NL2010672C2

NL2010672C2 - ADVANCED DEVICE FOR GAS DISCHARGE LAMPS WITH IMPROVED HEATING-UP PHASE OF THE LAMP ELECTRODES.

Info

Publication number: NL2010672C2
Application number: NL2010672A
Authority: NL
Inventors: Gerben Simon Hoeksma
Original assignee: Nedap Nv
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2014-10-21
Also published as: NL2012636C2; NL2012636A

Description

Titel: Voorschakelapparaat voor gasontladingslampen met verbeterde opwarmfase van de lampelektrodes.Title: Ballast for gas discharge lamps with improved heating phase of the lamp electrodes.

De uitvinding betreft een voorschakelapparaat voor het ontsteken en voeden van gasontladingslampen, in het bijzonder metaalhalide hoge druk lampen met kwarts of keramische burner Het voorschakelapparaat is van een type dat een aansturing van de lamp met een bij bij voorkeur bij benadering rechthoekvormige stroom in het frequentiebereik tussen 250 Hz en 10 kHz verzorgt. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een voorschakelapparaat voor het ontsteken en voeden van gasontladingslampen, waarbij het voorschakelapparaat is voorzien van schakelmiddelen voor het opwekken van een lampstroom in de vorm van een wisselstroom met bij voorkeur een herhalingsfrequentie gelegen tussen 25 Hz en 10 kHz, in het bijzonder tussen 50 Hz en 1 kHz en die bijvoorbeeld de vorm heeft van op een volgende rechthoeken, en tenminste een ontsteekspoel waarbij, in gebruik, de tenminste ene lamp in serie met de ontsteekspoel lamp is geschakeld, dusdanig dat de voedingsstroom, in gebruik, aan de serieschakeling van spoel en de tenminste ene lamp wordt toegevoerd, waarbij het apparaat verder is voorzien van controlemiddelen voor het sturen van de schakelmiddelende waarbij de controlemiddelen zijn ingericht om de schakelmiddelen dusdanig te sturen dat, in gebruik, aan de serieschakeling de rechthoekige lampstroom wordt toegevoerd in een positieve geleidingsfase A waarbij de stroom in een eerste richting door de lamp stroomt en een negatieve geleidingsfase B waarbij de stroom in een aan de eerste richting tegengestelde tweede richting door de lamp stroomt waarbij een positieve geleidingsfase A telkens als eerste wordt gevolgd door een negatieve geleidingsfase B en een negatieve geleidingsfase B telkens als eerste wordt gevolgd door een positieve geleidingsfase A.The invention relates to a ballast for igniting and feeding gas discharge lamps, in particular metal halide high-pressure lamps with quartz or ceramic burner. The ballast is of a type that controls the lamp with a preferably approximately rectangular current in the frequency range between 250 Hz and 10 kHz. More in particular, the invention relates to a ballast for igniting and supplying gas discharge lamps, the ballast comprising switching means for generating a lamp current in the form of an alternating current with preferably a repetition frequency between 25 Hz and 10 kHz , in particular between 50 Hz and 1 kHz and which is, for example, in the form of a following rectangles, and at least one ignition coil wherein, in use, the at least one lamp is connected in series with the ignition coil lamp, such that the supply current is switched on. use, the series connection of coil and the at least one lamp is supplied, wherein the apparatus is further provided with control means for controlling the switching means, the control means being adapted to control the switching means such that, in use, the series connection is rectangular lamp current is supplied in a positive conduction phase A b when the current flows through the lamp in a first direction and a negative conducting phase B wherein the current flows through the lamp in a second direction opposite to the first direction, a positive conducting phase A being followed first by a negative conducting phase B and a negative conducting phase conduction phase B is always followed first by a positive conduction phase A.

Dergelijke voorschakelapparaten zijn op zich bekend. Bij de meeste bestaande voorschakelapparaten van bovengenoemd type wordt volgens een eerste methode een eerste doorslag in de lamp bereikt door het aanbieden van één of meer ontsteekimpulsen met een spanning van enkele kV of door het aanbieden van een hoogfrequente, hoge spanning in het frequentie gebied tussen 50 kHz en 1 MHz. Daarna wordt een bij benadering rechthoekvormige wisselstroom van vrij grote amplitude door de lamp gestuurd, in de orde van één derde van de nominale lampstroom tot meer dan de nominale lampstroom. Bij hoge snelheid video opnames van de lamp met lensopening F/7.5 en een belichtingstijd van 100 microseconden, blijken dan direct na de eerste doorslag in de lamp zeer heftige ontladingsverschijnselen in de lamp op te treden, vaak asymmetrisch ten opzichte van de lampelektrodes, met fel wit licht, waarbij het lichtverschijnsel zich uitstrekt tot achter tenminste één van de elektrode tips, vrijwel tegen de elektrode doorvoer aan, met soms ook lichtblauwe lichtverschijnselen in de elektrodedoorvoer. Dit verschijnsel gaat samen met een zeer laag spanningsniveau over de lamp aansluitingen in de orde van 20 tot 40 Volt. Dit heftige, weinig stabiele ontladingsverschijnsel wordt verder aangeduid als een koude boogontlading omdat de lampelektrodes in dit stadium nog niet op gewarmd zijn.Such ballasts are known per se. In most existing ballasts of the above-mentioned type, a first breakdown in the lamp is achieved according to a first method by applying one or more ignition pulses with a voltage of a few kV or by applying a high-frequency, high voltage in the frequency range between 50 kHz and 1 MHz. Thereafter, an approximately rectangular alternating current of fairly large amplitude is sent through the lamp, on the order of one third of the nominal lamp current to more than the nominal lamp current. With high-speed video recordings of the lamp with aperture F / 7.5 and an exposure time of 100 microseconds, very intense discharge phenomena appear to occur immediately after the first breakdown in the lamp, often asymmetrically with respect to the lamp electrodes, with bright white light, wherein the light phenomenon extends beyond at least one of the electrode tips, substantially against the electrode lead-through, with sometimes also light blue light phenomena in the electrode lead-through. This phenomenon is accompanied by a very low voltage level over the lamp connections in the order of 20 to 40 volts. This fierce, little stable discharge phenomenon is further referred to as a cold arc discharge because the lamp electrodes are not yet heated up at this stage.

Er zijn ook voorschakelapparaten verkrijgbaar, die volgens een tweede methode aanvankelijk direct na de eerste doorslag in de lamp een vrij kleine stroom aan de lamp leveren, die hgt tussen één achtste tot één derde van de nominale lampstroom. Bij gebruik van de lampen waarvoor dit voorschakelapparaat is ontworpen leidt dit in de eerste honderd milliseconden na opstarten meestal tot lampspanningen in de orde van het glimontladingsniveau van rond 200 Volt, waarbij deze spanning in een tijdsbestek van enkele tienden van een seconde geleidelijk daalt tot rond 30 tot 60 Volt, bij geleidelijk stijgende lampstroom. Bij opnames met een hoge snelheidscamera met dezelfde instelling als boven beschreven treedt aanvankelijk een niet of bijna niet zichtbare, lichtblauw bij sommige lamptypes overgaand in donkerblauw licht uitzendende diffuse ontlading op met zeer geringe lichtintensiteit, de elektrode tips zijn daarbij niet zichtbaar. Na enkele tienden van een seconde beginnen de elektrodetips geleidehjk wit op te lichten en gaan tenslotte zoveel licht uitzenden dat de ontladingsboog niet meer zichtbaar is, omdat de optisch opale keramische burner nu ook het genoemde witte hcht gaat verspreiden.Ballasts are also available which, according to a second method, initially supply a relatively small current to the lamp immediately after the first breakdown in the lamp, which current is between one eighth and one third of the nominal lamp current. When using the lamps for which this ballast is designed, this usually leads to lamp voltages in the first hundred milliseconds after start-up of the glow discharge level of around 200 volts, this voltage gradually decreasing to around 30 in a period of a few tenths of a second up to 60 volts, with gradually increasing lamp current. For recordings with a high-speed camera with the same setting as described above, a diffuse discharge that is not visible or almost invisible, appears in some lamp types and changes into dark blue light-emitting diffuse discharge with very low light intensity, the electrode tips thereby not being visible. After a few tenths of a second, the electrode tips start to light up white and finally emit so much light that the discharge arc is no longer visible, because the optically opal ceramic burner is now also spreading the aforementioned white handle.

Als de lamp dit stadium heeft bereikt wordt bij het bekende apparaat de lampstroom opgevoerd tot de oploopstroom, die wat hoger ligt dan de nominale stroom, bijvoorbeeld dertig procent hoger. Er is nu sprake van een stabiele warme boogontlading, maar in het hele proces is er geen abrupte overgang van ghm- naar boogontlading. Na afloop van deze opwarmmethode is er geen zichtbare zwarting op lamp burner waarneembaar en ook zijn geen ontladingen in de lampdoorvoer of naar ver achter de elektrodetip gelegen posities waarneembaar.When the lamp has reached this stage, in the known apparatus the lamp current is increased to the rising current which is somewhat higher than the nominal current, for example thirty percent higher. There is now a stable warm arc discharge, but in the entire process there is no abrupt transition from ghm to arc discharge. At the end of this heating-up method, no visible blackening can be observed on the lamp burner and no discharges can be observed in the lamp lead-through or to positions far behind the electrode tip.

De hiervoor genoemde tweede methode van lamp elektrode opwarmen met kleine stroom en relatief hoge lampspanning heeft naar verwachting een positief effect op de betrouwbaarheid van de lamp, omdat de elektrodes niet zoals bij de koude boogontlading tot dicht bij de elektrode doorvoer worden belast, hetgeen de kans op lek raken van de doorvoer verkleind. Ook is er waarschijnlijk eem positief effect op de betrouwbaarheid van de lamp omdat er waarschijnlijk minder erosie van het lampelektrodeoppervlak in de paar tienden van een seconde na start zal optreden, terwijl ook te verwachten is dat de afwezigheid van zwarting na de elektrode opwarmfase de blijvende lichtafname na een groot aantal starts zal verminderen, en de lichtafname na een groot aantal starts geringer zal zijn dan bij de opwarming met koude boogontlading, waardoor de lamp zeker bij relatief korte bedrijfscycli langer bruikbaar blijft, indien bijvoorbeeld zeventig of negentig procent van oorspronkelijk hcht als einde levensduur van de lamp wordt gedefinieerd.The aforementioned second method of lamp electrode heating with small current and relatively high lamp voltage is expected to have a positive effect on the reliability of the lamp, because the electrodes are not charged as close to the electrode passage as with the cold arc discharge, which increases the chance the transit is reduced for leakage. Also, there is probably a positive effect on the reliability of the lamp because less erosion of the lamp electrode surface is likely to occur in the few tenths of a second after start, while it is also to be expected that the absence of blackening after the electrode warm-up phase will result in permanent light reduction will decrease after a large number of starts, and the light decrease after a large number of starts will be lower than with heating with a cold arc discharge, so that the lamp will certainly remain usable for a relatively short operating cycle if, for example, seventy or ninety percent of the original ends lamp life is defined.

Het blijkt echter uit proeven met een groot aantal metaalhalide lampen, dat bij vele van deze lampen, ook indien deze volgens de tweede methode worden gevoed door hiervoor beschreven voor schakelapparaat dat direct na de eerste doorslag aan de lamp een kleine stroom van één achtste tot één derde van de nominale lampstroom levert, zich toch koude boogontlading voordoen, samengaand met de heftige ontlaadverschijnselen als hiervoor beschreven.However, it appears from tests with a large number of metal halide lamps that in many of these lamps, even if they are fed according to the second method by the above-described switching device that immediately after the first breakdown on the lamp a small current of one eighth to one third of the nominal lamp current, cold arc discharge nevertheless occurs, together with the violent discharge phenomena described above.

Het doel van de uitvinding is een voorschakelapparaat, in het bijzonder voor metaalhalide gasontladingslampen, mogehjk te maken dat met een glimontlading de lampelektrodes van een groot aantal types metaalhalide lampen met kwarts burner of keramische burner op kan warmen, waarbij het verschijnsel eerder aangeduid als koude boogontlading wordt vermeden of tot zeer korte duur wordt beperkt, ongunstige elektrode belasting en zwarting van de lampburner in de opwarmfase kan worden voorkomen of tot een minimum wordt beperkt, terwijl daarbij tevens de lampstroom in deze opwarmfase relatief groot gekozen kan worden, bijvoorbeeld een kwart of een derde van de nominale lampstroom, zodat een snelle opwarming van de elektrode tips is gegarandeerd. Meer in het algemeen kan het voorschakelapparaat voor elk type gasontladingslamp op voordelige wijze worden toegepast om de opwarmtijd te verkorten zonder dat het nadelige effect van koudeboogontladingen zich voordoet.The object of the invention is to enable a ballast, in particular for metal halide discharge lamps, that with a glow discharge the lamp electrodes of a large number of types of metal halide quartz burner or ceramic burner can heat up, the phenomenon previously referred to as cold arc discharge is avoided or limited to a very short duration, unfavorable electrode loading and blackening of the lamp burner in the heating-up phase can be prevented or minimized, while at the same time the lamp current in this heating-up phase can be chosen relatively large, for example a quarter or a quarter third of the nominal lamp current, so that rapid heating of the electrode tips is guaranteed. More generally, the ballast can be used advantageously for any type of gas discharge lamp to shorten the warm-up time without the adverse effect of cold arc discharges occurring.

De uitvinding wordt dienovereenkomstig gekenmerkt in dat dat de controle middelen dusdanig zijn ingericht dat na het inschakelen van het voorschakelapparaat, de lamp in een elektrode opwarmfase, na een eerste doorslag van de lamp, wordt gevoed met een bij bij voorkeur bij benadering rechthoekvormige lampstroom, waarbij het apparaat verder is voorzien van detectiemiddelen voor het in de opwarmfase in een stap a. detecteren van koude boogontladingstoestanden van de lamp, waarbij de detectiemiddelen communicatief met de controlemiddelen zijn verbonden voor het aan de controle middelen toevoeren van informatie over de gedetecteerde koude boogontladingtoestanden, waarbij de controlemiddelen zijn ingericht om afhankelijk van een gedetecteerd verschil tussen in de stap a. gedetecteerde koude boogontladingstoestanden tijdens de positieve geleidingsfase A van de lampstroom en de in stap a. gedetecteerde koudeboogontladingstoestanden tijdens de negatieve geleidingsfase B van de lampstroom, in de opwarmfase in een stap b de verhouding tussen de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase A van de lampstroom en de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B van de lampstroom te regelen door sturing van de schakelmiddelen. Het blijkt volgens een inzicht van de uitvinding dat door regeling van genoemde verhouding de kans op koude boogontladingen kan worden geminimaliseerd·The invention is accordingly characterized in that the control means are arranged such that after switching on the ballast, the lamp is fed into an electrode heating phase, after a first breakdown of the lamp, with a preferably approximately rectangular lamp current, wherein the apparatus is further provided with detection means for detecting cold arc discharge states of the lamp in the heating-up phase in a step a, the detection means being communicatively connected to the control means for supplying information about the detected cold arc discharge states to the control means, the control means are adapted to, depending on a detected difference between cold arc discharge states detected in step a. during the positive conduction phase A of the lamp current and the cold arc discharge states detected in step a. during the negative conduction phase B of the lamp current, in the heating phase in a step b the ratio between the duration Ta of the positive conductivity phase A of the lamp current and the duration Tb of the negative conductivity phase B of the lamp current by controlling the switching means. According to an insight of the invention it appears that by controlling said ratio the chance of cold arc discharges can be minimized.

In het bijzonder geldt dat de controle middelen dusdanig zijn ingericht dat deze, in gebruik, de schakelmiddelen dusdanig stuurt in de opwarmfase dat afhankelijk van het verschil tussen het gedetecteerde aantal koude boogontladingen in tenminste één positieve geleidingsfase A van de lampstroom en het aantal gedetecteerde koudeboogontladingen in tenminste één negatieve geleidingsfase B van de lampstroom, de verhouding tussen de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase A en de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B wordt geregeld. Het aantal boogontladingen kan hierbij door de controle middelen met behulp van een speciale detector worden geteld. Meer in het bijzonder geldt dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig bestuurt in de opwarmfase dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt vergroot wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase meer koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase en dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt verkleind wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase minder koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase. Het blijkt dat op deze wijze het aantal boogontladingen in een fase waarin deze het meeste voorkomt kan worden verkleind. Soms is het zo dat boogontladingen zich slechts in een fase voordoen waarbij dit aantal door regeling van de genoemde verhoudong kan worden verminderd.In particular, it holds that the control means are arranged such that, in use, it controls the switching means in the heating phase such that depending on the difference between the detected number of cold arc discharges in at least one positive conduction phase A of the lamp current and the number of detected cold arc discharges in at least one negative conductive phase B of the lamp current, the ratio between the duration Ta of the positive conductive phase A and the duration Tb of the negative conductive phase B is controlled. The number of arc discharges can be counted by the control means with the aid of a special detector. More in particular, it holds that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating phase such that the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is increased when more cold arc discharges are detected in at least one positive conductivity phase than in at least one negative conductive phase and that the duration Ta of the positive conductive phase divided by the duration of the negative conductive phase Tb is reduced if fewer cold arc discharges are detected in at least one positive conductive phase than in at least one negative conductive phase. It appears that in this way the number of arc discharges can be reduced in a phase in which this occurs most frequently. It is sometimes the case that arc discharges only occur in a phase in which this number can be reduced by controlling the aforementioned ratio.

Bij voorkeur geldt dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze gedurende de opwarmperiode de schakelmiddelen dusdanig bestuurt dat de tijdsduur Ta van de positieve gelei dingsfase plus de tijdsduur Tb van de negatieve gelei dingsfase constant blijft. Hiermee blijft de bedrijfsfrequentie van de schakelmiddelen dus constant bij het regelen van de genoemde verhouding. Bij voorkeur geldt hierbij dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig bestuurt in de opwarmfase dat de tijdsduur Ta van de positieve gelei dingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve gelei dingsfase Tb wordt vergroot terwijl tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase plus de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase constant blijft wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase meer koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase en dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt verkleind terwijl tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase plus de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase constant blijft wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase minder koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase.Preferably, it holds that the control means are arranged such that it controls the switching means during the heating-up period such that the duration Ta of the positive conductivity phase plus the duration Tb of the negative conductivity phase remains constant. Thus, the operating frequency of the switching means remains constant when controlling the said ratio. Preferably, it holds here that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is increased, while duration Ta of the positive conductivity phase plus the duration Tb of the negative conductivity phase remains constant if more cold arc discharges are detected in at least one positive conductivity phase than in at least one negative conductivity phase and the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is reduced while time duration Ta of the positive conductivity phase plus the duration Tb of the negative conduction phase remains constant when fewer cold arc discharges are detected in at least one positive conduction phase than in at least one negative conduction phase.

In het bijzonder geldt dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig stuurt in de opwarmfase dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb gelijk blijft wanneer geen koudeboogontladingen worden gedetecteerd. Tevens geldt in het bijzonder dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig stuurt in de opwarmfase dat de grootte van de gemiddelde lampstroom in de positieve geleidingsfase A en de grootte van de gemiddelde lampstroom in de negatieve geleidingsfase B wordt verkleind wanneer in een positieve geleidingsfase het zelfde aantal koudeboogontladingen worden gedetecteerd als in een negatieve geleidingsfase.Het doel volgens de uitvinding wordt zoals hiervoor uiteen gezet dus in het bijzonder bereikt door van een bij benadering rechthoekvormige stroom de duur voor positieve lampstroom en de duur van negatieve lampstroom in de elektrode opwarmfase, indien nodig, ten opzichte van elkaar te variëren totdat voor beide polariteiten een glimontlading plaatsvindt, bij een aanvankelijk hoog spanningniveau van ongeveer 200 Volt, dus door indien nodig de lamp met een asymmetrische bij benadering rechthoekvormige stroom te sturen. Deze rechthoekvorm geldt voor de positieve en negatieve fase van de stroom afzonderlijk. In het bijzonder wordt, als bij aanvankelijke aansturing met een bij benadering rechthoekvormige stroom van gelijke duur in de positieve en negatieve lampstroom fase, in één van beide polariteiten een koude boogontlading optreedt, de lengte vergroot van de fase waarin de koude doorslag, dus lage lampspanning, optreedt ten opzichte van de lengte van de geleidingsfase van de andere polariteit. Indien met een constante frequentie bedrijf wordt gewerkt, wordt de duur van de ene fase even veel verkort als de andere fase wordt verlengd. Essentieel is echter dat de duty cycle van de positieve en de negatieve lampstroom fase ten opzichte van elkaar wordt gevarieerd totdat een stabiele hoogohmige glimontlading in beide richtingen optreedt, waarbij ook de eerder beschreven onzichtbare tot blauw zichtbaar licht uitstralende glimontlading, met aanvankelijk niet zichtbare elektrode tips, wordt gehandhaafd.In particular, it holds that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conduction phase divided by the duration of the negative conduction phase Tb remains the same when no cold-arc discharges are detected. It also holds in particular that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the magnitude of the average lamp current in the positive conducting phase A and the magnitude of the average lamp current in the negative conducting phase B is reduced when in a positive conduction phase the same number of cold arc discharges are detected as in a negative conduction phase. The object according to the invention is thus, as explained above, achieved in particular by, for an approximately rectangular current, the duration for positive lamp current and the duration of negative lamp current in the electrode heating phase. , if necessary, to vary with respect to each other until a glow discharge takes place for both polarities, at an initial high voltage level of about 200 volts, i.e. by controlling the lamp with an asymmetrical approximately rectangular current if necessary. This rectangle shape applies to the positive and negative phase of the current separately. In particular, if an initial arc with an approximately rectangular current of equal duration in the positive and negative lamp current phase results in a cold arc discharge in one of the two polarities, the length of the phase in which the cold breakdown, i.e. low lamp voltage, is increased , occurs with respect to the length of the conductivity phase of the other polarity. If a constant frequency operation is used, the duration of one phase is shortened as much as the other phase is extended. It is essential, however, that the duty cycle of the positive and the negative lamp current phase be varied relative to each other until a stable high-ohm glow discharge occurs in both directions, also including the previously described invisible to blue visible light emitting glow discharge, with initially invisible electrode tips , is maintained.

De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van de figuren, waarin getoond:The invention will now be described in more detail with reference to the figures, in which:

In figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding omvattende een zogenaamde volle brug schakeling, in gebruik voor aansturing van ontladingslampen met een rechthoekvormige stroom.Figure 1 shows a first embodiment of a ballast according to the invention, comprising a so-called full bridge circuit, in use for controlling discharge lamps with a rectangular current.

In figuur 2 een tweede uitvoeringsvorm van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding omvattende een halve brug schakeling voor aansturing van ontladingslampen met een rechthoekvormige stroom.Figure 2 shows a second embodiment of a ballast according to the invention comprising a half-bridge circuit for controlling discharge lamps with a rectangular current.

In figuur 3 een voorbeeld van lampspanning en stroomvormen bij lampontsteking.In figure 3 an example of lamp voltage and current forms in lamp ignition.

In figuur 4 een voorbeeld van lampspanning en lamp stroomvormen in de eerst cycli van de rechthoekvormige stroom.Figure 4 shows an example of lamp voltage and lamp current forms in the first cycles of the rectangular current.

In figuur 5 een voorbeeld van lampspanning en lamp stroomvormen na instelling van een asymmetrische golfvorm.Figure 5 shows an example of lamp voltage and lamp current forms after setting an asymmetrical waveform.

In figuur 6 een voorbeeld van de omhuhende van de rechthoekvormige lampspanning en lampstroom in de elektrode opwarmfase van stroom bij gebruik van de methode volgens de uitvinding.Figure 6 shows an example of the enclosure of the rectangular lamp voltage and lamp current in the electrode heating phase of current when the method according to the invention is used.

In figuur 7 een derde uitvoeringsvorm van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding omvattende een zogenaamde volle brug schakeling, in gebruik voor aansturing van ontladingslampen met een rechthoekvormige stroom.Figure 7 shows a third embodiment of a ballast according to the invention comprising a so-called full bridge circuit, used for controlling discharge lamps with a rectangular current.

In figuur 8 een vierde uitvoeringsvorm van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding omvattende een zogenaamde volle brug schakeling, in gebruik voor aansturing van ontladingslampen met een rechthoekvormige stroom.Figure 8 shows a fourth embodiment of a ballast according to the invention comprising a so-called full bridge circuit, in use for controlling discharge lamps with a rectangular current.

Het voorschakelapparaat kan omvatten een vollebrugschakeling, als getoond in figuur 1. De schakeling bestaat uit een hoogfrequent gepulste brugtak met transistor Tl en T2, en een laagfrequent geschakelde brugtak T3 en T4. Indien T3 in geleiding wordt gebracht zal T4 sperren en vice versa. Het gevolg is dat door het schakelen van T3 en T4 een laagfrequentie wisselspanning over de lamp La wordt opgewekt In gebruik zal wanneer de lamp is ontstoken hierbij een laagfrequente lampstroom in de vorm van een wisselstroom die de vorm heeft van opeenvolgende rechthoeken. Aldus wordt door schakelen van T3 en T4 een lampstroom opgewekt met een positieve geleidingsfase A met tijdsduur Ta (gevormd door een rechthoek met een stroom door de lamp in een eerste richting) en negatieve geleidingsfase B met tijdsduur Tb (gevormd door een stroom door de lamp in een tweede richting die tegengesteld s aan de eerste richting) en die elkaar om en om opvolgen. Deze lampstroom heeft bij voorkeur met een herhalingsfrequentie tussen 25 Hz en 10 kHz, in het bijzonder tussen 50 Hz en 1 kHz. De stuurimpulsen voor T3 en T4 worden geleverd door stuurschakeling LFD (4), die op zijn beurt vanuit controlemiddelen C wordt gestuurd. Door variatie in de hoge frequentie waarmee Tl en T2 worden geschakeld wordt de grootte van de lampstroom gevarieerd zoals hierna nog zal worden toegelicht. De stuurimpulsen voor Tl en T2 worden geleverd door stuurschakeling HFD (1), die op zijn beurt vanuit de controlemiddelen (C) wordt gestuurd. In de figuren is met S een communicatieve verbinding tussen de controle-middelen C en andere delen het systeem aangegeven. Via deze verbindingen kunnen de controlemiddelen besturingssignalen aan onderdelen van de schakeling toesturen zoals aan HFD (1) en LFD (4) of informatie ontvangen van bepaalde onderdelen van de schakehng zoals hierna nog zal worden besproken.The ballast may comprise a full-bridge circuit, as shown in Figure 1. The circuit consists of a high-frequency pulsed bridge branch with transistor T1 and T2, and a low-frequency switched bridge branch T3 and T4. If T3 is turned on, T4 will block and vice versa. The result is that by switching T3 and T4 a low-frequency alternating voltage is generated across the lamp La. In use, when the lamp is ignited, a low-frequency lamp current in the form of an alternating current which is in the form of consecutive rectangles. Thus, by switching T3 and T4, a lamp current is generated with a positive conduction phase A with duration Ta (formed by a rectangle with a current through the lamp in a first direction) and negative conduction phase B with duration Tb (formed by a current through the lamp in a second direction that is opposite to the first direction) and that follow each other alternately. This lamp current preferably has a repetition frequency between 25 Hz and 10 kHz, in particular between 50 Hz and 1 kHz. The control pulses for T3 and T4 are supplied by control circuit LFD (4), which in turn is controlled from control means C. By variation in the high frequency with which T1 and T2 are switched, the magnitude of the lamp current is varied, as will be explained below. The control pulses for T1 and T2 are supplied by control circuit HFD (1), which in turn is controlled from the control means (C). In the figures, S is a communicative connection between the control means C and other parts of the system. Via these connections the control means can send control signals to components of the circuit such as to HFD (1) and LFD (4) or receive information from certain components of the circuit as will be discussed below.

De schakeling wordt gevoed met gelijkspanning Usupply via klemmen + en - doorgaans verkregen door gelijkrichting van een netwisselspanning met frequentie 50 of 60 Hz, gevolgd door een zogenaamde power factor correctie schakeling en afvlakcondensator. Spoel LI en condensatoren Cla en Clb vormen een laagdoorlaatfilter waarmee de blokvormige hoogfrequente spanning op het knooppunt van Tl en T2 met typische frequenties tussen 20 en 200 KHz, wordt gereduceerd en een beperkte hoogfrequent rimpel op de condensatoren Cla en Clb ontstaat. Ontsteekspoel L2, hier opgesplitst in gekoppelde spoelen L2a en L2b, staat in serie met de lamp La, en verzorgt behalve ontsteekpulsen ook de verdere reductie van hoogfrequente stromen (ten gevolgde van het hoogfrequent schakelen van Tl en T2) door de lamp.The circuit is supplied with direct current Usupply via terminals + and - usually obtained by rectifying a mains alternating voltage with frequency 50 or 60 Hz, followed by a so-called power factor correction circuit and smoothing capacitor. Coil L1 and capacitors Cla and Clb form a low-pass filter that reduces the block-shaped high-frequency voltage at the junction of T1 and T2 with typical frequencies between 20 and 200 KHz and produces a limited high-frequency ripple on the capacitors Cla and Clb. Ignition coil L2, here split into coupled coils L2a and L2b, is in series with the lamp La, and in addition to igniting pulses also provides for the further reduction of high-frequency currents (as a result of the high-frequency switching of T1 and T2) through the lamp.

Voor het regelen van de grootte van de lampstroom wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van grensbedrijf met aan-tijd regeling, waarbij één van de transistors Tl of T2 in respectievelijk de positieve fase en de negatieve fase van de lampstroom periodiek in geleiding (en sperren) gebracht wordt met een voorgeprogrammeerde te beïnvloeden, tijd Ton.Bij grensbedrijf wordt telkens een portie energie in een inductiviteit (hier de spoel L2a en 12b) op geslagen door een vermogens transistor in geleiding te sturen (hier T3 respectievelijk T4).For controlling the magnitude of the lamp current, use is preferably made of limit operation with on-time control, wherein one of the transistors T1 or T2 in the positive phase and the negative phase of the lamp current, respectively, are periodically conducted (and blocked). can be influenced with a preprogrammed, time Ton. At boundary operation, each time a portion of energy is stored in an inductance (here the coil L2a and 12b) by driving a power transistor in conductivity (here T3 and T4, respectively).

Vervolgens wordt door sperren van deze transistor de energie weer afgegeven (aan een andere node als waaruit hij werd opgenomen. Daarna wordt gewacht op een signaal dat aangeeft dat de energie volledig is afgegeven en wordt (meestal na een kleine pauze waarbij de spanning over de transistor weer terug slingert) de transistor weer opnieuw in geleding gebracht, beginnend bij praktisch stroom nul. Dit type regebng is bijvoorbeeld bekend uit octrooi pubbcatie EP 0580237A1, waar in kolom 5 regel 9 tot 30 beschreven wordt dat de schakeling zich als een schijnbare weerstand gedraagt. De formule van kolom 5 regel 30 van EP 0580237A1 toepassend op de schakeling van figuur 1 van deze aanvrage, is hier sprake van een weerstand met grootte R, die volgt uit: R = 2*Ll/TonThen, by blocking this transistor, the energy is delivered again (to a different node from which it was taken.) Next, a signal indicating that the energy has been fully delivered is waited for (usually after a small pause where the voltage across the transistor the transistor is recirculated, starting at practically current 0. This type of regebng is known, for example, from patent publication EP 0580237A1, where column 5 describes lines 9 to 30 that the circuit behaves as an apparent resistor. The formula of column 5 line 30 of EP 0580237A1 applying to the circuit of figure 1 of this application, here is a resistor with magnitude R, which follows from: R = 2 * L1 / Ton

De statisch stabiele lampstroom Ilamp volgt dan uit:The statically stable lamp current Ilamp then follows:

Ilamp = (Usupply - Ulamp) /R of, de eerste formule gebruikend: Ilamp = (Usupply - Ulamp)*Ton/(2*Ll) waarbij Usupply de voedingsspanning op de ingangsklemmen + en - is, Ulamp de lampspanning en Ton. de tijd gedurende welke een schakelaar (hier Tl of T2) periodiek in geleiding is.Ilamp = (Usupply - Ulamp) / R or, using the first formula: Ilamp = (Usupply - Ulamp) * Ton / (2 * Ll) where Usupply is the supply voltage at the input terminals + and -, Ulamp is the lamp voltage and Ton. the time during which a switch (here T1 or T2) is periodically conducting.

Om grensbedrijf bij lage kosten, dat wil zeggen zonder separate stroomdetector, mogebjk te maken is een sperdetector BD (2) nodig, gekoppeld aan een hulp wikkeling op spoel LI. Gedurende de positieve fase van de lampstroom, waarbij T4 continu in geleiding gehouden wordt, wordt nu Tl periodiek gedurende een vaste vooraf ingestelde tijd Ton in geleiding gebracht daarna gesperd, waarna de intrinsieke diode van T2 de geleiding overneemt. Als de stroom door deze diode is uitgestorven en nadat een kleine recovery stroom in omgekeerde richting door de diode van T2 gelopen heeft, slingert de spanning over de spoel terug naar een positieve waarde.In order to make border operation possible at low costs, i.e. without a separate current detector, a blocking detector BD (2) is required, coupled to an auxiliary winding on coil L1. During the positive phase of the lamp current, in which T4 is continuously kept conductive, T1 is now periodically brought into conduction for a fixed preset time Ton, then turned off, whereafter the intrinsic diode of T2 takes over the conduction. If the current through this diode has died out and after a small recovery current has passed through the diode of T2 in the reverse direction, the voltage across the coil will swing back to a positive value.

De sperdetector BD (2) stelt dit vast en al of niet na een korte vertraging wordt de volgende geleidingsperiode van Tl gestart. Het periodiek aan en uitschakelen van Tl wordt uitgevoerd met een hogere frequentie dan het schakelen van T3 en T4 en is bedoeld voor het regelen van de grootte van de lampstoom door variatie van Ton indien T4 is geleiding is. Geheel analoog wordt T2 periodiek en hoogfrequent aan en uit geschakeld voor het regelen van de grootte van de lampstroom wanneer T3 in geleiding is door variatie van Ton van T2. Het rendement van deze trap kan zeer hoog zijn, omdat de spanning op het knooppunt tussen Tl en T2 zover terug geshngerd is dat de spanning over Tl zeer klein is op het moment dat Tl opnieuw in geleiding gebracht wordt, waardoor verliezen ten gevolge van het ontladen van de capaciteit van Tl verwaarloosbaar zijn. Dit zelfde geldt voor T2. Tl en T2 kunnen bijvoorbeeld elk als MOSFET zijn uitgevoerd. De transistoren Tl en T2 zijn bij voorkeur van het snelle intrinsieke diode type, waarbij de recovery tijd en stroom van de intrinsieke diode acceptabele waardes hebben en er geen extra verliezen ontstaan tengevolge van grote reverse stromen.The barrier detector BD (2) determines this and whether or not after a short delay the next conducting period of T1 is started. The periodic switching on and off of T1 is carried out at a higher frequency than the switching of T3 and T4 and is intended for controlling the magnitude of the lamp steam through variation of Ton if T4 is conductive. Completely analogously, T2 is periodically and high-frequency switched on and off to control the magnitude of the lamp current when T3 is conducting due to variation of Ton from T2. The efficiency of this step can be very high, because the voltage at the node between T1 and T2 is back so far that the voltage across T1 is very low at the moment that T1 is recirculated, causing losses due to the discharge. of the capacity of Tl are negligible. The same applies to T2. For example, T1 and T2 can each be designed as MOSFET. The transistors T1 and T2 are preferably of the fast intrinsic diode type, with the recovery time and current of the intrinsic diode having acceptable values and no additional losses due to large reverse currents.

Diodes Dl en D2 begrenzen de spanning op het knooppunt van Cla, Clb en LI tot de voedingsspanning. Dit is nodig om een betrouwbare sperdetectie middels BD (2) te kunnen uitvoeren. Zonder deze diodes bestaat de kans dat er ten onrechte een nieuwe geleidingsperiode van Tl gestart wordt, voordat de stroom door LI is uitgedoofd, hetgeen, als het verschijnsel herhaald optreedt, tot zeer grote stromen kan leiden. Hoewel er in de voorkeursuitvoering van de schakeling een niet getoonde overstroomdetector in de voeding van de brug is op genomen, die in zo’n situatie de brugwerking zal blokkeren, zou er weliswaar geen defect ontstaan maar wel een ongewenste instabiele bedrijfstoestand resulteren.Diodes D1 and D2 limit the voltage at the node of Cla, Clb and L1 to the supply voltage. This is necessary to be able to perform a reliable block detection by means of BD (2). Without these diodes, there is a chance that a new conducting period of T1 may be erroneously started before the current through L1 is extinguished, which, if the phenomenon occurs repeatedly, can lead to very large currents. Although in the preferred embodiment of the circuit an overflow detector (not shown) is included in the power supply of the bridge, which will block the bridge operation in such a situation, although a defect would not occur, an undesirable unstable operating condition would result.

Bij voorkeur wordtde sperdetector BD (2) zo ingesteld, dat deze in de koude boogontladingstoestand geen signaal meer afgeeft, omdat de terugslingering van de spanning op knooppunt van Tl en T2 te gering is door de zeer lage spanning over en de lamp. Nu wordt autonoom na een relatief lange wachttijd de actieve transistor, Tl voor positieve lampspanning, weer in geleiding gebracht. Het gevolg is een relatief sterke afname van de lampstroom, er vloeit een veel lagere lampstroom dan uit de boven vermelde formule voor Ilamp volgt, hetgeen de terugkeer naar de glimontladinsgtoestand bevordert. Echter aan het einde van de opwarmfase, wanneer ook een vrij lage lampspanning resulteert, moet de sper detector BD (2) zijn werk blijven doen, omdat dan een lampstroom afname ongewenst is. Bij gebruik van de controlemiddelen © die bijvoorbeeld een microcontroller of digitale signaal processor omvatten kan dit worden bereikt door onder software controle de in de processor ingebouwde sper detector, uitgevoerd als analoge comparator met programmeerbaar vergelijk niveau tegen het einde van de opwarmfase op een ander niveau in te stellen.Preferably, the barrier detector BD (2) is set so that it no longer emits a signal in the cold arc discharge state, because the back-swing of the voltage at the junction of T1 and T2 is too low due to the very low voltage across and the lamp. Now, after a relatively long waiting time, the active transistor, T1 for positive lamp voltage, is turned on again autonomously. The result is a relatively strong decrease in the lamp current, a much lower lamp current flows than follows from the formula for the lamp mentioned above, which promotes the return to the glow discharge state. However, at the end of the heating-up phase, when a relatively low lamp voltage also results, the barrier detector BD (2) must continue to do its work, because then a lamp current decrease is undesirable. When using the control means © which comprise, for example, a microcontroller or digital signal processor, this can be achieved under software control by the blocking detector built into the processor, designed as an analog comparator with a programmable compare level towards the end of the heating-up phase at another level in to state.

Proeven zijn uitgevoerd met de schakeling van figuur 1 met lampen met nominale vermogens tussen 200 Watt en 320 Watt, dimbaar tot 50% van het nominale vermogen, een lampspanningsbereik in stabiel bedrijf tussen 80 Volt en 150 Volt en een ingangsspanning Usupply van 400 tot 450 Volt DC. De frequentie van de rechthoekvormige stroom in de elektrode opwarmfase was 400Hz, met telkens een inactieve periode van 100 microseconden tussen een positieve A en negatieve fase B. Na op warmen van de lampelektrodes werd overgeschakeld op een bedrijfsfrequentie die het drievoudige is van de aangeboden netspanning frequentie en met de netfrequentie gesynchroniseerd. Er zijn daarbij geen inactieve periodes, en commutatie tijden van 90% van de stroom in de oude polariteit naar 90% van de nieuwe polariteit liggen daarbij in het bereik van 20 tot 100 microseconden. De dimensionering van een aantal componenten voor de schakeling waar proven mee zijn uitgevoerd zijn hieronder gegeven:Tests were carried out with the circuit of Figure 1 with lamps with nominal powers between 200 Watt and 320 Watt, dimmable to 50% of the nominal power, a lamp voltage range in stable operation between 80 Volts and 150 Volts and an input voltage Usupply of 400 to 450 Volts DC. The frequency of the rectangular current in the electrode warm-up phase was 400Hz, with an inactive period of 100 microseconds between a positive A and negative phase B. After heating up the lamp electrodes, the operating frequency was three times that of the mains voltage offered and synchronized with the network frequency. There are no inactive periods, and commutation times from 90% of the current in the old polarity to 90% of the new polarity are in the range of 20 to 100 microseconds. The dimensions of a number of components for the circuit that Proven has been used with are given below:

Cla: 100 nF C1B: 100 nFCla: 100 nF C1B: 100 nF

C2: 500 pF zonder externe bedradingscapaciteit, 1.5 nF bij maximum toegestane kabelcapaciteit LI: 200 μΗ L2: 1.5 mH gekoppelde capaciteit van L2a en L2b, 90% van de spanning over L2a, 10% van de spanning over L2b.C2: 500 pF without external wiring capacity, 1.5 nF with maximum permitted cable capacity LI: 200 μΗ L2: 1.5 mH coupled capacity of L2a and L2b, 90% of the voltage over L2a, 10% of the voltage over L2b.

Zoals hiervoor besproken geldt dus in dit voorbeeld dat met Tl of T2 de grootte van de lampstroom wordt geregeld. Het filter bestaande uit LI, en Cl (Cla+Clb) en L2 onderdrukt de pulsatie (in de praktijk 60 tot 200 kHz) van het schakelen van Tl of T2, zodat de hoogfrequent component in de lampstroom slechts enkele procenten van de gemiddelde lampstroom in geleidingsfase A of geleidingsfase B is. Bij geleidingsfase A pulst Tl met genoemde hoge frequentie en geleidt T4 continu. Bij geleidingsfase B pulst T2 met genoemde hoge frequentie en geleidt T3 continu. De polariteitwisseling tussen A, en B ligt in de nu gerealiseerde uitvoering bij 400 Hz bij elektrode opwarming en op 150/180 Hz bij oplopen en normaal bedrijf, maar kan zonder verlies aan functionaliteit gewijzigd worden. Ook voor pauze tijden tussen geleidingsfase A en geleidingsfase zijn er diverse mogelijkheden, inclusief een pauze tijd die gelijk is aan nul. Overigens dient te worden opgemerkt, dat dit deel slechts een mogelijke (schakelings)omgeving beschrijft, waarin het principe kan worden toegepast. De schakelsequence voor Tl en T2 blijft zowel bij opwarmen van de lamp als na opwarmen zoals hiervoor beschreven. Tl resp T2 regelen en stabiliseren de grootte van de stroom door de lamp, waarbij de stroom bij grensbedrijf volgt uit de equivalente weerstand, weergegeven door de formule: Ilamp = (Usupply - Ulamp)*Ton/(2*Ll).Indien de lamp nog moet worden opgestart kan desgewenst een op zich bekende ontsteekpulstrein worden gegenereerd voor het ontsteken van de lamp. Deze ontsteekpulsen kunnen door een separate op zich bekende schakeling (bijvoorbeekd met een in de figuren niet getoonde MOSFET transistor) worden opgewektAs discussed above, in this example it therefore holds that the magnitude of the lamp current is controlled with T1 or T2. The filter consisting of L1, and Cl (Cla + Clb) and L2 suppresses the pulsation (in practice 60 to 200 kHz) of switching T1 or T2, so that the high-frequency component in the lamp current is only a few percent of the average lamp current in conduction phase A or conduction phase B. With conduction phase A, T1 pulses with the said high frequency and T4 conducts continuously. With conduction phase B, T2 pulses with the said high frequency and T3 conducts continuously. The polarity change between A and B in the now realized version is at 400 Hz for electrode heating and at 150/180 Hz for ramping up and normal operation, but can be changed without loss of functionality. There are also various options for pause times between guidance phase A and guidance phase, including a pause time that is equal to zero. Incidentally, it should be noted that this part only describes a possible (circuit) environment in which the principle can be applied. The switching sequence for T1 and T2 remains as described above both upon heating of the lamp and after heating. T1 or T2 regulate and stabilize the magnitude of the current through the lamp, the current at limit operation following the equivalent resistance represented by the formula: Ilamp = (Usupply - Ulamp) * Ton / (2 * L1). still to be started, if desired, a per se known ignition pulse train can be generated for igniting the lamp. These firing pulses can be generated by a separate circuit known per se (for example with a MOSFET transistor not shown in the figures)

Voordat er een ontsteekimpulstrein wordt gegenereerd, wordt in de voorkeursuitvoering van de schakeling eerst enige bij benadering rechthoekvormige spanningsperiodes, met een spanning dicht bij de voedingsspanning, in de orde van 300 tot 450 Volt, in ieder geval ruim boven de glimontladings grens van de lamptypes waarvoor het voorschakelapparaat ontworpen is, door de schakeling gegenereerd. Soms ontsteekt de lamp dan al, en kunnen de ontsteekpulsen vervallen. Als de lamp echter niet ontsteekt, worden ontsteekpulsen op de open spanning gesuperponeerd, in dit voorbeeld met behulp van schakeling Lgn (3). Bij voorkeur is dit een korte burst, van bijvoorbeeld tien of twintig cycles, in een aantal, bijvoorbeeld vijf, cycles geleidelijk stijgend tot de maximum amplitude. Deze spanningsimpulsen worden in een voorkeursuitvoering van de schakeling volgens de uitvinding opgewekt door synchroon met de oscillatie van de ontsteekspoel L2 met C2, en met daaraan parallel gekoppelde bedradingscapaciteit van de leidingen die naar de lamp voeren, korte stroompulsen in een stuur wikkeling te injecteren. Dit proces wordt bij voorkeur gestuurd door controlemiddelen (C) die is verbonden met een hulp wikkeling van spoel L2 gebruikt om het juiste tijdstip van stroominjectie in de ontsteek resonantie kring L2-C3 vast te stellen. Via deze wikkeling kan tevens vastgesteld worden dat de lamp ontstoken is. De ontsteekimpuls treinen kunnen enige malen in opeenvolgende halve periodes van de bij benadering rechthoekvormige spanning op die spanning worden gesuperponeerd, een proces dat enkele minuten met tussenpoos van één tiental of enkele tientallen seconden kan worden herhaald. Als de lamp niet ontsteekt, wordt dit proces na ongeveer 15 minuten gestopt. Typische ontsteekgolfvormen zijn getoond in figuur 3. Op de open spanning Uopen wordt de ontsteekpulstrein Uign gesuperponeerd. Op het moment dat er in de lamp een overslag tussen de elektrodes plaatsvindt wordt de uitgangscapaciteit C3 met een piekstroom ontladen, en wordt de capaciteit Cl, bestaande uit Cla en Clb via L2 ontladen. Hierbij daalt de lampsparming in eerste instantie tot het glimontladingsniveau Uglow, om vervolgens bij sommige lampen tot het koude boogontladinsgsniveau Ucoldarc te dalen, soms met nog enige piekontlading. Vervolgens neemt de stroom weer af, waarbij soms de lampstroom geheel uitdooft en vervolgens de lampspanning weer op glimontladingsniveau Uglow komt. Soms blijft de lampspanning hierbij op het koude boogontladingsniveau, en ook komt het voor dat, na ontsteking tot de eerste rechthoekvormige stroom commutatie de lampspanning steeds op het glimontladingsniveau blijft.Before a starting pulse train is generated, in the preferred embodiment of the circuit, first some approximately rectangular voltage periods, with a voltage close to the supply voltage, of the order of 300 to 450 Volts, at least well above the glow discharge limit of the lamp types for which the ballast is designed, generated by the circuit. Sometimes the light will start and the ignition pulses can be canceled. However, if the lamp does not ignite, ignition pulses are superimposed on the open voltage, in this example with the aid of circuit Lgn (3). Preferably, this is a short burst of, for example, ten or twenty cycles, in a number, for example five, of cycles gradually rising to the maximum amplitude. In a preferred embodiment of the circuit according to the invention, these voltage pulses are generated by injecting short current pulses into a control winding in synchronism with the oscillation of the ignition coil L2 with C2, and with wiring capacity of the leads leading to the lamp connected in parallel thereto. This process is preferably controlled by control means (C) connected to an auxiliary winding of coil L2 used to determine the correct time of current injection into the ignited resonance circuit L2-C3. Via this winding it can also be established that the lamp has been ignited. The firing pulse trains can be superimposed several times in consecutive half periods of the approximately rectangular voltage on that voltage, a process that can be repeated for a few minutes at intervals of one ten or several tens of seconds. If the lamp does not ignite, this process is stopped after approximately 15 minutes. Typical firing waveforms are shown in Figure 3. The firing pulse train Uign is superimposed on the open voltage Uopen. At the moment that a transfer takes place between the electrodes in the lamp, the output capacity C3 is discharged with a peak current, and the capacity C1 consisting of Cla and Clb is discharged via L2. Hereby the lamp heating initially drops to the glow discharge level Uglow, and then drops to the cold arc discharge level Ucoldarc for some lamps, sometimes with some peak discharge. Then the current decreases again, sometimes the lamp current completely goes out and then the lamp voltage returns to glow discharge level Uglow. Sometimes the lamp voltage here remains at the cold arc discharge level, and it also happens that, after ignition until the first rectangular current commutation, the lamp voltage always remains at the glow discharge level.

Na een eerste doorslag is de lamp ontstoken en start de opwarmfase van de lamp, dat wil zeggen van de elektroden van de lamp indien het om een gasontladingslamp gaat. In deze fase wordt volgens de uitvinding het aantal koude boogontlading verkleind, in het bijzonder tot nul., Het opwarmproces begint bij voorkeur aanvankelijk met een symmetrische bij benadering rechthoekvormige stroom in de orde van een kwart tot een derde van de nominale lampstroom. Inplaats hiervan kan echter ook direct een asymmetrische sturing op grond van eerder gemeten asymmetrisch gedrag van de lamp, dat in een niet vluchtig geheugen, bijvoorbeeld van het type EEPROM van de controlemiddelen is vastgelegd, worden toegepast. Dit kan met name worden toegepast wanneer vastgesteld is dat de benodigde asymmetrisch instelling, afhankelijk van de bedrijfshistorie, ongewijzigd blijft. Eveneens kan de stroom worden ingesteld op basis van in voorgaande opwarmperiodes vastgestelde toelaatbare stromen, waarbij juist geen koude boogontladingen in de diverse delen van het opwarmproces voorkwamen. Daardoor kunnen koude boogontladingen voorkomen worden of tot een minimum beperkt blijven, terwijl de elektrode toch snel snel en betrouwbaar opwarmen.After a first breakdown, the lamp is ignited and the heating phase of the lamp starts, that is to say of the electrodes of the lamp if it is a gas discharge lamp. In this phase, according to the invention, the number of cold arc discharge is reduced, in particular to zero. The heating process preferably starts initially with a symmetrical approximately rectangular current on the order of a quarter to a third of the nominal lamp current. However, instead, it is also possible to use an asymmetrical control directly on the basis of previously measured asymmetrical behavior of the lamp, which is stored in a non-volatile memory, for example of the EEPROM type of the control means. This can be applied in particular if it has been established that the required asymmetrical adjustment, depending on the operating history, remains unchanged. The current can also be adjusted on the basis of permissible currents determined in previous heating up periods, in which precisely no cold arc discharges occurred in the various parts of the heating process. As a result, cold arc discharges can be prevented or kept to a minimum, while the electrode still warms up quickly and reliably.

Bij het opwarmproces kunnen in zijn algemeenheid golfvormen als weergegeven in figuur 4 optreden. In de positieve geleidingsfase A (in figuur 4 aangegeven met A) treden overgangen op naar het koude boogspanningsniveau op tijdstip tl, t2 en t3. Deze overgangen kunnen worden vastgesteld door detectiemiddelen zoals een lampspanningsmeetcircuit of M of een zogenaamde collaps detector CD 5, die elk gekoppeld zijn aan een hulp wikkeling op L2. In figuur 4 is de negatieve geleidingsfase aangegeven met B. De tijdsduur van de positieve geleidingsfase is aangegeven met Ta en de tijdsduur van de negatieve geledingsfase is aangegeven met Tb.In the heating process, waveforms as shown in Figure 4 can generally occur. In the positive conduction phase A (indicated by A in Figure 4), transitions occur to the cold arc voltage level at times t1, t2 and t3. These transitions can be determined by detection means such as a lamp voltage measuring circuit or M or a so-called collapse detector CD 5, each of which is coupled to an auxiliary winding on L2. In Figure 4, the negative conduction phase is indicated by B. The duration of the positive conduction phase is indicated by Ta and the duration of the negative conduction phase is indicated by Tb.

Er ontstaat namehjk bij de overgang van glimontlading naar koude boogontlading een spanning over L2 omdat de lampspanning plotseling daalt, terwijl de spanning op Cla en Clb door de relatief grote capaciteit ervan, slechts langzaam verandert. Deze spanning over L2 wordt door de hulpwikkeling aan de detectieschakeling CD 5 doorgegeven. Ook kan een stroomimpulstransformator (Q) in serie met de lampleiding worden opgenomen, die een impuls afgeeft bij plotselinge toename van de stroom. Andere detectiemiddelen om koude boogontladingen te detecteren zijn ook mogelijk. Koude boogontladingen zijn ontladingen zoals in de inleiding gedefinieerd.In particular, a voltage across L2 arises at the transition from glow discharge to cold arc discharge because the lamp voltage suddenly drops, while the voltage on Cla and Clb changes only slowly due to its relatively large capacity. This voltage across L2 is passed on to the detection circuit CD 5 by the auxiliary winding. A current pulse transformer (Q) can also be connected in series with the lamp line, which generates a pulse in the event of a sudden increase in current. Other detection means for detecting cold arc discharges are also possible. Cold arc discharges are discharges as defined in the introduction.

Stel dat alleen koude boogontladingen plaatsvinden in positieve geleidingsfase A. Dan wordt door de controlemiddelen C bewerkstelligd dat de lengte Ta van de rechthoekvormige stroom in de positieve geleidingsfase A wordt verlengd waarbij de lengte Tb van de negatieve geleidingsfase B wordt verkort. Bij voorkeur wordt daarbij een successieve approximatie gebruikt, waarbij aanvankelijk de lengtes van geleidingsfases A en B in grote stappen worden veranderd en later kleinere stappen. Na één of enkele stappen in de regelprocedure ontstaat de toestand weergegeven in figuur 5.Indien alleen koude boogontladingen plaatsvinden in positieve geleidingsfase B, dan wordt na enige tijd door de controlemiddelen CSuppose that only cold arc discharges take place in positive conduction phase A. The control means C then ensure that the length Ta of the rectangular current in the positive conduction phase A is lengthened, whereby the length Tb of the negative conduction phase B is shortened. Preferably, a successive approximation is used, whereby initially the lengths of conduction phases A and B are changed into large steps and later to smaller steps. After one or a few steps in the control procedure, the condition shown in Figure 5 arises. If only cold arc discharges take place in positive conduction phase B, the control means C will be applied after some time.

bewerkstelligd dat de lengte van de rechthoekvormige stroom in de negatieve geleidingsfase B wordt verlengd waarbij de lengte van de positieve geleidingsfase A wordt verkort. Ook hierbij wordt bij voorkeur een successieve approximatie gebruikt, waarbij aanvankelijk de lengtes van geleidingsfases A en B in grote stappen worden veranderd en en later kleinere stappen Indien koude boogontladingen plaatsvinden in zowel de positieve geleidingsfase A als de negatieve geleidingsfase B kan bijvoorbeeld door de controlemiddelen C worden bewerkstelligd dat de grootte van de stroom in beide geleidingsfases wordt verkleind. Dit kan door voor beide fases Ton van Tl en T2 te verkleinen zoals hiervoor besproken. Indien koude boogontladingen in zowel de positieve geleidingsfase A als de negatieve geleidingsfase B niet plaatsvinden kan bijvoorbeeld door de controlemiddelen C worden bewerkstelligd dat de grootte van de stroom in beide geleidingsfases geleidelijk wordt vergroot Dit kan door voor beide fases Ton van Tl en T2 te vergroten zoals hiervoor besproken.causing the length of the rectangular current in the negative conduction phase B to be extended, whereby the length of the positive conduction phase A is shortened. Here too, a successive approximation is preferably used, whereby initially the lengths of conduction phases A and B are changed into large steps and later smaller steps. If cold arc discharges take place in both the positive conducting phase A and the negative conducting phase B, for example, the control means C be effected to reduce the magnitude of the current in both conduction phases. This can be achieved by reducing Ton van T1 and T2 for both phases as discussed above. If cold arc discharges do not take place in both the positive conduction phase A and the negative conduction phase B, for example, the control means C can cause the magnitude of the current in both conduction phases to be gradually increased. This can be done by increasing Ton of T1 and T2 for both phases as discussed above.

Een nader uitgewerkt voorbeeld van een regelprocedure wordt hierna beschreven:A detailed example of a control procedure is described below:

Initieel wordt de rechthoekvormige stroom van relatief kleine waarde ingesteld bijvoorbeeld een kwart van de nominale lampstroom, op 8 elementaire tijdseenheden voor de positieve geleidingsfase A en 8 elementaire tijdseenheden voor negatieve fase B. Gedurende tien periodes van de rechthoekvormige stroom, wordt het aantal geconstateerde koude boogontladingen geteld afzonderlijk voor positieve geleidingsfase A en negatieve geleidingsfase B. Als er alleen koude boogontlading wordt geconstateerd in fase A en niet in fase B, dan wordt de geleidingstijd van geleidingsfase A verhoogd met 4 tijdseenheden, en de gelei dingstijd van geleidingsfase B verlaagd met 4 tijdseenheden. Als er geen koude boogontladingen worden geconstateerd in beide fasen wordt de symmetrische instelling van de geleidingsfases A en B gehandhaafd. Als er in beide richtingen koude boogontladingen worden geconstateerd, kan de stroom worden verlaagd door instelling van een kleinere Ton waarde voor Tl en T2, terwijl tevens de duty cycle van positieve en negatieve fase gewijzigd wordt als er een verschil in aantal koude boogontladingen tussen positieve fase A en negatieve fase B is, waarbij de fase waarin de meeste koude boogontladingen plaatsvonden wordt verlengd en de andere fase wordt verkort.Initially, the rectangular current of relatively small value is set, for example, a quarter of the nominal lamp current, to 8 elementary time units for the positive conduction phase A and 8 elementary time units for the negative phase B. During ten periods of the rectangular current, the number of cold arc discharges detected counted separately for positive conduction phase A and negative conduction phase B. If only cold arc discharge is detected in phase A and not in phase B, the conduction time of conduction phase A is increased by 4 time units, and the conduction time of conduction phase B is reduced by 4 time units . If no cold arc discharges are detected in both phases, the symmetrical setting of the conduction phases A and B is maintained. If cold arc discharges are detected in both directions, the current can be reduced by setting a smaller Ton value for T1 and T2, while the positive and negative phase duty cycle is also changed if there is a difference in the number of cold arc discharges between positive phase A and negative phase B, whereby the phase in which most cold arc discharges took place is extended and the other phase is shortened.

Als er nog steeds koude boogontladingen plaatsvinden in één van beide geleidingsfases A en B gedurende de volgende tien rechthoekvormige stroomperiodes, dan wordt een stap van +2 of -2 elementaire tijdsperiodes gemaakt, waarbij steeds de geleidingsduur van de fase waarin de koude boogontladingen optreden wordt verlengd, en de geleidingsduur van de andere fase wordt verkort.If cold arc discharges still occur in one of the two conduction phases A and B during the following ten rectangular current periods, then a step of +2 or -2 elementary time periods is made, always extending the conduction duration of the phase in which the cold arc discharges occur and the conduction duration of the other phase is shortened.

Tijdens de daarop volgende tien periodes van de bij benadering rechthoekvormige stroom wordt indien nodig, de geleidingsduur van positieve geleidingsfase A en negatieve geleidingsfase B op de zelfde wijze bijgeregeld door de controlemiddelen C, echter met stappen van één elementaire tijdseenheid.During the subsequent ten periods of the approximately rectangular current, if necessary, the conduction duration of positive conduction phase A and negative conduction phase B is adjusted in the same way by the control means C, but with steps of one elementary time unit.

Als de lampsparming begint te dalen door opwarming van de elektrodes, wordt Ton door de controlemiddelen (C) enigszins vergroot, om door de hieruit resulterende grotere stroom een snellere opwarming van de elektrodes te bewerkstelbgen. Ook wordt hiermee een kortere duur van de, de lampelektrodes toch enigszins belastende, ghmontladingsfase gerealiseerd. De lampstroom neemt ook bij constante Ton reeds toe, als de lampsp arming daalt, zoals uit eerder getoonde formules blijkt, maar de toename wordt versterkt door additioneel Ton te vergroten.If the lamp heating starts to fall due to heating of the electrodes, Ton is slightly increased by the control means (C), in order to effect a faster heating of the electrodes due to the larger current resulting therefrom. This also achieves a shorter duration of the gh discharge phase, which is somewhat burdensome on the lamp electrodes. Even with constant Ton, the lamp current already increases if the lamp voltage drops, as appears from the formulas shown earlier, but the increase is amplified by increasing additional Ton.

Anderzijds kan ook blijken dat de vanzelf toenemende lampstroom juist te groot wordt omdat er in beide richtingen koude boogontladingen blijven bestaan en moet Ton verkleind worden door de controlemiddeln. Tevens kan als er langere tijd geen koude boogontladingen meer worden vastgesteld door de controlemiddelen langzaam van een asymmetrische per fase bij benadering rechthoekvormige stroom teruggeregeld worden naar een symmetrische stroom. Dit is echter niet persé nodig in deze fase, omdat uit de video opnames blijkt dat ook als het opwarmen van de ene lampelektrode, geconstateerd door oplichten van één van de elektrode tips, tweemal zo lang duurt als van de andere elektrode tip er een stabiele ontladingstoestand in de lamp blijft bestaan zonder ongunstige elektrodebelasting.On the other hand, it can also turn out that the automatically increasing lamp current becomes too large because cold arc discharges continue to exist in both directions and Ton must be reduced by the control means. Also, if cold arc discharges are no longer detected for a longer period of time, the control means can slowly be adjusted back from an asymmetrical approximately rectangular current per phase to a symmetrical current. However, this is not necessarily necessary in this phase, because the video recordings show that even if the heating of one lamp electrode, detected by lighting up one of the electrode tips, lasts twice as long as the other electrode tip has a stable discharge state remains in the lamp without unfavorable electrode load.

De regelmethode kan indien gewenst verder aangepast worden om een groot aantal lamptypes een optimaal opwarm proces voor de elektrode tips in te kunnen stellen. Dit kan bijvoorbeeld wenselijk zijn als er lampen met nieuwe elektrode constructies op de markt komen of de gasvulling van de lampen gewijzigd wordt, of als uit duurproeven met een groot aantal starts zou blijken, dat één bepaalde variant van de omschreven mogelijke regelstappen het beste resultaat geeft.The control method can be further adjusted if desired in order to be able to set an optimum heating process for the electrode tips for a large number of lamp types. This may, for example, be desirable if lamps with new electrode constructions come onto the market or the gas filling of the lamps is changed, or if endurance tests with a large number of starts show that one particular variant of the described possible control steps gives the best result .

De hiervoor beschreven regelprocedure levert betere lampprestaties op lange termijn. Als eenmaal een stabiele lage lampspanning is bereikt, bijvoorbeeld geconstateerd door het niet meer verder dalen van het lampspanningsniveau, kan worden overgegaan naar een opvoeren van de lampstroom gecombineerd met een symmetrische instelhng van de rechthoekvormige stroom.The control procedure described above provides better lamp performance in the long term. Once a stable low lamp voltage has been achieved, for example as a result of the lamp voltage level not being dropped any further, it is possible to switch to a lamp current combined with a symmetrical adjustment of the rectangular current.

In figuur 6 zijn de omhullenden van spanning en stroomvormen gedurende het elektrode opwarmproces weergeven. Na eerste doorslag van de lamp op tijdstip ta, is de lampspanning relatief hoog en de lampstroom vrij klein. Na ta zullen in de meeste gevallen nog een aantal koude boogontladingen optreden,die leiden tot piekstromen Ipk. Op tijdstip tb is één van de elektrodes zo ver opgewarmd dat de lamspanning geleidelijk begint te dalen. Op tijdstip tc is dit het geval voor de andere elektrode. Op tijdstip td is een stabiele ontlading ontstaan en begint de oploopfase van de lamp, waarbij de stroom tussen tijdstip td en te wordt opgeregeld tot de door de lampfabrikant voorgeschreven waarde. Het tijdsverloop tussen ta en tc bedraagt enkele tienden van een seconde. Alle regelingen worden wederom op automatisch wijze door de controlemiddelen (C) uitgevoerd.Figure 6 shows the envelopes of voltage and current forms during the electrode heating process. After first breakdown of the lamp at time point ta, the lamp voltage is relatively high and the lamp current quite small. After ta, in most cases a number of cold arc discharges will occur, leading to peak currents Ipk. At time tb, one of the electrodes is heated up so far that the lamb voltage starts to gradually decrease. At time tc this is the case for the other electrode. A stable discharge has occurred at time td and the ramp-up phase of the lamp begins, the current between time td and being adjusted to the value prescribed by the lamp manufacturer. The time lag between ta and tc is a few tenths of a second. All controls are again carried out automatically by the control means (C).

In figuur 2 is een halve brug schakeling getoond. Ook in combinatie met deze schakeling kan de beschreven hiervoor omschreven methode worden geïmplementeerd. De transistors Tl en T2 worden altijd hoogfrequent gepulst met typische schakelfrequenties tussen 20 en 200 kHz. Ook hier kan grensbedrijf worden toegepast, door het opnemen van een sperdetector BD (2). De hoogfrequent afvlak condensator Cl wordt in dit geval geschakeld tussen spoel LI en het knooppunt van afvlakcondensator C4a en C4b, die de dubbel netfrequente rimpel afvlakken. Verder zijn ook een ontsteekspoel L2 en uitgangscondensator C3 opgenomen. Ook hier zijn diodes D1 en D2 geplaatst die de reeds eerder voor de schakeling van figuur 1 beschreven functie hebben.Figure 2 shows a half-bridge circuit. The method described above can also be implemented in combination with this circuit. The transistors T1 and T2 are always high-frequency pulsed with typical switching frequencies between 20 and 200 kHz. Border operation can also be applied here, by incorporating a barrier detector BD (2). The high-frequency smoothing capacitor C1 is in this case switched between coil L1 and the node of smoothing capacitors C4a and C4b, which smooth the double mains frequency ripple. Furthermore, an ignition coil L2 and output capacitor C3 are also included. Here too, diodes D1 and D2 are placed which have the function previously described for the circuit of Figure 1.

Deze schakeling kent echter de beperking dat er niet langdurig, gedurende enkele tienden van een seconde, een gehjkstroom geleverd kan worden aan de lamp, zoals dit het geval is bij de hiervoor beschreven regel methode in combinatie met de schakeling van figuur 1. Dit kan op gevangen worden door de stroom aan de lamp omgekeerd evenredig met de duur van de betreffende fase in te stellen met een fijnregeling om de spanning op het knooppunt van C3a en C3b constant op ongeveer de halve voedingsspanning Usupply te handhaven. Genoemde instehingen en regelingen kunnen geheel analoog als hiervoor worden gerealiseerd met behulp van de controlemiddelen (C).However, this circuit has the limitation that it is not possible to supply a sustained current to the lamp for a few tenths of a second, as is the case with the control method described above in combination with the circuit of Figure 1. This can be done on can be captured by adjusting the current on the lamp inversely proportional to the duration of the phase in question with a fine adjustment to constantly maintain the voltage at the junction of C3a and C3b at approximately half the supply voltage Usupply. Said settings and controls can be realized entirely analogously to the above with the aid of the control means (C).

Bij praktijktesten is echter gebleken dat als een sterk asymmetrische instelling van de rechthoekvormige stroom nodig is, de stromen die dan geleverd kunnen worden met behoud van een glimontlading, niet of nauwelijks voldoende zijn om de lampelektroden op te warmen.In practical tests, however, it has been found that if a highly asymmetrical adjustment of the rectangular current is required, the currents that can then be supplied while retaining a glow discharge are not or hardly sufficient to heat up the lamp electrodes.

Een andere oplossing is om in de schakeling van figuur 2 een niet getoonde hulpschakeling aan te brengen, die voor korte tijd een betrekkelijk geringe gelijkstroom aan het knooppunt van C3a en C3b kan leveren. Zo’n schakeling, bijvoorbeeld een extra halve brug schakeling gevoed door Usupply met een spoel tussen knooppunt van de transistoren Tl en T2 van de extra halve brug en het knooppunt van C 3a en C3b, kan gecombineerd worden met een driver die de aansturing van de ontsteekpulsen verzorgt, door met bijvoorbeeld een relais één aansluiting van de spoel om te schakelen van het knooppunt van C3a en C3b naar de stuur wikkeling van ontsteekspoel L2.Another solution is to provide an auxiliary circuit (not shown) in the circuit of Figure 2, which can supply a relatively small direct current to the junction of C3a and C3b for a short time. Such a circuit, for example an extra half-bridge circuit fed by Usupply with a coil between the node of the transistors T1 and T2 of the extra half-bridge and the node of C 3a and C3b, can be combined with a driver which controls the igniting pulses provides, for example by switching a connection of one coil of the coil from the junction of C3a and C3b to the control winding of ignition coil L2 with a relay.

In figuur 7 is een systeem getoond die is voorzien van een dergelijke hulpschakeling. Het gaat hier dus om een uitbreiding van figuur 2. In figuur 7 zijn twee extra transistors T5 en T6 als halve brug geschakeld tussen de positieve voedingsklem + en negatieve voedingsklem. T 5 en T6 kunnen onderbesturing van de controlemiddelen afwisselend en niet overlappend aan- en uitgeschakeld worden. Het paar T5, T6 kan bij voorkeur gebruikt worden om zowel ontsteekpulsen te genereren als om een kleine extra voedingsstroom te leveren in de opwarmfase van.de lamp. Bij gelijke geleidingsduur van Tl en T2 wordt het knooppunt van C3a en C3b automatisch op de halve voedingsspanning gehouden waarbij de stroom door L3 kan naast een wisselstroom component ook een gelijkstroom component hebben. Voor het genereren van ontsteekimpulsen wordt uitgaande van een frequentie waarmee T5 en T6 worden geschakeld afwijkend van een resonantiefrequentie van de kring gevormd door L3, de frequentie zodanig bijgeregeld dat de juiste ontsteekspanning wordt bereikt. Bij voorkeur wordt daarmee begonnen met een relatief hoge frequentie, die geleidelijk wordt verlaagd. De spanning kan gemeten worden met behulp van wikkeling CD. In de elektrodeop warmfase kan de frequentie relatief hoog worden ingesteld.Figure 7 shows a system which is provided with such an auxiliary circuit. This is therefore an extension of Figure 2. In Figure 7, two additional transistors T5 and T6 are connected as a half-bridge between the positive supply terminal + and negative supply terminal. T 5 and T6 can be switched on and off under control of the control means alternately and without overlapping. The pair T5, T6 can preferably be used both to generate ignition pulses and to provide a small additional supply current in the heating phase of the lamp. With the same conduction duration of T1 and T2, the node of C3a and C3b is automatically kept at half the supply voltage, whereby the current through L3 can also have a direct current component in addition to an alternating current component. For generating ignition pulses, starting from a frequency with which T5 and T6 are switched, which deviates from a resonance frequency of the circuit formed by L3, the frequency is adjusted such that the correct ignition voltage is achieved. Preferably, this is started with a relatively high frequency, which is gradually reduced. The voltage can be measured with the help of winding CD. The frequency can be set relatively high in the electrode warm-up phase.

Een nog ander uitvoeringsvoorbeeld van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding schakeling is getoond in figuur8. Bij deze schakeling kunnen zowel Tl, T2 gestuurd door LD (7) als T3 T4, gestuurd door RD (8), hoogfrequent met typische schakelfrequenties van 20 kHz tot 200 kHz gepulst worden. Bijvoorbeeld kan in geleidingsfase A van de lampspanning Tl hoogfrequent gepulst worden voor regeling van de grootte van de stroom door variatie van Ton, terwijl T4 continu geleidt, en in geleidingsfase B van de lampspanning T3 hoogfrequent gepulst worden voor regeling van de grootte van de stroom door variatie van Ton, terwijl T2 continu geleidt. Ook andersom kan in geleidingsfase ATI continu geleiden, terwijl T4 hoogfrequent gepulst wordt voor regeling van de grootte van de stroom door variatie van Ton,, en in geleidingsfase B T3 continu geleiden terwijl T2 hoogfrequent gepulst wordt voor regeling van de grootte van de stroom door variatie van Ton,. Verder biedt deze schakeling de mogelijkheid, met name bij zeer lage lampspanning en groter stroom, bij het begin van de oploopfase, zowel Tl, T2 als T3, T4 hoogfrequent te pulsen. Hiermee kan grensbedrijf gehandhaafd worden, terwijl toch de hoogfrequent aanstuurfrequentie boven de resonantie frequentie van de kring Ll-Cl gehouden wordt hetgeen voor een stabiele sturing met acceptabele hoogfrequent rimpel in de lampstroom wenselijk is.Yet another exemplary embodiment of a ballast according to the invention circuit is shown in Figure 8. In this circuit, both T1, T2 controlled by LD (7) and T3 T4, controlled by RD (8), can be pulsed with a high frequency with typical switching frequencies from 20 kHz to 200 kHz. For example, in conduction phase A of the lamp voltage T1 high frequency can be pulsed to control the magnitude of the current by varying Ton, while T4 conducts continuously, and in conduction phase B of the lamp voltage T3 high frequency can be pulsed to control the magnitude of the current through variation of Ton, while T2 conducts continuously. Also vice versa, conduction phase AT1 can conduct continuously, while T4 is pulsed high-frequency to control the magnitude of the current through variation of Ton, and in conductive phase B, T3 conducts continuously while T2 is high-frequency pulsed to control the magnitude of the current through variation from Ton ,. Furthermore, this circuit offers the possibility, particularly at a very low lamp voltage and greater current, to pulse high frequency both T1, T2 and T3, T4 at the start of the ramp-up phase. Limit operation can hereby be maintained, while the high-frequency driving frequency is nevertheless kept above the resonance frequency of the circuit L1-Cl, which is desirable for stable control with acceptable high-frequency ripple in the lamp current.

Ook kunnen varianten van de schakeling van figuur 1 gebruikt worden waarbij, zoals bijvoorbeeld beschreven in WO 03056886, T3 en T4 tevens gebruikt worden om een resonantie in de ontsteekkring te bewerkstelligen door aansturing met een hoge frequentie tussen 50 kHz en 1 MHz, waarbij na ontsteking de door T3 en T4 gevormde brugtak de functie gaat vervullen van laagfrequent commutatie van de lampstroom, van positief naar negatief en omgekeerd.Variants of the circuit of Fig. 1 can also be used wherein, as described for example in WO 03056886, T3 and T4 are also used to effect a resonance in the ignition circuit by driving with a high frequency between 50 kHz and 1 MHz, wherein after ignition the bridge branch formed by T3 and T4 will fulfill the function of low-frequency commutation of the lamp current, from positive to negative and vice versa.

Ook kan bij figuur 1 de functie van T2 en T3 worden verwisseld. In dat geval worden de geleidingsfases A en B door laag frequent schakelen van T2 en T4 gerealiseerd terwijl Tl en T3 hoog frequent worden geschakeld waarbij Ton voor zowel Tl and T3 kan worden gevarieerd voor het variëren van de grootte van de lampstroom in de geleidingsfases A en B Ook kan in plaats van de resonante burst ontsteking de meer standaard puls ontsteking worden toegepast.The function of T2 and T3 can also be exchanged for Figure 1. In that case, the conductive phases A and B are realized by low frequency switching of T2 and T4, while T1 and T3 are switched at high frequency, whereby Ton can be varied for both T1 and T3 to vary the magnitude of the lamp current in the conductive phases A and B The more standard pulse ignition can also be used instead of the resonant burst ignition.

Omdat bij proeven is gebleken dat de opwarm methode bij zeer uiteenlopende metaalhalide gasontladingslamp types bruikbaar is, kan deze methode ook bij andere gasontladingslampen worden toegepast, niet alleen om koudeboogontladingen te voorkomen of minimaliseren maar ook om de opwarmperiode te verkorten.Because tests have shown that the heating method can be used with very different metal halide gas discharge lamp types, this method can also be used with other gas discharge lamps, not only to prevent or minimize cold arc discharges but also to shorten the heating period.

In de proefschakeling van figuur 1, waarmee de hier beschreven opwarm methode is ontwikkeld, is in de elektrode opwarmfase een rechthoekvormige stroom met een frequentie van 400 Hz gebruikt en een inactieve tijd van 100 microseconden tussen de wisseling van polariteit. Hoewel deze relatief hoge frequentie en inactieve tijden niet persé nodig zijn, is op deze wijze een beter en sneller herstel van koude boogontladingen naar glimontladingen mogelijk. Uiteindelijk kan na langduriger proeven met lampen het lange termijn effect van gebruik van een bepaalde frequentie en inactieve tijd worden vastgesteld en kunnen zo nodig aanstuurfrequentie en inactieve tijd worden geoptimaliseerd. Ook het oplopen van de spanning na de inactieve periode kan met beperkte steilheid gebeuren om de kans op het ontstaan van koude boogontladingen te bepreken.In the test circuit of Figure 1, with which the heating-up method described here has been developed, a rectangular current with a frequency of 400 Hz and an inactive time of 100 microseconds between the polarity change is used in the electrode heating-up phase. Although these relatively high frequencies and inactive times are not necessarily required, a better and faster recovery from cold arc discharges to glow discharges is possible in this way. Ultimately, after longer tests with lamps, the long-term effect of using a certain frequency and inactive time can be determined and, if necessary, control frequency and inactive time can be optimized. Also, the rise in voltage after the inactive period can occur with limited steepness to discuss the chance of the occurrence of cold arc discharges.

In voorgaande beschrijving is sprake geweest van een bij benadering rechthoekvormige stroom door de lamp. De uitvinding is niet hiertoe beperkt. Andere vormen van een wisselspanning zijn echter ook mogelijk. Met name de voorflank van de bij benadering rechthoekvormige stroom kan in plaats van een abrupte stijging meer gevormd worden als exponentieel met een tijdconstante die kleiner als is dan de duur van de volgende halve golf. Ook kunnen de golfvorm parameters bijgesteld worden, zodra er door de besturing lamp geleiding wordt geconstateerd. Bij handhaving van grensbedrijf kan dit gedaan worden door ook binnen één fase van de bij benadering rechthoekvormige stroom, Ton onder invloed van de controlemiddelen te variëren. Voor de instelling van de golfvormen kan daarnaast in de schakeling van figuur 1 de commutatie van de laagfrequente brugtak T3, T4, en het overgaan van pulsen van de actieve transistor Tl, T2 in fase verschoven worden. Ter voorkoming van overshoot in de golfvorm met behoud van een snelle commutatie, kan met name bij lage lampspanning, in de oploopfase van de lamp en bij normaal bedrijf, na commutatie van de laagfrequent brugtak, het omschakelen van actieve transistor Tl naar T2 of omgekeerd, enigszins vertraagd worden, met afwijkende tijden voor Ton t rond de commutatie van de laagfrequent brugtak T3, T4.In the foregoing description there has been an approximately rectangular current through the lamp. The invention is not limited thereto. However, other forms of alternating voltage are also possible. In particular, instead of an abrupt rise, the leading edge of the approximately rectangular current can be formed more exponentially with a time constant smaller than the duration of the next half-wave. The waveform parameters can also be adjusted as soon as the control lamp conductivity is detected. In maintaining border company this can be done by also varying within one phase of the approximately rectangular flow, Ton under the influence of the control means. For the adjustment of the waveforms, in addition, in the circuit of Figure 1, the commutation of the low-frequency bridge branch T3, T4, and the transition of pulses from the active transistor T1, T2 can be shifted in phase. To prevent overshoot in the waveform while maintaining a fast commutation, in particular at low lamp voltage, in the ramp-up phase of the lamp and in normal operation, after commutation of the low-frequency bridge branch, the switching from active transistor T1 to T2 or vice versa, be delayed somewhat, with different times for Ton t around the commutation of the low-frequency bridge branch T3, T4.

In de voorbeelden hiervoor geldt dat de controle middelen dusdanig zijn ingericht dat na het inschakelen van het voorschakelapparaat, de lamp in een elektrode opwarmfase, na een eerste doorslag van de lamp, wordt gevoed met de lampstroom, waarbij het apparaat verder is voorzien van detectiemiddelen, (CD (5),(Q)), voor het in de opwarmfase in een stap a. detecteren van koude boogontladingstoestanden van de lamp, waarbij de detectiemiddelen communicatief met de controlemiddelen zijn verbonden voor het aan de controlemiddelen toevoeren van informatie over de gedetecteerde koude boogontladingtoestanden, waarbij de controlemiddelen C zijn ingericht om afhankelijk van een gedetecteerd verschil tussen in de stap a. gedetecteerde koude boogontladingstoestanden tijdens tenminste één positieve geleidingsfase A van de lampstroom en de in stap a. gedetecteerde koudeboogontladingstoestanden tijdens tenminste één negatieve geleidingsfase B van de lampstroom, in de opwarmfase in een stap b de verhouding tussen de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase A van de lampstroom en de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B van de lampstroom te regelen door sturing van de schakelmiddelen.In the examples above it holds that the control means are arranged such that after switching on the ballast, the lamp in an electrode heating phase, after a first breakdown of the lamp, is supplied with the lamp current, wherein the apparatus is further provided with detection means, (CD (5), (Q)), for detecting cold arc discharge states of the lamp in the heating-up phase in a step a, the detection means being communicatively connected to the control means for supplying information about the detected cold to the control means arc discharge states, wherein the control means C are arranged to, depending on a detected difference between cold arc discharge states detected in step a. during at least one positive conduction phase A of the lamp current and the cold arc discharge states detected in step a. during at least one negative conduction phase B of the lamp current, in the heating phase in a step b de ver to control the relationship between the duration Ta of the positive conductivity phase A of the lamp current and the duration Tb of the negative conductivity phase B of the lamp current by controlling the switching means.

Hierbij geldt in dit voorbeeld voorts dat de controlemiddelen C dusdanig zijn ingericht dat deze, in gebruik, de schakelmiddelen T1-T6 dusdanig stuurt in de opwarmfase dat afhankelijk van het verschil tussen het gedetecteerde aantal koude boogontladingen in tenminste één positieve geleidingsfase A van de lampstroom en het aantal gedetecteerde koudeboogontladingen in tenminste één negatieve geleidingsfase B van de lampstroom, de verhouding tussen de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase A en de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B wordt geregeld.In this example, it further holds that the control means C are arranged such that, in use, it controls the switching means T1-T6 in the heating-up phase such that, depending on the difference between the detected number of cold arc discharges in at least one positive conduction phase A of the lamp current and the number of detected cold arc discharges in at least one negative conduction phase B of the lamp current, the ratio between the duration Ta of the positive conduction phase A and the duration Tb of the negative conduction phase B is controlled.

Bij voorkeur geldt dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig bestuurt in de opwarmfase dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt vergroot wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase meer koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase en dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt verkleind wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase minder koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase.Preferably, it holds that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conduction phase divided by the duration of the negative conduction phase Tb is increased when more cold-arc discharges are detected in at least one positive conduction phase than in at least one one negative conductive phase and that the duration Ta of the positive conductive phase divided by the duration of the negative conductive phase Tb is reduced if fewer cold arc discharges are detected in at least one positive conductive phase than in at least one negative conductive phase.

Er geldt dus bij voorkeur dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze gedurende de opwarmperiode de schakelmiddelen dusdanig bestuurt dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase plus de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase constant blijft. De uitvinding omvat echter meer mogelijke uitvoeringsvormen. Zo is het mogelijk bij elke uitvoeringsvorm dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig bestuurt in de opwarmfase dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt vergroot terwijl tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase plus de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase constant blijft wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase meer koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase en dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase Tb wordt verkleind terwijl tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase A plus de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B constant blijft wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase minder koudeboogontladingen worden gedetecteerd dan in tenminste één negatieve geleidingsfase.It is therefore preferably the case that the control means are arranged such that it controls the switching means during the heating-up period such that the duration Ta of the positive conductivity phase plus the duration Tb of the negative conductivity phase remains constant. However, the invention includes more possible embodiments. It is thus possible in each embodiment for the control means to be arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is increased while time duration Ta of the positive conductivity phase plus the duration Tb of the negative conductivity phase remains constant when more cold arc discharges are detected in at least one positive conductivity phase than in at least one negative conductivity phase and the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is reduced while time duration Ta of the positive conductivity phase Conducting phase A plus the duration Tb of the negative conducting phase B remains constant when fewer cold arc discharges are detected in at least one positive conducting phase than in at least one negative conducting phase.

Ook is het mogelijk dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig stuurt in de opwarmfase dat de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B gelijk blijft wanneer geen koudeboogontladingen worden gedetecteerd. Ook is het mogelijk dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat deze de schakelmiddelen dusdanig stuurt in de opwarmfase dat de grootte van de gemiddelde lampstroom in de positieve geleidingsfase A en de grootte van de gemiddelde lampstroom in de negatieve geleidingsfase B wordt verkleind wanneer in tenminste één positieve geleidingsfase en in tenminste één negatieve geleidingsfase koude boogontladingen worden gedetecteerd.It is also possible that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conduction phase divided by the duration Tb of the negative conduction phase B remains the same when no cold arc discharges are detected. It is also possible that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the magnitude of the average lamp current in the positive conducting phase A and the magnitude of the average lamp current in the negative conducting phase B is reduced when in at least one positive conductive phase and cold arc discharges are detected in at least one negative conductive phase.

Het is mogelijk dat de controlemiddelen de grootte van de gemiddelde lampstroom in de positieve geleidingsfase A regelt door de lampstroom in een positieve geleidingsfase met de schakelmiddelen afwisselend te blokkeren en door te laten (gedurende Ton) en dat de controlemiddelen de grootte van de gemiddelde lampstroom in een negatieve geleidingsfase B regelt door de lampstroom in de negatieve geleidingsfase met de schakelmiddelen afwisselend te blokkeren en door te laten (gedurende Ton). De uitvinding is het niet beperkt tot de gegeven voorbeelden.It is possible that the control means controls the magnitude of the average lamp current in the positive conductive phase A by alternately blocking and allowing (during Ton) the lamp current in a positive conductive phase with the switching means and that the control means control the magnitude of the average lamp current in regulates a negative conduction phase B by alternately blocking and allowing the lamp current in the negative conduction phase with the switching means (during Ton). The invention is not limited to the examples given.

Zo is het in het bijzonder mogelijk dat de controle middelen dusdanig zijn ingericht dat het detecteren van het aantal koude boogontladingen in de tenminste ene positieve geleidingsfase A en het aantal koude boogontladingen in de tenminste ene negatieve geleidingsfase B wordt uitgevoerd in een waarneeminterval, dat een voorafbepaald aantal, bij voorkeur een veelvoud van opeenvolgende positieve en negatieve geleidingsfases omvat waarbij, in gebruik, de verhouding tussen de tijdsduur Ta van een positieve geleidingsfase A en een tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B eventueel wordt aangepast na afloop van het waarneeminterval. Bij voorkeur geldt hierbij dat een waarneeminterval één tot twintig opeenvolgende paren (A, B) van naburige positieve en negatieve geleidingsfases A en B omvat. Een waarneem interval voor het detecteren van een koudeboogontlading in een geleidingsfase A kan echter ook een enkele geleidingsfase A omvatten Ook kan een waarneem interval voor het detecteren van een koudeboogontlading in een geleidingsfase B een enkele geleidingsfase B omvattenIn particular, it is possible for the control means to be arranged such that the detection of the number of cold arc discharges in the at least one positive conduction phase A and the number of cold arc discharges in the at least one negative conduction phase B is performed in a detection interval that a predetermined comprises a number, preferably a plurality of consecutive positive and negative conduction phases, wherein, in use, the ratio between the duration Ta of a positive conduction phase A and a duration Tb of the negative conduction phase B is optionally adjusted at the end of the detection interval. Preferably, it holds here that a detection interval comprises one to twenty consecutive pairs (A, B) of neighboring positive and negative conduction phases A and B. However, a detection interval for detecting a cold-arc discharge in a conduction phase A can also comprise a single conduction phase A. Also, a detection interval for detecting a cold-arc discharge in a conduction phase B can also comprise a single conduction phase B.

Ook is het mogelijk dat de controlemiddelen dusdanig zijn uitgevoerd dat in de opwarmfase nadat stap a. en stap b zijn uitgevoerd opnieuw een stap a en een stap b worden uitgevoerd, zodat paren van stap a en stap b herhaald worden uitgevoerd in de opwarmfase.It is also possible that the control means are designed such that in the heating-up phase after step a. And step b have been carried out again a step a and a step b are carried out, so that pairs of step a and step b are repeatedly carried out in the heating-up phase.

Ook is het mogelijk dat de controle middelen dusdanig zijn ingericht dat indien in de opwarmfase gedurende een eerste vooraf bepaalde tijdsduur geen koude boogontladingen meer worden vastgesteld, de lampstroom wordt vergroot. De controle middelen bewerkstelligen dan bijvoorbeeld dat Ton in de positieve en negatieve geleidingsfase A, B wordt vergroot.It is also possible that the control means are arranged such that if no cold arc discharges are detected during a first predetermined period of time during the heating-up phase, the lamp current is increased. The control means then ensure, for example, that Ton is increased in the positive and negative conduction phase A, B.

De controle middelen kunnen ook dusdanig zijn ingericht dat indien gedurende een vooraf bepaald aantal waarneemintervaUen geen koude boogontladingen meer worden vastgesteld, de lampstroom wordt vergroot. Bij voorkeur geldt hierbij dat een waarneeminterval één tot twintig opeenvolgende paren (A, B) van een naburige positieve en negatieve geleidingsfases A en B omvat.The control means may also be arranged such that if a cold arc discharge is no longer detected during a predetermined number of sensing intervals, the lamp current is increased. Preferably, it holds here that a detection interval comprises one to twenty consecutive pairs (A, B) of an adjacent positive and negative conduction phases A and B.

Voorts kunnen de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat indien in de opwarmperiode er tenminste gedurende een tweede vooraf bepaalde tijdsduur geen koude boogontladingen wordt gedetecteerd, en de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase A niet gelijk is aan de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B deze ongelijkheid verminderd wordt, meer in het bijzonder dat de tijdsduur van de positieve geleidingsfase A gelijk wordt gemaakt aan de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase B. Ook kan de controle middelen dusdanig zijn ingericht dat indien er tenminste gedurende een vooraf bepaald aantal waarneemintervallen geen koude boogontladingen wordt gedetecteerd, en de tijdsduur van de positieve geleidingsfase niet gelijk is aan de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase deze ongelijkheid verminderd wordt, meer in het bijzonder dat de tijdsduur van de positieve geleidingsfase gelijk wordt gemaakt aan de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase. Bij voorkeur geldt hierbij dat een waarneeminterval één tot twintig opeenvolgende paren (A, B) van een naburige positieve en negatieve geleidingsfases A en B omvat.Furthermore, the control means can be arranged such that if no cold arc discharges are detected in the heating-up period for at least a second predetermined period of time, and the period of time Ta of the positive conduction phase A is not equal to the period of time Tb of the negative conduction phase B, this inequality is reduced more specifically, the duration of the positive conduction phase A is made equal to the duration of the negative conduction phase B. The control means may also be arranged such that if at least a predetermined number of detection intervals no cold arc discharges are detected, and the duration of the positive conductivity phase is not equal to the duration of the negative conductivity phase, this inequality is reduced, more particularly that the duration of the positive conductivity phase is made equal to the duration of the negative conductivity phase. Preferably, it holds here that a detection interval comprises one to twenty consecutive pairs (A, B) of an adjacent positive and negative conduction phases A and B.

De de controlemiddelen kunnen dusdanig zijn ingericht, bijvoorbeeld bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 2, dat deze de grootte van de gemiddelde stroom in de positieve en negatieve geleidingsfase dusdanig regelt dat de grootte van de gemiddelde stroom in de positieve geleidingsfase gedeeld door de grootte van de gemiddelde stroom in de negatieve geleidingsfase althans nagenoeg omgekeerd evenredig is met de tijdsduur van de positieve geleidingsfase gedeeld door de tijdsduur van de negatieve geleidingsfase.The control means can be arranged such, for example in the embodiment according to Figure 2, that it controls the magnitude of the average current in the positive and negative conduction phase such that the magnitude of the average current in the positive conduction phase divided by the magnitude of the average current in the negative conduction phase is at least substantially inversely proportional to the duration of the positive conduction phase divided by the duration of the negative conduction phase.

Verder kan het apparaat zijn voorzien van eerste meetmiddelen om de lampspanning te kunnen meten (zie bijvoorbeeld figuur 1), waarbij de eerste meetmiddelen communicatief zijn verbonden met de controlemiddelen voor het aan de controlemiddelen verschaffen van informatie over een gemeten lampspanning en waarbij de controlemiddelen zijn ingericht om vast te stellen dat de opwarmfase van de lamp is beëindigd indien een gemeten verandering van de lampspanning tijdens tenminste een positieve geleidingsfase en tenminste een negatieve geleidingsfase die aan elkaar grenzen in absolute zin beneden een vooraf bepaalde eerste grenswaarde ligt waarbij tevens geldt dat de lampspanning in absolute zin beneden een vooraf bepaalde tweede grenswaarde ligt en waarbij nadat door de controlemiddelen is vastgesteld dat de opwarmfase is beëindigd, de controlemiddelen bewerkstelligen dat een oploopfase begint, waarbij de controlemiddelen de schakelmiddelen T1-T6 dusdanig aansturen dat de grootte van de stroom door de lamp in de positieve geleidingsfase en in de negatieve geleidingsfase geleidelijk wordt opgevoerd tot een vooraf bepaalde derde grenswaarde die bijvoorbeeld gelijk is aan een nominale waarde die door de lampfabrikant is voorgeschreven. Hierbij kan het zi zijn dat de controlemiddelen C dusdanig zijn ingericht dat het genoemde opvoeren van de stroom alleen gedaan wordt als de tijdsduur Ta van de van de positieve geleidingsfase gelijk is aan de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase en dat de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat nadat deze heeft vastgesteld dat de opwarmfase is beëindigd terwijl de tijdsduur Ta van de van de positieve geleidingsfase A ongelijk is aan de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase B als eerste de tijdsduur Ta van de positieve geleidingsfase gelijk wordt gemaakt aan de tijdsduur Tb van de negatieve geleidingsfase waarbij pas vervolgens de grootte van de stroom door de lamp geleidelijk wordt opgevoerd tot de vooraf bepaalde derde grenswaarde.The device can further be provided with first measuring means for measuring the lamp voltage (see for example figure 1), wherein the first measuring means are communicatively connected to the control means for providing the control means with information about a measured lamp voltage and wherein the control means are arranged to determine that the heating phase of the lamp has ended if a measured change of the lamp voltage during at least one positive conducting phase and at least one negative conducting phase adjacent to each other is in absolute sense below a predetermined first limit value, wherein the lamp voltage also absolute sense is below a predetermined second limit value and wherein, after it has been determined by the control means that the heating-up phase has ended, the control means cause a ramp-up phase to commence, the control means controlling the switching means T1-T6 such that the size of the straw for example, the lamp is gradually increased by the lamp in the positive conductivity phase and in the negative conductivity phase to a predetermined third limit value which is, for example, equal to a nominal value prescribed by the lamp manufacturer. It may be that the control means C are arranged such that the said raising of the current is only done if the duration Ta of the of the positive conduction phase is equal to the duration Tb of the negative conduction phase and that the control means are arranged such that after it has determined that the heating-up phase has ended while the duration Ta of the positive conductivity phase A is unequal to the duration Tb of the negative conductivity phase B, first the duration Ta of the positive conductivity phase is made equal to the duration Tb of the negative conductivity phase conduction phase in which only then the magnitude of the current through the lamp is gradually increased to the predetermined third limit value.

De controlemiddelen kunnen dusdanig zijn ingericht dat in tenminste een deel van de elektrode opwarmfase er telkens een inactieve periode is na afloop van een positieve of negatieve geleidingsfases voordat respectievelijk de volgende negatieve of positieve geleidingsfase begint waarbij in een inactieve periode de schakelmiddelen de lampstroom niet doorlaten zodat de lamp in een inactieve periode geen stroom ontvangt. De genoemde inactieve periodes zijn bij voorkeur elk kleiner zijn dan 300 microseconden.The control means can be arranged such that in at least a part of the electrode heating phase there is in each case an inactive period after a positive or negative conduction phase has elapsed before the next negative or positive conduction phase begins respectively, wherein in an inactive period the switching means do not allow the lamp current to pass through such that the lamp receives no power in an inactive period. Said inactive periods are preferably each smaller than 300 microseconds.

In het bijzonder kunnen de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht, dat in gebruik, een frequentie van de althans nagenoeg rechthoekvormige stroom door de lamp in de elektrode opwarmfase constant wordt gehouden. In dat geval geldt dat Ta+Tb plus de eventueel tussen Ta en Tb ingelegen inactieve periode constant is.In particular, the control means can be arranged such that, in use, a frequency of the substantially rectangular current through the lamp in the electrode heating phase is kept constant. In that case, it holds that Ta + Tb plus any inactive period inserted between Ta and Tb is constant.

Het voorschakelapparaat kan dusdanig zijn ingericht dat tenminste in een deel van de opwarmfase , de stroom door de lamp een althans nagenoeg rechthoekige vorm heeft met opgaande en neergaande flanken met een beperkte steilheid. De controlemiddelen kunnen dusdanig zin ingericht dat het bereiken van 90% van de stabiele waarde van de spanning in de positieve en negatieve geleidingsfase maximaal 300 microseconden duurt vanaf het begin van de opwarmfase.The ballast can be arranged such that at least in part of the heating-up phase, the current through the lamp has a substantially rectangular shape with rising and falling edges with a limited steepness. The control means can be arranged such that reaching 90% of the stable value of the voltage in the positive and negative conduction phase takes a maximum of 300 microseconds from the start of the heating-up phase.

In het bijzonder kan het voorschalerapparaat zijn ingericht om het optreden van koude boogontladingen in een bepaald deel van de opwarmfase binnen een waarneemperiode te kwantificeren door, met de detectiemiddelen CD 5, het aantal afgegeven spanningsimpulsen op een tot de detectiemiddelen behorende hulpwikkeling van de ontsteekspoel in tenminste een deel van positieve en negatieve fases van de lampstroom te tellen. Ook kan het voorschakelapparaat zijn ingericht om het optreden van koude boogontladingen in een bepaald deel van de elektrode opwarmfase binnen een waarneemperiode te kwantificeren door met een spanningsdetectiemiddel (M) van de detectiemiddelen op gezette tijden binnen tenminste een deel van de positieve en negatieve fase van de lampstroom de lampspanning te meten, en in geval deze spanning beneden een zekere limietwaarde ligt, een tel parameter op te hogen. In het voorbeeld van de figuren zijn de spanningsdetectiemiddelen (M) over de serieschakeling van de lamp La en de spoel L2a, L2b aangesloten zodat de spanningsdetectiemiddelen niet bestand behoeven te zijn tegen spanningspieken die zich over de lamp voordoen. Uiteraard is het ook mogelijk de spanningsdetectiemiddelen direct over de lamp aan te sluiten, echter dan moeten de spanningsdetectiemiddelen dusdanig zijn uitgevoerd dat deze genoemde spanningspieken kunnen verdragen.In particular, the pre-scaler device can be arranged to quantify the occurrence of cold arc discharges in a certain part of the heating-up phase within a detection period by, with the detection means CD 5, the number of voltage pulses delivered on an auxiliary winding of the ignition coil belonging to the detection means in at least to count a portion of positive and negative phases of the lamp current. The ballast can also be arranged to quantify the occurrence of cold arc discharges in a certain part of the electrode heating phase within a detection period by using a voltage detection means (M) of the detection means at set times within at least a part of the positive and negative phase of the lamp current to measure the lamp voltage, and if this voltage is below a certain limit value, increase a count parameter. In the example of the figures, the voltage detection means (M) are connected across the series circuit of the lamp La and the coil L2a, L2b so that the voltage detection means need not be resistant to voltage peaks occurring over the lamp. It is of course also possible to connect the voltage detection means directly over the lamp, but then the voltage detection means must be designed such that they can tolerate said voltage peaks.

In het bijzonder is het voorschakel apparaat ingericht om het optreden van koude boogontladingen in een bepaald deel van de elektrode opwarmfase binnen een waarneemperiode te kwantificeren door in tenminste een deel van de positieve en negatieve fase van genoemde stroom, het aantal impulsen dat in een tot de detectiemiddelen behorende in serie met de lamp geschakelde stroomimpuls transformator Q (zie bijvoorbeeld figuur 1) wordt afgegeven, te tellen met de controlemiddelen C.In particular, the ballast is arranged to quantify the occurrence of cold arc discharges in a particular part of the electrode warm-up phase within a sensing period by, in at least part of the positive and negative phase of said current, the number of pulses occurring in one of the detection means associated with current pulse transformer Q connected in series with the lamp (see, for example, Figure 1) is output, counting with the control means C.

Ook kan het kwantificeren van de koude boogontladingen, een combinatie van tenminste twee verschillende methodes van worden toegepast, dus met behulp van tenminste twee van de middelen M, Q, CD 5.Quantifying the cold arc discharges, a combination of at least two different methods of, can also be applied, so with the help of at least two of the means M, Q, CD 5.

Verder kunnen de controlemiddelen zijn ingericht om in de opwarmfase een verhouding tussen de duur van de positieve fase A en de duur van de negatieve fase B in te stellen op basis van een door de controlemiddelen C gemeten optimale verhouding waarbij minimale of geen koude boogontladingen voorkwamen in vorige opwarmperiodes van de lamp.Furthermore, the control means can be arranged to set a ratio between the duration of the positive phase A and the duration of the negative phase B on the basis of an optimum ratio measured by the control means C, wherein minimal or no cold arc discharges occurred in the heating phase. previous lamp warm-up periods.

Verder kan gelden dat in de opwarmfase de controlemiddelen zijn ingericht om de grootte van de lampstroom in te stellen om koude boogontladingen te voorkomen of tot een minimum te bepreken, op grond van met de detectiemiddelen gemeten optreden van koude boogontladingen in vorige opwarmperiodes.Furthermore, in the warm-up phase, the control means may be adapted to adjust the magnitude of the lamp current to prevent or minimize cold arc discharges, on the basis of the occurrence of cold arc discharges measured with the detection means in previous heating-up periods.

Ook kunnen de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat na het inschakelen van het voorschakelapparaat, de lamp in een elektrode opwarmfase, na een eerste doorslag van de lamp, wordt gevoed met de bij bjivoorkeur bij benadering rechthoekvormige lampstroom, waarbij de gemiddelde grootte van de lampstroom in de positieve geleidingsfase A 5-60), meer bij voorkeur 10-30% van de nominale waarde van de lampstroom in de positieve geleidingsfase A is en waarbij de gemiddelde grootte de lampstroom in de negatieve geleidingsfase B 5-60%, meer bij voorkeur 10-30% van de nominale waarde van de lampstroom in de negatieve geleidingsfase B is. Onder de nominale waarde van de lampstroom wordt hier verstaan de grootte van de lampstroom wanneer deze is opgewarmd, meer in het bijzonder de grootte van de lampstroom wanneer deze is opgewarmd en zoals opgegeven door een fabrikant van de lamp.The control means can also be arranged such that after switching on the ballast, the lamp in an electrode warm-up phase, after a first breakdown of the lamp, is supplied with the preferably approximately rectangular lamp current, the average magnitude of the lamp current in the positive conductivity phase A is 5-60%, more preferably 10-30% of the nominal value of the lamp current in the positive conductivity phase A and wherein the average magnitude of the lamp current in the negative conductivity phase B is 5-60%, more preferably 10% 30% of the nominal value of the lamp current in the negative conductivity phase B. The nominal value of the lamp current is understood here to mean the magnitude of the lamp current when it is heated, more particularly the magnitude of the lamp current when it is heated and as specified by a lamp manufacturer.

Ook kunnen de controlemiddelen dusdanig zijn ingericht dat na het inschakelen van het voorschakelapparaat, de lamp in een elektrode opwarmfase, na een eerste doorslag van de lamp, wordt gevoed met de lampstroom die bij voorkeur bij benadering rechthoekvormig is, waarbij de gemiddelde grootte van de lampstroom in de positieve geleidingsfase A 5-60%, meer bij voorkeur 10-30% van de gemiddelde grootte van de lampstroom in de positieve geleidingsfase A is wanneer de lamp is opgewarmd en waarbij de gemiddelde grootte van de lampstroom in de negatieve geleidingsfase B 5-60%, meer bij voorkeur 10-30% van de gemiddelde grootte van de lampstroom in de negatieve geleidingsfase B is wanneer de lamp is opgewarmd.The control means can also be arranged such that after switching on the ballast, the lamp in an electrode warm-up phase, after a first breakdown of the lamp, is supplied with the lamp current which is preferably approximately rectangular, the average magnitude of the lamp current in the positive conductive phase A is 5-60%, more preferably 10-30% of the average magnitude of the lamp current in the positive conductive phase A when the lamp is warmed up and wherein the average magnitude of the lamp current in the negative conductive phase B is 5- 60%, more preferably 10-30% of the average magnitude of the lamp current is in the negative conductivity phase B when the lamp is heated.

Dergelijke varianten vallen elk binnen het kader van de uitvinding.Such variants each fall within the scope of the invention.

Claims

A ballast for igniting and feeding gas discharge lamps, the ballast comprising switching means (T1, T2, T3, T4, T5, T6) for generating a lamp current in the form of an alternating current with preferably a repetition frequency between 25 Hz and 10 kHz, in particular between 50 Hz and 1 kHz and which is preferably in the form of subsequent rectangles, and at least one ignition coil (L2, L2a, L2b) wherein, in use, the at least one lamp in series with the ignition coil lamp is connected such that the supply current, in use, is supplied to the series connection of coil and the at least one lamp, wherein the apparatus is further provided with control means for controlling the switching means, the control means being adapted to control the switching means such to control that, in use, the lamp current is supplied to the series circuit in a positive conduction phase A wherein the current in a first direction d or the lamp flows and a negative conducting phase B where the current flows through the lamp in a second direction opposite to the first direction, a positive conducting phase A being followed first by a negative conducting phase B and a negative conducting phase B being followed first by a positive conducting phase At, characterized in that the control means are arranged such that after switching on the ballast, the lamp in an electrode heating phase, after a first breakdown of the lamp, is supplied with the lamp current, the apparatus further is provided with detection means for detecting cold arc discharge states of the lamp in the heating-up phase in a step a. the detection means are communicatively connected to the control means for supplying information about the detected cold arc discharge states to the control means, the control means being arranged to depend on v and a detected difference between cold arc discharge states detected in step a. during at least one positive conduction phase A of the lamp current and the cold arc discharge states detected in step a. during at least one negative conduction phase B of the lamp current, in the heating phase in a step b the ratio between control the duration Ta of the positive conductivity phase A of the lamp current and the duration Tb of the negative conductivity phase B of the lamp current by controlling the switching means.

2. The ballast as claimed in claim 1, characterized in that the control means are arranged such that, in use, it controls the switching means in the heating phase such that, depending on the difference between the detected number of cold arc discharges in at least one positive conduction phase A of the lamp current and the number of detected cold arc discharges in at least one negative conduction phase B of the lamp current, the ratio between the duration Ta of the positive conduction phase A and the duration Tb of the negative conduction phase B is controlled.

A control device according to claim 1 or 2, characterized in that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is increased when in at least one positive conduction phase more cold arc discharges are detected than in at least one negative conduction phase and that the duration Ta of the positive conduction phase divided by the duration of the negative conduction phase Tb is reduced if fewer cold arc discharges are detected in at least one positive conduction phase than in at least one negative conduction phase.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that it controls the switching means during the heating-up period such that the duration Ta of the positive conductivity phase plus the duration Tb of the negative conductivity phase remains constant

A ballast according to claims 3 and 4, characterized in that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conductivity phase divided by the duration of the negative conductivity phase Tb is increased while duration Ta of the positive conductive phase plus the duration Tb of the negative conductive phase remains constant when more cold arc discharges are detected in at least one positive conductive phase than in at least one negative conductive phase and the duration Ta of the positive conductive phase divided by the duration of the negative conductive phase Tb is reduced while time period Ta of the positive conduction phase A plus the duration period Tb of the negative conduction phase B remains constant when fewer cold arc discharges are detected in at least one positive conduction phase than in at least one negative conduction phase.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the duration Ta of the positive conductivity phase A divided by the duration Tb of the negative conductivity phase B remains the same when no cold arc discharges are detected.

A ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that it controls the switching means in the heating-up phase such that the magnitude of the average lamp current in the positive conducting phase A and the magnitude of the average lamp current in the negative conduction phase B is reduced when cold arc discharges are detected in at least one positive conduction phase and at least one negative conduction phase.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means controls the magnitude of the average lamp current in the positive conducting phase A by alternately blocking and allowing the lamp current in a positive conducting phase with the switching means and allowing the control means to controls the magnitude of the average lamp current in a negative conducting phase B by alternately blocking and allowing the lamp current in the negative conducting phase with the switching means.

A ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that the detection of the number of cold arc discharges in the at least one positive conduction phase and the number of cold arc discharges in the at least one negative conduction phase is performed in a detection interval, comprising a plurality of consecutive positive and negative conduction phases wherein, in use, the ratio between the duration Ta of a positive conduction phase A and the duration Tb of the negative conduction phase B is optionally adjusted after the detection interval.

The ballast as claimed in claim 9, characterized in that an observation interval comprises one to twenty consecutive pairs of an adjacent positive and negative conduction phases.

11. A ballast as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the control means are designed such that in the heating-up phase after step a. And step b a step a and a step b are again performed, so that pairs of step a and step b are repeated in the warm-up phase.

12. A ballast as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that if a cold arc discharge is no longer detected in the heating-up phase during a first predetermined period of time, the lamp current is increased.

A ballast according to claims 9 or 10, characterized in that the control means are arranged such that during a predetermined number of observation intervals, preferably no cold arc discharges are detected in a predetermined plurality of observation intervals, the lamp current is increased.

A ballast, as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that if no cold arc discharges are detected in the heating-up period for at least a second predetermined period of time, and the duration of the positive conduction phase is not equal to the duration of the negative conductivity phase this inequality is reduced, more particularly that the duration of the positive conductivity phase is made equal to the duration of the negative conductivity phase.

A ballast, as claimed in any one of the preceding claims 9, 10 or 13, characterized in that the control means are arranged such that no cold arc discharges are detected during at least a predetermined number of detection intervals and the duration of the positive conducting phase is not adjusted if the duration of the negative conduction phase is reduced, more in particular that the duration of the positive conduction phase is made equal to the duration of the negative conduction phase.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that in the heating-up phase it controls the magnitude of the average current in the positive and negative conduction phase such that the magnitude of the average current in the positive conduction phase divided by the magnitude of the average current in the negative conduction phase is at least substantially inversely proportional to the duration of the positive conduction phase divided by the duration of the negative conduction phase.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is further provided with first measuring means for measuring the lamp voltage, wherein the first measuring means are communicatively connected to the control means for providing the control means with information about a measured lamp voltage and the control means being arranged to determine that the heating phase of the lamp has ended if a measured change of the lamp voltage during at least one positive conducting phase and at least one negative conducting phase adjacent to each other is in absolute sense below a predetermined first limit value, it holds that the lamp voltage is in an absolute sense below a predetermined second limit value and wherein after the control means have determined that the heating-up phase has ended, the control means cause a ramp-up phase to begin, the control means and driving such that the magnitude of the current through the lamp in the positive conducting phases and in the negative conducting phases is gradually increased to a predetermined third limit value which is, for example, equal to a nominal value prescribed by the lamp manufacturer.

The ballast as claimed in claim 17, characterized in that the control means are arranged such that said boosting of the current is only done if the duration of the of the positive conduction phase is equal to the duration of the negative conduction phase and that the control means is such be arranged that after it has determined that the heating-up phase has ended while the duration of the positive conductivity phase is not equal to the duration of the negative conductivity phase, first the duration of the positive conductivity phase is made equal to the duration of the negative conductivity phase, then the magnitude of the current through the lamp is gradually increased to the predetermined third limit value.

A ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that, in use, a frequency of the substantially rectangular current through the lamp in the electrode heating phase is kept constant.

A ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that in at least a part of the electrode heating-up phase there is in each case an inactive period after the completion of a positive or negative conduction phases before the next negative or positive conduction phase commences respectively wherein in an inactive period the switching means do not let the lamp current pass so that the lamp does not receive any current in an inactive period.

Ballast according to claim 20, characterized in that said inactive periods are each smaller than 300 microseconds.

Ballast according to one of the preceding claims, characterized in that at least in part of the heating-up phase the voltage across the lamp and / or the current through the lamp has an at least substantially rectangular shape with rising and falling edges with a limited steepness.

The ballast as claimed in claim 22, characterized in that the control means are arranged such that reaching 90% of the stable value of the voltage in the positive and negative conduction phase takes a maximum of 300 microseconds from the start of the heating-up phase.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is adapted to quantify the occurrence of cold arc discharges in a specific part of the heating-up phase within a detection period by quantifying the number of voltage pulses delivered with an detection means on an auxiliary winding belonging to the detection means of the ignition coil in at least a part of positive and negative phases of the lamp current.

25. A ballast as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the apparatus is adapted to quantify the occurrence of cold arc discharges in a certain part of the electrode heating phase within a detection period by periodically using the detection means within at least a part of the positive and negative phase of the lamp current to measure the lamp voltage, and in case this voltage is below a certain limit value, to increase a count parameter.

A ballast as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the apparatus is adapted to quantify the occurrence of cold arc discharges in a certain part of the electrode heating phase within a detection period by quantizing with the detection means in at least a part of the positive and negative phase of said current, the number of pulses delivered in a current pulse transformer connected in series with the detection means.

A ballast according to at least two of claims 24-26, so that, in use, a combination of at least two different methods of claims 24-26 is used to quantify the cold arc discharges.

A control device as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the control means are adapted to set a ratio between the duration of the positive conductivity phase A and the duration of the negative conductivity phase B on the basis of a measured optimum ratio where minimal or no cold arc discharges occurred in previous lamp warm-up periods.

A ballast as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that in the heating-up phase the control means are adapted to adjust the magnitude of the lamp current to prevent or minimize cold arc discharges on the basis of cold arc discharges detected by the detection means in previous warm-up periods.

A ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged such that after switching on the ballast, the lamp is fed into an electrode warm-up phase, after a first breakdown of the lamp, with the lamp current preferably is approximately rectangular, the average magnitude of the lamp current in the positive conductivity phase A being 5-60%, more preferably 10-30% of the nominal magnitude of the lamp current in the positive conductivity phase A and the average magnitude of the lamp current in the negative conductive phase B is 5-60%, more preferably 10-30% of the nominal size of the lamp current in the negative conductive phase B where the nominal size of the lamp current is the magnitude of the lamp current when the lamp is heated and as specified by a lamp manufacturer and / or that the control means are arranged such that after switching on the ballast, the lamp in a electrode heating phase, after a first breakdown of the lamp, is fed with the lamp current which is preferably approximately rectangular, the average magnitude of the lamp current in the positive conductive phase A being 5-60%, more preferably 10-30% of the average magnitude of the lamp current in the positive conductivity phase A when the lamp is warmed up and wherein the average magnitude of the lamp current in the negative conductivity phase B is 5-60%, more preferably 10-30% of the average magnitude of the lamp current in the negative conduction phase is B when the lamp is heated.

The ballast according to at least claim 7 and claim 3 or 5.

A control device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control means are arranged to ensure that in the heating-up phase the magnitude of the lamp current in the positive conducting phase A and the magnitude of the lamp current in the negative conducting phase are each smaller than the nominal value of the lamp current as specified by a lamp manufacturer for use of the lamp when it is heated up.

A system provided with a ballast as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the system is provided with a gas discharge lamp connected to the ballast, the gas discharge lamp in particular a high-pressure gas discharge lamp.

The system of claim 33, characterized in that the high pressure gas discharge lamp is a metal halide lamp.