SCHALTUNGSANORDNUNG ZUM ZÜNDEN UND BETREIBEN MINDESTENS EINER ENTLADUNGSLAMPE

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben mindestens einer Entladungslampe mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss zum Anschließen einer Versorgungsspannung, einem Wechselrichter, der mindestens einen ersten und einen zweiten Haupttransistor in Halbbrückenanordnung umfasst, die seriell zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss gekoppelt sind, einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Anschließen der mindestens einen Entladungslampe, mindestens einer Lampendrossel, die seriell zum ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist, mindestens einem Ausgangskondensator, der parallel zum ersten und zum zweiten Ausgangsanschluss gekoppelt ist, einem Transformator mit einer Primärwicklung und einer ersten und einer zweiten Sekundärwicklung, wobei eine Serienschaltung, die die Primärwicklung und die mindestens eine Lampendrossel umfasst zwischen den Halbbrückenmittelpunkt und ein Bezugspotential gekoppelt ist; und einer ersten Steuerschaltung zur Ansteuerung des ersten Haupttransistors und einer zweiten Steuerschaltung zur Ansteuerung des zweiten Haupttransistors, wobei jede Steuerschaltung einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der Ausgang der ersten Steuerschaltung mit der Steuerelektrode des ersten Haupttransistors und der Ausgang der zweiten Steuerschaltung mit der Steuerelektrode des zweiten Haupttransistors gekoppelt ist, wobei der Eingang der ersten Steuerschaltung mit der ersten Sekundärwicklung und der Eingang der zweiten Steuerschaltung mit der zweiten Sekundärwicklung gekoppelt ist, wobei jede Steuerschaltung eine Zeitschaltung aufweist, deren Zeitkonstante in Abhängigkeit von der am Eingang der jeweiligen Steuerschaltung anliegenden Spannung variiert, wobei jede Zeitschaltung zumindest einen ersten Hilfstransistor aufweist, wobei die Arbeitselektrode des ersten Hilfstransistors mit der Steuerelektrode des zugehörigen Haupttransistors und die Bezugselektrode des ersten Hilfstransistors mit einem Bezugspotential gekoppelt ist, wobei die Steuerelektrode des ersten Hilfstransistors mit dem Mittelpunkt eines frequenzabhängigen Spannungsteilers gekoppelt ist, der einerseits mit der jeweiligen Sekundärwicklung, andererseits mit dem jeweiligen Bezugspotential gekoppelt ist.

Stand der Technik

[0002] Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt aus der EP 0 093 469 A1. Dabei umfasst der frequenzabhängige Spannungsteiler jeder Zeitschaltung einen ohmschen Widerstand und einen Kondensator, wobei die am Kondensator abfallende Spannung an die Steuerstrecke des ersten Hilfstransistors gekoppelt ist. Weiterhin sind Z-Dioden vorgesehen, die als relativ genaue Schwellen zur Erzeugung der Leerspannung für die Entladungslampe, d. h. die Spannung, die über der Lampe zum Zünden zur Verfügung steht, verwendet werden.

[0003] Aus der Schrift WO00/24233 ist ein Vorschaltgerät für eine Entladungslampe bekannt, bei dem mittels einer Ansteuerschaltung für eine Halbbrücke die Ausgangsspannung bei nicht zündender Entladungslampe begrenzt wird. Nachteilig bei der Lösung gemäß der genannten Druckschrift sind die erheblichen Steuerverluste, da genaue Z-Dioden mit geringem dynamischen Widerstand, die für diese Lösung benötigt werden, nur oberhalb von etwa 7 V verfügbar sind, und die über einen Strommesswiderstand erzeugte Spannung im Lampenbetrieb in dieser Größenordnung liegt. Eine detailliertere Betrachtung der genannten Lösung ergibt, dass eine Reduzierung des ohmschen Widerstands des frequenzabhängigen Spannungsteilers kompensiert werden muss durch eine Vergrößerung des Kondensators des frequenzabhängigen Spannungsteilers. Da sich der dynamische Widerstand einer Z-Diode mit geringerer Z-Diodenspannung, wie sie bei einer Absenkung der Spannung an der Sekundärwicklung zur Reduktion der Steuerverluste nötig wäre, erhöht, resultiert dies in einer größeren Zeitkonstante. Die Verzögerung der Spannung an der Steuerelektrode des ersten Hilfstransistors gegenüber dem Strom in die Steuerelektrode des Haupttransistors wird dadurch undefiniert. Daraus ergibt sich außerdem ein großer unerwünschter Streubereich. Eine Reduktion der an der jeweiligen Sekundärwicklung abfallenden Spannung zur Absenkung der Steuerverluste resultiert damit in einer Erhöhung der Toleranzen.

[0004] Die strombegrenzende Wirkung der Lampendrossel geht infolge einer möglicherweise auftretenden Sättigung zurück, wodurch die Haupttransistoren des Wechselrichters zerstört werden können. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass ein Betrieb der Lampendrossel mit leichter Sättigung jedoch erwünscht ist, da dies in niedrigen Verlusten resultiert. Genau an der Stelle macht sich eine Erhöhung der Toleranzen dann negativ bemerkbar, da dadurch die Gefahr der Sättigung der Lampendrossel geschaffen wird. In der Folge würde auf diesem Wege eine Reduktion der Steuerverluste in einer stärkeren Dimensionierung der Bauteile der Schaltungsanordnung resultieren und damit in höheren Kosten.

Darstellung der Erfindung

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass eine Reduktion der Steuerverlüste ohne Gefahr einer Zerstörung der Haupttransistoren der Wechselrichter bzw. ohne Notwendigkeit die Haupttransistoren des Wechselrichters stärker zu dimensionieren ermöglicht wird.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.

[0007] Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein Nachteil beim Stand der Technik darin besteht, dass der Kondensator des frequenzabhängigen Spannungsteilers auch deshalb problematisch ist, da er als Energiespeicher an der Steuerelektrode des ersten Hilfstransistors wirkt und damit durch dessen Ladung und Entladung eine unerwünschte Verzögerung der Spannung an der Steuerelektrode des ersten Hilfstransistors gegenüber dem Strom in die Steuerelektrode des Haupttransistors entsteht. Auf der Basis dieser Erkenntnis wird der frequenzabhängige Spannungsteiler bei einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung durch eine Induktivität und einen ohmschen Widerstand realisiert, wobei die am ohmschen Widerstand abfallende Spannung an die Steuerstrecke des ersten Hilfstransistors gekoppelt wird. Durch diese Maßnahme ist die Steuerelektrode des ersten Hilfstransistors nicht mehr in unerwünschter Weise mit einem Energiespeicher gekoppelt, unerwünschte Verzögerungen damit eliminiert. Als zweite Maßnahme werden die mit den oben bereits erwähnten Nachteilen behafteten Z-Dioden ersetzt, indem ein zweiter Hilfstransistor zu der Induktivität des frequenzabhängigen Spannungsteilers parallel geschaltet wird, wobei der zweite Hilfstransistor eine Ansteuerschaltung umfasst, die ausgelegt ist, die zugehörige Induktivität in Abhängigkeit der Spannung an der zugehörigen Sekundärwicklung durch den zweiten Hilfstransistor zu überbrücken. Dabei ist zu berücksichtigen, dass Transistoren, die für den zweiten Hilfstransistor verwendet werden, üblicherweise bei einer Spannung von 0,6 bis 0,7 V an der Steuerstrecke, d. h. bei einer derartigen Spannung zwischen der Steuer- und der Bezugselektrode, schalten, wohingegen die oben bereits erwähnten Z-Dioden-Spannungen um den Faktor 10 darüber liegen.

[0008] Durch die erfindungsgemäße Konfiguration lässt sich mit wenigen, sehr preiswerten Standardbauteilen eine gute Reproduzierbarkeit der Leerspannung und der Betriebsparameter, d. h. der Parameter für den Dauerbetrieb der Entladungslampe, bei gleichzeitig deutlich verringerten Steuerverlusten gewährleisten. In einem realisierten Ausführungsbeispiel konnten die Steuerverluste um ca. 80 % reduziert werden.

[0009] Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite erwähnte erfindungsgemäße Maßnahme, d. h. die Maßnahme, die einen zweiten Hilfstransistor vorsieht, der zur zugehörigen Induktivität parallel geschaltet ist, nur in einer der beiden Zeitschaltungen vorgesehen ist. Dies ist insbesondere möglich bei Lastkreisen geringer Betriebsgüte, bei denen die Differenz zwischen Zündfrequenz und Betriebsfrequenz gering ist und bei denen die Lampendrossel beim Zünden nur wenig gesättigt betrieben wird.

[0010] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine zweite Hilfstransistor eine Steuerelektrode, eine Arbeitselektrode und eine Bezugselektrode auf, wobei die Arbeitselektrode mit dem Punkt des zugehörigen Spannungsteilers gekoppelt ist, an dem die Induktivität mit dem ohmschen Widerstand gekoppelt ist, wobei die Bezugselektrode mit der zugehörigen zweiten Sekundärwicklung gekoppelt ist. Durch diese Verschaltung wird auf einfache Weise sichergestellt, dass die Induktivität des frequenzabhängigen Spannungsteilers durch den zweiten Hilfstransistor überbrückt werden kann, sofern der zweite Hilfstransistor leitend geschaltet wird.

[0011] Weiterhin ist bevorzugt, dass die mindestens eine Zeitschaltung weiterhin einen Strommesswiderstand umfasst, der seriell zwischen die zugehörige Sekundärwicklung und den Ausgang der zugehörigen Zeitschaltung gekoppelt ist, wobei die am Strommesswiderstand abfallende Spannung an die Steuerelektrode des zugehörigen zweiten Hilfstransistors gekoppelt ist. Dadurch wird die den zweiten Hilfstransistor ein- und ausschaltende Spannung vom Strom in die Steuerelektrode des jeweiligen Haupttransistors abhängig gemacht. Damit lässt sich erreichen, dass eine Überbrückung der Induktivität des frequenzabhängigen Spannungsteilers sehr genau mit dem zeitlichen Verlauf des Stroms in die Steuerelektrode des jeweiligen Haupttransistors verknüpft ist, der wiederum aufgrund der Auslegung des Transformators als Stromtransformator ein Abbild des Lastkreisstroms ist. Unerwünschte zeitliche Toleranzen wie im Stand der Technik, die versehentlich eine Sättigung der Lampendrossel bewirken könnten, werden damit zuverlässig ausgeschlossen.

[0012] Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass zwischen die Arbeitselektrode des mindestens einen zweiten Hilfstransistors und den Punkt des zugehörigen Spannungsteilers, an dem die Induktivität mit dem ohmschen Widerstand gekoppelt ist, ein erster weiterer ohmscher Widerstand gekoppelt ist. Ein an dieser Stelle vorgesehener ohmscher Widerstand wirkt als Strombegrenzungswiderstand und stellt damit sicher, dass der vom Transformator getriebene Strom weiterhin im Wesentlichen durch den Strommesswiderstand fließt und damit den zweiten Hilfstransistor sicher aufgesteuert hält.

[0013] Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass zwischen dem Punkt, an dem die Induktivität des jeweiligen Spannungsteilers mit der jeweiligen Sekundärwicklung gekoppelt ist, und die jeweilige Induktivität ein Kondensator gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme wird eine Sättigung der Induktivität des frequenzabhängigen Spannungsteilers für den Fall zuverlässig verhindert, in dem die von der zugehörigen Sekundärwicklung in die Steuerschaltung eingespeiste Spannung einen Gleichanteil aufweist. Dabei ist darauf zu achten, dass der Kondensator groß genug gewählt wird, so dass die durch den ohmschen Widerstand und die Induktivität des frequenzabhängigen Spannungsteilers festgelegte Zeitkonstante nicht verändert wird.

[0014] Schließlich ist weiterhin bevorzugt, dass zwischen den Strommesswiderstand und den Ausgang der zugehörigen Zeitschaltung ein zweiter weiterer ohmscher Widerstand gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme fällt an beiden Widerständen im Lampenbetrieb wiederum genügend Spannung ab, damit auch am Widerstand des frequenzabhängigen Spannungsteilers die Basis-Emitter-Flußspannung des ersten Hilfstransistors sicher erreicht wird und die Rückkopplung ausreichend groß ist.

[0015] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)

[0016] Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, die in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zeigt.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

[0017] Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und eine Versorgungsanordnung für diese Schaltungsanordnung sowie zwei Lampen, die mithilfe dieser Schaltungsanordnung gezündet bzw. gespeist werden. Die Versorgungsanordnung umfasst zwei Eingangsanschlüsse 1 und 2, die zum Anschluss an eine Wechselspannungsquelle bestimmt sind. An diese Anschlüsse 1 und 2 ist eine Gleichrichterbrücke 3 mit vier Dioden (4 bis einschließlich 7) angeschlossen. Es kann des Weiteren beispielsweise ein Filter zwischen den Eingangsanschlüssen 1 und 2 einerseits, und der Gleichrichterbrücke 3 andererseits, vorgesehen sein. Ein Ausgangsanschluss der Gleichrichterbrücke 3 ist mit einem ersten Eingangsanschluss A der Schaltungsanordnung verbunden. Ein zweiter Ausgangsanschluss der Gleichrichterbrücke 3 ist mit einem Eingangsanschluss B der Schaltungsanordnung verbunden.

[0018] Diese Schaltungsanordnung wird nun beschrieben. Die Anschlüsse A und B sind durch einen Kondensator 10 und auch durch eine Reihenschaltung eines ersten Haupttransistors 11, einer Primärwicklung 12 eines Stromtransformators und eines Lastkreises 13, dessen Einzelheiten nachfolgend aufgeführt werden, sowie eines Kondensators 14 miteinander verbunden. Der Lastkreis 13 umfasst zwei im Wesentlichen gleiche, parallele Verzweigungen. Jede dieser Verzweigungen umfasst eine Entladungslampe 15 bzw. 15', in Reihe geschaltet mit einer Lampendrossel 16 bzw. 16'. Jede der Lampen 15, 15' hat zwei vorheizbare Elektroden. Die zu einer Lampe 15, 15' gehörigen, von einer Versorgungsquelle entfernt liegenden Elektrodenenden sind durch einen Ausgangskondensator 17 bzw. 17' miteinander verbunden. Jeder dieser Ausgangskondensatoren 17, 17' stellt daher ein zur betreffenden Lampe 15, 15'parallel geschaltetes Schaltkreiselement dar.

[0019] Die Reihenschaltung der Primärwicklung 12 des Transformators, des Lastkreises 13 und des Kondensators 14 ist zu einem zweiten Haupttransistor 20 parallel geschaltet. Jeder der beiden Haupttransistoren 11 und 20 ist vom NPN-Typ. In dem Schaltkreis ist der Kollektor des Haupttransistors 11 mit dem positiven Eingangsanschluss A der Schaltungsanordnung verbunden. Der Emitter dieses Haupttransistors 11 ist mit dem Kollektor des Haupttransistors 20 verbunden. Der Emitter dieses Haupttransistors 20 ist mit dem negativen Eingangsanschluss B der Schaltungsanordnung verbunden. Optional können Stromgegenkopplungswiderstände, insbesondere Emitterwiderstände, für die Haupttransistoren 11 und 20 vorgesehen sein. Durch die Haupttransistoren 11 und 20 in Halbbrückenanordnung wird ein Halbbrückenmittelpunkt HM definiert. Der Stromtransformator mit der Primärwicklung 12 hat zwei Sekundärwicklungen 30 bzw. 31. Die Sekundärwicklung 30 ist mit einer Steuerschaltung des Haupttransistors 11 verbunden. Die Sekundärwicklung 31 ist mit einer Steuerschaltung des Haupttransistors 20 verbunden. Die Steuerschaltungen gleichen einander im Wesentlichen.

[0020] Die Enden der Sekundärwicklung 30 sind über eine Diode 40 und eine Zeitschaltung, die eine Reihenschaltung eines Kondensators 32, einer Induktivität 33 und eines ohmschen Widerstands 34 umfasst, miteinander verbunden. Die Zeitschaltung umfasst weiterhin einen ersten Hilfstransistor 35, dessen Basis mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 32 und der Induktivität 33 einerseits und dem ohmschen Widerstand 34 andererseits verbunden ist. Weiterhin ist ein zweiter Hilfstransistor 38 vorgesehen, dessen Kollektor-Emitter-Strecke zusammen mit einem dazu seriell angeordneten ohmschen Widerstand 39 der Serienschaltung aus Kondensator 32 und Induktivität 33 parallel geschaltet ist. Zwischen die Basis und den Emitter des zweiten Hilfstransistors 38 ist ein ohmscher Widerstand 36 geschaltet, der als Strommesswiderstand dient. Seriell zwischen den ohmschen Widerstand 36 und die Basis des Haupttransistors 11 ist ein zweiter weiterer ohmscher Widerstand 37 geschaltet.

[0021] Eine entsprechende Zeitschaltung 32' bis 40' verbindet die Enden der Sekundärwicklung 31 miteinander. Eine Diode 50 ist antiparallel zum Haupttransistor 11 geschaltet. Eine Diode 50' ist antiparallel zum Haupttransistor 20 geschaltet. Parallel zum Haupttransistor 11 ist weiterhin ein ohmscher Widerstand 51 und ein Kondensator 52 geschaltet.

[0022] Schließlich ist ein Schaltkreis zum Starten der Schaltungsanordnung vorgesehen. Dieser Schaltkreis umfasst unter anderem eine Reihenschaltung eines Widerstands 60 und eines Kondensators 61, die zum Kondensator 10 parallel geschaltet ist. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 60 und dem Kondensator 61 ist mit einem bidirektionalen Schwellwertelement 62, vorliegend einem DIAC, verbunden. Die andere Seite dieses Schwellwertelements 62 ist über einen Widerstand 63 mit einem Punkt zwischen dem Widerstand 36' und der Diode 40' der Steuerschaltung des Haupttransistors 20 verbunden. Der Knotenpunkt zwischen dem Widerstand 60 und dem Kondensator 61 ist auch mit einer Diode 64 verbunden. Die andere Seite dieser Diode 64 ist über einen Widerstand 65 mit dem Kollektor des Haupttransistors 20 verbunden.

[0023] Der beschriebene Schaltkreis funktioniert wie folgt: Die Anschlüsse 1 und 2 sind an eine Wechselspannung von beispielsweise 230 V, 50 Hz angeschlossen. Im Ergebnis ist eine Gleichspannung durch die Gleichrichterbrücke 3 zwischen den Anschlüssen A und B der Schaltungsanordnung angelegt. Folglich fließt Strom zuerst von A durch den Widerstand 51, die Primärwicklung 12 des Stromtransformators, den Lastkreis 13 und den Kondensator 14 zum Anschluss B, was dazu führt, dass die Ausgangskondensatoren 17, 17' und der Kondensator 14 geladen werden. Darüber hinaus wird der Kondensator 61 über den Widerstand 60 geladen. Wenn die Schwellenspannung des Schwellwertelements 62 dann erreicht ist, wird der Kondensator 61 unter anderem über die Widerstände 63, 36', 37' und den Basis-Emitter-Übergang des Haupttransistors 20 entladen. Dieser Entladungsvorgang stellt sicher, dass der Haupttransistor 20 erstmals leitend wird. Im Ergebnis wird der Kondensator 14 in dem Schaltkreis 14, 13, 12, 20, 14 entladen. Da dieser Entladestrom auch durch die Primärwicklung 12 des Stromtransformators fließt, werden Spannungen in den beiden Sekundärwicklungen 30 und 31 induziert. Die induzierte Spannung in der Wicklung 31 hat einen Richtungssinn, der den Haupttransistor 20 in leitendem Zustand hält. Die Elemente 32', 33', 34' der Zeitschaltung schalten den ersten Hilfstransistor 35' nach Verstreichen eines vorgegebenen Zeitraums leitend. Folglich wird der Haupttransistor 20 nicht-leitend. Der Strom des Lastkreises 13 fließt dann durch die Kombination der Diode 50 und des Kondensators 52 sowie durch den Kondensator 10 zurück zum Kondensator 14. Der Istwert dieses Stroms nimmt ab und nahe dessen Nulldurchgang wird der Haupttransistor 11 durch die Wicklung 30, die Diode 40 und die Widerstände 36 und 37 leitend. Auf die gleiche Weise wie für den Schaltvorgang des Haupttransistors 20 beschrieben, wird dann der Transistor 11 nach einer Weile wieder nicht-leitend. Die Schaltungsanordnung ist nun in Betrieb. Die Haupttransistoren 11 und 20 werden abwechselnd leitend geschaltet. Der Schaltkreis 64, 65 stellt dann sicher, dass der Startkondensator 61 nicht mehr bis auf die Durchbruchspannung des Schwellwertelements 62 geladen wird.

[0024] Die Lampen 15, 15' sind dann noch nicht gezündet. Der Lastkreis 13 umfasst in diesem Fall eine Parallelschaltung von zwei praktisch gleichen Verzweigungen, von denen jede aus einer Reihenschaltung einer Lampendrossel 16 und eines Ausgangskondensators 17 (bzw. 16' und 17') besteht. Dieser Schaltkreis wird durch die Lampen 15, 15' noch nicht bedämpft. Ohne das Vorhandensein der zweiten Hilfstransistoren 38 und 38' in den Zeitschaltungen würde die Frequenz des durch den Lastkreis 13 fließenden Stroms praktisch auf die Resonanzfrequenz dieses Schaltkreises eingestellt. Im Ergebnis würden so große Spannungen an den Lampen 15 und 15' anliegen, dass diese mit kalten Kathoden zünden würden. Im Falle von defekten Lampen könnte dies auch dazu führen, dass aufgrund sehr hoher Ströme eine elektrisch unzulässige Situation in dem Schaltkreis 13 entstehen könnte.

[0025] Wenn die Ströme in der Primärwicklung 12 des Transformators jedoch zunehmen, wird nun ein Strom in den Sekundärwicklungen 30 und 31 induziert, der am jeweiligen Strommesswiderstand 36, 36' zu einem Spannungsabfall führt, der ausreicht, den zugehörigen zweiten Hilfstransistor 38, 38' leitend zu schalten. Damit wird die Zeitkonstante der Zeitschaltung beeinflusst, in diesem Falle dadurch, dass die Serienschaltung aus Kondensator 32 und Induktivität 33 bzw. 32' und 33' durch den ohmschen Widerstand 39 überbrückt wird. Im Ergebnis erreicht die Spannung am ohmschen Widerstand 34 bzw. 34' schneller den Wert, mit dem der Hilfstransistor 35 bzw. 35' leitend wird, was dazu führt, dass der zugehörige Haupttransistor 11 bzw. 20 schneller nicht-leitend wird. Dies führt dazu, dass die Frequenz der Schaltungsanordnung einen höheren Wert erreicht. Diese höhere Frequenz führt zu einer höheren Spannung an der Lampendrossel 16 bzw. 16' und daher zu einer geringeren Spannung an der Lampe 15 bzw. 15'. Damit haben die Lampen Gelegenheit, ihre Elektroden durch den Ausgangskondensator 17 bzw. 17' vorzuheizen. Folglich besteht kein Risiko, dass die Lampen mit zu kalten Elektroden zünden. Nur wenn die Elektroden ausreichend vorgeheizt sind, reicht die an den Lampen vorhandene Spannung aus, um diese zu zünden. Der durch den Lastkreis und damit die Primärwicklung 12 des Stromtransformators fließende Strom muss dann keinen hohen Wert mehr annehmen, da nun die Dämpfung der Lampen 15 bzw. 15' erreicht ist. Dies hat zum Ergebnis, dass der durch die Wicklungen 30 und 31 fließende Strom vergleichsweise gering sein wird, so dass durch die am Strommesswiderstand 36 bzw. 36' abfallende Spannung die Schaltschwelle des zweiten Hilfstransistors 38 bzw. 38' nicht mehr erreicht. Dies bedeutet, dass es länger dauert, bis am Eingang des ersten Hilfstransistors 35 bzw. 35' eine Spannung anliegt, die diesen Transistor einschaltet. Dies hat wiederum zum Ergebnis, dass der zugehörige Haupttransistor 11 bzw. 20 zu einem späteren Zeitpunkt leitend wird. Dies bedeutet, dass die Frequenz, auf der die Schaltungsanordnung dann arbeitet, geringer ist als diejenige während des Zündvorgangs der Lampen 15 bzw. 15'.

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben mindestens einer Entladungslampe (15, 15') mit

- einem ersten (A) und einem zweiten Eingangsanschluss (B) zum Anschließen einer Versorgungsspannung;

- einem Wechselrichter, der mindestens einen ersten (11) und einen zweiten Haupttransistor (20) in Halbbrückenanordnung umfasst, die seriell zwischen den ersten (A) und den zweiten Eingangsanschluss (B) gekoppelt sind;

- einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Anschließen der mindestens einen Entladungslampe (15, 15');

- mindestens einer Lampendrossel (16, 16'), die seriell zum ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist;

- mindestens einem Ausgangskondensator (17, 17'), der parallel zum ersten und zum zweiten Ausgangsanschluss gekoppelt ist;

- einem Transformator mit einer Primärwicklung (12) und einer ersten (30) und einer zweiten Sekundärwicklung (31), wobei eine Serienschaltung, die die Primärwicklung (12) und die mindestens eine Lampendrossel (16, 16') umfasst zwischen den Halbbrückenmittelpunkt (HM) und ein Bezugspotential gekoppelt ist; und

- einer ersten Steuerschaltung zur Ansteuerung des ersten Haupttransistors (11) und einer zweiten Steuerschaltung zur Ansteuerung des zweiten Haupttransistors (20), wobei jede Steuerschaltung einen Eingang und einen Ausgang aufweist, wobei der Ausgang der ersten Steuerschaltung mit der Steuerelektrode des ersten Haupttransistors (11) und der Ausgang der zweiten Steuerschaltung mit der Steuerelektrode des zweiten Haupttransistors (20) gekoppelt ist, wobei der Eingang der ersten Steuerschaltung mit der ersten Sekundärwicklung (30) und der Eingang der zweiten Steuerschaltung mit der zweiten Sekundärwicklung (31) gekoppelt ist, wobei jede Steuerschaltung eine Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 40') aufweist, deren Zeitkonstante in Abhängigkeit von der am Eingang der jeweiligen Steuerschaltung anliegenden Spannung variiert, wobei jede Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 40') zumindest einen ersten Hilfstransistor (35; 35') aufweist, wobei die Arbeitselektrode des ersten Hilfstransistors (35; 35') mit der Steuerelektrode des zugehörigen Haupttransistors (11; 20) und die Bezugselektrode des ersten Hilfstransistors (35; 35') mit einem Bezugspotential gekoppelt ist, wobei die Steuerelektrode des ersten Hilfstransistors (35; 35') mit dem Mittelpunkt eines frequenzabhängigen Spannungsteilers gekoppelt ist, der einerseits mit der jeweiligen Sekundärwicklung (30; 31), andererseits mit dem jeweiligen Bezugspotential gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet,dass der frequenzabhängige Spannungsteiler jeder Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 90') zumindest eine Induktivität (33; 33') und einen ohmschen Widerstand (34; 34') umfasst, wobei die am ohmschen Widerstand (34; 34') abfallende Spannung an die Steuerstrecke des ersten Hilfstransistors (35; 35') gekoppelt ist; wobei mindestens eine Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 40') einen zweiten Hilfstransistor (38; 38') umfasst, der zu der zugehörigen Induktivität (33; 33') parallel geschaltet ist, wobei der zweite Hilfstransistor (38; 38') eine Ansteuerungsschaltung umfasst, die ausgelegt ist, die zugehörige Induktivität (33; 33') in Abhängigkeit der Spannung an der zugehörigen Sekundärwicklung (30; 31) durch den zweiten Hilfstransistor (38; 38') zu überbrücken.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine zweite Hilfstransistor (38; 38') eine Steuerelektrode, eine Arbeitselektrode und eine Bezugselektrode aufweist, wobei die Arbeitselektrode mit dem Punkt des zugehörigen Spannungsteilers gekoppelt ist, an dem die Induktivität (33; 33') mit dem ohmschen Widerstand (34; 34') gekoppelt ist, wobei die Bezugselektrode mit der zugehörigen zweiten Sekundärwicklung (30; 31) gekoppelt ist.

3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 40') weiterhin einen Strommesswiderstand umfasst, der seriell zwischen die zugehörige Sekundärwicklung (30; 31) und den Ausgang der zugehörigen Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 40') gekoppelt ist, wobei die am Strommesswiderstand (36; 36') abfallende Spannung an die Steuerelektrode des zugehörigen zweiten Hilfstransistors (38; 38') gekoppelt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Arbeitselektrode des mindestens einen zweiten Hilfstransistors (38; 38') und den Punkt des zugehörigen Spannungsteilers, an dem die Induktivität (33; 33') mit dem ohmschen Widerstand (34; 34') gekoppelt ist, ein ersterweiterer ohmscher Widerstand (39; 39') gekoppelt ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Punkt, an dem die Induktivität (33; 33') des jeweiligen frequenzabhängigen Spannungsteilers mit der jeweiligen Sekundärwicklung (30; 31) gekoppelt ist, und die jeweilige Induktivität (33; 33') ein Kondensator (32; 32') gekoppelt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Strommesswiderstand (36; 36') und den Ausgang der zugehörigen Zeitschaltung (32 bis 40; 32' bis 40') ein zweiter weiterer ohmscher Widerstand (37; 37') gekoppelt ist.

Claims

1. Circuit arrangement for starting and operating at least one discharge lamp (15, 15') with

- a first input terminal (A) and a second input terminal (B) for connecting a supply voltage;

- an inverter, which comprises at least one first main transistor (11) and one second main transistor (20) in a half-bridge arrangement, which main transistors are coupled in series between the first input terminal (A) and the second input terminal (B);

- a first output terminal and a second output terminal for connecting the at least one discharge lamp (15, 15');

- at least one lamp inductor (16, 16'), which is coupled in series with the first output terminal;

- at least one output capacitor (17, 17'), which is coupled in parallel with the first output terminal and the second output terminal;

- a transformer with a primary winding (12) and a first secondary winding (30) and a second secondary winding (31), a series circuit comprising the primary winding (12) and the at least one lamp inductor (16, 16') being coupled between the half-bridge centre point (HM) and a reference potential; and

- a first control circuit for driving the first main transistor (11) and a second control circuit for driving the second main transistor (20), each control circuit having an input and an output, the output of the first control circuit being coupled to the control electrode of the first main transistor (11), and the output of the second control circuit being coupled to the control electrode of the second main transistor (20), with the input of the first control circuit being coupled to the first secondary winding (30) and the input of the second control circuit being coupled to the second secondary winding (31), each control circuit having a timing circuit (32 to 40; 32' to 40'), whose time constant varies as a function of the voltage across the input of the respective control circuit, each timing circuit (32 to 40; 32' to 40') having at least one first auxiliary transistor (35; 35'), the working electrode of the first auxiliary transistor (35; 35') being coupled to the control electrode of the associated main transistor (11; 20) and the reference electrode of the first auxiliary transistor (35; 35') being coupled to a reference potential, the control electrode of the first auxiliary transistor (35; 35') being coupled to the centre point of a frequency-dependent voltage divider, which is coupled firstly to the respective secondary winding (30; 31) and secondly to the respective reference potential; characterized in that the frequency-dependent voltage divider of each timing circuit (32 to 40; 32' to 40') comprises at least one inductance (33; 33') and a nonreactive resistor (34; 34'), the voltage drop across the nonreactive resistor (34; 34') being coupled to the control path of the first auxiliary transistor (35; 35'); at least one timing circuit (32 to 40; 32' to 40') comprising a second auxiliary transistor (38; 38'), which is connected in parallel with the associated inductance (33; 33'), the second auxiliary transistor (38; 38') comprising a drive circuit, which is designed to bridge the associated inductance (33; 33') as a function of the voltage across the associated secondary winding (30; 31) by virtue of the second auxiliary transistor (38; 38').

2. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the at least one second auxiliary transistor (38; 38') has a control electrode, a working electrode and a reference electrode, the working electrode being coupled to that point of the associated voltage divider at which the inductance (33; 33') is coupled to the nonreactive resistor (34; 34'), the reference electrode being coupled to the associated second secondary winding (30; 31).

3. Circuit arrangement according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the at least one timing circuit (32 to 40; 32' to 40') furthermore comprises a current-measuring resistor, which is coupled in series between the associated secondary winding (30; 31) and the output of the associated timing circuit (32 to 40; 32' to 40'), the voltage drop across the current-measuring resistor (36; 36') being coupled to the control electrode of the associated second auxiliary transistor (38; 38').

4. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a first further nonreactive resistor (39; 39') is coupled between the working electrode of the at least one second auxiliary transistor (38; 38') and that point of the associated voltage divider at which the inductance (33; 33') is coupled to the nonreactive resistor (34; 34').

5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a capacitor (32; 32') is coupled between the point at which the inductance (33; 33') of the respective frequency-dependent voltage divider is coupled to the respective secondary winding (30; 31) and the respective inductance (33; 33').

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a second further nonreactive resistor (37; 37') is coupled between the current-measuring resistor (36; 36') and the output of the associated timing circuit (32 to 40; 32' to 40').

Revendications

1. Circuit pour amorcer et faire fonctionner au moins une lampe à décharge (15, 15'), comportant

- une première connexion d'entrée (A) et une deuxième connexion d'entrée (B) pour connecter une tension d'alimentation ;

- un onduleur qui comprend au moins un premier transistor principal (11) et un deuxième transistor principal (20) en demi-pont, lesquels sont couplés en série entre la première connexion d'entrée (A) et la deuxième connexion d'entrée (B) ;

- une première et une deuxième connexions de sortie pour connecter l'au moins une lampe à décharge (15, 15') ;

- au moins une lampe bobine (16, 16') qui est couplée en série à la première connexion de sortie ;

- au moins un condensateur de sortie (17, 17') qui est couplé en parallèle avec la première et la deuxième connexions de sortie ;

- un transformateur avec un enroulement primaire (12) et un premier enroulement secondaire (30) et un deuxième enroulement secondaire (31), un montage en série qui comprend l'enroulement primaire (12) et l'au moins une lampe bobine (16, 16') étant couplé entre le point central du demi-pont (HM) et un potentiel de référence ; et

- un premier circuit de commande pour commander le premier transistor principal (11) et un deuxième circuit de commande pour commander le deuxième transistor principal (20), chaque circuit de commande comportant une entrée et une sortie, la sortie du premier circuit de commande étant couplée à l'électrode de commande du premier transistor principal (11) et la sortie du deuxième circuit de commande étant couplée à l'électrode de commande du deuxième transistor principal (20), l'entrée du premier circuit de commande étant couplée au premier enroulement secondaire (30) et l'entrée du deuxième circuit de commande étant couplée au deuxième enroulement secondaire (31), chaque circuit de commande comportant un circuit d'horloge (32 à 40 ; 32' à 40') dont la constante de temps varie en fonction de la tension appliquée à l'entrée du circuit de commande respectif, chaque circuit d'horloge (32 à 40 ; 32' à 40') comportant au moins un premier transistor auxiliaire (35 ; 35'), l'électrode de travail du premier transistor auxiliaire (35 ; 35') étant couplée à l'électrode de commande du transistor principal associé (11 ; 20) et l'électrode de référence du premier transistor auxiliaire (35 ; 35') étant couplée à un potentiel de référence, l'électrode de commande du premier transistor auxiliaire (35 ; 35') étant couplée au point central d'un diviseur de tension dépendant de la fréquence qui est couplé, d'une part, à l'enroulement secondaire respectif (30 ; 31) et, d'autre part, au potentiel de référence respectif,
caractérisé en ce que le diviseur de tension, dépendant de la fréquence, de chaque circuit d'horloge (32 à 40 ; 32' à 40') comprend au moins une inductance (33 ; 33') et une résistance ohmique (34 ; 34'), la tension en chute au niveau de la résistance ohmique (34 ; 34') étant couplée au trajet de commande du premier transistor auxiliaire (35 ; 35'), au moins un circuit d'horloge (32 à 40 ; 32' à 40') comprenant un deuxième transistor auxiliaire (38 ; 38') qui est monté en parallèle avec l'inductance associée (33 ; 33'), le deuxième transistor auxiliaire (38 ; 38') comprenant un circuit de commande qui est conçu pour shunter l'inductance associée (33 ; 33') en fonction de la tension au niveau de l'enroulement secondaire associé (30 ; 31) au moyen du deuxième transistor auxiliaire (38 ; 38').

2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un deuxième transistor auxiliaire (38 ; 38') comporte une électrode de commande, une électrode de travail et une électrode de référence, l'électrode de travail étant couplée au point du diviseur de tension associé au niveau duquel l'inductance (33 ; 33') est couplée à la résistance ohmique (34 ; 34'), l'électrode de référence étant couplée au deuxième enroulement secondaire associé (30 ; 31).

3. Circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'au moins un circuit d'horloge (32 à 40 ; 32' à 40') comprend en outre une résistance de mesure de courant qui est couplée en série entre l'enroulement secondaire associé (30 ; 31) et la sortie du circuit d'horloge associé (32 à 40 ; 32' à 40'), la tension en chute au niveau de la résistance de mesure de courant (36 ; 36') étant couplée à l'électrode de commande du deuxième transistor auxiliaire associé (38 ; 38').

4. Circuit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une première autre résistance ohmique (39 ; 39') est couplée entre l'électrode de travail de l'au moins un deuxième transistor auxiliaire (38 ; 38') et le point du diviseur de tension associé au niveau duquel l'inductance (33 ; 33') est couplée à la résistance ohmique (34 ; 34').

5. Circuit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un condensateur (32 ; 32') est couplé entre le point au niveau duquel l'inductance (33 ; 33') du diviseur de tension respectif dépendant de la fréquence est couplée à l'enroulement secondaire respectif (30 ; 31) et l'inductance respective (33 ; 33').

6. Circuit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une deuxième autre résistance ohmique (37 ; 37') est couplée entre la résistance de mesure de courant (36 ; 36') et la sortie du circuit d'horloge associé (32 à 40 ; 32' à 40').

Zeichnung