[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät mit einer Vollbrückenschaltung
zum Steuern des Betriebsverhaltens und der Helligkeit einer Gasentladungslampe bzw.
ein Verfahren zur Steuerung der Helligkeit einer Gasentladungslampe.
[0002] Elektronische Vorschaltgeräte mit Vollbrückenschaltungen werden vorzugsweise zum
Betreiben von Hochdruckgasentladungslampen verwendet, finden aber auch für Niederdruckentladungslampen
oder Leuchtstoffröhren Verwendung. Dabei bietet der Einsatz einer Vollbrückenschaltung
die Möglichkeit, die Lampen mit einem - ggf. mit niedriger Frequenz umgepolten - Gleichstrom
zu betreiben, wodurch das Entstehen von störenden elektromagnetischen Wechselfeldern
reduziert werden kann. Ferner ist in diesem Fall der sich durch die Hochfrequenz-Leitungsimpedanzen
ergebende Einfluß der Lampenverdrahtung auf den Betrieb vernachlässigbar. Vorschaltgeräte
mit Vollbrückenschaltungen sind beispielsweise in der DE 44 01 630 A1 oder der AT
392 384 B beschrieben.
[0003] Das Grundprinzip einer Vollbrückenschaltung ist in Fig. 6 dargestellt und soll im
folgenden kurz erläutert werden. Die Vollbrückenschaltung wird durch vier steuerbare
Schalter S1 bis S4, bei denen es sich im vorliegenden Beispiel um Feldeffekttransistoren
handelt, gebildet, wobei die beiden ersten Schalter S1und S2 eine erste Halbbrücke
und die beiden Schalter S3 und S4 eine zweite Halbbrücke bilden. Als Last der Vollbrückenschaltung
ist in deren Diagonalzweig ein aus einer Induktivität L und einer Kapazität C bestehender
Serienresonanzkreis angeordnet, d.h. die Serienschaltung aus der Induktivität L und
dem Kondensator C verbindet den gemeinsamen Knotenpunkt zwischen den beiden Schaltern
S1 und S2 der ersten Halbbrücke mit dem gemeinsamen Knotenpunkt zwischen den beiden
Schaltern S3 und S4 der zweiten Halbbrücke. Parallel zu dem Kondensator C ist die
Gasentladungslampe LA angeordnet. Der Eingang der Vollbrückenschaltung wird mit einer
Gleichspannung U
BUS gespeist, der Ausgang der Vollbrückenschaltung ist über einen Widerstand R mit Masse
verbunden.
[0004] Das Ansteuern der vier Schalter S1 bis S4 erfolgt durch zwei Treiberschaltungen T1
und T2, denen wiederum von einer Regelschaltung 6 die entsprechenden Steuerbefehle
zum Ansteuern der Schalter S 1 bis S4 übermittelt werden. Das Ansteuern der vier Schalter
S 1 bis S4 erfolgt in der Regel auf folgende Weise: Zunächst werden in einer ersten
Phase die eine erste Brückendiagonale bildenden Schalter S1 und S4 aktiviert, während
die beiden die zweite Brückendiagonale bildenden Schalter S3 und S2 geöffnet werden.
In dieser ersten Phase erfolgt ein Stromfluß vom Eingang der Vollbrückenschaltung
über den ersten Schalter, den aus dem Serienresonanzkreis und der Gasentladungslampe
LA bestehenden Lastkreis sowie den Schalter S4. Dabei wird einer der beiden Schalter,
beispielsweise der Schalter S1 permanent geschlossen, während der Schalter S4 hochfrequent
getaktet wird. Bei gleichbleibender Schaltfrequenz des Schalters S4 wird durch Veränderung
des Tastverhältnisses die der Lampe LA zugeführte Leistung erhöht oder reduziert.
In einer zweiten Phase werden dann die Schalter S1 und S4 der ersten Brückendiagonalen
geöffnet, während nun in analoger Weise die Schalter S3 und S2 der zweiten Brückendiagonale
aktiviert werden, d.h. der Schalter S3 wird permanent geschlossen, während der Schalter
S2 mit einem der gewünschten Leistung entsprechenden Tastverhältnis hochfrequent taktet.
Das Wechseln zwischen den beiden Brückendiagonalen hat zur Folge, daß die Richtung
des Stroms durch die Lampe LA permanent wechselt, wodurch Quecksilberablagerungen
an einer Elektrode vermieden werden und die Lebensdauer der Lampe erhöht wird. Die
Steuerung der Vollbrückschaltung wird durch die Steuerschaltung 6 übernommen, der
zum einen ein der gewünschten Lampenhelligkeit entsprechender Sollwert I
SOLL und zum anderen die über den Shunt-Widerstand R abfallende Spannung über die Eingangsleitung
7 als Istwert zugeführt wird. Entsprechend dem Vergleichsergebnis zwischen Istwert
und Sollwert erzeugt die Steuerschaltung 6 Steuerbefehle, die über die Leitungen 8
1 bis 8
4 den beiden Treiberschaltungen T1 und T2 zugeführt werden, die wiederum die Steuerbefehle
in entsprechende Signale zum Ansteuern der Gates der vier Feldeffekttransistoren S
1 bis S4 umsetzen.
[0005] Der getaktete Schalter der jeweils aktiven Brückendiagonalen wird mit einer Frequenz
von ca. 20 bis 50 kHz geöffnet und geschlossen. Aufgrund dieser Hochfrequenztaktung
fließen parasitäre Ströme über die Lampenleitungs-Kapazitäten, welche eine genaue
Regelung der Lampenhelligkeit insbesondere bei sehr niedrigen Dimmwerten unmöglich
machen, mit der Folge, daß bei sehr niedrigen Dimmwerten ein unerwünschtes, für das
Auge merkliches Flackern der Lampenhelligkeit auftritt.
[0006] Eine andere Schaltung zur Ansteuerung ist aus der EP 0 633 711 A1 bekannt. Diese
Schaltung weist wiederum einen Vollbrückenschaltung auf, zu der die Lampe in Last
geschaltet ist. Die Steuerung der Lampenhelligkeit erfolgt nunmehr allerdings nicht
durch eine Variation der Ansteuerfrequenz, sondern durch ein Steuern des der Vollbrückenschaltung
zugeführten Stroms. Hierzu ist am Eingang der Vollbrückenschaltung eine regelbare
Konstantstromquelle in Form eines Transistors angeordnet, der von einer Steuerschaltung
in geeigneter Weise angesteuert wird. Die Schaltelemente der Vollbrückenschaltung
werden in diesem Fall lediglich derart angesteuert, das eine regelmäßige Richtungsänderung
des Stromflusses erfolgt.
[0007] Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung kann zwar der der Vollbrückenschaltung zugeführte
Strom auf sehr niedrige Werte herabgeregelt werden, da allerdings die Konstantstromquelle
am Eingang der Vollbrückenschaltung angeordnet ist, ist die Genauigkeit bei der Regelung
des Lampenstroms selbst begrenzt. Ferner können bei dieser bekannten Variante an dem
als Konstantstromquelle verwendeten Transistor verhältnismäßig hohe Verlustströme
auftreten.
[0008] Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Vorschaltgerät
mit einer Vollbrückenschaltung anzugeben, welches ein Dimmen der Gasentladungslampe
über einen sehr weiten Bereich ermöglicht. Ferner sollen Flackererscheinungen bei
sehr niedrigen Dimmwerten sowie Verlustleistungen weitestgehend vermieden werden.
[0009] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Steuerung der Helligkeit einer Gasentladungslampe
gemäß Anspruch 1 sowie durch ein elektronisches Vorschaltgerät, welches die Merkmale
des Anspruches 5 aufweist, gelöst.
[0010] Das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät weist eine mit einer Gleichspannung
gespeiste Vollbrückenschaltung auf, wobei die Gasentladungslampe Bestandteil eines
als Last der Vollbrückenschaltung geschalteten Resonanzkreises ist. Eine Steuerschaltung
schaltet jeweils abwechselnd eine Brückendiagonale der Vollbrückenschaltung ein und
die andere Brückendiagonale aus. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die beiden
Brückendiagonalen jeweils eine regelbare Konstantstromquelle zur Regelung des Lampenstroms
aufweisen. In einem ersten Betriebsmodus, der bei niedriger Lampenhelligkeit Verwendung
findet, erfolgt dann die Regelung des Lampenstroms durch die beiden regelbaren Konstantstromquellen
der Brückendiagonalen, wobei die Induktivität des Lastkreises in diesem Fall aufgrund
des Gleichstromes nicht wirksam ist, sondern nur deren ohmscher Gleichstromwiderstand.
In einem zweiten Betriebsmodus hingegen bei hoher Lampenhelligkeit erfolgt die Steuerung
der der Lampe zugeführten Leistung in bekannter Weise durch eine Veränderung des Tastverhältnisses
bei konstanter hoher Frequenz.
[0011] Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung wird also bei niedriger Lampenhelligkeit während
der Einschaltzeit einer Brückendiagonalen auf ein hochfrequentes Takten eines Schalters
verzichtet. Statt dessen wird die Lampe während der Einschaltzeit einer Brückendiagonalen
mit einem geregelten Gleichstrom betrieben, wodurch das Problem der parasitären Ströme
aufgrund der hochfrequenten Schaltvorgänge vermieden wird. Dadurch wird erreicht,
daß auch bei sehr niedrigen Helligkeitswerten sehr genau auf einen konstanten Lampenstrom
geregelt werden kann und somit ein Flackern der Lampe unterdrückt wird. Das niederfrequente
Umschalten zwischen den beiden Brückendiagonalen wird allerdings beibehalten und erfolgt
vorzugsweise mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz, also mit einer Frequenz über
der Wahrnehmungsschwelle des menschlichen Auges, insbesondere mit einer Frequenz zwischen
700 Hz und 2000 Hz. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, bei einem Lampenbetrieb
bei sehr niedriger Helligkeit auf das Umschalten zwischen den beiden Brückendiagonalen
zu verzichten, da die durch den kleinen Lampenstrom verursachte Quecksilberwanderung
minimal ist und durch die im Lampenplasma stattfindende natürliche Diffusion ausgeglichen
wird. Bei hoher Lampenhelligkeit hingegen erfolgt die Regulierung der Lampenleistung
in bekannter Weise, was den Vorteil mit sich bringt, dass Verlustströme, die andernfalls
an den regelbaren Konstantstromquellen bei hoher Lampenleistung auftreten würden,
vermieden werden.
[0012] Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kommen zur Steuerung der Helligkeit einer Gasentladungslampe
zwei Betriebsmodi zum Einsatz, wobei die Gasentladungslampe in dem ersten Betriebsmodus
bei niedriger Lampenhelligkeit mit einer geregelten Gleichspannung und in einem zweiten
Betriebsmodus bei hoher Lampenhelligkeit mit einem dem Tastverhältnis entsprechenden
Gleichstrom mit überlagertem Rippelstrom betrieben wird.
[0013] Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert
werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vollbrückenschaltung, die nicht Gegenstand der
Ansprüche ist;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines ersten Vorschaltgerätes, bei dem die in Fig. 1 dargestellte
Vollbrückenschaltung zur Anwendung kommt;
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines zweiten Vorschaltgeräts, bei dem die in Fig. 1 dargestellte
Vollbrückenschaltung zur Anwendung kommt;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vollbrückenschaltung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines elektronischen Vorschaltgerätes, bei dem die in Fig.
4 dargestellte Vollbrückenschaltung zur Anwendung kommt; und
Fig. 6 eine bekannte Vollbrückenschaltung.
[0014] Die Anordnung der vier Feldeffekttransistoren S1 bis S4 der in Fig. 1 dargestellten
Vollbrücke ist identisch zu der bekannten Anordnung aus Fig. 6. Wiederum wird an den
Eingang der Vollbrückenschaltung eine Gleichspannung U
BUS angelegt, den Ausgang der Vollbrückenschaltung bildet ein mit Masse verbundener Shunt-Widerstand
R. Als Last ist nunmehr jedoch lediglich die Gasentladungslampe LA geschaltet, die
Elemente eines Resonanzkreises sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel nicht mehr
vorhanden. Ein Umschalten zwischen den beiden Brückendiagonalen erfolgt wiederum durch
die beiden Treiberschaltungen T1 und T2, welche die vier Feldeffekttransistoren S1
bis S4 in geeigneter Weise ansteuern. Die Regelung der Lampenhelligkeit erfolgt nun
allerdings nicht mehr durch ein entsprechendes Ein- und Ausschalten der Schalter S1
bis S4 durch die Treiberschaltungen T1 und T2, sondern durch Ansteuern der in den
Brückendiagonalen angeordneten Feldeffekttransistoren S2 und S4 als regelbare Konstantstromquellen.
Dazu werden diese beiden Feldeffekttransistoren S2, S4 von jeweils einem Operationsverstärker
OP1 bzw. OP2 in ihrem Aussteuerbereich betrieben. Sie bilden damit einen Widerstand,
der mit der Lampe LA in Serie geschaltet ist und auf diese Weise einen Arbeitspunkt
für die Lampe LA definiert.
[0015] Die regelbaren Konstantstromquellen, bzw. die beiden Transistor-Präzisionsstromquellen
werden also durch die beiden unteren Feldeffekttransistoren S2 und S4 der beiden Halbbrücken
sowie die beiden jeweils den entsprechenden Feldeffekttransistoren S2 bzw. S4 ansteuernden
Operationsverstärker OP1 bzw. OP2 gebildet. Über eine Rückkopplungsleitung 9
1 bzw. 9
2 wird der durch den jeweiligen Feldeffekttransistor S2 oder S4 fließende Strom dem
Operationsverstärker OP1, OP2 als Istwert zugeführt, das zweite Eingangssignal bildet
ein der gewünschten Lampenhelligkeit entsprechender Sollwert I
SOLL, der beispielsweise den beiden Operationsverstärkern OP1, OP2 durch eine Dimmschaltung
oder dergleichen zugeführt werden kann. Die beiden Operationsverstärker OP1 und OP2
wirken als Regler, die den durch die beiden Feldeffekttransistoren S2 bzw. S4 fließenden
Strom auf einem dem Sollwert I
SOLL entsprechenden Wert einstellen.
[0016] Den beiden Treiberschaltungen T1 und T2 werden die zum Umschalten zwischen den beiden
Brückendiagonalen benötigten Steuerbefehle in gewohnter Weise durch eine (nicht dargestellte)
Steuerschaltung zugeführt. Auch hier erfolgt ein niederfrequentes Wechseln zwischen
den beiden Brückendiagonalen, um die sich bei einem einseitigen Gleichstrombetrieb
ergebende Quecksilberwanderung in der Lampe LA zu reduzieren.
[0017] Da die Regelung des Lampenstroms und damit der Lampenhelligkeit durch die beiden
regelbare Konstantstromquellen erfolgt, kann auf den Einsatz einer strombegrenzenden
Induktivität verzichtet werden. Um allerdings die Verlustleistungen an den beiden
Feldeffekttransistoren S2 und S4 der beiden regelbaren Konstantstromquellen möglichst
gering zu halten, sollte die an ihnen abfallende Spannung relativ gering sein. Gleichzeitig
sollte sie jedoch einen gewissen Mindestwert haben, um zu gewährleisten, daß die beiden
Feldeffekttransistoren S2 und S4 in ihrem linearen Bereich betrieben werden um somit
eine effektive Regelung des Stroms zu ermöglichen.
[0018] Dies kann dadurch erreicht werden, daß der Vollbrückenschaltung eine Gleichspannung
U
BUS zugeführt wird, die nur geringfügig höher als die über die Gasentladungslampe LA
fallende Spannung ist, da der Überschuß der Gleichspannung U
BUS zwangsläufig an den beiden Transistoren S2 bzw. S4 abfällt. Aus diesem Grund weist
das Vorschaltgerät ferner eine Regelschaltung 1 auf, der über die beiden Eingangsleitungen
10
1 bzw. 10
2 die über den Feldeffekttransistor S2 oder S4 der jeweils aktiven Brückendiagonale
abfallende Spannung als Istwert zugeführt wird. Dieser Istwert wird mit einem Sollwert
I
FETsoll, der dem Wert entspricht, der eine besonders effektive Stromregelung ermöglicht,
verglichen. Auf der Grundlage dieses Vergleichs erzeugt die Regelschaltung 1 ein Steuersignal,
welches zur Regelung der Gleichspannung U
BUS verwendet wird.
[0019] Dies ist in Fig. 2 dargestellt, welche das Blockschaltbild eines Vorschaltgeräts
zeigt. Den Eingang des Vorschaltgeräts bildet eine mit einer Wechselspannungsquelle
verbundene Gleichrichterschaltung 11, beispielsweise ein Vollbrückengleichrichter,
die einem ersten Schaltregler 3 eine gleichgerichtete Wechselspannung U
0 zuführt. Dieser erste Schaltregler 3 wird durch einen Hochsetzsteller gebildet, der
eine hohe Zwischenkreisspannung U
Z erzeugt, die einem zweiten Schaltregler 4 zugeführt wird. Dieser zweite Schaltregler
4 ist ein Tiefsetzsteller, der die hohe Zwischenkreisspannung U
Z auf den benötigten niedrigeren Wert für die Gleichspannung U
BUS herabsetzt. Mit dem Bezugszeichen 2 ist die in Fig. 1 dargestellte Vollbrückenschaltung
bezeichnet.
[0020] Wie in Fig. 2 dargestellt, steuert die Regelschaltung 1 den Tiefsetzsteller 4 an,
und zwar in einer Art und Weise, daß dieser eine Gleichspannung U
BUS erzeugt, welche wie vorgesehen nur knapp oberhalb der Lampenspannung LA liegt, so
daß die über die beiden Transistoren S2 bzw. S4 abfallende Spannung dem Sollwert U
FETsoll entspricht. Alternativ dazu bestünde auch die Möglichkeit, den Spannungsabfall über
die Gasentladungslampe LA zu messen und auf Grundlage dieses Werts ein Regelsignal
zum Ansteuern des Tiefsetzstellers zu erzeugen.
[0021] Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 3 dargestellt. Hier wird die Glättungsschaltung
zum Erzeugen der Gleichspannung U
BUS nicht durch zwei in Serie geschaltete Schaltregler erzeugt, sondern durch einen Buck-Boost-Converter
5, in dem die Funktionen der in Fig. 2 dargestellten Schaltregler 3 und 4 in einer
Schaltung vereinigt sind. Diese Integration ist möglich, da die Anforderungen an die
Regelgeschwindigkeit der Glättungsschaltung relativ gering sind und somit nicht das
Entstehen von Oberwellen am Eingang des Vorschaltgeräts aufgrund schneller Änderungen
von Frequenz und/oder Tastverhältnis zu befürchten ist.
[0022] Die Regelung des Lampenstroms durch die beiden regelbaren Konstantstromquellen hat
neben der Unterdrückung von Flackererscheinungen auch zur Folge, daß bei einem Einschalten
der Lampe LA bei niedriger Lampenhelligkeit kein Blitz auftreten kann, da der Strom
aufgrund der beiden regelbaren Konstantstromquellen von Anfang an auf den gewünschten
Wert begrenzt ist. Somit findet ein Durchzünden der Lampe LA bei einem Strom statt,
der den geringstmöglichen Wert für die Auslösung des Zündvorganges hat. Um die hierfür
benötigte Zündspannung bereitzustellen, wird der Tiefsetzsteller 4 oder der Buck-Boost-Converter
derart angesteuert, daß er eine maximale Ausgangsspannung, welche für die Zündung
ausreichend ist, bereitstellt. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer
Zündspule. Mit dem erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgerät ist es möglich,
die Gasentladungslampe auf 1/1000 ihrer maximalen Helligkeit zu dimmen und zu zünden,
ohne daß dabei eine Flackererscheinung bzw. ein Einschaltblitz auftritt. Vorteilhaft
ist ferner, daß die Lampenverdrahtung keinen Einfluß auf den Dimmbetrieb hat. Dies
deshalb, da nach wie vor mit einer niedrigen Frequenz umgeschaltet wird, allerdings
auf das hochfrequente Takten von Schaltern verzichtet wird und somit durch diesen
"Quasi-Gleichstrom" kein Einfluß der Verdrahtungsimpedanzen besteht. Die niederfrequente
Umpolfrequenz, d.h. der Wechsel zwischen den beiden Brückendiagonalen sollte dabei
zumindest etwas über der Frequenz liegen, die vom Auge noch wahrgenommen wird, also
zumindest oberhalb von 100 Hz. Besonders vorteilhaft wird eine Frequenz zwischen 700
Hz und 2000 Hz gewählt.
[0023] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vollbrückenschaltung ist in Fig. 4
dargestellt. Dieses unterscheidet sich zum einen darin, daß die Gasentladungslampe
LA nun wiederum Bestandteil eines aus einer Induktivität L und einem Kondensator C
bestehenden Resonanzkreises ist, der als Last der Vollbrückenschaltung geschaltet
ist, und zum anderen darin, daß auf den in Fig. 1 beschriebenen Regler 1 zum Regeln
der Gleichspannung U
BUS verzichtet wird. In diesem Fall wird der Vollbrückenschaltung 2 eine in ihrer Höhe
konstante Gleichspannung U
BUS zugeführt, wie dies schematisch in Fig. 5 dargestellt ist. Das in dieser Figur 5
dargestellte elektronische Vorschaltgerät weist nunmehr die Gleichrichterschaltung,
einen Hochsetzsteller 3 sowie die Vollbrückenschaltung 2 auf.
[0024] Wie auch in Fig. 1 sind bei der in Fig. 4 dargestellten Vollbrückenschaltung die
beiden aus den Operationsverstärkern OP1 und OP2 sowie den dazugehörigen Feldeffekttransistoren
S2 und S4 bestehenden regelbaren Konstantstromquellen vorgesehen. Aufgrund der in
ihrer Höhe konstanten Gleichspannung U
BUS besteht nun allerdings die Gefahr, daß bei hohen Lampenströmen, also bei hoher Helligkeit,
die sich über den beiden Transistoren S2 und S4 ergebende Verlustleistung auf ein
unzulässiges Maß ansteigt.
[0025] Um dies zu vermeiden, wird daher bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
abhängig von der zu erzielenden Lampenhelligkeit zwischen zwei unterschiedlichen Betriebsmodi
unterschieden, wobei in dem Bereich niedriger Lampenhelligkeit die Ansteuerung der
Lampe LA in gleicher Weise wie in Fig. 1 erfolgt, d.h. während der Einschaltzeit einer
der beiden Brückendiagonalen wird der Lampe ein durch die entsprechende regelbare
Konstantstromquelle geregelter Gleichstrom zugeführt. Aufgrund der bei diesen Helligkeitswerten
niedrigen Ströme, spielen die an den beiden Transistoren S2 und S4 auftretenden Verlustleistungen
nur eine untergeordnete Rolle, so daß der Verzicht auf die Regelung der Gleichspannung
U
BUS in Kauf genommen werden kann.
[0026] Bei einem Lampenbetrieb mit hoher Helligkeit wird hingegen die Funktion der beiden
regelbaren Konstantstromquellen unterdrückt und die vier Transistoren S1 bis S4 werden
wie auch bei dem in Fig. 6 dargestellten bekannten Verfahren angesteuert. D.h., mit
einer relativ niedrigen Frequenz wird zwischen den beiden Brückendiagonalen gewechselt,
wobei während der Einschaltzeit einer Brückendiagonale einer der beiden Transistoren
hochfrequent getaktet wird, so daß die Lampe mit einem Gleichstrom, dem ein hochfrequenter
Rippelstrom überlagert ist, betrieben wird. Um in dieser Betriebsart eine Helligkeitssteuerung
zu erzielen, ist eine Ansteuerung mit variablem Tastverhältnis notwendig, die Induktivität
L bildet in dieser Betriebsart die strombegrenzende Impedanz in Serie zur Lampe. In
diesem zweiten Betriebsmodus ist wieder die Steuerschaltung 6 für die Steuerung der
Lampenhelligkeit verantwortlich und übermittelt über die Leitungen 8
1 bis 8
4 die entsprechenden Steuerbefehle an die Treiberschaltungen T1 und T2, welche dementsprechend
die vier Transistoren S1 bis S4 ansteuern.
[0027] Bei den hohen Helligkeitswerten des zweiten Betriebsmodus spielen die Leitungskapazitäten
und Leitungsinduktivitäten trotz der hohen Schaltfrequenz keine Rolle, weil sie relativ
zum Lampenstrom zu vernachlässigen sind und deshalb die Regelvorgänge nicht stören.
Auch die Gefahr des Auftretens von Flackererscheinungen ist bei diesen hohen Helligkeiten
nicht gegeben. Bei niedrigen Helligkeitswerten besteht wiederum das aufgrund der Stromregelung
ideale Zündverhalten, mit dem das Auftreten von Lichtblitzen unterdrückt wird. Wiederum
ist ein Dimmen bis zu 1/1000 der maximalen Lampenhelligkeit möglich.
[0028] Das erfindungsgemäße Konzept zeichnet sich somit dadurch aus, daß ein Lampenbetrieb
realisiert wird, mit dem ein Dimmen über eine sehr weiten Helligkeitsbereich ermöglicht
wird. Darüber hinaus ist die Möglichkeit gegeben, die Lampe auch bei sehr niedrigen
Helligkeitswerten zu starten, ohne daß unangenehm empfundene Lichtblitze entstehen.
1. Verfahren zur Steuerung der Helligkeit einer Gasentladungslampe (LA), die Bestandteil
eines als Last einer Vollbrückenschaltung geschalteten Resonanzkreises (L, C) ist,
wobei abwechselnd jeweils eine Brückendiagonale eingeschaltet und die andere Brückendiagonale
der Vollbrücke ausgeschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasentladungslampe (LA) während der Einschaltzeit einer Brückendiagonalen
in einem ersten Betriebsmodus bei niedriger Lampenhelligkeit mit einer geregelten
Gleichspannung und
in einem zweiten Betriebsmodus bei hoher Lampenhelligkeit mit einer in ihrem Tastverhältnis
veränderbaren Wechselspannung betrieben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wechsel zwischen den beiden Brückendiagonalen mit einer Frequenz von mehr als
100 Hz erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Wechsel zwischen den beiden Brückendiagonalen mit einer Frequenz zwischen 700
Hz und 2000 Hz erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Lampenbetrieb bei niedriger Helligkeit lediglich eine einzige Brückendiagonale
eingeschaltet ist.
5. Elektronisches Vorschaltgerät zum Steuern des Betriebsverhaltens und der Helligkeit
einer Gasentladungslampe (LA), mit einer mit Gleichspannung (UBUS) gespeisten Vollbrückenschaltung,
wobei die Gasentladungslampe (LA) Bestandteil eines als Last der Vollbrückenschaltung
geschalteten Resonanzkreises (L, C) ist und eine Steuerschaltung (T1, T2) abwechselnd
jeweils eine Brückendiagonale einschaltet und die andere Brückendiagonale der Vollbrücke
ausschaltet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Brückendiagonalen jeweils eine regelbare Konstantstromquelle (OP1, OP2,
S2, S4) zur Regelung des Lampenstroms aufweisen,
wobei in einem ersten Betriebsmodus bei niedriger Lampenhelligkeit die Regelung des
Lampenstroms durch die regelbare Konstantstromquelle der eingeschalteten Brückendiagonalen
erfolgt, während in einem zweiten Betriebsmodus bei hoher Lampenhelligkeit dem Resonanzkreis
(L, C) eine Wechselspannung mit konstanter Frequenz aber mit veränderbarem Tastverhältnis
zugeführt wird.
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der von der Steuerschaltung (T1, T2) durchgeführte Wechsel zwischen den beiden Brückendiagonalen
mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz erfolgt.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der von der Steuerschaltung (T1, T2) durchgeführte Wechsel zwischen den beiden Brückendiagonalen
mit einer Frequenz zwischen 700 Hz und 2000 Hz erfolgt.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem Lampenbetrieb bei niedriger Helligkeit lediglich eine einzige Brückendiagonale
eingeschaltet ist.