WO2010028679A1 - Schaltungsanordnung zur versorgung eines leuchtmittels, elektronisches vorschaltgerät und lampe bzw. leuchte - Google Patents

Schaltungsanordnung zur versorgung eines leuchtmittels, elektronisches vorschaltgerät und lampe bzw. leuchte Download PDF

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Peter Krummel
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    • 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
    • H05B41/282Circuit 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
    • H05B41/285Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2851Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions

Definitions

  • Circuit arrangement for supplying a light source, electronic ballast and lamp or light
  • the invention relates to a circuit arrangement for supplying a lighting means, an electronic ballast and a lamp or a lamp.
  • ECGs realize a radio interference suppression by means of interference suppression capacitors, interference suppression inductors and / or damping resistors.
  • electronic ballasts usually have a Y capacitor, which is close to the
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned above and in particular one Possibility to create spark interference, which can be used for various electronic ballasts and / or light wires.
  • a circuit arrangement is specified in particular for the supply of at least one light source, comprising at least one interference suppression means which is arranged in the vicinity of a source of interference.
  • the suppression means is arranged in the immediate vicinity of the source of interference. For example, that can
  • Suppressor be provided next or as the next component to the source of interference.
  • the source of interference is a component (or even several components) that makes a significant contribution to a disturbance that can or should be taken into account with regard to electromagnetic compatibility or interference suppression.
  • the at least one interference suppression means comprises one of the following elements:
  • An interference suppression capacitor in particular a Y-capacitor
  • the at least one interference suppression means is connected to a ground or to a ground.
  • the at least one interference suppression means is connected to a grounded housing.
  • the interference suppression means is arranged between the fault and the earth or ground.
  • the at least one interference suppression means is arranged in the vicinity of at least one of the following components:
  • an electronic switch in particular a PFC switch
  • a bridge circuit in particular an electronic switch of the bridge circuit.
  • the electronic switch comprises a transistor, a mosfet or an IGBT.
  • each electronic switch one
  • the circuit arrangement is part of a switched-mode power supply or comprises a switched-mode power supply.
  • circuit arrangement is part of an electronic ballast for at least one lamp or includes such.
  • the object is also achieved by means of an electronic ballast for at least one light-emitting device comprising a circuit arrangement as described herein. Furthermore, the above object is achieved by a lamp or luminaire comprising the circuit arrangement described herein.
  • Fig. 1 shows an example of an electronic ballast comprising an input stage powered by a mains supply (mains voltage, e.g., 230V).
  • mains supply mains voltage, e.g., 230V
  • the approach described herein enables a reduction in spark interference, in particular, by placing a Y capacitor in proximity to a noise source and connecting it to a ground (e.g., via a package of the circuit) and the circuit.
  • the circuit is in particular an electronic ballast for at least one light source.
  • Capacitor per source of interference of the circuit is arranged.
  • Sources of interference include e.g. a PFC switch (PFC: Power Factor Correction), a half or full bridge switch.
  • PFC Power Factor Correction
  • said switch may be any electronic switch, e.g.
  • Transistor field effect transistor. Mosfet, IGBT, act.
  • the interferences emitted by a source of interference to the electronic ballast can be fed back to the source of the interference without a detour via a Y-element arranged at the mains voltage. Capacitor is needed. This effectively compensates for a significant portion of the disturbance.
  • Such loops are a common cause of inadequate sparking in lamps or lights operated with an electronic ballast. These are in particular disturbances in a frequency range of about 30 MHz to about 1000 MHz.
  • Source of interference is a Y-capacitor is provided to the housing.
  • Y capacitors which are located directly at the sources of interference, can have lower capacitance values than a single Y capacitor, which is located directly on the mains supply (mains terminal).
  • Fig.l shows an example of an electronic ballast (ECG) comprising an input stage which is powered by a mains supply (mains voltage, eg 230V). The output of the input stage is via a rectifier and a subsequent unit for ECG.
  • ECG electronic ballast
  • Power factor correction PFC connected to a half-bridge.
  • the half-bridge feeds an output stage, which supplies lighting means with electrical energy.
  • the output stage is fed back via a control unit Control with the half-bridge. This will be the
  • FIG. 1 shows Y capacitors as interference suppression means, which are each connected to a housing ground (GND) of the ECG.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung insbesondere zur Versorgung mindestens eines Leuchtmittels angegeben, umfassend mindestens ein Entstörmittel, das in der Nähe einer Störquelle angeordnet ist. Weiterhin vorgeschlagen werden ein elektronisches Vorschaltgerät sowie eine Lampe bzw. eine Leuchte.

Description

Beschreibung
Schaltungsanordnung zur Versorgung eines Leuchtmittels, elektronisches Vorschaltgerät und Lampe bzw. Leuchte
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Versorgung eines Leuchtmittels, ein elektronisches Vorschaltgerät sowie eine Lampe bzw. eine Leuchte.
Bei Schaltnetzteilen und insbesondere bei elektronischen Vorschaltgeräten (EVG) für Leuchtmittel besteht ein zunehmender Bedarf nach einer verbesserten Funkenstörung beispielsweise in einem Frequenzbereich von ca. 30 MHz bis ca. 1000 MHz.
Hierbei ist es problematisch, dass die Funkentstörung abhängig von der Konstruktion des jeweiligen elektronischen Vorschaltgeräts in Verbindung mit dessen Verdrahtung der Leuchtmittel ist. Je nach EVG und/oder Verdrahtung ist somit aufwändig eine eigene Funkenstörung zu ermitteln.
Bekannte EVGs realisieren eine Funkentstörung mittels Entstörkondensatoren, Entstörinduktivitäten und/oder Bedämpfungswiderständen . Zusätzlich verfügen EVGs in der Regel über einen Y-Kondensator, der in der Nähe der
Netzversorgung angeordnet ist und der eine von der EVG- Schaltung an das EVG-Gehäuse und an das Leuchtmittel abgegebene Störungen kurzschließt und zurück an die Störquelle führt. Diese Lösung ist jedoch aufwendig, da für jedes Schaltungslayout eine spezielle Funkentstörung ermittelt und optimiert werden muss. Weiterhin erfordert dieser Ansatz zusätzliche und teilweise teure Entstörbauelemente, die wiederum Verlustleistungen bedingen .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Möglichkeit zur Funkenstörung zu schaffen, die für verschiedene elektronische Vorschaltgeräte und/oder Leuchtverdrahtungen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schaltungsanordnung insbesondere zur Versorgung mindestens eines Leuchtmittels angegeben, umfassend mindestens ein Entstörmittel, das in der Nähe einer Störquelle angeordnet ist.
Insbesondere ist das Entstörmittel in unmittelbarer Nähe der Störquelle angeordnet. Beispielsweise kann das
Entstörmittel als nächstes oder als übernächstes Bauelement zu der Störquelle vorgesehen sein.
Beispielsweise handelt es sich bei der Störquelle um ein Bauteil (oder auch um mehrere Bauteile) , dass einen signifikanten Beitrag zu einer Störung leistet, die hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit bzw. Funkentstörung berücksichtigt werden kann bzw. sollte.
Eine Weiterbildung ist es, dass das mindestens eine Entstörmittel eines der folgenden Elemente umfasst:
- einen Entstörkondensator, insbesondere einen Y- Kondensator;
- eine Entstörinduktivität; - einen Bedämpfungswiderstand.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass das mindestens eine Entstörmittel mit einer Masse bzw. mit einer Erdung verbunden ist. Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Entstörmittel mit einem geerdeten Gehäuse verbunden ist .
Insbesondere ist das Entstörmittel zwischen der Störung und der Masse bzw. Erdung angeordnet.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Entstörmittel in der Nähe mindestens einer der folgenden Komponenten angeordnet ist:
- eines elektronischen Schalters, insbesondere eines PFC-Schalters;
- einer Brückenschaltung, insbesondere eines elektronischen Schalters der Brückenschaltung.
Ferner ist es eine Weiterbildung, dass der elektronische Schalter einen Transistor, einen Mosfet oder einen IGBT umfasst .
Insbesondere kann jeder elektronische Schalter einen
Beitrag zur Störung leisten und entsprechend mit einem (separaten) Entstörmittel versehen sein.
Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung ist die Schaltungsanordnung Teil eines Schaltnetzteils oder umfasst diese ein Schaltnetzteil.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass die Schaltungsanordnung Teil eines elektronischen Vorschaltgeräts für mindestens ein Leuchtmittel ist oder ein solches umfasst.
Auch wird die Aufgabe gelöst anhand eines elektronischen Vorschaltgeräts für mindestens ein Leuchtmittel umfassend eine Schaltungsanordnung wie hierin beschrieben. Weiterhin wird die vorstehend genannte Aufgabe gelöst durch eine Lampe oder Leuchte umfassend die hierin beschriebene Schaltungsanordnung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung dargestellt und erläutert.
Es zeigt:
Fig.l ein Beispiel für ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) umfassend eine Eingangsstufe, die von einer Netzversorgung (Netzspannung, z.B. 230V) gespeist wird.
Der hierin beschriebene Ansatz ermöglicht eine Reduzierung der Funkenstörung insbesondere dadurch, dass ein Y- Kondensator in der Nähe einer Störquelle angeordnet wird und mit einer Masse bzw. einer Erde (z.B. über ein Gehäuse der Schaltung) und der Schaltung verbunden wird.
Bei der Schaltung handelt es sich insbesondere um ein elektronisches Vorschaltgerät für mindestens ein Leuchtmittel .
Hierbei ist es von Vorteil, dass mindestens ein Y-
Kondensator pro Störquelle der Schaltung angeordnet ist. Störquellen umfassen z.B. einen PFC-Schalter (PFC: Powerfaktorkorrektur) , einen Halb- oder einen Vollbrückenschalter . Bei besagtem Schalter kann es sich insbesondere um jedweden elektronischen Schalter, z.B.
Transistor, Feldeffekttransistor. Mosfet, IGBT, handeln.
Durch das hier vorgeschlagene nahe der Störung vorgesehene Entstörmittel können die von einer Störquelle an das elektronische Vorschaltgerät abgegebenen Störungen wieder an die Quelle der Störung zurückgeführt werden ohne dass ein Umweg über einen an der Netzspannung angeordneten Y- Kondensator nötig wird. Hierdurch wird effektiv ein signifikanter Teil der Störung kompensiert.
Weiterhin werden durch die Nähe der Y-Kondensatoren zu Störquelle und Gehäuse lange Schleifen und somit mögliche Störungen durch Kopplung mit anderen elektrischen Elementen wirksam verhindert.
Derartige Schleifen sind eine häufige Ursache für eine unzureichende Funkenstörung bei Lampen oder Leuchten, die mit einem EVG betrieben werden. Dabei handelt es sich insbesondere um Störungen in einem Frequenzbereich von ca. 30 MHz bis ca. 1000 MHz.
Bei der Anordnung des Y-Kondensators direkt zwischen der Störquelle und dem Gehäuse entsteht nur eine sehr kleine Störschleife, die entsprechend eine geringere Auskopplung der Störung bewirkt.
Besonders günstig ist es, wenn nahe jeder stärkeren
Störquelle ein Y-Kondensator zum Gehäuse hin vorgesehen ist .
Y-Kondensatoren, die direkt an den Störquellen angeordnet sind, können geringere Kapazitätswerte aufweisen als ein einzelner Y-Kondensator, der direkt an der Netzversorgung (Netzklemme) angeordnet ist.
Zusatzentstörmaßnahmen mit Entstörkondensatoren, Entstörinduktivitäten und/oder Bedämpfungswiderständen können größtenteils entfallen. Dadurch werden vorteilhaft eine Anzahl der erforderlichen Bauelemente zur Entstörung und damit die Kosten für die Entstörung erheblich reduziert. Vorzugsweise werden entsprechend dem hier vorgeschlagenen Ansatz geeignete Gehäuse verwendet. Fig.l zeigt ein Beispiel für ein elektronisches Vorschaltgerät (EVG) umfassend eine Eingangsstufe, die von einer Netzversorgung (Netzspannung, z.B. 230V) gespeist wird. Der Ausgang der Eingangsstufe ist über einen Gleichrichter und eine sich anschließende Einheit zur
Powerfaktorkorrektur PFC mit einer Halbbrücke verbunden. Die Halbbrücke speist eine Ausgangsstufe, die an Leuchtmittel mit elektrischer Energie versorgt. Die Ausgangsstufe ist über eine Steuer-/Regeleinheit Control mit der Halbbrücke rückgekoppelt. Hierdurch werden die
Schalter der Halbbrücke derart eingestellt, dass z.B. die Helligkeit des Leuchtmittels einer Sollvorgabe entspricht und/oder konstant gehalten wird.
An unterschiedlichen Stellen des EVGs gemäß Fig.l kann ein Entstörmittel vorgesehen sein. Insbesondere können mehrere Entstörmittel eingesetzt werden, um ein hohes Maß an Funkentstörung zu gewährleisten. Beispielhaft sind in Fig.l Y-Kondensatoren als Entstörmittel gezeigt, die jeweils mit einer Gehäuse-Masse (GND) des EVGs verbunden sind.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung insbesondere zur Versorgung mindestens eines Leuchtmittels umfassend mindestens ein Entstörmittel, das in der Nähe einer Störquelle angeordnet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine Entstörmittel eines der folgenden Elemente umfasst:
- einen Entstörkondensator, insbesondere einen Y- Kondensator;
- eine Entstörinduktivität;
- einen Bedämpfungswiderstand.
3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Entstörmittel mit einer Masse bzw. mit einer Erdung verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, bei der das mindestens eine Entstörmittel mit einem geerdeten Gehäuse verbunden ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das mindestens eine Entstörmittel in der Nähe mindestens einer der folgenden Komponenten angeordnet ist:
- eines elektronischen Schalters, insbesondere eines PFC-Schalters; - einer Brückenschaltung, insbesondere eines elektronischen Schalters der Brückenschaltung.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der der elektronische Schalter einen Transistor, einen Mosfet oder einen IGBT umfasst.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der die Schaltungsanordnung Teil eines Schaltnetzteils ist oder ein Schaltnetzteil umfasst.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, bei der die Schaltungsanordnung Teil eines elektronischen Vorschaltgeräts für mindestens ein Leuchtmittel ist oder ein solches umfasst.
9. Elektronisches Vorschaltgerät für mindestens ein
Leuchtmittel mit einer Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Lampe oder Leuchte umfassend eine Schaltungsanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
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