EP2340690A1 - Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer hochdruckentladungslampe - Google Patents

Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer hochdruckentladungslampe

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EP2340690A1
EP2340690A1 EP08875223A EP08875223A EP2340690A1 EP 2340690 A1 EP2340690 A1 EP 2340690A1 EP 08875223 A EP08875223 A EP 08875223A EP 08875223 A EP08875223 A EP 08875223A EP 2340690 A1 EP2340690 A1 EP 2340690A1
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EP
European Patent Office
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lamp
current
pressure discharge
phase
operating
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EP08875223A
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Alois Braun
Walter Limmer
Maximilian Schmidl
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Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a method and a circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp according to the preamble of the main claim and the independent claim, wherein the high-pressure discharge ⁇ lamp is operated by an inverter with a rectangular lamp current having a positive phase with positive current flow and has a negative phase with negati ⁇ ven current flow, and the inverter is controlled by a control device.
  • High pressure discharge lamps are often operated with a low frequency square wave current to simulate DC operation. This mode of operation is also referred to as "wobble DC operation".
  • the frequency of the rectangular current of low frequency is thereby higher by a maximum of one power than the input network frequency. In principle, therefore, there is a DC operation of the high-pressure discharge lamp, but the lamp current is reversed regularly in order to load the lamp electrodes evenly.
  • the solution of the object with respect to the method is accomplished by a method for operating a high-pressure discharge lamp, in which the Hochlichentla ⁇ tion lamp is operated by an inverter with a rectangular lamp current, which is a positive Phase with positive current flow and a negative phase with negative current flow, and the inverter is controlled by a control arrangement, which is characterized by the following steps:
  • the rectangular air stream has preferential ⁇ , a frequency less than 500 Hz, in particular less than 110Hz up.
  • the lamp is virtually rubbed with a DC current, and the electrode load is uniform and minimal.
  • the reference variable of a lamp power or the rectangular lamp current for the control arrangement is preferably the same for both phases. This will be the
  • the lamp is regulated to the same power in each phase, resulting in a uniform electrode load. [10] If the lamp power or rechteckförmi- calculated gen lamp current value representing the crizanord ⁇ voltage from the input voltage of the inverter, the input current of the inverter, the voltage of the high pressure discharge lamp as well as a correction factor, the complex lamp current measurement can be omitted, and yet the Lamp power can be calculated with sufficient accuracy.
  • a period of time is preferably a period of time between lms and a few seconds, in particular between 5 ms and 50 ms ⁇ sondere long between the following requirements set value of both phases. This allows a slow and cost-effective control can be realized, the low Flickerne Trent shows in operation.
  • the solution of the object with respect to the circuit arrangement is accomplished by a circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp having an inverter for operating the high-pressure discharge lamp, which generates a low-frequency rectangular lamp current, wherein the rectangular lamp current ⁇ a positive phase with positive current flow and a negative phase with negative current flow, and the inverter is controlled by a control arrangement, wherein the control arrangement controls the positive phase and the negative phase separately.
  • the reference variable of a lamp power or the rectangular lamp current for the control arrangement is preferably the same for both phases. This will be the
  • the lamp is regulated to the same power in each phase, resulting in a uniform electrode load.
  • the complex lamp current measurement can be omitted, and nevertheless the lamp power can be calculated with sufficient accuracy.
  • control arrangement determines a value representing the lamp power or the rectangular lamp current individually in each phase, and generates a control value specification for each phase on the basis of the measured value.
  • control arrangement can generate a sufficiently accurate control value specification for each phase with little effort.
  • control arrangement preferably stores in each case a value representing the lamp power or the rectangular lamp current in separate memory cells belonging to the two phases.
  • the control arrangement now generates preferably by means of the stored values for each phase individually a manipulated variable specification, which is then output to the inverter.
  • the control arrangement generates the manipulated variable specifications preferably at a distance between lms and few
  • the frequency of the manipulated variable specifications is preferably at least one power less than the frequency of the rectangular lamp current.
  • the control arrangement preferably has a digital controller with a microcontroller.
  • the control device according to the invention can be implemented as pure soft ⁇ ware, which saves costs.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a circuit ⁇ arrangement, which carries out the inventive method.
  • FIG 2 shows the schematic drive voltages of the switching transistors of the full bridge, which are controlled by the control unit.
  • Fig. 1 shows a schematic circuit diagram of a circuit arrangement which carries out the method according to the invention.
  • the circuit has a change ⁇ judge 30 with all parts that are needed for normal operation on. Additional components, such as Zünddros ⁇ sel, ignition capacitor, driver circuits, etc., which are necessary for a start of a high-pressure discharge lamp 5 and conceivable other operating conditions have been omitted for reasons of clarity.
  • the inverter 30 consists of a full bridge with 2 parallel half bridges 33 and 35, each having two switching transistors Ql, Q2 and Q3, Q4.
  • the switching transistors Q1-Q4 have antiparallel freewheeling diodes D1-D4.
  • a series circuit of the high pressure discharge lamp 5 and a lamp inductor Li is connected.
  • a capacitor C 2 is connected between the connection point of the high-pressure ⁇ discharge lamp 5 and the lamp inductor Li and the Ver ⁇ connection point of the lower full-bridge transistors Q2 and Q4, which is referred to below as point 7, a capacitor C 2 is connected.
  • an input capacitor C1 is connected between the upper input El, which is at the same potential as point 6, and the lower input E2, which is at the same potential as point 8, an input capacitor C1 is connected.
  • a current measuring resistor R is connected ⁇ s.
  • the inverter 30 is controlled by a control unit
  • the control unit 20 measures the input voltage of the inverter 30, that is, the voltage between
  • Point 6 and point 7. This is a strong RC-filtering used to hide disturbances and short-term fluctuations of the input voltage of the inverter 30.
  • the control unit 20 also measures the voltage across the current sense resistor R s , which is equivalent to the current through the inverter 30. This value is measured individually in the positive phase of the rectangular lamp current and in the negative phase of the rectangular lamp current. Since the full-bridge rectifier of the alternating ⁇ 30, as will be explained later, has step-down properties, the rectangular lamps ⁇ current is a factor of the current through the full bridge. For each measurement, the control unit 20 stores the current value in separate memory cells 210, 211 belonging to the individual phases.
  • the control unit 20 calculates under Zu Vietnamesenah ⁇ me the stored current values individually for each phase, the power of the inverter 30 and are each a setting value for Ql and Q2.
  • the control values are not recalculated for each low-frequency full wave, but are recalculated only at every nth low frequency full wave, n can assume a value between 5 and several hundred.
  • the manipulated variable settings are thus output to the inverter at a time interval of lms to a few seconds.
  • the manipulated variable specification can under certain circumstances also be output only every 2-3 seconds. Because of the regulation between a positive half-wave and negative half-wave and these half-waves are controlled separately, a very slow and therefore cost-effective control can be used without operating the lamp asymmetrically. A DC component in the lamp current is so sure vermie ⁇ .
  • the control of the inverter 30 is made so that the transistors of the full bridge are driven with a low-frequency square-wave voltage.
  • the drive voltage never ⁇ derfrequenten of the transistors Ql and Q2 a high frequency drive voltage is superimposed.
  • the second half-bridge 35 of the full bridge 30 is thereby driven single ⁇ Lich with a lower square-wave voltage.
  • the high-frequency superposition can be a Puls shimmerenmo ⁇ dulation or other suitable control.
  • a low-frequency operation here is the operation with a frequency considered, which is generally a maximum of one power above the input network frequency.
  • the frequency of the low-frequency operation is preferably between 50 Hz and 900 Hz.
  • the high-frequency operation consequently, the operation is deemed having a frequency which is at least higher by a power than the frequency of never ⁇ derfrequenten operation.
  • the frequency of the high-frequency operation is preferably between 3 kHz and 120 kHz
  • FIG. 2 shows the schematic drive voltages of the switching transistors Q1-Q4 of the inverter 30, which are controlled by the control unit 20.
  • the Tran ⁇ transistors Q3 and Q4 of the half-bridge 35 are driven with a low-frequency voltage, so that they are completely switched through in each half-wave respectively.
  • the transistors are switched complementary to produce a positive and a negative current phase through the high ⁇ pressure discharge lamp.
  • the transistors Ql and Q2 of the half bridge 33 are also operated by a never ⁇ derfrequenten voltage.
  • This low-frequency voltage is additionally superimposed by a high-frequency square-wave voltage, as can be seen from FIG.
  • the high-frequency superimposition or drive voltage can be generated by a pulse width modulation or another suitable method.
  • Q3 is turned on, Q2 is driven by a high frequency voltage.
  • Ql and Q4 are off.
  • Q4 is on, Ql is driven by a high-frequency voltage.
  • Q2 and Q3 are off.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe, wobei die Hochdruckentladungslampe von einem Wechselrichter mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negativen Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, und bei dem folgende Schritte ablaufen: - messen eines die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wertes für den positiven Stromfluss, - Messen eines die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wertes für den negativen Stromfluss, - Berechnen einer Stellwertvorgabe aus je einer Führungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteckförmigen Lampenstromes und des gemessenen Wertes für die Phase mit positivem Stromfluss, - Berechnen einer Stellwertvorgabe aus je einer Führungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteckförmigen Lampenstromes und des gemessenen Wertes für die Phase mit negativem Stromfluss, - Ausgeben der beiden Stellwertvorgaben an den Wechselrichter. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe, wobei die Hochdruckentladungslampe von einem Wechselrichter mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negativen Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, und die Regelanordnung die positive Phase und die negative Phase getrennt voneinander regelt.

Description

Be s ehre ibung
[1] Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe.
Technisches Gebiet
[2] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach der Gattung des Hauptanspruchs und des nebengeordneten Anspruchs, wobei die Hochdruckentladungs¬ lampe von einem Wechselrichter mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negati¬ ven Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird.
Stand der Technik
[3] Hochdruckentladungslampen werden oftmals mit einem Rechteckstrom niederer Frequenz betrieben, um einen Gleichstrombetrieb zu simulieren. Dieser Betriebsmodus wird auch als , wackelnder Gleichstrombetrieb' bezeichnet. Die Frequenz des Rechteckstroms niederer Frequenz ist dabei um maximal eine Potenz höher als die Eingangsnetz- frequenz . Im Prinzip findet also ein Gleichstrombetrieb der Hochdruckentladungslampe statt, der Lampenstrom wird aber regelmäßig umgepolt, um die Lampenelektroden gleichmäßig zu belasten.
[4] Dabei wird im Allgemeinen eine Leistungsregelung implementiert, um die Hochdruckentladungslampe zu betrei¬ ben. Bei alten Lampen treten mitunter Asymmetrien in der Lampenspannung auf, die zu unerwünschten Leistungsschwankungen führen können. Diese Schwankungen können durch eine entsprechend schnelle Regelung unterbunden werden. Schnelle Regelungen mit einer kleinen Zeitkonstante weisen aber den Nachteil einer erhöhten Flickerneigung beim Betrieb der Hochdruckentladungslampe auf. Weist die Regelung eine sehr große Zeitkonstante auf, ist die Flickerneigung klein, die Asymmetrien können aber aufgrund der großen Zeitkonstante der Regelung nicht ausge¬ glichen werden.
[5] Unter einer großen Zeitkonstante der Regelung ist hier ein Wert zu verstehen, der deutlich, z.B. um eine Potenz größer ist als die Zeitkonstante der zugrundelie¬ genden Betriebsfrequenz des rechteckförmigen Lampenstroms .
Aufgabe
[6] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe anzugeben, wobei die Hochdruckentladungslampe von einem Wechselrichter mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negativen Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, die mit einer sehr langsamen Regelung mit einer großen
Zeitkonstante arbeitet, und die eventuell auftretende
Asymmetrien in der Lampenspannung ausregelt.
Darstellung der Erfindung
[7] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe bewerkstelligt, bei dem die Hochdruckentla¬ dungslampe von einem Wechselrichter mit einem rechteck- förmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negativen Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, das durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
- messen eines die Lampenleistung oder den rechteckförmi- gen Lampenstrom repräsentierenden Wertes für den positiven Stromfluss,
- messen eines die Lampenleistung oder den rechteckför- migen Lampenstrom repräsentierenden Wertes für den nega- tiven Stromfluss,
- berechnen einer Stellwertvorgabe aus je einer Führungs¬ größe einer Lampenleistung oder des rechteckförmigen Lampenstromes und des gemessenen Wertes für die Phase mit positivem Stromfluss, - berechnen einer Stellwertvorgabe aus je einer Führungs¬ größe einer Lampenleistung oder des rechteckförmigen Lampenstromes und des gemessenen Wertes für die Phase mit negativem Stromfluss,
- ausgeben der beiden Stellwertvorgaben an den Wechsel- richter.
[8] Der rechteckförmige Lampenstrom weist dabei vorzugs¬ weise eine Frequenz kleiner 500Hz, insbesondere kleiner 110Hz auf. Dadurch wird die Lampe quasi mit einem Gleich¬ strom berieben, und die Elektrodenbelastung ist gleichmä- ßig und minimal.
[9] Die Führungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteckförmigen Lampenstromes für die Regelanordnung ist dabei bevorzugt für beide Phasen gleich. Dadurch wird die
Lampe in jeder Phase auf die gleiche Leistung geregelt, was eine gleichmäßige Elektrodenbelastung zur Folge hat. [10] Wird der die Lampenleistung oder den rechteckförmi- gen Lampenstrom repräsentierende Wert für die Regelanord¬ nung aus der Eingangsspannung des Wechselrichters, dem Eingangsstrom des Wechselrichters, der Spannung der Hochdruckentladungslampe sowie einem Korrekturfaktor berechnet, so kann die aufwändige Lampenstrommessung entfallen, und trotzdem die Lampenleistung mit ausreichender Genauigkeit berechnet werden.
[11] Zwischen den folgenden Stellwertvorgaben beider Phasen eine Zeitspanne liegt dabei vorzugsweise eine Zeitspanne, die zwischen lms und wenigen Sekunden, insbe¬ sondere zwischen 5ms und 50ms lang ist. Damit kann eine langsame und kostengünstige Regelung realisiert werden, die geringe Flickerneigung im Betrieb zeigt.
[12] Die Lösung der Aufgabe bezüglich der Schaltungsanordnung wird durch eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe bewerkstelligt, die einen Wechselrichter zum Betreiben der Hochdruckentladungslampe aufweist, der einen niederfrequenten rechteckförmigen Lampenstrom erzeugt, wobei der rechteckförmige Lampen¬ strom eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negativen Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, wobei die Regelanordnung die positive Phase und die negative Phase getrennt voneinander regelt.
[13] Die Führungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteckförmigen Lampenstromes für die Regelanordnung ist dabei bevorzugt für beide Phasen gleich. Dadurch wird die
Lampe in jeder Phase auf die gleiche Leistung geregelt, was eine gleichmäßige Elektrodenbelastung zur Folge hat. [14] Vorzugsweise misst die Regelanordnung dabei die Eingangsspannung des Wechselrichters, den Eingangsstrom des Wechselrichters und die Spannung der Hochdruckentla¬ dungslampe, und berechnet einen die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wert aus diesen Größen unter Zuhilfenahme eines Korrekturfaktors und der Führungsgröße. Durch diese Maßnahme kann die aufwändige Lampenstrommessung entfallen, und trotzdem die Lampenleistung mit ausreichender Genauigkeit berechnet werden.
[15] Bevorzugt bestimmt die Regelanordnung einen die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wert in jeder Phase einzeln, und erzeugt eine Stellwertvorgabe für jede Phase aufgrund des gemessenen Wertes. Damit kann die Regelanordnung mit wenig Aufwand eine ausreichend genaue Stellwertvorgabe für jede Phase erzeugen.
[16] Um die Verarbeitung zu vereinfachen speichert die Regelanordnung dabei bevorzugt jeweils einen die Lampen- leistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wert in voneinander getrennten, den beiden Phasen zugehörigen Speicherzellen ab. Die Regelanordnung erzeugt nun vorzugsweise mittels der abgespeicherten Werte für jede Phase einzeln eine Stellwertvorgabe, die dann an den Wechselrichter ausgegeben wird.
[17] Die Regelanordnung erzeugt die Stellwertvorgaben bevorzugt in einem Abstand, der zwischen lms und wenigen
Sekunden lang, insbesondere zwischen 5ms und 50ms lang ist. Damit kann eine langsame und kostengünstige Regelung realisiert werden, die geringe Flickerneigung im Betrieb zeigt. Die Frequenz der Stellwertvorgaben ist dabei bevorzugt um mindestens eine Potenz geringer als die Frequenz des rechteckförmigen Lampenstromes.
[18] Die Regelanordnung weist dabei vorzugsweise einen digitalen Regler mit einem MikroController auf. Da in vielen modernen Schaltungsanordnungen zum Betreiben von Entladungslampen ein MikroController implementiert ist, kann die erfindungsgemäße Regelanordnung als reine Soft¬ ware implementiert werden, was Kosten spart.
[19] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestal¬ tungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe ergeben sich aus weiteren abhän¬ gigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)
[20] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen :
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schaltungs¬ anordnung, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
Fig. 2 Die schematisierten Ansteuerspannungen der Schalttransistoren der Vollbrücke, die von der Steuereinheit angesteuert werden.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung [21] Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Schaltungsanordnung, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführt. Die Schaltungsanordnung weist einen Wechsel¬ richter 30 mit allen Teilen, die für den Normalbetrieb benötigt werden, auf. Zusätzliche Bauteile, wie Zünddros¬ sel, Zündkondensator, Treiberschaltungen etc., die für einen Start einer Hochdruckentladungslampe 5 und für vorstellbare andere Betriebszustände notwendig sind, wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Die Der Wechselrichter 30 besteht aus einer Vollbrücke mit 2 parallel geschalteten Halbbrücken 33 und 35, die jeweils je zwei Schalttransistoren Ql, Q2 sowie Q3, Q4 aufweisen. Die Schalttransistoren Q1-Q4 besitzen antiparallele Freilaufdioden D1-D4. Zwischen die Mittelpunkte der beiden Halbbrücken 33, 35 ist eine Serienschaltung der Hochdruckentladungslampe 5 und einer Lampendrossel Li geschaltet. Zwischen dem Verbindungspunkt der Hochdruck¬ entladungslampe 5 und der Lampendrossel Li und dem Ver¬ bindungspunkt der unteren Vollbrückentransistoren Q2 und Q4, der im weiteren als Punkt 7 bezeichnet wird, ist ein Kondensator C2 geschaltet. Zwischen dem oberen Eingang El, der auf dem gleichen Potential wie Punkt 6 liegt, und dem unteren Eingang E2, der auf dem gleichen Potential wie Punkt 8 liegt, ist ein Eingangskondensator Cl ge- schaltet. Zwischen Punkt 8 und Punkt 7 ist ein Strommess¬ widerstand Rs geschaltet.
[22] Der Wechselrichter 30 wird von einer Steuereinheit
20 unter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gesteuert. Die Steuereinheit 20 misst die Eingangsspan- nung des Wechselrichters 30, also die Spannung zwischen
Punkt 6 und Punkt 7. Dabei wird eine starke RC-Filterung verwendet, um Störungen und Kurzzeitschwankungen der Eingangsspannung des Wechselrichters 30 auszublenden.
[23] Die Steuereinheit 20 misst ebenfalls die Spannung über dem Strommesswiderstand Rs, die ein Äquivalent zum Strom durch den Wechselrichter 30 ist. Dieser Wert wird in der positiven Phase des rechteckförmigen Lampenstroms und in der negativen Phase des rechteckförmigen Lampenstroms einzeln gemessen. Da die Vollbrücke des Wechsel¬ richters 30, wie später noch erläutert wird, tiefsetzende Eigenschaften aufweist, ist der rechteckförmige Lampen¬ strom ein Faktor des Stroms durch die Vollbrücke. Für jede Messung speichert die Steuereinheit 20 den Stromwert in voneinander getrennten, den einzelnen Phasen zugehörigen Speicherzellen 210, 211 ab.
[24] Die Steuereinheit 20 errechnet nun unter Zuhilfenah¬ me der gespeicherten Stromwerte für jede Phase einzeln die Leistung des Wechselrichters 30 und gibt je einen Stellwert für Ql und Q2 aus. Damit spielen Asymmetrien der Lampe oder verschiedene Impedanzen in den verschiede- nen Phasen oder verschiedene Treiberlaufzeiten nun keine Rolle mehr, da die positive Phase und die negative Phase des Stromes je einen , eigenen' Stellwert bekommen. Die Stellwerte werden dabei nicht für jede niederfrequente Vollwelle neu ausgerechnet, sondern sie werden lediglich bei jeder n-ten niederfrequenten Vollwelle neu ausgerechnet, n kann dabei einen Wert zwischen 5 und mehreren hundert annehmen. Die Stellwertvorgaben werden also in einem zeitlichen Abstand von lms bis zu einigen Sekunden an den Wechselrichter ausgegeben. Die Stellwertvorgabe kann unter Umständen also auch nur alle 2-3 Sekunden ausgegeben werden. Dadurch, dass die Regelung zwischen positiver Halbwelle und negativer Halbwelle unterscheidet und diese Halbwellen getrennt geregelt werden, kann eine sehr langsame und damit kostengünstige Regelung verwendet werden, ohne die Lampe asymmetrisch zu betreiben. Ein Gleichstromanteil im Lampenstrom wird so sicher vermie¬ den .
[25] Die Ansteuerung des Wechselrichters 30 wird dabei so vorgenommen, dass die Transistoren der Vollbrücke mit einer niederfrequenten Rechteckspannung angesteuert werden. Dabei wird in der ersten Halbbrücke 33 der nie¬ derfrequenten Ansteuerspannung der Transistoren Ql und Q2 eine hochfrequente Ansteuerspannung überlagert. Die zweite Halbbrücke 35 der Vollbrücke 30 wird dabei ledig¬ lich mit einer niederen Rechteckspannung angesteuert. Die hochfrequente Überlagerung kann dabei eine Pulsweitenmo¬ dulation sein oder eine andere geeignete Ansteuerung. Als niederfrequenter Betrieb wird hier der Betrieb mit einer Frequenz angesehen, die allgemein maximal eine Potenz über der Eingangsnetzfrequenz liegt. Die Frequenz des niederfrequenten Betriebs liegt vorzugsweise zwischen 50 Hz und 900 Hz. Als hochfrequenter Betrieb wird demzufolge der Betrieb mit einer Frequenz angesehen, die mindestens um eine Potenz höher liegt als die Frequenz des nie¬ derfrequenten Betriebs. Die Frequenz des hochfrequenten Betriebs liegt vorzugsweise zwischen 3 kHz und 120 kHz
[26] Die Treiber für die oberen Transistoren Ql und Q3 sowie die Hochfrequenzansteuerungen für die Halbbrücke 33 sind der Übersichtlichkeit halber in der schematischen Darstellung der Fig. 1 nicht gezeigt. [27] Fig. 2 zeigt die schematisierten Ansteuerspannungen der Schalttransistoren Q1-Q4 des Wechselrichters 30, die von der Steuereinheit 20 angesteuert werden. Die Tran¬ sistoren Q3 und Q4 der Halbbrücke 35 werden mit einer niederfrequenten Spannung angesteuert, so dass sie in jeder Halbwelle jeweils komplett durchgeschaltet sind. Die Transistoren werden komplementär geschaltet, um eine positive und eine negative Stromphase durch die Hoch¬ druckentladungslampe zu erzeugen. Die Transistoren Ql und Q2 der Halbbrücke 33 werden ebenfalls von einer nie¬ derfrequenten Spannung betrieben. Dieser niederfrequenten Spannung ist zusätzlich eine hochfrequente Rechteckspannung überlagert, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Die hochfrequente Überlagerungs- beziehungsweise Ansteuer- Spannung kann durch eine Pulsweitenmodulation oder ein anderes geeignetes Verfahren erzeugt werden. Während also Q3 durchgeschaltet ist, wird Q2 mit einer hochfrequenten Spannung angesteuert. Ql und Q4 sind ausgeschaltet. Während Q4 durchgeschaltet ist, wird Ql mit einer hoch- frequenten Spannung angesteuert. Während dieser Zeit sind Q2 und Q3 ausgeschaltet.
[28] Durch diese hochfrequente Ansteuerspannung kann der rechteckförmige Lampenstrom auf eine eventuell vorhandene Unsymmetrie der Hochdruckentladungslampe 5 angepasst werden. Dadurch, dass der Lampenstrom in jeder Phase einzeln geregelt wird, kann sich auch die Frequenz der Überlagerungs- beziehungsweise Ansteuerspannung bezie¬ hungsweise das Tastverhältnis dieser Spannung von der positiven zur negativen Phase unterscheiden, was einen unterschiedlichen Lampenstrom in der positiven wie in der negativen Phase zur Folge hat. Zusammen mit der unsymmet- rischen Lampenspannung ergibt sich hieraus eine vollkommen symmetrische Leistungsaufnahme in beiden Phasen, die eine gleichmäßige Elektrodenbeanspruchung der Hochdruckentladungslampe 5 zur Folge hat, und die Lebensdauer der Hochdruckentladungslampe somit verlängert.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe, wobei die Hochdruckentladungslampe von einem Wechselrichter mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit negativen
Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte :
- messen eines die Lampenleistung oder den rechteck- förmigen Lampenstrom repräsentierenden Wertes für den positiven Stromfluss,
- messen eines die Lampenleistung oder den rechteck- förmigen Lampenstrom repräsentierenden Wertes für den negativen Stromfluss, - berechnen einer Stellwertvorgabe aus je einer Füh¬ rungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteckför- migen Lampenstromes und des gemessenen Wertes für die Phase mit positivem Stromfluss,
- berechnen einer Stellwertvorgabe aus je einer Füh- rungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteckför- migen Lampenstromes und des gemessenen Wertes für die Phase mit negativem Stromfluss,
- ausgeben der beiden Stellwertvorgaben an den Wechselrichter.
2. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der rechteckförmige Lampenstrom eine Frequenz kleiner 500Hz, insbesondere kleiner 110Hz aufweist.
3. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Führungsgröße einer Lampenleistung oder des rechteck- förmigen Lampenstromes für die Regelanordnung für beide Phasen gleich ist.
4. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierende Wert für die Regelanordnung aus der Eingangsspannung des Wechselrichters, dem
Eingangsstrom des Wechselrichters, der Spannung der Hochdruckentladungslampe sowie einem Korrekturfaktor berechnet wird.
5. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslam- pe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den folgenden Stell¬ wertvorgaben beider Phasen eine Zeitspanne liegt, die zwischen lms und wenigen Sekunden, insbesondere zwischen 5ms-50ms lang ist.
6. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe, wobei die Hochdruckentladungslampe von einem Wechselrichter mit einem rechteckförmigen Lampenstrom betrieben wird, der eine positive Phase mit positivem Stromfluss und eine negative Phase mit ne- gativen Stromfluss aufweist, und der Wechselrichter von einer Regelanordnung geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung die positive Phase und die negative Phase getrennt voneinander re¬ gelt .
7. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsgröße für die Regelanordnung für die positive Phase sowie für die negative Phase gleich ist.
8. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung die Eingangsspannung des Wechselrichters, den Eingangsstrom des Wech- selrichters und die Spannung der Hochdruckentladungs¬ lampe misst, und einen die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wert für die Regelanordnung aus diesen Größen unter Zuhilfenahme eines Korrekturfaktors und der Führungsgröße berechnet .
9. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung einen die Lampenleistung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wert in jeder Phase einzeln bestimmt, und eine Stell¬ wertvorgabe für jede Phase aufgrund des gemessenen Wertes erzeugt.
10. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung jeweils einen die Lampenleis¬ tung oder den rechteckförmigen Lampenstrom repräsentierenden Wert in voneinander getrennten, den beiden Phasen zugehörigen Speicherzellen abspeichert.
11. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckent- ladungslampe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- net, dass die Regelanordnung mittels der abgespei¬ cherten Werte für jede Phase einzeln eine Stellwert¬ vorgabe erzeugt, die dann an den Wechselrichter ausgegeben wird.
12. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung die Stellwertvorgaben in einem Abstand erzeugt, der zwischen lms und wenigen Sekunden lang, insbesondere zwischen 5ms und 50ms lang ist.
13. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Stellwertvorgaben um mindestens eine Potenz geringer ist als die Frequenz des rechteckförmigen Lampenstro¬ mes .
14. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelanordnung einen digitalen Regler mit einem MikroController aufweist .
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