ERKENNUNG DES TYPS EINER HID-LAMPE DURCH EIN MULTILAMPEN-BETRIEBSGERÄT UND BELEUCHTUNGSSYSTEM

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Betriebsgeräte für Hochdruck-Gasentladungslampen (HID-Lampen). Die Erfindung betrifft insbesondere Betriebsgeräte, die den Typ, insbesondere die Wattage (Nennleistungsklasse), einer angeschlossenen HID-Lampe diskriminieren können, um bspw. Betriebsparameter für die HID-Lampe abhängig von der Diskriminierung einzustellen.

[0002] Unter "Typerkennung" oder "Diskriminierung" ist also zu verstehen, dass ein Betriebsgerät vorgegebene Rückführgrössen (Messwerte) auswertet, um abhängig davon bspw. anhand einer Tabelle oder Funktion Betriebsparameter für angeschlossene Leuchtmittel einzustellen.

[0003] Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Beleuchtungssystem, das eine Leuchte mit einem derartigen Betriebsgerät aufweist.

[0004] Auf dem Gebiet der elektronischen Vorschaltgeräte sind Vorschaltgeräte bekannt, die für einen bestimmten Lampentyp konstruiert worden sind, und solche, die mit verschiedenen Lampentypen einsetzbar sind. Bei diesen so genannten Multilampen(Mehrlampen)-Vorschaltgeräten, die unterschiedliche Lampentypen d. h. insbesondere Lampen mit unterschiedlichen Nennleistungen (Wattagen) betreiben können, besteht also das Bedürfnis, die tatsächlich angeschlossene Lampe und somit ihre Wattage zu erkennen, um sie optimal, d.h. mit angepassten Betriebsparametern (Spannung, Strom, Frequenz etc.) zu betreiben.

[0005] "Multilampen" oder "Mehrlampen" umfasst somit Betriebsgeräte, die eine oder mehrere Lampe betrieben können.

[0006] Niederdruck-Gasentladungslampen können von einem Betriebsgerät durch Erfassen des Wendelwiderstands relativ einfach identifiziert werden. Zur Erkennung einer Niederdruck-Gasentladungslampe werden bspw. über ein Widerstands-Meßglied, ein Spannungs-Meßglied bzw. ein Temperatur-Meßglied die augenblicklichen Istwerte des Wendelwiderstandes, der Lampenspannung der angeschlossenen Gasentladungslampe bzw. der Außentemperatur gemessen und zur Auswertung dem Betriebsgerät zugeführt, wobei letzteres je nach Wert der erfassten Parameter auf einen bestimmten Lampentyp schließen kann.

[0007] Hingegen ist eine derartige Wendelerkennung bei Hochdruck-Entladungslampen (auch HID-Lampen genannt, vom englische Begriff "high intensity discharge") nicht möglich.

[0008] Es ist daher in der US2004/0113567A1 vorgeschlagen worden, erst die Hochdruck-Entladungslampe zu zünden und dann anhand wenigstens eines Werts der U/I-Kennlinie auf den Lampentyp zu schließen. Hierzu wird nach Beginn der elektrischen Entladung wird ein Ausgangsparameter der Lampe überwacht.

[0009] Aus der Druckschrift DE 195 30 485 A1 ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer elektrischen Lampe eines vorgegebenen Lampentyps an einer definierten Energiequelle bekannt. Das Verfahren weist den Schritt des Erfassens einer den Lampentyp der Lampe bezeichnenden Information und den Schritt des Ansteuern der Lampe in Abhängigkeit der mit der lampentypenbezeichnenden Information auf. Die lampentypenbezeichnende Information kann beispielsweise durch einen Sensor, der einen individuellen Betriebszustands erfasst, oder eine Eingabeneinrichtung vorgegeben seien.

[0010] Aus dem Dokument `Dimming Control And Characteristics Of High-frequency Operated Metal Halide Lamps' der Autoren X. Cao und anderen sind eine Dimmsteuerung und Charakteristiken hochfrequenzbetriebener Metall-Halid-Lampen (MH-Lampen) beschrieben. Die Lampenleistung wird basierend auf zwei Betriebsgerätetopologien verglichen. Der Dimmbereich und die Stabilitätssteuerung der MH-Lampen wird beschrieben, wobei sich der Dimmbereich zwischen 100% und 30% bewegt. Es ist daraus bekannt, dass die Kombination der Betriebsgerätetopologie und des Dimmverfahrens die Dimmleistung beeinflussen kann.

[0011] In der Druckschrift WO 2008/001245 A1 ist ein Verfahren zum Erkennen eines fehlerhaften Betriebs einer Gasentladungslampe beschrieben. Das Verfahren weist die Schritte des Bestimmens der Lampenimpedanz und des überführen der Lampe in einen Glühbetrieb auf, wenn erkannt wird, dass die Lampe eine positive Impedanz hat. Der Lampenstrom wird variiert und die aus der Lampenstromänderung resultierenden Lampenspannungsänderungen werden analysiert um die Lampenimpedanz festzustellen. In einem Ausführungsbeispiel wird der Lampenstrom auf einen ersten Wert zu einem ersten Messzeitpunkt gesetzt und eine erste Lampenspannung, die zu dem ersten Messzeitpunkt auftritt, wird gemessen, während zu einem zweiten Messzeitpunkt der Lampenstrom auf einen zweiten Wert gesetzt wird und die zweite Lampenspannung, die zu dem zweiten Messzeitpunkt auftritt, gemessen wird. Das Verhältnis der zwei Lampenspannungen wird dann analysiert.

[0012] Das Problem dabei ist, dass bei dieser Erfassung der so genannten äquivalenten Impedanz unterschiedliche Wattagen (beispielsweise 70 oder 150 Watt) den gleichen Wert zeigen können und daher anhand dieses Parameters nicht eindeutig unterscheidbar sind. Weiterhin wird die Lampenerkennung noch deswegen erschwert, weil sich diese Parameter je nach Lampentyp während der Lebensdauer der Lampe erheblich verändern können. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist somit, dass die Lampenerkennung nicht zuverlässig ist.

[0013] Die Erfindung hat sich dementsprechend zur Aufgabe gesetzt, eine verbesserte Technik zur Erkennung des Typs, insbesondere der Leistungsklasse ("Wattage") einer Hochdruck-Entladungslampe bereitzustellen, womit insbesondere der Einsatz von Multilampen-Betriebsgeräten erleichtert wird.

[0014] Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst, wobei sich die Kombination der Ansprüche als besonders vorteilhafte Lösung der Aufgabenstellung auszeichnet.

[0015] Die Erfindung schlägt vor ein Verfahren zur Diskriminierung von unterschiedlichen an einem Mehrlampen-Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampen (EL), insbesondere von Hochdruck-Entladungslampen (EL) unterschiedlicher Nennleistung (Pmin, Pmax). Dabei erfolgt die Diskriminierung anhand des Gradienten, insbesondere des Vorzeichens des Gradienten der erfassten Strom-/Spannungskennlinie der HID-Lampe an einem vorgegebenen, vorzugsweise bei allen Messungen konstanten Betriebspunkt der Kennlinie der HID-Lampe. Das Betriebsgerät ist also dazu ausgestattet, die Lampenspannung und den Lampenstrom bzw. einen diese allein oder in Kombination bestimmenden Parameter zu erfassen und über eine Regelung den Betriebspunkt konstant zu halten.

[0016] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zur Unterscheidung einer an einem Mehrlampen-Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe unter unterschiedlichen Nennleistungen. Das Mehrlampen-Betriebsgerät kann unterschiedliche Betriebsleistungen, die den unterschiedlichen Nennleistungen entsprechen, erzeugen. Folgende Schritte sind vorgesehen:

• Die Hochdruck-Entladungslampe wird mit der kleinsten Betriebsleistung betrieben.
• Es wird ermittelt, ob der mit dieser Betriebsleistung sich ergebende Betriebspunkt sich im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie der Hochdruck-Entladungslampe mit positiver Steigung befindet. Falls ja, wird erkannt, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe der im ersten Schritt eingestellten Betriebsleistung entspricht.
• Falls der Betriebspunkt sich nicht im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet, wird erkannt, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe nicht der im ersten Schritt eingestellten Betriebsleistung entspricht.

[0017] In einem Verfahren zur Erkennung einer Nennleistung mit einer kleineren und einer größeren Nennleistung wird entschieden, wenn sich der Betriebspunkt nicht im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe der größeren Nennleistung entspricht.

[0018] In einem Verfahren zur Erkennung einer Nennleistung unter mehreren Nennleistungen werden, wenn sich der Betriebspunkt nicht im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet, die drei ersten Schritte mit der nächstkleinsten Betriebsleistung solange rekursiv durchgeführt, bis der Betriebspunkt sich im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet.

[0019] Zur Ermittlung der Steigung wird vorzugsweise ausgehend vom Betriebspunkt die zugeführte Betriebsleistung derart reduziert, dass sich ein zweiter Betriebspunkt einstellt.

[0020] Die Differenz zwischen der Lampenspannung des Betriebspunkts und der Lampenspannung des zweiten Betriebspunkts wird dann ermittelt.

[0021] Vorzugsweise werden die Lampenspannungen des Betriebspunkts und des zweiten Betriebspunkts zwischengespeichert.

[0022] Die Steigung kann vorzugsweise am Betriebspunkt ermittelt werden.

[0023] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine integrierte Schaltung vorgesehen, die zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ausgelegt ist.

[0024] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrlampen-Betriebsgerät vorgesehen zum Betreiben von Hochdruck-Gasentladungslampen, das eine Steuereinheit aufweist, die ein derartiges Verfahren ausführt.

[0025] Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Leuchte mit einem Leuchtmittel und einem derartigen Betriebsgerät. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein Beleuchtungssystem, das eine Leuchte mit einem derartigen Betriebsgerät aufweist.

[0026] Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften werden nunmehr, bezugnehmend auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen und anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

[0027] Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die U/I-Kennlinie einer Hochdruck-Gasentladungslampe,

Fig. 3 im Vergleich zwei U/I-Kennlinien von Hochdruck-Gasentladungslampen mit unterschiedlichen Wattagen,

Fig. 4 ein Diagramm der erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung von Lampentypen, und

Fig. 5 ein Diagramm einer erfindungsgemäßen Lampentypen-Erkennung unter drei verschiedenen Nennleistungen.

[0028] In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung ist Teil eines elektronischen Vorschaltgeräts und umfasst steuerbare Schalter S1-S4 eines DC/AC-Wechselrichters, die zu einer Vollbrücke verschaltet sind. Als Schalter S1-S4 werden vorzugsweise Feldeffekttransistoren verwendet.

[0029] An die Vollbrücke ist eine Gleichspannung Ubus angelegt, die von einer geeigneten Gleichspannungsquelle des entsprechenden elektronischen Vorschaltgeräts, in dem die Schaltungsanordnung verwendet wird, stammt. Die Gleichspannung Ubus kann beispielsweise durch Umsetzung einer anliegenden Netzspannung durch eine Kombination aus einem Funkentstörer und Gleichrichter erzeugt werden. Alternativ dazu kann allerdings auch eine beliebige andere Gleichspannungsquelle verwendet werden.

[0030] In dem Brückenzweig der in Fig. 1 gezeigten Vollbrückenschaltung ("Vollbrücke") ist eine anzusteuernde Gasentladungslampe EL, insbesondere eine Hochdruck-Gasentladungslampe, angeordnet. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung ist insbesondere für den Betrieb von Metallhalogen-Hochdruck-Gasentladungslampen geeignet, die besonders hohe Zündspannungen benötigen. Hochdruck-Gasentladungslampen unterscheiden sich von Niederdruck-Gasentladungslampen insbesondere dadurch, dass sie höhere Zündspannungen benötigen und in ihrem kleineren Lampenkörper ein höherer Druck auftritt. Des Weiteren weisen Hochdruck-Gasentladungslampen noch eine höhere Leuchtdichte auf.

[0031] Mit dem Brückenzweig der in Fig. 1 dargestellten Vollbrücke ist ein Serienresonanzkreis gekoppelt, der eine Induktivität L1 und eine Kapazität C1 umfasst, wobei die Kapazität C1 an einem Anzapfungspunkt der Induktivität L1 angreift und über einen weiteren steuerbaren Schalter S5 parallel zu dem Schalter S4 geschaltet ist. Darüber hinaus ist eine Glättungs- oder Filterschaltung vorgesehen, die eine weitere Induktivität L2 und eine weitere Kapazität C2 aufweist, wobei diese Bauelemente wie in Fig. 1 gezeigt verschaltet sind. An die Vollbrücke ist zudem ein Widerstand R1 angeschlossen, der als Strommess-Widerstand (Shunt) dient.

[0032] Ein Spannungsteiler R2, R3 wird zur Messung der Eingangsspannung benutzt und, wie bereits erwähnt, der Widerstand R1 dient zur Messung des Lampenstroms.

[0033] Des Weiteren ist in Fig. 1 eine zentrale Steuerschaltung 1 dargestellt, welche von einer Versorgungsspannung VDD gespeist wird. Die Steuerschaltung 1 kann integrierte Schaltung, insbesondere als anwenderspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) oder Mikroprozessor (oder eine Hybridversion davon) ausgestaltet sein.

[0034] Das Ansteuern der Schalter S1-S4 der Vollbrücke sowie des Schalters S5 erfolgt über mit den Gates der Transistoren verbundene Anschlüsse A1 bis A5 der Steuerschaltung 1. Über weitere Messanschlüsse M1, M2 können jeweils die Lampenspannung und den Lampenstrom erfasst werden.

[0035] Der zuvor erwähnte Serienresonanzkreis mit der Induktivität L1 und der Kapazität C1 dient in Kombination mit der weiteren Kapazität C2 insbesondere zum Zünden der Hochdruck-Gasentladungslampe EL. Zu diesem Zweck wird der Serienresonanzkreis in Resonanz angeregt, d. h. eine der Resonanzfrequenz entsprechende Frequenz (oder ein Vielfaches davon) der Lampe zugeführt. Die Anregung des Resonanzkreises erfolgt vorzugsweise durch abwechselndes Schalten der Schalter S1 und S2.

[0036] Nach dem Zünden wird ein Normalbetrieb der Lampe initiiert. Die Vollbrücke mit den steuerbaren Schaltern S1-S4 wird auf an sich bekannte Art und Weise während des Normalbetriebs betrieben, d. h. die beiden Brückendiagonalen mit den Schaltern S1 und S4 bzw. S2 und S3 werden abwechselnd aktiviert und deaktiviert und somit die entsprechenden Schalter der beiden Brückendiagonalen abwechselnd bzw. komplementär zueinander ein- und ausgeschaltet.

[0037] Dabei besteht die aktivierte Brückendiagonale aus einem hochfrequent getakteten Schalter und einen niederfrequent getakteten Schalter. Vorzugsweise sind S1, S2 die hochfrequent getakteten Schalter und S3,S4 die niederfrequent getakteten Schalter.

[0038] Das Ein- und Ausschalten der Schalter S1-S4 erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines hochfrequenten pulsweitenmodulierten Steuersignals der Steuerschaltung 1, welches mit Hilfe der aus den Bauelementen L2 und C2 bestehenden Filter- oder Glättungsschaltung gesiebt wird, so dass an der Gasentladungslampe EL lediglich der lineare Strommittelwert anliegt.

[0039] Mit Hilfe des pulsweitenmodulierten Steuersignals kann somit die der Lampe EL zugeführte Leistung gesteuert bzw. unter Berücksichtigung der von den Mess-Anschlüssen M1, M2 erfassten Lampenspannung sowie Lampenstrom geregelt werden.

[0040] Die Erkennung der Lampe EL ist nicht an die Vollbrückenschaltung und auch nicht an das beschriebene Betriebsverfahren gebunden. Es kann beispielsweise auch eine Halbbrückenschaltung (mit zwei in Serie geschalteten und komplementär getakteten Schaltern) zum Betreiben der Lampe EL gewählt werden. Auch ist die Erkennung nicht an die Art des Betriebes der Lampe EL gebunden. Es kann beispielsweise alternativ zu der oben beschriebenen Methode mit einer niederfrequenten Rechteckspannung auch ein hochfrequenter Betrieb gewählt werden. Bei diesem hochfrequenten Betrieb kann beispielsweise eine Halbbrückenschaltung als Schaltungsanordnung gewählt sein. Die zwei Schalter der Halbbrückenschaltung werden alternierend getaktet. Die Lampe EL ist auch bei dieser Anordnung in einem Serienresonanzkreis aus zumindest einer Induktivität und zumindest einer Kapazität angeordnet. Nach dem Zünden der Lampe EL kann diese weiterhin mit einer hochfrequenten Wechselspannung betrieben werden, die sich im Serienresonanzkreis aufgrund der alternierenden Taktung der beiden Schalter der Halbbrückenschaltung durch eine Anregung in Resonanz ergibt, d. h. die beiden Schalter werden mit einer der Resonanzfrequenz entsprechenden Frequenz (oder einem Vielfachen davon; "Harmonische")) der Lampe angesteuert. Um eine Resonanzanregung zu erreichen, ist es ausreichend, wenn diese Frequenz nur in der Nähe der Resonanzfrequenz liegt.

[0041] In Fig. 2 ist die Spannung/Strom-Kennlinie K1 einer 70 Watt Hochdruck-Gasentladungslampe gezeigt.

[0042] Bekanntlich zeigt diese dargestellte U/I-Kennlinie bei niedrigen Stromwerten zuerst einen ersten Bereich 11 mit negativem Widerstandsgradienten, d.h. bis zu einem Umkehr-Minimumpunkt 13 sinkt die Spannung mit steigendem Strom. Danach in einem zweiten Bereich 12 steigt die Spannung der Hochdruck-Gasentladungslampe wieder mit steigendem Strom an.

[0043] Im zweiten Bereich 12 sind die Widerstandsgradienten wieder positiv. Gerade in diesem zweiten Bereich 12, d.h. in dem aufsteigenden Ast, befindet sich der normale Betriebspunkt N1 der Hochdruck-Gasentladungslampe EL, um einen stabilen Lampenbetrieb zu gewährleisten.

[0044] In der Nähe des normalen Betriebspunkts N1 ist die Steigung der Spannung/Strom-Kennlinie der Hochdruck-Gasentladungslampe also positiv. Wird der Lampenstrom zunächst verringert, so verringert sich die Lampenspannung. Dieses Verhalten besteht bis zum Umkehr-Minimumpunkt 13.

[0045] Wird nunmehr dieser 70 Watt Hochdruck-Gasentladungslampe eine Leistung von 70 Watt zugeführt, so befindet sich der entsprechende Betriebspunkt N1 dieser Lampe in einem Bereich 12 der U/I-Kennlinie mit positivem Widerstandsgradienten.

[0046] In Fig. 3 wird zusätzlich noch die U/I-Kennlinie K2 einer 150 Watt Hochdruck-Gasentladungslampe dargestellt.

[0047] Wenn diese 150 Watt Lampe mit der oben genannten, für die 70 Watt Lampe passende Leistung von 70 Watt betrieben wird, so ergibt sich für die Schaltungsanordnung der Betriebspunkt N2. Aufgrund der insgesamt verschobenen Kennlinie K2, weist dieser neue Betriebspunkt N2 aber einen negativen Widerstandsgradienten auf.

[0048] Die Erfindung nutzt nunmehr die Tatsache, dass der normale Betriebspunkt einer Hochdruck-Gasentladungslampe im aufsteigenden Ast 12 der U/I-Kennlinie gewählt wird. Aus dem Vorzeichen und/oder dem Betrag des Gradienten der U/I-Kennlinie an dem Betriebspunkt N1, N2 kann erfindungsgemäß geschlossen werden, ob die eingesetzte Hochdruck-Gasentladungslampe EL mit einer passenden Leistung betrieben wird.

[0049] Die Erfindung schlägt also eine Differenzmessung der U/I-Kennlinie vor. Die kann ausgenutzt werden, um das Vorzeichen und/oder den Betrag des Gradienten der U/I-Kennlinie an einem Betriebspunkt zu erfassen, um wiederum davon abhängig (beispielsweise durch eine Tabellenabgleich) Betriebsparameter für den Betrieb der Lampe einzustellen.

[0050] Ein Multilampen-Vorschaltgerät, das unterschiedliche Lampentypen betreiben kann, kann erfindungsgemäß die angeschlossene Hochdruck-Gasentladungslampe erkennen, indem der Gradient der U/I-Kennlinie am Betriebspunkt direkt oder indirekt ermittelt wird und sein Vorzeichen überprüft wird. Auf den Absolutwert des Gradienten kommt es vorzugsweise nicht an, solange nur auf Grund der direkten oder indirekten U/I-Messung Rückschlüsse auf das Vorzeichen des Gradienten getroffen werden können.

[0051] Ist dieser ermittelte Gradient negativ, so befindet sich der Betriebspunkt der Lampe in einem Bereich 11, wo mit steigendem Strom die Spannung sinkt. Daraus kann geschlossen werden, dass die Lampe EL mit einer zu kleinen Leistung betrieben wird. Ist dieser ermittelte Gradient hingegen positiv, ist der Betriebspunkt der Lampe in einem Bereich 12 mit gleichzeitigem Anstieg des Lampenstroms und der Lampenspannung, was auf eine passende bzw. geeignete Leistungszufuhr hindeutet.

[0052] Fig. 4 zeigt, wie ein Multilampen-Vorschaltgerät die angeschlossene Hochdruck-Gasentladungslampe bzw. ihre Wattage erkennen kann.

[0053] Es sei angenommen, dass das Multilampen-Vorschaltgerät Lampen mit einer ersten Leistung Pmin von z.B. 70 Watt oder mit einer größeren zweiten Leistung Pmax von z.B. 150 Watt betreiben kann.

[0054] In einem ersten Verfahrensschritt S1 nach dem Zünden wird der angeschlossenen Hochdruck-Gasentladungslampe EL die geringere Leistung Pmin durch entsprechende Steuerung der Schalter S1-S4 zugeführt.

[0055] Der Betriebspunkt N1 der Lampe wird danach ermittelt S2, d.h. der Lampenstrom und die Lampenspannung werden erfasst. Diese Erfassung der Lampenparameter erfolgt beispielsweise über die oben beschriebenen Mess-Anschlüsse M1, M2 der Steuerschaltung 1.

[0056] Der Wert der direkt oder indirekt gemessenen, sich bei Zufuhr der ersten Leistung Pmin ergebenden Lampenstrom und Lampenspannung werden in einem nächsten Schritt S3 in einer Speichereinheit 5 der Steuerschaltung 1 gespeichert, um später darauf zugreifen zu können.

[0057] Die von der Vollbrücke erzeugte Leistung wird dann verringert S4, so dass der an der Hochdruck-Gasentladungslampe EL anliegende Strommittelwert sich ebenfalls verringert. Diese erzeugte Leistung wird beispielsweise um maximal 10 % verringert.

[0058] Um den neuen Betriebspunkt N1' zu bestimmen, werden erneut sowohl Lampenstrom als auch Lampenspannung gemessen S5 und in der Speichereinheit 5 gespeichert S6.

[0059] Die Steigung Δ der Spannung/Strom-Kennlinie der angeschlossenen Hochdruck-Gasentladungslampe zwischen den Betriebspunkten N1 und N1' wird anschließend mit Hilfe folgender Gleichung ausgerechnet S7:

[0060] Ist diese Steigung Δ positiv S8, so kann darauf geschlossen S9 werden, dass die an das elektronische Vorschaltgerät angeschlossene Hochdruck-Gasentladungslampe die Nennleistung Pmin aufweist, wobei dann das Vorschaltgerät die Lampe mit dieser Leistung Pmin betreiben wird.

[0061] Zusätzlich oder alternativ kann auch der Betrag des Gradienten ausgewertet werden.

[0062] Andersfalls kann vom Vorschaltgerät bzw. von der Steuerschaltung 1 daraus entnommen werden S9', dass die angeschlossene Lampe die Nennleistung Pmax aufweist und mit dieser Leistung Pmax zu betreiben ist.

[0063] Statt die Steigung Δ bzw. den Widerstandsgradienten auszurechnen S7 und anschließend das Vorzeichen der Steigung Δ zu ermitteln S8, kann alternativ dazu lediglich das Vorzeichen der Differenz (V1-V1') ermittelt werden, da die Differenz (I1-I1') eigentlich positiv bleibt.

[0064] Dieses Verfahren kann auch bei einem Vorschaltgerät eingesetzt werden, das mehr als zwei Ausgangsleistungen zur Verfügung stellen kann. Ein Mehrlampen-Vorschaltgerät kann beispielsweise zum Betreiben von Lampen mit 3 unterschiedlichen Nennleistungen P1, P2 und P3 vorgesehen sein, wobei P1<P2<P3.

[0065] Auch in solch einem Fall kann das Vorschaltgerät die Wattage der angeschlossenen Lampe selbst erkennen, in dem das in Bezug auf Fig. 4 beschriebene Verfahren rekursiv durchgeführt wird. Hierzu wird zunächst das Erkennungsverfahren der Fig. 4 derart durchgeführt, dass die Gasentladungslampe mit der kleinsten Leistung P1 betrieben wird, siehe Schritt S11 auf Fig. 5.

[0066] Ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel wird am Betriebspunkt dieser niedrigeren Wattage P1 dann ermittelt, ob sich die Lampe bereits im Bereich der U/I-Kennlinie mit positiver Steigung bzw. positivem Widerstandsgradienten befindet S12. Falls dieser Gradient positiv ist, kann für die Gasentladungslampe auf eine Nennleistung P1 geschlossen werden S13.

[0067] Andernfalls kann diese Leistung P1 ausgeschlossen werden, so dass nur noch die möglichen Nennleistungen P2 und P3 zur Wahl stehen. Die rekursive Anwendung des Erkennungsverfahren bedeutet, dass die Lampe nun mit der Leistung P2 betrieben wird S13' und, dass überprüft wird, ob der Widerstandsgradient nun positiv ist oder nicht S14, was auf eine Nennleistung P2 bzw. P3 schließen lassen dürfte S15, S15'.

[0068] Es ist nicht erforderlich, dass die Erkennung der Lampe bei jedem Lampenstart erfolgen muß. Das Betriebsgerät kann auch in einem Speicher diesbezügliche Informationen aus einer einmal durchgeführten Lampenerkennung ablegen. Der Speicher kann in der Steuerschaltung 1 integriert sein oder aber auch extern (innerhalb des Betriebsgerätes oder zumindest innerhalb des Beleuchtungssystems) liegen, wobei die Steuerschaltung 1 darauf zugreifen kann. Nach einer erfolgten Erkennung der Lampe kann die Steuerschaltung 1 in dem Speicher eine Information über den erkannten Lampentyp oder auch entsprechend der Erkennung zu wählende Betriebsparameter für die Lampe ablegen. Diese Information kann bei einem erneuten Startvorgang aus dem Speicher abgefragt werden. Diese Abspeicherung der Information über den erkannten Lampentyp bietet den Vorteil, dass nicht bei jedem Lampenstart eine Erkennung durchgeführt werden muß. Es kann beispielsweise eine Erkennung der Lampe nur bei einer erstmaligen Inbetriebnahme des Betriebsgerätes durchgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Erkennung des Lampentyps durch eine Signalisierung oder Detektion eines Lampenwechsels eingeleitet werden kann. Dies kann beispielsweise durch Entfernen der Lampe während des Betriebs erfolgen oder durch eine Signalisierung von außen. Diese Signalisierung von außen kann beispielsweise durch ein wiederholtes Ein- und Ausschalten des Netzes oder aber durch einen externen Steuerbefehl, der über eine vorhandene Schnittstelle gesendet wird, erfolgen. Der Speicher ist dabei vorteilhafterweise ein nichtflüchtiger Speicher, der auch nach dem Abschalten des Betriebsgerätes noch verfügbar ist. Als Speicher kann auch eine Sicherung verwendet werden, die zur Signalisierung eines bestimmen Lampentyps durchgebrannt werden kann.

[0069] Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise unter Berücksichtigung der in Fig. 3 gezeigten Kennlinien K1, K2 sichtbar. Diese Kennlinien K1, K2 beschreiben den Verlauf der Lampenspannung in Abhängigkeit vom Lampenstrom für zwei Lampen mit einer jeweiligen Nennleistung von 70 bzw. 150 Watt. Bei den jeweiligen Betriebspunkten N1 und N2 ergeben sich äquivalente Widerstände von 118 bzw. 110 Ohm, so dass eine Erkennung nach dem Stand der Technik die zwei Lampen tatsächlich leicht verwechseln kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lampentyp-Erkennung basierend auf der Steigung der U/I Kennlinie kann dagegen eindeutig zwischen beiden Lampentypen unterschieden werden.

[0070] Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist darin begründet, dass durch dieses Verfahren eine hohe Unabhängigkeit von Temperatureinflüssen oder auch Alterungserscheinungen der Lampe erreicht werden kann. Da für die Erkennung der Lampe nicht Absolutwerte mit einer definierten Wertetabelle für vorgegebene Lampentypen verglichen werden müssen, sondern nur der Gradient der Strom-/Spannungskennlinie an einem vorgegebenen Betriebspunkt bewertet wird, ist es unerheblich, ob sich die Strom-/Spannungskennlinie der Lampe aufgrund einer Temperaturschwankung oder auch einer Alterung der Lampe verschoben hat. Der Gradient der Strom-/Spannungskennlinie der Lampe ändert sich bei einer solchen Temperaturschwankung oder auch einer Alterung der Lampe dagegen nur in einer vernachlässigbaren Höhe.

Ansprüche

1. Verfahren zur Diskriminierung einer an einem Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe (EL),
wobei das Betriebsgerät dazu ausgelegt ist, Betriebsparameter für unterschiedliche Hochdruck-Entladungslampen (EL), insbesondere Hochdruck-Entladungslampen (EL) unterschiedlicher Nennleistung (Pmin, Pmax) bereitzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- (S1) die Hochdruck-Entladungslampe (EL) wird mit einer ersten Betriebsleistung (Pmin) betrieben (S1),

- (S8) es wird ermittelt, ob der mit dieser Betriebsleistung sich ergebende Betriebspunkt (N1) sich im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie der Hochdruck-Entladungslampe (EL) mit positiver Steigung (Δ) befindet,

- (S9) falls ja, wird erkannt, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe (EL) der im ersten Schritt (S1) eingestellten Betriebsleistung entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei, falls sich der Betriebspunkt (N1) nicht im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung (Δ) befindet, erkannt wird (S9'), dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe (EL) nicht der im ersten Schritt (S1) eingestellten Betriebsleistung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zur Erkennung einer Nennleistung mitten unter der ersten (Pmin) und einer größeren Nennleistungen (Pmax),
wobei falls der Betriebspunkt (N1) sich nicht im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung (Δ) befindet, erkannt wird (S9'), dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe (EL) der größeren Nennleistung (Pmax) entspricht.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche zur Erkennung einer Nennleistung mitten unter mehr als zwei Nennleistungen (P1, P2, P3),
wobei falls der Betriebspunkt (N1) sich nicht im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung (Δ) befindet, die Schritte (S1), (S8) und (S9) mit der nächstkleinsten Betriebsleistung solange rekursiv durchgeführt werden, bis der Betriebspunkt (N1) sich im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet.

5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei zur Ermittlung (S8) der Steigung (Δ) ausgehend vom Betriebspunkt (N1) die zugeführte Betriebsleistung derart reduziert wird, dass ein zweiter Betriebspunkt (N1') sich einstellt.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
wobei die Differenz zwischen der Lampenspannung (V1) des Betriebspunkts (N1) und der Lampenspannung (V1') des zweiten Betriebspunkts (N1') ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6,
wobei die Lampenspannungen (V1, V1') des Betriebspunkts (N1) und des zweiten Betriebspunkts (N1') zwischengespeichert (5) werden.

8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche,
wobei die Steigung (Δ) am Betriebspunkt (N1) ermittelt wird.

Claims

1. Method for discriminating a high-pressure discharge lamp (EL) connected to an operating device, the operating device being designed to provide operational parameters for different high-pressure discharge lamps (EL), in particular high-pressure discharge lamps (EL) with different rated powers (Pmin, Pmax), characterized in that the method comprises the following steps:

- (S1) the high-pressure discharge lamp (EL) is operated at a first operating power (Pmin)(S1),

- (S8) it is determined whether the operating point (N1) resulting with this operating power is in the region (12) of the voltage/current characteristic of the high-pressure discharge lamp (EL) with a positive gradient (Δ),

- (S9) if so, it is identified that the rated power of the connected high-pressure discharge lamp (EL) corresponds to the operating power set in the first step (S1).

2. Method according to Claim 1, wherein if the operating point (N1) is not in the region (12) of the voltage/current characteristic with a positive gradient (Δ), it is identified (S9') that the rated power of the connected high-pressure discharge lamp (EL) does not correspond to the operating power set in the fist step (S3).

3. Method according to Claim 1 or 2 for identifying a rated power from among the first rated power (Pmin) and a higher rated power (Pmax), wherein if the operating point (N1) is not in the region (12) of the voltage/current characteristic with a positive gradient (Δ), it is identified (S9') that the rated power of the connected high-pressure discharge lamp (EL) corresponds to the higher rated power (Pmax).

4. Method according to one of the preceding claims for identifying a rated power from among more than two rated powers (P1, P2, P3), wherein if the operating point (N1) is not located in the region (12) of the voltage/current characteristic with a positive gradient (Δ), steps (S1), (S8) and (S9) are implemented recursively with the next-lowest operating power until the operating point (N1) is in the region (12) of the voltage/current characteristic with a positive gradient.

5. Method according to one of the preceding claims, wherein in order to determine (S8) the gradient (Δ) on the basis of the operating point (N1), the supplied operating power is reduced such that a second operating point (N1') is set.

6. Method according to Claim 5, wherein the difference between the lamp voltage (V1) of the operating point (N1) and the lamp voltage (V1') of the second operating point (N1') is determined.

7. Method according to Claim 6, wherein the lamp voltages (V1, V1') of the operating point (N1) and of the second operating point (N1') are buffer-stored (5).

8. Method according to one of the preceding claims, wherein the gradient (Δ) is determined at the operating point (N1).

Revendications

1. Procédé pour la discrimination d'une lampe à décharge sous haute pression (EL) raccordée à un appareil d'alimentation,
dans lequel l'appareil d'alimentation est conçu pour mettre à disposition des paramètres de fonctionnement pour différentes lampes à décharge sous haute pression (EL), en particulier des lampes à décharge sous haute pression (EL) ayant différentes puissances nominales (Pmin, Pmax), caractérisé en ce que
le procédé comprend les étapes suivantes :

- (S1) la lampe à décharge sous haute pression (EL) fonctionne (S1) avec une première puissance de fonctionnement (Pmin),

- (S8) il est déterminé si le point de fonctionnement (N1) qui résulte de cette puissance de fonctionnement se trouve dans la zone (12) de la caractéristique tension/courant de la lampe à décharge sous haute pression (EL) ayant une pente (Δ) positive,

- (S9) si oui, il est constaté que la puissance nominale de la lampe à décharge sous haute pression (EL) raccordée correspond à la puissance de fonctionnement ajustée lors de la première étape (S1).

2. Procédé selon la revendication 1,
dans lequel, au cas où le point de fonctionnement (N1) ne se trouve pas dans la zone (12) de la caractéristique tension/courant ayant une pente (Δ) positive, il est constaté (S9') que la puissance nominale de la lampe à décharge sous haute pression (EL) raccordée ne correspond pas à la puissance de fonctionnement ajustée lors de la première étape (S1).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 destiné à l'identification d'une puissance nominale parmi la première puissance nominale (Pmin) et une puissance nominale plus grande (Pmax),
dans lequel au cas où le point de fonctionnement (N1) ne se trouve pas dans la zone (12) de la caractéristique tension/courant ayant une pente (Δ) positive, il est constaté (S9') que la puissance nominale de la lampe à décharge sous haute pression (EL) raccordée correspond à la puissance nominale plus grande (Pmax).

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes destiné à l'identification d'une puissance nominale parmi plus de deux puissances nominales (P1, P2, P3),
dans lequel au cas où le point de fonctionnement (N1) ne se trouve pas dans la zone (12) de la caractéristique tension/courant ayant une pente (Δ) positive, les étapes (S1), (S8) et (S9) sont effectuées avec la puissance de fonctionnement immédiatement inférieure de manière récursive jusqu'à ce que le point de fonctionnement (N1) se trouve dans la zone (12) de la caractéristique tension/courant ayant une pente positive.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel pour la détermination (S8) de la pente (Δ) à partir du point de fonctionnement (N1), la puissance de fonctionnement fournie est réduite de telle sorte qu'un deuxième point de fonctionnement (N1') s'ajuste.

6. Procédé selon la revendication 5,
dans lequel la différence entre la tension de lampe (V1) du point de fonctionnement (N1) et la tension de lampe (V1') du deuxième point de fonctionnement (N1') est déterminée.

7. Procédé selon la revendication 6,
dans lequel les tensions de lampe (V1, V1') du point de fonctionnement (N1) et du deuxième point de fonctionnement (N1') sont mémorisées (5).

8. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
dans lequel la pente (Δ) est déterminée au point de fonctionnement (N1).

Zeichnung