[0001] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden einer Hochdruck-Gasentladungslampe,
welche eingangsseitig an ein magnetisches Vorschaltgerät zur Bereitstellung einer
Wechselstrom-Versorgung der Lampe angeschlossen ist, nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 sowie ein Verfahren zum Betrieb einer Hochdruck-Gasentladungslampe mit einer Zündschaltungsanordnung.
[0002] Herkömmliche Schaltungsanordnungen zum Zünden einer Hochdruck-Gasentladungslampe
sind häufig als Überlagerungszündschaltung ausgebildet. Diese weist einen Zündübertrager
auf, welcher primärseitig mit einer Zündauslöseschaltung verbunden ist und sekundärseitig
zwischen dem Vorschaltgerät und der Lampe zur Übertragung eines Zündimpulses auf die
Lampe angeordnet ist. Die Schaltungsanordnung weist einen Stoßkondensator und ein
erstes Schaltermittel auf. Dabei ist eine Reihenschaltung aus zumindest dem ersten
Schaltermittel und einer Primärwicklung des Zündübertragers dem Stoßkondensator parallel
geschaltet. Wird nun nach dem Aufladen des Stoßkondensators durch das Schließen des
ersten Schaltermittels in der Zündauslöseschaltung ein primärseitiger Zündimpuls erzeugt,
überträgt der Zünd-übertrager diesen Zündimpuls auf die Versorgungsschaltung der Lampe.
Um einen ausreichend hohen sekundärseitigen Zündimpuls zu erhalten, ist das Übertragungsverhältnis
des Zündübertragers entsprechend ausgelegt. Sobald die Lampe gezündet hat, wird in
der Regel die Schaltungsanordnung zum Zünden der Lampe abgeschaltet.
[0004] Aufgrund der hohen elektrischen und thermischen Belastung, insbesondere an den Elektroden
der Hochdruck-Gasentladungslampe weisen letztere eine beschränkte Lebensdauer auf,
was am Ende der Nutzung zu Funktionsstörungen führt. Typisch ist beispielsweise ein
sogenannter Cycling-Betrieb, bei welchem die Lampen nach einer kurzen Brennzeit löschen,
durch die Zündschaltung wieder gestartet werden usw. Ferner besteht die Problematik,
dass aufgrund des Alterungsprozesses insbesondere an den Elektroden der Lampe hohe
Verlustleistungen erzeugt werden, die letztlich zu einem Kurzschluss oder auch zu
einem Platzen des Glasgefäßes der Lampe führen können. Derartige Effekte können auch
dazu führen, dass das Vorschaltgerät durch die Wärmeentwicklung Schaden nimmt und
zusammen mit der defekten Lampe ausgetauscht werden muss.
[0005] Auf dem Gebiet bekannt ist die Verwendung eines Thermoschalters in der Versorgungsschaltung
der Lampe, welcher bei einer erhöhten Wärmeentwicklung die Wechselstromversorgung
der Lampe unterbricht, wenn der zugeordnete Temperatursensor das Übersteigen einer
vorgegebenen Temperatur erfasst. Ein solcher Thermoschalter kann beispielsweise als
Schmelzsicherung ausgebildet sein, die nach dem Auftreten einer erhöhten Temperatur
in der Umgebung des Vorschaltgeräts bzw. der Hochdruckgasentladungslampe anspricht.
Die Verwendung eines solchen Thermoschalters ist vergleichsweise unsicher, da ein
solcher Temperatursensor den Fehlerfall in der Lampe erst zeitlich verzögert erfassen
kann, weil die Verlustwärme über Wärmeleitung erst vom Entstehungsort der elektrischen
Verlustleistung zum Sensor übertragen werden muss. Aus diesem Grunde kann es trotz
des Vorsehens eines solchen Thermoschalters beim Betrieb einer Hochdruck-Gasentladungslampe
sein, dass im Alterungsfall der Lampe eine so starke Hitzeentwicklung verursacht wird,
dass die Halterung der Lampe, das Vorschaltgerät und/oder die Zündschaltung geschädigt
wird.
[0006] Insofern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile von
Schaltungsanordnungen des Standes der Technik zumindest teilweise zu vermeiden.
[0007] Diese Aufgabe wird auf überraschend einfache Weise durch eine Schaltungsanordnung
zum Zünden einer Hochdruck-Gasentladungslampe, welche eingangsseitig an ein magnetisches
Vorschaltgerät zur Bereitstellung einer Wechselstrom-Versorgung der Lampe angeschlossen
ist, mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Danach weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
einen Zündübertrager auf, welcher beispielsweise als Impulstransformator ausgebildet
sein kann, der primärseitig mit einer Zündauslöseschaltung verbunden und sekundärseitig
zwischen dem Vorschaltgerät und der Lampe zur Übertragung eines Zündimpulses auf die
Lampe angeordnet ist. Die Schaltungsanordnung umfasst ferner einen Stoßkondensator
und ein erstes Schalterelement, wobei in der Zündauslöseschaltung eine Reihenschaltung,
umfassend zumindest das erste Schalterelement und eine Primärwicklung des Zündübertragers
dem Stoßkondensator parallel geschaltet ist. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
zeichnet sich dadurch aus, dass eine Reihenschaltung, welche zumindest ein steuerbares
zweites Schaltermittel aufweist, der Lampe parallel geschaltet ist und ein Mittel
zur Erfassung des Maßes der Unsymmetrie der Lampenspannung vorgesehen ist sowie eine
Steuereinrichtung zum Kurzschließen der Lampe durch das Ansteuern des zweiten Schaltermittels
im Ansprechen auf die erfasste Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung.
[0008] Dadurch, dass die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Grades
der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung ausgebildet ist, kann der Alterungszustand
der Gasentladungslampe ermittelt werden, bevor Funktionsstörungen oder Schädigungen
am Vorschaltgerät oder an der Schaltungsanordnung auftreten. Diese Wirkung beruht
darauf, dass eine solche Alterung einer Hochdruck-Gasentladungslampe in der Regel
auf eine Unsymmetrie der Kathodenfallspannung an den beiden Elektroden zurückgeht,
welche wiederum durch einen Unterschied in der Austrittsarbeit der Elektronen an den
beiden Elektroden verursacht wird.
[0009] Übersteigt die Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung einen vorgegebenen Wert, kann
mit dem steuerbaren zweiten Schaltermittel die Lampe kurzgeschlossen und somit gelöscht
werden, wodurch verhindert wird, dass sich der Grad der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
weiter erhöht. Hierdurch wird die Entstehung einer gefährlichen Verlustleistung beim
Betrieb der Lampe vermieden, da ansonsten durch die Asymmetrie der Kathodenfallspannung
an den Elektroden trotz der Wechselstromversorgung ein Gleichrichtungseffekt in der
Lampe hervorgerufen wird, bei welchem das magnetische Vorschaltgerät, insbesondere
eine Drossel, keine strombegrenzende Wirkung besitzt. Das von der Steuereinrichtung
zum Kurzschließen der Lampe ansteuerbare zweite Schaltermittel ist dabei Teil einer
Reihenschaltung, welche der Lampe parallel geschaltet ist und zumindest dieses Schaltermittel
und die Anschlüsse zur Lampe aufweist.
[0010] Im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltungsanordnungen ist demnach die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung in der Lage, den Betrieb der Hochdruck-Gasentladungslampe früh
genug zu beenden, bevor andere Bauteile beim Weiterbetrieb der Lampe beschädigt werden
oder andere Funktionsstörungen auftreten können. In der Regel reicht es dann aus,
die gealterte Hochdruck-Gasentladungslampe auszuwechseln, um die betreffende Leuchteinrichtung
wieder zu betreiben.
[0011] Es kann zweckmäßig sein, wenn die Steuervorrichtung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
eine Timerschaltung aufweist zur Steuerung des Zündbetriebs der Schaltungsanordnung,
insbesondere mit einer Zählvorrichtung zur Erfassung der Anzahl von Lampenzündungen
und/oder einer Zählvorrichtung zur Erfassung der vergangenen Zündzeit für einen Zündversuch.
Insofern kann die Gesamtzündzeit eines Zündversuchs erfasst und mit einem gespeicherten
Wert verglichen werden. Beim Überschreiten dieses vorgegebenen Wertes kann auf eine
Fehlfunktion der Lampe geschlossen und insofern weitere Zündversuche unterbunden werden.
Gleiches gilt für das Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Lampenzündungen
innerhalb des Zündbetriebs der Schaltungsanordnung.
[0012] Darüber hinaus kann es auch zweckmäßig sein, zum Abschalten und/oder Blockieren der
Zündauslöseschaltung einen steuerbaren, dritten Schalter vorzusehen, der beispielsweise
dem Stoßkondensator parallel geschaltet ist und insofern diesen bei Bedarf kurzschließt.
[0013] Um den Grad der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung zu erfassen, kann eine Reihenschaltung
vorgesehen sein, welche zumindest einen Kondensator und einen Widerstand aufweist,
wobei diese Reihenschaltung der Lampe parallel geschaltet ist. Durch diese Maßnahme
wird erreicht, dass sich der Gleichspannungsanteil der Lampenbetriebsspannung in der
Spannung dieses Kondensators widerspiegelt, welche durch ein entsprechendes Erfassungsmittel
bestimmbar ist. Beispielsweise kann hierzu die Steuereinrichtung einen Analog-Digital-Wandler
aufweisen, mit welchem die angegebene Kondensatorspannung zur weiteren Verarbeitung
digitalisierbar ist.
[0014] Es kann zweckmäßig sein, wenn das magnetische Vorschaltgerät als herkömmliche Drossel
ausgebildet ist. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, wenn die das zweite Schaltermittel
aufweisende Reihenschaltung diese Drossel nicht umfasst, sodass die Drossel durch
den mit dem zweiten Schaltermittel verursachten Kurzschluss zum Löschen der Lampe
nicht belastet wird.
[0015] Verfahrensseitig wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer
Hochdruck-Gasentladungslampe, die an ein magnetisches Vorschaltgerät zur Bereitstellung
einer Wechselstrom-Versorgungsspannung angeschlossen ist, mit einer Zündschaltungsanordnung,
die nach dem Zünden der Lampe abgeschaltet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet
sich dadurch aus, dass während des Betriebs der Lampe der Grad der Unsymmetrie der
Lampenbetriebsspannung erfasst wird und dieser Grad mit einem vorbestimmten Wert verglichen
wird und beim Überschreiten des vorbestimmten Wertes die Lampe kurzgeschlossen wird.
[0016] Hierdurch wird die Entstehung einer hohen Verlustwärme beim Betrieb der Lampe vermieden,
wodurch letztlich eine Funktionsstörung bzw. eine Schädigung des Vorschaltgeräts und/oder
der Schaltungsanordnung verhindert werden kann.
[0017] Es kann zweckmäßig sein, wenn die Lampe über ein vorbestimmtes Zeitintervall kurzgeschlossen
und nach Ablauf dieses Zeitintervalls der Kurzschluss wieder aufgehoben wird. Dieses
Zeitintervall kann beispielsweise einige wenige Millisekunden umfassen, die ausreichen,
um die Hochdruck-Gasentladungslampe zu löschen. Danach kann der Kurzschluss wieder
aufgehoben werden, soweit sichergestellt ist, dass die Lampe nicht mehr gezündet wird
oder nachfolgende Zündversuche weiter erlaubt sind.
[0018] Um zu vermeiden, dass insbesondere bei einem selbst gesteuerten ersten Schalter wie
einem Sidac nach der Erfassung des Überschreitens eines vorbestimmten Grades der Unsymmetrie
der Lampenbetriebsspannung kein primärseitiger Zündimpuls in der Zündauslöseschaltung
erzeugt wird, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass gleichzeitig mit oder nach
dem Kurzschließen der Lampe die Zündschaltungsanordnung blockiert wird, z.B. durch
das Kurzschließen des Stoßkondensators.
[0019] Um sicherzustellen, dass nach dem Austausch einer gealterten Hochdruck-Gasentladungslampe
die neue Lampe mit der Schaltungsanordnung betrieben werden kann, wird vorzugsweise
die Blockade der Zündschaltungsanordnung aufgehoben, nachdem diese von der Stromversorgung
getrennt und nachfolgend wieder an diese angeschlossen wird.
[0020] Die Erfassung des Grades der Unsymmetrie der Lampenspannung während des Betriebs
der Lampe kann auch genutzt werden, um den zeitlichen Verlauf dieser Unsymmetrie zu
ermitteln, wodurch letztlich eine Prognose für die noch verbleibende Betriebszeit
der Lampe ermittelbar ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass aus dem Verlauf
der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung über ein vorgegebenes Zeitintervall, beispielsweise
durch lineare Interpolation die Zeitdauer ermittelt wird, die verbleibt, bis die Lampe
einen vorbestimmten Grenzwert der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung erreicht,
an dem die Lampe erfindungsgemäß ausgeschaltet wird. Diese ermittelte Zeitdauer kann
optisch angezeigt oder auch digital bzw. analog an einem entsprechenden Port zur weiteren
Verarbeitung bzw. Anzeige ausgegeben werden.
[0021] Ferner kann es zweckmäßig sein, das erfasste Maß der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
während des Betriebs zur Festlegung einer erlaubten Anzahl von Zündversuchen zu verwenden.
Nach Ablauf dieser in Abhängigkeit des erfassten Grades der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
festgelegten Anzahl der Zündversuche kann dann die Zündschaltungsanordnung blockiert
werden. In gleicher Weise kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der ermittelte
Grad der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung zur Festlegung der erlaubten Zündzeit
verwendet wird, innerhalb dessen Zündversuche durchgeführt werden dürfen. Beispielsweise
kann die erlaubte Anzahl der Zündversuche bzw. die erlaubte Zündzeit proportional
zum Abstand der erfassten Unsymmetrie von der erlaubten Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
berechnet werden. Dabei entspricht diese erlaubte Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
gerade einem dem Grad, kurz bevor die Lampe gelöscht wird.
[0022] Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Zünden
einer Hochdruck-Gasentladungslampe in einer Prinzipskizze und
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Zünden
einer Hochdruck-Gasentladungslampe in einer Prinzipskizze
zeigt.
[0023] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die hier als Zündschaltungsanordnung
1 ausgebildet ist. An den Ausgangsklemmen L
P, N ist die Hochdruck-Gasentladungslampe 3 angeschlossen, über welche im Betrieb eine
Lampenbetriebsspannung U
L abfällt, der Lampenstrom ist mit I
L angegeben. Zur Wechselstromversorgung der Lampe ist die Zündschaltungsanordnung 1
über ein als Drossel 2 ausgebildetes magnetisches Vorschaltgerät an die Netzspannung
U
N angeschlossen. Die Schaltungsanordnung umfasst eine Zündauslöseschaltung, welche
in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform einen Stoßkondensator 30, die primärseitige
Spulenwicklung 13 eines Zündübertragers 10 sowie einen steuerbaren Schalter 20 aufweist.
Dabei ist die Reihenschaltung der primärseitigen Spulenwicklung 13 und des Schalters
20 dem Stoßkondensator 30 parallel geschaltet. Die sekundärseitige Spulenwicklung
11 des Zündübertragers 10 ist in der Versorgungsleitung der Lampe angeordnet. Dem
Stoßkondensator 30 ist eine Parallelschaltung eines Kondensators 40 und eines Widerstands
41 in Reihe geschaltet. Diese Parallelschaltung dient zum Laden des Stoßkondensators
30.
[0024] Die gezeigte Schaltungsanordnung umfasst einen Controller 50, welcher als Unterbaugruppe
einen Timerbaustein aufweist. Der Controller 50 steuert den Schalter S1 zur Erzeugung
eines primärseitigen Zündimpulses in der Zündauslöseschaltung an, welcher impulstransformiert
auf der Sekundärseite des Zündübertragers der Wechselstromversorgung der Lampe überlagert
wird. Der Schalter 20 ist z.B. als Feldeffekttransistor ausgebildet.
[0025] Ferner weist die Schaltungsanordnung eine Reihenschaltung auf, welche zumindest den
Widerstand 61 und den Kondensator 60 umfasst und die an die Elektroden der Lampe 3
angeschlossen und insofern dieser parallel geschaltet ist. In dem gezeigten Beispiel
weist diese der Lampe parallel geschaltete Reihenschaltung auch die sekundärseitige
Spulenwicklung 11 auf. Der Con-troller 50 ist über die Anschlussleitungen 54, 55 zur
Energieversorgung angeschlossen. Die Steuerleitung 51 steuert den Schalter 20 des
Zündauslöseschaltkreises. Ferner weist der Controller 50 eine Sensorleitung 53 auf,
welche auf der Spannung U
C des Kondensators 60 liegt. Die über die Leitung 53 erfasste Spannung U
C wird im Controller über einen nicht dargestellten Analog-Digital-Wandler digitalisiert,
sodass die Spannung am Kondensator 60 zur weiteren Verarbeitung binär codiert im Controller
50 bereitsteht.
[0026] Darüber hinaus weist der Timer 50 in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
eine weitere Steuerleitung 52 auf, mit welcher ein auch als Feldeffekttransistor ausgeführter
zweiter Schalter 70 angesteuert wird. Der Schalter 70 bildet zusammen mit der Sekundärwicklung
11 des Zündübertragers 10 eine Reihenschaltung, die der Lampe 3 parallel geschaltet
ist, sodass mit dem Schalter 70 die Lampe kurzgeschlossen werden kann. Es sei darauf
hingewiesen, dass der zweite Schalter z.B. auch als Thyristor oder Triac ausgebildet
sein kann.
[0027] Die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Zündschaltungsanordnung
soll im Folgenden beschrieben werden. Nach dem Laden des Stoßkondensators 30 steuert
der Con-troller 50 zu einem Zeitpunkt, bei welchem die Netzspannung oberhalb der Lampenbrennspannung
liegt, den Schalter S1 kurzzeitig zum Schließen und danach wieder zum Öffnen an. Hierdurch
entlädt sich der als Eingangsenergiequelle für die Auslöseschaltung dienende Stoßkondensator
30 über die primärseitige Spulenwicklung 13 des Zündübertragers 10. Die Magnetisierung
der primärseitigen Spulenwicklung wird über den Zündübertragerkern 12 auf die sekundärseitige
Spulenwicklung 11 transformiert und der Netzspannung überlagert. Ein sekundärseitiger
Zündimpuls liegt somit an der Lampe 3 an, sodass diese zünden kann. Zündet diese nicht
sofort, so ergibt sich auf der Versorgungsleitung aufgrund der immer vorhandenen parallel
zur Lampe 3 angeordneten Streukapazität eine abklingende Schwingung, wobei der Schwingkreis
über die Kondensatoren C2 und C3 geschlossen wird, sodass die Lampendrossel 2 nicht
mit der Zündspannung belastet wird. Nach dem Wiederöffnen des Schalters 20 wird der
Kondensator 30 wieder über die Parallelschaltung des Kondensators 40 und des Widerstandes
41 aufgeladen. Wenn die Lampe nach dem ersten Zündimpuls nicht gezündet hat und die
Netzspannung noch oberhalb der Lampenbrennspannung liegt, wird der Schalter 20 von
dem Controller 50 in der gleichen Netzhalbwelle nochmals zur Erzeugung eines primärseitigen
Zündimpulses geschlossen und wieder nach einer Zeitdauer von einigen Mikrosekunden
wieder geöffnet. Dieser Vorgang kann sich mehrmals wiederholen, bis letztlich die
Lampe zündet.
[0028] Während des Betriebs der Lampe 3 ermittelt der Controller 50 kontinuierlich das Maß
der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung. Hierzu dient die Reihenschaltung der sekundärseitigen
Spulenwicklung 11, des Widerstands 61 und des Kondensators 60, welche an die Elektroden
der Lampe 3 angeschlossen ist. Dabei stört die sekundärseitige Spulenwicklung 11 die
Erfassung dieses Gleichsspannungsanteils nicht, da erstere einen vernachlässigbaren
Gleichspannungswiderstand aufweist.
[0029] Wenn die Lampenbetriebsspannung in beiden Netzhalbwellen symmetrisch zueinander verläuft,
wird der Kondensator 60 symmetrisch aufgeladen bzw. entladen. Wie schon erwähnt, wird
die Spannung U
C am Kondensator 60 vom Controller 50 mittels eines nicht dargestellten A/D-Wandlers
digitalisiert, dessen Eingang mit der Messleitung 53 verbunden ist. Beim Vorliegen
einer symmetrischen Lampenbetriebsspannung in beiden Halbwellen erfasst der Controller
50 am Kondensator 60 einen Gleichspannungsanteil identisch Null.
[0030] Wie beschrieben, sind Hochdruck-Gasentladungslampen einem Verschleiß unterworfen,
der letztlich zum Ausfall der Lampe führt. In der Regel zeigt sich dieser Alterungsprozess
in einer unterschiedlichen Kathodenfallspannung an beiden Elektroden der Lampe, was
eine Gleichrichterwirkung der Lampe zur Folge hat. In diesem Fall misst der Controller
50 einen von Null verschiedenen Gleichspannungsanteil der Spannung U
C, welcher ein Maß für die Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung darstellt und vom
Controller 50 mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird. Sollte im Betrieb der Lampe
dieser voreingestellte Wert überschritten werden, wird die Lampe 3 zur Vermeidung
von Folgeschäden, die beispielsweise aufgrund einer zu hohen Temperaturentwicklung
verursacht werden könnten, abgeschaltet. Hierzu steuert der Controller 50 über die
Steuerleitung 52 den Schalter 70 zum Schließen an. Hierdurch wird die Lampe 3 von
der Versorgungsspannung getrennt, wodurch die Lampe erlischt. Nach einem beispielhaften
Zeitintervall von 10 Millisekunden steuert der Controller 50 den Schalter 70 wieder
zum Öffnen an. Da der Controller 50 erkannt hat, dass die Lampe fehlerhaft ist, wird
die Steuerleitung 51 blockiert, sodass der Schalter 20 in der Zündauslöseschaltung
nicht mehr zum Schließen und damit nicht zum Erzeugen eines Zündimpulses angesteuert
werden kann. Der Controller 50 ist so eingestellt, dass dieser nach dem Abschalten
der Stromversorgung und dem Wiederanschalten neu initialisiert wird und dann der Schalter
20 wieder zum Erzeugen eines primärseitigen Zündimpulses angesteuert werden kann.
Dabei wird davon ausgegangen, dass nach dem Trennen des Controllers vom Netz die Lampe
ausgewechselt und nach dem Wiedereinschalten des Netzes die neue Lampe wie beschrieben
betrieben werden kann.
[0031] Wie in Fig. 1 dargestellt, umfasst der Controller 50 eine Timereinrichtung, die in
der beschriebenen Ausführungsform eine Zählvorrichtung zur Erfassung der Anzahl von
Lampenzündungen und eine Zählvorrichtung zur Erfassung der vergangenen Zündzeit für
einen Zündversuch aufweist. Insbesondere bei einer gealterten Hochdruck-Gasentladungslampe
sind häufig mehrere Lampenzündungen notwendig, bis die Lampe endgültig brennt. Aus
diesem Grunde wird bei einem Zündversuch die Anzahl solcher notwendigen Lampenzündungen
erfasst und ferner die hierfür benötigte Zündzeit. Sollte sich im Verlauf eines Zündversuchs
herausstellen, dass eine vorgegebene Anzahl von Lampenzündungen oder eine vorgegebene
Zündzeit überschritten wurde, schließt der Controller 50 auf eine fehlerhafte Lampe
und unterlässt weitere Zündversuche. Hierzu ist im Controller 50 ein nicht dargestellter
Speicherbereich vorgesehen, in welchem die erlaubte Anzahl von Lampenzündungen bzw.
die erlaubte Zündzeit für einen Zündversuch abgelegt sind. Bei der beschriebenen erfindungsgemäßen
Zündvorrichtung 1 ist nun vorgesehen, dass die erlaubte Anzahl von Zündversuchen und/oder
die erlaubte Zündzeit bei einem Zündversuch von dem ermittelten Maß für die Unsymmetrie
der Lampenbetriebsspannung abhängig gemacht wird. Je niedriger die Unsymmetrie der
Lampenbetriebsspannung, desto höher die Anzahl der erlaubten Lampenzündungen bzw.
der erlaubten Zündzeit. Nähert sich die gemessene Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
dem Grenzwert, wird auch die Anzahl der erlaubten Zündversuche bzw. die erlaubte Zündzeit
entsprechend erniedrigt, um eine Schädigung des magnetischen Vorschaltgeräts bzw.
der Zündschaltung beim Erreichen des "End-of-life"-Zustandes der Lampe zu vermeiden.
[0032] In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Schaltungsanordnung 1
nicht das als Drossel 2 ausgebildete magnetische Vorschaltgerät. In einer anderen
erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dagegen vorgesehen, das Vorschaltgerät und die
Zündschaltung in einer einzelnen Baueinheit zu integrieren, siehe Fig. 2. Diese zeigt
eine zweite erfindungsgemäß ausgestaltete Schaltungsanordnung, bei welcher das Vorschaltgerät
2 und die Zündschaltung als Einheit ausgebildet sind. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform
der Schaltungsanordnung ist ansonsten sehr ähnlich zu der in Fig. 1 dargestellten
aufgebaut und unterscheidet sich von dieser ansonsten nur in der Gestaltung der Zündauslöseschaltung.
Dessen Schalter 20 ist hier als passiver, selbst gesteuerter Schalter ausgebildet.
In der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung vergleicht der als Sidac oder Triac
ausgeführte Schalter die an ihm anliegende Spannung mit einem schalterinternen Komparator
21 und schaltet beim Überschreiten eines vorbestimmten Spannungswertes, hier etwa
200 Volt durch. Ein primärer Zündimpuls wird durch das Entladen des Stoßkondensators
30 erzeugt, wobei der Schalter 20 wieder öffnet, wenn sein Haltestrom unterschritten
wird. Die elektrische Auslegung der Bauteile ist derartig ausgeführt, dass auch hier
die Zündauslöseschaltung zum Erzeugen von mehreren Zündpulsen innerhalb einer Netzhalbwelle
eingerichtet ist.
[0033] Ein weiterer Unterschied der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung im Vergleich
zu der in Fig. 1 gezeigten besteht darin, dass der Controller 50 in Fig. 2 das Erzeugen
von primären Zündimpulsen dadurch blockieren kann, dass über dessen Steuerleitung
51 ein Schalter 80 zum Schließen steuerbar ist, welcher parallel zum Stoßkondensator
30 angeordnet ist. Die Zündauslöseschaltung wird wiederum blockiert, wenn wie oben
stehend beschrieben erfasst wurde, dass ein vorgegebenes Maß der Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
erreicht wurde.
Bezugzeichenliste
[0034]
- 1
- Schaltungsanordnung
- 2
- Drossel
- 3
- Hochdruck-Gasentladungslampe
- 10
- Zündübertrager (Impulstransformator)
- 11
- Sekundärseitige Spulenwicklung/Spule
- 12
- Zündübertragerkern
- 13
- Primärseitige Spulenwicklung/Spule
- 20
- Schalter
- 30
- Stoßkondensator
- 40
- Kondensator
- 41
- Widerstand
- 50
- Controller
- 51, 52
- Steuerleitung
- 53
- Messleitung
- 54, 55
- Spannungsversorgungleitung
- 60
- Kondensator
- 61
- Widerstand
- 70
- Schalter
- 80
- Schalter
1. Schaltungsanordnung zum Zünden einer Hochdruck-Gasentladungslampe, welche eingangsseitig
an ein magnetisches Vorschaltgerät zur Bereitstellung einer Wechselstrom-Versorgung
der Lampe angeschlossen ist, umfassend
- einen Zündübertrager, welcher primärseitig mit einer Zündauslöseschaltung verbunden
und sekundärseitig zwischen dem Vorschaltgerät und der Lampe zur Übertragung eines
Zündimpulses auf die Lampe angeordnet ist,
- einen Stoßkondensator und ein erstes Schaltermittel, wobei in der Zündauslöseschaltung
eine Reihenschaltung umfassend zumindest das erste Schaltermittel und eine Primärwicklung
des Zündübertragers dem Stoßkondensator parallel geschaltet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Reihenschaltung (70, 11), welche ein steuerbares zweites Schaltermittel (70)
aufweist, der Lampe (3) parallel geschaltet ist und ein Mittel zur Erfassung des Maßes
der Unsymmetrie der Lampenbetriebspannung vorgesehen ist, sowie eine Steuereinrichtung
(50) zum Kurzschließen der Lampe durch das Ansteuern des zweiten Schaltermittels im
Ansprechen auf die erfasste Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (50) eine Timerschaltung aufweist zur Steuerung des Zündbetriebs
der Schaltungsanordnung (1), mit einer Zählvorrichtung zur Erfassung der Anzahl von
Lampenzündungen und/oder einer Zählvorrichtung zur Erfassung der vergangenen Zündzeit
für einen Zündversuch.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lampe eine Reihenschaltung (60, 61, 11) umfassend zumindest einen Kondensator
(60) und einen Widerstand (61) parallel geschaltet ist, wobei ferner ein Mittel zur
Erfassung der Spannung an dem Kondensator vorgesehen ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Vorschaltgerät als Drossel (2) ausgebildet ist, und die parallel
zur Lampe (3) angeordnete, das zweite Schaltermittel (70) aufweisende Reihenschaltung
diese Drossel nicht umfasst.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, soweit auf Anspruch 2 rückbezogen,
dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Schaltermittel (80) dem Stoßkondensator (3) parallel geschaltet ist.
6. Verfahren zum Betrieb einer Hochdruck-Gasentladungslampe die an ein magnetisches Vorschaltgerät
zur Bereitstellung einer Wechselstrom-Versorgung angeschlossen ist, mit einer Zündschaltungsanordnung,
die nach dem Zünden der Lampe abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Betriebs der Lampe (3) ein Maß für die Unsymmetrie der Lampenbetriebspannung
erfasst wird, dieses erfasste Maß für die Unsymmetrie mit einem vorbestimmten Wert
verglichen wird und beim Überschreiten des vorbestimmten Wertes die Lampe kurzgeschlossen
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (3) über ein vorbestimmtes Zeitintervall kurzgeschlossen und nach Ablauf
dieses Zeitintervalls der Kurzschluss aufgehoben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit oder nach dem Kurzschließen der Lampe (3) die Zündschaltungsanordnung
blockiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockade der Zündschaltungsanordnung nach dem Trennen der Zündschaltungsanordnung
von der Stromversorgung und dem Wiederanschließen der Zündschaltungsanordnung an die
Versorgung die Blockade aufgehoben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erfasstes Maß für die Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung gespeichert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zündens der Lampe ein erfasstes Maß für die Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
zur Festlegung einer erlaubten Anzahl von Zündversuchen berücksichtigt wird, bevor
die Zündschaltungsanordnung blockiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zündens der Lampe ein erfasstes Maß für die Unsymmetrie der Lampenbetriebsspannung
zur Festlegung einer erlaubten Zündzeit berücksichtigt wird, bevor die Zündschaltungsanordnung
blockiert wird.