| (19) |
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(11) |
EP 0 965 250 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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13.06.2001 Patentblatt 2001/24 |
| (22) |
Anmeldetag: 02.03.1998 |
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP9801/159 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9839/949 (11.09.1998 Gazette 1998/36) |
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| (54) |
STEUERSCHALTUNG UND ELEKTRONISCHES VORSCHALTGERÄT MIT EINER DERARTIGEN STEUERSCHALTUNG
CONTROL SWITCH AND ELECTRONIC BALLAST WITH SAID CONTROL SWITCH
COMMUTATEUR DE COMMANDE ET BALLAST ELECTRONIQUE COMPORTANT LEDIT COMMUTATEUR
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE ES FI FR GB IT LI NL SE |
| (30) |
Priorität: |
04.03.1997 DE 19708791
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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22.12.1999 Patentblatt 1999/51 |
| (73) |
Patentinhaber: Tridonic Bauelemente GmbH |
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6850 Dornbirn (AT) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- LUGER, Siegfried
A-6850 Dornbirn (AT)
- TRÖSTL, Alfred
A-6850 Dornbirn (AT)
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| (74) |
Vertreter: Schmidt-Evers, Jürgen, Dipl.-Ing. |
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Patentanwälte Mitscherlich & Partner,
Sonnenstrasse 33 80331 München 80331 München (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 449 667 DE-A- 19 530 485 US-A- 4 086 804
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EP-A- 0 582 287 DE-U- 29 601 289 US-A- 5 471 119
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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 zum Betreiben
mindestens einer Gasentladungslampe.
[0002] Figur 2 zeigt ein bekanntes elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe
10 mit einer zentralen Steuereinheit 3. Des weiteren umfaßt das in Figur 2 gezeigte
elektronische Vorschaltgerät im wesentlichen einen Gleichrichter 1 und einen Wechselrichter
2, in dessen Lastkreis die Gasentladungslampe 10 angeordnet ist. Der Gleichrichter
1 wandelt die von einer Versorgungsspannungsquelle, z. B. einer Netzspannungsquelle,
gelieferte Wechselspannung in eine gleichgerichtete Zwischenkreisspannung um, die
dem Wechselrichter 2 zugeführt wird. Der Wechselrichter umfaßt in der Regel zwei (nicht
gezeigte) in Serie geschaltete steuerbare Schalter, z. B. MOS-Feldeffekttransistoren,
die von der gleichgerichteten Zwischenkreisspannung abwechselnd angesteuert werden,
so daß stets einer der Schalter eingeschaltet ist, wenn der andere Schalter ausgeschaltet
ist. Ein Ausgangsanschluß des Wechselrichters 2 ist einerseits mit dem Verbindungspunkt
zwischen diesen beiden alternierend angesteuerten Schaltern und andererseits mit einem
aus einer Spule 4 und einem Kondensator 5 bestehenden Serienresonanzkreis verbunden,
wobei der Kondensator 5 des Serienresonanzkreises über einen Koppelkondensator 6 parallel
zu der Gasentladungslampe 10 geschaltet ist.
[0003] Durch das alternierende Ansteuern der Schalter des Wechselrichters 2 wird ausgangsseitig
des Wechselrichters 2 eine getaktete, d. h. "zerhackte", hochfrequente Wechselspannung
erzeugt, die als Betriebsspannung für die Gasentladungslampe 10 dient. Zum Zünden
der Gasentladungslampe 10 wird die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters 2 in die Nähe
der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises mit der Spule 4 und dem Kondensator
5 verschoben, so daß an dem Kondensator 5 eine Spannungsüberhöhung auftritt, die schließlich
zum Zünden der Gasentladungslampe 10 führt. Um die Lebensdauer der Gasentladungslampe
10 zu verlängern ist es wünschenswert, die beiden Lampenwendeln der Gasentladungslampe
10 vor dem Zünden vorzuheizen. Zu diesem Zweck ist ein Heiztransformator mit einer
Primärwicklung 7A und Sekundärwicklungen 7B und 7C vorgesehen, wobei die Primärwicklung
7A mit dem Serienresonanzkreis verbunden ist, während die Sekundärwicklungen 7B und
7C jeweils zu einer der Lampenwendeln parallel geschaltet sind. Durch den Anschluß
der Sekundärwicklungen 7B und 7C an die Lampenwendeln der Gasentladungslampe 10 ist
es möglich, auch im gezündeten Betrieb der Gasentladungslampe 10 die Lampenwendeln
mit Energie zu versorgen.
[0004] Die in Figur 2 gezeigte zentrale Steuereinheit dient zum Erzeugen von Steuersignalen
für den Betrieb der Gasentladungslampe 10, wobei die Steuersignale der zentralen Steuereinheit
3 abhängig von internen und externen Betriebszustands- bzw. Steuerinformationen erzeugt
werden. So überwacht beispielsweise die zentrale Steuereinheit 3 den über die Primärwicklung
7A des Heiztransformators fließenden Heizstrom i
H, in dem die über einen Widerstand 8 abfallende Spannung der zentralen Steuereinheit
3 zugeführt wird. Des weiteren empfängt die zentrale Steuereinheit 3 eine dem über
die Gasentladungslampenstrecke der Gasentladungslampe 10 fließenden Lampenstrom i
L entsprechende Größe, indem die über einen Widerstand 9 abfallende Spannung der zentralen
Steuereinheit 3 zugeführt wird. Wie nachfolgend noch näher beschrieben wird, ist es
auch wünschenswert, den Impendanzwinkel des an den Wechselrichter 2 angeschlossenen
Lastkreises der zentralen Steuereinheit 3 zuzuführen. Zu diesem Zweck ermittelt ein
Phasenkomparator 12 den Phasenwinkel zwischen der Lampenspannung u
L und dem Lampenstrom i
L. Die Lampenspannung u
L liegt zudem direkt an der zentralen Steuereinheit 3 als eigene Betriebszustandsinformation
an. Wie in Figur 2 gezeigt, überwacht die zentrale Steuereinheit 3 auch die Netzspannung
u
N sowie die von dem Gleichrichter 1 gelieferte gleichgerichtete Zwischenkreisspannung
u
G.
[0005] Neben diesen internen Betriebszustandsinformationen wertet jedoch die zentrale Steuereinheit
3 auch externe Steuerinformationen I
extern aus, die beispielsweise als Sollwertinformationen (z. B.für die Dimmung der Gasentladungslampe
10) oder als von einem Lichtsensor erfaßte Beleuchtungsistwertinformationen der zentralen
Steuereinheit 3 über ein (serielle) Schnittstelle zugeführt werden.
[0006] Es ist bekannt, die zentrale Steuereinheit 3 in der Form eines Mikrocontrollers,
d. h. Mikroprozessors, auszuführen, der zentral sämtliche internen sowie externen
Informationen empfängt, auswertet und entsprechende Steuersignale für den Betrieb
der Gasentladungslampe 10 ausgibt. Diese Steuersignale können beispielsweise den Wechselrichter
2 ein- bzw. ausschalten oder die Frequenz f bzw. das Tastverhältnis d der von dem
Wechselrichter 2 gelieferten Wechselspannung verändern. Ein derartiger Mikrocontroller
führt jedoch seine Steuerfunktionen, d. h. die Erzeugung der Steuersignale, ausschließlich
aufgrund einer entsprechenden Software-Programmierung durch, so daß eine allein durch
einen Mikrocontroller gebildete zentrale Steuereinheit 3 nicht für schnelle Steuervorgänge
geeignet ist, da der Mikrocontroller vor Erzeugung eines entsprechenden Steuersignals
stets zunächst das entsprechende Software-Programm durchlaufen muß.
[0007] Des weiteren ist bekannt, die zentrale Steuereinheit 3 ausschließlich durch Kombination
vorgegebener Standardschaltungen, beispielsweise in Form einer integrierten Schaltung,
zu realisieren. In diesem Fall ist die zentrale Steuereinheit 3 ausschließlich hardwaremäßig
aufgebaut. Eine derart rein hardwaremäßig realisierte zentrale Steuereinheit 3 weist
jedoch den Nachteil auf, daß die Steuerschaltung nur schwer an beispielsweise die
zu erfassenden Steuer- bzw. Betriebszustandsinformationen betreffende Änderungen angepaßt
werden kann. D. h., bei einer rein hardwaremäßigen Realisierung der zentralen Steuereinheit
3 ist die Flexibilität stark eingeschränkt.
[0008] Wird die zentrale Steuereinheit als softwaremäßig gesteuerter Mikrocontroller aufgebaut,
kann die zentrale Steuereinheit zwar auf einfache Art und Weise an Schaltungsänderungen
etc. angepaßt werden, d. h. die Flexibilität ist hoch, andererseits ist - wie bereits
oben beschrieben worden ist - die zentrale Steuereinheit in diesem Fall nicht für
schnelle Vorgänge geeignet.
[0009] Aus der US-A-5,107,184 ist eine Steuerschaltung bekannt, welche in elektronischen
Vorschaltgeräten zum Betreiben von Gasentladungslampen eingesetzt wird. Dabei werden
mit Hilfe einer integrierten Schaltung mehrere interne Betriebszustandsinformationen
des elektronischen Vorschaltgeräts, wie z. B. die Amplitude der Eingangsspannung,
die von dem Gleichrichter des elektronischen Vorschaltgeräts gelieferte Gleichspannung,
der Eingangsstrom usw., überwacht und davon abhängig ein Ausgangssignal für einen
MOSFET erzeugt, um diesen davon abhängig ein/auszuschalten. An den MOSFET ist der
Wechselrichter mit dem damit gekoppelten Lastkreis sowie der Gasentladungslampe angeschlossen.
Zudem ist ein Mikrocomputer vorgesehen, der ein über den Gleichrichter mit der Versorgungsspannung
übertragenes externes Steuersignal empfängt und davon abhängig einen variablen Spannungspegel
an einem Knotenpunkt der Schaltung erzeugt, wobei die von dem Mikrocomputer erzeugte
Spannung zugleich eine Eingangsspannung der integrierten Schaltung ist.
[0010] Nach der DE-U-29 601 289 ist ein elektronisches Vorschaltgerät mit einer ersten Steuereinheit
und einer zweiten Steuereinheit bekannt. Die erste Steuereinheit enthält eine CPU,
so daß davon ausgegangen werden kann, daß diese erste Steuereinheit softwaremäßig
gesteuert ist. Sie empfängt externe Steuerinformationen und erzeugt Betriebsinformationen
für die zweite Steuereinheit. Primär arbeitet jedoch die erste Steuereinheit als Überwachungseinrichtung
bzw. Kommunikationseinrichtung. Die zweite Steuereinheit ist offenbar hardwaremäßig
gesteuert. Implizit ergibt sich, daß das bekannte Vorschaltgerät außerdem Speichermittel
zum Speichern von Betriebsinformationen enthalten muß.
[0011] Nach der EP-A-582 287 ist ein Phasenanschnitt- oder Phasenabschnitt-Dimmer bekannt,
der eine erste rein softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit und eine zweite rein hardwaremäßig
gesteuerte Steuereinheit aufweist. Die softwaremäßig gesteuerte erste Steuereinheit
empfängt externe Steuerinformationen und erzeugt Betriebsinformationen für die zweite
Steuereinheit. Daneben übernimmt die rein softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit aber
auch Überwachungsfunktionen. Die hardwaremäßig gesteuerte zweite Steuereinheit verarbeitet
die Betriebszustandsinformationen. Der bekannte Dimmer weist ferner Speichermittel
zum Speichern von Betriebsinformationen auf.
[0012] Nach der US-A-4,086,804 ist ein pneumatisches Druckversorgungssystem bekannt, welches
eine äußere digital arbeitende Regelschleife und eine innere analog arbeitende Regelschleife
enthält.
[0013] Der vorliegenden Erfindung liegt allgemein die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches
Vorschaltgerät mit einer Steuervorrichtung zu schaffen, die einerseits für schnelle
Steuervorgänge geeignet ist und andererseits eine ausreichende Flexibilität für schaltungstechnische
Änderungen etc. besitzt.
[0014] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch
1 gelöst.
[0015] Die Steuervorrichtung des elektronischen Vorschaltgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht aus einer Serienschaltung zweier Steuereinheiten, wobei die eine Steuereinheit
rein softwaremäßig und die andere Steuereinheit rein hardwaremäßig realisiert ist.
D. h., die rein softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit kann beispielsweise in der
Form eines Mikrocontrollers, z. B. eines Mikroprozessors, vorliegen, während die rein
hardwaremäßig realisierte Steuereinheit in der Form einer anwenderspezifischen integrierten
Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) vorliegen kann. Die rein
softwaremäßige Steuereinheit dient zur Übernahme langsamer Regelvorgänge, während
die rein hardwaremäßige Steuereinheit zur Übernahme schneller Regelvorgänge dient.
Durch diese Aufteilung der Steuervorrichtung in eine softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit
und eine damit verbundene rein hardwaremäßig realisierte Steuereinheit wird einerseits
eine ausreichend hohe Flexibilität durch die hohe Verwendung der softwaremäßig gesteuerten
Steuereinheit und andererseits eine ausreichend große Schnelligkeit für schnelle Steuervorgänge
durch die Verwendung der rein hardwaremäßig realisierten Steuereinheit gewährleistet.
Die Verwendung dieser beiden Steuereinheiten stellt somit eine optimale Kompromißlösung
hinsichtlich der Flexibilität, der Betriebsschnelligkeit und des Herstellungspreises
der gesamten Schaltung dar.
[0016] Die beiden Steuereinheiten sind über eine Schnittstelle mit Hilfe einer bidirektionalen
Verbindungsleitung zum Austausch von Informationen zwischen den Steuereinheiten verbunden.
Die softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit nimmt zunächst ausschließlich externe Steuerinformationen,
d. h. von außen zugeführte Steuerinformationen auf, die beispielsweise von einer zentralen
Station der Steuervorrichtung über eine Busleitung oder eine serielle Schnittstelle
zugeführt werden. Bei diesen externen Steuerinformationen kann es sich um Sollwertvorgaben
für bestimmte Steuergrößen oder externe Zustandsinformationen handeln. Im Falle der
Steuerung einer Gasentladungslampe können die Sollwertinformationen beispielsweise
Dimminformationen und die externen Zustandsinformationen beispielsweise Helligkeitsinformationen
in einem Raum, in dem die Gasentladungslampe angeordnet ist, betreffen.
[0017] Die rein hardwaremäßig realisierte zweite Steuereinheit überwacht ausschließlich
interne Betriebszustandsinformationen, die die zu steuernde Last betreffen. Diese
Betriebszustandsinformationen umfassen auch Fehlerinformationen über bei der Steuerung
der Last gegebenenfalls auftretende Fehlerfälle. Diese Betriebszustandsinformationen
können bei der Steuerung einer Gasentladungslampe beispielsweise die Lampenspannung,
der Lampenstrom oder der Heizstrom sein. Die Fehlerzustandsinformationen können beispielsweise
das Vorliegen des sogenannten Gleichrichtereffekts, einer überhöhten Lampenspannung
oder eines überhöhten Lampenstroms bezüglich der anzusteuernden Gasentladungslampe
sein.
[0018] Diese Betriebszustandsinformationen werden erfindungsgemäß von der rein softwaremäßig
realisierten ersten Steuereinheit über die bidirektionale Verbindungsleitung abgefragt,
so daß die erste Steuereinheit aufgrund der nunmehr vorliegenden externen Steuerinformationen
sowie internen Betriebszustandsinformationen die eigentlichen Betriebssteuerinformationen
für die Steuerung der entsprechenden Last, beispielsweise der Gasentladungslampe,
gemäß dem entsprechend vorgegebenen Software-Programm erzeugen kann. Diese Betriebssteuerinformationen
werden der rein hardwaremäßig realisierten zweiten Steuereinheit zugeführt, die abhängig
von diesen Betriebssteuerinformationen die eigentlichen Steuersignale zur Steuerung
der angeschlossenen Last erzeugt. So kann beispielsweise im Falle des Betriebs einer
Gasentladungslampe die Zündspannung, die Vorheizspannung, die Vorheizzeit, die Zündwiederholungszeit
oder sonstige Reglerwerte eingestellt werden.
[0019] Die rein hardwaremäßig realisierte zweite Steuereinheit weist Speichermittel, vorzugsweise
in Form eines Schreib-Lese-Speichers (RAM), auf, in denen die von der zweiten Steuereinheit
erfaßten internen Betriebszustandsinformationen und/oder die von der ersten Steuereinheit
erzeugten und an die zweite Steuereinheit übertragenen eigentlichen Betriebssteuerinformationen
gespeichert werden, so daß jederzeit diese Informationen aus dem Speicher wieder abgerufen
oder neue Informationen in dem Speicher wieder abgelegt werden können.
[0020] Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß die softwaremäßig
gesteuerte Steuereinheit zumindest in gewissen Grenzen ermöglicht, daß ein elektronisches
Vorschaltgerät bzw. Lampenbetriebsgerät für verschiedene Lampentypen bzw. Wattagen
verwendet werden kann, da mit Hilfe der softwaremäßig gesteuerten Steuereinheit lampenspezifische
Steuerinformationen vorgegeben werden können. Das Vorsehen eines Schreib-Lese-Speichers
zum Zwischenspeichern der Betriebssteuerinformationen und/oder der internen Betriebszustandsinformationen
ist hierfür wichtig, da bei jedem Einschalten des elektronischen Vorschaltgeräts ein
Initialisierungvorgang der hardwaremäßig gesteuerten zweiten Steuereinheit notwendig
ist. Damit der Betrieb unterschiedlicher Lasttypen, d. h. insbesondere unterschiedlicher
Lampentypen, möglich ist, müssen in der hardwaremäßig gesteuerten Steuereinheit enthaltene
Register mit den vom jeweils zu betreibenden Lasttyp (Lampentyp) abhängigen Betriebssteuerinformationen
der softwaremäßig gesteuerten Steuereinheit belegt werden, was dem zuvor erwähnten
Initialisierungsvorgang entspricht und somit durch den zuvor erläuterten Schreib-Lese-Speicher
unterstützt wird.
[0021] Des weiteren erlaubt der erfindungsgemäß vorgeschlagene Schreib-Lese-Speicher durch
das Zwischenspeichern der internen Betriebszustandsinformationen auch ein nachfolgendes
externes Abfragen sowie gegebenenfalls ein Ausdrucken der zurückliegenden Betriebszustandsinformationen,
um beispielsweise Auskunft über defekte Lampen, Betriebszeiten oder die Wirtschaftlichkeit
der angesteuerten Beleuchtungsanlage zu erhalten.
[0022] Vorteilhafterweise ist schließlich erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß die der softwaremäßig
gesteuerten Steuereinheit vorliegenden Informationen auch extern über ein entsprechende
Schnittstelle dieser Steuereinheit abgefragt werden können, so daß beispielsweise
auch die von der rein hardwaremäßig realisierten Steuereinheit an die softwaremäßig
gesteuerte Steuereinheit übertragenen internen Betriebszustandsinformationen extern
abfragbar sind.
[0023] Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
[0024] Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektronischen
Vorschaltgeräts zum Betreiben zweier Gasentladungslampen, und
[0025] Fig. 2 zeigt die Verwendung einer bekannten Steuerschaltung in einem bekannten elektronischen
Vorschaltgerät zum Betreiben einer Gasentladungslampe.
[0026] Wie bereits anhand Fig. 2 erläutert, umfaßt das in Fig 1 dargestellte erfindungsgemäße
elektronische Vorschaltgerät einen Gleichrichter 1, einen Wechselrichter 2, einen
an den Wechselrichter 2 angeschlossenen Serienresonanzkreis mit einer Spule 4 und
einem Kondensator 5 sowie einen Koppelkondensator 6, über den zwei Gasentladungslampen
10 und 15 an den Serienresonanzkreis angeschlossen sind. Für jede dieser Gasentladungslampen
ist ein Heiztransformator mit einer Primärwicklung 7A bzw. 11A sowie parallel zu den
Lampenwendeln angeschlossenen Sekundärwicklungen 7B, 7C bzw. 11B, 11C vorhanden. Die
jeweils eine Gasentladungslampe und den entsprechenden Heiztransformator umfassenden
Teilschaltungen sind jeweils identisch an den Serienresonanzkreis angeschlossen.
[0027] Eine zentrale Steuervorrichtung 3 überwacht eine Vielzahl von verschiedenen Betriebszustandsgrößen
des elektronischen Vorschaltgeräts und empfängt zudem externe Steuerinformationen,
wie beispielsweise Sollwertvorgaben oder Istwerte. Die Steuervorrichtung 3 regelt
bzw. steuert abhängig von diesen Informationen die für das Betreiben der Gasentladungslampen
10 und 15 wichtigen Betriebsgrößen, wie beispielsweise die Frequenz f oder das Tastverhältnis
d der von dem Wechselrichter 2 gelieferten hochfrequenten getakteten Wechselspannung,
die Zündspannung, die Vorheizspannung, die Vorheizzeit oder die Zündwiederholungszeit
der betriebenen Gasentladungslampen 10 und 15.
[0028] Zwischen dem Gleichrichter 1 und dem Wechselrichter 2 kann ein (nicht gezeigtes)
steuerbares elektronisches Oberwellenfilter angeordnet sein, welches die gleichgerichtete
Spannung des Gleichrichters 1 glättet und dem Wechselrichter 2 zuführt. Die Eigenschaften
des elektronischen Oberwellenfilters können dabei durch entsprechende Steuersignale
der Steuerschaltung 3 eingestellt werden.
[0029] Als interne Betriebszustandsinformationen I
intern werden beispielsweise die über die Gasentladungsstrecken der beiden Gasentladungslampen
10 und 15 fließenden Lampenströme i
L1 und i
L2 erfaßt. Zu diesem Zweck ist mit der Gasentladungslampe 10 bzw. 15 ein Widerstand
9 bzw. 14 in Serie gestaltet, so daß die an diesem Widerstand abfallende Spannung
als Größe für den entsprechenden Lampenstrom i
L1 bzw. i
L2 ausgewertet werden kann. Des weiteren wird die für die beiden Gasentladungslampen
10 und 15 geltende Lampenspannung u
L1,2 erfaßt und ausgewertet.
[0030] Um den Heizstrom bzw. die Heizspannung der beiden Gasentladungslampen 10 und 15 überwachen
zu können ist jeweils in Serie mit der Primärwicklung 7A bzw. 11A des entsprechenden
Heiztransformators der Gasentladungslampe 10 bzw. 15 ein Widerstand 8 bzw. 13 geschaltet,
so daß die an diesen Widerständen abfallende Spannung jeweils als Maß für den entsprechenden
Heizstrom i
H1 bzw. i
H2 ausgewertet werden kann.
[0031] Wünschenswert ist auch eine Überwachung der Netzspannung u
N bzw. der von dem Gleichrichter 1 gelieferten gleichgerichteten Zwischenkreisspannung
u
G, da beispielsweise die Frequenz des Wechselrichters 2 auf den Wert einer Leerlauffrequenz
gesetzt werden kann, wenn die Spannungen u
N bzw. u
G einen zum Zünden bzw. Starten der Gasentladungslampen 10 und 15 notwendigen Mindestspannungswert
nicht erreichen. Auf diese Weise können die Gasentladungslampen 10 und 15 geschont
werden.
[0032] Durch Ermitteln des Phasenunterschieds zwischen der Lampenspannung u
L1,2 und den entsprechenden Lampenströmen i
L1 bzw. i
L2 kann die Steuervorrichtung feststellen, ob der an den Wechselrichter 2 angeschlossene
Lastkreis mit den Gasentladungslampen 10 und 15 als kapazitive Last wirkt. Dieser
Fall kann insbesondere dann auftreten, wenn anstelle der in Figur 1 gezeigten Heiztransformatoren
7A-C und 11A-C jeweils ein Heizkondensator parallel zu den Lampenwendeln der Gasentladungslampen
10 und 15 geschaltet ist und der Wechselrichter 2 mit einer geringen Ausgangsfrequenz
betrieben wird. Eine derartige kapazitive Belastung des Wechselrichters 2 kann gegebenenfalls
zu einer Zerstörung der als Feldeffekttransistoren ausgebildeten Schalter des Wechselrichters
2 rühren. Die der Steuervorrichtung 3 zugeführten internen Betriebszustandsinformationen
umfassen auch Fehlerinformationen, d.h. Informationen über das Vorliegen oder Nichtvorliegen
eines Fehlers in dem elektronischen Vorschaltgerät. So kann durch Erfassen und Überwachen
der Lampenspannung u
L1,2 eine überhöhte Lampenspannung sowie durch Überwachen der Lampenströme i
L1 und i
L2 ein überhöhter Lampenstrom erfaßt und gegebenenfalls korrigiert werden. Des weiteren
kann durch Überwachung der Lampenspannung u
L1,2 das Zünden bzw. Nichtzünden der Gasentladungslampen 10 und 15 überwacht werden. Schließlich
kann mit der Steuervorrichtung 3 auch der insbesondere bei gealterten Gasentladungslampen
auftretende sogenannte "Gleichrichtereffekt" überwacht werden. Dieser Gleichrichtereffekt
entsteht durch eine im Laufe der Zeit ungleichmäßige Abnutzung, d.h. Abtragung der
Lampenelektroden, so daß wegen der ungleichmäßigen Emissionsflächen der beiden Lampenelektroden
der über die Gasentladungsstrecke der betroffenen Gasentladungslampe fließende Lampenstrom
in einer Richtung höher ist als in der anderen, d.h. die positiven Halbwellen des
Lampenstroms übersteigen die negativen Halbwellen oder umgekehrt. Im Extremfall verschwinden
die positiven bzw. negativen Halbwellen vollständig, so daß die betroffene Gasentladungslampe
gleichsam als Gleichrichter wirkt. Die aufgrund des Gleichrichtereffekts auftretenden
Unsymmetrien im Lampenstrom werden unmittelbar auf den über die Primärwicklung des
entsprechenden Heiztransformators fließenden Heizstrom übertragen. Daher kann der
Gleichrichtereffekt vorteilhafterweise durch Überwachung dieses über die Primärwicklung
7A bzw. 11A fließenden Stromes überwacht werden. Daher wird der Heizstrom über Widerstände
16 bzw. 17 nach der entsprechenden Primärwicklung 7A bzw. 11A abgezweigt und der Steuervorrichtung
3 zugeführt.
[0033] Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Steuervorrichtung 3 in zwei Steuereinheiten
3a und 3b aufzuteilen. Die erste Steuereinheit 3a wird gemäß der vorliegenden Erfindung
rein softwaremäßig gesteuert und liegt insbesondere in Form eines programmierten bzw.
programmierbaren Mikrocontrollers, d.h. Mikroprozessors vor. Die zweite Steuereinheit
3b ist rein hardwaremäßig realisiert, d.h. umfaßt Kombinationen von vorgegebenen Standardschaltungen,
und ist insbesondere als anwenderspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgestaltet.
Ein ASIC ist eine integrierte Schaltung, die für eine spezielle Anwendung konzepiert
und entwickelt worden ist, jedoch in großen Mengen in entsprechenden Geräten, beispielsweise
elektronischen Vorschaltgeräten, eingebaut wird. Die beiden Steuereinheiten 3a und
3b sind über insbesondere serielle Schnittstellen mittels einer bidirektionalen Datenübertragungsleitung
19 miteinander verbunden. Ebenso ist eine parallele Schnittstelle denkbar, wobei diese
Ausführungsform insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Steuereinheiten 3a und
3b in einem Chip integriert sind.
[0034] Die erfindungsgemäße Aufteilung der Steuervorrichtung 3 in die rein softwaremäßig
gesteuerte Steuereinheit 3a und die rein hardwaremäßig aufgebaute Steuereinheit 3b
bezweckt, daß die internen Betriebszustandsinformationen des in Fig. 1 gezeigten elektronischen
Vorschaltgeräts ausschließlich der hardwaremäßig realisierten zweiten Steuereinheit
3b zugeführt werden. Externe Steuerinformationen I
extern werden hingegen ausschließlich der Software-Steuereinheit 3a zugeführt. Diese externen
Steuerinformationen können beispielsweise Sollwertvorgaben für bestimmte Regel- bzw.
[0035] Steuergrößen des elektronischen Vorschaltgeräts sein, die von einer zentralen Station
über eine Busleitung oder eine serielle Schnittstelle an die Software-Steuereinheit
3a übertragen werden. So kann beispielsweise mit der Software-Steuereinheit 3a ein
Lichtsensor verbunden sein, der die Außenbeleuchtung oder Innenbeleuchtung eines Raumes
erfaßt, in dem zumindest eine der Gasentladungslampen 10 und 15 angeordnet ist. Dieser
Sensor überträgt abhängig von der erfaßten Beleuchtungsstärke entsprechende Dimminformationen
an die Software-Steuereinheit 3a, um die beleuchtungsgerechte Dimmung der Gasentladungslampen
10 und 15 zu bewirken.
[0036] Die softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit 3a fragt die hardwaremäßig realisierte
Steuereinheit 3b über die bidirektionale Datenübertragungsleitung 19 ab und erhält
von der Steuereinheit 3b die dort anliegenden und in Speichermitteln 18 abgelegten
internen Betriebszustandsinformationen. Die Speichermittel 18 sind vorteilhafterweise
als Schreib-Lese-Speicher (RAM) ausgestaltet, so daß Informationen beliebig aus diesem
Speicher ausgelesen sowie in den Speicher eingeschrieben werden können. Die von der
Hardware-Steuereinheit 3b an die Software-Steuereinheit 3a übertragenen internen Betriebszustandsinformationen
umfassen - wie bereits erwähnt - auch Informationen über in dem elektronischen Vorschaltgerät
möglicherweise vorliegende Fehler, wie beispielsweise das Auftreten eines Gleichrichtereffekts,
eines Gasdefekts, eines Wendelbruchs oder einer Nichtzündung einer der Gasentladungslampen
10 und 15. Während gemäß Fig. 1 die Speichermittel 18 Bestandteil der Hardware-Steuereinheit
3b sind, können die Speichermittel 18 selbstverständlich auch außerhalb der Hardware-Steuereinheit
3b (oder sogar in der Software-Steuereinheit 3a) ausgestaltet sein.
[0037] Die Steuereinheit 3a ist rein softwaremäßig gesteuert, d.h. verarbeitet die an ihr
anliegenden Informationen gemäß einem vorgegebenen und veränderbaren Programm, welches
insbesondere auf einfache und schnelle Art und Weise an schaltungstechnische Änderungen
des elektronischen Vorschaltgeräts etc. angepaßt werden kann. Aufgrund der an der
Steuereinheit 3a anliegenden externen Steuerinformationen sowie den von der Steuereinheit
3b übertragenen internen Betriebszustandsinformationen ermittelt die Steuereinheit
3a entsprechend des gespeicherten Software-Programms die eigentlichen Betriebssteuerinformationen
für das elektronische Vorschaltgerät. Diese Betriebssteuerinformationen können beispielsweise
die Zündspannung, die Vorheizspannung, die Vorheizzeit, die Zündwiederholungszeit
oder sonstige Reglerwerte der Gasentladungslampen 10 und 15 betreffen.
[0038] Nach Ermitteln der Betriebssteuerinformationen überträgt die Software-Steuereinheit
3a diese Informationen über die bidirektionale Datenübertragungsleitung 19 an die
Steuereinheit 3b, wo die Betriebssteuerinformationen zusammen mit den an der Steuereinheit
3b anliegenden internen Betriebszustandsinformationen in dem Speicher 18 gespeichert
werden. Die hardwaremäßig realisierte Steuereinheit 3b erzeugt nun abhängig von den
von der Software-Steuereinheit 3a übertragenen Betriebssteuerinformationen die entsprechenden
Steuersignale für den Betrieb des elektronischen Vorschaltgeräts bzw. der Gasentladungslampen
10 und 15, die beispielsweise das Ein- oder Ausschalten des Wechselrichters 2 oder
eine Veränderung der Frequenz f bzw. des Tastverhältnisses d der von der Wechselrichtung
2 gelieferten Wechselspannung bewirken können. Die Steuereinheit 3b setzt somit die
(digitalen) Betriebsinformationen der Steuereinheit 3a in (analoge) Steuersignale
um. Selbstverständlich kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die beispielsweise als
ASIC ausgebildete rein hardwaremäßig realisierte Steuereinheit 3b Steuersignale für
andere Betriebsgrößen der in Fig. 1 gezeigten Schaltung erzeugt.
[0039] Vorteilhafterweise weist die softwaremäßig gesteuerte Steuereinheit 3a eine Schnittstelle
auf, über die die in der Steuereinheit 3a verfügbaren Informationen extern abgefragt
bzw. ausgegeben werden können. Da die zunächst ausschließlich an der Steuereinheit
3b anliegenden internen Betriebszustandsinformationen über die bidirektionale Busleitung
19 an die Steuereinheit 3a übertragen werden, können somit auch die internen Betriebszustandsinformationen,
wie beispielsweise die Heizströme, die Lampenspannung oder die Lampenströme, über
diese Schnittstelle abgefragt und extern überwacht werden.
[0040] In den Speichermitteln 18 können allgemein beliebige Betriebsinformationen über den
Betrieb der Gasentladungslampen 10, 15 und insbesondere die von der Steuereinheit
3b erfaßten internen Betriebszustandsinformationen gespeichert werden. Insbesondere
können folgende Informationen gespeichert werden: Art eines möglicherweise auftretenden
Fehlers, Betriebsdauerzähler, Leistungszähler, Anzahl-der-Starts-Zähler usw. Diese
Informationen können somit über geeignete Lichtsteueranlagen, wie z.B. das System
LUXMATE der Anmelderin, ebenfalls über die Schnittstelle extern abgefragt und ausgewertet
(ausgedruckt) werden, um beispielsweise Auskunft über defekte Lampen oder über die
Wirtschaftlichkeit und die Betriebszeiten der Lampen 10, 15 zu erhalten.
[0041] Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Steuervorrichtung 3 in eine rein softwaremäßig
gesteuerte Steuereinheit 3a und eine hardwaremäßig realisierte Steuereinheit 3b wird
gewährleistet, daß die beispielsweise als Mikrocontroller ausgebildete Software-Steuereinheit
3a die langsamen Steuervorgänge und die beispielsweise als ASIC ausgebildete Hardware-Steuereinheit
3b die schnellen Steuervorgänge übernimmt, so daß der Vorteil der großen Flexibilität
der Software-Steuereinheit 3a zu tragen kommt, ohne die Steuergeschwindigkeit der
gesamten Steuervorrichtung 3 zu beeinträchtigen.
[0042] Andererseits besitzt die Steuervorrichtung 3 den Vorteil der großen Schnelligkeit
der Hardware-Steuereinheit 3b, ohne daß die mangelnde Flexibilität der Steuereinheit
3b zu tragen kommt.
1. Elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben mindestens einer Gasentladungslampe (10,
15),
mit einer Steuervorrichtung (3) zum Erzeugen von Steuersignalen für den Betrieb des
elektronischen Vorschaltgeräts, wobei die Steuervorrichtung (3) eine rein softwaremäßig
gesteuerte erste Steuereinheit (3a) für langsame Regelvorgänge und eine rein hardwaremäßig
gesteuerte zweite Steuereinheit (3b) für schnelle Regelvorgänge umfaßt,
wobei die erste (3a) und zweite Steuereinheit (3b) in Serie geschaltet sind,
wobei ausschließlich die rein softwaremäßig gesteuerte erste Steuereinheit (3a) von
außen zugeführte externe Steuerinformationen (Iextern) und ausschließlich die rein hardwaremäßig realisierte zweite Steuereinheit (3b)
interne Betriebszustandsinformationen (Iintern) empfängt,
wobei die rein softwaremäßig gesteuerte erste Steuereinheit (3a) abhängig von den
externen Steuerinformationen (Iextern) Betriebssteuerinformationen für die Erzeugung der Steuersignale für den Betrieb
des Vorschaltgeräts erzeugt, während die rein hardwaremäßig realisierte zweite Steuereinheit
(3b) abhängig von den internen Betriebszustandsinformationen (Iintern) sowie abhängig von den Betriebssteuerinformationen der rein softewaremäßig gesteuerten
ersten Steuereinheit (3a) die Steuersignale für den Betrieb des Vorschaltgeräts erzeugt,
und wobei die zweite Steuereinheit (3b) einen Schreib-Lese-Speicher (18) zum Speichern
der von der ersten Steuereinheit (3a) übertragenen Betriebssteuerinformationen und/oder
der von der zweiten Steuereinheit (3b) empfangenen internen Betriebszustandsinformationen
(Iintern) aufweist.
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste (3a) und zweite Steuereinheit (3b) über eine bidirektionale Datenübertragungsleitung
(19) verbunden sind und eine serielle oder parallele Schnittstelle zur bidirektionalen
Datenübertragung über die Datenübertragungsleitung (19) aufweisen.
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Steuereinheit (3b) die von ihr empfangenen internen Betriebszustandsinformationen
(Iintern) an die erste Steuereinheit (3a) überträgt, und daß die erste Steuereinheit (3a)
aufgrund der externen Steuerinformationen (Iextern) und der von der zweiten Steuereinheit (3b) übertragenen internen Betriebszustandsinformationen
(Iintern) die Betriebssteuerinformationen für die Erzeugung der Steuersignale für den Betrieb
der Last (10, 15) erzeugt und an die zweite Steuereinheit (3b) überträgt.
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Steuereinheit (3a) eine Schnittstelle aufweist, über die die externen
Steuerinformationen (Iextern) und/oder die von der zweiten Steuereinheit (3b) empfangenen internen Betriebszustandsinformationen
(Iintern) abfragbar sind.
5. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Steuereinheit (3a) die externen Steuerinformationen (Iextern) über eine Schnittstelle oder einen Datenbus empfängt.
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die externen Steuerinformationen (Iextern) von externen Sensoreinrichtungen erzeugte Steuerinformationen umfassen.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Steuereinheit (3a) durch einen programmierbaren Mikrocontroller gebildet
ist.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Steuereinheit (3b) durch eine anwenderspezifische integrierte Schaltung
(ASIC) gebildet ist.
9. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
einen mit einer Gleichspannung (uG) versorgten Wechselrichter (2) zum Erzeugen einer getakteten Wechselspannung, und
einen Serienresonanzkreis (4, 5), der mit dem Wechselrichter (2) verbunden ist, wobei
an den Serienresonanzkreis eine Gasentladungslampe (10, 15) anschließbar ist.
10. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von der zweiten Steuereinheit (3b) der Steuervorrichtung (3) erzeugten Steuersignale
Steuersignale für die Frequenz (f) und/oder das Tastverhältnis (d) der von dem Wechselrichter
(2) gelieferten getakteten Wechselspannung sind.
11. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die von der zweiten Steuereinheit (3b) der Steuervorrichtung (3) erzeugten Steuersignale
die Vorheizspannung, die Zündspannung, die Vorheizzeit oder die Zündwiederholungszeit
der mindestens einen Gasentladungslampe (10, 15) betreffen.
12. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 9 - 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die internen Betriebszustandsinformationen (Iintern) die Lampenspannung (uL1,2), den Lampenstrom (iL1, iL2), den Heizstrom (iH1, iH2), den Phasenwinkel zwischen der Lampenspannung (uL1,2) und den Lampenstrom (iL1, iL2) der mindestens einen Gasentladungslampe (10, 15), die dem Wechselrichter (2) zugeführte
Gleichspannung (uG) oder die an einem Gleichrichter (1) zur Erzeugung der Gleichspannung (uG) anliegende Versorgungswechselspannung (uN) umfassen.
13. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 9 - 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die internen Betriebszustandsinformationen (Iintern) Fehlerinformationen über Fehlerzustände in dem elektronischen Vorschaltgerät umfassen.
14. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fehlerinformationen das Vorliegen eines Gleichrichtereffekts, einer überhöhten
Lampenspannung (UL1,2), eines überhöhten Lampenstroms (iL1, iL2), eines Wendelbruchs, eines Gasdefekts oder einer Nichtzündung der mindestens einen
Gasentladungslampe (10, 15) oder das Vorliegen einer kapazitiven Belastung des Wechselrichters
(2) betreffen.
15. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 9 - 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die der ersten Steuereinheit (3a) der Steuervorrichtung (3) zugeführten externen
Steuerinformationen (Iextern) Sollwertinformationen für bestimmte Steuergrößen des elektronischen Vorschaltgeräts
umfassen.
16. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 9 - 15,
dadurch gekennzeichnet,
däß die der ersten Steuereinheit (3a) der Steuervorrichtung (3) zugeführten externen
Steuerinformationen (Iextern) Istwerte bestimmter Umgebungsparameter umfassen.
17. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umgebungsparameter die Außenbeleuchtung eines Raumes, in dem die mindestens
eine Gasentladungslampe (10, 15) angeordnet ist, und/oder die Innenbeleuchtung des
Raumes betreffen.
18. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 9 - 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleichspannung (uG) dem Wechselrichter (2) über ein elektronisches Oberwellenfilter zugeführt ist, wobei
die Steuervorrichtung (3) Steuersignale für das elektronische Oberwellenfilter erzeugt.
1. Electronic ballast for the operation of at least one gas discharge lamp (10, 15),
having
a control device (3) for the generation of control signals for the operation of the
electronic ballast, the control device (3) including a first control unit (3a), controlled
purely by software, for slow control procedures and a second control unit (3b), controlled
purely by hardware, for rapid control procedures,
the first (3a) and second control unit (3b) being connected in series,
exclusively the first control unit (3a), controlled purely by software, receiving
external control information (Iextern) delivered from the outside, and exclusively the second control unit (3b), realised
purely by hardware, receiving internal operating state information (Iintern),
the first control unit (3a), controlled purely by software, generating in dependence
the external control information (Iextern) operational control information for the generation of the control signals for the
operation of the ballast, whilst the second control unit (3b), realised purely by
hardware, generates the control signals for the operation of the ballast in dependence
upon the internal operating state information (Iintern), and in dependence upon the operational control information of the purely software-controlled
first control unit (3a), and
the second control unit (3b) has a write-read memory (18) for storing the operational
control information transferred from the first control unit (3a) and/or the internal
operating state information (Iintern) received by the second control unit (3b).
2. Electronic ballast according to claim 1,
characterised in that,
the first (3a) and second control unit (3b) are connected via a bi-directional
data transfer line (19) and have a serial or parallel interface for the bi-directional
data transfer over the data transfer line (19).
3. Electronic ballast according to claim 2,
characterised in that,
the second control unit (3b) transfers to the first control unit (3a) the internal
operating state information (Iintern) received by the second control unit, and
in that the first control unit (3a), on the basis of the external control information
(Iextern) and the internal operating state information (Iintern) transferred from the second control unit (3b), generates and transfers to the second
control unit (3b) the operational control information for the generation of the control
signals for the operation of the load (10, 15).
4. Electronic according to claim 3,
characterised in that,
the first control unit (3a) has an interface via which the external control information
(Iextern) and/or the internal operating state information (Iintern) received by the second control unit (3b) can be called up.
5. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
the first control unit (3a) receives the external control information (Iextern) via an interface or a data bus.
6. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
the external control information (Iextern) includes control information generated by external sensor devices.
7. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
the first control unit (3a) is provided by a programable microcontroller.
8. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterised in that,
the second control unit (3b) is provided by an application specific integrated
circuit (ASIC).
9. Electronic ballast according to any preceding claim,
having an inverter (2), supplied with a d.c. voltage (uG), for the generation of a clocked a.c. voltage,
having a series resonance circuit (4, 5) with which the inverter (2) is connected,
a gas discharge lamp (10, 15) being connectable to the series resonance circuit.
10. Electronic ballast according to claim 9,
characterised in that,
the control signals generated by the second control unit (3b) of the control device
(3) are control signals for the frequency (f) and/or the duty ratio (d) of the clocked
a.c. voltage delivered by the inverter (2).
11. Electronic ballast according to claim 9 or 10,
characterised in that,
the control signals generated by the second control unit (3b) of the control device
(3) relate to the pre-heating voltage, the ignition voltage, the pre-heating time
or the ignition repetition time of the at least one gas discharge lamp (10, 15).
12. Electronic ballast according to any of claims 9 to 11,
characterised in that,
the internal operating state information (Iintern) includes the lamp voltage (uL1,2) the lamp current (iL1, iL2) the heating current (iH1, iH2), the phase angle between the lamp voltage (uL1,2) and the lamp current (iL1, iL2) of the at least one gas discharge lamp (10, 15), the d.c. voltage (uG) delivered to the inverter (2) or the supply a.c. voltage (uN) applied to the rectifier (1) for the generation of the d.c. voltage (uG).
13. Electronic ballast according to any of claims 9 to 12,
characterised in that,
the internal operating state information (Iintern) includes fault information concerning fault states in the electronic ballast.
14. Electronic ballast according to claim 13,
characterised in that,
the fault information relates to the presence of a rectifier effect, an excessive
lamp voltage (uL1,2), an excessive lamp current (iL1, iL2), a coil break, a gas defect or a non-ignition of the at least one gas discharge
lamp (10, 15) or the presence of a capacitive loading of the inverter (2).
15. Electronic ballast according to any of claims 9 to 14,
characterised in that,
the external control information (Iextern) delivered to the first control unit (3a) of the control device (3) includes desired-value
information for particular control parameters of the electronic ballast.
16. Electronic ballast according to any of claims 9 to 15,
characterised in that,
the external control information (Iextern) supplied to the first control unit (3a) of the control device (3) includes actual
values of particular environmental parameters.
17. Electronic ballast according to claim 16,
characterised in that,
the environmental parameters relate to the exterior illumination of a room in which
the at least one gas discharge lamp (10, 15) is arranged, and/or the interior illumination
of the room.
18. Electronic ballast according to any of claims 9 to 17,
characterised in that,
the d.c. voltage (uG) is delivered to the inverter (2) via an electronic harmonics filter, the control
device (3) generating control signals for the electronic harmonics filter.
1. Ballast ou régulateur de puissance de wattage électronique pour le fonctionnement
d'au moins une lampe ou tube à gaz lumineux (10,15),
avec un dispositif de commande (3) pour générer des signaux de commande pour le fonctionnement
d'un ballast électronique ou régulateur de puissance de wattage électronique, le dispositif
de commande (3) comprenant une première unité de commande (3a), commandée purement
par le logiciel (software), pour les opérations de régulation lente et une seconde
unité de commande (3b), commandée purement par le matériel (hardware), pour les opérations
de régulation rapide,
Les première (3a) et seconde (3b) unités de commande étant montées en série,
moyennant quoi, exclusivement la première unité de commande (3a) commandée purement
par le logiciel reçoit des informations de commande externes (Iextern) amenées depuis l'extérieur et exclusivement la seconde unité de commande (3b) réalisée
purement par le matériel reçoit des informations d'état de fonctionnement internes
(Iintern),
La première unité de commande (3a) commandée purement par le logiciel générant indépendamment
des informations de commande externes (Iextern) des informations de commande de fonctionnement pour la production des signaux de
commande pour le fonctionnement du ballast, tandis que la seconde unité de commande
(3b) réalisée purement par le matériel génère les signaux de commande pour le fonctionnement
du ballast indépendamment des informations d'état de fonctionnement internes (Iintern) ainsi qu'indépendamment des informations de commande de fonctionnement de la première
unité de commande commandée purement par le logiciel, et la seconde unité de commande
(3b) présentant une mémoire écriture - lecture (18) pour la mise en mémoire des informations
de commande de fonctionnement transmises par la première unité de commande (3a) et/ou
des informations d'état de fonctionnement internes (Iintern) reçues par la seconde unité de commande (3b).
2. Ballast électronique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que,
la première (3a) et la seconde unité de commande (3b) sont reliées par une ligne de
transmission de données bidirectionnelle (19) et présentent une interface en série
ou parallèle à la transmission bidirectionnelle par l'intermédiaire de la ligne de
transmission de données.
3. Ballast électronique selon la revendication 2,
caractérisé en ce que,
la seconde unité de commande (3b) transmet les informations d'état de fonctionnement
internes (Iintern) reçues par elle à la première unité de commande (3a) et en ce que la première unité
de commande (3a) sur la base des informations de commande externes (Iextern) et des informations d'état de fonctionnement internes (Iintern) transmises par la seconde unité de commande (3b) génère les informations de commande
de fonctionnement pour la production des signaux de commande pour le fonctionnement
de la charge ou résistance de charge (10,15) et les transmet à la seconde unité de
commande (3b).
4. Ballast électronique selon la revendication 3,
caractérisé en ce que,
la première unité de commande (3a) présente une interface par l'intermédiaire de laquelle
il est possible d'interroger les informations de commande externes (Iextern) et/ou les informations d'état de fonctionnement internes (Iintern) reçues par la seconde unité de commande (3b).
5. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que,
la première unité de commande (3a) reçoit les informations de commande externes (Iextern) par l'intermédiaire d'une interface ou d'un bus de données.
6. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que,
les informations de commande externes (Iextern) comprennent les informations de commande générées par des dispositifs capteurs externes.
7. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que,
la première unité de commande (3a) est formée par un micro-organe de commande programmable.
8. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que,
la deuxième unité de commande (3b) est formée par un circuit intégré spécifique à
l'utilisateur (ASIC).
9. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par
un onduleur (2) alimenté en tension continue (Ug) pour la génération d'une tension
alternée synchronisée, et
un circuit de résonance en série (4,5) qui est relié à l'onduleur (2), une lampe ou
tube à gaz lumineux (10,15) étant raccordé au circuit de résonance en série.
10. Ballast électronique selon la revendication 9,
caractérisé en ce que,
les signaux de commande générés par la seconde unité de commande (3b) du dispositif
de commande (3) sont des signaux de commande pour la fréquence (f) et/ou le rapport
durée de passage de courant pendant le cycle/durée de cycle (d) de la tension alternative
synchronisée fournie par l'onduleur (2).
11. Ballast électronique selon la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce que,
les signaux de commande générés par la seconde unité de commande (3b) du dispositif
de commande (3) concernent la tension de préchauffage, la tension d'allumage, le temps
de préchauffage ou le temps de répétition d'allumage d'au moins un tube ou lampe à
gaz lumineux.
12. Ballast électronique selon l'une des revendications 9-11,
caractérisé en ce que,
les informations d'état de fonctionnement internes (Iintern) comprennent la tension de lampe (UL1,2) , le courant de lampe (IL1, IL2), le courant de chauffage (IH1, IH2) , l'angle de phase entre la tension de lampe (UL1,2) et le courant de lampe (IL1, IL2) d'au moins une lampe à gaz lumineux (10,15), la tension alternative (UG) amenée à l'onduleur ou la tension alternative d'alimentation (UN) appliquée à un onduleur (1) pour la production de la tension continue (UG).
13. Ballast électronique selon l'une des revendications 9-12,
caractérisé en ce que,
les informations d'état de fonctionnement internes (Iintern) comprennent des informations de défaut sur des états de défaut dans le ballast électronique.
14. Ballast électronique selon la revendication 13,
caractérisé en ce que,
les informations de défaut concernent l'existence d'un effet de redresseur, d'une
tension de lampe surélevée (UL1.2), d'un courant de lampe surélevé (IL1IL2), d'une rupture de boudin (résisteur), d'un défaut de gaz ou d'un défaut d'allumage
d'au moins un tube à gaz lumineux ou l'existence d'une charge capacitive de l'onduleur
(2).
15. Ballast électronique selon l'une des revendications 9-14,
caractérisé en ce que,
les informations de commande externes (Iextern) amenées à la première unité de commande (3a) du dispositif de commande (3) comprennent
des informations de valeur de consigne pour des variables de commande déterminées
du ballast électronique.
16. Ballast électronique selon l'une des revendications 9-15,
caractérisé en ce que,
les informations de commande externes (Iextern) amenées à la première unité de commande (3a) du dispositif de commande (3) comprennent
les valeurs réelles de paramètres d'environnement déterminés.
17. Ballast électronique selon la revendication 16,
caractérisé en ce que,
les paramètres d'environnement concernent l'éclairage extérieur d'une pièce dans laquelle
est installé au moins un tube à gaz lumineux (10,15), et/ou l'éclairage intérieur
de la pièce.
18. Ballast électronique selon l'une des revendications 9-17,
caractérisé en ce que,
la tension continue (UG) est amenée à l'onduleur (2) par l'intermédiaire d'un filtre électronique d'harmoniques,
le dispositif de commande (3) générant des signaux de commande pour le filtre électronique
d'harmoniques.

