EP2232956A1 - Elektronisches vorschaltgerät und verfahren zum ansteuern mindestens einer lichtquelle - Google Patents

Elektronisches vorschaltgerät und verfahren zum ansteuern mindestens einer lichtquelle

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Publication number
EP2232956A1
EP2232956A1 EP08708151A EP08708151A EP2232956A1 EP 2232956 A1 EP2232956 A1 EP 2232956A1 EP 08708151 A EP08708151 A EP 08708151A EP 08708151 A EP08708151 A EP 08708151A EP 2232956 A1 EP2232956 A1 EP 2232956A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frequency
oscillator
electronic ballast
microcontroller
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08708151A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin BRÜCKEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2232956A1 publication Critical patent/EP2232956A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2928—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions

Definitions

  • the present invention relates to an electronic ballast for driving at least one Lichtquel- Ie, wherein the electronic ballast has an input for connecting a supply voltage, an output for connecting the at least one light source, an oscillator which is designed at its output an oscillator output signal with a to provide the first frequency fosc, wherein the oscillator has a caliber ⁇ input to change the first frequency f osc ; and a microcontroller for providing a drive signal having at least one spectral component at a second frequency f signal for the at least one light source, wherein the microcontroller is coupled to the Oszilla ⁇ gate output and adapted to the second Fre acid sequence f sig nai function of the first frequency f to create osc . It also relates to a method for driving ⁇ at least one light source by means of a corresponding electronic ballast.
  • a PWM pulse width modulation
  • this problem occurs, for example, in the ignition of a discharge lamp.
  • a high voltage is required, which is generated by resonance.
  • the resonance frequency or a harmonic frequency of the resonant frequency of a resonant circuit is excited.
  • the Fre acid sequence is varied, that is swept.
  • the resolution of the frequency steps must be correspondingly high.
  • the switching frequency of the lamp current is varied to avoid resonance effects in the lamp.
  • the switching frequency is varied in an electronic circuit to make the electromagnetic interference broader bandwidth than at a fixed switching frequency.
  • Time-dependent periodic signals are often generated by means of a microcontroller.
  • the microcontroller is often clocked by an oscillator with a fixed frequency fosc.
  • PWM units By means of internal counters, for example so-called PWM units, periodic signals with an adjustable frequency f signa i or an adjustable on and off time can be generated therefrom and output by the microcontroller.
  • the relative frequency resolution of the to be generated periodic signal is smaller, the higher the frequency of a fsignai to be generated signal at a fixed stationary to Ver ⁇ addition oscillator frequency f sc is O.
  • the Oszillatorfre acid sequence fosc amounts to 10 MHz, ie a period ⁇ be carrying 100 ns.
  • the default already provided in a microcontroller oscillator with the frequency f sc is O ver ⁇ applies to produce by the microcontroller, a signal with the frequency f i signa. Accordingly, when selecting the microcontroller, the integrated oscillator is turned off. To provide signals with a ner high frequency f ai sign at the output of the microcontroller and, moreover, with high resolution, so often dodging well-equipped and therefore expensive microcontroller needed.
  • the frequency f sc of the Sig O ⁇ Nals which provides the oscillator available iststel ⁇ len on the Calib ⁇ riereingang an oscillator. This is carried out once and before commissioning of a provided there ⁇ electronic ballast and serves to ensure that different e- lektronische ballasts provide at its output comparable ⁇ bare signals for the light sources to be connected thereto.
  • DE 43 01 184 A1 discloses a control device for at least one discharge lamp which has an inverter connected to a DC voltage source for the low-frequency change of the direction of current flow through the discharge lamp and a current regulator which is connected to a current sensor.
  • the oscillator for the high frequency can be changed during operation by a control signal in its high frequency, whereby the current flowing through an inductance and the discharge lamp can be switched on and off, and the resulting current can be kept constant by regulating the pulse width.
  • the oscillator is a standard VCO (Voltage Controlled Oscillator) in which the frequency output by it can be changed by varying the voltage applied to its control input.
  • a VCO has a calibration input, with which the dependence between applied voltage and output frequency can be set.
  • the present invention is therefore based on the object switching device an aforementioned electronic pre- or an aforementioned Ver ⁇ drive further develop such a way that using a given oscillator with an oscillator frequency f O sc by the coupled thereto microcontroller, a signal having a high frequency as possible f signal and / or the highest possible frequency resolution can be generated.
  • the present invention is based on the finding that the calibration input of the oscillator can be used optimally to achieve the above-described object if it is correspondingly activated during operation of the electronic ballast.
  • the electronic ballast further comprises a drive circuit which is coupled to the calibration input, wherein the drive circuit is designed to vary the first frequency f o sc in lau ⁇ fenden operation of the electronic ballast via the calibration input.
  • This sets the frequency f signa of the periodic signal generated by the microcontroller during operation. represents, changed or finely adjusted by changing, ie recalibration, the frequency f o sc of the oscillator in lau ⁇ fenden operation.
  • the resolution thereby achievable in the adjustment of the frequency f signa i of periodic signals is in particular independent of the ratio of the frequency fosc of the oscillator to the frequency f sign ai of the signal to be generated by the microcontroller. It is now only dependent on the resolution with which the frequency f O sc of the oscillator itself can be changed.
  • the present invention allows the use of the internal RC oscillator of a microcontroller instead of an external oscillator in the prior art may be required to provide higher oscillator frequencies f o sc than those possible with the internal RC oscillator.
  • the present invention can be implemented with the internal oscillator of a microcontroller or with an external oscillator of a microcontroller.
  • the current ⁇ recording of the oscillator can be reduced, since this usually increases with the frequency f O sc.
  • the tolerance of the frequency of a calibratable oscillator is usually higher than that of an oscillator, ie quartz or resonator, with a fixed frequency. Therefore, the present invention is particularly advantageously applicable if the exact absolute value of a set frequency f signal may have the appropriate tolerance, but it must be ensured that a certain frequency range is swept over by a specific time resolution signal with a specific resolution ( as is the case in the aforementioned application examples play ⁇ ).
  • the oscillator is coupled to the microcontroller in such a way that it clocks the microcontroller.
  • the microcontroller environmentally summarizes a timer device, in particular a pulse width modulation device, which is designed to provide the drive signal legizu ⁇ , the oscillator being so coupled to the microcontrollers roller that he tactical the timer device tet.
  • the output compare value or the prescaler value of the timer device is changed.
  • the electronic ballast comprises a calibration register which is coupled to the oscillator. It is further preferred if a prescribable value is adjustable in Kalibrati ⁇ onsregister, wherein the Kalibrationsregister is designed for changing the predetermined value during operation of the electronic pre-switching device.
  • the frequency f O sc and thus the frequency fsignai can be changed in a particularly simple manner.
  • the predefinable value can preferably be changed in steps of 0.5% to 10%. This allows a sufficiently fine frequency resolution to be achieved in most applications.
  • the calibration register can be designed to store at least one predefinable value. Alternatively or additionally, it may also be provided to store the value of the calibration register in which a resonance has been detected, for example in order to avoid this (acoustic resonance) or to adjust it (ignition resonance).
  • the ratio of f to f ai sign O sc is between 1.
  • the oscillator is provided in the microcontroller as mentioned. According to a second preferred embodiment, however, the oscillator may also be provided outside the microcontroller. Further preferred embodiments emerge from the subclaims.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the structure of an electronic ballast according to the invention.
  • This comprises a block 10, in which the less prominent in view of the present invention ⁇ the elements that are well known in the art, are summarized.
  • This is beispielswei ⁇ se to elements for radio interference suppression, for rectification, power factor correction, a bridge circuit coupling and resonance capacitors, a lamp inductor and the like.
  • a light source ⁇ La here a discharge lamp, is Schlos ⁇ sen.
  • the invention is readily applicable to other types of light sources.
  • the electronic ballast shown in FIG. 1 comprises a supply voltage terminal U v , which is coupled on the one hand with the block 10, on the other hand with a microcontroller 12.
  • the microcontroller 12 comprises an interface 14, via which access to a drive circuit 16 is made possible.
  • the drive circuit 16 is coupled to a calibration register 18 and designed to vary the entry in the calibration register 18 during operation of the electronic ballast.
  • the Kalibra ⁇ tion register 18 is coupled to the calibration input 20 of an oscillator 22 which provides a function of the voltage applied to input 20 is ⁇ nem signal, a signal having a frequency f 0Sc to a timer device 24th
  • the timer device can in particular represent a pulse width modulation device.
  • the timer device 24 provides at its output, which is coupled to the output of the microcontroller 12, a drive signal with at least one spectral component at the frequency f signa i for the at least one light source ⁇ beit, the timer device, the frequency f signa i as a function of Frequency f O sc generated, which is well known to the skilled person.
  • the oscillator 22 may also be arranged outside the microcontroller 12, however, in order to control the microcontroller 12th While in the illustrated embodiment, the Os ⁇ zillator 22, the timer device 24 is clocked, can also be provided that the oscillator 22 clocks the microcontroller ler 12 itself, for example, via a clock input of the microcontroller 12th Accordingly, it is possible via the interface 14, using the drive circuit 16, which is coupled via the calibration register 18 with the calibration input 20 of the oscillator 22, during operation of the electronic ballast, the frequency f signa i at the output of the microcontroller 12 to change the signal provided.
  • the signal provided at the output of the microcontroller 12 may for example be used to drive the switches of one half bridge circuit the half-bridge center point is ge ⁇ coupled to the output of A to drive the lamp La.
  • the invention also finds application in setting a sequence of light changes in high temporal resolution, for example via a color wheel in projection lamps.
  • the different light levels can be controlled with high temporal resolution and using an extremely cost-effective microcontroller.
  • the microcontroller shown in FIG. 1 may, for example, be an ATMEL microcontroller of the AVR family.
  • This includes an RC oscillator, via a calibration register 18 individual capacitors and ohmic resistors of the oscillator can be switched on or off. This is effected according to the invention during operation via the calibration input 20 of the oscillator 22.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zum Ansteuern mindestens einer Lichtquelle (La), wobei das elektronische Vorschaltgerät aufweist: einen Eingang zum Anschließen einer Versorgungsspannung (Uv); einen Ausgang (A) zum Anschließen der mindestens einen Lichtquelle (La); einen Oszillator (22), der ausgelegt ist, an seinem Ausgang ein Oszillatorausgangssignal mit einer ersten Frequenz fosc bereitzustellen, wobei der Oszillator (22) einen Kalibriereingang (20) aufweist, um die erste Frequenz fosc zu verändern; und einen Mikrocontroller (12) zum Bereitstellen eines Ansteuersignals mit zumindest einem Spektralanteil bei einer zweiten Frequenz fsignal für die mindestens eine Lichtquelle (La), wobei der Mikrocontroller (12) mit dem Oszillatorausgang gekoppelt und ausgelegt ist, die zweite Frequenz fsignal in Abhängigkeit der ersten Frequenz fosc zu erzeugen; wobei das elektronische Vorschaltgerät weiterhin eine Ansteuerschaltung (16) aufweist, die mit dem Kalibriereingang (20) gekoppelt ist, wobei die Ansteuerschaltung (16) ausgelegt ist, die erste Frequenz fosc im laufenden Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts über den Kalibriereingang (20) zu variieren. Die Erfindung betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Ansteuern mindestens einer Lichtquelle mittels eines elektronischen Vorschaltgeräts.

Description

Be s ehre ibung
Elektronisches Vorschaltgerät und Verfahren zum Ansteuern mindestens einer Lichtquelle
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zum Ansteuern mindestens einer Lichtquel- Ie, wobei das elektronische Vorschaltgerät einen Eingang zum Anschließen einer Versorgungsspannung aufweist, einen Ausgang zum Anschließen der mindestens einen Lichtquelle, einen Oszillator, der ausgelegt ist, an seinem Ausgang ein Oszillatorausgangssignal mit einer ersten Frequenz fosc bereitzustellen, wobei der Oszillator einen Kalib¬ riereingang aufweist, um die erste Frequenz fosc zu verändern; und einen MikroController zum Bereitstellen eines Ansteuersignals mit zumindest einem Spektralanteil bei einer zweiten Frequenz fsignal für die mindestens eine Lichtquelle, wobei der MikroController mit dem Oszilla¬ torausgang gekoppelt und ausgelegt ist, die zweite Fre¬ quenz fsignai in Abhängigkeit der ersten Frequenz fosc zu erzeugen. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Ansteu¬ ern mindestens einer Lichtquelle mittels eines entspre- chenden elektronischen Vorschaltgeräts .
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Prob¬ lematik der Erzeugung eines periodischen Signals, zum Beispiel eines PWM (= Pulsweitenmodulation) -Signals mit einer möglichst hohen Frequenz fsignai und möglichst hoher Frequenzauflösung mittels eines MikroControllers unter Verwendung einer möglichst geringen Frequenz fOsc eines mit dem MikroController gekoppelten Oszillators.
Im Bereich der Lichttechnik tritt dieses Problem beispielsweise bei der Zündung einer Entladungslampe auf. Zur Zündung der Entladungslampe wird nämlich eine hohe Spannung benötigt, die durch Resonanz erzeugt wird. Bei einem gängigen und kostengünstigen Verfahren wird dazu die Resonanzfrequenz oder eine harmonische Frequenz der Resonanzfrequenz eines Resonanzkreises angeregt. Um alle Toleranzen des Resonanzkreises abzudecken, wird die Fre¬ quenz variiert, d. h. gesweept. Um das toleranzbehaftete Maximum mit möglichst geringem maximalem Fehler zu treffen, muss die Auflösung der Frequenzschritte entsprechend hoch sein. Bei einer anderen Anwendung wird die Schalt- frequenz des Lampenstroms variiert, um Resonanzeffekte in der Lampe zu vermeiden. Bei einer weiteren Anwendung wird die Schaltfrequenz in einer elektronischen Schaltung variiert, um die elektromagnetische Störaussendung breit- bandiger zu machen als bei fixer Schaltfrequenz.
Zeitabhängige periodische Signale werden häufig mittels eines MikroControllers erzeugt. Dabei wird der Mikrocont- roller häufig von einem Oszillator mit einer festen Frequenz fosc getaktet. Durch interne Zähler, beispielsweise so genannte PWM-Einheiten, können daraus periodische Sig- nale mit einer einstellbaren Fequenz fsignai beziehungsweise einer einstellbaren On- und Off-Zeit erzeugt und vom MikroController ausgegeben werden. Im Stand der Technik wird die relative Frequenzauflösung des zu erzeugenden periodischen Signals umso geringer, je höher die Frequenz fsignai eines zu generierenden Signals bei fester zur Ver¬ fügung stehender Oszillatorfrequenz fOsc ist. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen: Die Oszillatorfre¬ quenz fosc betrage 10 MHz, d. h. eine Periodendauer be¬ trägt 100 ns . Bei einem zu generierenden Signal mit der Frequenz fsignai = 10 kHz umfasst eine Periodendauer 100 μs . Demnach umfasst eine Periodendauer 1000 Ticks des Taktes der Oszillatorfrequenz. Die relative Frequenzauf¬ lösung beträgt damit 1/1000 = 0,1 %. Soll jedoch ein Sig¬ nal mit einer Frequenz fsignai von 1 MHz erzeugt werden, beträgt die Periodendauer 1 μs und demnach nur noch 10 Ticks des durch die Oszillatorfrequenz fOsc vorgegebe¬ nen Taktes. Damit sinkt die relative Frequenzauflösung auf 1/10 = 10 %. Im Stand der Technik ist demnach die re¬ lative Auflösung proportional zum Verhältnis von fosc/fsignai • Je geringer dieses Verhältnis ist, desto ge- ringer ist die relative Frequenzauflösung im zu erzeugenden Signal.
Im Stand der Technik wird deshalb ein Oszillator mit einer Frequenz fOsc gewählt, dessen Auflösung l/fOsc fein ge¬ nug ist, um die benötigte Auflösung für das Signal mit der Frequenz fsignai zu erzeugen. Soll zum Beispiel ein Signal mit fsignai gleich 100 kHz und einer Auflösung von 1 %, d. h. die Frequenz ist in 1 %-Schritten einstellbar, zur Verfügung gestellt werden, so wird im Stand der Technik ein Oszillator mit einer Oszillatorfrequenz von 100 kHz/1 % = 10 MHz gewählt.
Häufig wird der in einem MikroController standardmäßig bereits vorgesehene Oszillator mit der Frequenz fOsc ver¬ wendet, um durch den MikroController ein Signal mit der Frequenz fsignai zu erzeugen. Dementsprechend wird bei der Auswahl des MikroControllers auf den integrierten Oszillator abgestellt. Zur Bereitstellung von Signalen mit ei- ner hohen Frequenz fsignai am Ausgang des MikroControllers und noch dazu mit hoher Auflösung, ist deshalb häufig das Ausweichen auf gut ausgestattete und damit teure Mikro- controller nötig.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, über den Kalib¬ riereingang eines Oszillators die Frequenz fOsc des Sig¬ nals, das der Oszillator zur Verfügung stellt, einzustel¬ len. Dies wird einmalig und vor Inbetriebnahme eines da¬ mit versehenen elektronischen Vorschaltgeräts ausgeführt und dient dazu dafür zu sorgen, dass unterschiedliche e- lektronische Vorschaltgeräte an ihrem Ausgang vergleich¬ bare Signale für die daran anzuschließenden Lichtquellen bereitstellen.
Aus der DE 43 01 184 Al ist ein Steuergerät für wenigs- tens eine Entladungslampe bekannt, das einen an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Wechselrichter zum niederfrequenten Ändern der Stromflussrichtung durch die Entladungslampe und einen Stromsteller, der an einen Stromsensor angeschlossen ist, aufweist. Der Oszillator für die Hochfrequenz ist durch ein Steuersignal in seiner Hochfrequenz im Betrieb veränderbar, wobei dadurch der durch eine Induktivität und die Entladungslampe fließende Strom ein- und ausgeschaltet und durch Regelung der Impulsbreite der resultierende Strom konstant gehalten wer- den kann. Durch die Veränderung der Hochfrequenz des Oszillators können dabei aufgrund von Resonanzerscheinungen auftretende Instabilitäten vermieden werden. Bei dem Oszillator handelt es sich um einen üblichen VCO (Voltage Controlled Oscillator) , bei dem die von ihm ausgegebene Frequenz durch Variation der an seinem Steuereingang angelegten Spannung geändert werden kann. Neben dem Steuer- eingang verfügt ein VCO über einen Kalibriereingang, mit dem die Abhängigkeit zwischen angelegter Spannung und ausgegebener Frequenz eingestellt werden kann. Mit einem derartigen Steuergerät ergeben sich die eingangs geschil- derten Probleme.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes elektronisches Vor- schaltgerät beziehungsweise ein eingangs genanntes Ver¬ fahren derart weiterzubilden, dass unter Verwendung eines gegebenen Oszillators mit einer Oszillatorfrequenz fOsc durch den damit gekoppelten MikroController ein Signal mit einer möglichst hohen Frequenz fsignal und/oder einer möglichst hohen Frequenzauflösung erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Vor- schaltgerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 11.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zur Lösung der oben bezeichneten Aufgabe in optima- ler Weise der Kalibriereingang des Oszillators genutzt werden kann, wenn dieser im laufenden Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts entsprechend angesteuert wird. Erfindungsgemäß weist demnach das elektronische Vor- schaltgerät weiterhin eine Ansteuerschaltung auf, die mit dem Kalibriereingang gekoppelt ist, wobei die Ansteuerschaltung ausgelegt ist, die erste Frequenz fOsc im lau¬ fenden Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts über den Kalibriereingang zu variieren.
Damit wird die Frequenz fsignai des vom MikroController er- zeugten periodischen Signals im laufenden Betrieb einge- stellt, verändert oder feinjustiert durch Änderung, d. h. Umkalibrierung, der Frequenz fOsc des Oszillators im lau¬ fenden Betrieb. Die dadurch erzielbare Auflösung bei der Einstellung der Frequenz fsignai von periodischen Signalen ist insbesondere unabhängig vom Verhältnis der Frequenz fosc des Oszillators zur Frequenz fsignai des vom Mikrocont- roller zu erzeugenden Signals. Sie ist nunmehr nur noch davon abhängig, mit welcher Auflösung die Frequenz fOsc des Oszillators selbst verändert werden kann.
Soll beispielsweise ein Signal mit einer Frequenz fsignai = 100 kHz und einer Auflösung von 1 % erzeugt werden, wie im Beispiel oben, so kann im Extremfall ein Oszillator mit einer Frequenz fOsc von 100 kHz gewählt werden, wenn der Oszillator im laufenden Betrieb in 1 %-Schritten ka- librierbar ist. Damit ergeben sich deutlich geringere Anforderungen an die Frequenz f0Sc des Oszillators als beim Stand der Technik.
Durch die Verwendung eines Oszillators mit niedriger zur Verfügung zu stellender Frequenz fOsc können zur Realisie- rung desselben Ergebnisses wie im Stand der Technik Kos¬ ten gespart werden. Insbesondere kann auf einen Mikro- controller mit reduzierten Fähigkeiten zur Generierung von zeitabhängigen Signalen zurückgegriffen werden, da beispielsweise keine interne PLL (Phase Locked Loop) zur Erzeugung einer hohen Zwischenfrequenz erforderlich ist und die Auflösung von internen Timerfunktionen niedriger sein kann. Damit lässt sich eine Kostenersparnis von 20 bis 40 % beim MikroController realisieren. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung für viele Anwendun- gen die Verwendung des internen RC-Oszillators eines Mik- rocontrollers anstelle eines externen Oszillators, der beim Stand der Technik erforderlich sein kann, um höhere Oszillatorfrequenzen fOsc als die mit dem internen RC- Oszillator möglichen bereitzustellen.
Nichtsdestotrotz kann die vorliegende Erfindung mit dem internen Oszillator eines MikroControllers oder mit einem externen Oszillator eines MikroControllers realisiert werden .
Durch die vorliegende Erfindung kann überdies die Strom¬ aufnahme des Oszillators reduziert werden, da diese in aller Regel mit der Frequenz fOsc steigt.
Die Toleranz der Frequenz eines kalibrierbaren Oszillators ist in der Regel höher als die eines Oszillators, d. h. Quarzes oder Resonators, mit fester Frequenz. Daher ist die vorliegende Erfindung insbesondere dann vorteil- haft anwendbar, wenn der genaue absolute Wert einer eingestellten Frequenz fsignal die entsprechende Toleranz haben darf, jedoch sichergestellt sein muss, dass von einem zu erzeugenden zeitabhängigen Signal ein bestimmter Frequenzbereich mit einer bestimmten Auflösung überstrichen wird (wie dies in den eingangs genannten Anwendungsbei¬ spielen der Fall ist) .
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Oszillator derart mit dem MikroController gekoppelt, dass er den MikroController taktet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der MikroController eine Timervorrichtung, insbesondere eine Pulsweitenmodulationsvorrichtung, um- fasst, die ausgelegt ist, das Ansteuersignal bereitzu¬ stellen, wobei der Oszillator derart mit dem Mikrocont- roller gekoppelt ist, dass er die Timervorrichtung tak- tet . Dabei kann beispielsweise der Output Compare-Wert oder der Prescaler-Wert der Timervorrichtung geändert werden .
Bevorzugt umfasst das elektronische Vorschaltgerät ein Kalibrationsregister, das mit dem Oszillator gekoppelt ist. Dabei ist es weiterhin bevorzugt, wenn im Kalibrati¬ onsregister ein vorgebbarer Wert einstellbar ist, wobei das Kalibrationsregister für eine Änderung des vorgebbaren Werts im laufenden Betrieb des elektronischen Vor- schaltgeräts ausgelegt ist. Dadurch kann auf besonders einfache Weise die Frequenz fOsc und damit die Frequenz fsignai geändert werden.
Bevorzugt ist der vorgebbare Wert in Schritten von 0,5 % bis 10 % änderbar. Damit lässt sich eine in den meisten Anwendungen ausreichend feine Frequenzauflösung erzielen.
Um bei Bedarf einen Startwert wieder herzustellen, kann das Kalibrationsregister ausgelegt sein, mindestens einen vorgebbaren Wert zu speichern. Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, den Wert des Kalibrationsre- gisters zu speichern, bei dem eine Resonanz festgestellt wurde, beispielsweise um diese zu vermeiden (akustische Resonanz) oder diese einzustellen (Zündungsresonanz) .
Bevorzugt liegt das Verhältnis von fsignai zu fOsc zwischen 1:1 und 100:1.
Gemäß einer ersten bevorzugten Realisierung ist der Os- zillator wie erwähnt im MikroController vorgesehen. Gemäß einer zweiten bevorzugten Realisierung kann jedoch der Oszillator auch außerhalb des MikroControllers vorgesehen sein . Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße elektronische Vor- schaltgerät vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel ei¬ nes erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die in sche- matischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines er¬ findungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts zeigt, näher beschrieben.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts. Dieses umfasst einen Block 10, in dem die im Hinblick auf die vorliegende Erfindung weniger im Vordergrund stehen¬ den Elemente, die dem Fachmann hinlänglich bekannt sind, zusammengefasst sind. Dabei handelt es sich beispielswei¬ se um Elemente zur Funkentstörung, zur Gleichrichtung, zur Leistungsfaktorkorrektur, eine Brückenschaltung, Koppel- und Resonanzkondensatoren, eine Lampendrossel und dergleichen. Am Ausgang A des Blocks 10 ist eine Licht¬ quelle La, vorliegend eine Entladungslampe, angeschlos¬ sen. Die Erfindung ist ohne weiteres auf andere Arten von Lichtquellen übertragbar. Das in Fig. 1 dargestellte e- lektronische Vorschaltgerät umfasst einen Versorgungs- spannungsanschluss Uv, der einerseits mit dem Block 10, andererseits mit einem MikroController 12 gekoppelt ist. Der MikroController 12 umfasst eine Schnittstelle 14, ü- ber die ein Zugriff auf eine Ansteuerschaltung 16 ermög- licht wird. Die Ansteuerschaltung 16 ist mit einem Ka- librationsregister 18 gekoppelt und ausgelegt, den Eintrag im Kalibrationsregister 18 im laufenden Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts zu variieren. Das Kalibra¬ tionsregister 18 ist mit dem Kalibriereingang 20 eines Oszillators 22 gekoppelt, der in Abhängigkeit des an sei¬ nem Eingang 20 angelegten Signals ein Signal mit einer Frequenz f0Sc an eine Timervorrichtung 24 bereitstellt. Die Timervorrichtung kann insbesondere eine Pulsweitenmo- dulationsvorrichtung darstellen.
Die Timervorrichtung 24 stellt an ihrem Ausgang, der mit dem Ausgang des MikroControllers 12 gekoppelt ist, ein Ansteuersignal mit zumindest einem Spektralanteil bei der Frequenz fsignai für die mindestens eine Lichtquelle be¬ reit, wobei die Timervorrichtung die Frequenz fsignai in Abhängigkeit der Frequenz fOsc erzeugt, was dem Fachmann hinlänglich bekannt ist.
Während in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Os¬ zillator 22 Teil des MikroControllers 12 ist, kann der Oszillator 22 jedoch auch außerhalb des MikroControllers 12 angeordnet sein, um den MikroController 12 anzusteuern. Während im dargestellten Ausführungsbeispiel der Os¬ zillator 22 die Timervorrichtung 24 taktet, kann auch vorgesehen sein, dass der Oszillator 22 den Mikrocontrol- ler 12 selbst taktet, z.B. über einen Takteingang des MikroControllers 12. Über die Schnittstelle 14 ist es demnach möglich, unter Verwendung der Ansteuerschaltung 16, die über das Ka- librationsregister 18 mit dem Kalibriereingang 20 des Oszillators 22 gekoppelt ist, im laufenden Betrieb des e- lektronischen Vorschaltgeräts die Frequenz fsignai des am Ausgang des MikroControllers 12 bereitgestellten Signals zu verändern. Das bereitgestellte Signal am Ausgang des MikroControllers 12 kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Schalter einer Halbbrückenschaltung anzusteu- ern, deren Halbbrückenmittelpunkt mit dem Ausgang A ge¬ koppelt ist, um die Lampe La anzusteuern.
Neben den oben bereits erwähnten Vorteilen findet die Erfindung weiterhin Anwendung beim Einstellen einer Abfolge von Lichtwechseln in hoher zeitlicher Auflösung, bei- spielsweise über ein Farbrad bei Projektionslampen. Ebenso lassen sich bei einer LED-Projektion beziehungsweise bei einer LED-Hintergrundbeleuchtung die unterschiedlichen Lichtpegel mit hoher zeitlicher Auflösung und unter Verwendung eines äußerst kostengünstigen MikroControllers kontrollieren.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten MikroController kann es sich beispielsweise um einen ATMEL-Mikrocontroller der AVR-Familie handeln. Dieser umfasst einen RC-Oszillator, wobei über ein Kalibrationsregister 18 einzelne Kondensa- toren und ohmsche Widerstände des Oszillators zu- oder weggeschaltet werden können. Dies wird erfindungsgemäß im laufenden Betrieb über den Kalibriereingang 20 des Oszillators 22 bewirkt.

Claims

Ansprüche
1. Elektronisches Vorschaltgerät zum Ansteuern mindes¬ tens einer Lichtquelle (La) , wobei das elektronische Vorschaltgerät aufweist: einen Eingang (Uv) zum Anschließen einer Versor- gungsspannung; einen Ausgang (A) zum Anschließen der mindestens einen Lichtquelle (La) ; einen Oszillator (22) , der ausgelegt ist, an seinem Ausgang ein Oszillatorausgangssignal mit einer ers- ten Frequenz fosc bereitzustellen, wobei der Oszillator (22) einen Kalibriereingang (20) aufweist, um die erste Frequenz fosc zu verändern; und einen MikroController (12) zum Bereitstellen eines Ansteuersignals mit zumindest einem Spektralanteil bei einer zweiten Frequenz fsignai für die mindestens eine Lichtquelle (La) , wobei der MikroController (12) mit dem Oszillatorausgang gekoppelt und ausgelegt ist, die zweite Frequenz fsignai in Abhängigkeit der ersten Frequenz fOSc zu erzeugen; dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Vorschaltgerät weiterhin eine Ansteuerschaltung (16) aufweist, die mit dem Kalib¬ riereingang (20) gekoppelt ist, wobei die Ansteuer¬ schaltung (16) ausgelegt ist, die erste Frequenz fOSc im laufenden Betrieb des elektronischen Vorschaltge- räts über den Kalibriereingang (20) zu variieren.
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (22) derart mit dem Mikrocontrol- ler (12) gekoppelt ist, dass er den MikroController (12) taktet.
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprü- che 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der MikroController (12) eine Timervorrichtung
(24), insbesondere eine Pulsweitenmodulationsvorrich- tung, umfasst, die ausgelegt ist, das Ansteuersignal bereitzustellen, wobei der Oszillator (22) derart mit dem MikroController (12) gekoppelt ist, dass er die
Timervorrichtung (24) taktet.
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Vorschaltgerät ein Kalibrati- onsregister (18) umfasst, das mit dem Oszillator (22) gekoppelt ist.
5. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kalibrationsregister (18) ein vorgebbarer Wert einstellbar ist, wobei das Kalibrationsregister (18) für eine Änderung des vorgebbaren Werts im laufenden Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts ausgelegt ist.
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgebbare Wert in Schritten von 0,5% bis 10% änderbar ist.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrationsregister (18) ausgelegt ist, min¬ destens einen vorgebbaren Wert zu speichern.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von fsignal/fosc zwischen 1:1 und 100:1 liegt.
9. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherge¬ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (22) im MikroController (12) vorgesehen ist.
10. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (22) außerhalb des Mikrocontrol- lers (12) vorgesehen ist.
11. Verfahren zum Ansteuern mindestens einer Lichtquelle
(La) mittels eines elektronischen Vorschaltgeräts mit einem Eingang (Uv) zum Anschließen einer Versorgungsspannung; einem Ausgang (A) zum Anschließen der mindestens einen Lichtquelle (La) ; einem Oszillator (22), der ausgelegt ist, an seinem Ausgang ein Oszillatorausgangssignal mit einer ersten Frequenz fOSc be¬ reitzustellen, wobei der Oszillator (22) einen Kalib- riereingang (20) aufweist, um die erste Frequenz fOSc zu verändern; und einem MikroController (12) zum Bereitstellen eines Ansteuersignals mit zumindest einem Spektralanteil bei einer zweiten Frequenz fsignai für die mindestens eine Lichtquelle (La) , wobei der Mikro- Controller (12) mit dem Oszillatorausgang gekoppelt und ausgelegt ist, die zweite Frequenz fsignal in Ab¬ hängigkeit der ersten Frequenz fosc zu erzeugen; gekennzeichnet durch folgenden Schritt: Variieren der ersten Frequenz fosc im laufenden Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts mittels einer mit dem Kalibriereingang (20) gekoppelten Ansteuerschaltung (16) .
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