NL194146C - Elektronische ballastschakeling. - Google Patents

Description

1 194146

Elektronische baliastschakeiing

De uitvinding heeft betrekking op een elektronische ballast van het nulspanningschakeltype voor een belasting zoals een fluorescentielamp, omvattende een gelijkstroombron voor het leveren van gelijkstroom-5 vermogen aan een eerste en tweede aansluiting; een eerste en een tweede schakelinrichting waarvan de stroomwegen in serie geschakeld zijn tussen de eerste en de tweede aansluiting van de gelijkstroombron en in welke serieschakeling zich tussen de beide schakelinrichtingen een verbindingsknooppunt bevindt; een eerste condensator die parallel geschakeld is met de eerste schakelinrichting, een tweede condensator die parallel geschakeld is met een tweede schakelinrichting; een regeltransformator met een primaire wikkeling 10 en een secundaire wikkeling bestaande uit drie wikkelingen waarvan de eerste is verbonden met de eerste schakelinrichting, de tweede is verbonden met de tweede schakelinrichting, en de derde is verbonden met de belasting; en een serieresonantieschakeling die verbonden is met de derde secundaire wikkeling van de regeltransformator en die elektrisch vermogen aan de belasting levert; waarbij de eerste schakelinrichting, de tweede schakelinrichting, de regeltransformator, en de serieresonantieschakeling een resonantie-15 modusconvertor vormen.

Een dergelijke schakeling is bekend uit de eveneens van aanvraagster afkomstige, niet vóórgepubliceerde, Nederlandse octrooiaanvrage Nr. 94 01035. Deze bekende elektronische ballast wordt bestuurd met een speciale schakelstuursignaal-generatorschakeling, uitgevoerd als een geïntegreerde schakeling, op een zodanige wijze, dat ruis in sterke mate wordt onderdrukt, harmonischen nagenoeg 20 worden geëlimineerd, en gezorgd wordt voor een nagenoeg volmaakte sinusgolf voor de bediening van een aangesloten fluorescentielamp of dergelijke.

Het is nu het doel van de uitvinding een elektronische ballast zoals omschreven in de aanhef zodanig te verbeteren, dat het omschakelen van de beide schakelinrichtingen onder optimale nulspanningcondities kan plaatsvinden, en het rendementsverlies ten gevolge van het schakelen in sterke mate kan worden beperkt. 25 Bovendien dient de resonantiemodusconvertor een optimaal sinusvormig uitgangssignaal voor een belasting zoals een lamp te geven.

Daartoe heeft de elektronische ballast volgens de uitvinding het kenmerk, dat deze nulspanningschakel-circuit heeft, omvattende een stuursignaalgenerator voor het in overeenstemming met een regelstroom genereren van een zaagtandgolfsignaal en het vergelijken van het resultaat met een referentiespanning, 30 teneinde het stuursignaal en een nulspanningschakel-vrijmaaksignaal uit te voeren; een vermogensregelaar voor het uitvoeren van de uit de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom, waarbij de gelijkstroom-spanning en de regelstroom afhankelijk zijn van de toestand van de belasting; en een nulspanningschakel-garandeercircuit voor het ontvangen van de ingebrachte stroom en het nulspanningschakel-vrijmaaksignaal, teneinde zeker te stellen, dat de resonantiemodusconvertor een nulspanningschakeling verricht, welk 35 nulspanningschakelcircuit verbonden is met de primaire wikkeling van de regeltransformator.

Bij de uitvinding wordt doelmatig gebruikgemaakt van een zacht-schakelsysteem waardoor vermeden wordt, dat door oververhitting een verhoging van schakelverliezen en vergroting van schade aan schakel-elementen wordt veroorzaakt. Verder is de stabiliteit van het systeem gegarandeerd en wordt ruis in verregaande mate onderdrukt.

40 Uit het Franse octrooischrift Nr. 2.558.022 is een resonantiemodusconvertorschakeling bekend, waarbij de omschakeling van de twee, uit veldeffecttransistoren bestaande schakelaars tot stand gebracht wordt door een MOS-transistor, die periodiek twee stuurwikkelingen van de stuurtransformator over twee dioden kortsluit, waardoor de omschakeling van de twee transistoren bestaande schakelaars tot stand gebracht wordt en op deze wijze een zelfoscillatie ontstaat. Een nadeel van dit systeem is, dat ruis niet valt te 45 vermijden bij het omschakelen, en bovendien het schakelrendement niet optimaal kan zijn. Teneinde dit te optimaliseren zijn hoge schakelfrequenties noodzakelijk, welke het vermogensrendement verlagen en een grotere spanning op het schakelelement veroorzaken.

De uitvoering kan verder zodanig zijn, dat het nulspanningschakelcircuit verder omvat een regel-stroombronschakeling voor het ontvangen van de gelijkstroomspanning en de uit de resonantiemodus-50 convertor ingebrachte stroom teneinde de stroom voor het nulspanningschakelcircuit te leveren; en een spanningsverlagingsschakeling om de spanning van het ingangsvermogen te verlagen tot een vooraf bepaalde spanning ter besparing van energie, en om de vermogensregelaar uit te schakelen, wanneer de gelijkstroomspanning lager is dan een vooraf bepaalde spanning, en om de regelstroom direct uit te voeren naar de stuursignaalgenerator.

55 Doelmatig kan daarbij de uitvoering zodanig zijn, dat de vermogensregelaar omvat een vermogensregel-schakeling voor het aftasten van de belastingstoestand, de gelijkstroomspanning en de ingebrachte stroom, teneinde deze te vergelijken met een referentiespanning en de regelstroom uit te voeren, een 194146 2 verlichtingssterkteschakeling voor het aftasten van de omgevingsverlichtingssterkte en het variëren van de regelstroom van de vermogensregelschakeling, zodat een geschikte veriichtingssterkte wordt verschaft; en een analoogschakelaar voor het uitvoeren of afsluiten van de regelstroom van de verlichtingssterkteschakeling in overeenstemming met een uitvoer van de spanningsverlagingsschakeling.

5 Met het oog op een goede voorverwarming van een door de elektronische ballast te bedienen lamp voorziet de uitvinding er verder in, dat de stuursignaalgenerator omvat een zachte startschakeling voor het verhogen van de frequentie van het zaagtandgolfsignaal, teneinde de lamp voor te verwarmen, wanneer een beginstroom wordt aangelegd of een uitschakelsignaal wordt ingevoerd; een zaagtandgolfsignaal-generator voor het genereren van het zaagtandgolfsignaal teneinde dit te vergelijken met een referentie- 10 spanning terwijl de frequentie wordt gevarieerd in overeenstemming met de regelstroominvoer uit de zachte startschakeling, de spanningsverlagingsschakeling en de analoogschakelaar, en een regelsignaal-stuurschakeling voor het ontvangen van de stuurpuls teneinde het stuursignaal uit te voeren voor het verrichten van een nulspanningschakelwerking op genoemde eerste en tweede schakelinrichtingen, en het uitvoeren van de door de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom in een stroomregenereringsmodus.

15 Met het oog op een goede beveiliging kan de elektronische ballast verder zodanig zijn uitgevoerd, dat het nulspanningschakelcircuit verder omvat een ingangsspanning-begrenzingsschakeling voor het detecteren van de ingangsspanning en het uitvoeren van een afsluitsignaal na de ingangsspanning te hebben vergeleken met een voorbepaalde spanning; een oververhittingsbeschermingsschakeling voor het detecteren van de temperatuur, teneinde een afsluitsignaal uit te voeren, indien de gedetecteerde temperatuur 20 hoger is dan een vooraf bepaalde temperatuur, en de voorverwarmingstijdsperiode voor de lamp te verlengen, indien de gedetecteerde temperatuur lager is dan een vooraf bepaalde temperatuur, opdat het schakelelement kan worden beveiligd; en een belastingstoestand-detectieschakeling voor het detecteren van de door een resonantiespoel van de resonantiemodusconvertor lopende stroom, teneinde de toestand van de belasting af te tasten en een afsluitsignaal en de regelstroom uit te voeren.

25 Doelmatig kan er verder voor gezorgd worden, dat de regelstroombronschakeling omvat een onderspanning-uitsluit (UVLO)-schakeling voor het ontvangen van de gelijkstroomspanning teneinde deze uit te sluiten, wanneer de gelijkstroomspanning lager is dan de voorbepaalde spanning; en een regelstroom-voeding voor het voorzien van het nulspanningschakelregelcircuit van elektrisch vermogen, wanneer de UVLO-schakeling de uitsluiting opheft.

30 Teneinde de dode tijd van het stuursignaal te verlengen, voorziet de uitvinding er verder in, dat de nulspanningschakelgarandeerschakeling de amplitude van het zaagtandgolfsignaal verhoogt, zodat de condensator van de resonantiemodusconvertor voldoende kan ontladen, en daardoor de dode tijd van het stuursignaal kan verlengen.

Om te voorkomen, dat het systeem volgens de uitvinding onder abnormale condities blijft werken, 35 waardoor het systeem of de lamp defect zou kunnen geraken, kan de uitvoering zodanig zijn, dat het nulspanningschakelcircuit verder een uitschakel-beveiligingscircuit omvat voor het ontvangen van de uit de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom, de gelijkstroomspanning en de door de belasting lopende stroom, en het uitschakelen van het stuursignaal, wanneer zich een abnormale toestand voordoet.

40 De bovenstaande en andere voordelen van de uitvinding zullen duidelijker worden door in details een voorkeursuitvoeringsvorm ervan te beschrijven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin: figuren IA, 1B en 1C schematische aanzichten zijn die de schakelwerking van een conventionele convertor tonen; figuur 2 een schematisch aanzicht is dat een conventionele elektronische ballastschakeling toont; 45 figuur 3 een blokschema is dat een elektronische ballast volgens de onderhavige uitvinding toont; figuur 4 een schakelingsaanzicht is dat de hoofdvermogensinrichting van figuur 3 toont; figuur 5 een schakelingsaanzicht is dat de in figuur 3 getoonde zachte startschakeling en de zaagtandgolf-genereerschakeling weergeeft; figuren 6A tot 6E bedrijfsgolfvormen van de zaagtandgolf-generator volgens figuur 5 toont; 50 figuur 7 een schakelingsaanzicht is dat de stuursignaalschakeling volgens figuur 3 toont; figuren 8A tot 8L bedrijfsgolfvormen van de stuursignaalschakeling volgens figuur 7 tonen; figuren 9A tot 9F bedrijfsgolfvormen van een inrichting volgens de onderhavige uitvinding tonen; figuur 10 een schakelingsaanzicht is dat het regelvoedingsdeel van figuur 3 toont; figuur 11 een schakelingsaanzicht is dat het regelvoedingsdeel van figuur 3 toont; 55 figuur 12 een schakelingsaanzicht is dat de nulspanningschakeling-garanderende schakeling van figuur 3 toont; figuren 13A tot 13D bedrijfsgolfvormen van de in figuur 12 weergegeven schakeling tonen; 3 194146 figuur 14 een schakeiingsaanzicht is dat de in figuur 3 weergegeven ingangsspanning-begrenzingsschakeiing en spanningsvertagingsschakeling toont; figuur 15 een schakeiingsaanzicht is dat de in figuur 3 weergegeven belastingstoestand-detectieschakeling toont; 5 figuur 16 een schakeiingsaanzicht is dat de in figuur 3 weergegeven oververhittingsbeveiligingsschakeling toont; figuur 17 een schakeiingsaanzicht is dat de in figuur 3 weergegeven schakeling voor bescherming tegen overmatige stroom toont.

10 Figuur 1A is een schematisch aanzicht dat de conventionele convertor toont waarbij een ingangsspanning Vd wordt toegevoerd aan een ingang, een met het positieve ingangsaansluitpunt in serie geschakelde schakelaar SW1, een diode DA1 die in sperrichting voorgespannen geschakeld is tussen de uitvoerzijde van schakelaar SW1 en het negatieve ingangsaansluitpunt, een parallel aan een belasting geschakelde condensator C1, en een inductor L1 die geschakeld is tussen de condensatorbelasting combinatie en de 15 kathode van diode DA1. Bijgevolg wordt aan de belasting vermogen geleverd volgens de werking (het openen en sluiten) van schakelaar SW1. Daarbij is Vds de over schakelaar SW1 ontwikkelde spanning, en is id de door schakelaar SW1 lopende stroom.

Figuur 1B is een golfvormdiagram dat spanning Vds en stroom id toont die respectievelijk worden ontwikkeld over, en stromen door, schakelaar SW1, wanneer de inrichting van figuur 1A in bedrijf is. In 20 figuur 1B staat SW' van figuur 1C voor de tijd wanneer schakelaar SW1 wordt ingeschakeld (hoog) en uitgeschakeld (laag), is id de golfvorm van stroom id die door schakelaar SW1 van figuur 1A loopt, is Vds' de golfvorm van spanning Vds die over schakelaar SW wordt ontwikkeld, is ”a” het vermogensverlies wanneer schakelaar SW1 wordt uitgeschakeld, en is ”b” het vermogensverlies wanneer schakelaar SW1 wordt ingeschakeld.

25 Thans wordt verwezen naar figuren 1A, 1B en 1C. Wanneer schakelaar SW1 wordt ingeschakeld, begint de stroom id door de schakelaar te lopen en dan, zelfs wanneer schakelaar SW1 wordt uitgeschakeld, daalt de stroom id niet direct naar nul en blijft een stroomwaarde relevant voor de omvang van gebied ”a” stromen. Net zo wordt spanning Vds over schakelaar SW1 ontwikkeld en wordt In een stabiele toestand gehouden met schakelaar SW1 open. Spanning Vds daalt niet meteen naar nul, zelfs niet wanneer 30 schakelaar SW1 ingeschakeld wordt, en er blijft een spanning over die relevant is voor de omvang van gebied ”b”. Wanneer schakelaar SW1 wordt uitgeschakeld, wordt elektrisch vermogen relevant voor de omvang van gebied ”a” dus verspild, en wanneer schakelaar SW1 wordt ingeschakeld, wordt elektrisch vermogen relevant voor de omvang van gebied "b” in schakelaar SW1 als warmte verbruikt. Voor wat betreft dit door de aan-/uit-werking van schakelaar SW1 veroorzaakte vermogensverlies, neemt de 35 verhouding van het verlies van elektrisch vermogen tot de gehele periode toe wanneer de schakelfrequentie wordt verhoogd om de rimpel van een uitgangsspanning te vergroten of om een in een convertor toege* paste inductie of capacitantie te reduceren. Bijgevolg wordt het rendement van het algehele systeem verlaagd. Dat houdt in, dat de conventionele besturingsinrichting een schakelspanning verhoogt en een vermogensverlies vergroot wanneer de schakelfrequentie wordt verhoogd.

40 Figuur 2 is een schema van de conventionele elektronische ballast omvattende eerste en tweede schakelelement en Q12, over welke een gelijkstroom (DC)-spanning Vdd wordt aangelegd door een wisselstroom (AC)-invoer in gelijk te richten, een transformator C.T. met een primed re wikkeling n11 die in serie geschakeld is met een inductor L10 en een condensator C12 en met twee secundaire wikkelingen n12 en n12', waarbij van elk één aansluitpunt mét de poorten van eerste en tweede schakelelement Q.,, en Q12 45 is verbonden via respectievelijk weerstanden RA, Re, Rc en RD, en parallel aan condensator C12 geschakelde lamp, waarbij de condensatoren C„ en C13 zijn geschakeld tussen één aansluitpunt van condensator C12 en eerste en tweede schakelelement Q,, en Q12, en diode D„ en D12. Wanneer dus de schakelaar SW2 wordt ingeschakeld, wordt de poort van eerste schakelelement Q„ getriggerd via een weerstand R/ en een condensator C/.

50 Op het moment dat schakelaar SW2 wordt ingeschakeld, en dus eerste schakelelement Q„ ook wordt ingeschakeld, loopt er een lamp-stuurstroom door de condensatoren en C12, inductor L10 en primaire wikkeling n11. Wanneer condensator C·,·, zijn oplading beëindigd, wordt over secundaire wikkeling n12' een omgekeerde elektrische stroom gegenereerd. Bijgevolg loopt er een stuurstroom door primaire wikkeling n11, inductor L10 en condensatoren C„ en C12 wanneer tweede schakelelement Q12 wordt ingeschakeld.

55 Wanneer condensator C13 daarbij het laden voltooid, wordt over secundaire wikkelingen n12 een omgekeerde elektrische stroom gegenereerd. Bijgevolg wordt eerste schakelelement weer ingeschakeld. Wanneer een schakelfrequentie die herhaaldelijk het eerste en tweede schakelelement Q„ en Q12 aan- en 194146 4 uitzet, gelijk is aan de resonantiefrequentie van een serieresonantieschakeling gevormd door inductor L10 en condensator C12, wordt over condensator C12 een hoogspanning gegenereerd, die de lamp aanzet.

De conventionele inrichting is niet alleen niet werkzaam ter vergroting van de duurzaamheid van de lamp, maar in feite versnelt deze het verouderingsproces van de lamp. Bovendien wordt in de meeste 5 conventionele inrichtingen gebruikgemaakt van een hard schakelsysteem, dat door oververhitting een verhoging van schakelverliezen en vergroting van schade aan schakelelementen veroorzaakt. Bijgevolg kan de stabiliteit van het systeem niet worden gegarandeerd en wordt ruis opgewekt.

Figuur 3 is een blokschema dat een elektronische ballast volgens de onderhavige uitvinding toont. De elektronische ballast omvat een hoofdvermogensinrichting 1 die een wisselstroom-ingangsaansluitpunt 9 10 bevat, een lijnfilter 10, een gelijkrichter 20, een resonantiemodusconvertor 30 en een belasting 40, alsmede een nulspanningschakelingsregelaar 2 die een regelvermogensdeel 3, een regelvermogensdeel 4, een stuursignaalgenerator 5, een nulspanningschakeling-garanderend deel 6, een beveiligingsschakelingsdeel 7 en een spanningsverlagingsschakeling 8 bevat. Bijgevolg wordt een wisselspanningsinvoer gelijkgericht en omgezet onder gebruikmaking van een hoogfrequent signaal, zodat vermogen effectief kan worden geleverd 15 aan belasting 40. Regelvermogensdeel 3 wordt gevormd door een onderspanning-uitsluitingsschakeling (UVLO) 50 en een geregelde voeding 60, en levert een bedrijfsspanning (Vcc) aan ZVS-regelinrichting 2. Stuursignaalgenerator 5 bevat een zachte startschakeling 100, een zaagtandgolfgenerator 110 en een stuursignaalschakeling 120, en genereert een stuursignaal voor het aansturen van het schakelelement van resonantiemodusconvertor 30. Vermogensregeideel 4 bevat een vermogensregelschakeling 70, een 20 verlichtingssterkteschakeling 80 en een analoge schakelaar 90, en neemt veranderingen van een daarop aangelegd ingangsvermogen en een op een belasting en omgevende verlichtingssterkte aangelegd vermogen waar, teneinde een regelstroom uit te voeren voor het regelen van de trillingsfrequentie van een zaagtandgolfsignaalgenerator 110. ZVS-garanderende schakeling 6 regelt een dode tijd (dat wil zeggen, een tijdsduur waarin alle schakelelementen uitgeschakeld zijn), zodat het schakelelement van resonantiemodus-25 convertor 30 een nulspanningschakeling kan verrichten. Spanningsverlagingsschakeling 8 schakelt de uitvoer van de elektrisch vermogenregelaar 4 uit om een regelbewerking te stoppen wanneer een ingangs-spanning onopzettelijk wordt verlaagd teneinde energie te besparen. Bijgevolg wordt wanneer de ingangs-spanning wordt verlaagd, ook een op belasting 40 aangelegd elektrische stroom verlaagd.

Verwijzend naar figuur 3, werkt ZVS-regelaar 2 in het algemeen als volgt. Wat betreft een voor ZVS-30 regelaar 2 gebruikte spanning Vcc, wordt een uitgangsspanning Vdd van gelijkrichter 20 eerst ingevoerd in ZVS-regelaar 2, om daardoor mogelijk te maken dat regelvermogensdeel 3 daarin bedrijfsspanning Vcc kan leveren aan ZVS-regelaar 2. Wanneer resonantiemodusconvertor 30 eenmaal normaal werkt, wordt een hoeveelheid energie afgeleid van resonantiemodusconvertor 30 naar regelsignaalschakeling 120 ingevoerd zodat Vcc kan worden verschaft door regelvermogensdeel 3. Dat wil zeggen, UVLO-schakeling 50 van 35 regelvermogensdeel 3 handhaaft een uitsluitingstoestand totdat de spanningsinvoer naar ZVS-regelaar 2 een vooraf bepaalde spanning overschrijdt, teneinde te voorkomen dat geregelde voeding 60 Vcc uitvoert. Wanneer de ingangsspanning hoger is dan een vooraf bepaalde spanning, eindigt de uitsluitingstoestand zodat geregelde voeding 60 Vcc kan uitvoeren. Wanneer Vcc eenmaal op ZVS-regelaar 2 is aangelegd, werkt de regelaar normaal. Bijgevolg werkt resonantiemodusconvertor 30 normaal, en voert regelvoeding 60 40 Vcc uit door de van resonantiemodusconvertor 30 afgeleide spanning. Wanneer zich een abnormale toestand voordoet, voert beveiligingsschakelingsdeel 7 een uitschakelsignaal uit. Bijgevolg werkt resonantiemodusconvertor 30 niet normaal, en is er dan geen stroomuitvoer naar ZVS-regelaar 2. Bijgevolg wordt een ingangsspanning van voedingsdeel 3 verlaagd, en wordt UVLO-schakeling 50 uitgeschakeld. Als gevolg daarvan wordt Vcc tijdelijk uitgeschakeld voor alle schakelingen behalve een beveiligingsschakeling 150 45 tegen overmatige stroom, en UVLO-schakeling 50.

Een zaagtandtrillingsfrequentie Fsw van zaagtandgolfsignaalgenerator 110 wordt hoger dan de frequentie van de normale toestand, door de werking van zachte startschakeling 100 van stuursignaalgenerator 5. Bijgevolg wordt een op een belasting (fluorescentielamp) aangelegde spanning aanvankelijk verlaagd, wat de duurzaamheid van de belasting verhoogt. Dat wil zeggen, wanneer een vermogen voor de eerste keer 50 wordt aangelegd, en wanneer een normale toestand wordt hersteld nadat de beveiligingsschakeling 7 de abnormale toestand heeft waargenomen en een uitschakelsignaal heeft voortgebracht, voert zachte startschakeling 100 een bewerking stop-signaal uit naar een belastingstoestand-detectieschakeling 160, vermogensregeling 4 en ZVS-garanderende schakeling 6, om een regelbewerking te stoppen. Daarna stuurt zachte startschakeling 100 een zaagtandgolfsignaalgenerator 110 aan om een zaagtandgolf te genereren 55 die een frequentie heeft die hoger is dan die van de normale toestand. Bijgevolg loopt een kleine hoeveelheid stroom door een gloeidraad voorafgaand aan de ontlading van de belasting (lamp) voor de voor-verwarming. Bijgevolg worden de uitschakel-uitvoersignalen van een ingangsspanning- 5 194146 begrenzingsschakeling 130, een schakeling 140 voor beveiliging tegen overmatige warmte, een schakeling 150 voor beveiliging tegen overmatige stroom en een belastingstoestand-detectieschakeling 160 van beveiligingsschakelingsdeel 7 geleverd aan stuursignaalschakeling 120 en zachte startschakeling 100.

Zaagtandgolfsignaalgenerator 110 ontvangt de uitvoeren van zachte startschakeling 100, analoge 5 schakelaar 90, nulspanningschakeling-garanderende schakeling 6 en spanningsverlagingsschakeling 8 om een zaagtandgolfsignaal te genereren dat daarna wordt vergeleken met een referentiespanning. Als gevolg daarvan worden een nulspanningschakeling (ZVS)-vrijmaaksignaal en een stuurimpuls K uitgevoerd.

Stuursignaalschakeling 120 ontvangt stuurimpuls K van zaagtandgolfsignaalgenerator 110 en voert een stuursignaal uit voor schakeling van het schakelelement van resonantiemodusconvertor 30. Op dat moment 10 genereert stuursignaalschakeling 120 geen stuursignaal wanneer uit ingangsspanningbegrenzingsschakeling 130, schakeling 140 voor beveiliging tegen overmatige warmte, schakeling 150 voor beveiliging tegen overmatige stroom of belastingstoestand-detectieschakeling 160 ten minste één uitschakelsignaal wordt ingevoerd. Bijgevolg beveiligt stuursignaalschakeling 120 een systeem door het stoppen van schakel-operaties, en voert weer een stuursignaal uit wanneer de toestand naar normaal terugkeert.

15 Vermogensregelingsschakeling 70 van vermogensregeldeel 4 ontvangt van resonantiemodusconvertor 30 een spanning via weerstand WR2, en voert informatie voor de belastingstoestand in vanuit 7 belastings-toestand-detectieschakeling 160, en ontvangt een uitvoer van gelijkrichter 20 om een verandering van de ingangsspanning en de belasting waar te nemen en een regelstroom uit te voeren. Verlichtingssterkte-schakeling 80 neemt de omgevingsverlichtingssterkte waar en stuurt een op belasting 40 aangelegde 20 spanning om een regelstroom uit te voeren zodat een optimale verlichtingssterkte kan worden gehandhaafd. Analoge schakelaar 90 voert een vanaf verlichtingssterkteschakeling 80 en vermogensregelingsschakeling 70 in de normale toestand ingevoerde regelstroom naar zaagtandgolfsignaalgenerator 110 om een zaagtandtrillingsfrequentie te regelen.

Spanningsverlagingsschakeling 8 schakelt analoge schakelaar 90 uit wanneer een ingangsspanning 25 onder een vooraf bepaalde spanning komt. Bijgevolg stopt een regelstroom te lopen, en stuurt spanningsverlagingsschakeling 8 rechtstreeks zaagtandgolfsignaalgenerator 110 aan zodat zaagtandgolfsignaalgenerator 110 kan oscilleren bij een vooraf bepaalde frequentie. Wanneer de ingangsspanning wordt verlaagd, wordt ook een op de belasting aangelegd elektrisch vermogen verlaagd, teneinde energie te besparen.

30 Ingangsspanning-begrenzingsschakeling 130 neemt een ingangsspanning waar die hoger is dan twee maal een nominale spanning, of minder dan de helft van de nominale spanning, en voert een uitschakelsignaal uit. Schakeling 140 ter bescherming tegen overmatige warmte, voert een uitschakelsignaal uit om een schakelelement van resonantiemodusconvertor 30 te beschermen tegen oververhitting. Schakeling 150 ter bescherming tegen overmatige stroom, voert een uitschakelsignaal uit om een schakelelement van 35 resonantiemodusconvertor 30 te beschermen tegen overmatige stroom. Belastingstoestand-detectie- schakeling 160 neemt een geen belastingtoestand waar om een uitschakelsignaal uit te voeren, en schakelt op de geen belastingzijde een schakelaar uit, of neemt een belastingtoestand waar wanneer twee belastingen zijn toegepast. Bijgevolg worden de schakelaars SW1 en SW2 van resonantiemodusconvertor 30 aangestuurd.

40 Figuur 4 is een schema van een gedeelte van de in figuur 3 weergegeven hoofdstroominrichting 1. Een wisselstroomspanningsinvoer via lijnfilter 10 wordt gelijkgericht door gelijkrichter 20, en een gelijkstroom-spanning Vdd wordt uitgevoerd. Resonantiemodusconvertor 30 van de in figuur 4 getoonde inrichting bevat een stuurtransformator 31 voor het verbinden van ZVS-regelaar 2 en resonantiemodusconvertor 30, een eerste schakeldeel 32 waarvan de poort is verbonden met een secundaire wikkeling n21 van stuurtrans-45 formator 31 en waarvan de afvoer is verbonden met de positieve uitvoer (Vdd) van gelijkrichter 20, een tweede schakeldeel 33 waarvan de poort is verbonden met een secundaire wikkeling n22 van stuurtransformator 31 en waarvan de poort is verbonden met de negatieve uitvoer van gelijkrichter 20, en een resonantieschakelingsdeel 34 verbonden met een geleidingswikkeling n23 van stuurtransformator 31. Resonantiemodusconvertor 30 levert stabiele elektrische energie aan belastingen (lampen 1 en 2).

50 Verwijzend naar figuur 4, bevat stuurtransformator 31 van een resonantiemodusconvertor 30 een met een uitgang van ZVS-regelaar 2 verbonden stuurwikkeling n11, eerste schakelingswikkeling n21 die is verbonden met een eerste schakelingsdeel 32, tweede schakelingswikkeling n22 die is verbonden met een tweede schakelingsdeel 33, en geleidingswikkeling n23 die is verbonden met resonantieschakelingsdeel 34. Eerste schakelingswikkeling n21 en tweede schakelingswikkeling n22 zijn gewikkeld om tegengestelde 55 polariteiten te hebben. Eerste schakelingsdeel 32 bevat een FET Q, waarvan de poort is verbonden met eerste schakelingswikkeling n21 van transformator 31, en een diode 0F1 en een condensator CF1 die elk parallel geschakeld zijn over de bron/afvoer van FET Qv Tweede schakelingsdeel 33 bevat een FET Qa 194146 6 waarvan de poort is verbonden met tweede schakelingswikkeling n22 van transformator 31, en een diode DF2 en een condensator CF2 die elk parallel geschakeld zijn over de bron/afvoer van FET Q2. Resonantie-schakelingsdeel 34 wordt gevormd door twee belastingsresonantiedelen. Een eerste belastlngsresonantie-deel bevat een resonantiespoel Lr1 die is verbonden met één zijde van geleidingswikkelïng n23 waarvan de 5 andere zijde in serie geschakeld is met het gemeenschappelijke knooppunt van het eerste en tweede schakelingsdeel 32 en 33, een resonantiecondensator Cr1, een condensator Cra en een diode DF3 die respectievelijk parallel aan elkaar geschakeld zijn tussen resonantiecondensator en het positieve aansluitpunt van Vdd, een condensator C* en diode DF5 die respectievelijk parallel aan elkaar geschakeld zijn tussen resonantiecondensator Cr1 en het negatieve aansluitpunt van Vdd. Een tweede belastings-10 resonantiedeel bevat een resonantiespoel die is verbonden met een andere zijde van geleidingswikkelïng n23, een resonantiecondensator 0Λ, een condensator Cr4 en een diode DF4 die respectievelijk parallel aan elkaar geschakeld zijn tussen resonantiecondensator en de positieve klem van Vdd, een condensator en diode D die respectievelijk parallel aan elkaar geschakeld zijn tussen resonantiecondensator 0Λ en de negatieve klem van Vdd. Bijgevolg levert resonantieschakelingsdeel 34 elektrische energie aan twee 15 belastingen (lamp 1 en lamp 2). Dioden DF3 tot DFe blokkeren spanningen van condensatoren tot wanneer een totaal systeem abnormaal werkt en de spanningen van condensatoren tot C,e hoger zijn dan de gelijkstroomspanning Vdd. Bovendien wordt de door de lampen 1 en 2 lopende stroom geïnduceerd via detectietransformator 35 voor detectie van de stroom door resonantiespoelen Lr1 en Lrt. De in de detectietransformator 35 geïnduceerde stroom wordt toegevoerd aan belastingstoestand-detectieschakeling 20 160 van ZVS-regelaar 2. Belastingtoestand-detectieschakeling 160 levert de energie aan de lampen 1 en 2, of schakelt deze uit, door in afhankelijkheid van een beiastingstoestand de schakelaars SW1 en SW2 aan en uit te zetten.

Figuur 5 is een schakelingsaanzicht dat de in figuur 3 getoonde zachte startschakeling 100 en zaagtand-golfgenereerschakeling 110 weergeeft. Wanneer een ingangsspanning Vdd van ZVS-regelaar 2 een 25 drempelspanning overschrijdt, en dus de uitsluitingstoestand van UVLO-schakeling 50 wordt opgeheven, begint de zachte startschakeling 100 zijn werking om de trillingsfrequentie van zaagtandgolfgenereer-schakeling 110 hoger te maken dan de normale frequentie. Zaagtandgolfgenereerschakeling 110 genereert in overeenstemming met regelstroom een zaagtandgolf, vergelijkt de zaagtandgolf met een referentie-spanning en voert een stuurimpuls K en een ZVS-vrijmaaksignaal uit.

30 Verwijzend naar figuur 5, wordt een diode D13 tussen een uitgang van zachte startschakeling 100 en zaagtandgolfgenereerschakeling 110 ingeschakeld totdat de spanning over condensator CW, van zachte startschakeling 100 gelijk wordt aan die over een weerstandscombinatie (R14 + VAR, + R1S) van zaagtandgolfgenereerschakeling 110. Op het moment dat de spanning van condensator CW, begint toe te nemen, stopt de diode D13 met geleiden. Met andere woorden, vanaf dat moment worden zachte startschakeling 35 100 en zaagtandgolfgenereerschakeling 110 uitgeschakeld. Dienovereenkomstig, wanneer een aanvankelijke stroombron zonder geladen spanning wordt aangelegd op condensator CW, (een eerste aansturing), en wanneer een systeem door een abnormale toestand tijdens het systeembedrijf wordt uitgeschakeld en naar een normale toestand wordt teruggebracht, wordt een zachte start als volgt verricht. Een uitschakelsignaal wordt vanaf schakeling 150 ter beveiliging tegen overmatige stroom, belastingstoestand-detectieschakeling 40 160, schakeling ter beveiliging tegen overmatige warmte, en ingangsspanningbegrenzingsschakeling 130 ingevoerd via aansluitpunt 103. Daarna wordt transistor TR2 ingeschakeld om de hoge capaciteit-condensator CW, te ontladen. Bijgevolg wordt weer een zachte start uitgevoerd. Bovendien wordt vanaf schakeling 140 ter beveiliging tegen overmatige warmte een stuursignaal ingevoerd in aansluitpunt 104, zodat de door statische stroombronnen TR, en TR3 lopende stroom wordt beperkt bij een lage temperatuur. 45 De tijdsduur voor het laden van condensator CW, wordt dus vertraagd. De tijdsduur van de zachte start wordt verlengd bij lage temperaturen, wat de voorverwarmingstijd lang genoeg maakt. Aldus kan verkorting van de levensduur van de lamp, veroorzaakt door plotseling vloeien van stroom aan het begin, worden voorkomen. Een vergelijker U2A legt bij het detecteren van de zachte startwerking een stroom aan op terugstel (POR)-signaal om een terugstelling te verrichten wanneer de relatief onbelangrijke abnormale 50 toestand zich voordoet en de stroom wordt continu aan belastingstoestand-detectieschakeling 160 geleverd via aansluitpunt 101. Een vergelijker U2B legt een uitschakelsignaal op krachtregelaar 4 en nulspanning-garandeercircuit 6 aan via aansluitpunt 102 terwijl de zachte startschakeling 100 in bedrijf is, zodat er geen regelbewerking kan worden verricht. Dat wil zeggen, dat in de stap van de zachte start de geleverde elektrische energie opzettelijk laag moet zijn voor de voorverwarming van een belasting. Bijgevolg werkt de 55 regelschakeling zodanig dat aan een belasting geleverde elektrische energie niet kan worden vergroot.

De tijdsduur voor het in werking stellen van zachte startschakeling 100 kan door weerstand R7 een condensator CW, als volgt worden uitgedrukt.

7 194146 η,-™,... οι 'ci

Hierbij is V* een referentiespanning van een vergelijker U2, is lc1 de naar condensator CW, lopende stroom, en is Tst de zachte starttijd, bijvoorbeeld enkele milliseconden.

5 Voor het geval van een ontladingslamp waarvan de belasting hetzelfde is als die van een fluorescentie-lamp, genereert zachte startschakeling 100 een zaagtandgolf door middel van de frequentie die hoger is dan de schakelfrequentie van het krachtstroomelement in een normale toestand teneinde plotseling vloeien van stroom en spanningsontlading te voorkomen. De gloeidraad van de lamp wordt dus voorverwarmd om de levensduur van de lamp te verlengen.

10 Wanneer in zaagtandgolfgenereerschakeling 110 de statische stroom naar condensator BC10 loopt door de in spiegelbeeld uitgevoerde statische stroombron gevormd door transistoren TR7 en TRS, wordt de ladingsspanning van condensator BC10 met een gelijkmatige steilheid hoger. Wanneer de spanning van condensator BC10 de referentiespanning (Vref1) van vergelijker U3 bereikt, wordt de uitvoer van vergelijker U3 "hoog”. Bijgevolg wordt transistor TR12 ingeschakeld, en wordt condensator BC10 ogenblikkelijk 15 ontladen. Wanneer de belasting van condensator BC10 volledig ontladen is, herlaadt de van de statische stroombron afkomstige stroom de condensator BC10. Wanneer de spanning van condensator BC10 wederom de referentiespanning (Vref1) van vergelijker U3 bereikt, wordt het proces voor het ontladen de spanning van condensator BC herhaald zodat continu een zaagtandgolf kan worden gegenereerd. In zaagtandgolfgenereerschakeling 110 kan een tri 11 i ngsf req uentie van de zaagtandgolf als volgt worden uitgedrukt.

20 'i-TESBK- <2>

Hierbij is l^ naar een condensator lopende stroom, is Vm referentiespanning VrBf1 van vergelijker U3, is Fbcio de capacitantie van condensator BC10 en is Fsw de trillingsfrequentie van de zaagtandgolf.

Ondertussen worden een ingangsspanning van convertor 30 van het resonantietype en een stuur-25 spanning voor het compenseren van de verandering van de belastingselektriciteit door analoge schakelaar 90 van elektrische krachtregelaar 4 worden ingevoerd via aansluitpunt 112. Daarna wordt de door condensator BC10 lopende stroom veranderd voor het regelen van een zaagtandgolf-trillingsfrequentie. Met andere woorden, het aan de belasting van een convertor van het resonantietype geleverde elektrisch vermogen laag wanneer de schakelfrequentie van eerste en tweede schakeldeel in de resonantieconvertor 30 30 hoog is, terwijl het elektrisch vermogen hoog is wanneer de schakelfrequentie laag is. Bijgevolg wordt de schakelfrequentie geregeld om een constante elektrische energie aan de belasting te leveren, ondanks de verandering van belasting en ingangsspanning, om daardoor de verlichtingssterkte van een lamp gelijkmatig te maken. De schakelfrequentie verandert echter in verhouding tot trillingsfrequentie (Fsw) van zaagtandgolfgenereerschakeling 110, en zaagtandgolf-trillingsfrequentie Fsw kan worden veranderd door stroom lC2 die 35 door BC10, loopt, zoals weergegeven in uitdrukking (2). Daarom kan de op de belasting aangelegde elektrische energie worden geregeld door de regelstroom lC2 die door BC10 loopt. Wanneer ondertussen een ingangsspanning laag is en een stuursignaal uit spanningsverlagingsschakeling 8 wordt ingevoerd via aansluitpunt 111 om transistor TR„ te laten geleiden, wordt de door transistor TR10 lopende stroom vergroot. Bijgevolg kan de schok die ontstaat wanneer spanningsverlagingsschakeling 8 een regelstroom 40 van elektrische stroom-stuurschakeling 4 uitschakelt, worden verzacht, en kan de constante stroom gaan lopen. Bovendien wordt de uitvoer van nulspanningschakeling-garandeercircuit 6 via aansluitpunt 113 ingevoerd om condensatoren CF1 en CF2 (figuur 4) van convertor 30 van het resonantietype te voorzien van een toereikende ontladingstijdsduur. Bijgevolg wordt de ingangsspanning van vergelijker U3 geregeld om de schakelspanning nul te maken. Als gevolg daarvan wordt de amplitude van de zaagtandgolf verhoogd, die 45 een dode tijd voortduurt.

Het aldus gegenereerde zaagtandgolfsignaal wordt ingevoerd in de ingang met polariteitsomkering van een vergelijker U4B, en vergeleken met referentiespanning Vref2 die is ingevoerd in de ingang zonder polariteitsomkering van vergelijker U4B. Bijgevolg wordt het stuursignaal voor aansturing van de elektrische kracht-schakelelementen Q en Q2 van de convertor van het resonantietype en stuurimpuls (K) voor het 50 vaststellen van een dode tijd via aansluitpunt 115 uitgevoerd naar stuursignaalgenerator 20. De dode tijd moet worden veranderd in overeenstemming met de waarde van de in figuur 4 weergegeven elementen L^, L-r2> C^, 0^, Cr4, 0^ en C«. die de natuurlijke resonantiefrequentie van een convertor van het resonantietype bepalen. Daarom moet de referentiespanning van zaagtandgolfvergelijker U4B ook variëren. Ondertussen is het zaagtandgolfsignaal ingevoerd in de ingang zonder polariteitsomkering van vergelijker 55 U4A en vergeleken met de referentiespanning die is ingevoerd in de ingang met polariteitsomkering van vergelijker U4A. Bijgevolg wordt een nulspanningschakeling (ZVS)-vrijmaaksignaal via aansluitpunt 114 ingevoerd in nulspanningschakeling-garandeercircuit 6. In figuur 5 staan de verwijzingstekens R1 tot R^ 194146 8 voor verdeelweerstanden.

Figuur 6A tot figuur 6E tonen een golfvorm van een bewerking van de in figuur 5 weergegeven zaagtandgolfsignaal-genereerschakeling. Figuur 6A toont de golfvorm van het zaagtandgolfsignaal dat wordt gegenereerd wanneer condensator BC10 wordt geladen door de constante stroombron die door condensa-5 tor BC10 loopt en prompt wordt ontladen wanneer een uitvoer van vergelijker U3 hoog is. Figuur 6B toont een uitgangsgolfvorm van vergelijker U3, dat wil zeggen, wanneer het impulssignaal wordt gegenereerd wanneer de laadspanning van condensator BC10 referentiespanning (ν^) overschrijdt. Figuur 6C toont het zaagtandgolfsignaal van figuur 6A en referentiespanningen Vref2 en Vref3. Figuur 6D toont een stuurimpuls (K) die laag is wanneer het zaagtandgolfsignaal hoger is dan referentiespanning Vre(2 in figuur 6C en die 10 hoog is wanneer het zaagtandgolfsignaal lager is dan referentiespanning Vref2. Figuur 6E toont een ZVS-vrijmaaksignaal dat hoog is wanneer het zaagtandgolfsignaal hoger is dan referentiespanning Vref3 en laag is wanneer het zaagtandgolfsignaal lager is dan referentiespanning Vref3, in vergelijking tot de zaagtandgolf en referentiespanning Vref3 van figuur 6C.

Figuur 7 is een schakelingsschema dat de stuursignaalschakeling 120 van figuur 3 toont. Een besturings-15 logica 126 en een stuurschakeling 128 voeren een stuurimpulssignaal (K) in om het stuursignaal voor de aansturing van schakelelement Q1 en Q2 van de convertor van het resonantietype uit te voeren.

Dat houdt in, dat stuurimpuls (K) vanuit zaagtandgolfsignaal-genereerschakeling 110 via een aansluitpunt 121 en een gelijkstroom-wisselstroomomzetter U8C wordt ingevoerd in een D flip-flop U5B, en via aansluitspunt 121 direct wordt ingevoerd in een D flip-flop U5A. Uitvoeren a, b, c en d van de D flip-flops 20 U5A en U5B worden in NIET-EN-poorten U6A en U6B ingevoerd om respectievelijk te worden uitgevoerd als besturingslogicasignalen M en N. Daarna worden twee andere besturingslogicasignalen A, B uitgevoerd wanneer besturingslogicasignalen M en N worden ingevoerd via NIET-EN-poorten U6C en U6D samen met een signaal dat vanuit resonantieconvertor 30 via een aansluitpunt 124 is ingevoerd. D flip-flops U5A en U5B worden teruggesteld wanneer vanuit ingangsspanning-begrenzingsschakeling 130, schakeling 140 ter 25 bescherming tegen overmatige warmte, schakeling 150 ter bescherming tegen overmatige stroom, of belastingstoestand-detectieschakeling 160 via aansluitpunt 122 ten minste één uitschakelsignaal wordt ingevoerd, en dus wordt uitvoer van het stuursignaal uitgeschakeld.

Besturingslogicasignalen A, B, M en N worden aan de bases van de vier transistoren TR13, TR, TR16 en TR14 ingevoerd via weerstandcondensator parallelschakelingen (R30, BC6; R31, BC7; Rffi, BCa; R^, BCg), 30 die respectievelijk aan- en uitgeschakeld worden. Bijgevolg wordt het stuursignaal DS1-DS2 via een aansluitpunt 123 in aftrekker 127 uitgevoerd naar een primaire wikkeling n11 van stuurtransformator 31 van convertor 30 van het resonantietype om de schakelelementen Q1 en Q2 te schakelen. In figuur 7 worden dioden D1 tot D4 gebruikt om keerstromen te voorkomen.

Figuur 8A tot figuur 8L tonen bedrijfsgolfvormen van elk deel van de in figuur 7 weergegeven inrichting. 35 Figuur 8A toont stuurimpuls (K) ingevoerd in de stuursignaalschakeling 130. Figuur 8B en figuur 8C tonen golfvormen a en b ingevoerd in NIET-EN-poort U6A. Figuur 8D en figuur 8E tonen golfvormen c en d ingevoerd in NIET-EN-poort U6B. Figuur 8F en figuur 8G tonen uitgangsgolfvormen M en N van NIET-EN-poorten U6A en U6B. Figuren 8H, 8I, 8J en 8K tonen besturingslogicasignalen A, B, M en N ingevoerd in transistoren TR13, TR15, TR16 en TR14. Figuur 8L toont stuursignalen DS1-DS2, dat wil zeggen, uitvoer van 40 stuursignaalgenerator 120.

Figuur 9A tot figuur 9F tonen de bedrijfsgolfvorm van de in figuur 3 en figuur 4 weergegeven inrichting. Figuur 9A toont de spanning tussen de afvoer en bron van tweede schakelelement Q2, waarbij de spanning dicht bij nul ligt wanneer tweede schakelelement Q2 wordt ingeschakeld en de spanning dicht bij Vdd ligt wanneer tweede schakelelement Q2 wordt uitgeschakeld. Zoals weergegeven in figuur 9A, is in het 45 bijzonder een door de condensatoren CF1 en CF2 gecreëerde steilheid zacht hellend in stijging en daling van een signaalgolfvorm. Een plotselinge verandering, die bij de conventionele harde schakeling optreedt, komt daarom hier niet voor, en een harmonische frequentiecomponent wordt verkleind. Bijgevolg wordt hoogfrequente ruis opmerkelijk verminderd. Figuur 9B toont stuursignalen DS1-Ds2 die bestaan uit positieve/ negatieve blokgolven met betrekking tot de spanningswaarde (aangegeven door een stippellijn) die bij de 50 onderhavige uitvinding een frequentie van 56 KHz hebben. Figuur 9C toont de resonantiestroom (ir) van de resonantieschakeling. Figuur 9D toont de van convertor 30 van het resonantietype afgeleide stroom om signaalschakeling 120 aan te sturen. Figuur 9E toont het over de belasting ontwikkelde spanningssignaal. Figuur 9F toont de afvoerstroom van tweede schakelelement Q2.

De werking van de onderhavige uitvinding zal worden toegelicht onder verwijzing neer figuur 3 t/m figuur 55 9F. Wanneer t = t -1, worden transistoren TR14 en TRie van figuur 7 ingeschakeld. Wanneer transistoren TR14 en TR1S worden uitgeschakeld, gaat het positieve bloksignaal van het aandrijfsignaal van figuur 9B via aansluitspunt 123 door de primaire wikkeling van stuurtransformator 31 en gaat het via weerstand- 9 194146 condensator parallelschakelingen (R^; R31, BC7; R^, BCa; Rgg, BCg) naar een aansluitpunt 123". Bijgevolg wordt de positieve spanning naar de eerste schakelwikkeling n21 geïnduceerd om eerste schakelelement Q, in te schakelen, terwijl de spanning in omgekeerde zin wordt aangelegd over tweede schakelelement Q2l dat daarna wordt uitgeschakeld. Zelfs wanneer eerste schakelelement Q1 ingeschakeld is, loopt de 5 resonantiestroom (ir) in de negatieve richting. De stroom loopt dus in de omgekeerde richting via diode DF1. Indien t = tO is wanneer de resonantiestroom van richting verandert, dat wil zeggen, van negatief naar positief, loopt resonantiestroom (ir) van figuur 9C via eerste schakelelement Q1 om energie te verzamelen. Aangezien transistoren TR13 en TR16 ingeschakeld zijn, en de resonantiestroom (ir) in de positieve richting loopt, laadt vanaf de dioden D1 en D2 van stuursignaalschakeling 120 via stuurtransformator 31 overge-10 brachte resonantiestroom (ir) condensator CW3 van vermogensregeling 3 via weerstand WR3. Vermogens-regeling 3 wordt vroeg voorzien van vermogen van Vdd om Vcc uit te voeren. Vanaf het moment dat condensator CW3 als hierboven beschreven is geladen, wordt condensator CW3 geladen door de stroom die in figuur 9D is weergegeven en is ingebracht van convertor 30 van het resonantietype, om te worden gebruikt als Vcc-stroombron. Dit wordt ’’bekrachtigingsmodus” genoemd voor hoofdvoeding 1, en een 15 ’’stroom-regenereermodus” voor ZVS-regelaar 2. Wanneer t = tl, wordt transistor TR13 uitgeschakeld door een stuursignaal, en eerste schakelelement Q1 wordt uitgeschakeld wanneer transistor TR14 wordt ingeschakeld. Wanneer eerste schakelelement Q1 wordt uitgeschakeld, laadt/ontlaadt resonantiestroom (ir) de condensatoren CF1 en die parallel geschakeld zijn aan eerste en tweede schakelelement Q1 en Q. Om precies te zijn, condensator CF1 wordt geladen en condensator C* wordt ontladen. Op dat moment is 20 de grootte van de stroom die naar Vdd loopt gelijk aan die welke van Vdd afkomt, en wordt via diode D21 en transistor TR14 op de stroom vrijloop uitgeoefend en wordt overgebracht naar ZVS-regelaar 2. Bijgevolg valt de in figuur 9D weergegeven inductieve ingangsstroom plotseling naar nul. Wanneer eerste schakelelement Q1 wordt uitgeschakeld en condensator CK wordt ontladen, wordt de in figuur 9A weergegeven afvoer-spanning van eerste schakelelement Q1 langzaam verminderd. Dit wordt "vrije resonantie”-modus genoemd, 25 en de natuurlijke resonantiefrequentie neemt iets toe wanneer de condensatoren CF1 en Cf2 worden verbonden met resonantieschakeling 34. Wanneer de spanning van condensator Ce naar nul valt, dat wil zeggen, wanneer de spanning van figuur 9A op aardepotentiaal ligt, is diode DF2 geleidend. Dan wordt een stroomregenereringsmodussectie gerealiseerd om via diode DF2 een deel van de in resonantieschakeling 34 als vrijloop gegenereerde energie te retourneren aan Vdd. Het stuursignaal moet in het deel worden 30 veranderd teneinde op het tweede schakelelement Q2 een nulspanningschakeling te verrichten. Met andere woorden, wanneer t = t3, en de transistoren TR14 en TR1S van stuursignaalschakeling 120 zijn ingeschakeld, loopt de stroom via transistor TR15, aansluitpunt 123' en stuurtransformator 31 naar de positieve pool van primaire wikkeling n11 van stuurtransformator 31, en loopt via aansluitpunt 123 naar transistor TR14, om daardoor tweede schakelelement Q2 in te schakelen. Aangezien op dat moment de spanning op tweede 35 schakelelement Q2 op het aardepotentiaal ligt, wordt een nulspanningschakeling uitgevoerd. Ofschoon tweede schakelelement Q2 ingeschakeld is, wordt energie die in resonantieschakeling 34 achterblijft geregenereerd in de Vdd-richting, aangezien de richting van de resonantiestroom ir nog niet is omgezet van positief naar negatief. Op dat moment vormt diode DF2 een regeneratieweg, en wordt op resonantiestroom ir een vrijloop verricht. Bijgevolg blijft een uiterst kleine hoeveelheid resonantiestroom over, wat inhoudt dat 40 diode DF2 niet geleidend kan worden. Daarna wordt het deel waar stroom omgekeerd loopt via diode DF2 gegenereerd.

Wanneer t = t4, en wanneer resonantiestroom ir van positief naar negatief loopt, worden de geleidingstijd van diode DF2 en de tijd voor het omgekeerd doorstromen van tweede schakelelement Q2 bepaald door het faseverschil tussen het aandrijfsignaal en resonantiestroom in de t3 < t < t4-sectie. Wanneer t = t4 en 45 wanneer resonantiestroom ir van positief naar negatief loopt, is het bovendien zo, dat de stroom begint te lopen via tweede schakelelement Q2. De toestand waarin energie van resonantieschakeling 34 wordt verzameld wordt "bekrachtigingsmodus” genoemd. De polariteit van stuursignaalschakeling 120 van ZVS-regelaar 2 wordt veranderd door stuurtransformator 31. Bijgevolg laadt een inductieve ingangsstroom condensator CW3 (figuur 10) van voedingsbron 3 via de dioden D2 en O*,· Wanneer t = t5, wordt transistor 50 TR16 van de stuursignaalschakeling ingeschakeld. Wanneer transistor TR1S wordt uitgeschakeld, wordt tweede schakelelement Q2 uitgeschakeld, om daardoor condensator CF1 en Cr, van hoofdvermogens-inrichting 1 te laden/ontladen. Ten tijde t = t6, wanneer condensator CF2 Vdd laadt, wordt de omgekeerde parallelle diode DF1 geleidend naar condensator CF1. Aldus wordt energie van resonantieschakeling 34 geregenereerd door vermogen Vdd. Transistor TR13 van stuursignaalschakeling 120 moet worden ingescha-55 keld teneinde een nulspanningschakeling te verrichten op eerste schakelelement Qv Hoewel transistoren TR13 en TR16 ingeschakeld zijn, loopt resonantiestroom ir echter in de negatieve richting en loopt resonantiestroom ir omgekeerd door eerste schakelelement Q, totdat t gelijk is aan t8. Bijgevolg wordt 194146 10 energie van resonantiestroom geregenereerd door de voeding. Op dat moment wordt condensator CW3 van regelvoeding 3 ontladen. Zoals boven beschreven, werken resonantiemodusconvertor 30 en ZVS-regelaar 2 door herhaling van de bewerking van t = 0 tot t = 8. Deze bewerking kan als volgt worden uitgedrukt.

5 TABEL 1 sectie (t) stuursignaalgenerator schakelelement werking TR13 tr14 TR1S tr16 Q, Q2 10 --—--------—---- t = t -1 aan uit aan uit TR,3 is aan, TR14 is uit, Q, is aan t · 1 < t < aan uit uit aan aan uit stroom loopt omgekeerd via 15 tO Qi t = to aan uit stroom begint voorwaarts te lopen via Q1 20 tO < t < t1 aan uit uit aan aan uit energietoevoer naar resonantieschakeling: bekrachtigingsmodus t = t1 uit aan uit uit TR13 is uit, TR14 is aan, Q, is 25 uit tl < t < t2 uit aan uit aan uit uit CF1 wordt geladen en CF2 wordt ontladen in resonantiemodusconvertor 30 ·---------- t = t2 u>t uit spanning over CF2 is nul na ontlading t2 < t < t3 uit aan uit aan uit uit Qa: nulspanning 35 --------- t = t3 aan uit uit aan TR1S is aan, TR16 is uit, Q2 is aan t3 < t < t4 uit aan aan uit uit aan stroom loopt omgekeerd via 40 Qa t = t4 uit aan stroom begint voorwaarts te lopen via Q2 45 t4 < t < t5 uit aan aan uit uit aan energieaccumulatie in resonantieschakeling: bekrachtigingsmodus t = t5 uit aan uit uit TR1S is uit, TR16 is aan,Q2 is 50 uit t5 < t < t6 uit aan uit aan uit uit CF1 wordt ontladen, CF2 wordt geladen in resonantiemodusconvertor 55 —--—------ 11 194146 TABEL 1 (vervolg) sectie (t) stuursignaalgenerator schakelelement werking 5 TR13 tr14 TR15 TR16 Q1 q2 t = t6 uit uit spanning over Q, is nul door de voltooiing van CF1-lading in CF2-lading 10 - t6 < t < t7 uit aan uit aan uit uit nulspanningsdeel van Q, t = t7 aan uit aan uit TR13 is aan, TR14 is uit, Q, is aan (t7 = t = 1) 15 - t7 < t < t8 aan uit uit aan aan uit stroom loopt omgekeerd via

Qi t = t8 aan uit stroom begint voorwaarts te 20 lopen via Q1 (t8 = tO)

Zoals in Tabel 1 is weergegeven, wordt de spanning over schakelelementen Q1 en Q2 omgeschakeld in overeenstemming met een aandrijfsignaal bij nulspanning. Daarom is een extra stralingsplaat niet nodig, 25 aangezien door de schakelelementen Q1 en Q2 nauwelijks warmteverlies veroorzaakt wordt. Met andere woorden, zoals in figuur 9A en 9F is weergegeven, is er geen deel waar de afvoerspanning de afvoerstroom overlapt. Daarom verbruikt het schakelelement zelf geen energie, wat de energiedoelmatigheid sterk verhoogt. Zoals weergegeven in figuur 9A, wordt bovendien de spanning over het schakelelement geleidelijk verhoogd en verlaagd door de lading/ontlading van de condensator. Bijgevolg is de ruis voor een tweede 30 harmonische zeer laag, wat bijdraagt aan zeer goede EMI-karakteristieken.

Figuur 10 is een schakelschema van de in figuur 3 weergegeven regelstroombron. De regelstroombron omvat een UVLO-schakeling 50 en een regelstroombronvoeding 60 zodat vanaf gelijkrichter 20 ingevoerde gelijkstroomspanning Vdd kan worden omgezet in bedrijfsspanning Vcc en daarna worden geleverd aan ZVS-regelaar 2. Wanneer gelijkstroomspanning Vdd door een wisselstroomspanning op een gelijkstroom-35 verbinding wordt aangelegd via gelijkrichter 20 die is opgebouwd uit dioden (niet weergegeven), wordt condensator CW3 door de gelijkstroomspanning Vdd geladen via een ingangsspanning 51 en weerstand WRV Op dat moment stijgt condensator CW3 met regelmatige steilheid door de lopende stroom. Wanneer de spanning van condensator CW3 de referentiespanning (Vref4) van een vergelijker U7A bereikt, wordt een blokkeertoestand vrijgegeven. Bijgevolg wordt spanning aangelegd op een stroombron Vcc van ZVS-40 regelaar 2. Ondertussen, wanneer een resonantiestroom zijn regeneratie naar ZVS-regelaar 2 begint door de werking van resonantiemodusconvertor 30, wordt de geregenereerde stroom via weerstand WR3 van stuursignaalschakeling 120 ingevoerd in een aansluitpunt 52, en wordt daarna condensator CW3 geladen. Bijgevolg kan de energie worden gebruikt als een stroombron van ZVS-regelaar 2. Wanneer de stuursignaalschakeling 2 wordt uitgeschakeld door de regeling van beveiligingsschakeiing 7, die de uitvoer van 45 het stuursignaal voorkomt, kan de inductieve stroom niet van resonantiemodusconvertor 30 komen.

Bijgevolg wordt de spanning van condensator CW3 verlaagd met een hysteresisbreedte van UVLO-schakeling 50. Wanneer de spanning van condensator CW3 lager is dan referentiespanning V^, vindt een blokkering door vergelijker U7A plaats. Aangezien er dus geen stroom kan worden geleverd, wordt via aansluitpunt 53 een uitschakeiingssignaal geleverd aan de belastingstoestand-detectieschakeling 160.

50 Bijgevolg stoppen alle schakelingen behalve UVLO-schakeling 50 en schakeling 140 ter beveiliging tegen overmatige warmte met werken. Bijgevolg herlaadt UVLO-schakeling 50 condensator CW3 door gebruik te maken van de stroom via weerstand WRV Daarna wordt de blokkeertoestand vrijgegeven wanneer de spanning van condensator CW3 de referentiespanning V^ van vergelijker U7A bereikt, en wordt ZVS-regelaar 2 voorzien van een stroombron. Hierbij staan de verwijzingstekens R41 tot voor spannings-55 verdeelweerstanden, is U6A een gelijkstroom-wisselstroomomzetter, zijn TR17 t/m TR18 transistoren, is Die een zenerdiode, en is U1 de UVLO-schakeling.

Figuur 1 is een schakelingschema van de in figuur 3 weergegeven stroombronregelaar 4. Stroombron- 194146 12 regelaar 4 omvat een vermogensregelingsschakeling 70, een verlichtingssterkteschakeling 80 en een analoge schakelaar 90 zodat het gehele systeem kan worden geregeld om stabiel te werken met betrekking tot de veranderingen van de wisselstroomingangsspanning en de belasting. Wanneer de wisselstroominvoer verandert, wordt via een aansluitpunt 72 ingevoerde gelijkstroomverbindingsspanning Vdd gestuurd door 5 een voorwaartskoppelingfunctie, om te worden uitgevoerd naar analoge schakelaar 90. Wanneer de belasting verandert, wordt informatie voor de belasting vanuit belastingstoestand-sensorschakeling 160 ingevoerd via aansluitpunt 73 en transistor TR29, en wordt een stroom die door weerstand WR2 loopt, die de door resonantiemodusconvertor 30 lopende stroom detecteert, ingevoerd via aansluitpunt 71, zodat het algehele systeem wordt gestabiliseerd. Dat wil zeggen, gelijkstroomverbindingsspanning Vdd van 10 resonantiemodusconvertor 30 wordt ingevoerd in aansluitpunt 72, en een gemiddelde waarde van de stroom die door stroomsensorweerstand WR2, aangesloten tussen resonantiemodusconvertor 30 en regelaar 2, wordt ingevoerd in aansluitpunt 71. Daarna worden de ingevoerde gelijkstroomverbindingsspanning Vdd en de gemiddelde waarde vermenigvuldigd via vergelijkers U17A en U17B en een vermenigvuldiger U16. Daarna wordt de schakelfrequentie van resonantiemodusconvertor 30 geregeld door gebruik te maken van 15 de vermenigvuldigde waarde, zodat een belastingsvermogen identiek kan zijn aan een referentievermogen in overeenstemming met de toestand van de belasting die door de belastingstoestand-sensorschakeling 160 is ingevoerd via aansluitpunt 73. Hierbij voert vermogensregelschakeling 70 via aansluitpunt 74 een stuursignaal uit naar analoge schakelaar 90. De schakelfrequentie wordt geregeld in afhankelijkheid van de verandering van de zaagtandgolftrillingsfrequentie Fsw, aangezien de hoeveelheid stroom die door een 20 versterkingstrap van een foutversterker U15A van vermogensregelschakeling 70 wordt afgegeven aan zaagtandgolf-genereerschakeiing 110, varieert. Wanneer het totale systeem in bedrijf is, werkt vermogensregelschakeling 70 bij de frequentie die hoger is dan die van het normale bedrijf, door de werking van zachte startschakeling 110. Daarom is een uitgangsspanning van het systeem extreem laag. Bijgevolg wordt vanuit zachte startschakeling 100 een blokkeersignaal ingevoerd in een aansluitpunt 81 zodat bij een zachte 25 start geen vermogensregeling plaatsvindt. Dan wordt een transistor TR26 in werking gesteld om de vermogensregeling tijdelijk te stoppen. Met andere woorden, vermogensregelschakeling 70 kan niet in bedrijf zijn tijdens de werking van zachte startschakeling 100. Op het punt van beëindiging van de werking van zachte startschakeling 100, wordt een vrijmaaksignaal ingevoerd om de vermogensregeling weer in werking te stellen. Hier staan de verwijzingstekens Rx, Dx, VAR, TRX en BCX voor respectievelijk weerstan-30 den, dioden, regelweerstanden, transistoren en condensatoren, waarbij ”x” corresponderende indexen aangeeft.

Verlichtingssterkteschakeling 80 detecteert omgevingsverlichtingssterkte door gebruik te maken van een verlichtingssterktedetector die is aangebracht om aan de buitenkant te worden blootgesteld teneinde en optische uitvoer regelmatig te sturen, bijvoorbeeld om deze te ontladen. Met andere woorden, de schakeling 35 verlaagt een optische output wanneer de omgevingsverlichtingssterkte groot is, en verhoogt een optische output wanneer de omgevingsverlichtingssterkte klein is. Bijgevolg wordt een stuurstroom uitgevoerd naar analoge schakelaar 90 zodat de optische output met betrekking tot de omgeving optimaal kan worden gehouden. Wanneer de inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt toegepast voor plaatsen met grote veranderingen in verlichtingssterkte, kan daarom energie wprden bespaard terwijl een geschikt 40 verlichtingssterkteniveau wordt gehandhaafd. Analoge schakelaar 90 ontvangt via aansluitpunt 93 een invoer geleverd door aansluitpunt 74 van vermogensregelschakeling 70 en voert via een aansluitpunt 92 van verlichtingssterkte schakeling 80 in de normale toestand een regelstroom naar zaagtandgolfsignaal-genereerschakeling 110, en schakelt de regelstroom uit wanneer uit spanningsverlaglngsschakeling 8 via aansluitpunt 91 een uitschakelsignaal wordt ingevoerd. Figuur 12 is een schakeiingsschema van het in 45 figuur 3 weergegeven nulspanningschakeling-garandeercircuit. Het nulspanningschakeling-garandeercircuit detecteert de vanuit resonantiemodusconvertor 30 naar ZVS-regelaar 2 afgeleide stroom teneinde een trillingsfrequentie Fsw van een zaagtandgolf zodanig te regelen dat schakelelement Q1 en W2 constant een nulspanningschakeling kunnen uitvoeren. Met andere woorden, wanneer gelijkstroomverbindingsspanning Vdd of wisselstroominvoer van resonantiemodusconvertor 30 aanzienlijk lager is dan die van de normale 50 toestand, wordt de schakelfrequentie van de eerste en tweede schakelaar 32 en 32 in werking gesteld op de frequentie die iets hoger is dan de natuurlijke resonantiefrequentie zodat een constante ingangsspanning kan worden gehandhaafd. Bijgevolg wordt de naar belasting 40 lopende hoeveelheid resonantiestroom vergroot. Wanneer schakelelement Q1 en Q2 op een dergelijke schakelfrequentie in werking gesteld worden, is de laad/ontlaadtijd voor parallel aan schakelelementen Q, en Q2 geschakelde condensatoren CF1 en CF2 55 niet lang genoeg, en kunnen de schakelelementen Q1 en Q2 geen nulspanningschakeling uitvoeren.

Bijgevolg wordt de hoeveelheid door stroomsensorweerstand WR2 lopende stroom gedetecteerd om te worden ingevoerd in een aansluitpunt 61. De ingangsstroom wordt met een referentiespanning vergeleken 13 194146 door vergelijker U7B en verbonden met de ingang zonder polariteitsomkering van vergelijker U3 van zaagtandgolfsignaal-genereerschakeling 110 via een aansluitpunt 64. Zaagtandgolfsignaal-genereerschakeling 110 verhoogt een trillingsfrequentie van de zaagtandgolf zodat een nulspanning-schakelingsbewerking kan worden verricht, waardoor een dode tijd van het aandrijfsignaal relatief verlengd 5 wordt. Een stuursignaal wordt vanuit zachte startschakeling 100 ingevoerd via een aansluitpunt 62, en een ZVS-vrijmaaksignaal wordt vanuit stuursignaalschakeling 120 ingevoerd via een aansluitpunt 63. Bijgevolg kan een uitvoertijd van nulspanningschakeling-garandeercircuit 6 worden geregeld. Hier staan de verwijzingstekens Rx, TR„, BCX en VARX, voor respectievelijk weerstanden, dioden, regelweerstanden, transisto-ren en condensatoren, waarbij ”x" corresponderende indexen aangeeft. De verwijzingstekens U9B, U9C en 10 U9D zijn NiET-EN-poorten, en U10 is een versterker.

Figuren 13A tot 13D tonen bedrijfsgolfvormen van de in figuur 12 weergegeven inrichting. Figuur 13A toont een golfvorm van de stroom die vanuit resonantiemodusconvertor 30 naar een aansluitpunt 61 wordt gevoerd via weerstand WR3, waarbij de stippellijn duidt op een referentiespanning die aanwezig is bij de ingang zonder polariteitsomkering van vergelijker U7B. Figuur 13B toont de uitvoer van vergelijker U7B, die 15 hoog is wanneer een invoer van figuur 13A hoger is dan de referentiespanning VREF. figuur 13C toont het ZVS-vrijmaaksignaal dat vanaf stuursignaalschakeling 120 is ingevoerd via een aansluitpunt 63. Een zaagtandgolfgenereerschakeling wordt ten opzichte van het "hoge” deel van de golfvorm in een bepaalde mate vertraagd om de dode tijd te verlengen. Bijgevolg worden condensatoren CF1 en CF2 van de resonantiemodusconvertor voldoende ontladen zodat de nulspanning daarover gemeten wordt. Figuur 13D 20 toont een zaagtandgolfgenereerschakelinguitvoer die wordt vertraagd door de signaalinvoer van ZVS-garandeerschakeling 6.

Figuur 14 is een schakelingsschema dat de in figuur 3 weergegeven ingangsspanningbegrenzings-schakeling 130 en de spanningsverlagingsschakeling 8 toont. Wanneer de wisselstroomingangsspanning aanzienlijk hoger of lager is dan een handeisspanning, kan het zijn dat het gehele systeem onstabiel 25 functioneert. Daarom wordt een regelkring uitgeschakeld.

Ingangsspanningbegrenzingsschakeling 130 voert Vdd in via aansluitpunt 131 en detecteert een overmatige spanning en stroom door gebruik te maken van de twee vergelijkers U13A en U13B en voert een uitschakelsignaal naar zachte startschakeling 100 en stuursignaalschakeling 120 uit via aansluitpunten 132 en 133. Wanneer de ingangsspanning opzettelijk wordt verlaagd om energie te besparen, wordt dit 30 gedetecteerd door spanningsverlagingsschakeling 8. Daarna wordt analoge schakelaar 90 uitgeschakeld via een aansluitpunt 81, en wordt een regelmatige stroom uitgevoerd naar zaagtandgolfgenereerschakeling 110. Hier staan de verwijzingstekens Rx en TRX voor respectievelijk weerstanden en transistoren, waarbij ”x” corresponderende indexen aangeeft. Het verwijzingsteken U12B staat voor een vergelijker.

Figuur 15 is een schakelingsschema van de in figuur 3 weergegeven belastingstoestand-35 detectieschakeling 160. De schakeling neemt door de resonantie-inductoren en lopende resonantie-stroom ir waar om een belastingstoestand waar te nemen. Dat wil zeggen, de door resonantie-inductoren L,, en via aansluitpunten 161 en 162 geïnduceerde stroom wordt waargenomen om te detecteren of een lamp aanwezig is, of de lamp brandt, en om een normale belasting en het einde van de levensduur van de lamp te detecteren. Dan wordt het waargenomen resultaat uitgevoerd naar vermogensregelschakeling 70, 40 zachte startschakeling 100, stuursignaalschakeling 120 en resonantiemodusconvertor 30. Een stuursignaal wordt vanuit zachte startschakeling 100 ingevoerd via een aansluitpunt 163, en een power on reset (POR)-signaal wordt ingevoerd via aansluitpunt 166. Wanneer er geen belasting is, wordt via aansluitpunten 164 en 165 een uitschakelsignaal uitgevoerd naar zachte startschakeling 100 en stuursignaalschakeling 120. Op dat moment wordt de belastingstoestand-sensorschakeling vergrendeld door D flip-flop U19A.

45 Wanneer het systeem terugkeert naar normaal, begint de regelinrichting te werken door een POR van de zachte startschakeling 100 van de regelinrichting. Wanneer de lamp niet aan is, schakelt belastingstoestand-sensorschakeling 160 stuursignaalschakeling 130 via aansluitpunten 168 en 169 uit en stelt stuursignaalschakeling 120 weer in na ontvangst van een aandrijfsignaal van zachte startschakeling 100. Daarbij onderscheidt belastingstoestand-detectieschakeling 160 of er een of twee lampen zijn, en voert 50 het resultaat uit naar vermogensregelschakeling 70, zodat het systeem stabiel kan functioneren. Ondertussen neemt belastingstoestand-detectieschakeling 160 de toestand met betrekking tot de levensduur van elke lamp waar, en wanneer een lamp het einde van zijn leven bereikt, stuurt belastingstoestand-detectieschakeling 160 via aansluitingen 170 en 171 schakelaars SW1 en SW2 van resonantiemodusconvertor aan om te voorkomen dat een belastingstroom door de lamp loopt, welke het einde van zijn 55 levensduur nadert. Bijgevolg functioneert het gehele systeem stabiel en kan energie worden bespaard. Een belastingstoestand wordt aan vermogensregelschakeling 70 verschaft via een aansluitpunt 167. Daarbij wordt nog de belastingstoestand vergeleken met referentiespanning ν„,,10ι en die zijn berekend

Claims (10)

194146 14 door middel van experimentele gegevens. Daarna wordt een geschikte controle met betrekking tot de belastingstoestand verricht. Hier staan verwijzingstekens U22C, U22D en U25A-U25D voor vergelijkers; staan U23A, U24C, U24D en U24E voor EN-poorten; staan U24A en U24B respectievelijk voor een exclusieve NIET-OF-poort en exclusieve OF-poort; staan X16B en X16C voor schakelaars; en staan U26A 5 en U26B voor D flip-flops. Figuur 16 is een schakelingsschema van de in figuur 3 weergegeven schakeling 140 ter bescherming tegen overmatige warmte. Temperatuurdetectiediode TR22 is geïnstalleerd in de buitenkant om een temperatuur van het schakelelement waar te nemen. Wanneer het schakelelement overmatig wordt verwarmd, wordt de regelkring uitgeschakeld. Met andere woorden, temperatuurdetectiediode TR^ wordt 10 nabij de schakelelementen Q1 en Q2 (figuur 4) geplaatst om te voorkomen dat schakelelementen Qn en Q2 warmer worden en beschadigd raken. De temperatuur wordt dus waargenomen door de spannings-karakteristiek die afhankelijk is van de temperatuurverandering van de diode. Wanneer de temperatuur van schakelelementen Q1 en Q2 toeneemt tot boven een vooraf bepaalde referentietemperatuur, wordt door vergelijker U12A via aansluitpunt 142 een uitschakelsignaal uitgevoerd naar zachte startschakeling 100 en 15 stuursignaalschakeling 1340. Bij een beveiligingstoestand wordt referentiespanning van vergelijker U12A veranderd, zodat een referentietemperatuur kan worden ingesteld op een temperatuur die lager is dan de aanvankelijke referentietemperatuur. Alleen wanneer het schakelelement een lagere waarde dan de referentietemperatuur vertoont kan de regelkring normaal functioneren. Wanneer de belasting een ontladingslamp is, dat wil zeggen, hetzelfde als een fluorescentielamp, en wanneer de omgevings-20 temperatuur van de lamp onder de 0°C ligt, kan de levensduur van de lamp fataal worden beïnvloed door een eerste plotselinge uitstroming van ontladingsstroom bij een lage temperatuur. Om dit te voorkomen, heeft de schakeling ter bescherming tegen overmatige warmte een functie voor het toereikend en tevoren verwarmen van de gloeidraad van de lamp. Dat houdt in, dat bij een lage temperatuur via aansluitpunt 141 de collector van transistor TR21 tussen weerstand Rs van zachte startschakeling 100 en een emitter van 25 transistor TR, geschakeld is, waardoor de hoeveelheid stroom die naar condensator CW, loopt, welke een zachte starttijd bepaalt, wordt gereduceerd. Bijgevolg wordt de voorverwarmingstijd verlengd om het probleem van de aanvankelijke plotselinge uitstroming van ontladingsstroom op te lossen. Hier staan Rx en TRX voor respectievelijk weerstanden en transistoren. Verwijzingsteken Kern is een referentiespanning; U11A en U11B zijn vergelijkers. 30 Figuur 17 is een schakelingsschema van de in figuur 3 weergegeven schakeling 150 ter beveiliging tegen overmatige stroom. De schakeling voert de door resonantiemodusconvertor 30 en ZVS-regelaar 2 lopende stroom via weerstand WR2 en aansluitpunt 151 naar vergelijker U18A, en detecteert via D flip-flop U19B dat er een overmatige stroom door schakelelementen Q1 en Q2 loopt, en voert de gedetecteerde overmatige stroom uit via aansluitpunt 153. 35 Stroomsensorweerstand WR2 wordt tussen resonantiemodusconvertor 30 en ZVS-regelaar 2 ingevoegd om te voorkomen dat er een overmatige stroom door schakelelementen Q, en Q2 loopt. Daarna wordt een gemiddelde stroomwaarde vergeleken met referentiespanning Vref5 van vergelijker U18A. Wanneer de gemiddelde waarde hoger is dan referentiespanning Vrefs, wordt via aansluitpunt 153 een uitschakelsignaal uitgevoerd naar zachte startschakeling 100 en stuursignaalschakeling 120. Wanneer het uitschakelsignaal 40 uitgevoerd is, kan de uitschakelingstoestand worden gehandhaafd, zelfs wanneer toestand van overmatige stroom wordt geblokkeerd door de vergrendelingstoestand die is veroorzaakt door flip-flop U19B. Bijgevolg stopt resonantiemodusconvertor 30 met werken op grond van een uitschakelwerking, en wordt er geen stroom afgeleid naar ZVS-regelaar 2. Bijgevolg wordt de spanning van condensator CW3 verlaagd en wordt de regelkring geblokkeerd. Wanneer de regelkring wordt teruggebracht naar de normale toestand, geeft 45 UVLO-schakeling 50 de blokkering in de teruggebrachte normale toestand vrij, en wordt het vergrendelde signaal teruggesteld via aansluitpunt 152, wordt de blokkering van de regelkring vrij en wordt een voor-spanning aangelegd, waardoor resonantiemodusconvertor 30 weer in werking gesteld wordt. In figuur 17 zijn Rx weerstanden waarbij ”x” een corresponderende index aangeeft. 50

1. Elektronische ballast van het nulspanningschakeltype voor een belasting zoals een fluorescentielamp, omvattende een gelijkstroombron voor het leveren van gelijkstroomvermogen aan een eerste en tweede 55 aansluiting; een eerste en een tweede schakelinrichting waarvan de stroomwegen in serie geschakeld zijn tussen de eerste en de tweede aansluiting van de gelijkstroombron en in welke serieschakeling zich tussen de beide schakelinrichtingen een verbindingsknooppunt bevindt; een eerste condensator die parallel 15 194146 geschakeld is met de eerste schakelinrichting; een tweede condensator die parallel geschakeld is met een tweede schakelinrichting; een regeltransformator met een primaire wikkeling en een secundaire wikkeling bestaande uit drie wikkelingen waarvan de eerste is verbonden met de eerste schakelinrichting, de tweede is verbonden met de tweede schakelinrichting, en de derde is verbonden met de belasting; en een 5 serieresonantieschakeling die verbonden is met de derde secundaire wikkeling van de regeltransformator en die elektrisch vermogen aan de belasting levert; waarbij de eerste schakelinrichting, de tweede schakelinrichting, de regeltransformator, en de serieresonantieschakeling een resonantiemodusconvertor vormen, met het kenmerk, dat de elektronische ballast een nulspanningschakelcircuit heeft, omvattende een stuursignaal-generator voor het in overeenstemming met een regelstroom genereren van een zaagtandgolfsignaal en het 10 vergelijken van het resultaat met een referentiespanning, teneinde het stuursignaal en een nulspanningschakel-vrijmaaksignaal uit te voeren; een vermogensregelaar voor het uitvoeren van de uit de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom, waarbij de gelijkstroomspanning en de regelstroom afhankelijk zijn van de toestand van de belasting; en een nulspanningschakel-garandeercircuit voor het ontvangen van de ingebrachte stroom en het nulspanningschakel-vrijmaaksignaal, teneinde zeker te stellen, 15 dat de resonantiemodusconvertor een nulspanningschakeling verricht, welke nulspanningschakelcircuit verbonden is met de primaire wikkeling van de regeltransformator.

2. Elektronische ballast volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het nulspanningschakelcircuit de daarvoor benodigde stroom levert in een stroomregenereringsmodus bij normaal bedrijf door middel van de uit de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom.

3. Elektronische ballast volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het nulspanningschakelcircuit verder omvat een regelstroombronschakeling voor het ontvangen van de gelijkstroomspanning en de uit de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom teneinde de stroom voor het nulspanningschakelcircuit te leveren; en een spanningsveriagingsschakeling om de spanning van het ingangsvermogen te verlagen tot een vooraf bepaalde spanning ter besparing van energie, en om de vermogensregelaar uit te schakelen, 25 wanneer de gelijkstroomspanning lager is dan een vooraf bepaalde spanning, en om de regelstroom direct uit te voeren naar de stuursignaalgenerator.

4. Elektronische ballast volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de vermogensregelaar omvat een vermogensregelschakeling voor het aftasten van de belastingstoestand, de gelijkstroomspanning en de ingebrachte stroom, teneinde deze te vergelijken met een referentiespanning en de regelstroom uit te 30 voeren; een vertichtingssterkteschakeling voor het aftasten van de omgevingsveriichtingssterkte en het variëren van de regelstroom van de vermogensregelschakeling, zodat een geschikte verlichtingssterkte wordt verschaft; en een analoogschakelaar voor het uitvoeren of afsluiten van de regelstroom van de verlichtingssterkteschakeling in overeenstemming met een uitvoer van de spanningsveriagingsschakeling.

5. Elektronische ballast volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stuursignaalgenerator omvat een 35 zachte startschakeling voor het verhogen van de frequentie van het zaagtandgolfsignaal, teneinde de lamp voor te verwarmen, wanneer een beginstroom wordt aangelegd of een uitschakelsignaal wordt ingevoerd; een zaagtandgolfsignaalgenerator voor het genereren van het zaagtandgolfsignaal teneinde dit te vergelijken met een referentiespanning terwijl de frequentie wordt gevarieerd in overeenstemming met de regelstroominvoer uit de zachte startschakeling, de spanningsveriagingsschakeling en de analoog-40 schakelaar; en een regelsignaalstuurschakeling voor het ontvangen van de stuurpuls teneinde het stuursignaal uit te voeren voor het verrichten van een nulspanningschakelwerking op genoemde eerste en tweede schakelinrichtingen, en het uitvoeren van de door de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom in een stroomregenereringsmodus.

6. Elektronische ballast volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de nulspanningschakelcircuit verder 45 omvat een ingangsspanning-begrenzingsschakeling voor het detecteren van de ingangsspanning en het uitvoeren van een afsluitsignaal na de ingangsspanning te hebben vergeleken met een voorbepaalde spanning; een oververhittingsbeschermingsschakeling voor het detecteren van de temperatuur, teneinde een afsluitsignaal uit te voeren, indien de gedetecteerde temperatuur hoger is dan een vooraf bepaalde temperatuur, en de voorverwarmingstijdsperiode voor de lamp te verlengen, indien de gedetecteerde 50 temperatuur lager is dan een vooraf bepaalde temperatuur, opdat het schakelelement kan worden beveiligd; en een belastingstoestand-detectieschakeling voor het detecteren van de door een resonantiespoel van de resonantiemodusconvertor lopende stroom, teneinde de toestand van de belasting af te tasten en een afsluitsignaal en de regelstroom uit te voeren.

7. Elektronische ballast volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de regelstroombronschakeling omvat 55 een onderspanninguitsluit (UVLO)-schakeling voor het ontvangen van de gelijkstroomspanning teneinde deze uit te sluiten, wanneer de gelijkstroomspanning lager is dan de voorbepaalde spanning; en een regelstroomvoeding voor het voorzien van het nulspanningschakel-regelcircuit van elektrisch vermogen, 194146 16 wanneer de UVLO-schakeling de uitsluiting opheft.

8. Elektronische ballast volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de nulspanningschakel-garandeerschakeling de amplitude van het zaagtandgolfsignaal verhoogt, zodat de condensator van de resonantiemodusconvertor voldoende kan ontladen, en daardoor de dode tijd van het stuursignaal kan 5 verlengen.

9. Elektronische ballast volgens de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat het nulspanningschakelcircuit verder een uitschakel-beveiligingscircuit omvat voor het ontvangen van de uit de resonantiemodusconvertor ingebrachte stroom, de gelijkstroomspanning en de door de belasting lopende stroom, en het uitschakelen van het stuursignaal, wanneer zich een abnormale toestand voordoet.

10. Nulspanningschakelcircuit zoals omschreven als onderdeel volgens de conclusies 1 tot en met 9. Hierbij 14 bladen tekening