WO2009109325A1 - Typerkennung einer mit einem elektronischen vorschaltgerät zu betreibenden gasentladungslampe - Google Patents

Typerkennung einer mit einem elektronischen vorschaltgerät zu betreibenden gasentladungslampe Download PDF

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WO2009109325A1
WO2009109325A1 PCT/EP2009/001373 EP2009001373W WO2009109325A1 WO 2009109325 A1 WO2009109325 A1 WO 2009109325A1 EP 2009001373 W EP2009001373 W EP 2009001373W WO 2009109325 A1 WO2009109325 A1 WO 2009109325A1
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WO
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resistance
heating
current
lamp
rdiff
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PCT/EP2009/001373
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Dirk Dworatzek
Andreas HÖGL
Original Assignee
Tridonicatco Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to EP09716525A priority patent/EP2248395B1/de
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the type of a gas discharge lamp to be operated with an electronic ballast.
  • EP 1125477 B1 it is known to determine the filament resistance of the lamp in order to determine the lamp type by comparison with a reference resistance value stored in a register.
  • the identification of the lamp type is carried out by measuring the current flowing through the filament.
  • the current is measured during the preheat phase at two consecutive times.
  • German patent application DE 10 2007 047 142.6 which has not yet been published, it is proposed to use the measured value of the helical resistance for determining the lamp type, although this is a prerequisite is that the power supplied to the heating coil or the supplied filament current are kept constant during the preheating phase.
  • the coils heat up. With the heating also increases the coil resistance. For example, if the filament of a first type of lamp has the cold resistance R, it may double during the preheating phase, for example 2R. Now, if the filament of a second lamp type has the cold resistance 2R, its hot resistance would be 4R.
  • the preheating phase therefore, there is a spreading of the resistance values to the effect that the distance or the difference of the hot resistances is twice as great as that of the cold resistances. Due to the greater distance of the hot resistors a more accurate determination of the lamp type is possible.
  • the prerequisite for this is that the power supplied to the filaments or the filament current supplied to the filaments be kept constant during the preheating phase.
  • lamp type detection also means that the number of gas discharge lamps with heating coils supplied in parallel or in series by the operating device can be determined.
  • the object is achieved by the combination of the features specified in the characterizing part of claim 1.
  • the solution according to the invention adopts the principle of resistance measurement with heating power held constant during the preheating time or with a constant heating current.
  • the difference resistance is formed from the measured hot resistance and the measured cold resistance, which in any case is independent of the starting temperature, if a helical voltage limiting has not yet been used.
  • the optional detection of a substitution resistance as a substitute load can trigger a special behavior deviating from normal operation.
  • deviating operating parameters for the subsequent operation can be set for this case, wherein, for example, the preheating time or the sequence behavior of the lamp start can be changed, but the electronic ballast can also have operating parameters on the detected value of the substitution resistance for later operation, ie after next lamp start, be specified.
  • This can be understood as a kind of programming of the TOE, whereby the respective types of the lamps to be recognized can also be specified.
  • An example of this may be that an ECG has stored the parameter sets for combining a 14W and 24W lamp and the combination of a 21W and 39W lamp.
  • the ECG can later differentiate between a 14W and 24W lamp or a 21W and 39W lamp.
  • the solution according to the invention allows the reference values for the differential resistances to cover a defined variation range for each lamp type.
  • a determination of the lamp type is in any case possible if the determined differential resistance falls within one of these ranges of variation. If there is an undefined distance range between two variation ranges and a determined differential resistance falls within this distance range, the lamp type which was last recognized unambiguously can be selected for determination. Alternatively, however, it is also possible to select the lamp type for the determination whose allocated variation range is adjacent to the distance range and covers differential resistances which are smaller than the determined differential resistance.
  • the invention further relates to a ballast for at least one gas discharge lamp, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • a ballast for at least one gas discharge lamp, which is suitable for carrying out the method according to the invention.
  • the features of such a ballast are specified in claim 11.
  • the number of parallel and / or serially supplied by the operating device gas discharge lamps of a certain type can be detected. For this purpose, it is checked, for example, whether the validated differential resistance corresponds to n times one of the several corridor ranges. If so, it can be concluded that n lamps of the lamp type are connected in series at the output of the operating device, which is assigned to this corridor area.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of the ballast according to the invention.
  • Fig. 2 is a flow chart showing how the method of the invention is practiced
  • Fig. 3 is a graph showing the dependence of filament resistance on the preheat time for three different lamp types, and the resulting three ranges of variation for the differential resistance of each of these three lamp types;
  • the ballast V shown in Fig. 1 is used to operate a gas discharge lamp L with two heating coils Wl and W2.
  • a rectifier 1 To generate the operating voltage for the lamp L is rectified by a rectifier 1, the mains voltage and smoothed in a smoothing circuit.
  • An inverter 3 generates an alternating voltage which is fed to a series resonant circuit 4. The voltage drop across the capacitor of the series resonant circuit 4 is supplied to the lamp L as the operating voltage.
  • a programmer 14 connected to a bus determines the start of a preheat phase for the lamp L. He gives to the block 8 a start signal.
  • the block 8 generates the heating power or the filament current for the filaments Wl and W2 of the lamp L.
  • the heating power or the filament current are kept constant during the preheating phase.
  • the heating power or the filament current are led to the lamp L via a block 6, which contains means for limiting the filament voltage.
  • a limitation of the filament voltage is required to avoid a transverse discharge between the individual sections of the heating coils.
  • the filament current flowing through the "cold" filament W2 generates a voltage drop across the resistor R3, which is conducted to the filament current measuring means 7.
  • a voltage is further removed, which is a measure of the filament voltage at the "cold” coil W2. This is the Wendelwoods- measuring means 9 supplied.
  • the measured values continuously measured by the filament current measuring means 7 and the filament voltage measuring means 9 are supplied to a memory 15.
  • the memory 15 is controlled by the programmer 14 such that the measured values for the filament current and the filament voltage are stored at two successive times during the preheating phase.
  • the stored measured values for the filament current and the filament voltage are fed from the memory 15 from a quotient former 10, which calculates therefrom the cold resistance and the hot resistance of the filament. These values are forwarded by the quotient generator 10 to the difference value generator 11, which calculates the differential resistance therefrom.
  • the difference value generator 11 supplies the differential resistance of a decision logic: 13, which in turn corresponds to a memory 12 by storing a table for reference differential resistances.
  • the decision logic 13 compares the differential resistance calculated in the block 11 with the reference values in the table stored in the memory 12 and determines the type of the lamp L operated by the ballast V.
  • the determined lamp type is reported by the decision logic 13 to the operating parameter setting means 5, which, inter alia, readjust the heating current or the heating power, if the lamp L is of a different type than the previously operated with the ballast V lamp.
  • Further operating parameters may be the preheating time, the ignition voltage, the lamp burning voltage, the lamp current or else parameters for fault shutdowns.
  • Fig. 1 it is also possible to set operating parameters for the power factor correction circuit, such as, for example, the bus voltage or the dynamics of the control loop.
  • operating parameters for the power factor correction circuit such as, for example, the bus voltage or the dynamics of the control loop.
  • the individual blocks in Fig. 1 need not necessarily be realized by hardware. Rather, it is also possible that the function of some blocks is realized by a corresponding software in a processor.
  • the block diagram in Fig. 1 is intended only for better understanding.
  • Fig. 2 relates to the case that two lamps are operated in parallel with a ballast. Of course, it also includes the
  • the cold resistances Rcoldl and Rcold2 are measured by the two lamps. From the two measured values, the absolute value of the difference
  • Differential resistance limited be it the lamp with the coil with the lower cold resistance or the single
  • the differential resistance Rdiff is smaller than a predefined substitution resistance Rsub. This case is given when the lamp is replaced by such substitution resistance for testing purposes. If this is the case, the cold resistance and the hot resistance do not differ. Therefore, if the decision is "Yes", the differential resistance Rdiff is set equal to the hot resistance Rhot.
  • a special behavior deviating from normal operation can be triggered.
  • deviating operating parameters for the subsequent operation can be set in this case, whereby the preheating time or the sequence behavior of the lamp start are also changed can, the ballast but also operating parameters on the detected value of the substitution resistance for later operation, ie after the next lamp start, be specified.
  • This can be understood as a kind of programming of the ballast, whereby the respective types of the lamps to be detected can be specified.
  • An example of this may be that a ballast has stored the parameter sets for combining a 14W and 24W lamp and the combination of a 21W and 39W lamp.
  • the ballast can later distinguish between a 14W and 24W lamp or a 21W and 39W lamp, thus avoiding the problem that the 14W lamp and the 21W lamp can not be distinguished by their coils.
  • the decision is whether the differential resistance Rdiff is smaller than a first stored resistance value "Level 1". If difference resistance Rdiff is less than this level 1, then the decision is made that this is the lamp type 1.
  • level 1 level 1
  • level 2 level 3
  • the setting of the lamp parameters is continued according to the determined lamp type.
  • Fig. 3 shows the course of the helical resistance in three different lamp types during the preheat phase, which lasts 500 ms.
  • the cold resistance is Rcoldl 2 WW
  • the hot resistance Rhotl is 3.88 W
  • WW stands for a resistance value unit
  • the cold resistance Rcold2 is 4 WW. It rises during the preheat phase to the hot resistor Rhot2 with 14 WW.
  • the filament of the third lamp type starts with the cold resistance Rcold3 at 8 WW. This resistance increases during the preheat phase to the hot resistor Rhot3 with 40 WW.
  • a differential resistance Rdiffl of 1.88 W results for the first lamp type.
  • the differential resistance Rdiff2 of the second lamp type is 10 W.
  • the differential resistance Rdiff3 for the third lamp type is 32 W.
  • the spreading of the hot resistors Rhotl, Rhot2 and Rhot3 makes it possible to define for the differential resistors Rdiffl, Rdiff2 and Rdiff3 variation ranges which are spaced from each other.
  • the variation ranges are marked with hatching lines.
  • a secure identification is in any case given if the determined difference resistance of the heating coil of a lamp falls into one of the three hatched areas.
  • the first level “level 1" is identical to the cold resistance Rcoldl of the first lamp type.
  • the second level “level 2” is identical to the hot resistance Rhot2 of the second lamp type.
  • the third level “level 3” lies with a considerable distance above the hot resistance Rhot3 of the lamp type.
  • dashed lines show that the ranges of determination for the relevant lamp type extend beyond the lower undefined range to the next level.
  • the identification zones that go beyond the hatched areas are not compulsory, but have been chosen on a case-by-case basis. It is essential that the shaded areas, ie the variation ranges for the differential resistances one. Allow identification of the lamp type with great certainty.
  • the validated differential resistance of the heating coil is compared with predetermined ranges.
  • this approach can also be used to the number of parallel and / or serially supplied by the operating device gas discharge lamps. Even with such a multi-lamp application can continue to be concluded on the type of lamp used (ie, the associated operating parameters, for example. For the preheating, ignition and / or burning operation set), as long as a uniform type of lamp is used.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Typs einer mit einem elektronischen Vorschaltgerät V) zu betreibenden Gasentladungslampe (L). Bei diesem Verfahren werden die Wendelspannung und der Wendelstrom zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten der Vorheizphase gemessen, wobei die Heizleistung oder der Heizstrom konstant gehalten werden. Aus den gemessenen Strom- und Spannungswerten werden der Kaltwiderstand (Rcold) und der Heißwiderstand (Rhot) errechnet und aus diesen der Differenzwiderstand (Rdiff) gebildet, der normalerweise unabhängig von der Starttemperatur der Wendel ist. Um feststellen zu können, ob die Gasentladungslampe beispielsweise zu Testzwecken durch einen Substitutionswiderstand (Rsub) ersetzt ist, wird geprüft, ob der Differenzwiderstand (Rdiff) kleiner als der Substitutionswiderstand (Rsub) ist und - wenn ja - wird für den Differenzwiderstand (Rdiff) der Heißwiderstandswert (Rhot) gesetzt. Mit dem so definierten Differenzwiderstand (Rdiff) wird dann durch Vergleich mit gespeicherten Referenzwerten (Pegel 1, Pegel 2, Pegel 3) der Lampentyp bestimmt, um danach die entsprechenden Betriebsparameter zu setzen.

Description

TYPERKENNUNG EINER MIT EINEM ELEKTRONISCHEN VORSCHALTGERÄT
ZU BETREIBENDEN GASENTLADUNGSLAMPE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Typs einer mit einem elektronischen Vorschaltgerät zu betreibenden Gasentladungslampe.
Ein derartiges Verfahren ist nach der EP 1519638 Al bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird zu zwei verschiedenen Zeitpunkten der Vorheizphase der Spannungsabfall über einem auf der Primärseite des Heiztransformators befindlichen Widerstand gemessen. Die beiden dadurch ermittelten Spannungswerte werden mit in einem Speicher abgelegten Referenzspannungswerten verglichen, um den Lampentyp zu bestimmen.
Nach der EP 1125477 Bl ist es bekannt, den Wendelwiderstand der Lampe zu bestimmen, um durch Vergleich mit einem in einem Register abgelegten Referenzwiderstands-Wert den Lampentyp zu ermitteln.
Nach der EP 1103165 Bl erfolgt die Identifizierung des Lampentyps durch Messung des über die Wendel fließenden Stromes. Der Strom wird während der Vorheizphase zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gemessen.
In der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 047 142.6 wird vorgeschlagen, den Messwert des Wendelwiderstandes zur Bestimmung des Lampentyps zu verwenden, wobei allerdings Voraussetzung ist, dass die der Heizwendel zugeführte Leistung bzw. der zugeführte Wendelstrom während der Vorheizphase konstant gehalten werden. Dadurch wird folgender vorteilhafter Effekt erzielt: Während der Vorheizphase erhitzen sich die Wendeln. Mit der Erhitzung steigt auch der Wendelwiderstand. Wenn beispielsweise die Wendel eines ersten Lampentyps den Kaltwiderstand R hat, so kann sich dieser während der Vorheizphase verdoppeln, so dass er beispielsweise 2R beträgt. Wenn nun die Wendel eines zweiten Lampentyps den Kaltwiderstand 2R hat, so würde deren Heißwiderstand 4R sein. Während der Vorheizphase findet also eine Aufspreizung der Widerstandswerte dahingehend statt, dass der Abstand bzw. die Differenz der Heißwiderstände doppelt so groß ist, wie die der Kaltwiderstände. Infolge des größeren Abstandes der Heißwiderstände ist eine genauere Bestimmung des Lampentyps möglich. Voraussetzung dafür ist jedoch - wie vorher angegeben - dass die den Wendeln zugeführte Leistung bzw. der den Wendeln zugeführter Heizstrom während der Vorheizphase konstant gehalten werden.
Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren (EP
1519638 Al) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Möglichkeit zu schaffen, den Lampentyp bestimmen zu können.
Unter „Lampentyperkennung" ist dabei optional auch zu verstehen, dass die Anzahl parallel oder seriell durch das Betriebsgerät versorgter Gasentladungslampen mit Heizwendeln ermittelbar ist. Die Aufgabe ist erfindungsgemäße gelöst durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.
Die erfindungsgemäße Lösung übernimmt das Prinzip der Widerstandsmessung bei während der Vorheizzeit konstant gehaltener Heizleistung bzw. konstant gehaltenem Heizstrom. Zusätzlich zu dieser Maßnahme wird jedoch aus dem gemessenen Heißwiderstand und dem gemessenen Kaltwiderstand der Differenzwiderstand gebildet, der jedenfalls dann unabhängig von der Starttemperatur ist, wenn eine Wendelspannungsbegrenzung noch nicht eingesetzt hat.
Die optionale Erkennung eines Substitutionswiderstands als Ersatzlast kann ein spezielles, vom Normalbetrieb abweichendes Verhalten auslösen. Zum einen können für diesen Fall abweichende Betriebsparameter für den nachfolgenden Betrieb eingestellt werden, wobei z.B. auch die Vorheizzeit oder das Ablaufverhalten des Lampenstarts geändert werden kann, es können dem EVG aber auch Betriebsparameter über den erkannten Wert des Substitutionswiderstands für den späteren Betrieb, d.h. nach dem nächsten Lampenstart, vorgegeben werden. Dies kann als eine Art Programmierung des EVG verstanden werden, wobei auch die jeweiligen Typen der zu erkennenden Lampen vorgegeben werden können. Ein Beispiel dafür kann sein, dass eine EVG die Parametersätze für die Kombination einer 14W und 24W Lampe sowie die Kombination einer 21W und 39W Lampe gespeichert hat. Je nach Vorgabe durch den einmalig anzuschließenden Rsub kann das EVG später zwischen einer 14W und 24W Lampe oder einer 21W und 39W Lampe unterscheiden. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt, dass die Referenzwerte für die Differenzwiderstände für jeden Lampentyp einen festgelegten Variationsbereich abdecken. Damit ist eine Bestimmung des Lampentyps jedenfalls dann möglich, wenn der ermittelte Differenzwiderstand in einen dieser Variationsbereiche fällt. Wenn sich zwischen zwei Variationsbereichen ein Undefinierter Abstandsbereich befindet und ein ermittelter Differenzwiderstand in diesen Abstandsbereich fällt, kann derjenige Lampentyp zur Bestimmung ausgewählt werden, der zuletzt eindeutig erkannt worden ist. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, denjenigen Lampentyp zur Bestimmung auszuwählen, dessen zugeordneter Variationsbereich dem Abstandsbereich benachbart ist und Differenzwiderstände abdeckt, die kleiner als der ermittelte Differenzwiderstand.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft ferner ein Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Merkmale für ein solches Vorschaltgerät sind im Anspruch 11 angegeben.
Die von Anspruch 11 abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen dieses Vorschaltgerätes .
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann die Anzahl parallel und/oder seriell von dem Betriebsgerät versorgter Gasentladungslampen eines bestimmten Typs erkannt werden. Dazu wird bspw. überprüft, ob der validierte Differenzwiderstand dem n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps in Serie am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.
Es kann weiterhin überprüft werden, ob der validierte Differenzwiderstand dem 1/n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps parallel am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes ;
Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren praktisch umgesetzt wird;
Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Wendelwiderstandes von der Vorheizzeit für drei verschiedene Lampentypen sowie sich daraus ergebenden drei Variationsbereiche für den Differenzwiderstand jedes dieser drei Lampentypen; Das in Fig. 1 gezeigte Vorschaltgerät V dient zum Betrieb einer Gasentladungslampe L mit zwei Heizwendeln Wl und W2.
Zur Erzeugung der Betriebsspannung für die Lampe L wird von einem Gleichrichter 1 die Netzspannung gleichgerichtet und in einer Glättungsschaltung geglättet. Ein Wechselrichter 3 erzeugt daraus eine Wechselspannung, die einem Serienresonanzkreis 4 zugeführt wird. Die über dem Kondensator des Serienresonanzkreises 4 abfallende Spannung wird der Lampe L als Betriebsspannung zugeführt.
Ein mit einem Bus verbundener Programmgeber 14 legt den Start einer Vorheizphase für die Lampe L fest. Er gibt dazu an den Block 8 ein Startsignal. Der Block 8 erzeugt die Heizleistung bzw. den Wendelstrom für die Wendeln Wl und W2 der Lampe L. Die Heizleistung bzw. der Wendelstrom werden während der Vorheizphase konstant gehalten. Die Heizleistung bzw. der Wendelstrom werden der Lampe L über einen Block 6 geführt, der Mittel zum begrenzen der Wendelspannung enthält. Eine Begrenzung der Wendelspannung ist erforderlich, um eine Querentladung zwischen den einzelnen Abschnitten der Heizwendeln zu vermeiden. Der durch die "kalte" Wendel W2 fließende Wendelstrom erzeugt an dem Widerstand R3 einen Spannungsabfall, der Wendelstrom-Messmitteln 7 geführt wird. An einem Spannungsteiler Rl, R2 wird ferner eine Spannung abgenommen, die ein Maß für die Wendelspannung an der "kalten" Wendel W2 ist. Diese wird den Wendelspannungs- Messmitteln 9 zugeführt.
Die von den Wendelstrom-Messmitteln 7 und den Wendelspannungs-Messmitteln 9 laufend gemessenen Messwerte werden einem Speicher 15 zugeführt. Der Speicher 15 ist von dem Programmgeber 14 gesteuert, und zwar so, dass die Messwerte für den Wendelstrom und die Wendelspannung zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während der Vorheizphase gespeichert werden. Die gespeicherten Messwerte für den Wendelstrom und die Wendelspannung werden von dem Speicher 15 aus einem Quotientenbildner 10 zugeführt, der daraus den Kaltwiderstand und den Heißwiderstand der Wendel berechnet. Diese Werte werden von dem Quotientenbildner 10 an den Differenzwertbildner 11 weitergeleitet, der daraus den Differenzwiderstand errechnet.
Der Differenzwertbildner 11 führt den Differenzwiderstand einer Entscheidungslogik: 13 zu, die ihrerseits mit einem Speicher 12 korrespondiert, indem eine Tabelle für Referenz-Differenzwiderstände abgelegt ist. Die Entscheidungslogik 13 vergleicht den in dem Block 11 berechneten Differenzwiderstand mit den Referenzwerten in der im Speicher 12 gespeicherten Tabelle und bestimmt den Typ der von dem Vorschaltgerät V betriebenen Lampe L. Der ermittelte Lampentyp wird von der Entscheidungslogik 13 an die Betriebsparameter-Einstellmittel 5 gemeldet, die unter anderem den Heizstrom bzw. die Heizleistung neu einstellen, falls die Lampe L von einem anderen Typ ist als die zuvor mit dem Vorschaltgerät V betriebene Lampe. Weitere Betriebsparameter können die Vorheizzeit, die Zündspannung, die Lampenbrennspannung, der Lampenstrom oder auch Parameter für Fehlerabschaltungen sein. Es können aber auch Betriebsparameter für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung wie beispielsweise die Busspannung oder die Dynamik der Regelschleife eingestellt werden. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die einzelnen Blöcke in Fig. 1 nicht notwendigerweise durch Hardware realisiert sein müssen. Vielmehr ist es auch möglich, dass die Funktion einiger Blöcke durch eine entsprechende Software in einem Prozessor realisiert wird. Die Blockdarstellung in Fig. 1 soll lediglich dem besseren Verständnis dienen.
Die logische Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte zur Ermittlung des Lampentyps, also die softwaremäßige Darstellung der Erfindung, ist in Fig. 2 gezeigt. Die wird nachfolgend erläutert.
Die Darstellung in Fig. 2 betrifft den Fall, dass mit einem Vorschaltgerät parallel zwei Lampen betrieben werden. Sie umfasst aber selbstverständlich auch die
Möglichkeit, dass nur mit einer Lampe gearbeitet wird.
Zu Beginn der Vorheizphase werden von den beiden Lampen die Kaltwiderstände Rcoldl und Rcold2 gemessen. Aus den beiden Messwerten wird der Absolutwert der Differenz |Rdiff| berechnet. Danach werden drei Fälle unterschieden. Wenn |Rdiff| kleiner als ein erster Referenzwert Refl ist, so bedeutet dass, dass die beiden Lampen vom gleichen Typ sind. Es geht dann weiter im "Fall 1".
Wenn |Rdiff| größer als der erste Referenzwert Refl aber kleiner als ein zweiter Referenzwert Ref2 ist, so bedeutet dass, dass Lampen zwar betriebsbereit, jedoch nicht vom gleichen Typ sind. In diesem Fall wird der Pfad "Fall 2" beschritten. Das Ergebnis hat in der Regel zur Folge, dass eine Lampe ausgetauscht wird.
Nunmehr soll der Pfad "Fall 1" weiter verfolgt werden, bei dem die weitere Auswertung mit derjenigen Lampe durchgeführt wird, deren Wendel den geringeren Kaltwiderstand aufweist.
Es versteht sich, dass man zu diesem Punkt in dem Flussdiagramm auch kommt, wenn nur eine Lampe vorhanden ist. In diesem Fall entfällt die Aufspaltung der
Kaltwiderstände in zwei Pfade. Der weitere Verlauf des
Flussdiagramms ist ohnehin nur auf einen
Differenzwiderstand beschränkt, sei es der Lampe mit der Wendel mit dem geringeren Kaltwiderstand oder der einzigen
Lampe .
Des Weiteren wird nun geprüft, ob der Differenzwiderstand Rdiff kleiner als ein vordefinierter Substitutionswiderstand Rsub ist. Dieser Fall ist dann gegeben, wenn die Lampe zur Testzwecken durch einen solchen Substitutionswiderstand ersetzt ist. Wenn das der Fall ist, unterscheiden sich der Kaltwiderstand und der Heißwiderstand nicht. Deshalb wird - wenn die Entscheidung "Ja" lautet - der Differenzwiderstand Rdiff gleich dem Heißwiderstand Rhot gesetzt.
Im Falle des Erkennens eines Substitutionswiderstandwertes kann ein spezielles, vom Normalbetrieb abweichendes Verhalten auslöst werden. Beispielweise können für diesen Fall abweichende Betriebsparameter für den nachfolgenden Betrieb eingestellt werden, wobei auch die Vorheizzeit oder das Ablaufverhalten des Lampenstarts geändert werden kann, es können dem Vorschaltgerät aber auch Betriebsparameter über den erkannten Wert des Substitutionswiderstandes für den späteren Betrieb, d.h. nach dem nächsten Lampenstart, vorgegeben werden. Dies kann als eine Art Programmierung des Vorschaltgerätes verstanden werden, wobei auch die jeweiligen Typen der zu erkennenden Lampen vorgegeben werden können. Ein Beispiel dafür kann sein, dass ein Vorschaltgerät die Parametersätze für die Kombination einer 14W und 24W Lampe sowie die Kombination einer 21W und 39W Lampe gespeichert hat. Je nach Vorgabe durch den Wert des einmalig anzuschließendem Substitutionswiderstandes kann das Vorschaltgerät später zwischen einer 14W und 24W Lampe oder einer 21W und 39W Lampe unterscheiden und somit dass Problem umgehen, dass sich die 14W Lampe und die 21W Lampe anhand ihrer Wendeln nicht unterscheiden lassen.
Wenn der Differenzwiderstand Rdiff größer als der Substitutionswiderstand Rsub ist, d. h., wenn sich - weil eine Lampe eingesetzt ist - Rcold und Rhot ausreichend unterscheiden, so lautet das Ergebnis der Entscheidung "Nein".
Als nächstes steht die Entscheidung an, ob der Differenzwiderstand Rdiff kleiner als ein erster gespeicherter Widerstandswert "Pegel 1" ist. Wenn Differenzwiderstand Rdiff kleiner als dieser Pegel 1 ist, so wird die Entscheidung getroffen, dass es sich hier um den Lampentyp 1 handelt.
Wenn der Differenzwiderstand Rdiff zwischen den bereits genannten Pegel 1 und einem weiteren höher gelegenen Pegel 2 liegt, so wird die Entscheidung getroffen, dass ein Lampentyp 2 vorliegt.
Wenn der Differenzwiderstand Rdiff zwischen dem Pegel 2 und einem weiteren Pegel 3 liegt, so wird die Entscheidung getroffen, dass der Lampentyp 3 vorliegt.
Die Begriffe "Pegel 1", "Pegel 2" und "Pegel 3" werden nachfolgend noch in Verbindung mit Fig. 3 genauer erläutert.
Sofern sich der Differenzwiderstand Rdiff in die genannten Grenzen fällt und der Lampentyp dadurch bestimmt werden kann, so wird mit dem Setzen der Lampenparameter entsprechend dem ermittelten Lampentyp fortgefahren.
Wenn dagegen kein Bereich gefunden worden ist, in den der Differenzwiderstand Rdiff eingeordnet werden kann, so wird mit dem zuletzt gespeicherten Wert weitergearbeitet.
Fig. 3 zeigt den Verlauf des Wendelwiderstandes bei drei verschiedenen Lampentypen während der Vorheizphase, die 500 ms dauert.
Bei der ersten Wendel ist der Kaltwiderstand Rcoldl 2 WW, und der Heißwiderstand Rhotl 3,88 W, wobei WW für eine Widerstandswert-Einheit steht.
Bei der Wendel des zweiten Lampentyps beträgt der Kaltwiderstand Rcold2 4 WW. Er steigt während der Vorheizphase auf den Heißwiderstand Rhot2 mit 14 WW an. Die Wendel des dritten Lampentyps beginnt mit dem Kaltwiderstand Rcold3 bei 8 WW. Dieser Widerstand steigt während der Vorheizphase auf den Heißwiderstand Rhot3 mit 40 WW.
Man erkennt, wie Widerstandswerte mit der thermischen Erwärmung aufspreizen. Voraussetzung ist dabei, dass den Wendeln während der Vorheizphase immer die gleiche Heizleistung bzw. der gleiche Heizstrom zugeführt wird.
Bildet man nun jeweils aus dem Heißwiderstand Rhot und dem Kaltwiderstand RCoid den Differenzwiderstand, so ergibt sich für den ersten Lampentyp ein Differenzwiderstand Rdiffl von 1,88 W. Der Differenzwiderstand Rdiff2 ist des zweiten Lampentyps beträgt 10 W. Der Differenzwiderstand Rdiff3 für den dritten Lampentyp beträgt 32 W.
Die Aufspreizung der Heißwiderstände Rhotl, Rhot2 und Rhot3 erlaubt es, für die Differenzwiderstände Rdiffl, Rdiff2 und Rdiff3 Variationsbereiche zu definieren, die voneinander einen Abstand haben. Die Variationsbereiche sind mit Schraffurlinien gekennzeichnet.
Eine sichere Identifizierung ist jedenfalls dann gegeben, wenn der ermittelte Differenzwiderstand der Heizwendel einer Lampe in einen der drei schraffierten Bereiche fällt.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine zufriedenstellende Bestimmung des Lampentyps auch dann möglich ist, wenn man mit den drei eingezeichneten Pegeln arbeitet. Der erste Pegel "Pegel 1" ist mit dem Kaltwiderstand Rcoldl des ersten Lampentyps identisch. Der zweite Pegel "Pegel 2" ist mit dem Heißwiderstand Rhot2 des zweiten Lampentyps identisch. Der dritte Pegel "Pegel 3" liegt mit beachtlichem Abstand über dem Heißwiderstand Rhot3 des Lampentyps.
Mit den rechts in der Darstellung eingezeichneten Distanzpfeilen ist durch gestrichelte Linien dargestellt, dass die Bestimmungsbereiche für den betreffenden Lampentyp über den unteren nicht definierten Bereich hinaus bis zu dem nächsten Pegel reichen.
Die über die schraffierten Bereiche hinausgehenden Identifizierungszonen sind nicht zwingend, sondern fallspezifisch gewählt worden. Wesentlich ist, dass die schraffierten Bereiche, also die Variationsbereiche für die Differenzwiderstände eine. Identifizierung des Lampentyps mit großer Sicherheit erlauben.
Bei dem Lampentyp 3 wäre es jedoch denkbar, dass - bei entsprechender vorheriger Erhitzung - der Kaltwiderstand Rcold3 im Verlauf der Vorheizzeit von 500 ms so weit ansteigt, dass der Heißwiderstand Rhot3 weit über dem Wert (40 WW) liegt, der in Fig. 3 angegeben. Das hätte aber bei der vorausgesetzten konstanten Heizleistung bzw. dem konstanten Wendelstrom zur Folge, dass zwischen den einzelnen Abschnitten der Wendel Querentladungen auftreten, weil die Spannung zwischen diesen Abschnitten zu hoch wird. Hier setzt deshalb die Wirkung der Wendelspannungs-Begrenzung ein, die in Zusammenhang mit Block 6 in Fig. 1 erläutert wurde. Die Begrenzung der Heizspannung bewirkt, dass der Heißwiderstand Rhot3 nicht auf den zuvor beschriebenen theoretischen Wert steigen kann, sondern limitiert wird. Wie oben erläutert wird erfindungsgemäss der validierte Differenzwiderstand der Heizwendel mit vorgegebenen Bereichen verglichen. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann dieser Ansatz auch verwendet werden, um die Anzahl parallel und/oder seriell von dem Betriebsgerät versorgter Gasentladungslampen. Auch bei einer derartigen Multilampen-Anwendung kann weiterhin auf den verwendeten Lampentyp geschlossen werden (d.h. die zugehörigen Betriebsparameter bspw. für den Vorheiz-, Zünd- und/oder Brennbetrieb gesetzt werden) , solange ein einheitlicher Lampentyp eingesetzt wird.
Dazu wird genauer gesagt überprüft, ob der validierte Differenzwiderstand dem n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps in Serie am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.
Es wird weiterhin überprüft, ob der validierte Differenzwiderstand dem 1/n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps parallel am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Bestimmen des Typs einer mit einem elektronischen Vorschaltgerät (V) zu betreibenden Gasentladungslampe (L) , mit folgenden Schritten: a) Vorheizen mindestens einer Heizwendel (Wl, W2), b) direktes oder indirektes Messen der Wendelspannung (Uw) an mindestens zwei unterschiedlichen Zeitpunkten, c) Bestimmen des Lampentyps durch Vergleichen von Messwerten mit gespeicherten Referenzwerten,
dadurch gekennzeichnet, dass
dl) während der Messung zwischen den beiden Zeitpunkten der Wendelstrom oder die der Wendel zugeführte Heizleistung bis zu einer vorbestimmten Grenzheizleistung konstant gehalten wird, oder d2) zu Beginn der Vorheizphase eine vorbestimmte Heizleistung oder ein vorbestimmter Heizstrom gemessen wird. e) zusätzlich der Heizstrom gemessen wird, f) aus den Messwerten der Wendelspannung und des Wendelstromes zu dem ersten Zeitpunkt der Kaltwiderstand (Rcold) und zu dem zweiten Zeitpunkt der Heißwiderstand (Rhot) berechnet werden, g) aus dem Heißwiderstand (Rhot) und dem
Kaltwiderstand (Rcold) der Differenzwiderstand (Rdiff) berechnet wird, wobei - wenn der Differenzwiderstand (Rdiff) kleiner als ein vordefinierter Widerstandswert (Rsub) ist - für den Differenzwiderstand (Rdiff) der Heißwiderstandswert (Rhot) gesetzt wird, und h) als mit den gespeicherten Referenzwerten zu vergleichender Messwert der gemäß Punkt g) ermittelte Differenzwiderstand (Rdiff) verwendet wird, um den Lampentyp zu bestimmen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, dass die Referenzwerte für die Differenzwiderstände (Rdiff) für jeden Lampentyp einen festgelegten Variationsbereich abdecken, dass - wenn der ermittelte Differenzwiderstand (Rdiff) in einen Variationsbereich fällt - der diesem Variationsbereich zugeordnete Lampentyp ausgewählt wird, dass - wenn sich zwischen zwei Variationsbereichen ein Abstandsbereich befindet und ein ermittelter Differenzwiderstand (Rdiff) in diesen Abstandsbereich fällt - derjenige Lampentyp zur Bestimmung ausgewählt wird, der zuletzt eindeutig erkannt worden ist, oder alternativ dazu derjenige Lampentyp zur Bestimmung ausgewählt wird, dessen zugeordneter Variationsbereich dem Abstandsbereich benachbart ist und Differenzwiderstände abdeckt, die kleiner sind als der ermittelte Differenzwiderstand (Rdiff) .
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, dass Schritt (dl) durch Regeln des Wendelstroms realisiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt: i) Einstellen mindestens eines Betriebsparameters für den ermittelten Lampentyp.
5. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sätze von Referenzwerten gespeichert werden, die für verschiedene Vorheizwerte, wie Wendelstrom, Wendelspannung oder Heizleistung gelten.
6. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn mit dem Vorschaltgerät (V) mehrere Lampen (Ll, L2) betrieben werden sollen - ein Prüfung daraufhin vorgenommen wird, ob die Lampen vom gleichen Typ sind.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Prüfung auf Lampentypen- Gleichheit die Differenz der Kaltwiderstände (Rcold) von jeweils zwei Lampen (Ll, L2) gebildet und mit einem ersten Referenzwert (Rrefl) verglichen wird, und dass Ungleichheit festgestellt wird, wenn die Differenz größer als der erste Referenzwert ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn mit dem Vorschaltgerät (V) mehrere Lampen (Ll, L2) betrieben werden sollen - eine Prüfung daraufhin vorgenommen wird, ob bei einer Lampe ein Bruch einer Heizwendel vorliegt, deren Spannungsabfall zur Berechnung des Wendelwiderstandes (Rcold, Rhot) gemessen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Prüfung auf Wendelbruch die Differenz der Kaltwiderstände (Rcold) von jeweils zwei Lampen (Ll, L2) gebildet und mit einem zweiten Referenzwert (Rref2) verglichen wird, und dass ein Wendlebruch festgestellt wird, wenn die Differenz größer als der zweite Referenzwert ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn die Messung der Heizströme bei mehreren mit dem Vorschaltgerät (V) betriebenen Lampen (Ll,
L2 ) über einen gemeinsamen Widerstand (R3) erfolgt - bei diagnostiziertem Bruch einer Heizwendel (WIb, W2b) die berechneten Wendelwiderstände (Rcold, Rhot) entsprechend dem Anteil der gebrochenen Heizwendel an der Gesamtzahl der Heizwendeln, deren Heizstrom durch den Messwiderstand (R3) geführt ist, reduziert wird.
11. Verfahren zur Erlkennung der Anzahl parallel und/oder seriell am Ausgang eines Betriebsgeräts versorgter Gasentladungslampen mit Heizwendeln, bei dem die Anzahl anhand eines Differenzwiderstands ausgeführt wird, der die Widerstandsdifferenz zwischen einer Messung bei einer ersten Temperatur und einer im Vergleich dazu höheren Temperatur wiedergibt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem überprüft wird, ob der Differenzwiderstand dem n-fachen eines von mehreren vorgegebenen Korridorbereichen entspricht, wobei im positiven Fall darauf geschlossen wird, dass n Lampen desjenigen Lampentyps in Serie am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem überprüft wird, ob der Differenzwiderstand dem 1/n-fachen eines von mehreren vorgegebenen
Korridorbereichen entspricht, wobei im positiven Fall darauf geschlossen wird, dass n Lampen desjenigen Lampentyps parallel am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.
14. Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.
15. Vorschaltgerät (V) für mindestens eine Gasentladungslampe (L) mit zwei Heizwendeln (Wl, W2) , aufweisend:
- Mittel (8) zum Erzeugen und eines konstanten Wendelstromes oder einer konstanten Heizspannung und zum Beaufschlagen mindestens einer der beiden Heizwendeln (Wl, W2) mit dem konstanten Heizstrom bzw. der konstanten Heizleistung , - Messmittel (9) zum direkten oder indirekten Messen des Spannungsabfalls über der Wendel (Wl, W2) ,
- Programmgeber-Mittel (14), die zwei unterschiedliche Zeitpunkte während der Vorheizphase festlegen, an denen der Spannungsabfall über der Wendel (Wl, W2) gemessen wird,
- Mittel (7) zum Messen des Wendelstromes,
- Speichermittel (15) zum Speichern der Messwerte des Spannungsabfalls über der Wendel (Wl, W2) und des durch die Wendel fließenden Wendelstromes zu den beiden von den Programmgeber-Mitteln (14) vorgegeben Zeitpunkten,
- Mittel (10) zum Errechnen der Wendelwiderstände (Rcold, Rhot) zu den beiden von den Programmgeber- Mitteln (14) vorgegeben Zeitpunkten durch
Quotientenbildung aus den gespeicherten Werten für den gemessenen Wendelstrom und den gemessenen Spannungsabfall über der Wendel (W1,W2),
- Speichermittel (12) für eine Tabelle, in der zu jedem Lampentyp für eine bestimmte Wendelstromstärke oder Heizleistung ein Referenz- Differenzwiderstandswert niedergelegt ist,
- Entscheidungsmittel (12) zum Bestimmen des Lampentyps durch Vergleichen des errechneten Differenzwiderstandes (Rdiff) mit den in den Speichermitteln (12) niedergelegten Referenz- Differenzwiderstandswerten .
16. Vorschaltgerät nach der Anspruch 15, ferner gekennzeichnet durch
- Mittel (5) zum Einstellen mindestens eines Betriebsparameters für den ermittelten Lampentyp.
17. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8) zum Erzeugen eines konstanten Wendelstromes oder einer konstanten Heizleistung einen Regler (8) für den Wendelstrom bzw. die Heizleistung umfassen.
18. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messmittel (9) zum direkten oder indirekten Messen des Spannungsabfalls über der mit dem vorbestimmten konstanten Wendelstrom bzw. der vorbestimmten konstanten Heizleistung beaufschlagten Wendel (Wl, W2) einen parallel zu der Heizwendel geschalteten Spannungsteiler (Rx, R2) umfassen.
19. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Wendelstromes (8) mit der Heizwendel (Wl, W2) ein Messwiderstand (R3) in Serie geschaltet ist, und dass der Spannungsabfall über diesem Messwiderstand als Messwert für den Wendelstrom verwendet wird.
20. Vorschaltgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn mit dem Vorschaltgerät zwei oder mehr
Lampen (Ll, L2) betrieben werden - der durch je eine Heizwendel (WIb, WIb) jeder der Lampen fließende Wendelstrom durch den Messwiderstand (R3) geführt ist.
21. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei diagnostiziertem Bruch einer Heizwendel (WIb, W2b) der durch die Mittel (10) berechnete des Wendelwiderstandes (Rcold, Rhot) entsprechend dem Anteil der gebrochenen Heizwendel an der Gesamtzahl der Heizwendeln, deren Heizstrom durch den Messwiderstand (R3) geführt ist, reduziert wird.
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