EP2298038A1 - Erkennung des typs einer an einem betriebsgerät angeschlossenen gasentladungslampe - Google Patents

Erkennung des typs einer an einem betriebsgerät angeschlossenen gasentladungslampe

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EP2298038A1
EP2298038A1 EP09772049A EP09772049A EP2298038A1 EP 2298038 A1 EP2298038 A1 EP 2298038A1 EP 09772049 A EP09772049 A EP 09772049A EP 09772049 A EP09772049 A EP 09772049A EP 2298038 A1 EP2298038 A1 EP 2298038A1
Authority
EP
European Patent Office
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lamp
voltage
current
constant
inverter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09772049A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mathias DÜNSER
Dirk Dworatzek
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.)
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2298038A1 publication Critical patent/EP2298038A1/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H05B41/36—Controlling
    • 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
    • H05B41/295—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 with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps

Definitions

  • the invention relates generally to the field of control gear for lighting and more precisely to control gear to which permissible different types of lamps are connected, wherein the operating device then in the same burning process or for a subsequent burning - without human involvement - automatically operating parameters to match the actually present Lamp type is set.
  • This process is called "lamp type detection” in the following.
  • EP-A-0 413 991 it is known to determine the ignition voltage of the connected gas discharge lamp and to close the lamp type on the basis of the determined ignition voltage.
  • the determination of the ignition voltage depends inter alia on the manufacturer, the degree of aging, the gas filling and the heating of the lamp, so that overall fluctuations in the range between 10% and 20% can result in determining the ignition voltage.
  • the lamp type of the connected gas discharge lamp Based on the determined current / voltage value pairs and the various existing current / voltage characteristics, it is possible to deduce the lamp type of the connected gas discharge lamp. In particular, it is provided to determine the lamp voltage (Uist) or the helical resistance (Rist) of the gas discharge lamp as the operating variable for the lamp type detection.
  • a ballast for operating a lamp provided with a fluorescent lamp wherein the operating data of certain recognizable with this method lamp types, at least their nominal lamp voltage and the lamp current, are stored in a register, the fluorescent lamp within a starting phase is operated for a predetermined time with a dimming current of known current strength, after the start phase, the present lamp voltage of the fluorescent lamp is measured, then in the register that lamp voltage is called which comes closest to the measured lamp voltage of the fluorescent lamp, and then the to the operation of the Fluorescent lamp required operating data are assigned to the measured lamp voltage per register.
  • a first aspect of the invention relates to a method for lamp type detection and setting of operating parameters for the operation of light sources as a function of the recognized type of light source, the method comprising the following steps: constant control of the power supplied to the light source,
  • the light sources can be supplied with an AC voltage starting from an inverter supplied with a constant DC voltage.
  • the constant regulation of the luminous flux can be achieved by taking into account the current through a potential lower Switch of two series-connected switches of the inverter done.
  • inverter a half-bridge circuit with two series-connected and alternately clocked switches can be used.
  • As light source one or more gas discharge lamps can be used.
  • the Lampentyperkennung can be done without measuring the current through the bulb.
  • the above-explained lamp type detection may be preceded by a lamp type pre-classification, in which the connected light source is pre-classified, for example, based on heating coil parameters of a gas discharge lamp.
  • the voltage drop at the light source can be detected by means of a voltage divider led to ground from the higher side of the light source.
  • Based on the voltage drop can be detected by a control unit, whether one or more lamps are connected in series connected to the operating device.
  • the current through the luminous means can be detected at a constant regulated power and a control unit can detect from the current through the luminous means whether one or more lamps connected in parallel are supplied by the operating device.
  • the lighting means can be supplied from an inverter controlled by the control unit, which is supplied with a constant or constant regulated DC voltage, the control unit using the duty factor and / or the frequency of the inverter as the control variable for the power variable.
  • the invention also relates to an integrated control circuit, in particular ASIC, in support of a method of the type described above.
  • the control circuit may be implemented digitally, wherein preferably all feedback or measurement signals are A / D converted before being further processed.
  • the invention relates to a control device for lighting means having such a control circuit, as well as to a lamp with such a control gear.
  • FIG. 1 shows a schematic circuit diagram of a circuit according to the invention for operating a lamp Ri with lamp type detection
  • FIG. 2 shows signals as they appear on the circuit of FIG.
  • FIG. 1 shows a circuit for operating light-emitting means, wherein the light-emitting means are represented schematically by an ohmic resistor Ri.
  • a rectifier GR is supplied, so that the rectified mains voltage of a Smoothing circuit PFC can be supplied.
  • a preferably integrated and / or digital control circuit for example an ASIC, a microcontroller or a hybrid solution thereof, which bears the reference character "C"
  • the load circuit has a series resonant circuit with a coil L and a capacitor Cl and an AC coupling capacitor C2, from which again the light sources R 1 provided in parallel with the resonance capacitor C 1 are connected.
  • Wl and W2 schematically designed as heating coils electrodes of the lamps are shown, as they are typical for example for gas discharge lamps. Schematically, these coils W1 and W2 are shown in more detail as a combination of an ohmic resistance and an inductance LH.
  • a heating circuit is provided, which is provided in parallel to the lower-potential switch S2 of the inverter WR and which has a capacitor C3, a Primärtropic mecanical LH 'and a switch S3, which can also be clocked by the control unit C. Transformatorisch so the heat output from the primary winding LH 'on the heating coils LH, Wl, W2 transferred.
  • a measuring resistor (shunt) SH is connected, at which a signal can be tapped, which reproduces the current through the potential-lower switch S2 of the inverter (if it is closed). More specifically, this signal I H is used to charge a capacitor C4, which serves as an example of an implementation of an integration of the current I H.
  • the charging voltage of the capacitor C4 is supplied to the control unit C as a signal representing the load circuit provided power P A.
  • the control unit C can determine the actual power supplied to the load circuit.
  • a power control is now performed, in which this actual power value is compared with a desired power value, which is specified internally or externally.
  • This target power value can be specified externally, for example to achieve dimming.
  • the control variable for the power control is the switching frequency and / or the duty cycle of the switches Sl, S2 of the inverter WR, in particular in Interaction with the resonance curve of the series resonant circuit L, Cl.
  • an ohmic voltage divider R1, R2 can be provided parallel to the light-emitting means Ri, at which a signal Ui can be tapped and supplied to the control unit C, whereby this signal Ui can determine the voltage drop across the light-emitting means.
  • a further measuring resistor R3 may be provided, at which a signal Ii can be tapped off and supplied to the control unit C, this signal Ii reproducing the current through the lighting means Ri.
  • the voltage divider Rl, R2 is designed such that the signal representing the light source voltage Ui reproduces the entire voltage attack via all series-connected bulbs.
  • the measuring resistor (shunt) R3 is arranged such that the luminous flux signal Il reproduces the total current through all the luminous means Ri connected in parallel.
  • the regulation of the lamp power can thus on the
  • Control variable 'frequency' or 'duty cycle' of the inverter and additionally or alternatively done via the regulation of the DC link voltage.
  • the lamp current measurement is not used. Rather, at the specified target power, the lamp voltage setting at the lamp is measured and, starting therefrom, for example by comparison with a look-up table, a lamp type detection is carried out in such a way that operating parameters (for example for preheating, ignition operation and / or combustion operation) adapted for the 'recognized' lamp type, that is, depending on the self-adjusting lamp voltage, are selected. This is done by the preferably integrated control unit C.
  • the lamp type detection according to the invention ie with the parameter lamp voltage at constant regulated and predetermined lamp power can also be used as one of several stages, in particular the second stage of a multi-stage lamp type detection method.
  • the first stage may be a helix parameter detection that performs some kind of preselection of the candidate lamp types.
  • the lamp current measurement can be determined via the lamp current measurement based on the total current, whether one or more lamps are connected in parallel, which are powered by a common inverter from.
  • Inverter shunt signal I H and see the laterally averaged (or integrated) power signal P A , which adjusts as a voltage across the capacitor C4.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lampentyperkennung und Einstellung von Betriebsparametern zum Betrieb von Leuchtmitteln abhängig vom dem erkannten Leuchtmittel typ, aufweisend die folgenden Schritte: Konstantregelung der dem Leuchtmittel zugeführten Leistung, - Erfassung des sich bei konstanter Leistung über dem brennenden Leuchtmittel einstellenden Spannungsabfalls oder des durch das Leuchtmittel fliessenden Stroms, und - Wahl wenigstens eines Betriebsparameters abhängig von dem Spannungsabfall.

Description

Erkennung des Typs einer an einem Betriebsgerät angeschlossenen Gasentladungslampe
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Betriebsgeräte für Leuchtmittel und genauer gesagt auf Betriebsgeräte, an den zulässigerweise unterschiedliche Leuchtmitteltypen anschliessbar sind, wobei das Betriebsgerät dann in demselben Brennvorgang oder für einen folgenden Brennvorgang - ohne menschliche Mitwirkung - selbsttätig Betriebsparameter passend zu dem tatsächlich vorliegenden Leuchtmitteltyp einstellt. Dieser Vorgang wird im folgenden „Lampentyperkennung" genannt.
Aus der EP-A-O 413 991 ist bekannt, die Zündspannung der angeschlossenen Gasentladungslampe zu ermitteln und aufgrund der ermittelten Zündspannung auf den Lampentyp zu schliessen. Die Bestimmung der Zündspannung hängt jedoch unter anderem vom Hersteller, dem Alterungsgrad, der Gasfüllung und der Heizung der Lampe ab, so dass sich insgesamt Schwankungen im Bereich zwischen 10% und 20% beim Ermitteln der Zündspannung ergeben können.
Aus der EP 702508A1 ist es bekannt, nach Inbetriebnahme der Gasentladungslampe verschiedene Lampenstrom-Sollwerte vorzugeben und den Lampenstrom entsprechend dieser Sollwerte einzustellen. Zu jedem Lampenstrom-Sollwert wird der entsprechende Istwert der zu überwachenden Betriebsgrösse der Gasentladungslampe ermittelt. Die einzelnen somit erhaltenen Istwerte der Betriebsgrössen werden miteinander kombiniert, so dass anschliessend aufgrund der Istwerte abhängig von den vorgegebenen Lampenstrom-Sollwerten auf den Lampentyp der angeschlossenen Gasentladungslampe geschlossen werden kann. Zu diesem Zweck ist beispielsweise die Auswertung von verschiedenen vorgegebenen Kennlinien der einzelnen Lampentypen denkbar. So können beispielsweise die Strom/Spannungs-Kennlinien verschiedener Lampentypen bekannt sein. Wie zuvor beschrieben, werden verschiedene Strom-Sollwerte eingestellt und entsprechend die Lampenspannung abhängig von den eingestellten Strom- Sollwerten ermittelt. Anhand der ermittelten Strom/Spannungs-Wertepaare und der verschiedenen vorhandenen Strom/Spannungs-Kennlinien kann auf den Lampentyp der angeschlossenen Gasentladungslampe geschlossen werden. Insbesondere ist vorgesehen, als Betriebsgrösse für die Lampentyperkennung die Lampenspannung (Uist) oder den Wendelwiderstand (Rist) der Gasentladungslampe zu ermitteln.
Wurde der Lampentyp der angeschlossenen Gasentladungslampe festgestellt, so wird dieser vorzugsweise in einem
Speicher in Form von verschiedenen Betriebsparametern oder in Form der entsprechenden Lampenkennlinie gespeichert, so dass der Lampentyp nicht ständig überprüft und ermittelt werden muss, solange die entsprechende Gasentladungslampe nicht ausgewechselt worden ist. Ein Austauschen der Lampe kann dabei durch Erfassen einer eventuellen Unterbrechung des Heizstromkreises ermittelt werden.
Aus der DE 198 50 441 Al ist ein Vorschaltgerät zum Betrieb einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte bekannt, wobei die Betriebsdaten bestimmter mit diesem Verfahren erkennbarer Lampentypen, zumindest deren Lampennennspannung sowie der Lampennennstrom, in einem Register gespeichert sind, die Leuchtstofflampe innerhalb einer Startphase während einer vorbestimmten Zeit mit einem Dimmstrom bekannter Stromstärke betrieben wird, nach der Startphase die vorliegende Lampenspannung der Leuchtstofflampe gemessen wird, dann in dem Register diejenige Lampennennspannung gesucht wird, die der gemessenen Lampenspannung der Leuchtstofflampe am nächsten kommt, und danach die zum Betrieb der Leuchtstofflampe erforderlichen Betriebsdaten eingestellt werden, die der gemessenen Lampenspannung per Register zugeordnet sind.
Bei einer Lampentyperkennung ausgehend von Wendelparametern (beispielsweise deren ohmscher Widerstand) besteht der Nachteil, dass dies nicht immer eine eindeutige Lampenidentifizierung zur Folge hat. Der Grund dafür ist, dass bei einheitlichem Lampentyp einerseits der ohmsche Widerstand einer Wendel beispielsweise um bis zum 25% schwanken kann und gleichzeitig der Wendelwiderstand unterschiedlicher Lampentypen etwa in dieser Größenordnung liegen kann. Darüber hinaus können auch grundsätzlich unterschiedliche Lampentypen denselben Wendelwiderstand aufweisen.
Hinsichtlich der erwähnten DE 198 50 441 Al und EP 702508 Al ist anzumerken, daß die dort verwendeten Verfahren mehrere Nachteile aufweisen. Der Nachteil einer Lampentyperkennung basierend auf der Einstellung eines Stromes ist, dass sich ein Großteil der möglichen Lampentypen nicht durch dieses Verfahren erkennen bzw. unterscheiden lässt. Aufgrund der Lampencharakteristik kann sich für verschiedene Lampentypen bei einem eingeprägten Strom abhängig von der Umgebungstemperatur eine annähernd gleiche Lampenbrennspannung ergeben, die unter Beachtung der Herstellertoleranzen nicht mehr unterschieden werden kann. Sofern die Umgebungs- oder Lampentemperatur nicht bekannt ist, ist dieses Verfahren nur für einen sehr eingeschränkten Temperaturbereich geeignet .
Um dem Anwender einen möglichst weiten
Umgebungstemperaturbereich zu ermöglichen, ohne dabei eine
Temperaturmessung durchführen zu müssen, wird daher das erfindungsgemäße Verfahren vorgeschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Lampentyperkennung und Einstellung von Betriebsparametern zum Betrieb von Leuchtmitteln abhängig vom dem erkannten Leuchtmitteltyp, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: - Konstantregelung der dem Leuchtmittel zugeführten Leistung,
- Erfassung des sich bei konstanter Leistung über dem brennenden Leuchtmittel einstellenden Spannungsabfalls oder des durch das Leuchtmittel fliessenden Stroms, und - Wahl wenigstens eines Betriebsparameters abhängig von dem Spannungsabfall bzw. Leuchtmittelstroms.
Die Leuchtmittel können ausgehend von einem mit konstanter DC-Spannung versorgten Wechselrichter mit einer Wechselspannung versorgt werden.
Die Konstantregelung der Leuchtmittelleistung kann unter Einbeziehung des Stroms durch einen potentialniedrigeren Schalters von zwei in Serie geschalteten Schaltern des Wechselrichters erfolgen.
Als Wechselrichter kann eine Halbbrückenschaltung mit zwei in Serie geschalteten und wechselweise getakteten Schaltern verwendet werden.
Als Leuchtmittel können eine oder mehrere Gasentladungslampen verwendet werden.
Die Lampentyperkennung kann ohne Messung des Stroms durch das Leuchtmittel erfolgen.
Der oben erläuterten Lampentyperkennung kann eine Lampentyp-Vorklassifizierung vorgeschaltet sein, bei der das angeschlossene Leuchtmittel bspw. anhand von Heizwendelparametern einer Gasentladungslampe vorklassifiziert wird.
Der Spannungsabfall am Leuchtmittel kann mittels eines von der potentialhöheren Seite des Leuchtmittels auf Masse geführten Spannungsteilers erfasst werden.
Anhand des Spannungsabfalls kann durch eine Steuereinheit erkannt werden, ob ein oder mehrere Leuchtmittel in Serie geschaltet an dem Betriebsgerät angeschlossen sind.
Zur Lampentyperkennung kann bei konstant geregelter Leistung der Strom durch die Leuchtmittel erfasst werden und eine Steuereinheit anhand des Stroms durch die Leuchtmittel erkennen, ob eine oder mehrere parallel geschaltete Leuchtmittel durch das Betriebsgerät versorgt werden. Die Leuchtmittel können ausgehend von einem von der Steuereinheit angesteuerten Wechselrichter versorgt werden, der mit konstanter oder konstant geregelter DC- Spannung versorgt wird, wobei die Steuereinheit das Tastverhältnis und/oder die Frequenz des Wechselrichters als Steuergrösse für die Leistungsgrösse verwendet wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine integrierte Steuerschaltung, insbesondere ASIC, die zur Unterstützung eines Verfahrens der oben geschilderten Art. Die Steuerschaltung kann digital ausgeführt sein, wobei vorzugsweise alle Rückführ- oder Messsignale A/D-gewandelt werden, bevor sie weiterbearbeitet werden.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Betriebsgerät für Leuchtmittel, das eine derartige Steuerschaltung aufweist, sowie auf eine Leuchte mit einem derartigen Betriebsgerät .
Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung zum Betrieb einer Lampe Ri mit Lampentyperkennung, und
Fig. 2 zeigt Signale, wie sie an der Schaltung von Figur 1 auftreten.
In Figur 1 ist eine Schaltung zum Betrieb von Leuchtmitteln gezeigt, wobei die Leuchtmittel schematisch durch einen ohmschen Widerstand Ri wiedergegeben sind.
Ausgehend von einer Netzspannung wird ein Gleichrichter GR versorgt, so dass die gleichgerichtete Netzspannung einer Glättungsschaltung PFC zugeführt werden kann. Eine vorzugsweise integrierte und/oder digitale Steuerschaltung, beispielsweise ein ASIC, ein MikroController oder eine Hybridlösung davon, die das Bezugszeichen „C" trägt, kann beispielsweise einen Schalter der Glättungsschaltung PFC takten und eines oder mehrere Messsignale aus dem Bereich des PFCs entnehmen. Der PFC lädt ein Energiespeicherelement Kl, beispielsweise einen Kondensator wie beispielsweise einen Elektrolytkondensator auf, so dass sich an diesem Energiespeicherelement Kl eine stabilisierte DC-Spannung Uz einstellt. Mit dieser Spannung U2, oft auch Busspannung oder Zwischenkreisspannung genannt, wird ein Wechselrichter mit Schaltern Sl und S2 versorgt, die in Serie geschaltet sind. Die Schalter Sl und S2 bilden somit einen Halbbrücken-Wechselrichter. Alternativ kann natürlich auch ein Vollbrückenwechselrichter vorgesehen sein.
An dem Mittenpunkt der beiden Schalter Sl, S2 greift ein Lastkreis an, der die Leuchtmittel Ri aufweist. Der Lastkreis weist genauer gesagt einen Serienresonanzkreis mit einer Spule L und einem Kondensator Cl sowie einen AC- Koppelkondensator C2 auf, von dem ausgehend wiederum die parallel zu dem Resonanzkondensator Cl vorgesehenen Leuchtmittel R1 geschaltet sind. Mit Wl und W2 sind schematisch die als Heizwendeln ausgebildeten Elektroden der Leuchtmittel dargestellt, wie sie beispielsweise für Gasentladungslampen typisch sind. Schematisiert sind diese Wendeln Wl und W2 genauer gesagt als eine Kombination eines ohmschen Widerstands und einer Induktivität LH dargestellt. Zum Heizen ist ein Heizkreis vorgesehen, der parallel zu dem potentialniedrigeren Schalter S2 des Wechselrichters WR vorgesehen ist und der aufweist einen Kondensator C3, eine Primärheizkreiswicklung LH' sowie einen Schalter S3, der ebenfalls von der Steuereinheit C getaktet werden kann. Transformatorisch wird also die Heizleistung von der Primärwicklung LH' auf die Heizwendeln LH, Wl, W2 übertragen.
In Serie zu dem potentialniedrigeren Schalter S2 des Wechselrichters WR ist ein Messwiderstand (Shunt) SH geschaltet, an dem ein Signal abgegriffen werden kann, das den Strom durch den potentialniedrigeren Schalter S2 des Wechselrichters wiedergibt (wenn dieser geschlossen ist) . Dieses Signal IH wird genauer gesagt zum Laden eines Kondensators C4 verwendet, der als ein Beispiel einer Implementierung einer Integration des Stroms IH dient. Die Ladespannung des Kondensators C4 wird als ein den Lastkreis zur Verfügung gestellten Leistung PA wiedergebendes Signal der Steuereinheit C zugeführt. Die Steuereinheit C kann aufgrund des bekannten (gemessenen) Werts der Zwischenkreisspannung Uz zusammen mit dem über mehrere Schaltperioden des Wechselrichters WR integrierten Stromwerts PH die dem Lastkreis zur Verfügung gestellte Ist-Leistung bestimmen.
Erfindungsgemäß wird nunmehr eine Leistungsregelung vorgenommen, in dem dieser Ist-Leistungswert mit einem Sollleistungswert verglichen wird, der intern oder extern vorgegeben ist. Dieser Sollleistungswert kann extern vorgegeben werden, um beispielsweise ein Dimmen zu erzielen. Die Steuergröße für die Leistungsregelung ist die Schaltfrequenz und/oder das Tastverhältnis der Schalter Sl, S2 des Wechselrichters WR, insbesondere im Zusammenspiel mit der Resonanzkurve des Serienresonanzkreises L, Cl.
Erfindungsgemäß kann weiterhin parallel zu den Leuchtmitteln Ri ein ohmscher Spannungsteiler Rl, R2 vorgesehen sein, an dem ein Signal Ui abgegriffen werden und der Steuereinheit C zugeführt werden kann, wobei dieses Signal Ui die über die Leuchtmittel abfallende Spannung ermitteln kann.
Alternativ oder zusätzlich kann auch ein weiterer Messwiderstand R3 vorgesehen sein, an dem ein Signal Ii abgegriffen und der Steuereinheit C zugeführt werden kann, wobei dieses Signal Ii den Strom durch die Leuchtmittel Ri wiedergibt.
Wenn die Leuchtmittel aus einer Serienschaltung von mehreren Leuchtmitteln bestehen, ist der Spannungsteiler Rl, R2 derart ausgestaltet, dass das die Leuchtmittelspannung Ui wiedergebende Signal den gesamten Spannungsüberfall über sämtliche in Serie geschalteten Leuchtmittel wiedergibt.
Wenn mehrere Leuchtmittel Ri parallel geschaltet sind, ist der Messwiderstand (Shunt) R3 derart angeordnet, dass das Leuchtmittelstromsignal Il den Summenstrom durch sämtliche parallel geschalteten Leuchtmittel Ri wiedergibt.
Gemäß der Erfindung ist also ein Multilampengerät vorgesehen, das eine Lampenleistungsregelung während der Lampentyperkennung durchführt. Dies erfolgt wie oben erläutert vorzugsweise dadurch, dass bei konstant geregelter Zwischenkreisspannung der Strom am Shunt in Serie zu dem potentialniedrigeren Schalter des Wechselrichters (im vorliegenden Fall Halbbrückenschaltung) gemessen wird. Aus dem Produkt der Zwischenkreisspannung mit diesem Strom (und weiterhin multipliziert mit einem Kalibrierungsfaktor, der bei symmetrischer Taktung des Wechselrichters = 2 ist) kann somit die Lampenleistung ermittelt werden.
Die Regelung der Lampenleistung kann somit über die
Steuergröße 'Frequenz' oder 'Tastverhältnis' des Wechselrichters und zusätzlich oder alternativ dazu über die Regelung der Zwischenkreisspannung erfolgen.
Zur eigentlichen Lampentyperkennung wird also die Lampenstrommessung nicht herbeigezogen. Vielmehr wird bei der vorgegebenen Sollleistung die sich an der Lampe einstellende Brennspannung gemessen und ausgehend von dieser, beispielsweise durch Vergleich mit einer Look-up- Tabelle eine Lampentyperkennung dahingehend durchgeführt, dass Betriebsparameter (beispielsweise für das Vorheizen, den Zündbetrieb und/oder den Brennbetrieb) angepasst für den 'erkannten' Lampentyp, also abhängig von der sich einstellenden Lampenbrennspannung, gewählt werden. Dies erfolgt durch die vorzugsweise integrierte Steuereinheit C.
Die Lampentyperkennung gemäß der Erfindung, d.h. mit dem Parameter Lampenbrennspannung bei konstant geregelter und vorgegebener Lampenleistung kann auch als eine von mehreren Stufen, insbesondere die zweite Stufe eines mehrstufigen Lampentyperkennungsverfahrens verwendet werden. Beispielsweise kann die erste Stufe eine Wendelparametererkennung sein, die eine Art Vorselektion der in Frage kommenden Lampentypen durchführt. Dadurch dass der Spannungsteiler Rl, R2 zur Brennspannungserfassung von der 'heißen Wendel' auf Masse geführt ist, lässt sich anhand der Brennspannungsmessung auch (d.h. über die Lampentyperkennung hinaus) erkennen, ob eine oder mehrere Lampen in Serie geschaltet sind.
Anstelle der verhältnismäßig leicht zu erfassenden Lampenbrennspannung kann - wiederum bei vorgegebener und konstant geregelter Lampenleistung - auch der Lampenstrom gemessen werden und somit eine Lampentyperkennung bei kontant geregelter Lampenleuchtmittelleistung anhand des gemessenen Lampenstroms erfolgen.
Zusätzlich lässt sich über die Lampenstrommessung anhand des Summenstroms auch feststellen, ob eine oder mehrere Lampen parallel verschaltet sind, die von einem gemeinsamen Wechselrichter aus versorgt werden.
Während sich also bei einer Serienschaltung von zwei Lampen die Brennspannung verdoppeln wird, verdoppelt sich der gemessene Summenstrom bei der Parallelschaltung zweier gleichartiger Lampen.
Erfindungsgemäß kann natürlich auch eine Lampenspannungsmessung mit der Lampenstrommessung kombiniert werden, dies wie gesagt stets bei konstant geregelter Lampenleistung. In Figur 2 ist der Verlauf des
Wechselrichter-Shuntsignals IH zu sehen sowie das seitlich gemittelte (bzw. integrierte) Leistungssignal PA, das sich als Spannung an dem Kondensator C4 einstellt.

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zur Lampentyperkennung und Einstellung von Betriebsparametern zum Betrieb von Leuchtmitteln abhängig vom dem erkannten Leuchtmitteltyp, aufweisend die folgenden Schritte:
- Konstantregelung der dem Leuchtmittel zugeführten Leistung,
- Erfassung des sich bei konstanter Leistung über dem brennenden Leuchtmittel einstellenden
Spannungsabfalls oder des durch das Leuchtmittel fliessenden Stroms, und
- Wahl wenigstens eines Betriebsparameters abhängig von dem Spannungsabfall bzw. Leuchtmittelstrom.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leuchtmittel ausgehend von einem mit konstanter DC-Spannung versorgten Wechselrichter mit einer Wechselspannung versorgt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Konstantregelung der Leuchtmittelleistung unter Einbeziehung des Stroms durch einen potentialniedrigeren Schalters von zwei in Serie geschalteten Schaltern des Wechselrichters erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als Wechselrichter eine Halbbrückenschaltung mit zwei in Serie geschalteten und wechselweise getakteten Schaltern verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Leuchtmittel eine oder mehrere Gasentladungslampen verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Lampentyperkennung nicht der Strom durch das Leuchtmittel herbeigezogen wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lampentyperkennung eine Lampentyp- Vorklassifizierung vorgeschaltet ist, bei der das angeschlossene Leuchtmittel bspw. anhand von Heizwendeparametern einer Gasentladungslampe vorklassifiziert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Spannungsabfall am Leuchtmittel mittels eines von der potentialhöheren Seite des Leuchtmittels auf Masse geführten Spannungsteilers erfasst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei der anhand des Spannungsabfalls erkannt wird ob ein oder mehrere Leuchtmittel in Serie geschaltet an dem Betriebsgerät angeschlossen sind.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Lampentyperkennung bei konstant geregelter Leistung der Strom durch die Leuchtmittel erfasst wird und anhand des Stroms durch die Leuchtmittel erkannt wird, ob eine oder mehrere parallel geschaltete Leuchtmittel durch das Betriebsgerät versorgt werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtmittel ausgehend von einem
Wechselrichter versorgt werden, der mit konstanter oder konstant geregelter DC-Spannung versorgt wird, und das Tastverhältnis und/oder die Frequenz des Wechselrichters als Steuergrösse für die Leistungsgrösse verwendet wird.
12. Integrierte Steuerschaltung, insbesondere ASIC, die zur Unterstützung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
13. Integrierte Steuerschaltung nach Anspruch 12, die als Digitalschaltung ausgebildet ist.
14. Betriebsgerät für Leuchtmittel, aufweisend eine Steuerschaltung nach Anspruch 12 oder 13.
15. Leuchte, aufweisend eine Leuchtmittel und ein Betriebsgerät nach Anspruch 14.
EP09772049A 2008-07-02 2009-05-13 Erkennung des typs einer an einem betriebsgerät angeschlossenen gasentladungslampe Withdrawn EP2298038A1 (de)

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