstellt, zu reduzieren. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Vergleichssignal abhängig von der Sättigungstiefe erzeugt und bei einer hohen Sättigungstiefe reduziert wird. Dies kann bei dem in Figur 15 dargestellten Regler 7 beispielsweise dadurch erfolgen, dass zusätzlich Ladung in die geschalteten Kapazitäten 74, 75 eingespeist wird.With a strong saturation of the resonant circuit inductance, the course of the resonant circuit voltage changes from a sinusoidal course to a trapezoidal course. The effective rms value for an ignition of the lamp is higher with the same amplitude with a trapezoidal voltage curve than with a sinusoidal voltage curve. In one embodiment, it is now provided to detect the saturation depth, ie to detect how much the Oscillating circuit inductance is operated in saturation. This can be done, for example, by evaluating the peak current or the maximum value of the current measurement signal Vs2. The saturation depth is higher, the higher this maximum value is. With a high saturation depth and a resulting trapezoidal voltage curve, it is provided to reduce the oscillation amplitude, which is set in a controlled manner by the comparison signal V7 during the saturation operating state. This is done, for example, by generating the comparison signal as a function of the saturation depth and reducing it at a high saturation depth. This can be done in the FIG. 15 controller 7, for example, take place in that additional charge in the switched capacitors 74, 75 is fed.

Claims (16)

Verfahren zum Ansteuern einer Leuchtstofflampe (LL), die an einen Reihenschwingkreis mit einer Schwingkreisinduktivität (L1) und einer Schwingkreiskapazität (C1) angeschlossen ist, mit folgenden Verfahrensschritten: Anlegen einer Anregungswechselspannung mit einer Anregungsfrequenz an den Reihenschwingkreis (L1, C1) unter Verwendung einer Halbbrückenschaltung (T11, T12), die einen Ausgang (OUT) aufweist, an den der Reihenschwingkreis gekoppelt ist, und die einen ersten und einen zweiten Schalter (T11, T12) aufweist, die mit einer durch ein Frequenzsignal (FS) vorgegebenen Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz erhöhten Frequenz leitend und sperrend angesteuert werden; Erfassen eines den Schwingkreis durchfließenden Schwingkreisstroms, und Ansteuern der Schalter (T11, T12) mit der Grundfrequenz oder mit der gegenüber der Grundfrequenz erhöhten Frequenz abhängig von einer zeitlichen Änderung des Schwingkreisstromes (I1) zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten (t1, t2), die innerhalb einer Einschaltdauer eines der Schalter (T11, T12) liegen. Method for driving a fluorescent lamp (LL), which is connected to a series resonant circuit with a resonant circuit inductance (L1) and a resonant circuit capacitance (C1), with the following method steps: Applying an excitation AC voltage having an excitation frequency to the series resonant circuit (L1, C1) using a half-bridge circuit (T11, T12) having an output (OUT) to which the series resonant circuit is coupled and comprising a first and a second switch (T11, T12), which are activated with a base frequency predetermined by a frequency signal (FS) or with a frequency which is increased relative to the fundamental frequency, in a conductive and blocking manner; Detecting a resonant circuit current flowing through the resonant circuit, and Actuating the switches (T11, T12) at the fundamental frequency or at the frequency increased relative to the fundamental frequency as a function of a temporal change of the resonant circuit current (I1) between two time-separated evaluation times (t1, t2) which are within a switch-on time of one of the switches (T11, T12). Verfahren nach Anspruch 1, das während einer Einschaltdauer (T2) eines der Schalter (T12) aufweist: Abschalten des Schalters (T12) spätestens nach Ablauf einer vorgegebenen maximalen Zeitdauer (Tmax) nach Vorliegen einer vorgegebenen Phasenlage des Schwingkreisstromes (I1), wobei diese Zeitdauer (Tmax) abhängig ist von einer zeitlichen Änderung des Schwingkreisstromes (I1) zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten (t1, t2), die innerhalb der Einschaltdauer liegen. Method according to claim 1, having one of the switches (T12) during a switch-on time (T2): Switching off the switch (T12) at the latest after a predetermined maximum time (Tmax) after the presence of a predetermined phase position of the resonant circuit current (I1), this time period (Tmax) is dependent on a temporal change of the resonant circuit current (I1) between two temporally spaced evaluation times ( t1, t2) which are within the duty cycle. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die vorgegebene Phasenlage ein Nulldurchgang des Schwingkreisstromes ist.The method of claim 2, wherein the predetermined phase position is a zero crossing of the resonant circuit current. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine Einschaltdauer des einen Schalters (T12) ermittelt wird und bei dem der andere Schalter bei einer nachfolgenden leitenden Ansteuerung für eine Zeitdauer leitend angesteuert wird, die zwischen der Einschaltdauer des einen Schalters (T12) und einer durch das Frequenzsignal (FS) bestimmten Einschaltdauer liegt.Method according to one of Claims 1 to 3, in which a switch-on duration of the one switch (T12) is determined and in which the other switch is turned on in a subsequent conducting drive for a period of time which is between the switch-on duration of the one switch (T12) and a duty cycle determined by the frequency signal (FS). Verfahren nach Anspruch 4, bei der die Einschaltdauer des anderen Schalters (T11) der Einschaltdauer des einen Schalters (T12) entspricht.Method according to Claim 4, in which the switch-on duration of the other switch (T11) corresponds to the switch-on duration of the one switch (T12). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das aufweist: Ermitteln eines ersten Differenzwertes, der abhängig ist von einer Differenz zwischen Werten des Schwingkreisstromes (I1) zu den Auswertezeitpunkten; Ermitteln eines zweiten Differenzwertes, der abhängig ist von einer Differenz zwischen dem ersten Differenzwert und einem Referenzwert (Vref); Einstellen der maximalen Zeitdauer (Tmax) derart, dass sie abhängig ist von wenigstens einem zweiten Differenzwert, der für eine Einschaltdauer ermittelt wurde. Method according to one of claims 1 to 5, comprising: Determining a first difference value that is dependent on a difference between values of the resonant circuit current (I1) at the evaluation times; Determining a second difference value that is dependent on a difference between the first difference value and a reference value (Vref); Setting the maximum time duration (Tmax) such that it is dependent on at least one second difference value that was determined for a duty cycle. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das aufweist: Ermitteln eines ersten Differenzwertes, der abhängig ist von einer zeitlichen Differenz zwischen den Auswertezeitpunkten, wobei ein erster Auswertezeitpunkt (t1) dann vorliegt, wenn der Schwingkreisstrom (I1) einen ersten Referenzwert (V1) annimmt, und wobei ein zweiter Auswertezeitpunkt (t1) dann vorliegt, wenn der Schwingkreisstrom (I1) einen zweiten Referenzwert (V2) annimmt; Ermitteln eines zweiten Differenzwertes, der abhängig ist von einer Differenz zwischen einem von einem Kehrwert des ersten Differenzwertes abhängigen Wert und einem Referenzwert; Einstellen der maximalen Zeitdauer (Tmax) derart, dass sie abhängig ist von wenigstens einem zweiten Differenzwert, der für eine Einschaltdauer ermittelt wurde. Method according to one of claims 1 to 5, comprising: Determining a first difference value, which is dependent on a time difference between the evaluation times, wherein a first evaluation time (t1) is present when the resonant circuit current (I1) assumes a first reference value (V1), and wherein a second evaluation time (t1) then exists . when the resonant circuit current (I1) assumes a second reference value (V2); Determining a second difference value which is dependent on a difference between a value dependent on a reciprocal value of the first difference value and a reference value; Setting the maximum time duration (Tmax) such that it is dependent on at least one second difference value that was determined for a duty cycle. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die maximale Zeitdauer (Tmax) derart eingestellt wird, dass sie abhängig ist von mehreren zweiten Differenzwerten, die während mehrerer Einschaltdauern ermittelt wurden.A method according to claim 6 or 7, wherein the maximum time duration (Tmax) is set to be dependent on a plurality of second difference values obtained during a plurality of turn-on periods. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die maximale Zeitdauer (Tmax) einen Proportionalanteil aufweist, der proportional ist zu einem der zweiten Differenzwerte, und einen Integralanteil aufweist, der abhängig ist von dem Integral mehrerer zweiter Differenzwerte.The method of claim 8, wherein the maximum time duration (Tmax) has a proportional component that is proportional to one of the second differential values and has an integral component that is dependent on the integral of a plurality of second differential values. Lampenvorschaltgerät, das aufweist: einen Reihenschwingkreis mit Anschlussklemmen zum Anschließen einer Leuchtstofflampe; eine Halbbrückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten Schalter (T11, T12) und mit einem Ausgang (Out), der an den Reihenschwingkreis angeschlossen ist; eine Ansteuerschaltung (1) die dazu ausgebildet ist, den ersten und zweiten Schalter (T11, T12) abwechselnd leitend und sperrend mit einer von einem Frequenzsignal (FS) abhängigen Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz erhöhten Frequenz anzusteuern, und dazu ausgebildet ist einen Strom (I1) durch den Schwingkreis zu erfassen und abhängig von einer zeitlichen Änderung des Schwingkreisstromes (I1) zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten (t1, t2), die innerhalb einer Einschaltdauer eines der Schalter (T11, T12) liegen, die Schalter mit der Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz erhöhten Frequenz anzusteuern. Lamp ballast comprising: a series resonant circuit with terminals for connecting a fluorescent lamp; a half-bridge circuit having a first and a second switch (T11, T12) and having an output (Out) connected to the series resonant circuit; a drive circuit (1) which is designed to control the first and second switches (T11, T12) alternately conducting and blocking with a frequency dependent on a frequency signal (FS) fundamental frequency or with respect to the fundamental frequency increased frequency, and is adapted to a current (I1) through the resonant circuit to detect and dependent of a temporal change of the resonant circuit current (I1) between two temporally spaced evaluation times (t1, t2) which are within a duty cycle of one of the switches (T11, T12) to drive the switches at the fundamental frequency or at a frequency increased from the fundamental frequency. Lampenvorschaltgerät nach Anspruch 10, bei dem die Ansteuerschaltung aufweist: einen Oszillator (6), dem das Frequenzsignal (FS) und ein Einschaltdauerregelsignal (S7) zugeführt ist und der abhängig von dem Einschaltdauerregelsignal ein Oszillatorsignal (S6) mit einer von dem Frequenzsignal (FS) abhängigen Grundfrequenz oder mit einer gegenüber der Grundfrequenz erhöhten Frequenz bereitstellt; eine Ansteuersignalerzeugungsschaltung (5), der das Oszillatorsignal (S6) zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, ein erstes Ansteuersignal (S11) für den ersten Schalter (T11) und ein zweites Ansteuersignal (S12) für den zweiten Schalter (T12) abhängig von dem Oszillatorsignal zu erzeugen; eine Strommessanordnung (Rs2), die dazu ausgebildet ist, ein wenigstens zeitweise von einem Strom durch den Schwingkreis abhängiges Strommesssignal (Vs2) zu erzeugen; eine Einschaltdauerregelschaltung (9), die dazu ausgebildet ist, eine zeitliche Änderung des Strommesssignals (Vs2) zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten (t1, t2), die innerhalb einer Einschaltdauer eines der Schalter (T11, T12) liegen, zu ermitteln und das Einschaltdauerregelsignal (S7) abhängig von dieser zeitlichen Änderung zu erzeugen. Lamp ballast according to claim 10, wherein the drive circuit comprises: an oscillator (6) to which the frequency signal (FS) and a duty control signal (S7) is supplied and which, depending on the duty control signal, provides an oscillator signal (S6) having a fundamental frequency dependent on the frequency signal (FS) or a frequency increased from the fundamental frequency ; a drive signal generating circuit (5) to which the oscillator signal (S6) is supplied and which is adapted to receive a first drive signal (S11) for the first switch (T11) and a second drive signal (S12) for the second switch (T12) depending on the To generate oscillator signal; a current measuring arrangement (Rs2) which is designed to generate a current measuring signal (Vs2) which is dependent at least temporarily on a current through the oscillating circuit; a duty control circuit (9), which is designed to determine a time change of the current measurement signal (Vs2) between two time-spaced evaluation times (t1, t2), which are within a duty cycle of one of the switches (T11, T12), and the duty control signal ( S7) depending on this temporal change. Lampenvorschaltgerät nach Anspruch 11, bei der die Einschaltdauerregelschaltung (9) aufweist: einen Phasendetektor (91), dem das Strommesssignal (Vs2) zugeführt ist und die ein Phasendetektionssignal (S91) bereitstellt; eine durch das Phasendetektionssignal (S91) aktivierbare und deaktivierbare Zeitmessanordnung (8), die dazu ausgebildet ist, in aktiviertem Zustand ein über der Zeit ansteigendes Zeitmesssignal (V8) bereitzustellen; eine Vergleichswerterzeugungsschaltung (7), der das Strommesssignal (Vs2) zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, einen Vergleichswert (V7) zu erzeugen, der abhängig ist von einer zeitlichen Änderung des Strommesssignals (Vs2) zwischen zwei zeitlich beabstandeten Auswertezeitpunkten (t1, t2), die innerhalb einer Einschaltdauer eines der Schalter (T11, T12) liegen; einen Vergleicher (95), dem das Zeitmesssignal (V8) und der Vergleichswert (V7) zugeführt sind und der das Einschaltdauerregelsignal (S7) abhängig von einem Vergleich des Zeitmesssignals (V8) mit dem Vergleichswert (V7) erzeugt. Lamp ballast according to claim 11, wherein the duty control circuit (9) comprises: a phase detector (91) to which the current measurement signal (Vs2) is supplied and which provides a phase detection signal (S91); a timing device (8) activatable and deactivatable by the phase detection signal (S91) and configured to provide, in the activated state, a timing signal (V8) increasing over time; a comparison value generation circuit (7) to which the current measurement signal (Vs2) is fed and which is designed to generate a comparison value (V7) which is dependent on a temporal change of the current measurement signal (Vs2) between two evaluation times (t1, t2) spaced apart in time which are within a duty cycle of one of the switches (T11, T12); a comparator (95) to which the timing signal (V8) and the comparison value (V7) are supplied and which generates the duty control signal (S7) in accordance with a comparison of the timing signal (V8) with the comparison value (V7). Lampenvorschaltgerät nach Anspruch 11 oder 12, bei dem die Einschaltdauerregelschaltung (9) dazu ausgebildet ist, das Einschaltdauerregelsignal (S7) abhängig von dem Strommesssignal (Vs2) zu erzeugen.Lamp ballast according to claim 11 or 12, wherein the duty control circuit (9) is adapted to generate the duty control signal (S7) depending on the current measurement signal (Vs2). Lampenvorschaltgerät nach Anspruch 12 und 13, bei dem die Zeitmessanordnung (8) dazu ausgebildet ist, das Zeitmesssignal so zu erzeugen, dass eine zeitliche Änderung des Zeitmesssignals (V8) abhängig ist von dem Strommesssignal (Vs2).Lamp ballast according to claim 12 and 13, wherein the timing arrangement (8) is adapted to generate the timing signal so that a temporal change of the timing signal (V8) is dependent on the current measurement signal (Vs2). Lampenvorschaltgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die Vergleichswerterzeugungsschaltung (7) aufweist: eine Abtasteinheit (71), der das Strommesssignal zugeführt ist und die dazu ausgebildet ist, einen von einer zeitlichen Änderung des Strommesssignals (Vs2) abhängigen Änderungswert zu erzeugen; einen Regler, dem der Änderungswert zugeführt ist und der den Vergleichswert (V7) bereitstellt. A lamp ballast according to any one of claims 12 to 14, wherein the comparison value generating circuit (7) comprises: a sampling unit (71) to which the current measurement signal is supplied and which is designed to generate a change value dependent on a temporal change of the current measurement signal (Vs2); a controller to which the modification value is supplied and which provides the comparison value (V7). Lampenvorschaltgerät nach Anspruch 15, bei dem der Regler ein PI-Regler ist.Lamp ballast according to claim 15, wherein the controller is a PI controller.
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