DE4328306A1 - Circuit for HF operation for low presence discharge lamps - has rectifier and inverter and several opto-couplers, with controlled load circuit - Google Patents

Circuit for HF operation for low presence discharge lamps - has rectifier and inverter and several opto-couplers, with controlled load circuit

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    • H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps

Abstract

The operational circuit has a DC voltage supply, followed by an inverter, and a series resonator circuit, supplied from the inverter with HF voltage. The resonator circuit contains a coupling capacitor, a current limiting choke, and a resonance capacity. The low pressure discharge lamp electrodes are preheated by a heating circuit. The circuit has several opto-coupler relays when load circuits are so controlled as to control the heating current and the lamp voltage. After the preheat and ignition phase, the lamp can be adjusted to operational condition which remains stable under picked-up measured values, such as ambient temp. and/or light strength. ADVANTAGE - Relatively low-cost operation of stabilised lamp control.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer oder mehrerer Niederdruckentladungslampen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a circuit arrangement for operating a or several low-pressure discharge lamps according to the preamble of claim 1.

Diese Schaltungen sind Bestandteile von sogenannten elektronischen Vorschaltgeräten (EVG's) für Niederdruckentladungslampen und ermöglichen eine Einstellung des Betriebszustandes der Lampen. Dies läßt sich erreichen durch Verändern des Heizstromes iH und/oder durch Verändern der Lampenspannung UL.These circuits are components of so-called electronic ballasts for low-pressure discharge lamps and enable the operating state of the lamps to be set. This can be achieved by changing the heating current i H and / or by changing the lamp voltage U L.

Eine derartige Schaltung ist beispielsweies in der Patentschrift DE 42 19 958 C1 veröffentlicht. Bei dieser Schaltung wird der Lampenspannungswert durch Verändern der Gleichspannungsversorgung des Wechselrichters erreicht. Die Heizenergie wird hierbei über einen Transformator an die Heizwendeln oder auch Heizelektroden der Niederdruckentladungslampe übertragen. Nachteilig wirkt sich hier der relativ hohe Bauteileaufwand für die Einstellung der Versorgungsgleichspannung des Wechselrichters und die Übertragung der Heizenergie mit einem zusätzlichen Heiztransformator an die Heizelektroden aus.Such a circuit is for example in the patent DE 42 19 958 C1 published. With this circuit the Lamp voltage value by changing the DC voltage supply of the inverter is reached. The heating energy is over a transformer to the heating coils or heating electrodes transferred to the low pressure discharge lamp. It has a disadvantageous effect here the relatively high component effort for setting the DC supply voltage of the inverter and the transmission the heating energy with an additional heating transformer to the Heating electrodes.

Weiter wird nach der EP-PS 1 85 179 mit Hilfe eines Kaltleiters (PTC) die Lampe von der Vorheizphase auf die Zündphase umgeschaltet. Das Frequenzverhalten und das zeitliche Verhalten des PTC wirkt sich hierbei durch die relativ lange Abkühlzeit, die sich ungünstig auf die Wiedereinschaltzeit der Lampe auswirkt, nachteilig aus.Next is according to EP-PS 1 85 179 with the help of a PTC thermistor (PTC) the lamp switched from the preheating phase to the ignition phase. The frequency behavior and the temporal behavior of the PTC has an effect here due to the relatively long cooling time has an adverse effect on the lamp switch-on time, disadvantageous.

In der DE 41 40 557 A1 wird der Heizstromkreis über einen Relaiskontakt geschlossen. Der Heizstrom ist dabei nur durch zwei Schaltzustände gekennzeichnet. Eine kontinuierliche Steuerung des Heizstromes ist hierbei nicht möglich.In DE 41 40 557 A1 the heating circuit is via a relay contact closed. The heating current is only two Switching states marked. Continuous control of the Heating current is not possible here.

Wesentliche Bestandteile von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG's) sind das Gleichrichtergerät Glr mit Funkentstörung und Glättung, ein Wechselrichter WR in Halbrückenschaltung einschließlich einer Anlauf- und Überwachungsschaltung und einem Koppelkondensator Cv, einer Strombegrenzerdrossel Lv und einer Vorheiz- und Zündschaltung für die Niederdruckentladungslampe.Essential components of electronic ballasts (EVG's) are the rectifier device Glr with radio interference suppression and Smoothing, an inverter WR in half-bridge circuit including a start-up and monitoring circuit and one Coupling capacitor Cv, a current limiting choke Lv and one Preheating and ignition circuit for the low pressure discharge lamp.

Der Koppelkondensator Cv am Ausgang des Wechselrichters verhindert, daß der Lampe eine Lampenspannung UL oder ein Lampenstrom i mit Gleichanteilen zugeführt wird. Die Vorschaltinduktivität Lv dient der Begrenzung des Lampenstromes. Die an der Ausgangsspannung Ua des Wechselrichters WR liegenden Bauteile und die innere Impedanz des Wechselrichters bilden einen Serienresonanzkreis, der nach Zündung der Lampe durch den Wirkwiderstand der Niederdruckentladungslampe bedämpft wird.The coupling capacitor Cv at the output of the inverter prevents that the lamp has a lamp voltage UL or a lamp current i is supplied with equal shares. The series inductance Lv serves to limit the lamp current. The at the output voltage Among other things, the inverter WR components and the internal impedance of the inverter form a series resonance circuit, after ignition of the lamp by the effective resistance of the Low pressure discharge lamp is damped.

Solche Schaltungsanordnungen sind Stand der Technik und finden als EVG's vielfache Anwendungen.Such circuit arrangements are state of the art and are found as ECG's multiple uses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit vertretbarem Aufwand durch Verstellen des Heizstromes und/oder der Lampenspannung den Betriebszustand der Lampe zu steuern oder auf einen vorgegebenen konstanten Wert zu regeln.The invention is based, with reasonable effort the task by adjusting the heating current and / or the lamp voltage Control the operating state of the lamp or to a predetermined regulate constant value.

Als Stellglieder finden dabei vorzugsweise optoelektronische Schalter, sogenannte Optorelais, Optokoppler, Optotriacs, Optothyristoren und Optokoppler mit MOS-FET-, Transistor- und Darlingtontransistorausgängen Anwendung.Optoelectronic are preferably used as actuators Switches, so-called opto relays, optocouplers, optotriacs, optothyristors and optocouplers with MOS-FET, transistor and Darlington transistor outputs application.

Die Energie zur Ansteuerung der Ausgangsschalter wird hierbei optisch auf einen Detektor übertragen, der die optische Strahlung in ein elektrisches Signal wandelt und damit ein elektronisches Halbleiterschaltelement durchsteuert. Zwischen Steuer- und Lastkreis der Optorelais besteht eine galvanische Trennung.The energy for controlling the output switches is used here  optically transmitted to a detector that detects the optical radiation converts into an electrical signal and thus an electronic one Controlled semiconductor switching element. Between tax and The load circuit of the opto relays is electrically isolated.

Die galvanisch getrennte Übertragung der Ansteuerenergie kann auch induktiv über Zündübertrager oder auch auf piezoelektrischen Wege, über sogenannte Piezo-Zündkoppler erfolgen.The galvanically isolated transmission of the control energy can also inductively via ignition transformer or also by piezoelectric means, via so-called piezo ignition couplers.

Die Durchsteuerung der Optorelais auf der Lastseite kann dabei im Nulldurchgang mit Nullspannungsschaltern (Schwingungspaketsteuerung) oder phasenverschoben (Phasenanschnittsteuerung) erfolgen, wobei die Schwingungspaketsteuerung geringere Hochfrequenzstörungen erzeugt.The control of the opto relays on the load side can be done in Zero crossing with zero voltage switches (vibration package control) or phase shifted (phase control) take place, the vibration packet control lower radio frequency interference generated.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der folgenden Figuren, die neben dem Prinzipaufbau der elektronischen Energieversorgungsgeräte (EVG's) vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit einem oder mindestens zwei Optorelais zeigen, näher erklärt.The invention is illustrated below with the aid of the following figures, which: in addition to the basic structure of the electronic power supply devices (EVG's) advantageous embodiments of the invention show one or at least two opto relays, explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum hochfrequenten Betrieb einer Niederdruckentladungslampe. Fig. 1 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the inventive circuit arrangement for high-frequency operation of a low-pressure discharge lamp.

In der Zeichnung Fig. 1 ist ein Gleichspannungsversorgungsgerät Glr mit Funkentstörung und Glättungskondensator dargestellt, der zum hochfrequenten Betrieb einer Niederdruckentladungslampe E1 mit einer niederfrequenten Netzwechselspannung gespeist wird. Weiter ist ein Wechselrichter WR, der in Halbbrückenschaltung arbeitet, und die hochfrequente Ausgangswechselspannung Ua abgibt, vorgesehen. An die Ausgangsspannung Ua ist über die Reihenschaltung, bestehend aus einer ausreichend großen Koppelkapazität Cv und einer strombegrenzenden Induktivität Lv, die Entladungslampe E1 geschaltet.In the drawing Fig. 1, a DC voltage supply device Glr with radio interference suppression and smoothing capacitor is shown, which is fed with a low-frequency AC voltage for the high-frequency operation of a low-pressure discharge lamp E1. Furthermore, an inverter WR, which operates in a half-bridge circuit and outputs the high-frequency AC output voltage Ua, is provided. The discharge lamp E1 is connected to the output voltage Ua via the series circuit, consisting of a sufficiently large coupling capacitance Cv and a current-limiting inductor Lv.

Parallel zur Lampe E1 ist eine Vorheiz- und Zündschaltung, bestehend aus den beiden Resonanzkondensatoren C1 und C2 und einem Optorelais A1, geschaltet.Parallel to lamp E1 is a preheating and ignition circuit, consisting of the two resonance capacitors C1 and C2 and one Optorelay A1, switched.

Das Optorelais A1 wird durch das monostabile Schaltelement D für eine Zeitdauer, die näherungsweise der Vorheizzeit tH entspricht, angesteuert, worauf der elektronische Schalter des Lastkreises vom Optorelais A1 durchschaltet und ein erhöhter Heizstrom durch die beiden Heizelektroden der Lampe E1 fließt.The opto relay A1 is by the monostable switching element D for a time period which approximately corresponds to the preheating time tH, controlled, whereupon the electronic switch of the load circuit from Optorelais A1 switches through and an increased heating current through the both heating electrodes of the lamp E1 flows.

Die Ansteuerung des monostabilen Schaltelementes D erfolgt durch Anschalten der Netzwechselspannung über die gestrichelt gezeichneten Zuleitungen W5 und W6 oder durch die Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungsversorgungsgerätes Glr über die beiden Zuleitungen W3 und W4.The monostable switching element D is activated by Switch on the mains AC voltage using the dotted line Supply lines W5 and W6 or through the DC output voltage of the DC voltage supply device Glr over the two Supply lines W3 and W4.

Nach Ablauf der Vorheizzeit tH erfolgt die Abschaltung des erhöhten Heizstromes durch das Optorelais A1 und es kommt durch Resonanz zu einer Spannungsüberhöhung zwischen den beiden Elektroden, was zu einer Ionisierung des Lampenplasmas führt und die Lampe durchzündet. Dies führt zu einer Bedämpfung des Serienresonanzkreises durch den Wirkwiderstand der Niederdruckentladungslampe E1.After the preheating time tH, the increased heating current through the optorelay A1 and it comes through Response to a voltage surge between the two Electrodes, which leads to ionization of the lamp plasma and lit the lamp. This leads to a dampening of the Series resonance circuit through the effective resistance of the low-pressure discharge lamp E1.

Der optoelektronische Schalter A1 bleibt im geöffneten Zustand und es kann nur noch ein geringer Heizstrom, bedingt durch die beiden Resonanzkondensatoren C1 und C2, fließen. Nach Unterbrechung der Energiezufuhr erlischt die Lampe und die Schaltungsanordnung steht für eine erneute Wiedereinschaltung der Lampe bereit. The optoelectronic switch A1 remains in the open state and only a small amount of heating current can be caused by the two Resonance capacitors C1 and C2 flow. After interrupting the Energy supply goes out the lamp and the circuit arrangement is stopped ready to restart the lamp.  

Fig. 2a stellt eine weitere Schaltungsanordnung der in Fig. 1 mit gestrichelten Linien eingerahmten Zünd- und Vorheizschaltung einschließlich der Niederdruckentladungslampe E1 mit nur einem Resonanzkondensator CP dar. FIG. 2a shows a further circuit arrangement of the ignition and preheating circuit framed in dashed lines in FIG. 1, including the low-pressure discharge lamp E1 with only one resonance capacitor CP.

Während der Vorheizphase wird der Resonanzkondensator CP durch den Ausgangsschalter des Optorelais A1 und durch einen oder mehrere hier nicht eingezeichnete in Reihe mit dem elektronischen Schalter liegende Widerstände überbrückt, so daß diese Parallelschaltung mit den beiden Heizelektroden der Lampe eine Reihenschaltung bildet. Bei geöffnetem Lastkreis des Optorelais A1 fließt nur noch ein geringer Heizstrom durch die Heizelektroden, bedingt durch die Kapazität CP.During the preheating phase, the resonance capacitor CP is replaced by the Output switch of optorelay A1 and by one or more not shown here in series with the electronic switch bridging resistors, so that this parallel connection a series connection with the two heating electrodes of the lamp forms. When the load circuit of the optorelay A1 is open, only flows a small heating current through the heating electrodes, due to the CP capacity.

Fig. 2b zeigt eine weitere Schaltungsanordnung einer Zünd- und Vorheizschaltung einschließlich der Niederdruckentladungslampe E1, bei der der Resonanzkondensator CP mit dem Heizstromkreis, bestehend aus der Reihenschaltung der ersten Heizelektrode der Lampe, dem Lastkreis des Optorelais A1 und der zweiten Heizelektrode der Lampe, während der Vorheizphase der Lampe eine Parallelschaltung bildet. Fig. 2b shows a further circuit arrangement of an ignition and preheating circuit including the low-pressure discharge lamp E1, in which the resonance capacitor CP with the heating circuit, consisting of the series connection of the first heating electrode of the lamp, the load circuit of the optorelay A1 and the second heating electrode of the lamp, during the Preheating phase of the lamp forms a parallel connection.

Die Lampe zündet infolge plötzlicher Unterbrechung des Heizstromes durch das Optorelais A1 und es fließt praktisch kein Heizstrom mehr.The lamp ignites due to a sudden interruption in the heating current through the optorelay A1 and practically no heating current flows more.

Fig. 3 zeigt das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltung für den Betrieb einer Niederdruckentladungslampe an einem niederfrequenten Wechselspannungsnetz, beispielsweise einem Bahnnetz von 16 2/3 Hz-, einem 50 Hz-, einem 60 Hz- oder einem 400 Hz- Flugzeugbordnetz. Die Niederdruckentladungslampe E wird über eine Vorschaltdrossel L betrieben. Die Vorheiz- und Zündphase wird hierbei durch einen elektronischen Starter, der aus einem optoelektronischen Schalter A und einem monostabilen Schaltelement D besteht, gesteuert. Die Ansteuerung des monostabilen Schaltelementes D erfolgt durch Zuschaltung der Netzfrequenzwechselspannung. Nach Ablauf der Vorheizphase erfolgt eine schnelle und bleibende Unterbrechung des Heizstromes und es kommt zu einer Durchzündung der Lampe infolge eines in der Vorschaltdrossel L induzierten Hochspannungsimpulses. Fig. 3 shows the principle circuit diagram showing the circuit of the invention for operating a low-pressure discharge lamp from a low-frequency alternating voltage network, for example a rail system of 16 2/3 Hz, one of 50 Hz, a 60 Hz or a 400 Hz aircraft electrical system. The low-pressure discharge lamp E is operated via a series choke L. The preheating and ignition phase is controlled by an electronic starter, which consists of an optoelectronic switch A and a monostable switching element D. The monostable switching element D is activated by switching on the mains frequency AC voltage. After the preheating phase has ended, the heating current is quickly and permanently interrupted and the lamp is ignited as a result of a high-voltage pulse induced in the series choke L.

In Fig. 4a ist die Schaltungsanordnung eines monostabilen Schaltelementes D für eine Ansteuerung mit Gleichspannung dargestellt. Die Stromflußdauer durch die Leuchtdiode auf der Ansteuerseite des Optorelais A ist hierbei mit guter Näherung durch den Kapazitätswert von C und den Widerstandswert von R2 festgelegt. Der zeitliche Verlauf des Stromes durch die Leuchtdiode entspricht hierbei annähernd einer abklingenden e-Funktion.In Fig. 4a, the circuit arrangement of a monostable switching element D is shown for a control with DC voltage. The current flow duration through the light-emitting diode on the control side of the opto relay A is determined with good approximation by the capacitance value of C and the resistance value of R2. The time course of the current through the light-emitting diode corresponds approximately to a decaying e-function.

Der Zeitpunkt der Unterschreitung des Schwellwertes der Leuchtdiode legt mit guter Näherung die Vorheizdauer tH fest.The time when the threshold value of the light emitting diode is undershot defines the preheating time tH with a good approximation.

Fig. 4b zeigt die Schaltungsanordnung eines monostabilen Schaltelementes D für eine Ansteuerung mit Wechselspannung. Die Ansteuerzeitdauer des Optorelais A ist hierbei mit guter Näherung durch die Werte der Bauteile von R1, R3, C1 und C2 festgelegt. FIG. 4b shows the circuit arrangement of a monostable switching element D for a control with AC voltage. The activation period of the opto relay A is determined with good approximation by the values of the components of R1, R3, C1 and C2.

Fig. 4c zeigt die Schaltungsanordnung eines monostabilen Schaltelementes D für eine Ansteuerung mit Gleichspannung mit verbessertem zeitlichen Verhalten des Ansteuerstromes. Fig. 4c shows the circuit arrangement of a monostable switching element D for a control with DC voltage with an improved time behavior of the drive.

Der Stromwert Iref durch die Ansteuerseite des Optorelais A wird hierbei durch die Referenzstromquelle V1 (oder auch Konstantstromdiode V1) konstant gehalten.The current value Iref through the control side of the opto relay A. here by the reference current source V1 (or constant current diode V1) kept constant.

Die Zeitdauer des konstanten Stromes Iref ist mit guter Näherung durch den Kapazitätswert des Kondensators C und die Größe des konstanten Stromes Iref festgelegt. Nach Ablauf dieser Zeitdauer, die der gewünschten Vorheizzeit tH entspricht, erfolgt eine sehr schnelle Abschaltung des Stromes Iref.The duration of the constant current Iref is a good approximation by the capacitance value of the capacitor C and the size of the constant current Iref. After this period, which corresponds to the desired preheating time tH takes place very rapid shutdown of the current Iref.

In Fig. 4d ist die Schaltungsanordnung eines monostabilen Schaltelementes D für eine Ansteuerung mit Wechselspannung und verbessertem zeitlichen Verhalten des Stromes durch die Ansteuerseite des Optokopplers A dargestellt.In Fig. 4d, the circuit arrangement of a monostable switching element D for a control with AC voltage and improved temporal behavior of the current is represented by the drive side of the optocoupler A.

Fig. 5 zeigt das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe E1 gemäß eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels. Hierbei wird der Lampe die Energie über ein EVG zugeführt. Fig. 5 is a circuit diagram of an inventive arrangement for operating a low-pressure discharge lamp is E1 according to a particularly preferred embodiment. The lamp is supplied with energy via an electronic ballast.

Als wesentliche Bestandteile enthält die Schaltung ein Steuer- und Regelgerät N, welches über die Steuerleitungen W1, W2 und W9, W10 Steuersignale an die beiden Optorelais A1 und A2 gibt. Hierdurch lassen sich der Heizstrom iH und die Lampenspannung UL bzw. der Strom i so verstellen, daß die Niederdruckentladungslampe einen gewünschten Betriebszustand einnimmt.The main components of the circuit include a control and control device N, which via the control lines W1, W2 and W9, W10 gives control signals to the two opto relays A1 and A2. This allows the heating current iH and the lamp voltage UL or adjust the current i so that the low-pressure discharge lamp assumes a desired operating state.

Die Energieversorgung des Steuer- und Regelgerätes N kann hierbei aus dem Wechselstromnetz über die Leitungen W5, W6 oder aber auch aus dem Gleichspannungsteil Glr des EVG über die Leitungen W3, W4 erfolgen.The power supply to the control and regulating device N can be used here from the AC network via lines W5, W6 or else from the DC voltage part Glr of the electronic ballast via lines W3, W4 respectively.

Zur Durchführung einer sogenannten Phasenanschnittsteuerung oder Schwingungspaketsteuerung empfängt das Steuer- und Regelungsgerät N über die Synchronisierleitungen W7, W8 Synchronisiersignale. Es sei darauf hingewiesen, daß die Schaltungsanordnung auch so gestaltet werden kann, daß man auch mit nur einer Synchronisierleitung auskommt.To carry out a so-called leading edge control or Vibration packet control receives the control and regulation device N via the synchronization lines W7, W8 synchronization signals. It it should be noted that the circuit arrangement also so can be designed so that one sync line gets along.

In der Betriebsart "Steuern" funktioniert das Steuer- und Regelgerät N als Steuergerät, welches die wesentlichen Phasen, wie Vorheizphase, Zündphase und Lampenleuchtphase der Niederdruckentladungslampe nacheinander steuert. Während der Lampenleuchtphase (Betriebsphase) läßt sich über einen Geber S der Betriebszustand der Lampe einstellen. Das Gebersignal kann über elektrische Leitungen oder auch kabellos, beispielsweise eine Infrarotfernbedienung, an das Steuergerät N übertragen werden.In the "Control" operating mode, the control and Control device N as a control device, which the essential phases, such as Preheating phase, ignition phase and lamp lighting phase of the low-pressure discharge lamp controls one after the other. During the lamp lighting phase (Operating phase), the operating state can be set via an encoder S. the lamp. The encoder signal can be electrical Cables or wireless, for example an infrared remote control, are transmitted to the control unit N.

In der Betriebsart "Regelung" funktioniert das Steuer- und Regelgerät N als Regler, bei der der Betriebszustand der Lampe nach Ablauf der Vorheiz- und Zündphase auf einen gewünschten Wert gebracht und zeitlich stabil gehalten wird. Der gewünschte Wert des Betriebszustandes der Lampe wird durch den Sollwertgeber S eingestellt.In the operating mode "regulation" the control and Control device N as a controller in which the operating state of the lamp to the desired value after the preheating and ignition phase brought and kept stable over time. The desired value the operating state of the lamp is determined by the setpoint generator S set.

Der Betriebszustand der Lampe, der wesentlich durch den energetischen Zustand des Lampenplasmas bestimmt ist, kann dabei in Abhängigkeit einer oder mehrerer Meßgrößen, wie vorzugsweise der Umgebungstemperatur der Lampe und/oder der Lichtstärke/Lichtstrom der Lampe, über einen oder mehrere Meßwertgeber B auf einen vorgegebenen konstanten Zustand gebracht und zeitlich stabil gehalten werden (Regelung).The operating state of the lamp, which is essentially determined by the energetic State of the lamp plasma is determined, can in  Dependency of one or more measured variables, such as preferably Ambient temperature of the lamp and / or the luminous intensity / luminous flux the lamp, via one or more sensors B to one given predetermined constant state and stable in time be held (regulation).

Beispiele für weitere Meßgrößen sind:Examples of other measurands are:

  • a) Innentemperatur einer Leuchte, in der sich die Niederdruckentladungslampe befindeta) internal temperature of a lamp in which the Low pressure discharge lamp is located
  • b) Feuchtigkeit der umgebenden Luftb) humidity of the surrounding air
  • c) Leistungsaufnahme der Lampec) Power consumption of the lamp
  • d) Lampenspannungd) lamp voltage
  • e) Lampenstrome) lamp current
  • f) Umgebungshelligkeit der Lampe bzw. Leuchtef) ambient brightness of the lamp or luminaire

Der erreichbare Lichtstrom von Niederdruckentladungslampen, insbesondere von Kompaktleuchtstofflampen, in der Außenbeleuchtung zeigt eine starke Abhängigkeit von der Leuchten- bzw. der Lampenumgebungstemperatur.The achievable luminous flux of low-pressure discharge lamps, in particular of compact fluorescent lamps, in outdoor lighting shows a strong dependence on the luminaire or the Lamp ambient temperature.

Besonders in der Lampenanlauf-/Betriebsphase treten bei niedrigen Temperaturen Lichtströme auf, die den beleuchtungstechnischen Anforderungen zur Ausleuchtung von Verkehrsflächen nicht genügen.Especially in the lamp start-up / operation phase low temperatures luminous fluxes, which the lighting technology Requirements for the illumination of traffic areas not enough.

Fig. 6 zeigt das Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe am niederfrequenten Versorgungsnetz. Fig. 6 is a circuit diagram of the inventive circuit arrangement for operating a low-pressure discharge lamp is at the low supply network.

Die Energieversorgung des Regel- und Steuergerätes N erfolgt über die beiden Versorgungsleitungen W5 und W6 direkt aus dem Versorgungsnetz oder auch hinter dem Entstörfilter F.The energy supply of the regulating and control device N takes place via the two supply lines W5 and W6 directly from the supply network or behind the interference filter F.

Das Entlastungsnetzwerk X, welches bei Bedarf schaltungsmäßig durch die gestrichelt gezeichneten Verbindungen der Schaltungsanordnung zugeschaltet werden kann, kann aus aktiven und/oder passiven Bauelementen bestehen. Ebenso kann bei Bedarf das Eingangsfilter F zur Entstörung schaltungsgemäß eingebaut werden. Die Lastkreise der Optorelais A, A1, A2 können im Bedarfsfall durch hier nicht eingezeichnete Überspannungsschutzmaßnahmen geschützt werden.The relief network X, which if necessary in terms of circuitry through the dashed connections of the circuit arrangement can be switched on, can be active and / or passive components exist. This can also be done if necessary Input filter F must be installed according to the circuit for interference suppression. The load circuits of opto relays A, A1, A2 can be used if necessary by means of surge protection measures not shown here to be protected.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung zum hochfrequenten Betrieb einer oder mehrerer Niederdruckentladungslampen, bestehend aus
  • - einem Gleichspannungsversorgungsgerät Glr
  • - einem nachgeschalteten Wechselrichter WR
  • - mindestens einem Serienresonanzkreis, welcher vom Wechselrichter WR mit einer Hochfrequenzspannung Ua versorgt wird und der mindestens einen Koppelkondensator Cv, mindestens eine Strombegrenzerdrossel Lv und eine Resonanzkapazität CP enthält
  • - Anschlüsse für mindestens eine Niederdruckentladungslampe, insbesondere einer Kompaktleuchtstofflampe (E, E1)
  • - mindestens einem Heizkreis zum Vorheizen der beiden Heizelektroden der Niederdruckentladungslampe,
1. Circuit arrangement for high-frequency operation of one or more low-pressure discharge lamps, consisting of
  • - a DC voltage supply device Glr
  • - a downstream inverter WR
  • - At least one series resonance circuit which is supplied with a high-frequency voltage Ua by the inverter WR and which contains at least one coupling capacitor Cv, at least one current limiter inductor Lv and a resonance capacitance CP
  • - Connections for at least one low-pressure discharge lamp, in particular a compact fluorescent lamp (E, E1)
  • at least one heating circuit for preheating the two heating electrodes of the low-pressure discharge lamp,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung mit Gleichrichtergerät Glr und Wechselrichter WR mindestens zwei optoelektronische Relais A1, A2 beinhaltet, deren Lastkreise durch das Steuer- und Regelgerät N derart angesteuert werden, daß damit der Heizstrom iH und die Lampenspannung UL gesteuert werden können, und daß nach Ablauf der Vorheiz- und Zündphase die Lampe auf einen Betriebszustand durch den Geber S eingestellt werden kann, so daß durch Erfassung einer oder mehrerer Meßgrößen, vorzugsweise der Umgebungstemperatur und/oder der Lichtstärke bzw. des Lichtstromes durch einen oder mehrere Meßgrößenaufnehmer B der Betriebszustand der Lampe durch die Betriebsart "Regelung" des Steuer- und Regelgerätes N stabil bleibt und so auf den Regelkreis einwirkende Störgrößen, wie zum Beispiel Schwankungen der Außentemperatur, der Versorgungsspannungen, Alterungseffekte des EVG's und der Lampe, ausgeregelt werden können. characterized in that the circuit arrangement with rectifier Glr and inverter WR contains at least two optoelectronic relays A1, A2, the load circuits of which are controlled by the control and regulating device N such that the heating current iH and the lamp voltage UL can be controlled therewith, and that after Sequence of the preheating and ignition phase, the lamp can be set to an operating state by the transmitter S, so that the operating state of the lamp can be determined by detecting one or more measured variables, preferably the ambient temperature and / or the luminous intensity or the luminous flux through one or more measured variable transducers B. remains stable through the "control" operating mode of the control and regulating device N, and disturbance variables acting on the control loop, such as fluctuations in the outside temperature, the supply voltages, aging effects of the electronic ballast and the lamp, can be compensated for. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederdruckentladungslampe derart an einem niederfrequenten Wechselspannungsnetz betrieben werden kann, indem der Betriebszustand der Lampe nach der Vorheiz- und Zündphase durch ein Steuer- und Regelgerät N eingestellt werden kann, indem der Schaltungsanordnung ein Eingangsfilter F zur Entstörung vorgeschaltet ist, und der Reihenschaltung aus erster Heizelektrode, Optorelais A1, zweiter Heizelektrode und Strombegrenzerdrossel L im Bedarfsfall ein Entlastungsnetzwerk X parallelgeschaltet ist und der Strom i mit dem Optorelais A2 verstellt werden kann.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that a low-pressure discharge lamp at such a low frequency AC network can be operated by the Operating status of the lamp after the preheating and ignition phase a control and regulating device N can be set by the Circuit arrangement upstream of an input filter F for interference suppression and the series connection of the first heating electrode, Optorelais A1, second heating electrode and current limiter L if necessary, a relief network X is connected in parallel and the current i can be adjusted with the optorelay A2. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederdruckentladungslampe derart mit einer nieder- oder hochfrequenten Lampenversorgungsspannung so betrieben werden kann, daß die Schaltungsanordnung ein Optorelais A1 enthält und daß der Betriebszustand der Lampe geregelt wird, wobei nach der Vorheiz- und Zündphase das Steuer- und Regelgerät N nur die Steuerung des Heizstromes übernimmt.3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a low pressure discharge lamp with such a low or high frequency lamp supply voltage so can be operated that the circuit arrangement is an opto relay A1 contains and that the operating state of the lamp is regulated, the control and regulating device after the preheating and ignition phase N only controls the heating current. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung ein Optorelais A1 beinhaltet, dessen Lastkreis direkt in einem Heizkreis zum Vorheizen der beiden Lampenelektroden geschaltet ist und nach Abschaltung der Vorheizung die Zündung der Niederdruckentladungslampe durch eine Resonanzspannungsüberhöhung an den Resonanzkondensatoren C1 und C2 zwischen den beiden Heizelektroden erfolgt, wobei während der Heizphase der Steuerkreis des Optorelais A1 durch das monostabile Schaltelement D für die Dauer der Vorheizzeit tH angesteuert wird und die Ansteuerung des monostabilen Schaltelementes D durch Anlegen der Netzspannung oder der Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungsversorgungsgerätes Glr erfolgt.4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement includes an optorelay A1, the Load circuit directly in a heating circuit for preheating the two lamp electrodes  is switched on and after the preheating has been switched off the ignition of the low-pressure discharge lamp by an increase in resonance voltage on the resonance capacitors C1 and C2 between the two heating electrodes, during which Heating phase of the control circuit of the optorelay A1 through the monostable Switching element D is controlled for the duration of the preheating time tH and the control of the monostable switching element D by Applying the mains voltage or the DC output voltage of the DC voltage supply device Glr takes place. 5. Schaltungsanspruch nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Niederdruckentladungslampe E an einem niederfrequenten Wechselstromnetz betrieben werden kann, indem das Optorelais A die Vorheiz- und Zündphase nacheinander durch das monostabile Schaltelement D steuert und D sein Ansteuersignal aus dem Wechselspannungsnetz gleichzeitig oder verzögert mit der Zuführung der Netzspannung erhält.5. Circuit claim according to claim 1 or 4, characterized in that a low pressure discharge lamp E at a low frequency AC network can be operated by the Optorelay A the preheating and ignition phase one after the other through the monostable switching element D controls and D its control signal the AC network simultaneously or with a delay Mains supply is received. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheiz- und Zündschaltung aus einer Reihenschaltung von erster Heizelektrode, Optorelais A1 und zweiter Heizelektrode besteht, dem die Resonanzkapazität CP parallelgeschaltet ist.6. Circuit arrangement according to claim 1, 3 or 4, characterized in that the preheating and ignition circuit from one Series connection of the first heating electrode, opto relay A1 and second heating electrode, which has the resonance capacitance CP is connected in parallel. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheiz- und Zündschaltung aus einer Parallelschaltung von Optorelais A1 und Resonanzkondensator CP besteht, die mit den beiden Heizelektroden der Lampe eine Reihenschaltung bildet.7. Circuit arrangement according to claim 1, 3 or 4, characterized in that that the preheating and ignition circuit from one Parallel connection of optorelay A1 and resonance capacitor CP consists of one with the two heating electrodes of the lamp Series connection forms. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das monostabile Schaltelement D die Steuerseite des Optorelais A, A1 derart über eine Zeitdauer t, die angenähert gut der Vorheizzeit tH entspricht, ansteuert, indem während dieser Zeitdauer ein konstanter Strom Iref einen Kondensator C über die Stromkonstantquelle V1 auflädt und die Schaltungsanordnung mit einer Gleichspannung aus dem Gleichspannungsversorgungsgerät Glr oder einer anderen Gleichspannungsquelle betrieben wird.8. Circuit arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the monostable switching element D the control side of the Optorelais A, A1 over a period t that is approximately good corresponds to the preheating time tH, controlled by during this Time duration a constant current Iref a capacitor C over the Constant current source V1 charges and the circuit arrangement with a DC voltage from the DC voltage supply device Glr or another DC voltage source is operated. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das monostabile Schaltelement D mit einer geglätteten Gleichspannung betrieben wird, die durch Einweg- oder Zweiweggleichrichtung und anschließender Glättung aus einer Wechselspannung, vorzugsweise der Netzwechselspannung, gewonnen wird.9. Circuit arrangement according to claim 8, characterized in that the monostable switching element D with a smoothed DC voltage operated by one-way or two-way rectification and subsequent smoothing from an AC voltage, preferably the AC mains voltage is obtained.
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