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EP 1 920 644 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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17.06.2009 Patentblatt 2009/25 |
(22) |
Anmeldetag: 28.08.2006 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2006/065741 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2007/025953 (08.03.2007 Gazette 2007/10) |
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(54) |
EVG FÜR ENTLADUNGSLAMPEN MIT EOL-ÜBERWACHUNGSSCHALTUNG
ELECTRONIC BALLAST FOR DISCHARGE LAMPS COMPRISING AN END-OF-LIFE MONITORING CIRCUIT
BALLAST ELECTRONIQUE POUR LAMPES A DECHARGE COMPRENANT UN CIRCUIT DE CONTROLE DE FIN
DE VIE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
30.08.2005 DE 202005013675 U
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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14.05.2008 Patentblatt 2008/20 |
(73) |
Patentinhaber: Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung |
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81543 München (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- RUDOLPH, Bernd
85659 Forstern (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 1 492 393 US-A1- 2003 168 997
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WO-A-00/11916
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung geht aus vom Wechselstrombetrieb von Entladungslampen mit elektronischen
Vorschaltgeräten.
Stand der Technik
[0002] Entladungslampen unterschiedlicher Bauweise werden heute in den meisten Fällen mit
elektronischen Vorschaltgeräten betrieben. Solche Vorschaltgeräte enthalten in aller
Regel Hochfrequenzwandler zur Erzeugung einer Wechselstromversorgungsleistung für
die Lampe aus einer niederfrequenten Netzversorgung oder auch aus einer Gleichspannungsversorgung.
[0003] Elektronische Vorschaltgeräte verfügen neben den essentiellen Funktionen zum Starten
und Betreiben der Entladungslampe häufig auch über zusätzliche Überwachungs- und Regelfunktionen.
Im vorliegenden Zusammenhang interessiert die sog. EoL-Überwachung (End-of-Life-Überwachung),
bei der durch einen Schaltungsteil des Vorschaltgeräts überwacht wird, wann sich ein
Lebensdauerende einer der Elektroden der betriebenen Entladungslampe ankündigt.
[0004] Solche EoL-Überwachungsschaltungen sind an sich bekannt, etwa aus der
WO 00/11916 und
US 2003/0168997, auf die zur Erläuterung des technischen Hintergrundes ergänzend verwiesen wird.
Insbesondere wird dort verdeutlicht, dass bei der EoL-Überwachung die sich mit dem
nahenden Ende der Elektrodenlebensdauer einstellenden gleichrichtenden Eigenschaften
der Entladungslampe ausgenutzt werden. Das Elektrodenlebensdauerende geht mit einem
Verbrauch oder einer Degradation eines Elektronenemittermaterials einher. Allgemeiner
gesprochen kündigt sich das Ende der Lebensdauer einer Elektrode durch einen Anstieg
der Elektronenaustrittsarbeit an dieser Elektrode an. Dadurch ergibt sich eine Asymmetrie
im Wechselstrombetrieb oder anders ausgedrückt eine unipolare zusätzliche Leistung
in der Lampe mit einem entsprechenden asymmetrischen Spannungsabfall.
Darstellung der Erfindung
[0005] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hinsichtlich der EoL-Überwachung
verbessertes elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen anzugeben.
[0006] Die Erfindung bezieht sich zum einen auf ein elektronisches Vorschaltgerät für den
Wechselstrombetrieb einer Entladungslampe mit einer EoL-Überwachungsschaltung zum
Erkennen des Lebensdauerendes der Elektroden der Entladungslampe, welche EoL-Überwachungsschaltung
auf eine asymmetrische Leistung der Entladungslampe anspricht, dadurch gekennzeichnet,
dass in der EoL-Überwachungsschaltung ein mit der asymmetrischen Leistung verbundener
Strom und ein Referenzstrom einem Stromdifferenzverstärker zugeführt werden,
auf ein entsprechendes Lampensystem aus einem solchen Vorschaltgerät zusammen mit
einer passenden Entladungslampe.
[0007] Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden
im folgenden näher erläutert.
[0008] Die Grundidee der Erfindung besteht darin, abweichend vom Stand der Technik nicht
eine mit den beginnenden gleichrichtenden Eigenschaften der Entladungslampe korrelierende
Spannung abzuleiten, über eine spannungssensitive Verstärkerschaltung zu erfassen
und zur Steuerung des Betriebs des Vorschaltgeräts zu verwenden, sondern stattdessen
eine Stromdifferenzverstärkung vorzunehmen. Dazu wird ein mit der asymmetrischen Leistung
der Entladungslampe korrelierender Strom verwendet und zusammen mit einem Referenzstrom
einem Stromdifferenzverstärker zugeführt. Der Stromdifferenzverstärker zeichnet sich
dadurch aus, dass er auch dann, wenn keine EoL-Erkennung vorliegt, also noch keine
gleichrichtenden Eigenschaften erfasst werden können, Eingangsströme zulässt. Damit
kann insbesondere vermieden werden, dass sich im Falle spannungssensitiver Eingänge
mit bei einer EoL-Erkennung durchschaltenden Transistoren durch die dann auftretende
Strombelastung von Widerständen, mit denen entsprechende Messspannungen zur Erkennung
oder Referenzspannungen zum Vergleich erzeugt werden, Spannungsverschiebungen ergeben.
[0009] Insbesondere bei der bereits erwähnten
WO 00/11916 belasten sich zwei Spannungsteilerschaltungen gegenseitig, weil aus einem Spannungsdifferenzsignal
ein Strom gebildet wird, der die weitere Signalgröße darstellt. Dadurch ergeben sich
eine störende Spannungsverschiebung, eine Abhängigkeit von den Absolutwerten der verwendeten
Potentiale gegen das Bezugspotential sowie nichtlineare Abhängigkeiten von den Potentialdifferenzen.
[0010] Im Unterschied dazu werden bei der Erfindung Stromeingänge verwendet, die auch im
Normalbetriebsfall Ströme führen können, sodass sich im Falle einer EoL-Erkennung
keine wesentlichen Verschiebungen ergeben..
[0011] Durch entsprechend hochohmige Widerstände in den Stromzuführungen können der notwendige
Messstrom und der Referenzstrom auf so kleine Werte gedrückt werden, dass der damit
verbundene Leistungsverbrauch völlig unerheblich ist. Ferner lassen sich durch entsprechende
Vorbelastungen, etwa durch Rückkopplungen am Stromdifferenzverstärker, leicht geeignete
Arbeitspunkte einstellen.
[0012] Eine bevorzugte Ausgestaltung des Eingangs des Stromdifferenzverstärkers besteht
in einer an sich bekannten Stromspiegelschaltung, wobei der Stromdifferenzverstärker
besonders bevorzugterweise im Übrigen als Operationsverstärker aufgebaut ist. Solche
OP-Verstärker mit Spiegeleingang sind beispielsweise als sogenannte Norton-Verstärker
von dem Hersteller Motorola, heute "On Semiconductors", erhältlich.
[0013] Dieser Norton-Verstärker weist ferner einen Spannungsausgang auf und zeigt damit
ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung. Schließlich handelt es sich dabei
um einen Verstärker mit einem MOSFET-Stromspiegeleingang, einer günstigen Ausführungsform
eines solchen Stromspiegeleingangs. Im Übrigen können Stromspiegeleingänge aber auch
in anderer unipolarer Technologie oder auch in bipolarer Technologie ausgeführt sein.
[0014] Ein Ausgangssignal des Stromdifferenzverstärkers kann bei einer einfachen und günstigen
Ausgestaltung der Erfindung an einen Fensterkomparator gegeben werden, also eine Kombination
zweier einfacher Komparatoren, zwischen deren Schwellenwerten sich ein entsprechendes
Fenster ergibt. Die Ausgangssignale der Komparatoren können beispielsweise über ein
NAND-Gatter verknüpft und einer Abschalteinrichtung zugeführt werden, die im Falle
der Erkennung eines Elektrodenlebensdauerendes den Hochfrequenzwandler außer Betrieb
nimmt.
[0015] Da es in dem Vorschaltgerät im Betrieb zu störenden Schwingungen und Oberwellen kommen
kann, insbesondere zu Betriebsbeginn Einschwingvorgänge möglich sind, weist die EoL-Überwachungsschaltung
vorzugsweise ein Tiefpassfilter, etwa ein RC-Glied auf. Der Kondensator des RC-Gliedes
kann bei einer günstigen Ausgestaltung zwischen dem Messstromeingang des Stromdifferenzverstärkers
und dem vorschaltgerätinternen Bezugspotential liegen.
[0016] Statt einer Auswertung über Komparatoren und logische Gatter, die sich insbesondere
für diskrete Realisierungen anbietet, kann auch eine Mikroprozessorabtastung des Stromdifferenzverstärkers
vorgesehen sein, die in bestimmten Zeitabständen abtastet und eventuell im Falle einer
EoL-Erkennung aus Sicherheitsgründen Wiederholungsabfragen durchführt. Hierbei ist
zu bemerken, dass die durch Normungen und/oder die technischen Randbedingungen vorgegebenen
Reaktionszeiten für EoL-Überwachungsschaltungen nicht besonders kurz sind, sondern
im Regelfall einige Sekunden Zeit zur Verfügung stehen. Letztlich ist im Regelfall
nämlich nur entscheidend, thermische Schäden und beispielsweise davon ausgehende Brandgefahren
durch auf die asymmetrische Zusatzleistung in der Lampe zurückgehende Elektroden zu
vermeiden. Diese thermischen Vorgänge laufen vergleichsweise träge ab.
[0017] Eine Möglichkeit zur Erzeugung eines Referenzstroms für den Stromdifferenzverstärker
besteht darin, über einen relativ hochohmigen Widerstand von einem Referenzpotential
einen Strom abzuleiten, insbesondere von dem vorschaltgerätinternen Hochfrequenzwandler.
[0018] In vielen praktisch bedeutsamen Fällen liegt ein sogenannter Koppelkondensator zwischen
der Entladungslampe und dem vorschaltgerätinternen Bezugspotential vor, der sich im
Betrieb im Regelfall auf ein Mittenpotential zwischen dem vorschaltgerätinternen Versorgungspotential
und dem Bezugspotential auflädt und damit einen echten Wechselstrombetrieb der Entladungslampe
gewährleistet. Bei dieser Verschaltung kann der im Übrigen auf dieses Bezugspotential
bezogene Stromdifferenzverstärker in günstiger Weise über Widerstände mit einem Abgriff
zwischen dem Koppelkondensator und der Entladungslampe verbunden sein, um damit einen
mit der Spannung über dem Koppelkondensator korrelierenden Strom abzugreifen. Hierbei
ist zu berücksichtigen, dass die Eingänge des Stromdifferenzverstärkers potentialmäßig
sehr nahe beim Bezugspotential liegen.
[0019] Eine andere praktisch bedeutsame Verschaltung sieht einen entsprechenden Koppelkondensator
zwischen dem Wechselstromausgang des Hochfrequenzwandlers und der Entladungslampe
vor und schaltet dementsprechend dann in der Regel den anderen Anschluss der Entladungslampe
direkt an das Bezugspotential. Abhängig von der Verschaltung von insbesondere für
resonante Zündvorgänge erforderlichen Resonanzkondensatoren parallel zur Lampe können
solche Schaltungen vor allem von Vorteil sein, um in einfacher und direkter Weise
den Lampenstrom messen und beispielsweise für eine Stromregelung verwenden zu können.
In diesem Fall ist es günstig, den Messstrom für den wiederum auf das Bezugspotential
bezogenen Stromdifferenzverstärker wiederum von einem Mittenabgriff zwischen dem Koppelkondensator
und der Entladungslampe über einen Widerstand abzuleiten. Dieser Messstrom korreliert
dann mit der Lampenspannung, würde also geglätteterweise im reinen Wechselstrombetrieb
bei Mittelwert null liegen. Hierbei kann der entsprechende Messstromeingang des Stromdifferenzverstärkers
beispielsweise über eine Rückkopplung vom Verstärkerausgang vorbelastet sein, wozu
auch auf das zweite Ausführungsbeispiel verwiesen wird.
[0020] Ein bevorzugte Anwendung findet die Erfindung bei Niederdruckentladungslampen, ist
aber auch für Hochdruckentladungslampen geeignet.
[0021] Die Erfindung hat ferner einen Verfahrensaspekt und bezieht sich demzufolge auch
auf ein Verfahren zum Wechselstrombetrieb einer Entladungslampe mit einem solchen
Vorschaltgerät, bei welchem Verfahren das Lebensdauerende einer Elektrode der Entladungslampe
mit einer EoL-Überwachungsschaltung, die auf eine asymmetrische Leistung der Entladungslampe
anspricht, erkannt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass in der EoL-Überwachungsschaltung ein mit der asymmetrischen Leistung verbundener
Strom und ein Referenzstrom einem Stromdifferenzverstärker zugeführt werden. Die vorstehend
und im folgenden erläuterten einzelnen Merkmale sind implizit auch für die Verfahrenskategorie
der Erfindung maßgeblich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0022] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert,
wobei die einzelnen Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein
können und sich sowohl auf die Vorrichtungskategorie als auch auf die Verfahrenskategorie
der Erfindung beziehen.
- Figur 1
- zeigt ein vereinfachtes Schaltungsdiagramm eines Vorschaltgeräts für eine Niederdruckentladungslampe
als erstes Ausführungsbeispiel.
- Figur 2
- entspricht Figur 1 und zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel.
- Figur 3
- entspricht Figur 1 und zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
[0023] Figur 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts für
eine im rechten Bereich ebenfalls eingezeichnete Niederdruckentladungslampe LA1, das
im linken Bereich für eine übliche Haushaltsnetzversorgung mit einer Phasenleitung
L und einem Neutralleiter N an die Eingangsklemmen KL1-1 und KL1-2 angeschlossen ist.
Die Drossel LD2 und der Kondensator C5 bilden ein Funkentstörfilter zwischen dem Gleichrichter
D1 bis D4 und einem Zwischenkreisspeicherkondensator C6, über dem die Zwischenkreisspannung
mit einem im unteren Bereich der Figur liegenden vorschaltgerätinternen Bezugspotential
und einem im oberen Bereich liegenden vorschaltgerätinternen Versorgungspotential
anliegt.
[0024] Zwischen diesen beiden Potentialen liegen zwei Schalttransistoren T1 und T2 einer
üblichen Halbbrückenwandlerschaltung, zu denen jeweils Freilaufdioden D11 und D12
parallelgeschaltet sind und die durch einen sogenannten Trapezkondensator C8 zwischen
ihrem Mittenabgriff und dem Versorgungspotential schaltentlastet werden. Die Steueranschlüsse,
hier die Basen der Biopolartransistoren T1 und T2, werden über Sekundärwicklungen
RK1-B und RK1-C sowie Widerstände R3 bzw. R4 angesteuert, wobei eine Primärwicklung
RK1-A mit den Sekundärwicklungen RK1-B und RK1-C gekoppelt ist und zwischen dem erwähnten
Mittenabgriff und damit Wechselstromausgang der Halbbrücke und der Lampe LA1 liegt.
Zwischen der Primärwicklung des aus den Wicklungen RK1-A, RK1-B und RK1-C gebildeten
Steuertransformators, der hier im Übrigen nur symbolisch für eine selbsterregte Ansteuerung
steht, die auch anders, insbesondere durch eine Fremdsteuerung, realisiert sein kann,
und der Lampe LA1 liegt eine übliche Lampendrossel LD1. Die Lampe LA1 ist über Lampenklemmen
KL2-1 bis KL2-4 angeschlossen, wobei die Klemmen KL2-3 und KL2-4 mittenabgriffseitig
und die Klemmen KL2-1 und KL2-2 auf der anderen Seite der Lampe vorgesehen sind und
zwischen die Klemmen KL2-2 und KL2-3 ein zum Zünden der Lampe in an sich bekannter
Weise notwendiger Resonanzkondensator C9 geschaltet ist.
[0025] Der Lampenanschluss KL2-1 ist über einen ebenfalls an sich bekannten Koppelkondensator
C10 an das Bezugspotential angeschlossen, sodass sich im Betrieb eine mittlere Aufladung
des Koppelkondensators C10 auf die halbe Zwischenkreisspannung über dem Zwischenkreiskondensator
C6 ergibt und die Lampe LA1 damit in Folge des symmetrisch um das an dem oberen Anschluss
des Koppelkondensators C10 herrschende Potential oszillierenden Mittenabgriffpotentials
in einem reinen Wechselstrombetrieb betrieben werden kann.
[0026] Der bisher beschriebene Teil der Schaltung ist an sich konventioneller Natur und
wird daher nicht im Einzelnen erläutert. Im Folgenden wird auf die erfindungsgemäße
EoL-Überwachungsschaltung eingegangen. Diese weist einen OP-Verstärker U1 mit Stromspiegeleingang
auf, hier ein sogenannter Norton-Verstärker LM3900 von On Semiconductors. An dessen
nichtinvertierendem Eingang (mit einem "+" bezeichnet) wird ein über einen hochohmigen
Widerstand von 10 MΩ von dem Versorgungspotential abgeleiteter Referenzstrom gegeben,
an den invertierenden Eingang (mit einem "-" bezeichnet) ein über einen ebenfalls
hochohmigen Widerstand R2 von 6,5 MΩ von einem Abgriff zwischen dem Koppelkondensator
C10 und der Lampenklemme KL2-1 abgeleiteter Messstrom. Die Differenz zwischen beiden
wird in an sich bekannter Weise verstärkt, wobei der Verstärker U1 über einen Widerstand
R9 von 813 kΩ zwischen seinem Ausgang und seinem invertierendem Eingang in an sich
bekannter Weise rückkoppelnd beschaltet ist.
[0027] Das Ausgangssignal des Verstärkers U1 wird an einen aus einem ersten Komparator U2-A
und zweiten Komparator U2-B bestehenden Fensterkomparator gegeben, in dem es mit einem
Schwellenwertfenster zwischen in diesem Fall 3,5 V und 8,5 V verglichen wird. Dementsprechend
sind die Eingänge der Komparatoren U2-A und U2-B an ein NAND-Gatter U3-A angeschlossen,
dessen Ausgang damit anzeigt, ob die Stromdifferenz innerhalb der durch die beiden
Komparatorschwellenwerte definierten Toleranzbreite liegt oder nicht.
[0028] Dieses Signal wird einer Abschalteinrichtung AE zugeführt, die ansprechend auf dieses
Signal die Basisansteuerung des unteren Schalttransistors T2 des Halbbrückenwandlers
unterbindet, womit dann auch die Schaltvorgänge des oberen Schalttransistors T1 unterbleiben.
[0029] Es wurde bereits festgestellt, dass sich bei einer Lampe LA1 mit beidseits voll emissionsfähigen
Elektroden ein reiner Wechselstrombetrieb ergibt und sich über dem Kondensator C10
eine dem Gleichanteil des Potentials am Wechselstromausgang der Halbbrücke der Schalttransistoren
T1 und T2 entsprechendes Potential einstellt. Dieses kann bei Bedarf über den zusätzlichen
Kondensator C2 von 100 nF zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers U1 und
dem Bezugspotential geglättet werden. Auch bei abweichenden Verhältnissen, etwa einem
von 0,5 abweichenden Tastverhältnis des Schalttransistorbetriebs, ergibt sich eine
bestimmte mittlere Spannung an dem Koppelkondensator C10.
[0030] Da der Verstärker U1 auf das Bezugspotential bezogen ist und in Folge seines Stromspiegeleingangs
nur geringe Spannungen an seinen Eingängen gegenüber dem Bezugspotential aufbaut (unter
1 Volt im Regelfall) entspricht der durch den Widerstand R2 fließende Strom in den
invertierenden Eingang des Verstärkers U1 praktisch proportional der Spannung über
dem Koppelkondensator C10. Der in den invertierenden Eingang fließende Strom setzt
sich aus diesem Strom und dem Strom durch den Rückkopplungskondensator R9 zusammen.
Dabei sind die Widerstände R2 und R9 so bemessen, dass im Gleichgewicht ohne asymmetrischen
EoL-Spannungsanteil an dem Koppelkondensator C10 der Ausgang des Verstärkers U1 auf
etwa der Hälfte des arithmetischen Mittels der Referenzpotentiale an den Eingängen
des Fensterkomparators U2-A, U2-B von 6 V liegt. Im vorliegenden Fall ergeben sich
Abschaltpotentiale von etwa +/- 20 V an dem Koppelkondensator C10.
[0031] Figur 2 zeigt ein weitgehend mit Figur 1 identisches Ausführungsbeispiel, jedoch
mit einer abweichenden Verschaltung des Koppelkondensators C10 und daher auch etwas
abweichender Anbindung des Verstärkers U1. Es wird daher zunächst auf die Erläuterungen
zu Figur 1 Bezug genommen. Abweichend davon liegt der Koppelkondensator C10 hier jedoch
zwischen der Primärwicklung RK1-A und der Lampendrossel LD1 und damit zwischen dem
Wechselstromausgang des Halbbrückenwandlers mit den Schalttransistoren T1 und T2 der
Lampe LA1.
[0032] Demzufolge wird der Messstrom über den hier mit 1,5 MΩ bemessenen Widerstand R2 von
einem Abgriff zwischen der Lampendrossel LD1 und der Lampe LA1 abgenommen. Da der
Gleichspannungsanteil über dem Widerstand R2 deutlich kleiner ist als beim ersten
Ausführungsbeispiel, wird das Referenzpotential für den Referenzstrom hier mit 6 V
aus einer ohnehin für Steuerschaltungen des Vorschaltgeräts zur Verfügung stehenden
Versorgung entnommen und der entsprechende Widerstand R1 angepasst. Bei diesem Ausführungsbeispiel
muss der in Figur 1 optional (und daher gestrichelt) eingezeichnete Kondensator C2
für die Tiefpassglättung vorgesehen sein.
[0033] Im symmetrischen Normalbetrieb ergibt sich damit, dass der Ruhestrom in den invertierenden
Eingang vollständig durch den Rückkopplungskondensator R9 fließt und damit dem Strom
durch den Widerständ R1 gleich ist. Die Spannung über R1 entspricht also dem arithmetischen
Mittel zwischen den beiden Schwellenwerten des Fensterkomparators U2-A, U2-B.
[0034] Figur 3 entspricht weitgehend Figur 1, sodass wiederum auf die dortigen Erläuterungen
Bezug genommen wird. Allerdings sind zwischen dem Verstärker U1 und der Abschalteinrichtung
AE der Fensterkomparator U2-A, U2-B und das NAND-Gatter U3-A weggelassen. In diesem
Fall verfügt nämlich die Abschalteinrichtung über einen Mikroprozessor µP, der den
Ausgang des Verstärkers U1 in bestimmten Zeitintervallen abtastet und im Fall außerhalb
eines vorgegebenen Fensters von hier wieder 3,5 V bis 8,5 V liegender Ausgangssignale
eine Wiederholungsmessung zur Sicherheit durchführt und dann einen Abschaltvorgang
einleitet. Die Erfindung kann also auch mit einer Mikroprozessorsteuerung kombiniert
werden. Bei solchen Anwendungen können darüber hinaus natürlich auch die Ansteuerung
der Schalttransistoren T1, T2 und die Übernahme anderer Funktionen des Vorschaltgeräts
mikroprozessorgesteuert erfolgen.
1. Elektronisches Vorschaltgerät für den Wechselstrombetrieb einer Entladungslampe (LA1)
mit einer EoL-Überwachungsschaltung (R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) zum Erkennen
des Lebensdauerendes der Elektroden der Entladungslampe (LA1),
welche EoL-Überwachungsschaltung (R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) auf eine asymmetrische
Leistung der Entladungslampe (LA1) anspricht,
dadurch gekennzeichnet, dass in der EoL-Überwachungsschaltung (R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) ein mit der
asymmetrischen Leistung verbundener Strom und ein Referenzstrom einem Stromdifferenzverstärker
(U1) zugeführt werden.
2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, bei dem der Stromdifferenzverstärker (U1) eine Stromspiegelschaltung
am Eingang aufweist.
3. Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Stromdifferenzverstärker (U1) einen
Spannungsausgang aufweist.
4. Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Ausgangssignalleitung des Stromdifferenzverstärkers
(U1) an einen Fensterkomparator (U2-A, U2-B) angeschlossen ist.
5. Vorschaltgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die EoL-Überwachungsschaltung
(R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) ein Tiefpassfilter (R2, C2) zum Ausfiltern
von Störschwingungen aufweist.
6. Vorschaltgerät nach Anspruch 5, bei dem das Tiefpassfilter (R2, C2) einen Kondensator
(C2) zwischen einem Messstromeingang des Stromdifferenzverstärkers (U1) und dem internem
Bezugspotential des Vorschaltgeräts aufweist.
7. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem eine Ausgangssignalleitung des Stromdifferenzverstärkers
(U1) an eine Mikroprozessorschaltung (µP) angeschlossen ist.
8. Vorschaltgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Referenzstrom über
einen Widerstand (R1) von einem Referenzpotential abgeleitet ist.
9. Vorschaltgerät nach Anspruch 8, bei dem das Referenzpotential das interne Versorgungspotential
eines Hochfrequenzwandlers (T1, T2) zur Erzeugung der Wechselstromversorgungsleistung
für die Entladungslampe (LA1) ist.
10. Vorschaltgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Koppelkondensator
(C10) zwischen der Entladungslampe (LA1) und dem internen Bezugspotential des Vorschaltgeräts
vorgesehen ist, der Stromdifferenzverstärker (U1) auf das Bezugspotential bezogen
ist und der mit der asymmetrischen Leistung verbundene Strom über einen Widerstand
(R2) von einem Abgriff zwischen dem Koppelkondensator (C10) und der Entladungslampe
(LA1) abgeleitet ist.
11. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem zwischen der Entladungslampe
(LA1) und einem Wechselstromausgang eines zur Erzeugung der Wechselstromversorgungsleistung
für die Entladungslampe (LA1) vorgesehenen Hochfrequenzwandlers (T1, T2) ein Koppelkondensator
(C10) vorgesehen ist, der Stromdifferenzverstärker (U1) auf das Bezugspotential bezogen
ist und der mit der asymmetrischen Leistung verbundene Strom über einen Widerstand
(R2) von einem Abgriff zwischen dem Koppelkondensator (C10) und der Entladungslampe
(LA1) abgeleitet ist.
12. Vorschaltgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, das für eine Niederdruckentladungslampe
(LA1) ausgelegt ist.
13. Lampensystem aus einer Entladungslampe (LA1) und einem Vorschaltgerät nach einem der
vorstehenden Ansprüche.
1. Electronic ballast for the AC operation of a discharge lamp (LA1)
having an EOL monitoring circuit (R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) for detecting
the end of life of the electrodes of the discharge lamp (LA1),
which EOL monitoring circuit (R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) responds to an
asymmetrical power of the discharge lamp (LA1),
characterized in that a current associated with the asymmetrical power and a reference current are fed
to a current differential amplifier (U1) in the EOL monitoring circuit (R1, R2, U1,
R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE).
2. Ballast according to Claim 1, in which the current differential amplifier (U1) has
a current mirror circuit at the input.
3. Ballast according to Claim 1 or 2, in which the current differential amplifier (U1)
has a voltage output.
4. Ballast according to Claim 1 or 2, in which an output signal line of the current differential
amplifier (U1) is connected to a window comparator (U2-A, U2-B).
5. Ballast according to one of the preceding claims, in which the EOL monitoring circuit
(R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE) has a low-pass filter (R2, C2) for filtering
out parasitic oscillations.
6. Ballast according to Claim 5, in which the low-pass filter (R2, C2) has a capacitor
(C2) between a measured current input of the current differential amplifier (U1) and
the internal reference potential of the ballast.
7. Ballast according to Claim 1, 2 or 3, in which an output signal line of the current
differential amplifier (U1) is connected to a microprocessor circuit (µP).
8. Ballast according to one of the preceding claims, in which the reference current is
derived from a reference potential via a resistor (R1).
9. Ballast according to Claim 8, in which the reference potential is the internal supply
potential of a high-frequency converter (T1, T2) for generating the AC supply power
for the discharge lamp (LA1).
10. Ballast according to one of the preceding claims, in which a coupling capacitor (C10)
is provided between the discharge lamp (LA1) and the internal reference potential
of the ballast, the current differential amplifier (U1) has a reference to the reference
potential, and the current associated with the asymmetrical power is derived from
a tap between the coupling capacitor (C10) and the discharge lamp (LA1) via a resistor
(R2).
11. Ballast according to one of Claims 1 to 9, in which a coupling capacitor (C10) is
provided between the discharge lamp (LA1) and an AC output of a high-frequency converter
(T1, T2) provided for generating the AC supply power for the discharge lamp (LA1),
the current differential amplifier (U1) has a reference to the reference potential,
and the current associated with the asymmetrical power is derived from a tap between
the coupling capacitor (C10) and the discharge lamp (LA1) via a resistor (R2).
12. Ballast according to one of the preceding claims, which is designed for a low-pressure
discharge lamp (LA1).
13. Lamp system comprising a discharge lamp (LA1) and a ballast according to one of the
preceding claims.
1. Ballast électronique pour faire fonctionner une lampe ( LA1 ) à décharge sur du courant
alternatif
comprenant un circuit ( R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE ) de contrôle EoL pour
détecter la fin de la durée de vie des électrodes de la lampe ( LA1 ) à décharge,
ce circuit ( R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE ) de contrôle EoL étant sensible
à une puissance dissymétrique de la lampe ( LA1 ) à décharge,
caractérisé en ce que, dans le circuit ( R1, R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE ) de contrôle EoL, il est
envoyé, à un amplificateur ( U1 ) de différence de courant, un courant relié à la
puissance dissymétrique et un courant de référence.
2. Ballast suivant la revendication 1, dans lequel l'amplificateur ( U1 ) de différence
de courant a un circuit de miroir de courant à l'entrée.
3. Ballast suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel l'amplificateur ( U1 ) de différence
de courant a une sortie de tension.
4. Ballast suivant la revendication 1 ou 2, dans lequel la ligne de signal de sortie
de l'amplificateur ( U1 ) de différence de courant est reliée à un comparateur ( U2-A,
U2-B ) à fenêtre.
5. Ballast suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le circuit ( R1,
R2, U1, R9, U2-A, U2-B, U3-A, AE ) de circuit EoL a un filtre ( R2, C2 ) passe-bas
pour filtrer des oscillations parasites.
6. Ballast suivant la revendication 5, dans lequel le filtreur ( R2, C2 ) passe-bas a
un condensateur ( C2 ) entre une entrée de courant de mesure de l'amplificateur (
U1 ) de différence de courant et le potentiel interne de référence du ballast .
7. Ballast suivant la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel une ligne de signal de sortie
de l'amplificateur ( U1 ) de différence de courant est reliée à un circuit ( µP )
de microprocesseur.
8. Ballast suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le courant de référence
est dérivé d'un potentiel de référence par l'intermédiaire d'une résistance ( R1 ).
9. Ballast suivant la revendication 8, dans lequel le potentiel de référence est le potentiel
d'alimentation interne d'un convertisseur ( T1, T2 ) de haute fréquence pour la production
de la puissance d'alimentation en courant alternatif pour la lampe ( LA1 ) à décharge.
10. Ballast suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel un condensateur
( C10 ) de couplage est prévu entre la lampe ( LA1 ) à décharge et le potentiel de
référence interne du ballast, l'amplificateur ( U1 ) de différence de courant est
rapporté au potentiel de référence et le courant relié à une puissance dissymétrique
est dérivé par l'intermédiaire d'une résistance ( R2 ) d'une prise entre le condensateur
( C10 ) de couplage et la lampe ( LA1 ) à décharge.
11. Ballast suivant l'une des revendications 1 à 9, dans lequel il est prévu, entre la
lampe ( LA1 ) à décharge et une sortie de courant alternatif d'un convertisseur (
T1, T2 ) de haute fréquence prévu par la production de la puissance d'alimentation
en courant alternatif pour la lampe ( LA1 ) à décharge, un condensateur ( C10 ) de
couplage, l'amplificateur ( U1 ) de différence de courant est rapporté au potentiel
de référence et le courant relié à la puissance dissymétrique est dérivé par l'intermédiaire
d'une résistance ( R2 ) d'une prise entre le condensateur ( C10 ) de couplage et la
lampe ( LA1 ) à décharge.
12. Ballast suivant les revendications précédentes, qui est conçu pour une lampe ( LA1
) à décharge à basse pression.
13. Système de lampe composé d'une lampe ( LA1 ) à décharge et d'un ballast suivant l'une
des revendications précédentes.
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