| (19) |
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(11) |
EP 0 922 376 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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20.03.2002 Patentblatt 2002/12 |
| (22) |
Anmeldetag: 30.07.1997 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: H05B 41/292 |
| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9704/150 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9809/483 (05.03.1998 Gazette 1998/09) |
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| (54) |
ELEKTRONISCHES VORSCHALTGERÄT FÜR GASENTLADUNGSLAMPEN
ELECTRONIC BALLAST FOR GAS DISCHARGE LAMPS
BALLAST ELECTRONIQUE POUR LAMPES A DECHARGE
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE FR GB IT LI |
| (30) |
Priorität: |
28.08.1996 DE 19634850
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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16.06.1999 Patentblatt 1999/24 |
| (73) |
Patentinhaber: Tridonic Bauelemente GmbH |
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6850 Dornbirn (AT) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- PRIMISSER, Norbert
A-6833 Fraxern (AT)
- TOBLER, Felix
CH-8717 Schänis (CH)
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| (74) |
Vertreter: Schmidt-Evers, Jürgen, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte Mitscherlich & Partner,
Sonnenstrasse 33 80331 München 80331 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 449 168 EP-A- 0 769 889
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EP-A- 0 602 719 GB-A- 2 279 187
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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 vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Ein derartiges elektronisches Vorschaltgerät ist beispielsweise aus der AT 386 103
B oder der DE 33 19 739 C2 bekannt und eine Ausführungsform ist in Fig. 6 dargestellt.
Das elektronische Vorschaltgerät umfaßt einen an eine Versorgungsspannungsquelle anschließbaren
Gleichrichter 1, beispielsweise einen Vollbrücken- oder Mehrweggleichrichter. An einen
Ausgang des Gleichrichters 1 ist eine Schaltungsanordnung aus wenigstens einer ersten
Kapazität 2 und wenigstens einer zweiten Kapatität 3 angeschlossen. Diese Kondensator-Schaltungsanordnung
ist mit einer Serienschaltung aus zwei steuerbaren Schaltern 4 und 5 sowie einem Glättungs-Elektrolytkondensator
verbunden. An den Verbindungspunkt zwischen den beiden Schaltern 4 und 5 ist der eigentliche
Lastkreis mit der anzusteuernden Gasentladungslampe 8 sowie einem Resonanzkreis mit
einer Resonanzinduktivität 6 sowie einem der Gasentladungslampe parallelgeschalteten
Resonanzkondensator 7 angeschlossen. Des weiteren kann vorteilhafterweise eine Drosselspule
11 zwischen dem Gleichrichter 1 und dem ersten Kondensator 2 vorhanden sein. Außerdem
ist eine Diode 12 zwischen dem ersten Kondensator 2 und dem ersten Schalter 4 notwendig.
[0003] Nachfolgend wird kurz die Funktion dieser Schaltung erläutert. Ist die Ausgangsspannung
des Gleichrichters kleiner als die Spannung an der Serienschaltung der Kondensatoren
2 und 3, wird Energie von den Kondensatoren 2, 3 an den Glättungskondensator 13 abgegeben.
Andernfalls wird von den Kondensatoren 2, 3 über den Gleichrichter 1 Energie aus dem
Versorgungsnetz aufgenommen. Die beiden steuerbaren Schalter 4 und 5 sind bekannterweise
abwechselnd ein- und ausschaltbar, so daß abhängig von der einstellbaren Schaltfrequenz
der beiden Schalter 4 und 5 die von dem Gleichrichter 1 abgegebene Gleichspannung
in eine Hochfrequenz-Wechselsspannung umgesetzt und der Gasentladungslampe 8 zugeführt
wird. Entspricht die Frequenz der zugeführten Wechselspannung der Rersonanzfrequenz
des aus der Resonanzinduktivität 6 und dem Resonanzkondensator 7 bestehenden Serienresonanzkreises,
wird die Spannungsüberhöhung an dem Resonanzkondensator 7 zum Zünden der Gasentladungslampe
ausgenützt. Andererseits kann durch Verändern der Frequenz der Wechselspannung der
Arbeitspunkt für die Gasentladungslampe eingestellt, und so diese gedimmt werden.
[0004] Bei der in Fig. 6 gezeigten Schaltung treten jedoch folgende Probleme auf. Der als
Steuerkondensator fungierende zweite Kondensator 3 erfüllt zwei Funktionen. Zum einen
bestimmt seine Kapazität neben der Induktivität 6 und den Kapazitäten der Kondensatoren
2 und 7 die Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises. Zum anderen wirkt der Kondensator
3 zusammen mit dem Gleichrichter 1, dem Rücklaufkondensator 2 sowie der gegebenenfalls
vorgesehenen Drossel 11 als Oberwellenfilter, das die Oberwellenrückstrahlung in das
Versorgungsnetz möglichst gering halten soll. Dadurch ergeben sich jedoch unterschiedliche
bzw. gegensätzliche Anforderungen an die Dimensionierung des Steuerkondensators 3,
so daß bei dessen Dimensionierung entweder Abstriche bzgl. der Mitbestimmung der Resonanzfrequenz
oder bzgl. der Oberwellenfilterwirkung gemacht werden müssen. Dies gilt insbesondere
während des Vorheizens und Zündens der Gasentladungslampe.
[0005] Weiterhin ist Fig. 6 zu entnehmen, daß an dem Verbindungspunkt zwischen den beiden
Kondensatoren 2 und 3 ein Strom I eingespeist wird, der vom Starten der Lampe bis
zu deren Betrieb stark unterschiedliche Werte annehmen kann, wodurch der Arbeitspunkt
der gesamten Schaltungsanordnung verschoben wird. Die Lampe 8 kann jedoch nur an einem
einzigen von der Dimensionierung der Kondensatoren 2 und 3 und des Serienresonanzkreises
6 und 7 und des Glättungskondensators 13 abhängigen Arbeitspunkt optimal arbeiten,
d.h. nur bei diesem einzigen Arbeitspunkt brennt die Lampe zufriedenstellend und wird
der in das Versorgungsnetz zurückgestrahlte Oberwellengehalt innerhalb bestimmter
Grenzen gehalten. Insbesondere beim Zünden oder Vorheizen der Lampe 8 fließt über
die Resonanzinduktivität 6 und den Resonanzkondensator 7 ein starker Resonanzstrom
I in den Verbindungspunkt zwischen den beiden Kondensatoren 2 und 3, so daß die Spannung
an dem Kondensator 3 erheblich über denjenigen Wert ansteigt, bei dem der zuvor beschriebene
optimale Arbeitspunkt vorhanden ist.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Vorschaltgerät
anzugeben, bei dem die zuvor beschriebenen Nachteile vermieden werden.
[0007] Insbesondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches
Vorschaltgerät anzugeben, bei dem bei der Dimensionierung des zweiten Kondensators
3 keine Abstriche gemacht werden müssen und bei dem der an dem Verbindungspunkt zwischen
den Kondensatoren 2 und 3 eingespeiste Strom I beim Zünden oder Vorheizen der Gasentladungslampe
8 möglichst gering gehalten wird.
[0008] Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Vorschaltgerät gemäß Anspruch 1 gelöst.
[0009] Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
an.
[0010] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2a und 2b Varianten des ersten Ausführungsbeispiels für die Ansteuerung von zwei
Gasentladungslampen,
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels für die Ansteuerung von zwei
Gasentladungslampen,
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 6 eine beispielhafte Ausführungsform eines bekanntes elektronisches Vorschaltgerätes.
[0011] Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei sind
die bereits anhand Fig. 6 erläuterten Bauelemente mit denselben Bezugszeichen versehen,
so daß von einer wiederholten Beschreibung dieser Bauelemente abgesehen werden kann.
[0012] Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß im Gegensatz zu der bekannten Schaltung der Resonanzkondensator
7 nicht mehr parallel zu der Gasentladungslampe 8 liegt, sondern in Serie mit einer
von zwei gekoppelten Wicklungen 9, 10 eines Übertragers geschaltet ist. In Fig. 1
sind diese beiden Wicklungen 9 und 10 gegensinnig gekoppelt. Es wird jedoch darauf
hingewiesen, daß der Kopplungssinn für den hier anzustrebenden Effekt unerheblich
ist. Die linke Heizwendel der Gasentladungslampe liegt über den Kondensator 3 wechselstrommäßig
auf Masse. Der Wendelwiderstand der linken Heizwendel wird durch den Übertrager parallel
zu der rechten Wicklung 10 des Übertragers geschaltet, so daß der Resonanzkondensator
7 über den transformierten Wendelwiderstand der linken Heizwendel an der rechten Heizwendel
der Gasentladungslampe 8 anliegt. Dies bedeutet, daß der Resonanzkondensator 7 über
der Lampe 8 liegt und somit wie im bekannten Fall die Spannungüberhöhung an dem Resonanzkondensator
7 zum Zünden der Gasentladungslampe 8 ausgenützt werden kann, wobei jedoch beim Heizen
oder Zünden der Lampe 8 der Resonanzstrom nicht unmittelbar dem Verbindungspunkt zwischen
den beiden Kondensatoren 2 und 3 zugeführt wird. Zudem ist ersichtlich, daß bei der
in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Schaltung der Kondensator 3 nicht mehr die Resonanzfrequenz
des Serienresonanzkreises mitbestimmt, so daß er ausschließlich unter Berücksichtigung
der Oberwellenrückstrahlung dimensioniert werden kann. Somit treten erfindungsgemäß
die im Zusammenhang mit der bekannten Schaltung anhand Fig. 6 beschriebenen Probleme
nicht mehr auf.
[0013] Fig. 2a zeigt eine Variante des in Fig. 1 gezeigten ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
für zwei Gasentladungslampen 8 und 16, wobei entsprechend die wesentlichen Bauelemente
doppelt vorhanden sind. Somit ist für die zweite Gasentladungslampe 16 ein weiterer
Übertrager mit gekoppelten Wicklungen 17 und 18 sowie ein weiterer Lastkreis mit der
zweiten Lampe 16 und einer weiteren Resonanzinduktivität und einer weiteren Resonanzkapazität
15 vorgesehen. In Fig. 2a wurde auf die optionale Drosselspule 11 verzichtet. Zusätzlich
ist jedoch in Serie mit den Resonanzkondensatoren 7 und 15 sowie dem zweiten Schalter
5 ein Meßwiderstand 19 vorgesehen. Mit Hilfe dieses Widerstandes 19 kann sowohl der
Arc-Strom als auch der Vorheizstrom gemessen werden. Der Arc-Strom bestimmt die Helligkeit
der Lampe, so daß eine Messung dieses Stromes für die Überwachung und Regelung der
Lampenhelligkeit von großer Bedeutung ist. Für den Fall, daß der untere Schalter 5
geschlossen ist, liegen die Resonanzinduktivitäten 6 und 14 sowie die Resonanzkondensatoren
7 und 15 auf demselben Potential, da sie miteinander verbunden sind. Somit fließt
nach Zündung der Lampen 8, 16 der Arc-Strom über den Meßwiderstand 19, während der
Zeit bei der der Schalter 5 geschlossen ist und kann somit zu diesem Zeitpunkt über
die an dem Meßwiderstand 19 abfallende Spannung gemessen werden. Vor Zündung der Gasentladungslampen
8, 16 fließt der Vorheizstrom bei offenem Zustand des Schalters 5 über die Resonanzkondensatoren
7, 15, die Resonanzinduktivitäten 6, 14 sowie den geschlossenen Schalter 4. Der Vorheizstrom
ist insbesondere in der Vorheizphase von Interesse, so daß mit der erfindungsgemäßen
Schaltung sowohl in der Vorheizphase als auch in der Betriebsphase an ein und demselben
Bauelement, nämlich dem Meßwiderstand 19, der jeweils interessierende Parameter gemessen
werden kann, wenn der Meßzeitpunkt richtig gewählt wird.
[0014] Die Meßbarkeit der jeweils interessierenden Parameter über den Widerstand 19 kann
allgemein auf alle Schaltungsvarianten übertragen werden, in denen der Resonanzkondensator
frei zugänglich ist, d.h. in analoger Weise beispielsweise auch auf die in Fig. 1,
Fig. 26 oder Fig. 5 gezeigte Schaltung.
[0015] Fig. 2b zeigt eine weitere Variante des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels
für zwei Gasentladungslampen, wobei für die zweite Gasentladungslampe 16 auf einen
eigenen Übertrager verzichtet wurde und stattdessen diese Lampe einerseits mit der
zweiten Wicklung 10 des Übertragers der ersten Lampe 8 verbunden und andererseits
mit einer eigenen Wicklung 17 versehen ist, die mit den Wicklungen 9 und 10 des Übertragers
der ersten Gasentladungslmape 8 gekoppelt ist. Es wird wiederum darauf hingewiesen,
daß die Kopplungsart für die erfindungsgemäße Wirkung unerheblich ist. Des weiteren
ist den beiden Gasentladungslampen ein Symmetrierelement vorgeschaltet, welches vorteilhafterweise
aus einem Symmetrierübertrager mit gegensinnig gekoppelten Spulen 20 und 21 besteht.
Der Symmetrierübertrager dient zum Angleichen der Lampenströme der beiden Gasentladungslampen
8 und 16, so daß im Betriebsfall beide Lampen gleichmäßig brennen. Zu diesem Zweck
werden die beiden Wicklungen 20 und 21 des Symmetrierübertragers von den Lampenströmen
der beiden Gasentladungslampen entgegengesetzt durchflossen, so daß der Symmetrierübertrager
von den Lampenströmen gegensinnig magnetisiert wird.
[0016] Es sei darauf hingewiesen, daß auch die in Fig. 2a, b gezeigte zweite Gasentladungslampe
16 wie die erste Gasentladungslampe 8 betrieben wird, so daß die anhand Fig. 1 beschriebenen
vorteilhaften Wirkungen der Erfindung auch auf die zweite Gasentladungslampe 16 zutreffen.
[0017] Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Übertrager
mit drei gekoppelten Wicklungen 9, 10 und 22 verwendet wird. Dieses Ausführungsbeispiel
ist insbesondere für die Funkentstörung vorteilhaft, da die Gasentladungslampe 8 über
ihren linken Anschluß und die mittlere Übertragerwicklung 22 auf Masse gesetzt ist.
Zudem ist dieses Ausführungsbeispiel für die Meßbarkeit von Spannungen oder Strömen
an den einzelnen Schaltungspunkten vorteilhaft, da dieses Größen in diesem Ausführungsbeispiel
direkt gemessen werden können, während in den Schaltungen von Fig. 1 und 6 nur eine
Messung dieser Größen als Differenzwerte möglich ist.
[0018] Gemäß Fig. 3 sind drei Übertragerwicklungen vorgesehen, um dem Verbindungspunkt zwischen
den Kondensatoren 2 und 3 im Vorheizfall und im Zündfall einen möglichst geringen
bzw. überhaupt keinen Strom zuzuführen. Im Vorheiz- und Zündfall, d.h. wenn noch kein
Lampenstrom fließt, hebt sich der magnetische Fluß in den Übertragerwicklungen 22,
10 auf, der durch den durch die Resonanzinduktivität 6 und durch die mittlere und
rechte Übertragerwicklung 22, 10 fließenden Strom verursacht wird, da diese dieselbe
Windungszahl besitzen. Nach Zündung der Gasentladungslampe 8 wird der über die Gasentladungslampe
8 fließende Strom auf die linke Übertragerwicklung 9 übertragen und dem Verbindungspunkt
zwischen den beiden Kondensatoren 2 und 3 zugeführt. Somit ist die erfindungsgemäße
Aufgabe gelöst, daß im Vorheiz- und Zündbetrieb ein möglichst geringer Strom dem Verbindungspunkt
zugeführt wird. Zudem ist ersichtlich, daß der Kondensator 3 nicht die Resonanzfrequenz
des Serienresonanzkreises mitbestimmt und somit ausschließlich unter Berücksichtigung
der Vermeidung von Oberwellenrückstrahlungen in das Versorgungsnetz dimensioniert
werden kann.
[0019] Die Windungszahl der linken Übertragerwicklung 9 kann unabhängig von der der beiden
anderen Wicklungen 22 und 10 gestaltet werden, so daß insbesondere über diese Wicklung
9 der dem Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 2 und 3 einzuspeisende Strom
eingestellt werden kann.
[0020] Im Vergleich zu den zuvor beschriebenen Schaltungen ist zusätzlich ein Trennkondensator
23 vorgesehen. Während in Fig. 6 der Mittenpunkt der Halbbrücke zwischen den Schaltern
4 und 5 vor Zündung der Gasentladungslampe 8 durch die Kondensatoren 7 und 3 und nach
der Zündung nur durch den Kondensator 3 wechselstrommäßig von Masse abgekoppelt ist,
ist dies bei der in Fig. 3 gezeigten Schaltung nach der Zündung nicht der Fall, so
daß der Trennkondensator 23 zur Vermeidung von Unsymmetrieen an der aus den Schaltern
4 , 5 und dem Glättungskondensator 13 bestehenden Halbbrücke vorgesehen ist.
[0021] Fig. 4 zeigt eine Variante des zweiten Ausführungsbeispiels für den Betrieb von zwei
Gasentladungslampen 8 und 16. Entsprechend sind in diesem Fall vier Übertragerwicklungen
9, 18, 22 und 10 erforderlich, wobei die Wirkung der erfindungsgemäßen Schaltung für
jede Gasentladungslampe der anhand Fig. 3 beschriebenen vorteilhaften Wirkung entspricht.
Wie bereits in Fig. 2b ist auch in Fig. 4 ein Symmetrierübertrager mit gegensinnig
gekoppelten Wicklungen 20, 21 zur Symmetrierung der Lampenströme der beiden Lampen
8, 16 vorgesehen.
[0022] Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen
Vorschaltgerätes. Dieses Ausführungsbeispiel ist eine Fortbildung des in Fig. 1 und
2 gezeigten Ausführungsbeispiels, wobei jedoch zusätzlich zu den beiden gekoppelten
Übertragerwicklungen 9 und 10 eine dritte gekoppelte Übertragerwicklung 22 vorgesehen
ist. Zudem ist wiederum der Meßwiderstand 19 in Serie mit dem Resonanzkondensator
7 und dem unteren steuerbaren Schalter 5 vorhanden, so daß der Resonanzkondensator
über den hinsichtlich seiner Größe vernachlässigbaren Widerstand 19 und den Kondensator
3 an den linken Anschluß der Gasentladungslampe 8 angeschlossen ist und der Resonanzkondensator
7 gleichsam parallel zu der Gasentladungslampe 8 liegt. Somit kann auch bei der in
Fig. 5 gezeigten Schaltung die Gasentladungslampe 8 durch Resonanzüberhöhung an dem
Resonanzkondensator 7 gezündet werden. Zum Vorheizen wird über den Resonanzkondensator
7 eine bestimmte Spannung erzeugt, die über Masse auch über der Lampe 8 anliegt. Der
Übertrager nimmt diese über den Resonanzkondensator 7 abfallende Spannung mit seiner
Primärwicklung 22 auf und setzt sie in eine entsprechende Heizspannung auf die beiden
Wendeln um.
[0023] Durch die Primärwicklung 22 des Übertragers wird der Strom von der Primärwicklung
22 in die Wendelwicklungen 9 und 10 hochtransformiert, so daß umgekehrt die Wendelwiderstände
in die Primärwicklung 22 hochtransformiert werden und aufgrund des hohen Widerstandes
ein geringer Wechselstrom in der Primärwicklung 22 auftritt. Aus diesem Grund wird
während der Heiz- oder Zündphase nur ein sehr geringer Strom dem Verbindungspunkt
zwischen den Kondensatoren 2 und 3 zugeführt, wodurch die ursprünglich gestellt Aufgabe
gelöst wird.
[0024] In Fig. 5 sind vorteilhafterweise zusätzlich Freilauf- bzw. Überschwingerdioden 24
und 25 vorgesehen, die jeweils einen der beiden steuerbaren Schalter 4 bzw. 5, die
vorzugsweise MOS-Feldeffekttransistoren sind, überbrücken.
1. Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen,
mit einem an eine Versorgungsspannungsquelle anschließbaren Gleichrichter (1),
mit einer mit dem Gleichrichter verbundenen Kondensator-Schaltungsanordnung aus wenigstens
einem ersten Kondensator (2) und wenigstens einem zweiten Kondensator (3),
mit einer mit der Kondensator-Schaltungsanordnung verbundenen Serienschaltung aus
einem ersten steuerbaren Schalter (4) und einem zweiten steuerbaren Schalter (5),
die wechselweise schaltbar sind, und
mit einem an den Verbindungspunkt des ersten und zweiten Schalters angeschlossenen
Lastkreis mit einem Serienresonanzkreis aus einer Resonanzinduktivität (6) und einem
Resonanzkondensator (7) sowie einer daran angeschlossenen Gasentladungslampe (8),
gekennzeichnet durch
einen Übertrager mit einer ersten Wicklung (9), die mit dem Verbindungspunkt zwischen
dem ersten und zweiten Kondensator (2, 3) verbunden ist, und mit einer zweiten Wicklung
(10), die mit dem Resonanzkondensator (7) verbunden ist.
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1,
daduch gekennzeichnet,
daß die erste Wicklung (9) des Übertragers zudem mit einer Wendel der Gasentladungslampe
(8) und die zweite Wicklung (10) des Übertragers mit der anderen Wendel der Gasentladungslampe
verbunden ist. (Fig. 1)
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
einen zwischen den Verbindungspunkt des ersten und zweiten Kondensators (2, 3) und
den Verbindungspunkt des ersten und zweiten Schalters (4, 5) geschalteten weiteren
Lastkreis mit einem weiteren Serienresonanzkreis aus einer weiteren Resonanzinduktivität
(14) und
einem weiteren Resonanzkondensator (15) sowie einer daran angeschlossenen weiteren
Gasentladungslampe (16), und
einen weiteren Übertrager mit einer ersten Wicklung (17), die mit dem Verbindungspunkt
zwischen dem ersten und zweiten Kondensator (2, 3) verbunden ist, und mit einer zweiten
Wicklung (18), die mit dem weiteren Resonanzkondensator (15) verbunden ist. (Fig.
2a)
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Verbindungspunkt des ersten und zweiten Kondensators (2, 3) und dem
Verbindungspunkt des ersten und zweiten Schalters (4, 5) ein weiterer Lastkreis geschaltet
ist, der eine mit dem Serienresonanzkreis (6, 7) verbundene weitere Gasentladungslampe
(16) umfaßt, und
daß der Übertrager eine dritte Wicklung (17) umfaßt, die mit dem Verbindungspunkt zwischen
dem ersten und zweiten Kondensator (2, 3) sowie einer Wendel der weiteren Gasentladungslampe
(16) verbunden ist. (Fig. 2b)
5. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Übertrager eine dritte Wicklung (22) umfaßt, die zu der Entladungsstrecke der
Gasentladungslampe (8) parallel geschaltet ist. (Fig. 5)
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Resonanzkondensator (7) bzw. die Resonanzkondensatoren (7, 15) mit dem zweiten
Schalter (5) und einem Meßwiderstand (19) verbunden ist bzw. sind.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Meßwiderstand (19) unmittelbar der Arc-Strom und der Vorheizstrom in Abhängigkeit
vom Schaltzustand die Schalter 4, 5 meßbar ist.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Übertrager eine dritte Wicklung (22) umfaßt,
wobei die eine Wendel der Gasentladungslampe (8) über die Serienschaltung aus der
zweiten Wicklung (10) mit dem Resonanzkondensator (7) mit der anderen Wendel verbunden
ist, und
wobei die dritte Wicklung (22) mit der einen Wendel der Gasentladungslampe (8) verbunden
ist. (Fig. 3)
9. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite und dritte Wicklung (10, 22) dieselbe Windungszahl aufweisen.
10. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Resonanzinduktivität (6) des Lastkreises ein weiterer Lastkreis mit einem
weiteren Resonanzkondensator (15) sowie einer daran angeschlossenen weiteren Gasentladungslampe
(16) verbunden ist, und
daß der Übertrager eine vierte Wicklung (18) aufweist, wobei die eine Wendel der weiteren
Gasentladungslampe (16) über eine Serienschaltung aus der vierten Wicklung (18) mit
dem weiteren Resonanzkondensator (15) mit der anderen Wendel der weiteren Gasentladungslampe
(16) verbunden ist, und wobei die dritte Wicklung (22) mit der einen Wendel der beiden
Gasentladungslampen (8, 16) verbunden ist. (Fig. 4)
11. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß den beiden Gasentladungslampen (8, 16) ein Symmetrierelement (20, 21), welches von
den Lampenströmen der beiden Gasentladungslampen gegensinnig magnetisierbar ist, zugeordnet
ist.
12. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Symmetrierelement ein Symmetrierübertrager ist, dessen gegensinnig wirkenden
Wicklungen (20, 21) an ihrem einen Ende miteinander und an ihrem anderen Ende mit
der einen Wendel der entsprechenden Gasentladungslampe (8, 16) verbunden sind.
13. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und zweite steuerbare Schalter (4, 5) ein MOS-Feldeffekttransistor ist.
14. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Gleichrichter (1) und den ersten Kondensator (2) eine Drosselspule (11)
geschaltet ist.
15. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den ersten Kondensator (2) und den ersten Schalter (4) eine Diode (12) geschaltet
ist.
16. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Glättungskondensator (13) zu der Serienschaltung des ersten Schalters (4) mit
dem zweiten Schalter (5) parallelgeschaltet ist.
17. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zu dem ersten und zweiten Schalter (4, 5) jeweils eine Rücklaufdiode (24, 25) parallelgeschaltet
ist.
18. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit der Resonanzinduktivität (6) bzw. den Resonanzinduktivitäten (6, 14) ein Trennkondensator
(23) verbunden ist.
1. Electronic ballast for gas discharge lamps,
having a rectifier (1) connectable to a supply voltage source,
having a capacitor circuitry arrangement, connected with the rectifier, of at least
one first capacitor (2) and at least one second capacitor (3),
having a series circuit, connected with the capacitor circuitry arrangement, of a
first controllable switch (4) and a second controllable switch (5), which are alternately
switchable, and
having a load circuit, connected to the connection point of the first and second switches,
having a series resonance circuit of a resonance inductance (6) and a resonance capacitor
(7), and a gas discharge lamp (8) connected thereto,
characterised by
a transformer having a first winding (9), which is connected with the connection point
between the first and second capacitors (2, 3), and having a second winding (10) which
is connected with the resonance capacitor (7).
2. Electronic ballast according to claim 1,
characterised in that,
the first winding (9) of the transformer is further connected with one coil of the
gas discharge lamp (8) and
the second winding (10) of the transformer is connected with the other coil of the
gas discharge lamp. (Fig. 1)
3. Electronic ballast according to claim 1 or 2,
characterised by,
a further load circuit, connected between the connection point of the first and second
capacitors (2, 3) and the connection point of the first and second switches (4, 5),
having a further series resonance circuit of a further resonance inductance (14) and
a further resonance capacitor (15), and a further gas discharge lamp (16) connected
thereto, and
a further transformer having a first winding (17), which is connected with the connection
point between the first and second capacitors (2, 3), and having a second winding
(18), which is connected with the further resonance capacitor (15). (Fig. 2a)
4. Electronic ballast according to claim 1 or 2,
characterised in that,
between the connection point of the first and second capacitors (2, 3) and the connection
point of the first and second switches (4, 5) there is connected a further load circuit
which includes a further gas discharge lamp (16) connected with the series resonance
circuit (6, 7), and
in that the transformer includes a third winding (17) which is connected with the connection
point between the first and second capacitors (2, 3) and a coil of the further gas
discharge lamp (16). (Fig. 2b)
5. Electronic ballast according to claim 1 or 2,
characterised in that,
the transformer includes a third winding (22) which is connected in parallel with
the discharge path of the gas discharge lamp (8). (Fig. 5)
6. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
the resonance capacitor (7) or the resonance capacitors (7, 15) is or are connected
with the second switch (5) and a measurement resistance (19).
7. Electronic ballast according to claim 6,
characterised in that,
in dependence upon the switch condition of the switches 4, 5, the arc current and
the pre-heating current can be directly measured at the measurement resistance (19).
8. Electronic ballast according to claim 1,
characterised in that,
the transformer includes a third winding (22),
whereby the one coil of the gas discharge lamp (8) is connected with the other coil
via the series circuit of the second winding (10) with the resonance capacitor (7),
and
whereby the third winding (22) is connected with the one coil of the gas discharge
lamp (8). (Fig. 3)
9. Electronic ballast according to claim 8,
characterised in that,
the second and third windings (10, 22) have the same winding number.
10. Electronic ballast according to claim 8 or 9,
characterised in that,
there is connected with the resonance inductance (6) of the load circuit a further
load circuit having a further resonance capacitor (15) and a further gas discharge
lamp (16) connected thereto, and
in that the transformer has a fourth winding (18), whereby the one coil of the further gas
discharge lamp (16) is connected with the other coil of the further gas discharge
lamp (16) via a series circuit of the fourth winding (18) with the further resonance
capacitor (16), and whereby the third winding (22) is connected with the one coil
of the two gas discharge lamps (8, 16). (Fig. 4)
11. Electronic ballast according to any of claims 3, 4 or 10,
characterised in that,
a balancing element (20, 21) is associated with the two gas discharge lamps (8, 16),
which balancing element is magnetisable in opposite senses by the lamp currents of
the two gas discharge lamps.
12. Electronic ballast according to claim 11,
characterised in that,
the balancing element is a balancing transformer, the oppositely effective windings
(20, 21) of which are connected at one of their ends with one another and at the other
of their ends with the one coil of the correspondin g gas discharge lamp (8, 16).
13. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
the first and second controllable switches (4, 5) are each a MOS field effect transistor.
14. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
between the rectifier (1) and the first capacitor (2) there is connected a choke coil
(11).
15. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
a diode (12) is connected between the first capacitor (2) and the first switch (4).
16. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
a smoothing capacitor (13) is connected in parallel with the series circuit of the
first switch (4) with the second switch (5).
17. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
respective freewheeling diodes (24, 25) are connected in parallel with the first and
second switches (4, 5).
18. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
an isolation capacitor (23) is connected with the resonance inductance (6) or with
the resonance inductances (6, 14).
1. Ballast électronique pour des lampes à décharge dans un gaz, comprenant
un redresseur (1) pouvant être raccordé à une source de tension d'alimentation,
un montage à condensateurs relié au redresseur et constitué par au moins un premier
condensateur (2) et au moins un second condensateur (3),
un circuit série qui est relié au montage à condensateurs et qui est constitué par
un premier interrupteur commandable (4) et un second interrupteur commandable (5),
qui sont commutables au choix, et
un circuit de charge, qui est raccordé au point de jonction des premier et second
interrupteurs et comporte un circuit résonnant série formé par une inductance de résonance
(6), un condensateur de résonance (7) ainsi qu'une lampe à décharge dans un gaz (8)
raccordée à ce circuit,
caractérisé par
un transformateur comportant un premier enroulement (9), qui est relié au point de
jonction entre les premier et second condensateurs (2, 3), et un second enroulement
(10), qui est relié au condensateur de résonance (7).
2. Ballast électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier enroulement (9) du transformateur est en outre relié à un filament de
la lampe à décharge dans un gaz (8), et le second enroulement (10) du transformateur
est relié à l'autre enroulement de la lampe à décharge dans un gaz. (figure 1)
3. Ballast électronique selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé par
un autre circuit de charge, qui est branché entre le premier point de jonction des
premier et second condensateurs (2, 3) et le point de jonction des premier et
second interrupteurs (4, 5) et comportant un autre circuit résonant série constitué
par une inductance de résonance (14) et un autre condensateur de résonance (15) ainsi
qu'une autre lampe à décharge dans un gaz (16) raccordé à ce circuit, et
un autre transformateur comportant un premier enroulement (17), qui est relié au point
de jonction entre les premier et second condensateurs (2, 3), et un second enroulement
(18) qui est relié à l'autre condensateur de résonance (15). (figure 2a)
4. Ballast électronique selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce
qu'entre le point de jonction des premier et second condensateurs (2, 3) et le point
de jonction des premier et second interrupteurs (4, 5) est branché un autre circuit
de charge, qui comprend une autre lampe à décharge dans un gaz (16), qui est relié
au circuit résonnant en série (6, 7), et
que le transformateur comprend un troisième enroulement (17), qui est relié au point
de jonction entre les premier et second condensateurs (2, 3), ainsi qu'un filament
de l'autre lampe à décharge dans un gaz (16). (figure 2b)
5. Ballast électronique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce le transformateur
comporte un troisième enroulement (22), qui est branché en parallèle avec la section
de décharge de la lampe à décharge dans un gaz (8). (figure 5)
6. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce
le circuit de condensateur de résonance (7) ou les condensateurs (7, 4) est(sont)
relié (s) au second interrupteur (5) et à une résistance de mesure (19).
7. Ballast électronique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le courant d'arc et le courant de préchauffage peuvent être mesurés dans la résistance
de mesure (19) en fonction de l'état de commutation des interrupteurs (4, 5).
8. Ballast électronique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le transformateur comporte un troisième enroulement (22),
un filament de la lampe à décharge dans un gaz (8) étant relié à l'autre filament
par l'intermédiaire du circuit série formé du second enroulement (10) et du condensateur
de résonance (7), et
le troisième enroulement (22) étant relié à un filament de la lampe à décharge dans
un gaz (8). (figure 3).
9. Ballast électronique selon la revendication 8, caractérisé en ce que les second et troisième enroulements (10, 22) possèdent le même nombre de spires.
10. Ballast électronique selon la revendication 8 ou 9,
caractérisé en ce
qu'à l'inductance de résonance (6) du circuit de charge est relié un autre circuit de
charge comportant un autre condensateur de résonance (15) ainsi qu'une autre lampe
à décharge (16) raccordée à ce condensateur, et
que le transformateur comporte un quatrième enroulement (18), un enroulement de l'autre
lampe à décharge (16) étant relié à l'autre enroulement de l'autre lampe à décharge
dans un gaz (7) par l'intermédiaire d'un circuit série formé du quatrième enroulement
(18) à l'autre condensateur de résonance (15), et dans lequel le troisième enroulement
(22) est relié à un filament des secondes lampes à décharge dans un gaz (8, 16). (figure
4)
11. Ballast électronique selon l'une des revendications 3, 4 ou 10, caractérisé en ce que pour deux lampes à décharge dans un gaz (8, 16) est associé un élément de symétrisation
(20, 21), qui peut être aimanté en des sens opposés par les courants des deux lampes
à décharge dans un gaz.
12. Ballast électronique selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de symétrisation est un transformateur de symétrisation, dont les enroulements
(20, 21) qui agissent en des sens opposés, sont reliés entre eux par une extrémité
et sont reliés, par leur autre extrémité, à un filament de la lampe à décharge correspondante
(8, 16).
13. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premier et second interrupteurs commandables (4, 5) sont un transistor à effet
de champ MOS.
14. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bobine d'arrêt (11) est branchée entre le redresseur (1) et le premier condensateur
(2).
15. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une diode (12) est branchée entre le premier condensateur (2) et le premier interrupteur
(4).
16. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un condensateur de lissage (13) est branché en parallèle avec le circuit série formé
par le premier interrupteur (4) avec le second interrupteur (5).
17. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une diode respective de retour (24, 25) est branchée en parallèle avec les premier
et second interrupteurs (4, 5).
18. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un condensateur de séparation (23) est relié à l'inductance de résonance (6) ou aux
inductances de résonance (6, 14).