Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampe

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Geräts. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit den Vorgängen während des Zündens der Gasentladungslampe.

[0002] Die Verwendung elektronischer Vorschaltgeräte zum Betreiben von Gasentladungslampen führt im Vergleich zur Verwendung von konventionellen Vorschaltgeräten aufgrund von niedrigeren Verlusten sowie einem verbesserten Lampenwirkungsgrad zu deutlichen Energieeinsparungen. Den Eingang eines typischen elektronischen Vorschaltgerätes bildet ein an das Spannungsversorgungsnetz angeschlossenes Hochfrequenzfilter, welches mit einer Gleichrichterschaltung verbunden ist. Die von der Gleichrichterschaltung gleichgerichtete Versorgungsspannung wird einer Glättungsschaltung zum Erzeugen einer Zwischenkreisspannung zugeführt, ein mit der Zwischenkreisspannung gespeister Wechselrichter erzeugt schließlich eine hochfrequente Wechselspannung, welche an den Lastkreis mit der daran angeschlossenen Gasentladungslampe angelegt wird. Das Betreiben mit der hochfrequenten Wechselspannung hat eine Verringerung der Elektrodenverluste sowie eine Steigerung der Lichtausbeute zur Folge. Ferner besteht die Möglichkeit, die Lampen kontrolliert und schonend zu zünden.

[0003] Zum Zünden der Gasentladungslampe werden üblicher Weise zunächst deren Elektroden bei einer erhöhten Frequenz des Wechselrichters vorgeheizt. Am Ende dieser Vorheizperiode wird dann die von dem Wechselrichter erzeugte Frequenz abgesenkt, so dass sie sich der Resonanzfrequenz des Lastkreises, die in erster Linie durch einen in dem Lastkreis angeordneten Serienresonanzkreis bestimmt wird, annähert und in Folge davon die an der Lampe anliegende Spannung steigt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Absenkens der Frequenz erfolgt schließlich die Zündung der Gasentladungslampe, was zur Folge hat, dass deren Widerstand stark absinkt. Ein als Folge davon auftretender überhöhter Stromfluss wird jedoch dadurch vermieden, dass die Induktivität des Serienresonanzkreises als Drossel ausgebildet ist und dementsprechend strombegrenzend wirkt.

[0004] Wenn durch die Drossel des Lastkreises ein starker Strom fließt, so hat dies ab einem gewissen Stromwert zur Folge, dass die Drossel nicht mehr linear wirkt. Dies ist jedenfalls dann der Fall, wenn es sich nicht nur um eine reine Spule, sondern um eine Spule mit einem zusätzlichen ferromagnetischen Kern handelt. Befindet sich die Drossel außerhalb ihres Linearitätsbereichs, so bedeutet dies, dass sich ihr induktiver Widerstand reduziert, was wiederum zur Folge haben kann, dass verhältnismäßig starke Strom- und Spannungsspitzen auftreten, die möglicherweise eine Beschädigung oder gar Zerstörung des Vorschaltgerätes zur Folge haben.

[0005] Um die oben beschriebenen Probleme zu vermeiden, werden bislang überwiegend Drosseln verwendet, die groß genug sind, um unter regulären Bedingungen nicht in einen nicht-linearen Zustand zu geraten. Derartige Drosseln sind allerdings aufgrund ihres größeren Volumens auch verhältnismäßig teuer. Ferner sind dadurch den Möglichkeiten, die Abmessungen des Vorschaltgeräts insgesamt zu reduzieren, Grenzen gesetzt.

[0006] Um Beschädigungen des elektronischen Vorschaltgerätes zu vermeiden, ist ferner auch bekannt, für den Fall, dass eine Sättigung bzw. Nicht-Linearität der Drossel festgestellt wird, den Wechselrichter schnellstmöglich abzuschalten. Die Abschaltung erfolgt dann so schnell, dass dies für die Gewährleistung einer sicheren Zündung der Lampe nicht ausreichend ist. Der oben beschriebene Ablauf zum Zünden der Lampe muss dann wiederholt werden.

[0007] Aus der US 4,060,751 ist eine Vorschaltanordnung für eine Gasentladungslampe bekannt, die einen mit einer Gleichspannungsquelle verbundenen Wechselrichter mit zwei Schaltern aufweist. Weiterhin weist die Schaltanordnung einen Lastkreis auf, der die Lampe und einen Serienresonanzkreis enthält. Die Schalter sind mit einem Stromfühler verbunden. Die Schaltanordnung arbeitet als ein resonanter Starter, um eine hohe Spannung für die Lampenzündung zu liefern.

[0008] In der US 5,925,990 ist ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe beschrieben, dessen Lastkreis neben der Lampe einen Serienresonanzkreis aufweist. Das Vorschaltgerät weist weiterhin einen mikroprozessorgesteuerten Wechselrichter auf. Für den Störfall ist ein Spannungsbegrenzer vorgesehen.

[0009] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Zündung der Lampe mit einer in ihrem Volumen reduzierten Induktivität herbeizuführen. Dabei soll der Zündstrom bzw. die Zündspannung in einem akzeptablen Bereich bleiben, um Beschädigungen des Vorschaltgerätes ausschließen zu können.

[0010] Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes elektronisches Vorschaltgerät, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist, gelöst. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass eine in dem Vorschaltgerät vorgesehene Steuerschaltung, welche die Einschaltzeiten der Schalter des Wechselrichters während der Zündphase schrittweise erhöht und damit die Betriebsfrequenz senkt, während der Einschaltzeit eines der beiden Schalter die Höhe des dem Lastkreis zugeführten Stromes überwacht und für den Fall, dass der Strom einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet, den Schalter vorzeitig öffnet und dann regulär wieder einschaltet.

[0011] Die Aufgabe wird weiterhin durch ein erfindungsgemässes Verfahren gelöst.

[0012] Das vorzeitige Öffnen des Schalters hat zur Folge, dass die aktuelle Schaltperiode der beiden Schalter des Wechselrichters verkürzt wird, was gleichbedeutend mit einer höheren Augenblicksfrequenz ist. Hierdurch kann bei einer geeigneten Wahl des Referenzwertes der Betrieb im nicht-linearen Bereich der Drossel beherrscht werden.

[0013] Da allerdings der Schalter nachfolgend wieder regulär eingeschaltet, d.h. in den darauffolgenden Schaltperioden die zuvor eingestellte Einschaltzeit für die beiden Schalter bzw. deren Betriebsfrequenz beibehalten wird, wird über eine längeren Zeitraum hinweg ein kontrollierter Betrieb im Grenzbereich der Drossel des Lastkreises und damit letztendlich ein sicheres Zünden der Lampe ermöglicht.

[0014] Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

[0015] So erfasst die Steuerschaltung zur Überwachung des Lastkreisstromes vorzugsweise die über einen am Fußpunkt der Halbbrücke des Wechselrichters angeordneten Widerstand abfallende Spannung und vergleicht diese mit einer Referenzspannung. Die Überwachung des Stromes erfolgt dann während der Einschaltphase des unteren Schalters der Halbbrücke. Darüber hinaus ist nach dem Ausschalten eines der beiden Schalter und dem darauffolgenden Einschalten des anderen Schalter eine vorgegebene Verzögerungszeit vorgesehen, um einen Kurzschluss des Wechselrichters auszuschließen. Bei den Schaltern handelt es sich vorzugsweise um MOS-Feldeffekttransistoren, deren Gates von der Steuerschaltung mittels pulsweitenmodulierter Signale angesteuert werden. Darüber hinaus kann das Vorschaltgerät eine zusätzliche Sicherheitsschaltung aufweisen, die für den Fall des zu späten Öffnens des Schalters und somit unkontrollierbarer Spannungsspitzen den Wechselrichter für einen vorübergehenden Zeitraum vollständig stilllegt. Hierzu überwacht die Steuerschaltung zusätzlich auch die Lampenspannung und vergleicht diese mit einem weiteren vorgegebenen Grenzwert.

[0016] Im folgenden soll die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1

ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung für das erfindungsgemäße Vorschaltgerät;

Fig. 2a

ein Taktschema der beiden Schalter des Wechselrichters für den Fall, dass die erfindungsgemässe Regelung inaktiv, d.h. ein Referenzwert noch nicht überschritten ist;

Fig. 2b

ein Taktschema der beiden Schalter, für den Fall, dass die erfindungsgemässe Regelung aktiv, d.h. der Referenzwert bereits überschritten ist;

Fig. 3

ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 4

eine Erweiterung der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung.

[0017] Die wesentlichen Bestandteile der vorliegenden Erfindung sind in dem Schaltbild in Fig. 1 dargestellt. Die vor dem Wechselrichter angeordneten weiteren Elemente des Vorschaltgerätes - beispielsweise der Gleichrichter und die Glättungsschaltung - sind bereits hinlänglich bekannt und sollen daher im folgenden nicht näher erläutert werden.

[0018] Der Wechselrichter wird durch eine Halbbrücke aus zwei in Serie geschalteten elektronischen Schaltern Q1 und Q2 gebildet. Diese Schalter Q1, Q2 können beispielsweise durch zwei MOS-Feldeffekttransistoren gebildet werden. Der Fußpunkt der Halbbrücke ist über einen Shunt-Widerstand R1 mit Masse verbunden, während an dem Eingang der Halbbrücke die Gleichspannung U_BUS anliegt, die beispielsweise durch die Formung der Netzspannung durch eine Kombination aus Funkentstörer und Gleichrichter erzeugt werden kann. Alternativ hierzu kann allerdings auch eine beliebige andere Gleichspannungsquelle an der Halbbrücke anliegen.

[0019] An den gemeinsamen Knotenpunkt der beiden Schalter Q1 und Q2 ist der die Gasentladungslampe LA, bei der es sich vorzugsweise um eine Leuchtstofflampe handelt, enthaltene Lastkreis angeschlossen. Dieser besteht zunächst aus einem Serienresonanzkreis, der sich aus einer Drossel L1 und einem Resonanzkondensator C1 zusammensetzt. An den Verbindungspunkt zwischen der Drossel L1 und dem Resonanzkondensator C1 ist ferner eine Serienschaltung aus einem Koppelkondensator C2 und der Gasentladungslampe LA derart angeschlossen, dass sie parallel zu dem Resonanzkondensator C1 liegt.

[0020] Das Ansteuern der beiden Schalter Q1, Q2 des Wechselrichters erfolgt durch eine Steuerschaltung 1, die Steuersignale an die Gates der beiden Feldeffekttransistoren Q1 und Q2 übermittelt. Ein bei der Ansteuerung üblicherweise auftretendes Taktschema für die beiden Schalter Q1, Q2 ist in Fig. 2a dargestellt.

[0021] Gemäß dieser Darstellung beginnt eine Schaltperiode mit einem Einschalten bzw. Schließen des oberen Schalters Q1 der Halbbrücke für eine bestimmte Einschaltzeit t_on, wobei unter dem Begriff "Schließen" bei der Verwendung von Feldeffekttransistoren zu verstehen ist, dass diese durchgeschaltet werden. Am Ende dieser Einschaltzeit t_on wird der Schalter Q1 wieder geöffnet bzw. der Transistor gesperrt und alternierend der Schalter Q2 geschlossen. Zwischen dem Öffnen des Schalters Q1 und dem darauffolgenden Schließen des Schalters Q2 wird eine vorgegebene Verzögerungszeit t_d abgewartet, um ein gleichzeitiges Schließen der beiden Schalter Q1, Q2 und damit einen Kurzschluss des Wechselrichters in jedem Fall zu vermeiden. Auch der zweite Schalter Q2 wird für die Einschaltzeit t_on geschlossen und danach wieder geöffnet. Nach einem weiteren Abwarten der Verzögerungszeit t_d wird wiederum der obere Schalter Q1 geschlossen, womit eine vollständige Schaltperiode beendet wird.

[0022] Die Gesamtzeit T_p einer Periode beträgt somit:

[0023] Die Frequenz des Wechselrichters berechnet sich dementsprechend zu:

[0024] Während einer Startphase des Vorschaltgerätes werden zunächst die Elektroden der Lampe LA vorgeheizt, was dadurch erfolgt, dass an den Lastkreis eine Wechselspannung mit einer Frequenz angelegt wird, die deutlich oberhalb der Resonanzfrequenz des Lastkreises liegt. Die sich dadurch ergebende Spannung ist dann zu niedrig, um eine Zündung der Lampe LA hervorrufen zu können.

[0025] Am Ende der Vorheizzeit wird die Zündung der Lampe LA eingeleitet, was dadurch erfolgt, dass die Einschaltzeit t_on für die beiden Schalter Q1, Q2 des Wechselrichters schrittweise erhöht und dementsprechend die Betriebsfrequenz des Wechselrichters reduziert wird. Die Frequenz nähert sich dann immer näher an die Resonanzfrequenz des Lastkreises an, bis die sich dabei ergebende Spannung derart groß ist, dass sie eine Zündung der Gasentladungslampe LA bewirkt. Wie bereits eingangs erläutert wurde, kann allerdings bereits vor dem Zünden der Lampe LA ein hoher Strom in dem Lastkreis auftreten, der zur Folge hat, dass die Drossel L1 nicht mehr linear wirkt und demzufolge hohe Strom- und Spannungsspitzen auftreten.

[0026] Um diesen nicht-linearen Bereich ausnutzen zu können, überwacht die Steuerschaltung 1 während der Einschaltphase des unteren Schalters Q2 die Höhe des dem Lastkreis zugeführten Stromes. Hierzu erfasst sie die über den Shunt-Widerstand R1 abfallende Spannung und führt sie einem Komparator 2 zu, der sie mit einer Referenzspannung V_ref1 vergleicht. Diese Spannung V_ref1 ist derart gewählt, dass der Maximalstrom einerseits ausreicht, um eine sichere Zündung zu gewährleisten, und andererseits zu hohe Strombelastungen vermieden werden, insbesondere wenn die Drossel in Sättigung betrieben wird.

[0027] Die Reaktion der Steuerschaltung 1 auf einen Zustand, in dem die über den Widerstand R1 abfallende Spannung den Referenzwert V_ref1 also der dem Lastkreis zugeführte Strom den Maximalstrom der Drossel L1 überschreitet, ist in Fig. 2b dargestellt. Die erste Hälfte der Schaltperiode entspricht dabei dem in Fig. 2a dargestellten Taktschema für den ungeregelten Fall, da im vorliegenden Beispiel die nachfolgend beschriebene Überwachung nur während der Einschaltphase des unteren Schalters Q2 stattfindet. Zunächst wird somit der obere Schalter Q1 für die von der Steuerschaltung 1 aktuell eingestellte Einschaltzeit t_on geschlossen und anschließend nach dem Öffnen des Schalters Q1 und Abwarten der Verzögerungszeit t_d der untere Schalter Q2 geschlossen.

[0028] Nach dem Öffnen des ersten Schalters Q1 steigt die an dem Shunt-Widerstand R1 abfallende Spannung U_R1 kontinuierlich an, wie im oberen Bereich von Fig. 2 dargestellt ist. Dies wird von der Steuerschaltung 1 überwacht. Sobald die Messspannung U_R1 die Referenzspannung V_ref1 übersteigt, tritt am Ausgang des Komparators 2 ein Impuls P auf, der dazu führt, dass die Steuerschaltung 1 den Schalter Q2 nach einer systembedingten Reaktionszeit t_r abschaltet. Die Einschaltzeit t'_on des unteren Schalters Q2 wird damit gegenüber der Einschaltzeit t_on des oberen Schalters Q1 reduziert. Nach dem Abwarten der Verzögerungszeit t_d wird dann wiederum der erste Schalter Q1 normal, d.h. für die zuvor festgelegte Einschaltzeit t_on ein- und wieder ausgeschaltet.

[0029] Durch das vorzeitige Öffnen und die sich dadurch ergebende Verkürzung der Einschaltzeit t'_on für den Schalters Q2 wird somit die Gesamtdauer


der Schaltperiode reduziert und damit die Frequenz


des Wechselrichters kurzfristig erhöht. Hierdurch wird einem unkontrollierten Betrieb im Sättigungsbereich der Drossel L1 und den sich daraus ergebenden negativen Folgen für die Schaltung entgegenwirkt. Die von der Steuerschaltung 1 zuvor eingestellte Einschaltzeit t_on wird allerdings für die darauffolgenden Schaltperioden beibehalten, wobei der untere Schalter Q2 wiederholt regulär ein aber ggf. in der oben beschriebenen Weise vorzeitig abgeschaltet wird. Die Schaltung wird damit nahe der Grenze zum nicht-linearen Bereich der Drossel L1 betrieben und zwar über einen längeren Zeitraum hinweg, so dass letztendlich eine sichere Zündung der Lampe LA ermöglicht wird.

[0030] Das soeben beschriebene erfindungsgemäße Schaltverhalten ist in dem Flussdiagramm in Fig. 3 zusammengefasst. Die ersten beiden Schritte 100 und 101 des Verfahrens bestehen - wie zuvor beschrieben - darin, dass der obere Schalter Q1 eingeschaltet und nach Ablauf der Einschaltzeit normal wieder ausgeschaltet wird. Nach dem Abwarten der Verzögerungszeit t_d im Schritt 102 wird der untere Schalter Q2 in Schritt 103 eingeschaltet. Während der Einschaltzeit des Schalters Q2 wird kontinuierlich überprüft, ob die Referenzspannung V_ref1 erreicht wurde (Schritt 104). Ist dies nicht der Fall, so wird ein interner Zählwert R der Steuerschaltung 1 um erhöht (Schritt 105) und der Schalter Q2 regulär ausgeschaltet (Schritt 106).

[0031] Das Erhöhen des Zählwerts R in Schritt 105 hat ein Erhöhen der Einschaltzeit t_on für die beiden Schalter Q1 und Q2 zur Folge. Dies deshalb, da die Einschaltzeit aus dem Zählwert R abgeleitet wird, indem beispielsweise ein interner Zähler der Steuerschaltung 1 bis zu dem Wert R zählt. Damit gilt:


wobei T_cl der Dauer des Basistaktes eines internen Zeitgebers der Steuerschaltung 1 entspricht.

[0032] Nach dem Ausschalten des Schalters Q2 und dem Abwarten der Verzögerungszeit t_d in Schritt 108 ist ein Zyklus vollständig durchlaufen und der Schalter Q1 wird erneut eingeschaltet, allerdings nun für eine etwas verlängerte Einschaltzeit.

[0033] Ergibt allerdings die Abfrage in Schritt 104, dass die Referenzspannung V_ref1 erreicht wurde, so wird der Schalter Q2 sofort ausgeschaltet (Schritt 107) und vor einem erneuten Einschalten des Schalters Q1 die Verzögerungszeit in Schritt 108 abgewartet. In diesem Fall wird somit der Zählwert R und damit die Einschaltdauer für die beiden Schalter Q1 und Q2 nicht mehr erhöht, was - wie zuvor erläutert wurde - zur Folge hat, dass ein kontrollierter Betrieb der Drossel realisiert wird.

[0034] Ergänzend zu dem eben beschriebenen Programmablauf ist anzumerken, dass der Zählwert R nicht bei jedem Durchlauf angehoben werden muss. Beispielsweise kann ein Erhöhen des Zählwerts R auch lediglich bei jedem dritten oder fünften Durchlauf erfolgen, abhängig davon, wie schnell die Frequenz des Wechselrichters während des Zündbetriebs reduziert werden soll.

[0035] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zwar eine zuverlässige Zündung der Lampe LA auch bei Verwendung einer kleineren Drossel, es kann allerdings nicht vollständig ausgeschlossen werden, dass aufgrund unvorhersehbarer Umstände vorübergehend erhöhte Spannungsspitzen in dem Lastkreis auftreten. In Fig. 4 ist daher eine erweiterte Variante der erfindungsgemäßen Schaltung dargestellt, bei der zusätzlich eine Überwachung der Lampenspannung erfolgt. Die an der Lampe LA abfallende Spannung wird hier einem weiteren Komparator 3 zugeführt, der sie mit einem weiteren Referenzwert V_ref2 vergleicht. Übersteigt die Lampenspannung diesen zweiten Referenzwert V_ref2, so schaltet die Steuerschaltung 1 den Wechselrichter für eine kurzen Zeitraum vollständig ab, um eine Beschädigung der gesamten Schaltungsanordnung zu vermeiden.

[0036] Durch die Kombination der Überwachung von Lastkreisstrom und Lampenspannung kann somit eine nochmals erhöhte Betriebssicherheit erhalten werden.

Ansprüche

1. Elektronisches Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe, vorzugsweise für eine Leuchtstofflampe (LA), mit einem mit einer Gleichspannungsquelle (U_BUS) verbundenen Wechselrichter sowie einem an den Wechselrichter angeschlossenen Lastkreis, der die Lampe (LA) und einen Serienresonanzkreis aufweist,
wobei der Wechselrichter durch zwei in einer Halbbrückenanordnung angeordnete Schalter (Q1, Q2) gebildet ist, die von einer Steuerschaltung (1) während einer Zündphase derart alternierend ansteuerbar sind, dass ihre Einschaltzeit (t_on)zur Verringerung der Ansteuerfrequenz schrittweise erhöht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) in der Zündphase während der Einschaltzeit eines der beiden Schalter (Q1, Q2) die Höhe des dem Lastkreis zugeführten Stromes überwacht und für den Fall, dass der Strom einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet, den Schalter (Q1, Q2) vorzeitig öffnet und in der nächsten Periode der alternierenden Ansteuerung der Schalter (Q1, Q2) regulär wieder einschaltet.

2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der vorgegebene Referenzwert so eingestellt ist, dass eine in dem Serienresonanzkreis enthaltene Drossel (L1) in Sättigung betrieben ist.

3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) zum Überwachen des Stromes die über einen am Fußpunkt der Halbbrücke angeordneten Widerstand (R1) abfallende Spannung (U_R1) erfasst und mit einer Referenzspannung (V_ref1) vergleicht.

4. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) die Höhe des dem Lastkreis zugeführten Stromes während der Einschaltzeit des unteren Schalters (Q2) der Halbbrücke überwacht.

5. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) zwischen dem Ausschalten eines der beiden Schalter (Q1, Q2) und dem darauffolgenden Einschalten des anderen Schalter (Q1, Q2) eine vorgegebene Verzögerungszeit (t_d) abwartet.

6. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass es sich bei den beiden Schaltern um Feldeffekttransistoren (Q1, Q2) handelt.

7. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) die beiden Schalter (Q1, Q2) mittels Impulssignalen ansteuert.

8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) ferner auch die an der Lampe (LA) anliegende Spannung überwacht und für den Fall, dass diese einen vorgegebenen weiteren Referenzwert (V_ref2) überschreitet, den Wechselrichter verübergehend ausschaltet.

9. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) vor der Zündphase den Lastkreis in einem Vorheizbetrieb zum Heizen der Lampenelektroden ansteuert.

10. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerschaltung (1) die Einschaltzeit (t_ON) erst erhöht, wenn die Schalter (Q1, Q2) das Taktschema mehrfach durchlaufen haben.

11. Verfahren zum Betrieb eines elektronisches Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe, vorzugsweise für eine Leuchtstofflampe (LA), mit einem mit einer Gleichspannungsquelle (U_BUS) verbundenen Wechselrichter sowie einem an den Wechselrichter angeschlossenen Lastkreis, der die Lampe (LA) und einen Serienresonanzkreis aufweist,
wobei der Wechselrichter durch zwei in einer Halbbrückenanordnung angeordnete Schalter (Q1, Q2) gebildet ist, die während einer Zündphase derart alternierend angesteuert werden, dass ihre Einschaltzeit (t_on) zur Verringerung der Ansteuerfrequenz schrittweise erhöht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Zündphase während der Einschaltzeit eines der beiden Schalter (Q1, Q2) die Höhe des dem Lastkreis zugeführten Stromes überwacht und für den Fall, dass der Strom einen vorgegebenen Referenzwert überschreitet, der Schalter (Q1, Q2) vorzeitig geöffnet und in der nächsten Periode der alternierenden Ansteuerung der Schalter (Q1, Q2) regulär wieder eingeschaltet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine in dem Serienresonanzkreis enthaltene Drossel (L1) durch entsprechende Wahl des Referenzwerts in Sättigung betrieben wird.

Claims

1. Electronic ballast for at least one gas discharge lamp, preferably for a fluorescent lamp (LA), having an inverter, connected with a d.c. voltage source (U_BUS), and a load circuit, which has the lamp (LA) and a series resonance circuit, connected to the inverter,
wherein the inverter is formed by means of two switches (Q1, Q2) arranged in a half-bridge arrangement, which switches are so alternatingly controllable by a control circuit (1) during an ignition phase that their switch-on time (T_on) is increased step-wise to reduce the control frequency,
characterized in that,
the control circuit (1) in the ignition phase, during the switch-on time of one of the two switches (Q1, Q2), monitors the level of the current delivered to the load circuit and in the event that the current exceeds a predetermined reference value, prematurely opens the switch (Q1, Q2) and in the next period of the alternating control of the switches (Q1, Q2) again switches on the switch in regular manner.

2. Electronic ballast according to claim 1,
characterized in that,
the predetermined reference value is so set that a choke (L1) contained in the series resonance circuit is operated in saturation.

3. Electronic ballast according to claim 1 or 2,
characterized in that,
the control circuit (1), for monitoring the current, detects the voltage (U_R1) dropping at a resistance (R1) arranged at the foot at the half-bridge, and compares this voltage with a reference voltage (V_ref1).

4. Electronic ballast according to claim 3,
characterized in that,
the control circuit (1) monitors the level of the current delivered to the load circuit during the switch-on time of the lower switch (Q2) of the half-bridge.

5. Electronic ballast according to any of claim 1 to 4,
characterized in that,
the control circuit (1) waits for a predetermined delay time (t_d) between the switching-off of one of the two switches (Q1, Q2) and the subsequent switching-on of the other switch (Q1, Q2).

6. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterized in that,
the two switches are field-effect transistors (Q1, Q2).

7. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterized in that,
the control circuit (1) controls the two switches (Q1, Q2) by means of pulse signals.

8. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterized in that,
the control circuit (1) further monitors also the voltage applied at the lamp (LA), and in the event that this exceeds a predetermined further reference value (V_ref2) temporarily switches off the inverter.

9. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterized in that,
the control circuit (1), before the ignition phase, controls the load circuit in a pre-heating operation for heating the lamp electrodes.

10. Electronic ballast according to any preceding claim,
characterized in that,
the control circuit (1) only increases the switch-on time (t_on) when the switches (Q1, Q2) have carried out the switching scheme a plurality of times.

11. Method for operating an electronic ballast for at least one gas discharge lamp, preferably for a fluorescent lamp (LA), having an inverter, connected with a d.c. voltage source (U_BUS), and a load circuit, which has the lamp (LA) and a series resonance circuit, connected to the inverter,
wherein the inverter is formed by means of two switches (Q1, Q2) arranged in a half-bridge arrangement, which switches are so alternatingly controlled during an ignition phase that their switch-on time (t_on) is increased step-wise to reduce the control frequency,
characterized in that,
in the ignition phase, during the switch-on time of one of the two switches (Q1, Q2), the level of the current delivered to the load circuit is monitored and in the event that the current exceeds a predetermined reference value, the switch (Q1, Q2) prematurely opens and, in the next period of the alternating control of the switches (Q1, Q2), the switch is again switched on in regular manner.

12. Method according to claim 11,
characterized in that,
a choke (L1) contained in the series resonance circuit is operated in saturation by means of appropriate selection of the reference value.

Revendications

1. Ballast électronique pour au moins une lampe à décharge, de préférence pour un tube fluorescent (LA), comportant un redresseur relié à une source de tension continue (U_BUS), ainsi qu'un circuit de charge, qui est raccordé au redresseur et qui comporte la lampe (LA) et un circuit accepteur,
le redresseur étant formé par deux commutateurs (Q1, Q2), qui sont agencés dans un système en demi-pont et qui peuvent être activés en alternance par un circuit de commande (1) pendant une phase d'amorçage, de telle sorte que leur durée d'activation (t_on) est augmentée pas à pas en vue d'une diminution de la fréquence d'activation,
caractérisé en ce que le circuit de commande (1) dans la phase d'amorçage surveille, pendant la durée d'activation de l'un des deux commutateurs (Q1, Q2), la valeur du courant acheminé vers le circuit de charge et, au cas où le courant dépasse une valeur de référence prédéfinie, ouvre prématurément le commutateur (Q1, Q2) et, dans la période consécutive de l'activation en alternance, active à nouveau de manière régulière le commutateur (Q1, Q2).

2. Ballast électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de référence prédéfinie est réglée de telle sorte qu'un ballast inductif (L1) contenu dans le circuit accepteur est actionné en saturation.

3. Ballast électronique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de commande (1) pour la surveillance du courant, enregistre la tension (U_R1) chutant par l'intermédiaire d'une résistance (R1) placée à la base du demi-pont et la compare à une tension de référence (V_ref1).

4. Ballast électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pendant la durée d'activation du commutateur inférieur (Q2) du demi-pont, le circuit de commande (1) surveille la valeur du courant acheminé vers le circuit de charge.

5. Ballast électronique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit de commande (1), entre la désactivation de l'un des deux commutateurs (Q1, Q2) et l'activation consécutive de l'autre commutateur (Q1, Q2), attend pendant un temps de retardement (t_d) prédéfini.

6. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux commutateurs sont des transistors à effet de champ (Q1, Q2).

7. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de commande (1) active les deux commutateurs (Q1, Q2) au moyen de signaux d'impulsion.

8. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de commande (1) surveille en outre aussi la tension appliquée à la lampe (LA) et, au cas où cette tension dépasse une autre valeur de référence (V_ref2) prédéfinie, désactive provisoirement le redresseur.

9. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de commande (1), avant la phase d'amorcage, actionne le circuit de charge en mode de préchauffage pour chauffer les électrodes de la lampe.

10. Ballast électronique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de commande (1) augmente la durée d'activation (t_ON) seulement lorsque les commutateurs (Q1, Q2) ont parcouru plusieurs fois le schéma de synchronisation.

11. Procédé destiné à actionner un ballast électronique pour au moins une lampe à décharge, de préférence pour un tube fluorescent (LA), comportant un redresseur relié à une source de tension continue (U_BUS), ainsi qu'un circuit de charge, qui est raccordé au redresseur et qui comporte la lampe (LA) et un circuit accepteur,
le redresseur étant formé par deux commutateurs (Q1, Q2), qui sont agencés dans un système en demi-pont et qui peuvent être activés en alternance pendant une phase d'amorçage, de telle sorte que leur durée d'activation (t_on) est augmentée pas à pas en vue d'une diminution de la fréquence d'activation,
caractérisé en ce que dans la phase d'amorcage, pendant la durée d'activation de l'un des deux commutateurs (Q1, Q2), la valeur du courant acheminé vers le circuit de charge est surveillée et, au cas où le courant dépasse une valeur de référence prédéfinie, le commutateur (Q1, Q2) est ouvert prématurément et, dans la période consécutive de l'activation en alternance, le commutateur (Q1, Q2) est à nouveau activé de manière régulière.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un ballast inductif (L1) contenu dans le circuit accepteur est actionné en saturation par un choix approprié de la valeur de référence.

Zeichnung