EP2153703B1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer leuchstofflampe - Google Patents

Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer leuchstofflampe Download PDF

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EP2153703B1
EP2153703B1 EP07728797.7A EP07728797A EP2153703B1 EP 2153703 B1 EP2153703 B1 EP 2153703B1 EP 07728797 A EP07728797 A EP 07728797A EP 2153703 B1 EP2153703 B1 EP 2153703B1
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fluorescent lamp
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filament
switch
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    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection

Definitions

  • the present invention relates to a circuit arrangement for operating a fluorescent lamp having a first and a second coil, wherein the circuit arrangement comprises a heater for the first and the second coil. It also relates to a method for operating a fluorescent lamp having a first and a second coil on a circuit arrangement with a heater for the first and the second coil.
  • Permanent filament heating to prevent such buildup is undesirable due to the concomitant continuous losses that result in a significant degradation in the efficiency of the fluorescent lamp, as well as the heating of the cold spot for the HG vapor pressure adjustment.
  • Heating of coils for ignition the fluorescent lamp is very short, ie this heating process is less than 0.5 s and is predominantly inhomogeneous. As a result, deposits can neither be removed nor their formation prevented.
  • a fluorescent lamp system which periodically shuts off the fluorescent lamps to allow ambient light to be measured.
  • the object of the present invention is to further develop a circuit arrangement mentioned at the outset and an initially mentioned method such that an extension of the service life of fluorescent lamps is made possible.
  • the present invention is based on the finding that the above-mentioned object can be achieved optimally when the coils are heated at periodic intervals, in order to avoid deposits and the resulting life-shortening effects.
  • the periodicity will be fixed to different operating parameters of the fluorescent lamp, as will be described in detail below. As a result, very long life of fluorescent lamps can be achieved, and this with a hardly relevant deterioration of the efficiency.
  • a circuit arrangement according to the invention therefore further comprises a device for storing at least one threshold value for at least one operating parameter of the fluorescent lamp, a device for determining the value of the at least one operating parameter and a Heating the first and second coil to activate when, first, the at least one threshold of the at least one operating parameter has been exceeded and, secondly, a switch-off signal has been received via the interface.
  • a circuit device according to the invention in fluorescent lamps, in which the coils may not be heated in a range of dimming positions above 80% of the maximum dimming position, in order to continue to achieve the optimal lamp operating conditions (a so-called cut-off operation).
  • control device is furthermore designed, it is preferred to set the fluorescent lamp to a presettable state during the predefinable time period.
  • This predefinable state can in particular correspond to the switching off of the fluorescent lamp or to a predefinable dimming position, the minimum dimming position being preferred here.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention. It comprises a control line 10, via which, for example, on and off signals and / or dimming signals for a fluorescent lamp 12 are transmitted. These are supplied to an interface 14 of a control device 16, where they are converted into drive signals for the operation of the fluorescent lamp 12. However, they are also supplied to a device 20 for determining at least one value of an operating parameter, wherein the device 20 may be coupled to a timer 18 in order to detect the operating hours of the fluorescent lamp 12. Additionally or alternatively, the device 20 may be designed to determine an operating parameter to count the number of on / off switching operations and / or the number of dimming changes, in particular relevant dimming changes.
  • the device 20 for determining at least one operating parameter supplies the value of the at least one operating parameter to the control device 16.
  • At least one threshold value of at least one corresponding operating parameter of the fluorescent lamp 12 is stored in a memory device 22.
  • the control device 16 now checks whether at least one of the values transmitted by the device 20 for determining the value of at least one operating parameter to the control device 16 exceeds the corresponding threshold value stored in the storage device 22. If so, the controller 16 activates after receiving the next turn-off signal at the interface
  • the fluorescent lamp 12 may already be in the off state or in the state of a predefinable dimming position, for example in the minimum dimming position.
  • the filament heater 24 is activated over a predefinable period of time, wherein the control device 16 includes a timer 26 for this purpose.
  • a circuit arrangement according to the invention can be realized, for example, in an electronic ballast in which, after a predeterminable number of minutes of operation and / or after a predefinable number of on / off switching operations and / or dimming changes, the filament heater 24 is activated over the predefinable period of time.
  • a circuit arrangement according to the invention can also be realized in a control unit for dimming devices, wherein the fluorescent lamp 12 is then operated for a predefinable period of time before the actual shutdown at a predefinable dimming position, in particular at a minimum dimming position after receiving a Abschaltginses.
  • a threshold may be provided to detect only a significant dimming change as an event causing a count in the device 20.
  • a significant dimming change can be defined, for example, by a dimming change by more than 30% of the total possible dimming range.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtstofflampe mit einer ersten und einer zweiten Wendel, wobei die Schaltungsanordnung eine Heizung für die erste und die zweite Wendel umfasst. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtstofflampe mit einer ersten und einer zweiten Wendel an einer Schaltungsanordnung mit einer Heizung für die erste und die zweite Wendel.
    • Stand der Technik
  • Beim Betrieb von Leuchtstofflampen können sich durch verschiedene Effekte Bereiche auf den Wendeln ausbilden, die die Emissionsfähigkeit des Emitters verschlechtern oder sogar gänzlich verhindern. Zu diesen Effekten sind insbesondere die Anlagerung von Verunreinigungen oder von Abbrandstoffen und daraus resultierende Umwandlungsvorgänge zu rechnen. Die genannten Bereiche stehen somit eingeschränkt oder überhaupt nicht mehr für die Emission zur Verfügung, wodurch die maximal mögliche Lebensdauer der Lampe nicht erreicht wird.
  • Eine dauerhafte Wendelheizung, um derartige Anlagerungen zu verhindern, ist unerwünscht aufgrund der damit einhergehenden Dauerverluste, die zu einer erheblichen Verschlechterung des Wirkungsgrads der Leuchtstofflampe führen, sowie aufgrund der Erwärmung des Cold-Spots für die HG-Dampfdruckeinstellung. Das Heizen der Wendeln zum Zünden der Leuchtstofflampe ist sehr kurz, d. h. dieser Heizvorgang beträgt weniger als 0,5 s und ist überwiegend inhomogen. Dadurch können Ablagerungen weder entfernt noch deren Entstehen verhindert werden.
  • Aus der GB 2 326 473 A ist ein Leuchtstofflampensystem bekannt, welches die Leuchtstofflampen periodisch abschaltet, um eine Messung des Umgebungslichts zu ermöglichen.
  • Aus der DE 10 2005 017 674 A1 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe bekannt, welches den Temperaturanstieg in den Heizwendeln bei der Vorheizung vor der Zündung der Niederdruckentladungslampe konstant hält, um die Lebensdauer der Niederdruckentladungslampe zu erhöhen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung und ein eingangs genanntes Verfahren derart weiterzubilden, dass eine Verlängerung der Lebensdauer von Leuchtstofflampen ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 5.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die oben genannte Aufgabe dadurch optimal gelöst werden kann, wenn die Wendeln in periodischen Abständen aufgeheizt werden, um somit Ablagerungen und die daraus resultierenden, lebensdauerverkürzenden Effekte zu vermeiden. Dabei wird die Periodizität an unterschiedlichen Betriebsparametern der Leuchtstofflampe festgemacht werden, wie weiter unten noch ausführlich angegeben wird. Dadurch lassen sich sehr lange Lebensdauer von Leuchtstofflampen erreichen, und dies bei einer kaum relevanten Verschlechterung des Wirkungsgrads.
  • Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst demnach weiterhin eine Vorrichtung zum Ablegen mindestens eines Schwellwerts für mindestens einen Betriebsparameter der Leuchtstofflampe, eine Vorrichtung zum Ermitteln des Werts des mindestens einen Betriebsparameters sowie eine Heizung der ersten und der zweiten Wendel zu aktivieren, wenn erstens der mindestens eine Schwellwert des mindestens einen Betriebsparameters überschritten wurde und zweitens über die Schnittstelle ein Ausschaltsignal empfangen wurde. Dies ermöglicht insbesondere die Anwendung einer erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung bei Leuchtstofflampen, bei denen die Wendeln in einem Bereich von Dimmstellungen über 80 % der maximalen Dimmstellung nicht geheizt werden dürfen, um weiterhin die optimalen Lampenbetriebsbedingungen zu erreichen (ein so genannter Cut-Off-Betrieb). Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, wenn die Steuervorrichtung weiterhin ausgelegt ist, die Leuchtstofflampe während der vorgebbaren Zeitdauer in einen vorgebbaren Zustand zu versetzen. Dieser vorgebbare Zustand kann insbesondere der Abschaltung der Leuchtstofflampe entsprechen oder einer vorgebbaren Dimmstellung, wobei hier die minimale Dimmstellung bevorzugt ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Die mit Bezug auf die erfindungemäße Schaltungsanordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten, soweit anwendbar, entsprechend für das erfindungemäße Verfahren.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
  • Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher dargestellt. Diese zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
    • Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Sie umfasst eine Steuerleitung 10, über die beispielsweise Ein- und Ausschaltsignale und/oder Dimmsignale für eine Leuchtstofflampe 12 übertragen werden. Diese werden einer Schnittstelle 14 einer Steuervorrichtung 16 zugeführt, wo sie in Ansteuersignale für den Betrieb der Leuchtstofflampe 12 umgewandelt werden. Sie werden jedoch auch einer Vorrichtung 20 zum Ermitteln mindestens eines Werts eines Betriebsparameters zugeführt, wobei die Vorrichtung 20 mit einem Timer 18 gekoppelt sein kann, um die Betriebsstunden der Leuchtstofflampe 12 zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorrichtung 20 zum Ermitteln eines Betriebsparameters ausgelegt sein, die Anzahl der Ein-/Aus-Schaltvorgänge und/oder die Anzahl der Dimmwechsel, insbesondere relevanter Dimmwechsel, zu zählen.
  • Die Vorrichtung 20 zum Ermitteln mindestens eines Betriebsparameters führt den Wert des mindestens einen Betriebsparameters der Steuervorrichtung 16 zu. In einer Speichervorrichtung 22 ist mindestens ein Schwellwert mindestens eines entsprechenden Betriebsparameters der Leuchtstofflampe 12 abgelegt. Die Steuervorrichtung 16 prüft nunmehr, ob mindestens einer der von der Vorrichtung 20 zum Ermitteln des Werts mindestens eines Betriebsparameters an die Steuervorrichtung 16 übertragener Werte den entsprechenden Schwellwert, der in der Speichervorrichtung 22 abgelegt ist, überschreitet. Wenn dies der Fall ist, aktiviert die Steuervorrichtung 16 nach dem Empfang des nächsten Ausschaltsignals an der Schnittstelle 14 eine Wendelheizung 24. Dabei kann sich die Leuchtstofflampe 12 bereits im ausgeschalteten Zustand befinden oder im Zustand einer vorgebbaren Dimmstellung, beispielsweise in der minimalen Dimmstellung. Die Wendelheizung 24 wird über eine vorgebbare Zeitdauer aktiviert, wobei die Steuervorrichtung 16 zu diesem Zweck einen Timer 26 umfasst.
  • Es ist ohne Weiteres möglich, die Elemente 14, 16, 18, 20, 22, 26 in einer Einheit zu integrieren, wobei dann nur ein Timer vorgesehen zu sein braucht, der dann die Funktion des Timers 18 und des Timers 26 übernimmt. Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann beispielsweise in einem elektronischen Vorschaltgerät realisiert sein, bei dem nach einer vorgebbaren Anzahl von Betriebsminuten und/oder nach einer vorgebbaren Anzahl von Ein-/Aus-Schaltvorgängen und/oder Dimmwechseln die Wendelheizung 24 über die vorgebbare Zeitdauer aktiviert wird.
  • Sie kann auch realisiert sein in einem DALI-Steuergerät, wobei dann bevorzugt ist, die Wendelheizung 24 im Stand-By-Modus, d. h. bei ausgeschalteter Leuchtstofflampe 12, oder nach dem "Licht aus"-Kommando bei eingeschalteter Leuchtstofflampe 12 in einer vorgebbaren Dimmstellung, insbesondere in der minimalen Dimmstellung, zu betreiben.
  • Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann auch realisiert sein in einem Steuergerät für Dimm-Geräte, wobei dann nach Empfang eines Abschaltwunsches die Leuchtstofflampe 12 über eine vorgebbare Zeitdauer vor der tatsächlichen Abschaltung bei einer vorgebbaren Dimmstellung, insbesondere bei einer minimalen Dimmstellung, betrieben wird.
  • Mit Bezug auf die in dem vorgenannten Text erwähnten Dimmwechsel kann eine Schwelle vorgesehen sein, um nur einen signifikanten Dimmwechsel als ein Ereignis zu erfassen, das einen Zählvorgang in der Vorrichtung 20 bewirkt. Ein signifikanter Dimmwechsel kann beispielsweise definiert sein durch einen Dimmwechsel um mehr als 30% des gesamten möglichen Dimmbereichs.

Claims (5)

  1. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Leuchtstofflampe (12) mit einer ersten und einer zweiten Wendel, wobei die Schaltungsanordnung eine Heizung (24) für die erste und die zweite Wendel umfasst,wobei die Schaltungsanordnung weiterhin umfasst:
    - eine Vorrichtung (22) zum Ablegen mindestens eines Schwellwerts für mindestens einen Betriebsparameter der Leuchtstofflampe (12);
    - eine Vorrichtung (20) zum Ermitteln des Werts des mindestens einen Betriebsparameters; und
    - eine Steuervorrichtung (16), die ausgelegt ist, bei Überschreiten des mindestens einen Schwellwerts für den mindestens einen Betriebsparameter durch den ermittelten Wert des mindestens einen Betriebsparameters die Heizung (24) für die erste und die zweite Wendel für einen vorgebbaren Zeitraum zu aktivieren,
    dadurch gekennzeichnet,dass
    der vorgebbare Zeitraum mindestens 2 Sekunden, insbesondere 1 Minute, beträgt
    und dass
    der mindestens eine Betriebsparameter die Betriebsdauer der Leuchtstofflampe (12) ist
    und / oder
    der mindestens eine Betriebsparameter die Anzahl der Ein/Aus-Schaltvorgänge der Leuchtstofflampe (12) ist
    und / oder
    der mindestens eine Betriebsparameter die Anzahl der Dimmwechsel der Leuchtstofflampe (12) ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuervorrichtung (16) eine Schnittstelle (14) aufweist, die ausgelegt ist, Ein- und Ausschaltsignale für die Leuchtstofflampe (12) zu empfangen, wobei die Steuervorrichtung (16) ausgelegt ist, die Heizung (24) der ersten und der zweiten Wendel zu aktivieren, wenn erstens der mindestens eine Schwellwert des mindestens einen Betriebsparameters überschritten wurde und zweitens über die Schnittstelle (14) ein Ausschaltsignal empfangen wurde.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Steuervorrichtung (16) weiterhin ausgelegt ist, die Leuchtstofflampe (12) während der vorgebbaren Zeitdauer in einen vorgebbaren Zustand zu versetzen.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der vorgebbare Zustand der Abschaltung der Leuchtstofflampe (12) entspricht oder einer vorgebbaren Dimmstellung, bevorzugt der minimalen Dimmstellung.
  5. Verfahren zum Betreiben einer Leuchtstofflampe (12) mit einer ersten und einer zweiten Wendel an einer Schaltungsanordnung mit einer Heizung (24) für die erste und die zweite Wendel, folgende Schritte umfassend:
    a) Festlegen mindestens eines Schwellwerts für mindestens einen Betriebsparameter der Leuchtstofflampe (12); und
    b) bei Überschreiten des mindestens einen Schwellwerts: Aktivieren der Heizung (24) für die erste und die zweite Wendel für einen vorgebbaren Zeitraum,
    wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der vorgebbare Zeitraum mindestens 2 Sekunden, insbesondere 1 Minute, beträgt
    und dass
    der mindestens eine Betriebsparameter die Betriebsdauer der Leuchtstofflampe (12) ist
    und / oder
    der mindestens eine Betriebsparameter die Anzahl der Ein/Aus-Schaltvorgänge der Leuchtstofflampe (12) ist
    und / oder
    der mindestens eine Betriebsparameter die Anzahl der Dimmwechsel der Leuchtstofflampe (12) ist.
EP07728797.7A 2007-05-04 2007-05-04 Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer leuchstofflampe Not-in-force EP2153703B1 (de)

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EP2153703A1 EP2153703A1 (de) 2010-02-17
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EP (1) EP2153703B1 (de)
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