NL9000680A - HIGH-FREQUENT BALLAST. - Google Patents

HIGH-FREQUENT BALLAST. Download PDF

Info

Publication number
NL9000680A
NL9000680A NL9000680A NL9000680A NL9000680A NL 9000680 A NL9000680 A NL 9000680A NL 9000680 A NL9000680 A NL 9000680A NL 9000680 A NL9000680 A NL 9000680A NL 9000680 A NL9000680 A NL 9000680A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
lamp
voltage
ballast according
frequency
control unit
Prior art date
Application number
NL9000680A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Nedap Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nedap Nv filed Critical Nedap Nv
Publication of NL9000680A publication Critical patent/NL9000680A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2881Load circuits; Control thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2881Load circuits; Control thereof
    • H05B41/2882Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter
    • H05B41/2883Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter the controlled element being a DC/AC converter in the final stage, e.g. by harmonic mode starting
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2885Static converters especially adapted therefor; Control thereof
    • H05B41/2887Static converters especially adapted therefor; Control thereof characterised by a controllable bridge in the final stage
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2921Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2926Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light
    • H05B41/382Controlling the intensity of light during the transitional start-up phase
    • H05B41/388Controlling the intensity of light during the transitional start-up phase for a transition from glow to arc
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light
    • H05B41/39Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3925Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by frequency variation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Description

NEDAP N.V.NEDAP N.V.

Groenlo.Groenlo.

Hoogfrequent voorschakelapparaatHigh frequency ballast

De uitvinding betreft een hoogfrequent voorschakelapparaat voor midden- en hogedruk metaaldamp gasontladings-lampen. Hoogfrequent voorschakelapparaten kunnen zeer compact zijn en zijn goed regelbaar.The invention relates to a high-frequency ballast for medium and high-pressure metal vapor gas discharge lamps. High-frequency ballasts can be very compact and are easily adjustable.

Hoogfrequent voorschakelapparaten voor het genoemde type lampen zijn onder andere bekend uit publicaties DE 3445817, DE 3623306, ÜS 4170747 en EUR 0240049.High-frequency ballasts for the said type of lamps are known, inter alia, from publications DE 3445817, DE 3623306, US 4170747 and EUR 0240049.

De in publicatie DE 3445817 en EUR 0240049 beschreven voorschakelapparaten bevatten een regelbare gelijkspanning-gelijkspanningsomzetter, gevolgd door een wisselrichter.The ballasts described in publication DE 3445817 and EUR 0240049 contain an adjustable DC-DC converter, followed by an inverter.

Met deze oplossing worden akoestische resonanties in de gas-ontladingsboog voorkomen, maar het voorschakelapparaat wordt relatief duur en omvangrijk, omdat twee in serie geschakelde vermogensomzetters moeten worden gebruikt.This solution avoids acoustic resonances in the gas discharge arc, but the ballast becomes relatively expensive and bulky, because two series-connected power converters must be used.

De in publicatie DE 3623306 en US 4170747 beschreven voorschakelapparaten bestaan weliswaar uit één enkele brug-omzetter, maar er worden gescheiden stuurcircuits toegepast om één zijde van de brug met een hoge frequentie aan te sturen en de andere zijde met een lage frequentie. Dit brengt in vergelijking tot een brugomzetter waarbij één aanstuur-frequentie wordt toegepast, extra kosten met zich mee. Voorts wordt in alle genoemde publicaties een separate schakeling gebruikt om de lampen te ontsteken, hetgeen de schakeling relatief duur en omvangrijk maakt.Although the ballasts described in publication DE 3623306 and US 4170747 consist of a single bridge converter, separate control circuits are used to drive one side of the bridge at a high frequency and the other side at a low frequency. This entails additional costs compared to a bridge converter in which one drive frequency is used. Furthermore, a separate circuit is used in all said publications to ignite the lamps, which makes the circuit relatively expensive and bulky.

Het is bekend, onder andere uit publicatie DE 3511661, om gasontladingslampen te ontsteken door gebruik te maken van de opslingering van de spanning in een serie-resonantie-kring. De bekende schakelingen zijn echter niet zonder meer te gebruiken voor grote vermogens.It is known, inter alia from publication DE 3511661, to ignite gas discharge lamps by using the oscillation of the voltage in a series resonant circuit. However, the known circuits cannot simply be used for large powers.

In geen van de bovengenoemde voorschakelapparaten zijn speciale maatregelen genomen om lampvermogen, lichtintensiteit of lamptemperatuur te stabiliseren, zoals in vele industriële toepassingen van midden- en hogedruk gasontladingslampen met middelgrote vermogens, in de grootte-orde van 500 W tot 3000 W wenselijk is.None of the above-mentioned ballasts have taken special measures to stabilize lamp power, light intensity or lamp temperature, as is desirable in many industrial applications of medium and high pressure medium discharge gas discharge lamps of the order of 500 W to 3000 W.

Voorts wordt in geen van de genoemde publicaties aandacht besteed aan het probleem van devermcgensfactor (power-factor). Dit probleem ontstaat als de ingangsgelijkspanning van de brugomzetter wordt verkregen door een netwisselspanning gelijk te richten en af te vlakken.Furthermore, none of the aforementioned publications pay attention to the problem of the power factor. This problem arises when the input DC voltage of the bridge converter is obtained by rectifying and smoothing a mains AC voltage.

Hierbij ontstaan hogere harmonische stromen in het voedende net, die tot extra verliezen kunnen leiden in het wissel-spanningsdistributienet, en die smeltveiligheden eerder kunnen doen aanspreken. Ook kan hierdoor vervorming van de spanningsvorm in het voedende wisselspanningsnet optreden.This results in higher harmonic currents in the supply network, which can lead to additional losses in the AC voltage distribution network, and which can trigger fuses earlier. This can also cause deformation of the voltage form in the supplying AC voltage network.

Er zijn schakelingen bekend die dit probleem opvangen. Hierbij wordt echter gebruik gemaakt van een extra zelf- inductie en een extra halfgeleiderschakelelement met bijbehorende stuurschakelingen, hetgeen tot extra kosten leidt en het apparaat omvangrijker maakt.Circuits are known to deal with this problem. However, use is made of an additional inductance and an additional semiconductor switching element with associated control circuits, which leads to additional costs and makes the device more extensive.

Een dergelijke methode is bijv. beschreven in artikel "Simplified Control Algorithm for Active Power Factor Correction" door Neil J. Barabas, Proceedings of the tenth international PCI-85 Conference, pp. 1-9. Een eenvoudiger methode voor power factor correctie in het bijzonder ook voor hoogfrequent voorschakelapparaten is voorts beschreven in "A power Factor Corrected, MOSFET Multiple Output,Such a method is described, for example, in article "Simplified Control Algorithm for Active Power Factor Correction" by Neil J. Barabas, Proceedings of the tenth international PCI-85 Conference, pp. 1-9. A simpler method for power factor correction, in particular also for high-frequency ballasts, is further described in "A power Factor Corrected, MOSFET Multiple Output,

Flyback Switching supply" door J.J. Spangler, Proceedings of the tenth international PCI-85 Conference, pp. 19-32.Flyback Switching supply "by J.J. Spangler, Proceedings of the tenth international PCI-85 Conference, pp. 19-32.

Ook deze methode vereist echter extra vermogenscomponenten en brengt daardoor extra kosten mee.However, this method also requires additional power components and therefore entails additional costs.

Uit NL-A-8600812 en DE-A-3505182 is het bekend om het lampvermogen van een hogedruk gasontladingslamp stabiel te houden en te regelen. Hierbij wordt echter gebruik gemaakt van een lage lampfrequentie.From NL-A-8600812 and DE-A-3505182 it is known to keep and control the lamp power of a high-pressure gas discharge lamp. However, a low lamp frequency is used for this.

Het is algemeen bekend zogenaamde volle brugschakelingen toe te passen voor het omzetten van een gelijkspanning in een wisselspanning met hoge frequentie. Hierbij worden vaak stuurtransformatoren toegepast voor de aansturing van de schakelelementen van de brugschakeling, zonodig gevolgd door een bufferschakeling om de stuuraansluiting van het schakelelement, laagohmig aan te kunnen sturen.It is generally known to use so-called full bridge circuits for converting a DC voltage into a high-frequency AC voltage. Control transformers are often used for controlling the switching elements of the bridge circuit, if necessary followed by a buffer circuit in order to be able to drive the control connection of the switching element with low resistance.

Deze bufferschakelingen hebben dan echter weer voedingsspanning nodig, waarvoor gescheiden wikkelingen van een aparte transformator gebruikt worden, hetgeen vrij veel extra kosten met zich mee brengt en extra ruimte kost.However, these buffer circuits then require supply voltage, for which separate windings from a separate transformer are used, which entails quite a lot of extra costs and extra space.

De uitvinding beoogt een verbeterd hoogfrequent voor-schakelapparaat ter beschikking te stellen, dat betrouwbaar werkt, compact is en relatief goedkoop kan worden gebouwd. Meer in het bijzonder beoogt de uitvinding een hoogfrequent voorschakelapparaat, dat één enkele brugomzetter omvat en waarvan de frequentie over een groot bereik kan worden gevarieerd om het lampvermogen te kunnen regelen. Ook beoogt de uitvinding een hoogfrequent voorschakelapparaat dat de lampen zonder speciale additionele startcircuits kan ontsteken, en waarbij akoestische resonanties worden voorkomen.The object of the invention is to provide an improved high-frequency ballast, which operates reliably, is compact and can be built relatively inexpensively. More particularly, the invention contemplates a high-frequency ballast comprising a single bridge converter, the frequency of which can be varied over a wide range in order to control the lamp power. Another object of the invention is a high-frequency ballast which can ignite the lamps without special additional starting circuits, and which prevents acoustic resonances.

Een ander doel is op eenvoudige wijze een instelling en stabilisatie van het lampvermogen of de lichtintensiteit mogelijk te maken. Nog een ander doel is een geregelde geforceerde koeling van de lamp mogelijk te maken, waardoor nog kompaktere lampen met een grote vermogensdichtheid kunnen worden geconstrueerd, terwijl dan tevens een optimale lamptemperatuur over een groot vermogensbereik kan worden gehandhaafd.Another object is to enable simple adjustment and stabilization of the lamp power or the light intensity. Yet another object is to allow controlled forced cooling of the lamp, which allows to design still more compact lamps with a high power density, while at the same time maintaining an optimum lamp temperature over a wide power range.

Nog een ander doel is een zodanige stuurschakeling voor de vermogensschakelelementen van de brugomzetter te verschaffen, dat geen aparte voedingstransformator nodig is voor de achter de stuurtransformator geschakelde buffertrappen. Een dergelijke stuurschakeling brengt dus weinig extra kosten mee en kan goed geminiaturiseerd worden.Yet another object is to provide such a control circuit for the bridge converter power switching elements that no separate power transformer is required for the buffer stages connected behind the control transformer. Such a control circuit therefore entails little additional costs and can be well miniaturized.

Nog een ander doel is bij voeding uit een wisselspan- ningsnet een goede vermogensfactor te verkrijgen in de grootte-orde van 0,8 a 0,9 zonder gebruik van extra componenten.Yet another object is to obtain a good power factor in the order of 0.8 to 0.9 without using additional components when supplying power from an alternating voltage network.

De volgende maatregelen kunnen bijdragen tot het bereiken van de bovengenoemde doelen.The following measures can contribute to achieving the above goals.

In de eerste plaats kan gebruik worden gemaakt van een brugomzetter bestaande uit vermogens MOSFETS of andere vermogensschakelelementen waarbij aan de uitgangszijde van de brugschakeling de lamp in serie geschakeld is met één of meer stroombegrenzende zelfinducties, terwijl parallel aan de lamp één of meer condensatoren zijn aangebracht. Voorafgaand aan het ontsteken vai de lamp wordt de aanstuur-freguentie van de brug boven de resonantiefreqüentie van de seriekring, gevormd door genoemde stroombegrenzende zelfinducties en condensatoren, gekozen en deze frequentie wordt vervolgens geleidelijk verlaagd, totdat bij een aanstuurfrequentie, die dicht boven de resonantiefreqüentie ligt, een sterke opslingering van de spanning over de lamp optreedt, waardoor deze kan ontsteken. In normaal bedrijf kan frequentiemodulatie van de uitgangsspanning worden toegepast, zodat de akoestische trillingskringen in de lamp niet sterk kunnen worden aangestoten.In the first place, use can be made of a bridge converter consisting of power MOSFETS or other power switching elements in which the lamp is connected in series on the output side of the bridge circuit with one or more current-limiting self-inductors, while one or more capacitors are arranged parallel to the lamp. Prior to ignition of the lamp, the drive frequency of the bridge above the resonant frequency of the series circuit, formed by said current-limiting self-inductors and capacitors, is selected and this frequency is then gradually lowered, until at a drive frequency that is close to the resonant frequency , a strong winding of the voltage across the lamp occurs, which can ignite it. In normal operation, frequency modulation of the output voltage can be applied, so that the acoustic vibration circuits in the lamp cannot be strongly impacted.

In het bijzonder kan de frequentiemodulatie gesynchroniseerd worden met de dubbele netfrequentie. Een hoge frequentie geeft een gering vermogen aan de lamp door toename van de impedantie van de stroombegrenzende spoelen. Door nu de frequentiemodulatie zo te kiezen, dat het meeste vertogen aan de lampen wordt af gegeven rond de positieve en negatieve toppen van de netspanning kan de afvlakconden-sator, die na de netgelijkrichter volgt, klein gehouden worden. Deze dient dan in wezen alleen nog om rond de nuldoorgangen van de netspanning een restgelijkspanning te leveren om via de brugomzetter de lampen in geleidende toestand te houden, echter met een laag momentaan vermogen. De genoemde frequentiemodulatie kan worden verzorgd door een in de besturing van de omvormer opgenomen microprocessor en kost derhalve geen extra componenten.In particular, the frequency modulation can be synchronized with the double mains frequency. A high frequency gives a low power to the lamp due to an increase in the impedance of the current-limiting coils. By now choosing the frequency modulation so that the most discourse is delivered to the lamps around the positive and negative peaks of the mains voltage, the smoothing capacitor which follows the mains rectifier can be kept small. This then essentially only serves to supply a residual DC voltage around the zero crossings of the mains voltage in order to keep the lamps in a conducting state via the bridge converter, but with a low instantaneous power. The said frequency modulation can be provided by a microprocessor included in the control of the inverter and therefore does not cost any additional components.

Verder wordt door meting van lampspanning, ingangsstroom en ingangsspanning van de omzetter en eventueel de lichtintensiteit van de lampen, de bedrijfstoestand van de lampen gecontroleerd. Door in het programma van de microprocessor opgeslagen gegevens kunnen dan de aanstuurfrequen-tie voor de brugomvormer en ventilatorsnelheid zodanig worden ingesteld, dat de lampen het gewenste vermogen of de gewenste lichtintensiteit leveren en tevens de gewenste lamptemperatuur wordt gehandhaafd.Furthermore, the operating condition of the lamps is checked by measuring the lamp voltage, input current and input voltage of the converter and, if necessary, the light intensity of the lamps. Data stored in the microprocessor program then allows the drive frequency for the bridge converter and fan speed to be set so that the lamps provide the desired power or the desired light intensity and also maintain the desired lamp temperature.

Verder wordt de bufferschakeling voor de vermogens-schakelelementen van de brugomzetter, welke bufferschakeling een groot frequentiebereik voor de aansturing van de brugomzetter toelaat, gevoed door een condensator, die tussen de bufferschakeling van het vermogensschakelele-ment dat de uitgangswisselspanning volgt en één van de ingangsvoedingspolen of de hiermee verbonden bufferschakeling is verbonden.Furthermore, the buffer circuit for the bridge converter power switching elements, which buffer circuit permits a wide frequency range for driving the bridge converter, is fed by a capacitor, which is between the buffer circuit of the power switching element which follows the output AC voltage and one of the input supply poles or the associated buffer circuit is connected.

Volgens de uitvinding wordt een voorschakelapparaat voor gasontladingslampen in het bijzonder geschikt voor midden- en hogedruk gasontladingslampen, omvattend een door een gelijkspanningsbron via twee ingangsgelijkspannings-klemmen gevoede brugomvormer met ten minste twee vermogens-schakelelementen, die elk zijn voorzien van een stuurelek-trode, waarbij aan de uitgangszijde van de brugomvormer een uit ten minste één zelfinductie en ten minste één in bedrijf parallel met ten minste één gasontladingslamp verbonden condensator bestaand seriecircuit is verbonden, en waarbij met elke stuurelektrode een bufferschakeling is verbonden, die in bedrijf via een koppelelement door een door een besturingseenheid bestuurde stuurschakeling van besturingssignalen wordt voorzien, daardoor gekenmerkt dat voor het verschaffen van voedingsspanning aan ten minste die bufferschakelingen die zijn verbonden met de stuurelektrode van een vermogensschakelelement waarvoor geldt dat de door het vermogensschakelelement vloeiende stroom in hoofdzaak in fase is met de uitgangswisselspannmg van de brugomzetter telkens een condensator is voorzien, waarvan de ene aansluitklem is verbonden met de anode van een eerste diode waarvan de kathode met de positieve voedingsaansluiting van de desbetreffende buf ferschakelmg is verbonden en met de kathode van een tweede diode, waarvan de anode is verbonden met de negatieve voedingsaansluiting van de desbetreffende bufferschakeling, waarbij de tweede aansluitklem van de condensator is verbonden met een punt dat ongeveer de potentiaal heeft van één der ingangsgelijk-spanningsklemmen.According to the invention, a ballast for gas discharge lamps is particularly suitable for medium and high pressure gas discharge lamps, comprising a bridge converter fed by a DC voltage source via two input DC voltage terminals with at least two power switching elements, each of which is provided with a control electrode. a series circuit consisting of at least one self-inductance and at least one capacitor connected in parallel with at least one gas discharge lamp is connected on the output side of the bridge converter, and a buffer circuit is connected to each control electrode, which is connected in operation via a coupling element by a a control unit-controlled control circuit is provided with control signals, characterized in that for supplying supply voltage to at least those buffer circuits which are connected to the control electrode of a power switching element for which it applies that the The current flow of the field element is substantially in phase with the output AC voltage of the bridge converter, each time a capacitor is provided, one terminal of which is connected to the anode of a first diode, the cathode of which is connected to the positive supply terminal of the relevant buffer circuit and to the cathode of a second diode, the anode of which is connected to the negative power supply terminal of the respective buffer circuit, the second terminal of the capacitor being connected to a point having approximately the potential of one of the input DC voltage terminals.

In het volgende zal de uitvinding nader worden toegelicht met verwijzing naar de bijgevoegde tekening van enkele uitvoeringsvoorbeelden.In the following, the invention will be further elucidated with reference to the accompanying drawing of some exemplary embodiments.

Fig. 1 toont een blokschema van een mogelijke uitvoeringsvorm van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding; fig. 2 en fig. 3 tonen schematisch alternatieve uitvoeringsvormen van een voorschakelapparaat volgens de uitvinding; fig. 4 toont een voorbeeld van een voedingsschakeling voor buffertrappen die in een voorschakelapparaat volgens de uitvinding kunnen worden toegepast; fig. 5 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van een buffertrap; fig. 6 illustreert in een blokschema een mogelijke wijze om een voorschakelapparaat volgens de uitvinding te besturen en te regelen; fig. 7 toont enkele belangrijke golfvormen van stromen en spanningen in een voorschakelapparaat volgens de uitvinding; en fig. 8 toont enkele belangrijke parameters als functie van de tijd, tijdens de ontsteek- en opwarmfase van de lamp.Fig. 1 shows a block diagram of a possible embodiment of a ballast according to the invention; Fig. 2 and Fig. 3 schematically show alternative embodiments of a ballast according to the invention; Fig. 4 shows an example of a supply circuit for buffer stages that can be used in a ballast according to the invention; Fig. 5 schematically shows an exemplary embodiment of a buffer stage; Fig. 6 illustrates in a block diagram a possible way of controlling and controlling a ballast according to the invention; Fig. 7 shows some important waveforms of currents and voltages in a ballast according to the invention; and FIG. 8 shows some important parameters as a function of time, during the ignition and heating phase of the lamp.

In de schakeling volgens fig. 1 wordt een ingangsgelijk-spanning IK, die tussen ingangsklemmen 1 en 2 heerst en bv.In the circuit according to Fig. 1, an input DC voltage IK, which prevails between input terminals 1 and 2, and e.g.

verkregen kan worden door 220 V wisselspanning in een ingangstrap 70 met een gelijkrichter 7 gelijk te richten en met een condensator 72 af te vlakken, omgezet in een hoogfrequent blokspanning. Hiertoe worden bestuurbare schakelelementen 2 en 5 resp. 3 en 4, die een brugomzetter (bruginverter) vormen, beurtelings in de geleidende toestand gebracht. De verkregen blokspanning wordt toegevoerd aan een serieschakeling die in dit voorbeeld wordt gevormd door zelfinducties 6 en 7, en condensator 8. De condensator 8 is parallel met de lamp 9 verbonden.can be obtained by rectifying 220 V AC voltage in an input stage 70 with a rectifier 7 and smoothing it with a capacitor 72, converted into a high-frequency block voltage. Controllable switching elements 2 and 5, respectively. 3 and 4, which form a bridge converter (bridge inverter), are alternately brought into the conductive state. The obtained block voltage is applied to a series circuit which in this example is formed by inductors 6 and 7 and capacitor 8. The capacitor 8 is connected in parallel with the lamp 9.

Voorafgaand aan het ontsteken van de lamp ligt de aanstuurfrequentie van de bruginverter boven de resonantie-frequentie van het seriecircuit gevormd door zelfinducties 6 en 7, en condensator 8. Het seriecircuit is nu inductief en de golfvormen van spanning (op punt A) en de stromen door de schakelelementen zijn als weergegeven in fig.Before igniting the lamp, the drive frequency of the bridge inverter is above the resonant frequency of the series circuit formed by inductors 6 and 7, and capacitor 8. The series circuit is now inductive and the waveforms of voltage (at point A) and the currents through the switching elements are as shown in FIG.

7. Elk schakelelement is voorzien van een vrijloopdiode 12,13,14,15. Een negatieve waarde van de stroom i^/ ii^, i^ resp. , i^, i^2' ^15 ^ete^ent dat de vrijloopdiodes 12,13,14 of 15 in geleiding zijn.7. Each switching element is provided with a freewheeling diode 12,13,14,15. A negative value of the current i ^ / ii ^, i ^ resp. It is confirmed that the freewheeling diodes 12, 13, 14 or 15 are conductive.

Bij hoogfrequent bedrijf van de brug is het van belang, dat eerst de diodes in geleiding komen, en daarna de bestuurbare vermogensschakelelementen, omdat de diodes dan vrij kunnen herstellen, en niet door het tegenoverliggende schakelelement bruut geredresseerd worden, hetgeen tot zeer grote piekstromen en zelfs defect raken van de omvormer kan leiden. De aanstuurfrequentie wordt vervolgens geleidelijk verlaagd en als deze de resonantiefrequentie van bovengenoemde seriekring benadert, wordt de spanning over condensator 8, en dus over de lamp 9, zeer hoog, waardoor de lamp ontsteekt. De lamp belast nu de kring en dempt deze overkritisch, waardoor nu de elementen 6,7 en 8 een laagdoorlaatfilter vormen. De aanstuurfrequentie kan nu nog verder worden verlaagd'en de belasting van de brug blijft daarbij induktief. De weerstand van de ontstoken midden- of hoge druk gasontladinslamp 9 is aanvankelijk zeer laag. Derhalve is dan nog een relatief hoge frequentie van de spanning over circuit 6,7,8,9 nodig.om de impedantie van zelfinductie 6 en 7 zo hoog te houden dat de stroom op een voor de schakelelementen 2,3,4,5 en lamp 9 een acceptabele waarde begrensd blijft. Als de lamp opwarmt, neemt de weerstand van de lamp toe, waardoor bij gelijkblijvende lampstroom de aanstuurfrequentie verder verlaagd kan worden.In high-frequency operation of the bridge, it is important that the diodes first conduct, and then the controllable power switching elements, because the diodes can then recover freely and are not brutally resected by the opposite switching element, which leads to very large peak currents and even failure of the inverter may result. The drive frequency is then gradually lowered and as it approaches the resonant frequency of the above series circuit, the voltage across capacitor 8, and thus across lamp 9, becomes very high, causing the lamp to ignite. The lamp now loads the circuit and dampens it overcritically, so that elements 6,7 and 8 now form a low-pass filter. The drive frequency can now be reduced even further, while the load on the bridge remains inductive. The resistance of the ignited medium or high pressure gas discharge lamp 9 is initially very low. Therefore, a relatively high frequency of the voltage across circuit 6, 7, 8, 9 is still required, in order to keep the impedance of inductance 6 and 7 so high that the current at one for the switching elements 2, 3, 4, 5 and lamp 9 an acceptable value remains limited. As the lamp heats up, the resistance of the lamp increases, so that the driving frequency can be lowered even if the lamp current remains the same.

De uiteindelijke bedrijfstoestand van de lamp wordt door de in fig. 6 weergegeven besturingseenheid, die later zal worden beschreven, bepaald. De besturingseenheid bepaalt op grond van lampspanning, ingangsstroom van de brug, voedingsspanning van de brug, en externe informatie, bijv. gewenst lampvermogen, of verschil tussen gewenste en werkelijke lichtintensiteit, welke aanstuurfrequentie gekozen moet worden. Hierbij leidt een lagere frequentie tot een lagere impedantie van de zelfinducties 6 en 7 en derhalve bij gelijke lampweerstand tot grotere stromen. De topwaarde van lampspanning is hierbij steeds kleiner dan de waarde van de voedingsspanning die op klemmen 1 en 2 wordt aangeboden.The final operating state of the lamp is determined by the control unit shown in Fig. 6, which will be described later. The control unit determines which control frequency should be selected on the basis of lamp voltage, input current of the bridge, supply voltage of the bridge, and external information, e.g. desired lamp power, or difference between desired and actual light intensity. A lower frequency hereby leads to a lower impedance of the self-inductors 6 and 7 and therefore to higher currents with the same lamp resistance. The peak value of lamp voltage is always smaller than the value of the supply voltage that is applied to terminals 1 and 2.

Fig. 2 toont een alternatieve uitvoeringsvorm. In deze uitvoeringsvorm zijn extra condensatoren 16,17,18 en 19 tussen de aansluitklemmen van de lamp en één van de voedingslijnen verbonden, De condensatoren 16,18 zijn met parallel daaraan verbonden weerstanden 20 en 21 als capacitieve spanningsdeler geschakeld, die frequentie-onafhankelijk is, en die de piekspanning zoals die op één zijde van de lamp kan ontstaan, reduceert van bijv.Fig. 2 shows an alternative embodiment. In this embodiment, additional capacitors 16,17,18 and 19 are connected between the terminals of the lamp and one of the supply lines. The capacitors 16,18 are connected as capacitive voltage divider with resistors 20 and 21 connected in parallel, which is frequency independent. , and which reduces the peak voltage as it may arise on one side of the lamp, e.g.

2000 V tot bijv. 10 V. Condensatoren 17,19 en weerstanden 22,23 zijn op soortgelijke wijze verbonden. Een piekspan-ningsdetector IQ is verbonden met het knooppunt tussen de condensatoren 16 en 18, met de genoemde voedingslijn en met het knooppunt tussen de condensatoren 17 en 19.2000 V to 10 V, for example. Capacitors 17.19 and resistors 22.23 are similarly connected. A peak voltage detector IQ is connected to the node between capacitors 16 and 18, to said supply line, and to the node between capacitors 17 and 19.

De piekspanningsdetector kan een stuursignaal 24 aan de besturingseenheid geven bij het overschrijden van een bepaalde waarde van de lampspanning, waarna de aansturing van de brug wordt geblokkeerd en alle vermogensschakelele-menten gesperd worden. De spanningsdrempel waarbij de aansturing wordt gestopt, ligt lager dan de waarde die bij resonantie van het seriecircuit kan optreden, en die meestal bepaald wordt door kernverzadigingsverschijnselen van zelfinducties 6 en 7. De drempelwaarde wordt zo gekozen, dat enerzijds de stromen door de schakelelementen op acceptabele waarden begrensd blijven, terwijl anderzijds de lamp toch nog op betrouwbare wijze kan ontsteken.The peak voltage detector can give a control signal 24 to the control unit when a certain value of the lamp voltage is exceeded, after which the control of the bridge is blocked and all power switching elements are blocked. The voltage threshold at which the driving is stopped is lower than the value that can occur at resonance of the series circuit, which is usually determined by nuclear saturation phenomena of self-inductances 6 and 7. The threshold value is chosen such that on the one hand the currents through the switching elements are at acceptable values remain limited, while on the other hand the lamp can still ignite reliably.

Door op bovengenoemde wijze te werk te gaan, wordt schade aan het voorschakelapparaat als de lamp niet aangesloten is of nog zeer warm is en dan door de hoge gasdruk niet kan ontsteken, voorkomen.By proceeding in the above manner, damage to the ballast if the lamp is not connected or is still very hot and then cannot ignite due to the high gas pressure.

Nog een andere uitvoeringsvorm is weergegeven in fig.3. Hier is vergeleken met een voorbeeld van fig. 2 slechts een halve brug, die de schakelelementen 2 en 3, en de vrijloopdiodes 12 en 13 omvat, toegepast. Tevens is een extra koppelcondensator 11 aanwezig om een gelijkspannings-component in de aanstuurspanning te blokkeren.Yet another embodiment is shown in Figure 3. Here, compared to an example of Fig. 2, only half a bridge comprising the switching elements 2 and 3, and the freewheeling diodes 12 and 13 has been used. An additional coupling capacitor 11 is also provided to block a DC voltage component in the drive voltage.

De lampspanning heeft in dit geval in verhouding tot de bronspanning over de klemmen 1 en 2 bij verder gelijke bedrijfscondities de halve waarde van die in fig. 1 en 2.In this case, the lamp voltage has half the value of that in Figs. 1 and 2 in proportion to the source voltage across terminals 1 and 2, for otherwise equal operating conditions.

In fig. 4 is weergegeven hoe de bufferschakelingen 39 en 40 via welke de vermogensschakelelementen 2,3 worden bestuurd, kunnen worden gevoed. Een condensator 30 is geschakeld tussen de knooppunten van diodepaar 28,29 enerzijds en diodepaar 31,32 anderzijds. Voordat de omvormer begint te werken, worden de bufferschakelingen 39,40 via weerstanden 35 en 36 van voedingsspanning voorzien. De voedingsspanning wordt gestabiliseerd door parallel met de bufferschakelingen verbonden zenerdiodes 34 en 38 en voor hoge frequenties ontkoppeld middels condensatoren 33 en 37. Het is van belang dat de bufferschakelingen 39 en 40 in uitgeschakelde toestand een gering stroomverbruik hebben om onnodige energiedissipatie in de weerstanden 35 en 36 te voorkomen. Zodra de omvormer in werking wordt gesteld en stuursignalen 01 en 02 een stuurschakeling 25 activeren worden via door de stuurschakeling 25 bekrachtigde koppeltransformatoren 26 en 27 de bufferschakelingen aangestuurd. Op punt A ontstaat dan de in .fig. 7 weergegeven blokspanning UA. Deze spanning veroorzaakt het beurtelings op- en ontladen van condensator 30, waarbij beurtelings diodes 28 en 32, resp. diodes 29 en 31 in geleiding komen.Fig. 4 shows how the buffer circuits 39 and 40 via which the power switching elements 2,3 are controlled can be supplied. A capacitor 30 is connected between the nodes of diode pair 28, 29 on the one hand and diode pair 31, 32 on the other. Before the inverter starts to operate, the buffer circuits 39, 40 are supplied with voltage via resistors 35 and 36. The supply voltage is stabilized by zener diodes 34 and 38 connected in parallel with the buffer circuits and decoupled for high frequencies by means of capacitors 33 and 37. It is important that the buffer circuits 39 and 40 in the switched-off state have a low current consumption in order to avoid unnecessary energy dissipation in the resistors 35 and 36. As soon as the converter is put into operation and control signals 01 and 02 activate a control circuit 25, the buffer circuits are driven via torque transformers 26 and 27 energized by the control circuit 25. At point A the in .fig. 7 block voltage UA shown. This voltage causes alternating charging and discharging of capacitor 30, alternating diodes 28 and 32, respectively. diodes 29 and 31 conduct.

De capaciteitswaarde van condensator 30 is zodanig gekozen, dat deze ruimschoots voldoende is om de lading, die nodig is voor de gate-source en gate-drain capaciteiten van de bijv. als MOSFET's, IGBT's, of als Darlington combinatie van MOSFET en BJT uitgevoerde vermogensschakelelementen, te kunnen leveren. Condensator 30 dient tevens als dV/dt-begrenzer, en vermindert de schakelverliezen in de vermogen-schakelelementen. In principe zou de bufferschakeling 40 uit dezelfde voedingsspanning als bijv. de stuurschakeling 25 kunnen worden gevoed en zou éên aansluiting van condensator 30 direct met de negatieve voedingslijn in plaats van met het knooppunt van diode 31 en 32 kunnen worden verbonden. Er treden echter tengevolge van het zeer snelle schakelen (toff£ 30 nsec) grote spanningspieken op, zodat het de voorkeur verdient de voeding voor bufferschakeling 40 toch geïsoleerd, en direct bij het schakel-element 3 resp. 13 aan te bieden en te ontkoppelen middels condensator 37.The capacitance value of capacitor 30 is chosen to be amply sufficient to accommodate the charge required for the gate-source and gate-drain capacities of the power switching elements, e.g., as MOSFETs, IGBTs, or as Darlington combination of MOSFET and BJT , to be able to deliver. Capacitor 30 also serves as a dV / dt limiter, and reduces the switching losses in the power switching elements. In principle, the buffer circuit 40 could be supplied from the same supply voltage as, for example, the control circuit 25, and one connection of capacitor 30 could be connected directly to the negative supply line instead of to the junction of diode 31 and 32. However, as a result of the very fast switching (about 30 nsec), large voltage peaks occur, so that it is preferable to isolate the power supply for buffer circuit 40, and directly at the switching element 3, respectively. 13 and disconnect it by capacitor 37.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de bufferschakeling 39 is weergegeven in fig. 5. Dezelfde schakeling kan voor de andere bufferschakelingen worden toegepast. De uitgangs-spanning van transformator 26, wordt gedipt door een netwerk bestaande uit diodes 42,43 en zenerdiodes 41,44 en heeft dan de vorm zoals weergegeven in fig. 7 bij U26, resp. U27 voor bufferschakeling 40. Schakelelement 2 wordt in geleiding gebracht door een positieve spanning uit trafo 26, waardoor transistor 47 in de geleidende toestand wordt gebracht. De emitter van de transistor is met de stuurelektrode van het schakelelement verbonden en met de hoofdstroomketen van een P-kanaal veldeffekttransistor 51.An exemplary embodiment of the buffer circuit 39 is shown in Fig. 5. The same circuit can be used for the other buffer circuits. The output voltage of transformer 26 is dipped through a network consisting of diodes 42,43 and zener diodes 41,44 and then has the form shown in FIG. 7 at U26, respectively. U27 for buffer circuit 40. Switch element 2 is turned on by a positive voltage from transformer 26, whereby transistor 47 is turned on. The emitter of the transistor is connected to the control electrode of the switching element and to the main circuit of a P-channel field effect transistor 51.

Het is hierbij van belang dat de stuurspanning op de basis van transistor 47 lager is dan de spanning op de collector van deze transistor, zodat deze niet verzadigt en zeer snel uit geleiding kan worden gebracht. Voor het uitschakelen van het schakelelement wordt de uitgangsspan-ning van trafo 26 negatief en wordt P-kanaal FET 51 in geleiding gebracht. Een tussen de secundaire wikkeling van de transformator en de basis van de transistor verbonden diode 46 blokkeert nu en door de werking van een tussen basis en emitter verbonden diode 48 en een de diode 46 overbruggende weerstand 52 wordt een negatieve voorspanning van ca. 0.7 V op de basis-emitter overgang van transistor 47 aangeboden.It is important here that the control voltage on the base of transistor 47 is lower than the voltage on the collector of this transistor, so that it does not saturate and can be dissipated very quickly. To switch off the switching element, the output voltage of transformer 26 becomes negative and P-channel FET 51 is turned on. A diode 46 connected between the secondary winding of the transformer and the base of the transistor now blocks and the action of a diode 48 connected between the base and the emitter and a resistor 52 bridging the diode 46 causes a negative bias of about 0.7 V at the base-emitter junction of transistor 47 is presented.

Zoals uit fig. 7 blijkt, vindt in normaal bedrijf het inschakelen van het schakelelement plaats als de parallel geschakelde vrijloopdiode reeds in geleiding is. Hierdoor hoeft het buffercircuit niet de Miller-drain-gate capaciteit te laden en kan voor de met de stuurelektrode verbonden weerstand 49 een relatief hoogohmige waarde gekozen worden. Door deze keuze wordt dan voorkomen dat bij de eerste maal inschakelen van het schakelelement een te grote piekstroom gaat lopen ten gevolge van het ontladen van condensator 30. Bij het afschakelen van het schakelelement is de Miller drain-source capaciteit echter wel werkzaam. Om nu bij hoge bedrijfsfrequenties de scha-kelverliezen tot een minimum te beperken, is een lage afschakelweerstand nodig, die in dit geval door de kanaal-weerstand van MOSFET-transistor 51 gevormd wordt.As can be seen from Fig. 7, switching on of the switching element takes place in normal operation when the parallel-connected freewheeling diode is already conducting. As a result, the buffer circuit does not have to load the Miller-drain-gate capacity and a relatively high-resistance value can be selected for the resistor 49 connected to the control electrode. This choice then prevents an excessive peak current from flowing when the switching element is switched on for the first time as a result of the discharge of capacitor 30. However, the Miller drain-source capacity is effective when the switching element is switched off. In order to minimize the switching losses at high operating frequencies, a low switching resistance is required, which in this case is formed by the channel resistance of MOSFET transistor 51.

Een dimensioneringsvoorbeeld volgt hieronder.A sizing example follows below.

MOSFET schakelaars 2,3,4,5: 500 V-types met een aan-weerstand van 0.3 ohm en eoidrain-stroom van 13 A continu en 50 A piek.MOSFET switches 2,3,4,5: 500 V types with an on-resistance of 0.3 ohm and egg drain current of 13 A continuous and 50 A peak.

Voedingsspanning: 250-380 VDC Weerstandwaarde van weerstand 49: 47 Ohm.Supply voltage: 250-380 VDC Resistance value of resistor 49: 47 Ohm.

Kanaalweerstand van FET 51: 10 Ohm.Channel resistance of FET 51: 10 Ohm.

Uitgangsspanning van trafo 26: +12V en -12V,Output voltage of transformer 26: + 12V and -12V,

Voedingsspanning van bufferschakeling 39 en 40: 15V.Supply voltage of buffer circuit 39 and 40: 15V.

Dode tijd td: 500 nsec.Dead time td: 500 nsec.

Lampvermogen: 1200 W, Brandspanning 150 V effectief.Lamp power: 1200 W, Fire voltage 150 V effective.

Een mogelijke uitvoeringsvorm van de besturingsinrich-ting van het voorschakelapparaat is getoond in fig. 6.A possible embodiment of the control device of the ballast is shown in Fig. 6.

Een besturingseenheid 54, die kan zijn uitgerust met een microcomputer, ontvangt via een optisch koppellid 55 informatie van de buitenwereld 56. Deze informatie kan zijn: lamp aan/uit, gewenst lampvermogen, gewenste lichtintensiteit, gemeten lichtintensiteit. Verder meet deze besturingseenheid de volgende interne grootheden: de ingangsspanning U. tussen klem 1 en 2; de gemiddelde ingangsstroom van de brugomvormer door meting van de spanningsval over een weerstand 63 met aansluitingen 61 en 62 zonodig via een niet getoond laagdoorlaatfilter; en de lampspanning gemeten door schakeling 10 en doorgegeven via signaal 64. Verder kan de microcomputer, die zonodig van een eigen batterij-voeding kan zijn voorzien, gegevens uit het verleden vast houden. Deze gegevens kunnen de brandduur, het tijdstip van doven, etc. omvatten.A control unit 54, which can be equipped with a microcomputer, receives information from the outside world 56 via an optical coupling member 55. This information can be: lamp on / off, desired lamp power, desired light intensity, measured light intensity. Furthermore, this control unit measures the following internal variables: the input voltage U. between terminals 1 and 2; the average input current of the bridge inverter by measuring the voltage drop across a resistor 63 with terminals 61 and 62 if necessary via a low-pass filter (not shown); and the lamp voltage measured by circuit 10 and transmitted via signal 64. Furthermore, the microcomputer, which can be provided with its own battery supply if necessary, can retain data from the past. These data may include the burning time, the time of extinction, etc.

Voorts kan de besturingseenheid 54 in afhankelijkheid van signaal 64 via een stuurschakeling 65 een ventilator 66 besturen voor lampkoeling. De belangrijkste uitgangs-grootheid van de besturingseenheid bestaat uit een signaal 58 voor een spanningsbestuurde oscillator 57, die weer de ingangssignalen 01 en 02 (59 en 60) voor de stuurschakeling 25 genereert. De besturingseenheid zorgt ervoor dat voorafgaand aan het ontsteken van de lamp de aanstuurfrequentie boven de serieresonantiefrequentie van het eerder genoemde seriecircuit ligt, en dat deze frequentie geleidelijk wordt verlaagd, totdat de lampen ontsteken, of de of de maximum piekspanningswaarde voor de seriekring, gemeten door schakeling 10 wordt overschreden. Voorts bepaalt de besturingseenheid vervolgens op grond van de gemeten lampspanning, de ingangsstroom van de omvormer en de ingangsspanning van de omvormer de gewenste uitgangs-frequentie. Deze zal in het algemeen zo laag mogelijk gekozen worden om de lamp zo snel mogelijk op temperatuur te brengen, zonder dat hierbij de eerder genoemde bedrijfs-parameters overschreden worden.Furthermore, depending on signal 64, the control unit 54 can control a fan 66 for lamp cooling via a control circuit 65. The main output quantity of the control unit consists of a signal 58 for a voltage-controlled oscillator 57, which in turn generates the input signals 01 and 02 (59 and 60) for the control circuit 25. The control unit ensures that prior to lamp ignition, the driving frequency is above the series resonant frequency of the aforementioned series circuit, and that this frequency is gradually decreased until the lamps ignite, or the or the maximum peak voltage value for the series circuit, measured by circuit 10 is exceeded. Furthermore, the control unit then determines the desired output frequency on the basis of the measured lamp voltage, the input current of the inverter and the input voltage of the inverter. This will generally be chosen as low as possible in order to bring the lamp to temperature as quickly as possible, without thereby exceeding the aforementioned operating parameters.

Indien geforceerde koeling wordt toegepast, zal de besturingseenheid vanaf het moment dat de lampspanning de bij het gemeten vermogen behorende waarde die overeenstemt met de optimale werktemperatuur van de lamp heeft gekregen de lampspanning constant houden door de ventilator op geschikte wijze te besturen. Zou dit niet gebeuren, dan zou de gasdruk in de lamp door temperatuurverhoging verder oplopen, hetgeen in een hogere lampspanning zou resulteren.If forced cooling is used, the control unit will keep the lamp voltage constant from the moment the lamp voltage has reached the value corresponding to the measured power corresponding to the optimum working temperature of the lamp by controlling the fan appropriately. Should this not happen, the gas pressure in the lamp would increase further due to an increase in temperature, which would result in a higher lamp voltage.

De lampspanningen en bijbehorende temperaturen worden tevoren aan één of enkele exemplaren van de te voeden lampen gemeten, waarna deze gegevens in het besturingsprogramma van de microcomputer worden verwerkt. Het stuursignaal voor de spanningsbestuurde oscillator kan in amplitude gemoduleerd worden met een frequentie van bijv. ca. 100 Hz tot ca. 1 kHz. Het stuursignaal voor de brugomvormer wordt hierdoor in frequentie gemoduleerd waardoor akoestische resonanties in de lampen voorkomen kunnen worden. Het is mogelijk de arbeidscyclus van de besturing of zowel de frequentie als de arbeidscyclus te moduleren met vergelijkbare frequenties. In dat geval zal tevens een laag-frequente "off-set" stroom door de lamp gaan lopen die resonanties in het gas mogelijkerwijs kan verhinderen.The lamp voltages and associated temperatures are previously measured on one or a few copies of the lamps to be fed, after which this data is processed in the control program of the microcomputer. The control signal for the voltage controlled oscillator can be amplitude modulated with a frequency of, for example, about 100 Hz to about 1 kHz. The control signal for the bridge inverter is hereby modulated in frequency, so that acoustic resonances in the lamps can be prevented. It is possible to modulate the duty cycle of the controller or both the frequency and duty cycle with comparable frequencies. In that case, a low-frequency "off-set" current will also pass through the lamp, which may possibly prevent resonances in the gas.

In het bijzonder kan de frequentiemodulatie synchroon verlopen met de dubbele netfrequentie, waarbij dan rond de negatieve en positieve toppen van de netspanning een groot vermogen aan de lampen geleverd wordt door een lage aanstuurfrequentie te kiezen, en rond de nuldoorgangen een gering vermogen. De afvlakcondensator, die met de netgelijkrichter is verbonden behoeft dan slechts een kleine waarde te hebben. Het referentiesignaal, nodig om deze frequentiemodulatie te synchroniseren kan de gelijk-spanningsrimpel zijn van de afgevlakte netspanning, die tevens voedingsspanning voor de brug is. Op deze wijze is een power factor van 0,8 I 0,9 realiseerbaar.In particular, the frequency modulation can be synchronous with the double mains frequency, in which case a large power is supplied to the lamps around the negative and positive peaks of the mains voltage by selecting a low driving frequency, and a small power around the zero crossings. The smoothing capacitor connected to the mains rectifier then need only have a small value. The reference signal required to synchronize this frequency modulation may be the DC ripple of the smoothed mains voltage, which is also the supply voltage for the bridge. In this way a power factor of 0.8 I 0.9 can be realized.

Een typisch verloop in de tijd van de parameters, die optreden bij ontsteken, starten, branden en koelen van de lampen is weergegeven in fig. 8. Achtereenvolgens zijn weergegeven het verloop van de topwaarde van de lamp-spanning ü-lamp, de topwaarde van de lampstroom i-lamp, de aanstuurfrequentie van de omvormer "freq.", de luchtverplaatsing van de ventilator "a(ir)f(low)", waarbij zeer lage toerentallen gerealiseerd kunnen worden door aan/uit regeling van de ventilator, en de lichtintensiteit, gewogen volgens een bepaalde spectrale verdeling, "l(ight) o(utput)".A typical temporal progression of the parameters which occur during ignition, starting, burning and cooling of the lamps is shown in Fig. 8. The progression of the peak value of the lamp voltage ü-lamp, the peak value of the lamp current i-lamp, the drive frequency of the inverter "freq.", the air displacement of the fan "a (ir) f (low)", whereby very low speeds can be achieved by on / off control of the fan, and the light intensity, weighted according to a certain spectral distribution, "l (ight) o (utput)".

De tijdschaal in interval A is 10 msec/schaaldeel, in interval B 1 min/schaaldeel. Op tijdstip tO wordt de omvormer in werking gesteld onder invloed van een extern stuurcommando "aan". De gewenste lichtintensiteit heeft niveau 1. De omvormer wordt gestart op de hoogste frequentie, waarna de frequentie continu wordt verlaagd. Op tijdstip tl ligt de frequentie nabij de resonantiefrequentie frÊS en is de spanning over het serieresonantiecircuit zo hoog opgeslingerd, dat de lamp ontsteekt. De verlaging van de frequentie gaat door, totdat op tijdstip t2 de maximum toelaatbare waarde van de lamppiekstrook is bereikt.The time scale in interval A is 10 msec / division, in interval B 1 min / division. At time tO the inverter is started up under the influence of an external control command "on". The desired light intensity has level 1. The inverter is started at the highest frequency, after which the frequency is continuously decreased. At time t1 the frequency is close to the resonant frequency frÊS and the voltage across the series resonant circuit is so high that the lamp ignites. The frequency reduction continues until the maximum permissible value of the lamp peak strip is reached at time t2.

Deze waarde wordt niet direct gemeten, maar bepaald op grond van het ingangsvermogen van de omzetter (produkt ingangsstroom en ingangsspanning) en de lampspannmg. Vervolgens warmt de lamp op, waardoor de lampspanning toeneemt. De waarde i-lamp wordt nu, uitgaande van de bovenbeschreven indirecte meting, ongeveer constant gehouden.This value is not measured directly, but determined on the basis of the input power of the converter (product input current and input voltage) and the lamp voltage. Then the lamp heats up, causing the lamp voltage to increase. The i-lamp value is now kept approximately constant, based on the indirect measurement described above.

Als basis voor de berekening kan dienen dat het lamp-vermogen P-lamp wordt gegeven door: P-lamp = Cl . i-lamp.ü-lampThe basis for the calculation can be that the lamp power P-lamp is given by: P-lamp = Cl. i-lamp.ü-lamp

Hierbij is Cl een constante die afhankelijk is van de golfvorm van lampspanning en lampstroom. Tevens wordt aangenomen, dat de lamp op te vatten is als een zuiver resistief, lineair element. Als de golfvorm tijdens het opwarmen constant blijft, evenals het rendement η van de omvormer, en voorts wordt aangenomen dat de omvormer met een zuivere gelijkspanning U-i wordt gevoed en uit deze bron een gemiddelde stroom I-i opneemt, dan geldt: P-lamp = η .P-i ofCl is a constant which depends on the waveform of lamp voltage and lamp current. It is also assumed that the lamp can be regarded as a purely resistive, linear element. If, during the warm-up, the waveform remains constant, as does the efficiency η of the inverter, and it is further assumed that the inverter is supplied with a pure DC voltage Ui and that it draws an average current Ii from this source, then: P-lamp = η. Pi or

Cl i-lamp ü-lamp = η.ϋ-i.I-i ofCl i lamp ü lamp = η.ϋ-i.I-i or

Figure NL9000680AD00161

Bij bekende η en Cl kan dus i-lamp inderdaad door de in de besturingseenheid aanwezige processor worden berekend uit U-i, I-i en ü-lamp welke gemeten worden.With known η and Cl, therefore, i-lamp can indeed be calculated by the processor present in the control unit from U-i, I-i and ü-lamp which are measured.

Als de eerder beschreven frequentiemodulatie synchroon met de dubbele netfrequentie wordt toegepast blijven bovengenoemde relaties momentaan gelden, ofschoon de parameters zelf binnen een halve netperiode periodiek variëren. De microprocessor kan nu door middeling van de berekende momentane vermogens, de frequentie zodanig regelen, dat het gemiddelde lampvermogen constant gehouden wordt, dat de maximum toelaatbare stromen door de schakelelementen niet worden overschreden en dat de grootste ingangsstroom loopt rond de maxima en minima van de netspanning. Het microprocessorprogramma kan daartoe een aantal voorgeprogrammeerde modulatiecurves bevatten of een algoritme om deze modulatiecurves te genereren, waarbij in het bijzonder de rimpel van de gelijkspanning U-i gebruikt kan worden als referentiesignaal voor de frequentiemodulatie, zodat geen extra componenten nodig zijn. Op tijdstip t3 is de gewenste waarde van de lichtintensiteit bereikt. De lamp-temperatuur is echter nog niet optimaal. Op tijdstip t4 wordt de optimale werktemperatuur van de lamp bereikt.When the previously described frequency modulation is applied synchronously with the double mains frequency, the above-mentioned relationships remain valid for the time being, although the parameters themselves vary periodically within half a mains period. The microprocessor can now control the frequency, by means of the calculated instantaneous powers, in such a way that the average lamp power is kept constant, that the maximum permissible currents through the switching elements are not exceeded and that the largest input current is around the maximum and minimum of the mains voltage. . The microprocessor program may therefore contain a number of pre-programmed modulation curves or an algorithm to generate these modulation curves, in particular the ripple of the DC voltage U-i can be used as a reference signal for the frequency modulation, so that no additional components are required. At time t3 the desired value of the light intensity has been reached. However, the lamp temperature is not yet optimal. The optimum working temperature of the lamp is reached at time t4.

De lampspanning stijgt nu nog iets verder en de lampstroom zakt nog iets, waarbij de verhouding lampstroom/lampspanning als regelgrootheid voor de luchtverplaatsing van de ventilator wordt gebruikt. Op tijdstip t5 is een thermisch stabiele situatie ontstaan. Op tijdstip t6 wordt door een extern signaal een nieuwe gewenste lichtintensiteit 2 voorgeschreven. Deze wordt vrijwel onmiddellijk bereikt door lampspanning en lampstroom d.m.v. frequentieregeling bij te stellen.The lamp voltage now increases a little further and the lamp current drops slightly, using the lamp current / lamp voltage ratio as the control variable for the air displacement of the fan. A thermally stable situation has arisen at time t5. At time t6, a new desired light intensity 2 is prescribed by an external signal. This is achieved almost immediately by lamp voltage and lamp current by means of adjust frequency control.

De lampen hebben nu reeds de juiste temperatuur. Een geringe verandering in de verhouding lampspanning/lampstroom dient nu weer als regelgrootheid voor de luchtverplaatsing van de ventilator, zodat tenslotte op tijdstip t7 een nieuw thermisch evenwicht is ontstaan.The lamps are already at the right temperature. A slight change in the lamp voltage / lamp current ratio again serves as a control variable for the air displacement of the fan, so that a new thermal equilibrium is finally reached at time t7.

Zoals eerder vermeld zal aan de hand van temperatuur-metingen aan lampen een optimaal regelprogramma moeten worden samengesteld. Deze temperatuurmetingen vinden éénmalig vooraf plaats. Desgewenst kan ook gecorrigeerd worden bij veroudering van de lampen. Ook kan bepaalde verhouding lampvermogen/lichtoutput gebruikt worden om aan te geven dat de lampen aan het einde van hun levensduur zijn gekomen en vervangen dienen te worden. Dit kan dan door een signaal via koppellid 55 aan de buitenwereld 56 worden kenbaar gemaakt.As mentioned earlier, an optimal control program must be compiled on the basis of temperature measurements on lamps. These temperature measurements take place once in advance. If desired, correction can also be made when the lamps age. Also, a certain lamp power / light output ratio can be used to indicate that the lamps have reached the end of their life and need to be replaced. This can then be made known to the outside world 56 by a signal via coupling member 55.

Claims (23)

1. Voorschakelapparaat voor gasontladingslampen in het bijzonder geschikt voor midden- en hogedruk gasontladingslampen, omvattend een door een gelijkspanningsbron via twee ingangsgelijkspanningklemmen gevoede brugomvormer met ten minste twee vermogensschakelementen, die elk zijn voorzien van een stuurelektrode, waarbij aaide uitgangszijde van de brugomvormer een uit ten minste één zelfinductie en ten minste één in bedrijf parallel met ten minste één gasontladingslamp verbonden condensator bestaand seriecircuit is verbonden, en waarbij met elke stuurelektrode een buffer-schakeling is verbonden, die in bedrijf via een koppelelement door een door een besturingseenheid bestuurde stuurschake-ling van besturingssignalen wordt voorzien, met het kenmerk, dat voor het verschaffen van voedingsspanning aan ten minste die bufferschakelingen (39) , die zijn verbonden met de stuurelektrode van een vermogensschakel-element (2; 4) waarvoor geldt dat de door het vermogens-schakelelement vloeiende stroom in hoofdzaak in fase is met de uitgangswisselspanning van de brugomzetter telkens een condensator (30) is voorzien, waarvan de ene aansluit-klem is verbonden met de anode van een eerste diode (28) waarvan de kathode met de positieve voedingsaansluiting van de desbetreffende bufferschakeling is verbonden en met de kathode van een tweede diode (29) , waarvan de anode is verbonden met de negatieve voedingsaansluiting van de desbetreffende bufferschakeling (39) , waarbij de tweede aansluitklem van de condensator (30) is verbonden met een punt dat ongeveer de potentiaal heeft van één der ingangsgelijkspanningsklemmen (1,2) .A ballast for gas discharge lamps, particularly suitable for medium and high pressure gas discharge lamps, comprising a bridge converter fed by a DC voltage source via two input DC voltage terminals with at least two power switching elements, each comprising a control electrode, the output side of the bridge converter being one of at least one self-inductance and at least one capacitor series circuit connected in parallel with at least one gas discharge lamp is connected, and a buffer circuit is connected to each control electrode, which in operation is controlled via a coupling element by a control circuit of control signals controlled by a control unit is provided, characterized in that for supplying supply voltage to at least those buffer circuits (39), which are connected to the control electrode of a power switching element (2; 4), for which the current flowing through the power switching element The current is substantially in phase with the output AC voltage of the bridge converter, each time a capacitor (30) is provided, the one terminal of which is connected to the anode of a first diode (28), the cathode of which is connected to the positive supply terminal of the relevant buffer circuit is connected and to the cathode of a second diode (29), the anode of which is connected to the negative power supply terminal of the respective buffer circuit (39), the second terminal of the capacitor (30) being connected to a point approximately potential of one of the DC input terminals (1,2). 2. Voorschakelapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de tweede aansluitklem van de condensator (30) is verbonden met de anode van een derde diode (31) waarvan de kathode is verbonden met de positieve voedings·-aansluiting van een tweede bufferschakeling (40), die is verbonden met de stuurelektrode van een vermogensschakel-element (3?5) , waarvoor geldt, dat de door het vermogens-schakelelement vloeiende stroom in tegenfase is met de uitgangswisselspanning van de brugomzetter, waarbij de tweede aansluitklem van de condensator (30) tevens is verbonden met de kathode van een vierde diode (32), waarvan de anode met de negatieve voedingsaansluiting van de tweede bufferschakeling en met één der ingangsgelijkspanningsklem-men is verbonden.Ballast according to claim 1, characterized in that the second terminal of the capacitor (30) is connected to the anode of a third diode (31), the cathode of which is connected to the positive power supply terminal of a second buffer circuit ( 40), which is connected to the control electrode of a power switching element (3? 5), for which it holds that the current flowing through the power switching element is in antiphase with the output voltage of the bridge converter, the second terminal of the capacitor ( 30) is also connected to the cathode of a fourth diode (32), the anode of which is connected to the negative power terminal of the second buffer circuit and to one of the DC input terminals. 3. Voorschakelapparaat volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de besturingseenheid is ingericht om voorafgaand aan het ontsteken van de gasontladingslamp de brugschakeling zodanig aan te sturen, dat de frequentie van de uitgangspanning boven de resonantiefrequentie van het seriecircuit (6,7,8) ligt, en de frequentie vervolgens geleidelijk te verlagen.Ballast according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit is arranged to control the bridge circuit prior to igniting the gas discharge lamp such that the frequency of the output voltage exceeds the resonant frequency of the series circuit (6.7, 8), and then gradually lower the frequency. 4. Voorschakelapparaat volgens een der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een lampspanningsdetector (10), die met de te voeden lamp (9) is verbonden en die een stuursignaal (24) verschaft zodra de over de lamp (9) heersende spanning een voorafbepaalde drempelwaarde overschrijdt, welk signaal blokkering van de vermogensscha-kelelementen (2 t/m 5) tot gevolg heeft.Ballast according to any one of the preceding claims, characterized by a lamp voltage detector (10) which is connected to the lamp (9) to be supplied and which provides a control signal (24) as soon as the voltage prevailing over the lamp (9) exceeds a predetermined threshold value , which signal results in blocking of the power switching elements (2 to 5). 5. Voorschakelapparaat volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het door de lampspanningsdetector (10) verschafte stuursignaal (24) wordt toegevoerd aan de besturingseenheid (54) .Ballast according to claim 4, characterized in that the control signal (24) provided by the lamp voltage detector (10) is supplied to the control unit (54). 6. Voorschakelapparaat volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de lampspanningsdetector (10) via capaci tieve spanningsdelers (16,18; 17,19) is verbonden met de aansluitklemmen van de te voeden gasontladingslamp (9) .Ballast according to claim 4 or 5, characterized in that the lamp voltage detector (10) is connected to the terminals of the gas discharge lamp (9) to be supplied via capacitive voltage dividers (16, 18; 17, 19). 7. Voorschakelapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat elke bufferschakeling een transistor (47) omvat waarvan de collector met de positieve voedingsaansluiting is verbonden en waarvan de emitter via een relatief hoogohmige weerstand (49) met de stuurelektrode van een vermogensschakelelement (2;3;4;5) is verbondei, terwij 1 de emitter voorts via een P-kanaal veldeffecttr; nsistor (51) met de negatieve voedingsaansluiting is verbonden.Ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that each buffer circuit comprises a transistor (47), the collector of which is connected to the positive power supply terminal, the emitter of which, via a relatively high-resistance resistor (49), to the control electrode of a power switching element ( 2; 3; 4; 5) is connected, while 1 the emitter further via a P-channel field effect; nsistor (51) is connected to the negative power supply terminal. 8. Voorschakelapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de besturingseenheid (54) is verbonden met een optisch koppellid (55), dat externe informatie omtrent de momentane brandtoestand van de lamp en de gewenste brandtoestand van de lamp kan ontvangen en kan doorgeven aan de besturingseenheid.Ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit (54) is connected to an optical coupling member (55), which can receive and receive external information about the current burning state of the lamp and the desired burning state of the lamp. pass it on to the control unit. 9. Voorschakelapparaat volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de besturingseenheid (54) is ingericht om de ingangsspanning (LL) , de gemiddelde ingangsstroom van de brugomvormer te meten.Ballast according to claim 8, characterized in that the control unit (54) is adapted to measure the input voltage (LL), the average input current of the bridge converter. 10. Voorschakelapparaat volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat de besturingseenheid (54) is voorzien van een geheugen, waarin gegevens over de levensloop van een lamp zijn opgeslagen.Ballast according to claim 8 or 9, characterized in that the control unit (54) is provided with a memory in which data about the life cycle of a lamp are stored. 11. Voorschakelapparaat volgens conclusies 4 en 9, met het kenmerk, dat de besturingseenheid is ingericht om uitgaande van de door lampspanningsdetector (10) gemeten lampspanning, de ingangsstroom en de ingangsspanning (ÏL·) van de omvormer de optimale frequentie van de uitgangsspan-ning (U^) te bepalen.Ballast according to claims 4 and 9, characterized in that the control unit is adapted to determine the optimum frequency of the output voltage based on the lamp voltage measured by the lamp voltage detector (10), the input current and the input voltage (ÏL ·) of the inverter. (U ^). 12. Voorschakelapparaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de besturingseenheid is ingericht om op basis van de gemeten lampspanning, de ingangsstroom en de uitgangsspanning van de omvormer het lampvermogen (P-lamp) te berekenen, en vervolgens, indien na het ontsteken van de lamp de lampspanning de bij het vermogen behorende, met de optimale werktemperatuur overeenstemmende waarde heeft verkregen, de lampspanning constant te houden middels besturing van een ventilator, die de lamp kan koelen.Ballast according to claim 11, characterized in that the control unit is arranged to calculate the lamp power (P lamp) on the basis of the measured lamp voltage, the input current and the output voltage of the inverter, and then, if after ignition of the the lamp has obtained the lamp voltage the value corresponding to the power corresponding to the optimum working temperature, to keep the lamp voltage constant by controlling a fan which can cool the lamp. 13. Voorschakelapparaat volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de ventilator zodanig wordt bestuurd dat de verhouding lampspanning/lampstroom in hoofdzaak constant blijft.Ballast according to claim 12, characterized in that the fan is controlled in such a way that the lamp voltage / lamp current ratio remains substantially constant. 14. Voorschakelapparaat volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de besturingseenheid van de omvormer tijdens het opwarmen van de lampen op grond van gemeten waarde van ingangsgelijkspanning, ingangsgelijkstroom en uitgangslampspanning, de aanstuurfrequentie van de vermogensschakelelementen zodanig regelt, dat de maximaal toelaatbare lampstroom niet wordt overschreden.Ballast according to claim 11, characterized in that, during the heating of the lamps, the control unit of the inverter controls the drive frequency of the power switching elements on the basis of the measured value of the input DC voltage, input DC current and output lamp voltage, so that the maximum permissible lamp current is not exceeded. 15. Voorschakelapparaat volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de frequentie van de brugomvormer zodanig wordt geregeld, dat de lampstroom tijdens het opwarmen een voorafbepaalde nominale waarde heeft.Ballast according to claim 12, characterized in that the frequency of the bridge inverter is regulated such that the lamp current has a predetermined nominal value during the heating-up. 16. Voorschakelapparaat volgens een der conclusies 8 t/m 15, met het kenmerk, dat de besturingseenheid is ingericht om de gemeten lichtintensiteit van de lamp te vergelijken met de gewenste lichtintensiteit van de lamp en bij afwijking de gemiddelde aanstuurfrequentie van de vermogensschakelelementen zodanig te wijzigen dat de gewenste lichtintensiteit wordt bereikt.Ballast according to any one of claims 8 to 15, characterized in that the control unit is adapted to compare the measured light intensity of the lamp with the desired light intensity of the lamp and, in case of deviation, to change the average control frequency of the power switching elements that the desired light intensity is achieved. 17. Voorschakelapparaat volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de besturingseenheid is voorzien van een modulator, die de aanstuurfrequentie van de vermogensschakelelementen kan moduleren.Ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit is provided with a modulator capable of modulating the control frequency of the power switching elements. 18. Voorschakelapparaat volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de modulator een spanningsbestuurde oscillator (57) omvat, waarvan het stuursignaal door de besturingseenheid in amplitude gemoduleerd kan worden en waarvan de uitgangssignalen aan de stuurschakeling (25) worden toegevoerd.Ballast according to claim 17, characterized in that the modulator comprises a voltage-controlled oscillator (57), the control signal of which can be modulated in amplitude by the control unit and the output signals of which are fed to the control circuit (25). 19. Voorschakelapparaat volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de besturingseenheid is voorzien van een modulator, die de arbeidscyclus van het bestaringssignaal voor de vermogensschakelelementen kan moduleren.Ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit is provided with a modulator which can modulate the operating cycle of the charging signal for the power switching elements. 20. Voorschakelapparaat volgens een der voorafgaande conclusies met het kenmerk, dat zowel arbeidscyclus als frequentie van het besturingssignaal worden gemoduleerd.Ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that both duty cycle and frequency of the control signal are modulated. 21. Voorschakelapparaat volgens conclusie 19 of 20, waarbij de ingangsgelijkspanning voor de brugomvormer wordt verkregen uit een wisselspanningsbron, door de wisselspanning dubbelfasig gelijk te richten en af te vlakken, met het kenmerk, dat de modulatie als gevolg van duty-cycle en/of frequentiemodulatie van het besturingssignaal van de brugomvormer synchroon plaats vindt met de dubbele frequentie van de wisselspanningsbron, waarbij de fase van de modulatie zodanig is gekozen, dat de omvormer rond de positieve en negatieve toppen van de ingangswisselspan-ningde grootste stroom opneemt, en rond de nuldoorgangen van de ingangswisselspanning de kleinste stroom.Ballast according to claim 19 or 20, wherein the input DC voltage for the bridge converter is obtained from an AC voltage source, by rectifying and smoothing the AC voltage in two phases, characterized in that the modulation due to duty cycle and / or frequency modulation of the control signal of the bridge inverter takes place synchronously with the double frequency of the AC voltage source, the phase of the modulation being selected such that around the positive and negative peaks of the input AC voltage, the inverter absorbs the largest current, and around the zero crossings of the input AC voltage is the smallest current. 22. Voorschakelapparaat volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat voor de bepaling van de juiste fase van genoemde modulatie, de wisselspanningscomponent van de ingangsgelijkspanning van de brugomvormer als referentie-signaal wordt gebruikt.Ballast according to claim 21, characterized in that the AC voltage component of the DC input voltage of the bridge converter is used as the reference signal for determining the correct phase of said modulation. 23. Voorschakelapparaat volgens een der conclusies 12 t/m 22, met het kenmerk, dat de besturingseenheid is ingericht om, als de verhouding tussen het door de besturingseenheid berekend lampvermogen en de lichtintensiteit een bepaalde waarde overschrijdt, een signaal te verschaffen, dat aangeeft dat de lamp vervangen dient te worden.A ballast according to any one of claims 12 to 22, characterized in that the control unit is arranged to provide a signal indicating that the ratio between the lamp power calculated by the control unit and the light intensity exceeds a certain value, that the lamp needs to be replaced.
NL9000680A 1989-03-22 1990-03-22 HIGH-FREQUENT BALLAST. NL9000680A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8900703 1989-03-22
NL8900703A NL8900703A (en) 1989-03-22 1989-03-22 HIGH-FREQUENT BALLAST.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9000680A true NL9000680A (en) 1990-10-16

Family

ID=19854338

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8900703A NL8900703A (en) 1989-03-22 1989-03-22 HIGH-FREQUENT BALLAST.
NL9000680A NL9000680A (en) 1989-03-22 1990-03-22 HIGH-FREQUENT BALLAST.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8900703A NL8900703A (en) 1989-03-22 1989-03-22 HIGH-FREQUENT BALLAST.

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4009267A1 (en)
NL (2) NL8900703A (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69113506T2 (en) * 1990-05-10 1996-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Apparatus for operating a discharge lamp.
DE4039161C2 (en) * 1990-12-07 2001-05-31 Zumtobel Ag Dornbirn System for controlling the brightness and operating behavior of fluorescent lamps
JP3206966B2 (en) * 1992-07-03 2001-09-10 株式会社小糸製作所 Lighting circuit for vehicle discharge lamps
CA2104737C (en) * 1992-08-26 1997-01-28 Minoru Maehara Inverter device
DE4314584A1 (en) * 1993-04-29 1994-11-03 Priamos Licht Ind & Dienstleis Control arrangement for the pulsed operation of discharge lamps
DE4335375B4 (en) * 1993-10-16 2009-04-16 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Power supply unit for supplying a gas discharge lamp
JP3329929B2 (en) * 1994-02-15 2002-09-30 松下電工株式会社 High pressure discharge lamp lighting device
JP3210561B2 (en) * 1995-06-14 2001-09-17 株式会社小糸製作所 Discharge lamp lighting circuit
JPH0992483A (en) * 1995-09-20 1997-04-04 Minebea Co Ltd High-intensity discharge lamp lighting device
EP2080423A1 (en) * 2006-11-07 2009-07-22 Pantec Engineering AG Method for operating a uv lamp
DE102007052669B4 (en) * 2007-11-05 2023-09-07 Tridonic Gmbh & Co Kg Ballast for a gas discharge lamp, e.g. an HID lamp
EP2208402B1 (en) * 2007-11-05 2013-06-26 Tridonic GmbH & Co KG Ballast for a gas discharge lamp, for example an hid lamp
ES2364440T3 (en) * 2008-02-04 2011-09-02 Uviterno Ag PROCEDURE FOR THE OPERATION OF A UV LAMP.
EP3682714B1 (en) * 2017-10-19 2021-09-08 Tridonic GmbH & Co KG Input power measurement in an operating device for building technology devices

Also Published As

Publication number Publication date
DE4009267A1 (en) 1990-09-27
NL8900703A (en) 1990-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5384518A (en) Power source device
KR100306985B1 (en) High frequency inverter and its induction heating cooker
JP3547837B2 (en) Inverter device
RU2390977C2 (en) Device and method of operating gas-discharge lamps
CA2519605C (en) Discharge lamp lighting control device
NL9000680A (en) HIGH-FREQUENT BALLAST.
JP4225059B2 (en) Apparatus and method for driving a high intensity discharge lamp
NL8103658A (en) IGNITION DEVICE FOR A DC Discharge Lamp.
JP2004087456A (en) Discharge lamp lighting device and lighting apparatus
JP2003530812A (en) Ballast with peak detector
NL1020276C2 (en) Electronic ballast for gas discharge lamps.
KR19990007296A (en) Laser power supply
KR101171686B1 (en) Electronic ballast having a pump circuit and method for operating a discharge lamp having preheatable electrodes
NL9001283A (en) ELECTRONIC TRANSFORMER FOR LOW VOLTAGE LAMPS WITH LAMP VOLTAGE STABILIZATION.
US7586270B2 (en) Circuit and method for the operation of miniature high pressure short-arc lamps using alternating current
JP3487387B2 (en) Power supply device, discharge lamp lighting device and lighting device
JP2004327104A (en) Induction heating cooker
JP3697977B2 (en) Power supply
KR100493922B1 (en) An instant start typed electric ballast
KR200308322Y1 (en) An instant start typed electric ballast
JPH1126845A (en) Laser power supply device
JPH0820855B2 (en) Neon lighting device
JPH1126844A (en) Laser power supply device
JPH113794A (en) Lighting device for illumination
JPH09298095A (en) Discharge lamp lighting device, and lighting system

Legal Events

Date Code Title Description
BV The patent application has lapsed