| (19) |
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(11) |
EP 0 490 329 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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17.04.1996 Patentblatt 1996/16 |
| (22) |
Anmeldetag: 09.12.1991 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)6: H05B 41/29 |
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| (54) |
System zur Steuerung der Helligkeit und des Betriebsverhaltens von Gasentladungslampen
System for controlling the light intensity and the behaviour of gas discharge lamps
Système de contrôle de l'intensité lumineuse et du comportement de lampes à décharge
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH DE DK ES FR GB IT LI LU NL SE |
| (30) |
Priorität: |
07.12.1990 DE 4039161
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.06.1992 Patentblatt 1992/25 |
| (60) |
Teilanmeldung: |
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95114340.3 / 0688153 |
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95114483.1 / 0689373 |
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95114571.3 / 0701390 |
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95114670.3 / 0701389 |
| (73) |
Patentinhaber: Tridonic Bauelemente GmbH |
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A-6850 Dornbirn (AT) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- Luger, Siegfried
A-6850 Dornbirn (AT)
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| (74) |
Vertreter: Schmidt-Evers, Jürgen, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte Mitscherlich & Partner
Postfach 33 06 09 D-80066 München D-80066 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 059 064 EP-A- 0 244 777 DE-A- 2 747 173 GB-A- 2 119 184 US-A- 4 870 327
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EP-A- 0 208 083 EP-A- 0 338 109 DE-A- 3 025 249 US-A- 4 484 190
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- IEEE TRANSACTIONS ON APPLICATIONS AND INDUSTRY, Band IA-20, Nr. 5, September 1984,
Seiten 1198-1205, New York, US; W.R. ALLING: "The integration of microcomputers and
controllable output ballasts"
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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). |
[0001] Die Erfindung betrifft allgemein ein System zur Steuerung der Helligkeit und des
Betriebsverhaltens von Leuchtstofflampen.
[0002] Elektronische Vorschaltgeräte moderner Bauweise dienen der Ansteuerung von Leuchtstofflampen.
Dabei werden die Leuchtstofflampen zum einen schonender betrieben und zum anderen
kann der Wirkungsgrad derartiger Lampentypen heraufgesetzt werden. Ein elektronisches
Vorschaltgerät weist dabei regelmäßig die folgenden Merkmale auf.
[0003] Über einen Netzeingangsfilter wird eine Versorgungsspannung, die eine Gleich- oder
Wechselspannung sein kann, einem Gleichrichter und einem Zwischenkreiskondensator
zugeführt. Soweit das Gerät ausschließlich mit Gleichspannung betrieben wird, kann
letzterer Gleichrichter entfallen. Auf dem Zwischenkreiskondensator wird eine hohe
Zwischenkreisspannung U₀ gebildet, die bei üblicher Netzspannungsversorgung von 220
V in der Größenordnung von ca. 300 V liegt. An den Zwischenkreis schließt sich ein
Wechselspannungsgenerator an, dieser wird von einem Halbbrücken- oder Vollbrückenwechselrichter
gebildet. Er gibt eine frequenzvariable Ausgangsspannung an einen Ausgangs-Lastkreis
ab, der, sofern keine Halbbrückenschaltung mit künstlichem Spannungsmittelabgriff
vorgesehen ist, einen Serienresonanzkreis aufweist. In Reihe zu dem Serienresonanzkreis
liegt die Entladungsstrecke der zu steuernden Gasentladungslampe oder Leuchtstofflampe.
[0004] Die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters beträgt in etwa 10 kHz - 50 kHz.
[0005] Bei den genannten Frequenzen wird der Wirkungsgrad der angeschlossenen Leuchtstofflampen
gegenüber einem Betrieb an dem 50 Hz-Versorgungsnetz erhöht. Eine erhöhte Lichtausbeute
wird bei gleicher elektrischer Leistungsaufnahme erzielt. Weiterhin kann aufgrund
der hohen Frequenz die wechselrichter-ausgangsseitige Induktivität des Serienresonanzkreises
kleingehalten werden. Schließlich erlaubt die variable Frequenzsteuerung eine Helligkeitsregelung
der - am normalen Netz nur schwer helligkeitsregelbaren (dimmbaren) - Leuchtstofflampe.
Hinzu kommt schließlich, daß über die Frequenzsteuerung auch eine Zündung der Leuchtstofflampe
vorbereitet und initiiert werden kann.
Zu dem vorgenannten Zündvorgang gehört zur Schonung der Leuchtstofflampen auch ein
sog. Warmstart, bei dem die Heizwendeln der Leuchtstofflampe vorgeheizt werden, bevor
die Lampe aufgrund von Resonanzerscheinungen mit einer hohen Zündspannung beaufschlagt
wird, die zur Zündung und damit zum Betrieb der Gasentladungslampe führt. Die Variation
der Frequenz, welche die Zündung kontrolliert, erlaubt auch im Betrieb der Gasentladungslampe
durch Frequenzverschiebung eine nahezu stufenlose Helligkeitsregelung in weiten Grenzen.
Eine solche stufenlose und kontinuierliche Steuerung der Helligkeit erfordert aufgrund
des negativen Innenwiderstandes der in Betrieb befindlichen Leuchtstofflampe besondere
Maßnahmen.
[0006] Wesentlicher Gesichtspunkt für die Entwicklung eines modernen EVG bildet daher zum
einen eine möglichst vielseitige Steuerungsmöglichkeit insbes. eine Helligkeitsregelung.
Dies im Hinblick auf das Betriebsverhalten sowie die Helligkeitsregelung der an einem
jeweiligen EVG angeschlossenen Leuchtstofflampen.
[0007] Neben einer vielseitigen Steuerung und Regelung ist es ein anderes Anliegen moderner
EVGs eine komfortable Handhabung und Bedienung vieler dezentral angeordneter Lichtquellen
zu gewährleisten. Dies insbesondere im Hinblick auf Großprojekte, bei denen weitläufige
Beleuchtungssysteme mit einer großen Anzahl von Lichtquellen zu installieren sind.
[0008] Aus der EP-A-244 777 ist eine Steuerschaltung für Gasentladungslampen bekannt, die
eine Empfangseinrichtung zum Empfang binärer Steuersignale enthält. Die empfangenen
binären Steuersignale werden in umgewandelter Form an eine Steuereinrichtung weitergeleitet,
die abhängig von diesen Steuersignalen analog die Frequenz des Wechselrichters und
damit die Helligkeit der Gasentladungslampe einstellt. Die Steuersignale dienen gemäß
dieser Druckschrift ausschließlich zur Helligkeitssteuerung.
[0009] Die Druckschrift IEEE TRANSACTIONS ON APPLICATIONS AND INDUSTRY, Band IA-20, Nr.
5, September 1984, S. 1198 - 1205, New York, "The Integration of microcomputers and
controllable output ballasts" offenbart ein System zur Steuerung der Helligkeit mehrerer
Lampen. Die Lampen werden von elektronischen Vorschaltgeräten angesteuert, die wiederum
an eine zentrale Steuereinheit angeschlossen sind. Helligkeits-Istwerte der Lampen
werden von Fotosensoren erfaßt und der zentralen Steuereinheit zugeführt. Die Fotosensoren
sind separat von den elektronischen Vorschaltgeräten vorgesehen. Die Helligkeit der
angeschlossenen Gasentladungslampen wird analog mittels Pulsweitenmodulation gesteuert.
[0010] Schließlich ist es ein wesentlicher Zweck der Erfindung, erhöhte Sicherheit für die
angeschlossenen Leuchstofflampen sowie eine verbesserte Überwachungsmöglichkeit dieser
zu schaffen. Sicherheit nicht zuletzt auch für das Betriebspersonal, was ausgefallene
Lampen zu wechseln hat und hierbei darauf angeweisen ist, daß die beim Lampenwechsel
an den Steckfassungen und im Gerät entstehenden Spannungen für sie ungefährlich sind.
Dies aus dem Grunde, da bei weitläufigen Beleuchtungssystemen die einzelnen Lampen
nicht individuell abschaltbar sind, so daß ein Lampenwechsel im Betrieb notwendig
wird.
[0011] Erfinungsgemäß werden die zuvor genannten Probleme durch ein System zum Überwachen
und Fernsteuern eines oder mehrerer elektronischer Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen
von einem zentralen Steuergerät gelöst, wobei das zentrale Steuergerät mit dem bzw.
jedem elektronischen Vorschaltgerät über je ein Busleitungspaar oder über ein einzelnes
gemeinsames Busleitungspaar verbunden ist, Mittel zur Erzeugung digitaler Steuersignale
für den Betriebszustand, wie z.B. Not-, Sleep-, Zünd-, Aus- oder Einzustand, und die
Lampenhelligkeit und/oder die Lampenleistung des bzw. jedes elektronischen Vorschaltgerätes
sowie zur Abgabe dieser Steuersignale an das entsprechende Busleitungspaar enthält,
sowie Mittel zum Empfang und zur Auswertung von digitalen Fehlermeldungen und/oder
digitalen Betriebszustandsinformationen, die von dem bzw. jedem elektronischen Vorschaltgerät
an die entsprechende Busleitung abgegeben werden, aufweist. Erfindungsgemäß weist
zudem das bzw. jedes elektronische Vorschaltgerät eine an das Wechselstromnetz anschließbare
Gleichrichterschaltung, einen von der Gleichrichterschaltung gespeisten und in seiner
Ausgangsfrequenz variierbaren Wechselspannungsgenerator, einen Lastkreis, der mindestens
einen Reihenschwingkreis und mindestens eine Gasentladungslampe enthält und von dem
Wechselspannungsgenerator mit dessen variierbarer Ausgangsfrequenz gespeist wird,
eine als Sende- und Empfangseinrichtung ausgebildete und mit dem entsprechenden Busleitungspaar
verbundene digitale Schnittstelle zum Empfang der von dem zentralen Steuergerät abgegebenen
digitalen Steuersignale und zum Absenden der digitalen Fehlermeldungen und/oder der
digitalen Betriebszustandsinformationen an das zentrale Steuergerät, und eine mit
der digitalen Schnittstelle verbundene Steuereinrichtung auf, welche die ihr von der
digitalen Schnittstelle übermittelten digitalen Steuersignale zur Steuerung oder Regelung
des elektronischen Vorschaltgerätes auswertet und welche von dem elektronischen Vorschaltgerät
aufgenommene Meßwertsignale auswertet und daraus digitale Fehlermeldungen und Betriebszustandsinformationen
erzeugt und an die digitale Schnittstelle überträgt.
[0012] Zusätzlich kann die Steuerungeinrichtung des bzw. jedes elektronischen Vorschaltgerätes
auch als Regeleinrichtung wirken, indem sie die von ihr aufgenommenen Meßwertsignale
als Istwert-Größen und die ihr über die digitale Schnittstelle mittelbar zentral zugeführten
Steuersignale und/oder ihr unmittelbar zentral zugeführte Steuersignale als Sollwert-Größen
auswertet und dementsprechend digitale Regelsignale zur Regelung der Ausgangsfrequenz
des Wechselspannungsgenerators erzeugt.
[0013] Vorteilhaft werden in einem jeweiligen dezentralen EVG ein Paar von Leuchtstofflampen
an einem Wechselspannungsgenerator betrieben. Dies entspricht einem sog. zweiflammigen
EVG.
[0014] Neben der komfortablen Helligkeitsregelung erlaubt die Steuer- und Regeleinrichtung
zielgerichtet eine Erhöhung der Lebensdauer der Leuchtstofflampen und eine Gewährung
von Sicherheitsinteressen. Mittels der vorgenannten Steuer- und Regeleinrichtung kann
das Betriebsverhaltung und der jeweilige Betnebszustand der von einem EVG versorgten
Leuchtstofflampen genauestens gesteuert und überwacht werden. So werden Warmstart-,
Zünd-, Dimm- und Abschaltvorgang (ZÜND,DIMM,AUS,EIN) mit hoher Präzision und lampenschonend
aneinandergereiht. Unzulässige Betriebsbedingungen werden vermieden, vor einer jeweiligen
Zündung wird für eine ausreichende Vorwärmung der Heizwendeln gesorgt. Neben einem
helligkeitsgeregelten Dimmbetrieb (DIMM) kann auch das gesamte EVG, wenn längere Zeit
keine Helligkeit gewünscht wird, stillgelegt werden (SLEEP). In diesem Zustand nimmt
das EVG nur eine minimale Leistung auf. Vermeidbare Verluste werden tatsächlich vermieden.
[0015] Neben dem regelmäßigen Dimmbetrieb, in welchem die Helligkeit der Leuchtstofflampen
zwischen einem Minimalwert (MIN) und einem Maximalwert (MAX) beliebig variierbar ist
(DIMM) ist auch ein Notbetrieb (NOT) möglich, bei dem die Lampe einen Notbeleuchtungs-Lichtpegel
einnimmt. Dieser ist dezentral am jeweiligen Gerät vorgebbar. Bei bestimmten Gefahrenbedingungen
wird er automatisch aktiviert.
[0016] Die Sende- und Empfangseinfichtung ist über eine bidirektionale Busleitung mit dem
zentralen Steuergerät verbunden. Ein solches erlaubt es, von einer zentralen Stelle
aus eine Vielzahl von dezentral angeordneten EVGs fernzusteuern. Neben der Femsteuerung
bietet das Steuergerät auch eine Betriebszustandsinformation. Es werden im Beleuchtungssystem
aufgetretene Fehler aufgrund von Fehlermeldungen erkannt und angezeigt, die von den
dezentralen EVGs über die bidirektionale Busleitung an das zentrale Steuergerät gesandt
worden sind. Wartungsarbeiten werden hierdurch vereinfacht und beschleunigt. Vielfältige
Überwachungsfunktionen werden bereits dezentral vorgesehen, so die Über- und Unterspannungsüberwachung
(Anspruch 6). Durch sie wird die Lebensdauer der Leuchtstofflampen spürbar erhöht.
[0017] Die über die Busleitung gesteuerte Helligkeitsregelung der dezentralen EVGs geschieht
über serielle digitale Steuerworte, die Steuerbefehle oder Helligkeits-Dateninformationen
darstellen (Anspruch 13). Besonders vorteilhaft ist die Organisation in Funktionsgruppen,
in welchen eine Mehrzahl von EVGs, die beispielsweise in einem Raum angeordnet sind,
gleichzeitig und mit einem einzelnen Befehl ansteuerbar sind.
[0018] Die Ankopplung der Sende- und Empfangseinrichtungen an die Busleitung wird vorteilhaft
durch ein Differenzierglied bewirkt. Sie gewährt eine starke Dämpfung der 50 Hz-Netzfrequenzen
und arbeitet mit sehr geringen Eingangsströmen. Die Dämpfung der Netzfrequenzen geht
soweit, daß auch ein Verpolungsschutz gewährt wird, das Anlegen von 220 V an der Busleitung
bleibt ohne Schadensfolge (Anspruch 15).
[0019] Wenn die Leuchtstofflampen nach einem Zündvorgang in den gedimmten Betrieb gesteuert
werden, kann es dazu kommen, daß kurzzeitige Lichtpulse auftreten. Sie haben ihre
Ursache in der im Ausgangskreis gespeicherten Energie des Zündvorganges, der sich
anschließend unerwünscht als Lichtpuls im gedimmten Betrieb äußert. Hier kann durch
Verlängern der - eigentlich lebensdauerverkürzenden - Glimmphase zwischen Zünd- und
stationärem Betrieb Abhilfe geschaffen werden (Anspruch 19). Eine tatsächliche Lebensdauerverkürzung
wird aber dadurch vermieden, daß der Glimmbereich nur bei geringen Helligkeitswerten
verlängert wird. Je größer die Helligkeit, desto kürzer demnach die Glimmphase und
desto schneller der Übergang vom Zündbetrieb zum Normalbetrieb (Anspruch 20).
[0020] Werden erfindungsgemäß der Steuer- und Regeleinrichtung eine Mehrzahl m von Meßgrößen
aus dem EVG zugeführt, so können hieraus eine Vielzahl von Betriebszuständen und ggf.
Gefahrenzustände erkannt und vermieden werden. Weiterhin wird eine echte Leistungsregelung
möglich, die lampentypunabhängig (beispielsweise Argon-Lampen oder Krypton-Lampen)
arbeitet. Vorteilhaft wird die Lampenhelligkeitsregelung durch eine Frequenzmodulation
oder durch eine Kombination von Frequenzmodulation und Tastverhältnisänderung erzielt
(Anspruch 12).
[0021] Zum Aspekt der Überwachung zählt auch die Kontrolle der Heizwendelströme der Leuchtstofflampen.
Sie erlauben eine präzise Ermittlung, ob bestimmte Lampen defekt sind oder ggf. gar
nicht eingebaut wurden (Anspruch 27).
[0022] Die bei starken Dimmbetrieb auftretenden "laufenden Schichten" werden vorteilhaft
dann vermieden, wenn dem hochfrequenten Lampenwechselstrom eine geringe Gleichkomponente
überlagert wird (Anspruch 29).
[0023] Werden pro EVG ein Paar von Leuchtstofflampen eingesetzt, die von einem gemeinsamen
Wechselspannungsgenerator gespeist werden, so bewirkt das erfindungsgemäße induktive
Symmetrierelement einen symmetrischen Betrieb beider Leuchtstofflampen (Anspruch 32).
Eine spannungsgesteuerte Wendelbeheizung ermöglichen die lampenindividuellen Heizübertrager,
welche mit ihre Primärwicklung am Wechselspannungs-Ausgangskreis angeschlossen sind
(Anspruch 36). Über eine Primärstromerfassung kann die Steuer- und Regeleinrichtung
jederzeit Rückschlüsse auf die Heizwendelbeschaffenheit ziehen und so bereits beschädigte
Leuchtstofflampen oder in Kürze ausfallende Leuchtstofflampen identifizieren (Anspruch
37).
[0024] Weitere vorteilhafte Aspekte und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems
sind in den Unteransprüchen näher ausgeführt. Gestützt auf die Zeichnung werden nachfolgend
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen EVG,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systemgedankens, bei dem mehrere
dezentrale EVGs mit einem zentralen Steuergerät über eine Busleitung 12 verbunden
sind,
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuer-
und Regeleinrichtung als integrierte Schaltung 17,
Fig. 4 ein Prinzipschaltbild eines Eingangskreises 20 mit zwei Meßwerterfassungen,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel der transformatorgekoppelten Wendelbeheizung einer
Leuchtstofflampe mit drei Meßfühlern,
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ausgangskreises 40 mit Symmetrierelement
TR1 für zwei Leuchtstofflampen,
Fig. 7 ein Prinzipschaltbild des Wechselspannungsgenerators mit ihn ansteuernder Treiberschaltung
31,
Fig. 8a-c jeweils ein Blockschaltbild der Sende- und Empfangseinrichtung 10 mit verschieden
ausgestalteten Koppelschaltungen zur Busleitung 12,
Fig. 9 ein Helligkeits-Zeitdiagramm zur Erläuterung des Abschalt- und des Notbeleuchtungsbetriebes,
Fig. 10 ein Helligkeits-Zeitdiagramm zur Erläuterung der Softstart- bzw. Softstop-Funktion
bei einer Systemkonfiguration gem. Fig. 2.
[0025] Fig.1 zeigt zunächst ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
EVGs. Die Netzspannung U
N wird - ggf. über einen Schalter S1 - dem Eingangsschaltkreis 20 (Gleichrichterschaltkreis)
zugeführt. Dieser erzeugt die Zwischenkreisspannung U₀,U
dc, die dem Wechselspannungsgenerator 30 (Wechselrichter) zugeführt wird. Der Wechselspannungsgenerator
30 gibt seine seine hochfrequente Ausgangsspannung U
HF an einen Ausgangs-Lastkreis 40 ab, der eine oder mehrere Leuchtstofflampen LA1,LA2
enthält. Sowohl dem Wechselspannungsgenerator 30 als auch dem Lastkreis 40 sind eine
Mehrzahl von System-Meßwerten (Prozeßgrößen) entnehmbar. Gemeinsam werden die Meßwerte
einer Steuer- und Regelschaltung 17 zugeführt, die ihrerseits die digitalen Ansteuersignale
für den Wechselrichter 30 erzeugt. Diese werden über eine Treiberschaltung 31 potentialverschoben
und den Ausgangs-MOS-FETs des Wechselrichters zugeführt. Der Steuer- und Regeleinrichtung
17 ist außerdem eine Sende- und Empfangseinrichtung 10 zugeordnet, die über eine Busleitung
12 mit anderen EVGs und/oder mit einem zentralen Steuergerät 50 verbunden ist.
[0026] Letzteres wird von
Fig. 2 gezeigt. Dort sind eine Mehrzahl von EVGs 60-1,60-2,60-3,...,60-i an einer gemeinsamen
Busleitung 12 angeschlossen. Alle EVGs sind über diese Busleitung mit dem zentralen
Steuergerät 50 verbunden, dem eine Anzeigeeinheit 51 zugeordnet ist. Über die Busleitung
12 wird es nun möglich, einzelne oder mehrere der genannten EVGs anzusteuern und ihnen
Befehle zu übertragen, wie Ausschalten, Einschalten, Zünden o. ä. Auch können Helligkeitswerte
voreingestellt werden und im Gegenzug Fehlerinformationen von den einzelnen Geräten
abgefragt werden. So ist das Steuergerät 50 jederzeit über den Gesamt-Systemzustand
informiert, wodurch ein hohes Maß an Betriebssicherheit gewährt werden kann und eine
beschleunigte Wartung der dezentralen EVGs, bzw. für deren Leuchtstofflampen, möglich
wird.
[0027] Die in Fig. 1 gezeigten Funktionsblöcke 20,30,40,10,17 werden anhand der folgenden
Figuren nun näher erläutert.
[0028] Fig. 3 zeigt hierzu die Steuer- und Regeleinrichtung 17 als integrierte Schaltung. Ihr werden
die Vielzahl von Meßwerten m, welche den Prozeßsignalen der Fig. 1 entsprechen, zugeführt.
Sie gibt zwei digitale Ansteuersignale für die Endstufen-des Wechselrichters 30 ab,
die über eine Treiberschaltung 31 noch verstärkt und potentialverschoben werden.
[0029] Neben den m Meßwerten werden der Steuer- und Regeleinrichtung 17 auch n Sollwerte
zugeführt. Diese beeinflussen das vorgebbare Steuer- und Regelverhalten. Weiterhin
ist als Teil der Steuer- und Regelschaltung 17 oder separat eine Sende- und Empfangseinrichtung
10 vorgesehen, die direkt oder mittels eines Koppelschaltkreises mit der Busleitung
12 verbunden ist. Sie bildet die serielle Schnittstelle, die es der Steuer- und Regeleinrichtung
ermöglicht, Fehler- und Betriebszustandsinformationen dem zentralen Steuergerät 50
zu übermitteln.
[0030] Die zuvor genannten n Sollwerte können auch dieser Sende- und Empfangseinrichtung
10 zugeführt werden, die sie nach entsprechender Aufbereitung an die Steuer- und Regelschaltung
17 weitergibt. Sollwerte können beispielsweise sein der Notbeleuchtungspegel (NOT),
der minimale Helligkeitspegel (MIN) und der maximale Helligkeitspegel (MAX), innerhalb
letzterer beider kann sich der vorgebbare Helligkeitspegel (DIMM) im Betrieb bewegen.
[0031] Als Befehls- und Datenworte sowie als Fehlerinformationsworte werden serielle digitale
Datenworte verwendet, deren Länge 8 bit ist. Andere Wertlängen sind möglich. Jedem
dezentralen EVG wird eine Adresse zugeordnet, die es ermöglicht, einzelne EVGs über
die Adresse der Sende- und Empfangseinrichtung 10 anzusprechen und Informationen von
ihnen abzufragen oder ihnen Befehle zu erteilen. Die bidirektionelle Arbeitsweise
der Busleitung 12 ermöglicht ein problemloses und aufwandsarmes Verkabeln einer Vielzahl
von dezentraler EVGs mit einem zentralen Steuergerät (50).
[0032] Fig. 4 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Eingangskreises, wie er zur Speisung des Wechselspannungsgenerators
30 aus einem Versorgungsnetz mit der Spannung U
N verwendbar ist. Der Eingangskreis besteht aus kapazitiven Eingangsfiltern sowie ggf.
aus einer Oberwellendrossel. Die Kondensatoren in Y-Schaltung dienen der Funkentstörung.
Ihnen ist ein Überspannungsableiter oder ein VDR parallel geschaltet. Es schließt
sich ein Vollwellengleichrichter an, der dann entfallen kann, wenn das Gerät betriebsmäßig
mit Gleichspannung betrieben wird. Dem Gleichrichter nachgeschaltet ist ein Zwischenkreiskondensator
C4, der sich bei 220 V Netzspannung auf ca. 300 V mit einer Restwelligkeit von ca.
10 % auflädt.
[0033] Aufgrund eines niedrig zu haltenden Crestfaktors sollte die Zwischenkreisspannung
U₀ gut geglättet sein.
[0034] Parallel zum Zwischenkreiskondensator C4 liegt ein Spannungsteiler R18,R28, an dem
ein der Zwischenkreis-Spannung proportionales Meßsignal abgreifbar ist. An einem Tiefpaß
R21,C25 wird ein der Versorgungsspannung proportionales Signal erfaßt und ebenso,
wie das zwischenkreisspannungs-abhängige Meßsignal der Steuer- und Regeleinrichtung
17 zugeführt. Beide Meßsignale dienen der Versorgungsspannungs-Überwachung und damit
der Betriebssicherheit des EVG.
[0035] Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lastkreises 40 mit einem Heizübertrager
L5 für die Vorheizung der Wendeln der Leuchtstofflampe LA1. In Fig. 5 ist lediglich
einer von einem Paar von Lampenkreisen gezeigt. Das Ausführungsbeispiel der Erfindung
weist ein Paar dieser Zweige auf, d. h. zwei Leuchtstofflampen LA1,LA2 an einem Wechselspannungsgenerator-Ausgang,
der die hochfrequente Wechselspannung U
HF zwischen den in Serie geschalteten Leistungs-Schalttransistoren V21 und V28 abgibt.
Der Wechselspannungsgenerator wird aus der in Fig. 4 gezeigten Eingangsschaltung 20
mit einer Zwischenkreisspannung U
dc versorgt. Da die Leuchtstofflampen einen negativen Innenwiderstand bei Betrieb besitzen,
müssen sie beim Zündvorgang (ZÜND) mit hohen Spannungsspitzen und beim Heizen der
Wendeln mit entsprechender Heizenergie versorgt werden. Ausgehend von dem Ausgangsanschluß
des Wechselrichters 30 führt ein Serienresonanzkreis L2,C15 über ein Symmetrierelement
TR1, welches später erläutert wird, auf die Entladungsstrecke H2,H4 der Leuchtstofflampe.
Weiterhin ist zu der Leuchtstoffröhre ein Meßwiderstand R32 in Serie geschaltet, an
welchem eine dem Lampenstrom I
L1 proportionale Spannung abgegriffen und der Steuer- und Regelschaltung 17 zugeführt
wird. Zwischen Spule L2 und Kondensator C15 ist ein Zündkondensator C17 gegen Erde
(NULL) geschaltet. Mit Hilfe dieser Anordnung kann die Dimmerkennlinie der Entladungslampe
vergleichmäßigt werden, da bei steigender Frequenz der Widerstand des Kondensators
C15 abnimmt und der Widerstand der Entladungslampe zunimmt. Parallel zu dem Zündkondensator
C17 liegt auch die Primärwicklung des Heizübertragers L5 sowie in Serie zu dieser
weiterhin eine Zenerdiode V15 und ein Meßwiderstand R10. An letzterem wird eine dem
Heizwendelstrom I
W1 proportionale Spannung abgegriffen und dem Steuer- und Regelschaltkreis 17 als weitere
Systemmeßgröße zugeführt. Da der Wechselrichter 30 eine Ausgangsspannung einprägt
und der Heizübertrager im wesentlichen parallel zur Leuchtstofflampe LA1 liegt, wird
über den Heizübertrager auf seine Sekundärwicklungen eine Spannung eingeprägt. Die
beiden Sekundärwicklungen versorgen je potentialfrei eine der beiden Heizwendeln H1,H2
und H3,H4. An dem primärseitigen Meßwiderstand R10 wird so die Summe der Heizwendelströme
I
W1 gemessen.
[0036] Die weiterhin in Serie geschaltete Zenerdiode V15 erzeugt in der Primärwicklung von
L5 eine Gleichstromkompenente, die aber nicht übertragen wird, sondern im Lampenstrom
I
L1 fehlt und damit die Entladung der Lampe mit einem zusätzlichen Gleichstromanteil
in der Größenanordnung von ca. 1 % des tatsächlichen Entladungsstromes versorgt. Dies
verhindert den Effekt der "laufenden Schichten", die bei Dimmung der Lampen auftreten.
Die "laufenden Schichten" bestehen aus insbesondere beim Dimmen auftretenden Hell-/Dunkelzonen,
die mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit längs der Röhre laufen. Ein Überlagern
von geringem Gleichstrom beschleunigt diesen Laufeffekt derart, daß er nicht mehr
störend wirkt.
[0037] Zum Heizen wird der Wechselrichter 30 mit einer hohen Frequenz f
max betrieben, so daß an C17 eine Wechselspannung auftritt, die nicht zum Zünden der
Lampe LA1 geeignet ist. Über L5 werden in diesem Betriebszustand die Wendeln der Lampe
beheizt, wobei, bedingt durch den Kaltleitereffekt der Wendeln, die Lampe zuerst einen
hohen und dann einen geringeren Heizstrom aufnimmt. Nach ca. 750 msec Vorheizzeit
wird die Zündung (ZÜND) der Lampe eingeleitet.
[0038] Beim Zünden der Leuchtstofflampe wird die Frequenz f des Wechselrichters 30 reduziert,
sodaß sie näher an die Resonanzfrequenz f des Ausgangs-Serienresonanzkreises L2,C15
herankommt. Dadurch entsteht an C17 eine Spannungsüberhöhung, die in der Größenordnung
von ca. 750 V (Spitze) liegt. Hierdurch wird eine funktionsfähige Lampe gezündet.
[0039] Sobald die Lampe LA1 oder LA2 gezündet hat, wird der Serienresonanzkreis L2,C15 oder
L3,C16 stark bedämpft. Dies bewirkt einerseits eine Verschiebung der Resonanzfrequenzen
f₀ und andererseits ein sofortiges Absinken der an der jeweiligen Lampe liegenden
Wechselspannung. Das Absinken wird über den parallel zur Lampe geschalteten Spannungsteiler
R27,R25 von dem Steuer- und Regelschaltkreis 17 erkannt. Dieser leitet daraufhin die
eigentliche Betriebsphase (DIMM) der Lampen ein.
[0040] Zum effektiven Betrieb der Lampe wird die Frequenz f des Wechselrichters 30 so geregelt,
daß die Leistung der Lampe dem vorgegebenen Sollwert, d. h. dem gewünschten Helligkeitsniveau,
entspricht. Je höher die Frequenz im Betriebszustand wird, desto geringer wird die
Lampenhelligkeit. Die Betriebsfrequenz des Wechselspannungsgenerators 30 kann dabei
durchaus auch auf Werte verschoben werden, die in der Größenordnung der Heizfrequenz
oder darüber liegen. Auch kann bei einer maximalen Leistung (MAX) eine Ausgangsfrequenz
eingestellt werden, die unterhalb der Zündfrequenz, aber noch oberhalb der Resonanzfrequenz
des Serienresonanzkreises L2,C15 liegt.
Der Betriebszustand des Lampenkreises 14 kann abhängig von der eingesetzten Lampe,
beispielsweise Argon-, Krypton-Lampe, oder abhängig von der gewählten Lampenleistung,
stark variieren.
[0041] Die Kombination aus dem Kondensator C24 und den Dioden V30, V31 bewirkt eine frequenzabhängige
Bedämpfung des Ausgangskreises bei Spannungsüberhöhung. Sie ist vor allem dann wichtig,
wenn hohe Frequenzen und hohe Impedanzen vorkommen, also z.B. bei fehlender Lampe
oder beim Vorheizen bei bereits warmer Wendel. Die Beschaltung dieser Art hilft, die
Spannungsüberhöhung bei nicht gezündeter oder fehlender Lampe dann zu begrenzen, wenn
sie unerwünscht ist. C24 ist so gewählt, daß die Bedämpfung zum Zündzeitpunkt klein
genug bleibt.
[0042] Fig. 6 zeigt den Ausgangskreis der Fig. 5 für den zweiflammigen - zwei Leuchtstofflampen
an einem Wechselrichter - Betrieb. Hier ist auch der Symmetieübertrager TR1 vollständig
eingezeichnet. Jede Wicklung wird von einem der beide Lampenströme durchflossen. Dies
geschieht gegensinnig, so daß bei Stromamplituden-Abweichung eine resultierende Magnetisierung
entsteht, die in dem induktiven Element eine Spannung induziert, welche symmetrierend
wirkt. Ein solcher Übertrager ist vorteilhaft, wenn durch Bauteiltoleranzen und Lampentoleranzen
sowie unterschiedlichen Temperaturbedingungen die beiden Lampen im gedimmten Zustand
unterschiedlich hell brennen würden. Durch das Symmetrieelement TR1 wird dies bei
zweilampigen Leuchten vermieden. Werden mehrere Parre von Lampen an einem Wechselspannungsgenerator-Ausgang
betrieben, so ist für jeweils ein Paar ein solches Symmetrierelement TR1 vorzusehen.
[0043] Aus Fig. 6 ist weiterhin ersichtlich, daß jeder Leuchtstofflampe ein individueller
Serienresonanzkreis vorgeschaltet ist sowie ein individueller Zündkondensator C17,C18
parallelgeschaltet ist. Dies ermöglicht eine relativ unabhängige Zündphase sowie einem
Gleichlauf im Dimmbetrieb. Parallel zu den Zündkondensatoren C17,C18 liegt jeweis
ein Spannungsteiler R25-R28, die ein der Ausgangs-Wechselspannung proportionales Signal
an die Steuer- und Regeleinrichtung 17 führen. In gleicher Weise ist es auch möglich,
die Spannungsteiler direkt parallel zur Leuchtstofflampe zu schalten, d. h. hinter
das Symmetierelemente TR1. In Serie zu den Lampen, dies war anhand von Fig. 5 bereits
für einen Lampenkreis erläutert, findet sich je ein Strommeß-Shunt R31,R32. An ihnen
wird ein dem Lampenstrom proportionales Signal gewonnen, welches im Steuer- und Regelschaltkreis
17 mit dem vorgenannten Lampenspannungssignal multiplizierbar ist. Auf diese Weise
wird sichergestellt, daß jederzeit ein der tatsächlichen Lampenleistung P
ist bzw. der Helligkeit E proportionales Signal zur Verfügung steht, das einer genauen
Helligkeitsregelung als Istwert vorgebbar ist.
[0044] Fig. 7 zeigt detaillierter den Wechselrichter 30 mit seinen Ausgangs-Leistungstransistoren
V28,V21. Zwischen ihnen wird die hochfrequente Wechselspannung U
HF an den zuvor erläuterten Lastkreis 40 abgeben. Angesteuert werden die beiden Leistungstransistoren
über einen Ansteuer-Schaltkreis 31, der seine Steuersignale von dem Steuer- und Regelschaltkreis
17 erhält. Ggf. kommen unsymmetrische Abschalt-/Einschaltverzögerungen für die jeweiligen
Transistoren in Betracht, so daß ein gemeinsames Leiten beider Transistoren V21,V28
grundsätzlich vermieden werden kann. Der obere Transistor wird über eine (nicht eingezeichnete)
Bootstrap-Schaltung versorgt, der untere Transistor und die Systemsteuerung 10,17,31
erhalten ihre Ansteuerspannung über einen Vorwiderstand und einen Glättungskondensator
C5 aus der Zwischenkreisspannung U₀. Neben der genannten Stromversorgung aus dem Zwischenkreis
findet auch eine verlustarme Wechselspannungskopplung aus dem schwingenden Wechselrichter
30 über einen Koppelkondensator C21, die Dioden V12,V7 und die Induktivität L7 in
die Speicherkapazität C5 statt.
[0045] Der durch den Vorwiderstand oder eine Stromquelle I
q dem Glättungskondensator C5 zuführbare Strom ist ausreichend, um das IC31 und die
Steuer- und Regelschaltung 17 im abgeschalteten Betrieb (SLEEP) zu versorgen.
[0046] Bei Betrieb des Wechselrichters reicht die über einen Kondensator C21 ausgekoppelte,
über die genannten Bauteile V12,V7,L7 gleichgerichtete und über C5 geglätte lasteingekoppelte
Versorgung aus. Diese Versorgungsspannungsgewinnung ist nahezu verlustfrei, da lediglich
reaktive Elemente zur Strombegrenzung eingesetzt werden. Mittels der in den unteren
Wechselrichter-Halbzweig des Transistors V21 eingeschalteten antiparallelen Dioden
V14,V15 und dem diesen parallel geschalteten Widerstand R34 wird eine dem Zweigstrom
I
max proportionales Spannungssignal U
Kap gewonnen. Dieses wird, wie die anderen Prozeßsignale dem Steuer- und Regelschaltkreis
17 zugeführt. Er kann hieraus die Stromrichtung des durch den Wechselrichter im Moment
vor dem Öffnen von V21 fließenden Stromes feststellen. Ist dieser Strom negativ, so
befindet sich der Lastkreis 40 des Wechselrichters 30 in einem unzulässigen kapazitiven
Bereich. Er stellt hierbei eine Gefahr für den steuernden Wechselrichter dar. Neben
der reinen Amplituden-Detektion kann auch eine Phasenlagen-Betrachtung herangezogen
werden, bei der der Laststrom I
L1 in Bezug zum Wechselrichter-Zweigstrom I
max gesetzt wird und hieraus die relative Phase beider Ströme zur Detektion des Betriebszustandes
herangezogen wird.
[0047] Eine Erkennung eines unzulässigen kapazitiven Betriebsverhaltens wird von der Steuerschaltung
17 mit einer Erhöhung der Betriebsfrequenz f des Wechselrichters 30 beantwortet, womit
der Lastkreis 40 wieder induktiv betrieben wird. Die vorgenannte kapazitive Betriebsweise
tritt vorwiegend bei geringer Versorgungsspannung auf. Mit der Zweigstromerfassung
kann ein Zerstören von Bauelementen sicher vermieden werden.
[0048] Fig. 8 zeigt die Sende- und Empfangseinrichtung 10 sowie das ihr vorgeschaltete Koppelfilter,
mit dem die Busankopplung zu der Steuerleitung 12 erfolgt. Der Digitalschnittstelle
10 sind in diesem Beispiel die Sollwerte für minimale-, maximale- und Notbeleuchtungshelligkeit
(U
NOT,U
MIN,U
MAX) vorgegeben. Weiterhin ist ein Digitaleingang DAT vorgesehen, über den sowohl die
Steuersignale von einem zentralen Steuergerät zum dezentralen EVG gelangen, als auch
die Fehlersignale von dem dezentralen EVG zu dem zentralen Steuergerät übermittelt
werden. Das serielle Interface ermöglicht die Femsteuerung des elektronischen Vorschaltgerätes
durch ein digitales Befehlssignal oder Befehlswort. Als solches digitales Signal ist
ein 8 bit-Datenwort vorgesehen. Es wird von den beiden Kondensatoren C22,C23 differenziert,
sodann um die Hälfte der Versorgungsspannung des Regelschaltkreises 17 bzw. des Sende-
und Empfangsschaltkreises 10 potentialverschoben und dann über einen Dämpfungskondensator
C12 dem Digitaleingang DAT der Schnittstelle 10 zugeführt. Hierdurch können sowohl
die 50 Hz-Netzfrequenz unterdrückt, als auch die Eingangsströme jeder Schnittstelle
geringgehalten werden. Fig. 8b zeigt eine weitere Ausgestaltung der Busankopplung.
Hierbei sind die beiden Busleitungen 12 mit dem Dateneingang der Digitalschnittstelle
induktiv gekoppelt. Werden EVGs mit dem in Fig. 8a dargestellten Koppelfilter an verschiedenen
Phasen des Drehstromnetzes betrieben, können Ausgleichsströme fließen, die die Datenübertragung
störend beeinflußen. Diese Ausgleichsströme können zwar in der Schaltung gemäß Fig.
8b ebenfalls fließen, sie heben sich allerdings auf, da keine primärseitige Masseverbindung
existiert. Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Schaltung zeigt Fig. 8c. Durch die
Verwendung einer Sekundärwicklung mit Mittelanzapfung wird die Schaltung verpolungssicher.
Anwendbar ist auch eine optische Kopplung, jedoch weist diese einen erhöhten Stromverbrauch
auf.
[0049] Als Stellsignale werden 255 (entsprechend 8 bit) Helligkeitswerte vorgesehen. Auch
das Steuersigal "AUS", dargestellt durch das binäre Wort "Null" ist möglich. Durch
das vorgenannte Signal AUS versetzt sich das Gesamt-EVG sofort oder nach einer geringen
Zeitspanne in einen stromsparenden Abschaltmodus (SLEEP). In ihm wird der Meßstromverbrauch
des gesamten Vorschaltgerätes minimal. Der Wechselrichter 30 und die Ansteuerschaltung
31 werden stillgelegt und ggf. nach geringer weiterer Zeitverzögerung auch die wesentlichen
Baugruppen des Steuer- und Regelschaltkreises 17. Lediglich die Empfangsschaltung
der Sende- und Empfangseinrichtung 10 und die Überwachungsschaltung für die Erkennung
eines Notbetriebes (NOT) bleiben aktiviert. Die Gesamtkreisleistung sinkt damit unter
1 W. Trifft jedoch in einem solchen Zustand ein neues Stellsignal ein, so nimmt die
Steuer- und Regelschaltung 17 sofort die Einschaltsequenz vor, die mit Vorheizen und
Zündvorgang (ZÜND) in den stationären Betrieb überleitet und dort wird für eine sofortige
Einstellung des gewünschten Helligkeitswertes (DIMM) gesorgt.
[0050] Neben der Steuerung der Helligkeit und des Notbeleuchtungsmodus sowie des Abschalt-Modus
(SLEEP-Mode) obliegt dem Steuer- und Regelschaltkreis 17 auch die Aufgabe, sämtlichen
vorgenannten Prozeßgrößen die Informationen zu entnehmen, die zur Überwachung und
Steuerung des EVG von Wichtigkeit sind.
[0051] Dies sind die Spannungsüberwachung, die Notbetriebs-Aufrechterhaltung und die Überwachung
der Leuchtstofflampen hinsichtlich Wendelbruch oder Gasdefekt. Auch werden durch die
Meßgrößen die verschiedenen Betriebszustände der Leuchtstoffröhre, wie Zünden, Vorheizen
und stationärer Betrieb unterscheidbar. Nachfolgend sollen die gemessenen und zur
Überprüfung herangezogenen Prozeßgrößen zusammengefaßt werden:
Versorgungsspannung Uac, UN,
Unter/Überspannung UNmin, UNmax,
Batteriespannung UB,
Zwischenkreisspannung U₀,Udc,
Lampenstrom/Betriebsstrom IL1,IL2,
Lampenspannung UL1,UL2,
Ausgangsspannung UHF,
Ausgangsstrom IHF,
Wendelstrom IW1, IW2,
Wechselspannungsgenerator-Zweigstrom IKap.
[0052] Anhand der aufgeführten Größen werden Überspannung und Unterspannung im Zwischenkreis
und im Versorgungskreis erfaßt. Die Steuer- und Regelschaltung 17 schaltet dabei alle
Funktionen ab, wenn die Spannung zu hoch wird, und kann erst wieder in Funktion gehen,
wenn die Spannung einmal ab- und wieder zugeschaltet wurde.
[0053] Das Auftreten von Unterspannung - welches zu einem gefährdenden kapazitiven Betrieb
des Wechselrichters führt - wird damit beantwortet, daß die Ansteuerschaltung 31 gesperrt
wird. Solange die Netzversorgung nicht die notwendige Spannung hat, um den Heizvorgang
der Wendeln zu garantierten und den kapazitiven Betrieb zu vermeiden, nimmt die Steuer-
und Regeleinrichtung 17 keine Zündung vor. Erst nach Überschreiten eines vorgebbaren
Schwellenwertes wird der Zündvorgang ausgelöst. Dieses geschieht automatisch.
[0054] Eine Notbetriebsumschaltung auf eine vorgebbare Notbeleuchtungs-Helligkeit erfolgt
beispielsweise dann, wenn über den üblichen Wechselspannungs-Versorgungseingang des
Einschaltkreises 20 und über den Meßfühler R21,C25 (Fig. 4) eine Gleichspannung U
N von dem Regelschaltkreis 17 erkannt wird. Hierzu dient eine Zähllogik, die bei Ausbleiben
der Über- oder Unterschreitung eines vorgegebenen Schwellenwertes den Notbetrieb einleitet.
Dies kann nach einer vorgebenen Totzeit geschehen, die einzelne, möglicherweise fehlende,
Halbwellen, überbrückt.
[0055] Fällt in einem Leuchtensystem die normal speisende Wechselspannung U
ac, U
N aus, so wird eine Notspannungsversorgung U
B, die aus Batterien oder einem Generator gewonnen wird, auf die Netzspannungsleitung
gelegt. Dies erkennen die EVGs automatisch.
[0056] Im Notbetrieb wird die Helligkeit der Leuchtstofflampen nicht mehr durch den digital
vorgegebenen Helligkeitswert DIMM vorgegeben, sondern durch einen dezentral am Gerät
vorgebbaren Trimmwert, der über den Eingang U
NOT vorgebbar ist. Sollte sich das EVG beim Eintreten dieses Notbetriebes im Abschalt-Modus
(SLEEP) befinden, d. h. Lampe und Wechselrichter abgeschaltet, so führt es zuerst
den normalen Zündvorgang (ZÜND) durch, um nachher auf die Notbetriebshelligkeit zu
stellen.
[0057] Bei erkanntem Ende des Notbetriebszustandes geht das EVG in den vorherigen Zustand
zurück, dies kann der AUS-Zustand sein, wenn sich das EVG vorher dort befand. Dies
kann jedoch auch der ursprüngliche Helligkeitswert (DIMM) sein, sofern dieser vor
Anforderung des Notbetriebes vorlag.
[0058] Über die Erfassung des Wendelstromes erfolgt eine Erkennung, ob entweder eine Lampe
nicht eingesetzt ist oder eine der beiden Wendeln gebrochen ist. In einem dieser Fehler-Fälle
wird der Wechselrichter 30 an seiner maximalen Frequenz f
max betrieben, was einerseits einen nach wie vor fließenden Heizstrom zur Folge hat,
wenn die defekte Lampe ausgetauscht worden ist und andererseits die Spannung an der
defekten Lampe auf das kleinstmögliche Maß heruntersetzt. Dies ist zur Einhaltung
der Sicherheitsbestimmung nach VDE wichtig. Der induktive Teil des Serienresonanzkreises
im Ausgang wird bei der genannten hohen Frequenz f
max gegenüber dem kapazitiven Widerstand des Zündkondensators C17 so hoch, daß die Spannung
am Ausgang auf ungefährliche Werte beschränkt wird und keine Gefahr für das Wartungspersonal
besteht.
[0059] Bei Einsetzen einer funktionsfähigen Lampe wird ohne weitere Maßnahmen nach Abwarten
der Vorheizdauer der Zündvorgang (ZÜND) eingeleitet.
[0060] Die interne Ablaufsteuerung im Steuer- und Regelschaltkreis 17 begrenzt weiterhin
auch die Anzahl der Startversuche auf zwei und setzt (sendet) immer dann, wenn ein
Fehlerfall vorliegt, wenn z. B. die Lampe fehlt, wenn ein Wendelbruch oder ein Gasdefekt
vorliegt, ein Fehlersignal über die Sende- und Empfangseinrichtung 10 auf dem bidirektionalen
Bus 12 ab. Dies gilt auch im Notbetrieb, da beim Defekt der Lampe der Notbetrieb nicht
eingehalten werden kann.
[0061] Verdrahtungsfehler, die zu einem Kurzschluß der Entladungsstrecke der Lampe führen,
können aufgrund der Prozeßsignale dann erfaßt werden, wenn die Lampenspannungen auf
einen vorgegebenen minimalen Wert hin überwacht werden. Dabei führt eine Unterschreitung
dieses vorgegebenen Wertes, wie bei der Netzüberspannungs-Überwachung zu einem Abschalten
des gesamten EVG.
[0062] Auch die Zündunwilligkeit der Lampe, z. B. durch Gasdefekt, wird von dem Steuer-
und Regelschaltkreis 17 erkannt. Wenn die Lampe innerhalb einer vorgegebenen Zündvorgabezeit
nicht gezündet werden kann, d. h. wenn ein Abfallen der Spannung an dem Zündkondensator
C17 innerhalb dieser Zeitspanne nicht eintritt, greift die genannte Sperre ein.
[0063] Neben einem vollständigen Abschalten und einer Fehlermeldung kann auch eine Wiederholzeit
abgewartet werden, nach der ein erneuter Zünd- und Starversuch unternommen wird. Wird
auch hierbei kein Zünderfolg bewirkt, so reagiert die Steuer- und Regelschaltung 17
wie bei Heizwendelbruch und setzt die Frequenz des Wechselrichters 30 auf maximalen
Wert f
max.
[0064] Bei Austauschen der Lampe, was der Steuer- und Regelschaltkreis 17 an einem Ansteigen
der Lampenspannung oder an einem Verändern des Heizwendelstromes erkennt, erfolgt
nach Wiedereinsetzen einer neuen Lampe neuerlich ein Zündversuch.
[0065] Zur Helligkeitsregelung der Leuchtstofflampen sei folgendes erläutert. Es findet
eine echte Helligkeitsregelung Anwendung, da diese lampentypunabhängig gleiche Lampenleistungen
- bei im wesentlichen gleichem Lampenwirkungsgrad - gewährleistet. Die istwertbestimmenden
Meßgrößen Lampenstrom, Lampenspannung werden multipliziert und analog oder digital
mit den über die Sende- und Empfangseinrichtung 10 ferngesteuert vorgegebenen Sollwerten
verglichen. Das Vergleichsergebnis steuert unmittelbar oder über einen Regler die
Frequenz f des Wechselspannungsgenerators 30. Wild eine genauere Helligkeitsabstufung
gewünscht, so kann eine logarithmische Sollwertanpassung erfolgen. Auf gleiche Weise
kann eine exponentielle Istwertgewichtung durchgeführt werden. Neben der Lampentypunabhängigkeit
wird auch eine Kompensation von Lampenalter, von der bestehenden Betriebstemperatur
und auch von der möglicherweise schwankenden Netzspannung U
N erreicht.
[0066] Mit der prozeßsignalgesteuerten Betriebszustandsüberwachung wird es auch möglich,
das Zünden der Lampen auf kleine Helligkeitswerte durchzuführen, wobei der normalerweise
auftretende Lichtimpuls vermieden werden kann. Letzterer ist bedingt durch die sich
im Ausgangskreis durch den Zündvorgang speichernde Energie, die dann nach Zünden schlagartig
in die Lampe entladen wird. Zur Unterdrückung bzw. Beseitigung wird eine schnelle
Zünderkennung - über die Änderung der Lampenbrennspannung U
L1,U
L2 -vorgesehen, sowie eine schnelle Reduktion des Lampenstroms nach dem Zünden ausgeführt.
Letzteres durch augenblickliche Verschiebung der Wechselrichter-Ausgangsfrequenz in
Richtung zu höheren Frequenzen hin. Hierdurch wird der Glimmbereich zwischen dem Zünden
und der stationären Gasentladung künstlich verlängert. Hierdurch würde unter normalen
Umständen eine Reduktion der Lampenlebensdauer auftreten. Dies wird gem. dem Ausführungsbeispiel
jedoch vermieden, da die Verlängerung der Glimmphase nur für die kritischen niedrigen
Helligkeitswerte eingesetzt wird. Fur große Helligkeitswerte wird der Strom auf einem
höheren Pegel gehalten, wodurch die Glimmphase verkürzt wird. Dies kann über digitale
Steuerworte und die Sende- und Empfangseinrichtung 10 per Software eingestellt werden.
[0067] In
Fig. 9 ist ein Helligkeits-Zeitdiagramm dargestellt, in welchem die Helligkeit der von dem
EVG gemäß Fig. 1 gesteuerten Lampe zeitabhängig variiert wird. Zunächst ist maximale
Helligkeit vorgesehen, es folgt ein über die Busleitung 12 und die Digitalschnittstelle
10 vorgegebener Abschalt-Zyklus. Die Helligkeit wird gem. einer vorgegebenen Steigung
bis auf Null reduziert, sodann schalten sich der Wechselrichter 30, seine Treiberschaltung
31 und wesentliche Teile des Steuer-ICs 17 zur Stromersparnis ab. Ein daraufhin folgender
Notbeleuchtungs-Zustand führt - trotz abgeschaltetem System - zu einem gesteuerten
Zünden sowie einem Aufbau der Helligkeit der Lampe auf die voreingestellte Notbeleuchtungshelligkeit
(NOT). Diese ist über die Sollwert-Vorgabe U
NOT für jedes dezentrale EVG veränderbar. Ebenso ist der in Fig. 9 eingezeichnete maximale
und minimale Helligkeitswert (MIN,MAX) über eine entsprechende Sollwertvorgabe einstellbar
oder abgleichbar.
[0068] In Fig.10 ist ein programmtechnisch gesteuerter "Softstart" als Helligkeits-Zeitdiagramm
schematisch dargestellt. Das EVG 60 befindet sich zunächst in abgeschaltetem Zustand
(AUS). Der Befehl "Softstart" führt nun entweder auf ein automatisches steigungsgeregeltes
Ansteigen der Lampenhelligkeit - nach deren Zündung - oder zu einem programmgesteuerten
inkrementalen Anwachsen der Lampenhelligkeitsstufen. Im letzteren Fall werden von
dem zentralen Steuergerät 50 aus in bestimmten Zeitabschnitten inkremental wachsende
Helligkeitswerte gesendet. Die dezentralen EVGs folgen den Anforderungen nahezu verzögerungslos.
Hierdurch wird ein änderungsgeschwindigkeits-gesteuertes (geregeltes) Ansteigen und
Abfallen der dezentralen Lichtquellen möglich.
1. System zur Steuerung der Helligkeit und des Betriebsverhaltens von Gasentladungs lampen
mit einem oder mehreren elektronischen Vorschaltgeräten (EVG 60-1 bis 60i) und einem
zentralen Steuergerät (50, 51), wobei das System folgende Merkmale aufweist:
a) das zentrale Steuergerät (50, 51)
a1) ist mit dem bzw. jedem elektronischen Vorschaltgerät (EVG 60-1 bis 60i) über je
ein Busleitungspaar oder über ein einzelnes gemeinsames Busleitungspaar (12) verbunden,
a2) enthält Mittel zur Erzeugung digitaler Steuersignale für den Betriebszustand,
wie z.B. Not-, Sleep-, Zünd-, Aus- oder Einzustand, und die Lampenhelligkeit (Esoll) und/oder die Lampenleistung (Psoll) des bzw. jedes elektronischen Vorschaltgerätes sowie zur Abgabe dieser Steuersignale
an das entsprechende Busleitungspaar (12),
a3) enthält Mittel zum Empfang und zur Auswertung von digitalen Fehlermeldungen und/oder
digitalen Betriebszustandsinformationen, die von dem bzw. jedem elektronischen Vorschaltgerät
an die entsprechende Busleitung (12) abgegeben werden,
b) das bzw. jedes elektronisches Vorschaltgerät (EVG 60-1 bis 60i) weist auf
bl) eine an das Wechselstromnetz (Netz) anschließbare Gleichrichterschaltung (GR,
20),
b2) einen von der Gleichrichterschaltung (GR, 20) gespeisten und in seiner Ausgangsfrequenz
(UHF) variierbaren Wechselspannungsgenerator (30, WR),
b3) einen Lastkreis (40), der mindestens einen Reihenschwingkreis (L3, C14) und mindestens
eine Gasentladungslampe (LA1, LA2) enthält und von dem Wechselspannungsgenerator (30)
mit dessen variierbarer Ausgangsfrequenz (UHF) gespeist wird,
b4) eine als Sende- und Empfangseinrichtung ausgebildete und mit dem entsprechenden
Busleitungspaar (12) verbundene digitale Schnittstelle (10) zum Empfang der von dem
zentralen Steuergerät abgegebenen digitalen Steuersignale und zum Absenden der digitalen
Fehlermeldungen und/oder der digitalen Betriebszustandsinformationen an das zentrale
Steuergerät,
b5) eine mit der digitalen Schnittstelle (10) verbundene Steuereinrichtung (17), welche
die ihr von der digitalen Schnittstelle (10) übermittelten digitalen Steuersignale
zur Steuerung oder Regelung des elektronschen Vorschaltgerätes auswertet und welche
von dem elektronischen Vorschaltgerät aufgenommene Meßwertsignale(UL1, UL2, IW1, IW2, Udc, Uac) auswertet und daraus digitale Fehlermeldungen und Betriebszustandsinformationen
erzeugt und an die digitale Schnittstelle (10) überträgt.
2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungeinrichtung (17) des bzw. jedes elektronischen Vorschaltgerätes auch
als Regeleinrichtung wirkt, indem sie die von ihr aufgenommenen Meßwertsignale (UL1,
UL2, IW1, IW2, Udc, Uac) als Istwert-Größen und die ihr über die digitale Schnittstelle mittelbar zentral
zugeführten Steuersignale und/oder ihr unmittelbar zentral zugeführte Steuersignale
als Sollwert-Größen auswertet und dementsprechend digitale Regelsignale zur Regelung
der Ausgangsfrequenz (UHF) des Wechselspannungsgenerators (30) erzeugt.
3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Abschalt-Betriebszustand, in welchem die Gasentladungs-Lampe abgeschaltet
wird, der Wechselspannungsgenerator (WR,30) über eine Treiberschaltung (31) und die
Steuereinrichtung (17) sofort oder nach einer vorgegebenen Zeitspanne stillgelegt
wird.
4. System nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (17) mit dem Wechselspannungsgenerator (WR,30) zeitgleich
oder geringfügig verzögert stillgelegt wird, und daß bei Empfang eines neuen digitalen
Helligkeitsbefehls die Steuereinrichtung (17) und der Wechselspannungsgenerator (30)
wiederaktiviert werden.
5. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Veränderung einer die Gleichrichterschaltung (20) speisenden Versorgungsspannung
(UN, Uac) erfaßt wird und die Steuereinrichtung (17) daraufhin den Betriebszustand und/oder
die Helligkeit (E) der GE-Lampe (LA1, LA2) entsprechend verändert,
insbesondere bei Erkennen von Gleichspannung (UB) einen vorgebbaren Notbeleuchtungspegel (NOT) einstellt.
6. System nach Anspruch 1, 2 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Veränderung einer den Wechselspannungsgenerator (30) speisenden Zwischenkreis-Gleichspannung
(U₀, Udc) vor und/oder während des stationären Betriebes erfaßt und daraufhin der Betriebszustand
der GE-Lampe (LA1, LA2) entsprechend beeinflußt wird,
insbesondere bei Überschreiten eines vorgebbaren Überspannungswertes (UNmax) abgeschaltet und bei Unterschreiten eines Unterspannunswertes (UNmin) nicht gezündet wird.
7. System nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erkennung einer das elektronische Vorschaltgerät (60) speisenden Gleichspannung
(UB) statt einer regelmäßigen Versorgungs-Wechselspannung (UN, Uac) über eine Zähllogik erkennbar ist, die den zeitlichen Abstand des Auftretens eines
vorgebbaren Schwellenwertes in der Versorgungsspannung (UN, UB) überwacht bzw. erkennt.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mittels eines Einstellorgans (R7,C28,R6) voreingestellte Notbeleuchtungspegel
Vorrang vor einem mittels Befehlswort eingestellten Helligkeitspegel und dem ggf.
vorliegenden Abschaltzustand, z.B. dem Aus- oder Sleepzustand, hat.
9. System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Aktivieren des Notbeleuchtungspegels ein Zurückfallen in den Abschalt-Betriebszustand
dann erfolgt, wenn letzterer vor Aktivieren des Notbeleuchtungspegels vorgelegen hat.
10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere voreinstellbare Sollwerte (NOT, TR1, TR2) als Helligkeitspegel der GE-Lampe(n)
der oder jeder Steuereinrichtung (17) oder der oder jeder Schnittstelle (10) mittels
Poteniometern, Trimmwiderständen oder Spannungsteilern (R2,R6,R7,R32,R33) vorgebbar
sind, die über Befehlsworte an die digitale Schnittstelle (10) individuell abrutbar
bzw. von der Steuereinrichtung (17) über den Wechselspannungsgenerator (30) an der/den
GE-Lampe(n) (40) einstellbar sind.
11. System nach einem der Ansprüche 2-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gedimmten Helligkeitswerte über ein logarithmisch oder exponentiell wirkendes
Funktionsglied im Sollwertkanal oder im Istwertkanal des Helligkeitsregelkreises (Psoll, Eist) verändert werden.
12. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung und/oder Regelung der Helligkeit (E) und der Betriebszustände der
GE-Lampe(n) (LA1, LA2) über Frequenzänderung (f) der von dem Wechselspannungsgenerator
(40) abgegebenen Wechselspannung (UHF) bewirkt
werden, oder
daß eine Frequenz-Veränderung (f) und eine Tastverhältnisänderung der Wechselspannung
(UHF) zur Helligkeitsveränderung (Eist) der GE-Lampe(n) durchgeführt wird, wobei insbesondere im unteren Dimmbereich das
Tastverhältnis geringer gewählt wird.
13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die digitalen Steuersignale als Befehlsworte, insbesondere mit 8bit-Wortlänge,
seriell über das Busleitungspaar (12) der oder jeder digitalen Schnittstelle (10),
der oder jeder Steuereinrichtung (17) des oder jedes angeschlossenen elektronischen
Vorschaltgeräts (EVG 60-1 bis 60-i) zugeführt werden.
14. System nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes angeschlossene elektronische Vorschaltgerät (EVG 60-1 bis 60-i) über die
Befehlsworte individuell oder in Funktionsgruppen ansprechbar und steuerbar, insbesondere
dimmbar, ist.
15. System nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die seriellen Befehlsworte über einen Bandpass oder ein Differenzierglied (C22,
C23, R4, R5, C12) der digitalen Schnittstelle (10) zugeführt werden.
16. System nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
da die seriellen Befehlsworte über einen Überträger der digitalen Schnittstelle (10)
induktiv zugeführt werden.
17. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vermeidung von parasitären Licht(im)pulsen während eines Zündvorganges eine
schnelle Zünderkennung vorgesehen wird, und daß bei Feststellen einer Zündung eine
schnelle Reduktion des Lampenstromes vorgenommen wird.
18. System nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reduktion des Lampenstroms durch augenblickliche Verschiebung der Wechselrichterausgangsfrequenz
(f) in Richtung zu höheren Frequenzen hin realisiert wird.
19. System nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer der Glimmphase zwischen Zündvorgang und stationärem Nenn- oder Dimmbetrieb
abhängig von der stationären Helligkeit verändert wird.
20. System nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitdauer der Glimmphase für geringe stationäre Helligkeiten verlängert wird.
21. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Helligkeit vom Abschalt-Zustand der Gasentladungs-Lampe durch einen Sammelbefehl
oder mittels inkrementaler Dimmbefehle änderungsgeschwindigkeitsgesteuert zu der erwünschten
stationären Helligkeit geführt wird oder andersherum.
22. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach einer vorgebbaren Anzahl von, insbesondere zwei, erfolglosen Zündversuchen
der GE-Lampe(n) (LA1, LA2) eine interne Ablaufsteuerung weitere Zündversuche unterbindet.
23. System nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß die interne Ablaufsteuerung nach Unterbinden der Zündversuche weitere Zündversuche
initiiert, sofern die Lampe ausgewechselt wurde.
24. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuereinrichtung (17) eine Mehrzahl (m) von Meßwertsignalen, wie Lampenstrom
(IL1, IL2), Lampenwechselspannung (UL1, UL2), Heizwendelstrom (IW1, IW2), Wechselspannungsgenerator-Zweigstrom (iKAP), Wechselrichter-Ausgangsspannung (UHF), Zwischenkreis-Gleichspannung (Udc, U₀), unmittelbar dezentral und eine Mehrzahl (n) von Sollwertgrößen, wie Notbeleuchtungspegel,
oberer und unterer Helligkeitsgrenzwert, Betriebs-Helligkeitspegel (Esoll, Psoll), entweder unmittelbar dezentral oder über die Schnittstelle (10) mittelbar zentral
zuführbar sind.
25. System nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus den Meßwertsignalen Lampenstrom (IL1, IL2) und Lampenspannung (UL1, UL2) die tatsächliche Lampenleistung (Pist) bzw. deren Helligkeit (Eist) ermittelt wird und mit einem zentral vorgebbaren Helligkeitswert (Psoll, Esoll) vergleichbar ist und daß auf der Basis des Differenzsignales eine Frequenzänderung
(f) des dezentralen Wechselspannungsgenerators (30) im elektronischen Vorschaltgerät
(EVG 60-i) vorgenommen wird.
26. System nach Anspruch 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (17) aus den Meßwertsignalen Lampenstrom (IL1, IL2) und Wechselspannungsgenerator-Ausgangsspannung (UHF) durch Vergleich der Nulldurchgänge beider bzw. der relativen Phase zwischen beiden
Meßgrößen (UHF, IL1, IL2) einen kapazitiven Betrieb des Lastkreises (40) erfaßt, und daß bei Erfassen einer
solchen Betriebsweise die Frequenz (f) des Wechselspannungsgenerators (30) aufwärts
verschoben wird.
27. System nach einem der Ansprüche 24-26,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwert Heizwendelstrom (IW1, IW2) daraufhin überwacht wird, daß er einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet,
und
daß bei Absinken unter den vorgenannten Schwellenwert der Wechselspannungsgenerator
(30) von der Steuereinrichtung (17) zu seiner maximalen Frequenz (fmax) hin verschoben wird, und
daß über die Schnittstelle (10) ein digitales Fehlersignal abgegeben wird.
28. System nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwert Heizwendelstrom (IW1, IW2) auch während der Wechselspannungsgenerator (30) mit max. Frequenz arbeitet überwacht
wird, um einen Neustart beim Erkennen einer neueingesetzten Lampe zu initiieren.
29. System nach einem der Ansprüche 24-28,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Lampenstrom (IL1, IL2) eine unwesentliche Gleichstromkomponente überlagerbar ist, welcher vorzugsweise
im Bereich geringer Helligkeitswerte der GE-Lampe (LA1, LA2) anwesend ist, und welche
insbesondere 1% des Lampenstroms beträgt.
30. System nach einem der Ansprüche 12, 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Veränderung der Frequenz (f) des Wechselspannungsgenerators (30) mittels eines
in der Steuereinrichtung (17) vorgesehenen spannungsgesteuerten Oszillators (VCO)
bewirkt wird.
31. System nach Anspruch 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle des Notbetriebes der zentral vorgegebene Helligkeitswert (Psoll, Esoll) durch den dezentral an der jeweiligen Steuereinrichtung (17) jedes elektronischen
Vorschaltgeräts (EVG 60-i) vorgebbaren voreingestellten Notbeleuchtungspegel ersetzt
wird.
32. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das elektronische Vorschaltgerät (EVG 60-1 bis 60-i)
- mindestens ein Paar von Serienresonanzkreisen (L2, C15, L3, C16), die den Ausgang
des Wechselspannungsgenerators (30, WR) mit je einem Paar von Gasentladungslampen
(LA1, LA2, GE-Lampe) verbinden,
- mindestens ein Paar von Zündkondensatoren (C17, C18), von denen je einer eines Paares
parallel zu je einer eines Paares von GE-Lampen (LA1, LA2), geschaltet ist, und
- mindestens ein induktives Symmetrierelement (TR1), das von den Lampenströmen (IL1, IL2) je eines Paares von GE-Lampen (LA1, LA2) gegensinnig magnetisierbar ist,
aufweist.
33. System nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zündkondensator (C17, C18) zwischen der Spule (L2, L3) und dem Kondensator
(C15, C16) des Serienresonanzkreises angreift.
34. System nach Anspruch 32 oder 33,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Symmetrierelement (TRI) ein Zweiwicklungs-Übertrager ist, dessen beide Wicklungen
gleiche Windungszahlen aufweisen.
35. System nach einem der Ansprüche 32 - 34,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Paar von Strommeßgliedern (R31, R32), vorzugsweise ein Paar von
niederohmigen Shunts, vorgesehen ist, wobei je ein Strommeßglied (R31,R32) in Serie
zu je einer Gasentladungslampe geschaltet ist, daß mindestens ein Paar von Spannungsmeßgliedern
(R25-R28), vorzugsweise ein Paar von Spannungsteilern vorgesehen ist, wobei je ein
Spannungsmeßglied (R25, R27, R26, R28) parallel zu je einer Gasentladungslampe geschaltet
ist und daß alle den Meßgliedern entnommenen Meßgrößen (UL1, UL2, IL1, IL2) der Steuer- und/oder Regeleinrichtung zugeführt werden.
36. System nach einem der Ansprüche 32 - 35,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizwendeln je einer Gasentladungslampe von je einem Heizübertrager (L5, L4)
mit einer Primär- und je einer Sekundärwicklung für jede Heizwendel der Gasentladungslampe
spannungsgesteuert beheizbar sind, wobei jeder Heizübertrager (L4, L5) primärseitig
parallel zu der Gasentladungslampe geschaltet ist, deren Heizwendeln er beheizt.
37. System nach Anspruch 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem Heizübertrager (L4, L5) primärseitig je ein Strommeßglied (R10, R11) in
Serie geschaltet ist, dessen jeweiliges Ausgangssignal (IL1, IL2) der Steuer- und/oder Regeleinrichtung (17) zur Detektion der Heizwendelbeschaffenheit
und zur Ableitung eines Fehlersignales hieraus zuführbar ist.
38. System nach Anspruch 29 und Anspruch 32 oder 36,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleichstromkomponente im Lampenstrom durch eine Zehnerdiode (V16, V17) bewirkt
wird, die in Serie zu dem oder den Heizübertrager(n) (L4, Lf) geschaltet ist.
1. System for the control of the brightness and the operational behaviour of gas discharge
lamps, having one or more electronic ballasts (EVG 60-1 to 60-i) and a central control
apparatus (50, 51), the system having the following features:
a) the central control apparatus (50, 51)
a1) is connected with the or each electronic ballast (EVG 60-1 to 60-i) via respective
bus line pairs or via a single common bus line pair (12),
a2) contains means for generating digital control signals for the operational state,
such as e.g. emergency, sleep, ignition, off or on state, and for the lamp brightness
(Esoll) and/or the lamp power (Psoll) of the or each electronic ballast, and for delivering these control signals to the
corresponding bus line pair (12),
a3) contains means for the reception and the evaluation of digital fault reports and/or
digital operational state information, which are applied to the corresponding bus
line (12) from the or each electronic ballast,
b) the or each electronic ballast (EVG 60-1 to 60-i) has
b1) a rectifier circuit (GR, 20) connectable to the a.c. current mains (Netz),
b2) an a.c. voltage generator (30, WR) fed from the rectifier circuit (GR, 20) and
variable in its output frequency (UHF),
b3) a load circuit (40) which includes at least one series oscillation circuit (L3,
C14) and at least one gas discharge lamp (LA1, LA2) and which is fed from the a.c.
voltage generator (30) with the variable output frequency (UHF) thereof,
b4) a digital interface (10), constituted as a transmission and reception device and
connected with the corresponding bus line pair (12), for receiving the digital control
signals issued from the central control apparatus and for sending the digital fault
reports and/or the digital operational state information to the central control apparatus,
b5) a control device (17) connected with the digital interface (10), which control
device evaluates the digital control signals transferred thereto from the digital
interface (10) for the control or regulation of the electronic ballast, and which
evaluates measurement value signals (UL1, UL2, IW1, IW2, Udc, Uac) taken up by the electronic ballast and generates therefrom digital fault reports
and operational state information and transfers this to the digital interface (10).
2. System according to claim 1,
characterized in that,
the control device (17) of the or each electronic ballast functions also as regulation
device in that it evaluates the measurement signals (UL1, UL2, IW1, IW2, Udc, Uac) which it takes up as actual values parameters and evaluates the digital signals
centrally supplied thereto indirectly via the digital interface, and/or evaluates
control signals centrally supplied directly thereto, as desired value parameters,
and correspondingly generates digital regulation signals for regulation of the output
frequency (UHF) of the a.c. voltage generator (30).
3. System according to claim 1 or 2,
characterized in that,
in the shutdown operational state, in which the gas discharge lamp is shut down,
the a.c. voltage generator (WR, 30) is, via a driver circuit (31) and the control
device (17), made inoperative immediately or after a predetermined period of time.
4. System according to claim 3,
characterized in that,
the control device (17) is made inoperative at the same time as the a.c. voltage
generator (WR, 30) or with a slight delay, and in that upon receipt of a new digital
brightness command the control device (17) and the a.c. voltage generator (30) are
reactivated.
5. System according to claim 1 or 2,
characterized in that,
a change in one of the supply voltages (UN, Uac) feeding the rectifier circuit (20) is detected and in response the control device
(17) correspondingly changes the operational state and/or the brightness (E) or the
gas discharge lamp (LA1, LA2), in particular upon recognition of d.c. voltage (UB) the control device sets a predeterminable emergency lighting level (NOT).
6. System according to claim 1, 2 or 5,
characterized in that,
a change in an intermediate circuit d.c. voltage (U₀, Udc) feeding the a.c. voltage generator (30) before and/or during stable operation is
detected and in response the operational state of the gas discharge lamp (LA1, LA2)
is correspondingly influenced, in particular is shut down upon a predeterminable overvoltage
value (UNmax) being exceeded and is not ignited when an undervoltage value (UNmin) is undershot.
7. System according to claim 1, 2, 5 or 6,
characterized in that,
the recognition of a d.c. voltage (UB) supplying the electronic ballast (60), instead of a regular supply a.c. voltage
(UN, Uac), is recognizable via counter logic means which monitors or recognizes the temporal
interval of the appearance of a predeterminable threshold value in the supply voltage
(UN, UB).
8. System according to any preceding claim,
characterized in that,
the emergency lighting level, pre-set by means of a setting member (R7, C28, R6),
has priority over a brightness level set by means of a command word and over the shutdown
state, e.g. over the switched off or sleep state, if present.
9. System according to claim 8,
characterized in that,
after activation of the emergency lighting level a return to the shutdown operational
state occurs when the latter was present before activation of the emergency lighting
level.
10. System according to any preceding claim,
characterized in that,
a plurality of presettable desired values (NOT, TR1, TR2) can be predetermined
as brightness levels of the gas discharge lamp or lamps of the or each control device
(17) or of the or each interface (10) by means of potentiometers, trimmer resistances
or voltage dividers (R2, R6, R7, R32, R33), which can be individually called up by
means of command words at the digital interface (10) or are settable at the gas discharge
lamp or lamps (40) from the control device (17) via the a.c. voltage generator (30).
11. System according to any of claims 2 to 10,
characterized in that,
the dimmed brightness values are varied via a logarithmically or exponentially
working functional member in the desired value channel or in the actual value channel
of the brightness regulation circuit (Psoll, Eist).
12. System according to any preceding claim,
characterized in that,
the control and/or regulation of the brightness (E) and the operational states
of the gas discharge lamp or lamps (LA1, LA2) is effected by frequency variation (f)
of the a.c. voltage (UHF) delivered from the a.c. voltage generator (40), or
in that a frequency variation (f) and a duty ratio change of the a.c. voltage (UHF) is carried out for the purpose of brightness variation (Eist) of the gas discharge lamp or lamps, whereby in particular in the lower dimming region
the duty ratio is selected to be lesser.
13. System according to any preceding claim,
characterized in that,
the digital control signals are supplied as command words, in particular having
8-bit word length, serially via the bus line pair (12) of the or each digital interface
(10), of the or each control device (17) of the or each connected electronic ballast
(EVG 60-1 to 60-i).
14. System according to claim 13,
characterized in that,
each connected electronic ballast (EVG 60-1 to 60-i) is addressable and controllable,
in particular dimmable, individually or in functional groups, via the command words.
15. System according to claim 13 or 14,
characterized in that,
the serial command words are supplied via a band-pass or a differentiation member
(C22, C23, R4, R5, C12) of the digital interface (10).
16. System according to claim 13 or 14,
characterized in that,
the serial command words are inductively supplied via a transformer of the digital
interface (10).
17. System according to any preceding claim,
characterized in that,
for the avoidance of parasitic light (im)pulses during an ignition procedure, a
rapid ignition recognition is provided, and in that upon detection of an ignition
a rapid reduction of the lamp current is effected.
18. System according to claim 17,
characterized in that,
the reduction of the lamp current is realized by means of momentary displacement
of the inverter output frequency (f) in the direction towards higher frequency.
19. System according to claim 17 or 18,
characterized in that,
the duration of the glow phase, between ignition procedure and stable nominal or
dimmed operation, is varied in dependence upon the stable brightness.
20. System according to claim 19,
characterized in that,
the duration of the glow phase is extended for lesser stable brightnesses.
21. System according to any preceding claim,
characterized in that,
from the shutdown state of the gas discharge lamp, the brightness is taken to the
desired stable brightness by means of a collective command or by means of incremental
dimming commands, controlled in terms of rate of change, or vice versa.
22. System according to any preceding claim,
characterized in that,
after a predeterminable number of, in particular two, failed attempted ignitions
of the gas discharge lamp or lamps (LA1, LA2), an internal process control prevents
further ignition attempts.
23. System according to claim 22,
characterized in that,
the internal process control, after prevention of the ignition attempts, initiates
further ignition attempts provided that the lamp has been exchanged.
24. System according to any preceding claim,
characterized in that,
there can be supplied to the control device (17), directly decentrally, a plurality
(m) of measurement value signals such as lamp current (IL1, IL2), lamp a.c. voltage (UL1, UL2), heating coil current (IW1, IW2), a.c. voltage generator branch current (iKAP), inverter output voltage (UHF), intermediate circuit d.c. voltage (Udc, U₀), and, either directly decentrally or indirectly centrally via the interface
(10), a plurality (n) of desired value parameters, such as emergency lighting level,
upper and lower brightness limit values, operational brightness level (Esoll, Psoll).
25. System according to claim 24,
characterized in that,
from the measurement value signals lamp current (IL1, IL2) and lamp voltage (UL1, UL2) the actual lamp power (Pist) or its brightness (Eist) is determined and can be compared with a centrally predeterminable brightness value
(Psoll, Esoll), and in that on the basis of the difference signal a frequency variation (f) of
the decentral a.c. voltage generator (30) in the electronic ballast (EVG 60-i) is
effected.
26. System according to claim 24 or 25,
characterized in that,
the control device (17) detects capacitative operation of the load circuit (40)
from the measurement value signals lamp current (IL1, IL2) and a.c. voltage generator output voltage (UHF) through comparison of the zero crossings of the two or the relative phase between
the two parameters (UHF, IL1, IL2), and in that upon detection of such a mode of operation the frequency (f) of the
a.c. voltage generator (30) is displaced upwardly.
27. System according to any of claims 24 to 26,
characterized in that,
the measurement value heating coil current (IW1, IW2) is monitored for the purpose of determining that it exceeds a predetermined threshold
value, and in that, when the above-mentioned threshold value is undershot, the a.c.
voltage generator (30) is displaced towards its maximum frequency (fmax) by the control device (17), and in that, a digital fault signal is issued via the
interface (10).
28. System according to claim 27,
characterized in that,
the measurement value heating coil current (IW1, IW2) is monitored also whilst the a.c. voltage generator (30) is working with maximum
frequency, in order to initiate a new start upon recognition of a newly emplaced lamp.
29. System according to any of claims 24 to 28,
characterized in that,
the lamp current (IL1, IL2) may have superimposed thereupon a minor d.c. current component, which is preferably
present in the region of lesser brightness values of the gas discharge lamp (LA1,
LA2), and which in particular amounts to 1% of the lamp current.
30. System according to claim 12, 24 or 25,
characterized in that,
the variation of the frequency (f) of the a.c. voltage generator (30) is effected
by means of a voltage controlled oscillator (VCO) provided in the control device (17).
31. System according to claim 24 or 25,
characterized in that,
in the case of emergency operation, the centrally predetermined brightness value
(Psoll, Esoll) is replaced by the emergency lighting level decentrally predeterminably preset at
the respective control device (17) of each electronic ballast (EVG 60-i).
32. System according to any preceding claim,
characterized in that,
the electronic ballast (EVG 60-1 to 60-i) has
- at least one pair of series resonant circuits (L2, C15, L3, C16) which connect the
output of the a.c. voltage generator (30, WR) each with a pair of discharge lamps
(LA1, LA2, GE-lamp),
- at least a pair of ignition capacitors (C17, C18) of which each one of a pair is
connected parallel to a respective one of a pair of gas discharge lamps (LA1, LA2),
and
- at least one inductive balancing element (TR1) that is magnetisable in opposite
senses by the lamp currents (IL1, IL2) of a pair of gas discharge lamps (LA1, LA2).
33. System according to claim 32, characterized in that, the ignition capacitor (C17,
C18) is connected between the coil (L2, L3) and the capacitor (C15, C16) of the series
resonant circuit.
34. System according to claim 32 or 33, characterized in that, the balancing element (TR1)
is a two-winding transformer, both windings of which have the same number of turns.
35. System according to any of claims 32 to 34, characterized in that,
at least one pair of current measurement members (R31, R32), preferably a pair of
low resistance shunts, is provided, whereby each current measurement member (R31,
R32) is connected in series to a respective gas discharge lamp,
in that,
at least one pair of voltage measurement members (R25-R28), preferably a pair of voltage
dividers, is provided, whereby each voltage measurement member (R25, R27, R26, R28)
is connected in parallel to a respective gas discharge lamp, and in that all measurement
parameters (UL1, UL2, IL1, IL2) taken from the measurement members are supplied to the control and/or regulation
device.
36. Device according to any of claims 32 to 35, characterized in that, the heating coils
of each gas discharge lamp are heatable, with voltage control, by a respective heating
transformer (L5, L4) having a primary winding and a respective secondary winding for
each heating coil of the gas discharge lamp, whereby each heating transformer (L4,
L5) is connected on its primary side parallel to the gas discharge lamp the heating
coils of which it heats.
37. System according to claim 36, characterized in that, on the primary side of each heating
transformer (L4, L5) a respective current measurement member (R10, R11) is connected
in series, the respective output signal (IL1, IL2) of which can be supplied to the control and/or regulation device (17) for the detection
of the heating coil configuration and for the derivation of a fault signal therefrom.
38. System according to claim 29 and claim 32 or 36, characterized in that, the d.c. current
component in the lamp current is provided by means of a Zener diode (V16, V17) which
is connected in series to the heating transformer or transformers (L4, Lf).
1. Système de commande de l'intensité lumineuse et du comportement en service de lampes
à décharge avec un ou plusieurs ballasts électroniques (EVG 60-1 à 60i) et un appareil
de commande (50, 51) central, le système présentant les caractéristiques suivantes:
a) l'appareil de commande (50, 51) central
a1) est relié au ou à chacun des ballasts électroniques (EVG 60-1 à 60i) par l'intermédiaire
d'une paire de lignes propre ou par l'intermédiaire d'une paire de lignes (12) commune,
a2) comprend des moyens pour produire des signaux numériques de commande pour l'état
de fonctionnement, tel que le mode éclairage de secours, le mode veille, le mode amorçage,
les modes éteint et allumé, et pour l'intensité lumineuse (Esoll) de la lampe et/ou la puissance (Psoll) de lampe du ou de chaque ballast électronique ainsi que pour transmettre lesdits
signaux de commande à la paire de lignes (12) correspondante,
a3) comprend des moyens pour recevoir et exploiter des informations numériques de
défaut et/ou des informations numériques d'état de fonctionnement qui sont délivrées
à la ligne (12) concernée par le ou par chaque ballast électronique,
b) le ou chaque ballast électronique (EVG 60-1 à 60i) comporte
b1) un circuit redresseur (GR, 20) connecté au réseau à courant alternatif (Réseau),
b2) un onduleur (30, WR) à fréquence de sortie (UHF) réglable qui est alimenté par le circuit redresseur (GR, 20),
b3) un circuit de charge (40) qui comprend au moins un circuit oscillant série (L3,
C14) et au moins une lampe à décharge (LA1, LA2) et est alimenté par l'onduleur (30)
avec la fréquence de sortie (UHF) réglable de celui-ci,
b4) une interface (10) numérique agencée sous forme de dispositif d'émission-réception
et connectée à la paire de lignes (12) concernée pour recevoir les signaux de commande
numériques délivrés par l'appareil de commande central et pour transmettre les informations
numériques de défaut et/ou les informations numériques d'état de fonctionnement à
l'appareil de commande central,
b5) un dispositif de commande (17) connecté à l'interface (10) numériques qui exploite
les signaux de commande numériques qui lui sont transmis par l'interface (10) numérique
pour commander ou régler le ballast électronique et qui exploite des signaux de mesure
(UL1, UL2, IW1, IW2, Udc, Uac) provenant du ballast électronique et produit à partir de ceux-ci des informations
de défaut et des informations d'état de fonctionnement qu'il transmet à l'interface
numérique (10).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif de commande
(17) du ou de chaque ballast électronique agit également comme dispositif de réglage,
en ce sens qu'il traite comme valeurs réelles les signaux de mesure (UL1, UL2, IW1, IW2, Udc, Uac) enregistrés par lui et comme valeurs de consigne les signaux de commande qui lui
sont transmis indirectement, de manière centralisée, par l'intermédiaire de l'interface
numérique et/ou les signaux de commande qui lui sont transmis directement, de manière
centralisée, et produit des signaux numériques de réglage de la fréquence de sortie
(UHF) de l'onduleur (30).
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que dans l'état d'interruption
dans lequel la lampe à décharge est éteinte, l'onduleur (WR, 30) est coupé immédiatement
ou après un laps de temps prédéterminé par un circuit d'attaque (31) et le dispositif
de commande (17).
4. Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif de commande
(17) est coupé en même temps que l'onduleur (WR, 30) ou avec un léger retard par rapport
à celui-ci et que lors de la réception d'un nouveau signal numérique d'intensité lumineuse
le dispositif de commande (17) et l'onduleur (30) sont de nouveau activés.
5. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on détecte une
variation d'une tension (UN, Uac) d'alimentation appliquée au circuit redresseur (20) et on modifie en conséquence
l'état de fonctionnement et/ou l'intensité lumineuse (E) de la lampe à décharge (LA1,
LA2), notamment on règle un niveau d'éclairage de secours (NOT) déterminé lorsqu'une
tension continue (UB) est détectée.
6. Système selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé par le fait que l'on détecte
une variation d'une tension (UO, Udc) continue de circuit intermédiaire alimentant l'onduleur (30) avant et/ou pendant
le fonctionnement stationnaire et on modifie en conséquence l'état de fonctionnement
de la lampe à décharge (LA1, LA2), notamment celle-ci est éteinte lorsque la tension
est supérieure à une valeur de surtension (UNmax) prédéterminée et n'est pas amorcée lorsque la tension est inférieure à une valeur
de sous-tension (UNmin) prédéterminée.
7. Système selon l'une des revendications 1, 2, 5 ou 6, caractérisé par le fait que la
détection d'une tension continue (UB) alimentant le ballast électronique (60) au lieu d'une tension alternative (UN, Uac) régulière est opérée à l'aide d'un circuit logique de comptage qui surveille et
détecte le temps écoulé jusqu'à l'apparition d'une valeur seuil prédéterminée dans
la tension d'alimentation (UN, UB).
8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le
niveau d'éclairage de secours préréglé à l'aide d'un organe de réglage (R7, C28, R6)
a priorité sur un niveau d'intensité lumineuse réglé par un ordre et sur l'état d'interruption
éventuellement présent, par exemple sur le mode éteint ou le mode veille.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il se produit, après
activation du niveau d'éclairage de secours, un retour à l'état d'interruption lorsque
ce dernier préexistait à l'activation du niveau d'éclairage de secours.
10. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que plusieurs
valeurs de consigne (NOT, TR1, TR2) préréglables peuvent être imposées en tant que
niveau d'intensité lumineuse de la (des) lampe(s) à décharge du ou de chaque dispositif
de commande (17) ou de l'interface ou de chaque interface (10) à l'aide de potentiomètres,
de résistances ajustables ou de diviseurs de tension (R2, R6, R7, R32, R33) qui peuvent
être interrogés individuellement par des ordres transmis à l'interface numérique (10)
et réglés par le dispositif de commande (17) à travers l'onduleur (30) de la/des lampes
à décharge (40).
11. Système selon une des revendications 2 à 10, caractérisé par le fait que les intensités
lumineuses intermédiaires sont réglées à l'aide d'une organe de commande à action
lorgarithmique ou exponentielle placé dans le canal de valeur de consigne ou dans
le canal de valeur effective du circuit de réglage d'intensité lumineuse (Psoll, Esoll).
12. Système selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la commande
et/ou le réglage de l'intensité lumineuse (E) et des états de fonctionnement de la
(des) lampe(s) à décharge (LA1, LA2) sont opérés par variation de la fréquence (f)
de la tension alternative (UHF) délivrée par l'onduleur (40), ou par le fait qu'une variation de fréquence (f) et
une variation de rapport cyclique de la tension alternative (UHF) sont opérées pour faire varier l'intensité lumineuse (Eist) de la(s) lampe(s) à décharge, le rapport cyclique étant choisi plus faible notamment
dans la plage de faible intensité lumineuse.
13. Système selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les
signaux de commande numériques sont transmis en tant qu'ordres, notamment avec une
longueur de mot de 8 bits, en série par l'intermédiaire de la paire de lignes (12)
de l'interface ou de chaque interface numérique (10, du ou de chaque dispositif de
commande (17) du ou de chaque ballast électronique (EVG 60-1 à 60-i) connecté.
14. Système selon la revendication 13, caractérisé par le fait que chaque ballast électronique
(EVG 60-1 à 60-i) connecté peut être déclenché et commandé de manière individuelle
ou par groupes fonctionnels, par les ordres, notamment peut être réglé à une intensité
lumineuse intermédiaire,.
15. Système selon la revendication 13 ou 14, caractérisé par le fait que les ordres en
série sont transmis à l'interface numérique (10) par l'intermédiaire d'un filtre passe-bande
ou d'un comparateur (C22, C23, R4, R5, C12) .
16. Système selon la revendication 13 ou 14, caractérisé par le fait que les ordres en
série sont transmis de manière inductive à l'interface numérique (10) par l'intermédiaire
d'un transformateur.
17. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il
est prévu, pour éviter des impulsions ou des pulsations lumineuses parasites pendant
un processus d'amorçage, une détection rapide de l'amorçage et que le courant de lampe
est diminué rapidement lorsqu'un amorçage est détecté.
18. Système selon la revendication 17, caractérisé par le fait que la réduction du courant
de lampe est réalisée par décalage instantané de la fréquence de sortie (f) de l'onduleur
vers des fréquences plus élevées.
19. Système selon la revendication 17 ou 18, caractérisé par le fait que la durée de la
phase de fluorescence entre l'amorçage et le fonctionnement stationnaire en régime
nominal ou à intensité réduite est modifiée en fonction de l'intensité lumineuse stationnaire.
20. Système selon la revendication 19, caractérisé par le fait que la durée de la phase
de fluorescence est prolongée pour de faibles intensités lumineuses stationnaires.
21. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'intensité
lumineuse est amenée de l'état d'interruption de la lampe à décharge à l'intensité
lumineuse souhaitée, ou inversement, avec une vitesse de variation contrôlée, par
un ordre global ou par des ordres incrémentaux d'intensité réduite.
22. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'après
un nombre prédéterminé, en particulier après deux essais sans succès d'amorçage de
la (des) lampe(s) à décharge (LA1, LA2) une commande séquentielle interne interdit
tout nouvel essai d'amorçage.
23. Système selon la revendication 22, caractérisé par le fait que, dans la mesure où
la lampe a été remplacée, la commande séquentielle interne, après avoir bloqué les
essais d'amorçage, déclenche de nouveaux essais d'amorçage.
24. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que plusieurs
(m) signaux de mesure, tels que le courant de lampe (IL1, IL2), la tension alternative de lampe (UL1, UL2), le courant de filament de préchauffage (IW1, IW2), le courant dérivé de l'onduleur (iKAP), la tension de sortie de l'onduleur (UHF), la tension continue du circuit intermédiaire (Udc, U₀) sont transmis directement de manière non centralisée au dispositif de commande
(17) et plusieurs (n) valeurs théoriques, telles que le niveau d'éclairage de secours,
les seuils d'intensité lumineuse supérieur et inférieur, le niveau d'intensité lumineuse
en service (Esoll, Psoll) sont transmis soit directement de manière non centralisée, soit indirectement de
manière centralisée par l'intermédiaire de l'interface (10).
25. Système selon la revendication 24, caractérisé par le fait que l'on détermine à partir
des signaux de mesure courant de lampe (IL1, IL2) et tension de lampe (UL1, UL2) la puissance effective (Pist) de la lampe ou son intensité lumineuse effective (Eist) et on la compare à une valeur d'intensité lumineuse (Psoll, Esoll) prédéterminée de manière centralisée et par le fait que sur la base du signal différentiel
on procède à une modification de la fréquence (f) de l'onduleur (30) non centralisé
dans le ballast électronique (EVG 60i).
26. Système selon la revendication 24 ou 25, caractérisé par le fait que le dispositif
de commande (17) détecte, à partir des signaux de mesure courant de lampe (IL1, IL2) et tension de sortie (UHF) de l'onduleur, par comparaison des passages par zéro de ceux-ci ou par comparaison
de la phase relative entre deux grandeurs de mesure (UHF, IL1, IL2), un fonctionnement capacitif du circuit de charge (40) et par le fait que lors de
la détection d'un tel fonctionnement, la fréquence (f) de l'onduleur (30) est décalée
vers le haut.
27. Système selon l'une des revendications 24 à 26, caractérisé par le fait que l'on surveille
le dépassement d'un seuil prédéterminé par la grandeur de mesure courant de filament
(IW1, IW2) et que, lorsque celle-ci chute en-dessous dudit seuil, le dispositif de commande
(17) règle l'onduleur (30) à sa fréquence (fmax) maximale et qu'un signal de défaut numérique est délivré par l'intermédiaire de
l'interface (10).
28. Système selon la revendication 27, caractérisé par le fait que l'on surveille la grandeur
de mesure courant de filament (IW1, IW2) également pendant que l'onduleur fonctionne à la fréquence maximale afin d'initier
un redémarrage lors de la détection d'une lampe neuve.
29. Système selon l'une des revendications 24 à 28 caractérisé par le fait qu'une faible
composante de courant continu peut être superposée au courant de lampe (IL1, IL2), composante qui est présente de préférence dans la plage des faibles intensités
lumineuses de la lampe à décharge (LA1, LA2) et représente notamment 1 % du courant
de lampe.
30. Système selon l'une des revendications 12, 24 ou 25, caractérisé par le fait que la
variation de la fréquence (f) de l'onduleur (30) est opérée au moyen d'un oscillateur
commandé par tension (VCO) prévu dans le dispositif de commande (17).
31. Système selon la revendication 24 ou 25, caractérisé par le fait que, dans le cas
du fonctionnement de secours, l'intensité lumineuse (Psoll, Esoll) prédéterminée de manière centralisée est remplacée par le niveau d'intensité lumineuse
prédéterminé préréglé de manière non centralisée au niveau du dispositif de commande
(17) concerné de chaque ballast électronique (EVG 60-i).
32. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le
ballast électronique (EVG 60-1 à 60-i) comporte
- au moins une paire de circuits de résonnants série (L2, C15, L3, C16) qui relient
la sortie de l'onduleur (30, WR) respectivement à une paire de lampes à décharge (LA1,
LA2, lampe GE),
- au moins une paire de condensateurs d'amorçage (C17, C18) qui sont connectés chacun
à une lampe (LA1, LA2) d'une paire de lampes à décharge et
- au moins un élément d'équilibrage (TR1) inductif qui peut être magnétisé en sens
inverse par les courants de lampe (IL1, IL2) d'une paire de lampes à décharge (LA1, LA2).
33. Système selon la revendication 32, caractérisé par le fait que le condensateur d'amorçage
(C17, C18) agit entre la bobine (L2, L3) et le condensateur (C15, C16) du circuit
résonnant série.
34. Système selon la revendication 32 ou 33, caractérisé par le fait que l'élément d'équilibrage
(TR1) est un transformateur à deux enroulements dont les deux enroulements ont le
même nombre de spires.
35. Système selon l'une des revendications 32 à 34, caractérisé par le fait
qu'il est prévu au moins une paire d'organes de mesure de courant (R31, R32), de préférence
une paire de shunts à faible valeur ohmique, un organe de mesure de courant (R31,
R32) étant connecté en série chaque fois avec une lampe à décharge,
qu'il est prévu au moins une paire d'organes de mesure de tension (R25 - R28), de
préférence une paire de diviseurs de tension, un organe de mesure de tension (R25,
R27, R26, R28) étant connecté en parallèle chaque fois avec une lampe à décharge et
par le fait que toutes les grandeurs de mesure (UL1, UL2,IL1,IL2) mesurées au niveau des organes de mesure sont transmises au dispositif de commande
et/ou de réglage.
36. Système selon l'une des revendications 32 à 35, caractérisé par le fait que les filaments
de préchauffage de chaque lampe à décharge peuvent être préchauffés chacun de manière
commandée par tension par un transformateur de préchauffage (L5, L4) avec un enroulement
primaire et un enroulement secondaire, chaque transformateur de chauffage (L4, L5)
étant branché côté primaire en parallèle avec la lampe à décharge dont il chauffe
le filament.
37. Système selon la revendication 36, caractérisé par le fait qu'un organe de mesure
de courant (R10, R11) est branché en série avec le côté primaire de chaque transformateur
de chauffage (L4, L5), organe dont le signal de sortie (IL1 IL2) est transmis au dispositif de commande et/ou de réglage (17) aux fins de détecter
les caractéristiques du filament de préchauffage et de dériver un signal de défaut.
38. Système selon la revendication 29 et la revendication 32 ou 36, caractérisé par le
fait que la composante de courant continu dans le courant de lampe est obtenue par
une diode Zener (V16, V17) qui est montée en série avec le ou les transformateurs
de chauffage (L4, Lf).