Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät zum Betrieb von mindestens einer Niederdruckentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der Patentschrift
Die
Bei Vorschaltgeräten zum Betrieb von mehreren Niederdruckentladungslampen, tritt häufig das Problem auf, dass beim Dimmbetrieb die Lampen unterschiedlich hell leuchten. Sind die Lampen in unterschiedlichen, parallel geschalteten Stromzweigen angeordnet, so kann dieses Problem durch unterschiedliche Ströme in den Stromzweigen verursacht sein. Andererseits tritt dieses Problem aber auch bei Lampen auf, die - wie bei einer Serienschaltung von zwei Lampen - in demselben Stromzweig angeordnet sind. Insbesondere, wenn das Vorschaltgerät einen Wechselrichter aufweist, der mit einem nachgeschalteten, als Resonanzkreis ausgeführten Lastkreis versehen ist, in den die Lampen geschaltet sind, leuchten diejenigen Lampen, die unmittelbar mit den Resonanzkreisbauteilen verbunden sind, häufig heller als die nachgeschalteten Lampen. Zusätzlich kann beobachtet werden, dass bei dem Betrieb von nur einer Niederdruckentladungslampe in jedem Stromzweig die beiden Enden der Lampe unterschiedlich hell leuchten. Diese Helligkeitsunterschiede werden um so deutlicher, je stärker die Lampen gedimmt werden. Aus den vorgenannten Gründen muss bei herkömmlichen Betriebsgeräten bzw. Vorschaltgeräten, insbesondere für die Serienschaltung von mehreren Niederdruckentladungslampen die untere Dimmstufe bzw. Helligkeitsstufe auf ungefähr 10% der maximalen Helligkeit begrenzt werden. Die vorgenannten Probleme werden durch parasitäre Kapazitäten zwischen der Lampe bzw. den Lampenleitungen und der Leuchte sowie auch durch parasitäre Kapazitäten innerhalb der Heizkreise verursacht.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Vorschaltgerät bereitzustellen, bei dem die obengenannten Probleme nicht mehr auftreten.
Diese Aufgabe wird durch ein Vorschaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für Niederdruckentladungslampen, die in drei parallel geschalteten Stromzweigen angeordnet sind, wird die Aufgabe durch ein Vorschaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung besitzt das Vorschaltgerät drei parallel geschaltete Stromzweige, in die jeweils elektrische Anschlüsse für mindestens eine Niederdruckentladungslampe geschaltet sind. Außerdem weist dieses Vorschaltgerät folgende weiteren Merkmale auf:
Diese Variante der Erfindung ist besonders gut zum Betrieb von drei parallel geschalteten Niederdruckentladungslampen geeignet. Sie zeichnet sich durch eine besonders einfache Verdrahtung der Leuchte aus. Die beiden Transformatoren wirken aufgrund der gegensinnigen Anordnung ihrer ersten und zweiten Wicklungen jeweils wie ein Differenzstromtransformator. Durch das spezielle Windungsverhältnis von 2:1 zwischen der ersten und zweiten Wicklung bei beiden Transformatoren ist gewährleistet, dass alle drei Stromzweige symmetrisch ausgebildet sind, da die zweiten Wicklungen der beiden Transformatoren von den Teilströmen zweier Stromzweige durchflossen werden. Außerdem ist durch die spezielle Anordnung der Wicklungen beider Transformatoren sichergestellt, dass einerseits die Ströme in den drei Stromzweigen Symmetriert werden und andererseits auch die Verluste durch parasitäre Kapazitäten in jedem einzelnen Stromzweig bzw. in jeder einzelnen Lampe kompensiert werden. Daher leuchten alle drei Lampen selbst bei starker Dimmung gleichermaßen hell.
Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät ist vorteilhafterweise als Wechselrichter mit einem nachgeschalteten Lastkreis ausgebildet ist, wobei die elektrischen Anschlüsse für die Niederdruckentladungslampen bzw. die Stromzweige mit den elektrischen Anschlüssen für mindestens eine Niederdruckladungslampe in dem Lastkreis angeordnet sind, um die Lampen mit einem hochfrequenten Wechselstrom betreiben zu können. Der Betrieb der Lampen mit einem hochfrequenten Wechselstrom verbessert die Lichtausbeute und ermöglicht eine einfache Helligkeitssteuerung der Lampen durch Ändern der Wechselstronnfrequenz.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als Wechselrichter insbesondere ein Halbbrückenwechselrichter verwendet, dessen nachgeschalteter Lastkreis als Serienresonanzkreis ausgebildet ist. Die Ausbildung des Lastkreises als Serienresonanzkreises ermöglicht eine einfache Zündung der Niederdruckentladungslampen mittels der Methode der Resonanzüberhöhung.
Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Bei allen Ausführungsbeispielen der Erfindung besitzt das Vorschaltgerät einen Halbbrückenwechselrichter, der im wesentlichen von den Transistoren T1, T2 und einer (nicht abgebildeten) Ansteuerungsvorrichtung für die Transistoren T1, T2 sowie aus dem Halbbrückenkondensator C2 besteht. Der Halbbrückenwechselrichter T1, T2 wird an seinen Spannungseingängen mit einer Gleichspannung U versorgt, die in bekannter Weise durch Filterung und Gleichrichtung aus der Netzwechselspannung generiert wird. Die Filter- und Gleichrichterschaltung des Vorschaltgerätes sind daher in den Figuren nicht dargestellt und sollen hier auch nicht weiter beschrieben werden. An den Mittenabgriff M1 zwischen den Transistoren T1, T2 des Halbbrückenwechselrichters ist die Induktivität L1 angeschlossen. An die Induktivität L1 ist der erste Anschluß des Kondensators C1 angeschlossen, während der zweite Anschluß des Kondensators C1 mit dem Massepotential verbunden ist. Die Induktivität L1 und der Kondensator C1 bilden einen Serienresonanzkreis. Der erste Anschluß des Resonanzkondensators C1 ist über eine Parallelschaltung von mehreren Niederdruckentladungslampen oder eine Serienschaltung von Niederdruckentladungslampen oder eine Kombination von beiden mit dem ersten Anschluß des Halbbrückenkondensalors C2 verbunden. Der zweite Anschluß des Halbbrückenkondensators C2 liegt auf Massepotential. An dem Halbbrückenkondensator C2 liegt die Hälfte der Versorgungsspannung U des Halbbrückenwechselrichters an. Die Transistoren T1, T2 werden mittels der Ansteuerungsvorrichtung in bekannter Weise alternierend mit einer Frequenz von mehr als 20 kHz geschaltet, so dass der Mittenabgriff M1 abwechselnd mit dem Massepotential und dem positiven Potential U verbunden ist. Zwischen dem Mittenabgriff M1 und dem zweiten Anschluß des Halbbrückenkondensators C2 fließt daher ein entsprechend hochfrequenter Wechselstrom, mit dem die Niederdruckentladungslampen betrieben werden. Bei allen Ausführungsbeispielen dient das Vorschaltgerät zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen, insbesondere von Leuchtstofflampen, die mit jeweils mit zwei heizbaren Elektrodenwendeln zur Erzeugung einer Gasentladung versehen sind. Jede Elektrodenwendel besitzt zwei elektrische Anschlüsse, über die die Elektrodenwendel mittels einer (nicht abgebildeten) Heizvorrichtung H in bekannter Weise mit einem Heizstrom beaufschlagt werden kann, um einen schonenden Lampenbetried zu ermöglichen. In den Figuren sind die elektrischen Anschlüsse der Elektrodenwendeln bzw. der Niederdruckentladuugslampen, die mit der Heizvorrichtung H verbunden sind, entsprechend mit dem Bezugszeichen H versehen. Da die Heizvorrichtung H bekannt ist und für die vorliegende Erfindung keine Rolle spielt, wird sie hier nicht weiter erläutert. So weit stimmen alle acht Ausführungsbeispiele überein.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung dient das Vorschaltgerät zum Betrieb von drei parallel geschalteten Niederdruckentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen L10, L11, L 12. In
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