DE102009011211A1

DE102009011211A1 - Elektrisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe mit gesteuerter Wendelheizung beim Dimmen

Info

Publication number: DE102009011211A1
Application number: DE102009011211A
Authority: DE
Inventors: Wei Madison Xiong; Christopher Huntsville Radzinski
Original assignee: Vossloh Schwabe Deutschland GmbH; Vossloh Schwabe GmbH
Current assignee: Universal Lighting Technologies Inc
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2009-09-24
Also published as: US7977894B1; DE102009011210A1; US7952303B2; US20090230887A1

Abstract

Ein elektronisches Vorschaltgerät hat eine Steuerschaltung, um eine Gasentladungslampe sowohl in einem Modus mit voller als auch mit gedimmter Lichtintensität zu betreiben. Eine Dimmsteuereinheit dient als Einrichtung, um eine Auswahl zwischen dem Modus mit voller und gedimmter Lichtintensität zu ermöglichen. Das Dimmsteuersignal hat einen Dimmanforderungsbereich, der den Bereich der Beträge des Dimmsteuersignals angibt. Das elektronische Vorschaltgerät enthält auch einen Vollleistungsschaltkreis mit einer Leistungssteuerung, die mit dem Dimmsteuerausgang gekoppelt ist, um das Dimmsteuersignal zu empfangen. Der Vollleistungsschaltkreis hat auch einen Vollleistungsausgang, der mit der Lampe gekoppelt werden kann. Wenn der Vollleistungsschaltkreis das Dimmsteuersignal über die Leistungssteuerung empfängt, und das Dimmsteuersignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt (das heißt der Modus mit voller Lichtintensität wurde ausgewählt), erzeugt der Vollleistungsschaltkreis ein Vollleistungssignal, das in der Lage ist, die Lampe(n) im Modus mit voller Lichtintensität zu betreiben. Ein Wendelheizkreis hat einen Heizeingang, der mit dem Schaltkreis für reduzierte Leistung gekoppelt ist, um das Signal für reduzierte Leistung zu empfangen und einen Heizausgang, der mit den Wendeln von einer oder mehreren Lampen gekoppelt werden kann. Wenn das Signal für reduzierte Leistung vorliegt, erzeugt der Wendelheizkreis ein Wendelheizsignal, das er den Wendeln über den Wendelausgang zur ...

Description

Bezugnahme auf zugehörige Anmeldungen
Diese Anmeldung ist eine nicht vorläufige Anmeldung, die die Rechte aus der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 61/036,277 beansprucht, angemeldet am 13. März 2008, mit dem Titel „Neues dimmbares Vorschaltgerät mit vorprogrammierbarem Start für den unabhängigen Betrieb von parallelen Lampen”, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen elektronische Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf elektronische Vorschaltgeräte, die in der Lage sind, eine oder mehrere Lampen sowohl in einem Modus mit voller Lichtintensität (Helligkeit) als auch in einem Modus mit gedimmter Lichtintensität – ein Lichtintensitätsniveau, das geringer ist, als der Modus mit voller Lichtintensität – zu betreiben. Noch genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf elektronische Vorschaltgeräte, die die Lampen in einem Modus mit gedimmter Leuchtintensität betreiben können und ein angemessenes Heizen der Lampenwendel zur Verfügung stellen, um einen stabilen und zuverlässigen Betrieb der Lampe im gedimmten Modus sicher zu stellen.
Ein entscheidender Aspekt beim Betrieb einer Gasentladungslampe, ob im Modus mit voller Lichtintensität oder gedimmter Lichtintensität, betrifft das richtige Heizen der Lampenwendeln. Ohne das richtige Heizen der Wendel wird die Leis tung und die Zuverlässigkeit der Lampe(n) abnehmen. Besonders die Wendeln werden ohne richtiges Heizen nicht in der Lage sein, Elektronen in ausreichender Menge thermisch zu emittieren, um einen Lichtbogen aufrecht zu erhalten (der für den korrekten Betrieb der Lampe notwendig ist). Ferner werden Versuche die Lampe zu betreiben, während die Wendeln nicht im gewünschtem Temperaturbereich sind, eine Beschädigung der Wendeln und/oder des thermisch emittierenden Materials, mit dem die Wendeln beschichtet sind, mit sich bringen und zu einem vorzeitigen Ausfall der Lampe führen.
Die Leuchtstärke oder Helligkeit der Lampe und das Niveau des Heizens der Wendel werden zu weiten Teilen durch den Strom gesteuert, der durch die Wendeln fließt. Wenn die Lampen zum Beispiel im Modus mit voller Lichtintensität betrieben werden, ist der durch die Wendeln fließende Strom am oder nahe beim maximalen Betriebsgrenzwert der Lampe (um eine für den Modus mit voller Lichtintensität angemessene Lichtabgabe zu erzeugen) und reicht typischerweise aus, um die Wendeln ohne zusätzliche Unterstützung zu heizen.
Umgekehrt, wenn die Lampe(n) in einem Modus mit gedimmter Lichtintensität betrieben werden, ist der durch die Wendeln fließende Strom reduziert. Obwohl der den Wendeln zur Verfügung gestellte reduzierte Strom einen Modus mit gedimmter Lichtintensität ermöglicht, wird der reduzierte Strom oft nicht angemessen sein, um die Lampe zuverlässig zu betreiben -abhängig vom Ausmaß des Dimmens. Weil dem so ist, muss eine zusätzliche Heizung für die Wendeln bereitgestellt werden, um die oben genannten Komplikationen im Zusammenhang mit ungenügender Wendelheizung zu vermeiden.
Was dann gebraucht wird, ist ein elektronisches Vorschaltgerät, das eine Lampe sowohl im Modus mit voller Lichtintensität, als auch im Modus mit gedimmter Lichtintensität betreiben kann und in einer zuverlässigen und kosteneffizienten Weise eine zusätzliche Heizung für die Wendeln zur Verfügung stellt, wenn die Lampe im Modus mit gedimmter Lichtintensität betrieben wird.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein elektronische Vorschaltgeräte mit einer Steuerschaltung, um eine Gasentladungslampe sowohl in einem Modus mit voller Lichtintensität, als auch in einem Modus mit gedimmter Lichtintensität zu betreiben. Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine zusätzliche Wendelheizung bereit, wenn die Lampe im Modus mit gedimmter Lichtintensität betrieben wird.
Es ist oft gewünscht, die Lichtintensität (Helligkeit) der Lampe anzupassen. Zu diesem Zweck weist die vorliegende Erfindung eine Dimmsteuereinheit mit einem Dimmsteuerausgang auf. Die Dimmsteuereinheit dient als Einrichtung, die eine Auswahl zwischen dem Modus mit voller und gedimmter Lichtintensität zu ermöglichen. Der Modus mit voller Lichtintensität beschreibt die maximale Lichtabgabe der Lampe(n) oder die maximal zulässige Abgabe (die geringer sein kann, als die maximale Lichtabgabe, beispielsweise wegen Zuverlässigkeitsbedenken). Der Modus mit gedimmter Lichtintensität stellt eine Lichtabgabe dar, die geringer ist als die im Modus mit voller Lichtintensität.
Die Auswahl entweder des Modus mit voller oder mit gedimmter Lichtintensität veranlasst die Dimmsteuereinheit am Dimmsteuerausgang ein Dimmsteuersignal zu erzeugen. Das Dimmsteuersignal hat einen Dimmanforderungsbereich, der den Bereich des Betrags (oder anderer definierender Signaleigenschaften, wie zum Beispiel der Frequenz oder der Phase) des Dimmsteuersignals darstellt, der mit der Auswahl des Modus mit gedimmter Lichtintensität korreliert.
Das elektronische Vorschaltgerät weist auch einen Vollleistungsschaltkreis auf, der eine zum Empfang des Dimmsteuersignals mit dem Dimmsteuerausgang gekoppelte Leistungssteuerung aufweist. Der Vollleistungsschaltkreis hat auch einen Vollleistungsausgang, der mit der Lampe gekoppelt werden kann. Wenn der Vollleistungsschaltkreis über die Leistungssteuerung das Dimmsteuersignal empfängt und das Dimmsteuersignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt (das heißt, der Modus mit voller Lichtintensität wurde ausgewählt), erzeugt der Vollleistungsschaltkreis ein Vollleistungssignal, das in der Lage ist, die Lampe(n) im Modus mit voller Lichtintensität zu betreiben. Ferner liefert der Vollleistungsschaltkreis das Vollleistungssignal über den Vollleistungsausgang an die Lampe(n).
Um die Lampe(n) im Modus mit gedimmter Lichtintensität zu betreiben, weist die vorliegende Erfindung einen Schaltkreis für reduzierte Leistung auf. Der Schaltkreis für reduzierte Leistung stellt ein Signal für reduzierte Leistung zur Verfügung, wenn das Vollleistungssignal der Lampe bzw. den Lampen nicht zur Verfügung gestellt wird. Anders gesagt, erzeugt der Schaltkreis für reduzierte Leistung ein Signal für reduzierte Leistung, wenn das Dimmsteuersignal im Dimmanforderungsbereich liegt. Der Betrag des Signals für reduzierte Leistung ist kleiner als das Vollleistungssignal, um die Lampe(n) zu veranlassen, mit einer Lichtabgabe zu arbeiten, die kleiner ist, als die des Modus mit voller Lichtintensität – der Modus mit gedimmter Lichtintensität.
Wie oben erläutert, sollte eine zusätzliche Wendelheizung bereitgestellt werden, wenn die Lampen im Modus mit gedimmter Lichtintensität betrieben werden, um einen vorzeitigen Lampenausfall oder eine schlechte Lampenleistung zu vermeiden. Der Wendelheizkreis übernimmt diese Funktion bei der vorliegenden Erfindung.
Der Wendelheizkreis hat einen Heizeingang, der mit dem Schaltkreis für reduzierte Leistung gekoppelt ist, um das Signal für reduzierte Leistung zu empfangen, und hat einen Heizausgang, der mit den Wendeln von einer oder mehreren Lampen gekoppelt werden kann. Wenn das Signal für reduzierte Leistung vorliegt, erzeugt der Wendelheizkreis ein Wendelheizsignal, das den Wendeln über den Heizausgang zur Verfügung gestellt wird. Das Wendelheizsignal hält die Temperatur der Wendeln aufrecht, wenn die Lampe(n) im Modus mit gedimmter Lichtintensität betrieben werden. Ferner ist das Wendelheizsignal vom Signal für reduzierte Leistung abhängig. In einem Ausführungsbeispiel ist das Wendelheizsignal eine Ableitung des Signals für reduzierte Leistung: das heißt das Wendelheizsignal basiert auf dem Signal für reduzierte Leistung.
Kurze Beschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnung
Figur ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Wandlerschaltkreises eines elektronischen Vorschaltgeräts.
3 ist ein Flussdiagramm des Betriebes von einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein elektronisches Vorschaltgerät, das eine Steuerschaltung für volle und gedimmte Lichtintensität aufweist. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein elektronisches Vorschaltgerät, das in der Lage ist, eine Lampe sowohl in einem Modus mit voller oder maximaler Lichtintensität, als auch in einem Modus mit gedimmter Lichtintensität zu betreiben. Überdies stellt die vorliegende Erfindung eine zusätzliche Heizung für die Wendeln der Lampe(n) zur Verfügung, wenn die Lampe(n) im Modus mit gedimmter Lichtintensität betrieben werden.
1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das eine Dimmsteuereinheit 10 mit einem Dimmsteuerausgang 12 aufweist. Die Dimmsteuereinheit 10 ermöglicht die Auswahl zwischen wenigstens zwei verschiedenen Lichtintensitätsniveaus oder Modi (vorzugsweise volle Lichtintensität und gedimmte Lichtintensität). Zum Beispiel kann die Dimmsteuereinheit 10 ein integrierter Schaltkreis, ein vom Benutzer auswählbarer Schalter, ein Rheostat oder dergleichen sein oder eine Kombination davon. Abhängig vom gewünschten Lichtintensitätsniveau/Lichtintensitätsmodus erzeugt die Dimmsteuereinheit 10 ein Dimmsteuersignal oder ein Dimmsteuerausgangssignal am Dimmsteuerausgang 12, das einen Betrag (und/oder eine Phase und/oder eine Frequenz) entsprechend dem gewünschten Lichtintensitätsmodus aufweist, wie dies in Schritt 66 der 3 gezeigt ist. Das Dimmsteuersignal kann auch das Fehlen von jeglichem Signal der Dimmsteuereinheit 10 darstellen oder beinhalten, da das Fehlen eines Signals auch eine Information bereitstellt.
Das Dimmsteuersignal hat einen Dimmanforderungsbereich. Der Dimmanforderungsbereich grenzt die Kenndaten des Dimmsteuersignals (zum Beispiel Betrag, Phase und/oder Frequenz) ab, die anzeigen, dass ein Modus mit gedimmter Lichtintensität gewünscht ist. Beispielsweise kann der Dimmanforderungsbereich Beträge des Dimmsteuersignals zwischen 0 und 3 Volt umfassen. Somit wurde der Modus/das Niveau mit gedimmter Lichtintensität ausgewählt, wenn das Dimmsteuersignal einen Betrag von 2 Volt aufweist.
Das elektronische Vorschaltgerät der vorliegenden Erfindung enthält auch einen Wandlerschaltkreis 34 (2). Der Wandlerschaltkreis 34 nimmt ein Gleichstromsignal auf und wandelt das Gleichstromsignal in Wechselstromsignale um, die zum Betreiben der Lampe(n) bereitgestellt werden. Der Wandlerschaltkreis 34 enthält typischerweise zwei oder vier Schalttransistoren (vier Transistoren entsprechen einem Vollbrückenschaltkreis), die das Umwandeln der Gleichstromsignale in Wechselstromsignale vereinfachen, die geeignet sind die Lampe(n) 20 über die Wendeln 22 zu betreiben. Genauer kann der Wandlerschaltkreis 34 einen Resonanzausgangstransformator 36 aufweisen, der dazu verwendet wird, ein Transformatorausgangssignal bereit zu stellen, das zumindest zum Teil die Lampe(n) betreibt.
Die vorliegende Erfindung weist auch einen Vollleistungsschaltkreis 14 mit einem Vollleistungssausgang 16, der mit der Lampe gekoppelt werden kann (nachdem die Lampe an das Vorschaltgerät angeschlossen wurde). In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Vollleistungsausgang 16 ein Anschluss 16 darstellen, der mit den Wendeln der Lampe(n) in Kontakt steht. Allerdings kann der Vollleistungsausgang 16 auch irgendeinen Ausgangskanal darstellen, der in der Lage ist, ein elektrisches Signal direkt an die Lampe oder indirekt über eine separate Kopplungseinrichtung zu liefern. Der Volllastschaltkreis 14 weist auch eine Leistungssteuerung 18 auf, die zum Empfang des Dimmsteuersignals mit dem Dimmsteuerausgang 12 gekoppelt ist, wie dies in 1 und im Schritt 68 der 3 gezeigt ist.
Wenn das Dimmsteuersignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt, erzeugt der Vollleistungsschaltkreis 14 ein Voll leistungssignal (oder ein Vollleistungsausgangsignal) am Vollleistungsausgang 16, das dann den Wendeln der Lampe(n) zugeführt werden kann. Das Vollleistungssignal hat einen Betrag (oder Signalniveau/Signalstärke), der bewirkt, dass die Lampe(n) im Modus mit voller Lichtintensität betrieben wird.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Vollleistungsschaltkreis 14 an den Resonanzausgangstransformator 36 gekoppelt sein, um das Transformatorausgangsignal zu empfangen, durch das das Vollleistungsausgangssignal moduliert werden kann. Genau gesagt, kann der Vollleistungsschaltkreis 14 einen bidirektionalen Schalter 32 mit einem an dem Resonanzausgangstransformator 36 gekoppelten Eingang 33 und mit einem zur Kopplung mit den Lampen (oder den Wendeln der Lampe(n)) ausgestalteten Ausgang 16 (oder Lampenanschluss 16) aufweisen, der auf das Dimmsteuersignal anspricht – Schritt 70 der 3. Daher, bei einem Ausführungsbeispiel, übermittelt der bidirektionale Schalter 32 das Transformatorausgangssignal an die Lampe(n), wenn das Dimmsteuersignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt – die Veränderungen des Transformatorausgangsignals als Folge des Kommunikationsvorgangs durch den bidirektionalen Schalter 32 oder allgemeiner den Vollleistungsschaltkreis 14 resultieren im Vollleistungssignal.
Tatsächlich ist der bidirektionale Schalter geschlossen oder in einem geschlossenen Zustand, wenn das Dimmsteuersignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt, wobei er einen Pfad mit geringer elektrischer Impedanz oder einen virtuellen Kurzschluss zwischen dem Resonanzausgangstransformator 36 und der Wendel der Lampe erzeugt, wodurch es dem Transformatorausgangssignal (auf das als Vollleistungssignal Bezug genommen wird, nachdem es in den Vollleistungsschalterkreis 14 gelangt ist) ermöglicht ist, der Lampe zugeführt zu werden. Umgekehrt, wenn das Dimmsteuersignal innerhalb des Dimmanforderungsbereichs liegt, ist der bidirektionale Schalter 32 offen oder in einem offen Zustand, wobei er einen Pfad mit hoher elektrischer Impedanz oder einen offenen Schaltkreis bildet, wodurch das Transformatorausgangssignal (oder das Vollleistungssignal) daran gehindert wird, der Lampe bzw. den Lampen zugeführt zu werden.
Die vorliegende Erfindung verwendet einen Schaltkreis für reduzierte Leistung 24, um die Lampe(n) im Modus mit gedimmter Lichtintensität zu betreiben. Funktionsgemäß stellt der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 ein Signal für reduzierte Leistung für die Lampe(n) bereit, wenn das Vollleistungssignal nicht vorliegt oder gleichbedeutend, wenn das Dimmsteuersignal innerhalb des Dimmanforderungsbereichs liegt. Daher kann der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 entweder an den Vollleistungsschaltkreis 14 oder an die Dimmsteuereinheit 10 gekoppelt werden, um festzustellen, wann der Modus für gedimmte Lichtintensität ausgewählt wurde. Da der Modus für gedimmte Lichtintensität angibt, dass die Lichtintensität („Helligkeit”) der Lampe(n) kleiner ist als die des Modus mit voller Lichtintensität, ist der Betrag des Signals für reduzierte Leistung kleiner als der Betrag des Vollleistungssignals. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 einen Leistungsreduktionskondensator 38 mit einem ersten Anschluss 40 aufweisen, der an den Resonanzausgangstransformator 36 gekoppelt ist, um das Transformatorausgangsignal zu empfangen, das die Basis für das Signal für reduzierte Leistung darstellt. Der Leistungsreduktionskondensator 38 dient als ein Strombegrenzer, um sicherzustellen, dass der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 die Lampe(n) bei einem Helligkeitsniveau betreibt, das geringer ist als das, dass durch den Vollleistungsschalterkreis 14 verursacht wird, da der Vollleistungsschaltkreis 12 keine derartige Strombegrenzungseinrichtung aufweist. Das Ausmaß des Dimmens (das heißt der Strombegrenzung) kann durch Variieren der Kapazi tät/Impedanz des Leistungsreduktionskondensators 38 angepasst werden.
Allerdings muss dann, wie oben erwähnt, wenn das Signal für reduzierte Leistung zum Betrieb der Lampe(n) verwendet wird, eine zusätzliche Heizung für die Wendeln vorgesehen werden, um einen zuverlässigen Lampenbetrieb sicherzustellen. Zur Erfüllung dieser Aufgabe wird ein Wendelheizkreis 26 verwendet. Der Wendelheizkreis 26 hat einen Heizeingang 28, der mit dem Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 gekoppelt ist und einen Heizausgang 30, der mit den Wendeln gekoppelt werden kann. Demgemäß erzeugt der Wendelheizkreis 26 ein Wendelheizsignal an dem Heizausgang (nicht dargestellt), wenn das Dimmsteuersignal im Dimmanforderungsbereich liegt oder das Signal für reduzierte Leistung vorliegt, so dass das Wendelheizsignal den Wendeln zugeführt werden kann. Weil das Wendelheizsignal nur dann erzeugt wird, wenn das Signal für reduzierte Leistung vorliegt, kann das Wendelheizsignal als auf das Signal für reduzierte Leistung ansprechend beschrieben werden. Überdies ist das Wendelheizsignal in einigen Ausführungsbeispielen eine Ableitung des Signals für reduzierte Leistung, das heißt, das Wendelheizsignal basiert auf dem Signal für reduzierte Leistung.
Der Wendelheizkreis 26 kann einen Heiztransformator 44 mit einer Primärwicklung 46 und einer Sekundärwicklung 48 (oder mehreren Sekundärwicklungen 48) zur Kopplung an die Wendel (oder Wendeln) aufweisen. Die Primärwicklung 46 hat einen Eingang, der mit dem Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 gekoppelt ist oder, genauer, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, mit dem zweiten Anschluss des Leistungsreduktionskondensators 42, wie dies in 1 gezeigt ist. Folglich empfängt die Primärwicklung 46 einiges oder alles vom Signal für reduzierte Leistung, wenn der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 das Signal für reduzierte Leistung erzeugt. Dies verursacht einen entsprechenden Strom in der Sekundärwicklung 48, der die Wendeln heizt. Diese zusätzliche Heizung ermöglicht es der Lampe bzw. den Lampen effizient und zuverlässig zu arbeiten, wenn sie sich im Modus für gedimmte Lichtintensität befindet. Der Wendelheizkreis 26 kann auch einen Heizkondensator 50 in elektrischer Parallelschaltung zur Primärwicklung 46 aufweisen.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Wendelheizkreis 26 und der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 in elektrischer Reihenschaltung angeordnet und bilden einen Dimmmodusschaltkreis 52, der in elektrischer Parallelschaltung zum Vollleistungsschaltkreis 14 angeordnet ist. Noch genauer ist der Leistungsreduktionskondensator 38 in elektrischer Reihenschaltung mit der Kombination aus Primärwicklung 46 und Heizkondensator 50 (die in elektrischer Parallelschaltung angeordnet sind) angeordnet; diese Anordnung des Leistungsreduktionskondensators 38, der Primärwicklung 46 und des Heizkondensators 50 kann auch den Dimmmodusschaltkreis 52 bilden. Ferner ist diese Ausführung des Dimmmodusschaltkreises 52 in paralleler elektrischer Verbindung mit dem bidirektionalen Schalter 32 angeordnet, wie dies in 1 gezeigt ist.
Unter Berücksichtigung des beschriebenen Ausführungsbeispiels wird die Betriebsweise der vorliegenden Erfindung weiter genau betrachtet. Zuerst wird angenommen, dass der Modus für volle Lichtintensität ausgewählt wurde – mit der Folge, dass das Dimmsteuersignal (oder Dimmanforderungssteuersignal) außerhalb des Dimmanforderungsbereichs liegt. Dies veranlasst den bidirektionalen Schalter 32 zu schließen, das heißt, ein Pfad mit geringer Impedanz vom Resonanzausgangstransformator 36 zu der Lampe bzw. zu den Lampen oder den Wendeln der Lampe(n) wird bereit gestellt, wie dies in den Schritten 72 und 76 der 3 gezeigt ist.
Da sich der jetzt geschlossene bidirektionale Schalter 32 (oder allgemeiner Vollleistungsschaltkreis 14) in paralleler elektrischer Schaltung mit dem Dimmmodusschaltkreis 52 befindet, der den Leistungsreduktionskondensator 38, die Primärwicklung 46 und den Heizkondensator 50 (oder gleichbedeutend hierzu den Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 und den Wendelheizkreis 26) aufweist, wählt das Transformatorausgangsignal den durch den bidirektionalen Schalter 32 bereitgestellten Pfad anstelle des Dimmmodusschaltkreises 52, da der Schalter 32 einen Pfad mit geringerer Impedanz darstellt. Daher wird der Lampe bzw. Lampen das Vollleistungssignal zur Verfügung gestellt, wie dies im Schritt 80 der 3 gezeigt ist. Es ist zu beachten, dass das Vollleistungssignal eine Folge des Zusammenwirkens des Transformatorausgangssignals mit dem bidirektionalen Schalter 32 ist.
Umgekehrt, wenn der Modus mit gedimmter Lichtintensität ausgewählt ist, liegt das Dimmsteuersignal im Dimmanforderungsbereich. Dies veranlasst den bidirektionalen Schalter 32 zu öffnen, das heißt einen Pfad mit hoher Impedanz für das Transformatorausgangssignal bereit zu stellen, wie dies in den Schritten 73 und 74 der 3 gezeigt ist. Weil der bidirektionale Schalter 32 jetzt offen ist, wählt das Transformatorausgangssignal den durch den Dimmmodusschaltkreis 52 bereitgestellten Pfad, da dieser eine geringere Impedanz aufweist, als der geöffnete Schalter 32. Demgemäß werden das Signal für reduzierte Leistung und das Wendelheizsignal für die Lampe(n) bereitgestellt, wie dies in Schritt 78 der 3 gezeigt ist. Das Signal für reduzierte Leistung hat wegen der Strombegrenzungswirkung des Leistungsreduktionskondensators 38 einen Betrag, der kleiner ist als das Vollleistungsignal, wenn es erzeugt wird.
Da der Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 und der Wendelheizkreis 26 in elektrisch serieller Verbindung stehen, veranlasst das Transformatorausgangssignal/das Signal für reduzierte Leistung auch die Erzeugung des Wendelheizsignals, wenn das Transformatorausgangssignal dem Schaltkreis für reduzierte Leistung 24 zur Verfügung gestellt wird (wobei das Signal für reduzierte Leistung erzeugt wird). Nochmals, es ist zu beachten, dass das Signal für reduzierte Leistung und das Wendelheizsignal aus dem Zusammenwirken des Transformatorausgangssignals mit dem Dimmmodusschaltkreis 52 resultieren oder anders ausgedrückt, durch das Transformatorausgangssignal moduliert werden. Auf diese Weise bewirkt die Erfindung, dass sowohl Modi für volle und gedimmte Lichtintensität als auch eine zusätzliche Wendelheizung zur Verfügung steht, wenn die Lampe im Modus für gedimmte Lichtintensität betrieben wird.
Daher, obwohl besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eines neuen und nützlichen elektronischen Vorschaltgeräts für Gasentladungslampen mit gesteuerter Wendelheizung während des Dimmens beschrieben wurden, ist es nicht beabsichtigt, das solche Bezugnahmen als Beschränkung des Bereichs der Erfindung ausgelegt werden, soweit nicht in den folgenden Ansprüchen ausgeführt.

Claims

Elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe mit einer Wendel, aufweisend: eine Dimmsteuereinheit, die einen Dimmsteuerausgang aufweist und dazu eingerichtet ist ein Dimmsteuersignal am Dimmsteuerausgang zu erzeugen, wobei das Dimmsteuersignal einen Dimmanforderungsbereich aufweist; einen Vollleistungsschaltkreis mit einem Vollleistungsausgang zur Kopplung mit der Lampe, eine Leistungssteuerung, die mit dem Dimmsteuerausgang gekoppelt ist, um das Dimmsteuersignal zu empfangen, wobei der Vollleistungsschaltkreis dazu eingerichtet ist ein Vollleistungssignal am Vollleistungsausgang zu erzeugen, wenn das Dimmsteuersignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt und wobei das Vollleistungssignal ferner einen Betrag aufweist; einen Schaltkreis für reduzierte Leistung, der dazu eingerichtet ist, ein Signal für reduzierte Leistung für die Lampe zur Verfügung zu stellen, wenn das Vollleistungssignal nicht vorliegt, und wobei das Signal für reduzierte Leistung einen Betrag aufweist, der kleiner ist als der Betrag des Vollleistungssignals; und einen Wendelheizkreis, der einen mit dem Schaltkreis für reduzierte Leistung gekoppelten Heizeingang und einen Heizausgang zur Kopplung mit der Wendel aufweist, wobei der Wendelheizkreis dazu eingerichtet ist, ein auf das Signal für reduzierte Leistung ansprechendes Wendelheizsignal am Heizausgang zu erzeugen, wenn das Signal für reduzierte Leistung vorliegt.
Vorschaltgerät nach Anspruch 1, wobei der Vollleistungsschaltkreis einen bidirektionalen Schalter enthält.
Vorschaltgerät nach Anspruch 2, weiter aufweisend: einen Resonanzausgangtransformator; und wobei der bidirektionale Schalter einen mit dem Resonanzausgangstransformator gekoppelten Eingang und einen Ausgang zur Kopplung mit der Lampe aufweist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 3, bei dem der Schaltkreis für reduzierte Leistung einen Leistungsreduktionskondensator aufweist, mit einem mit dem Resonanzausgangtransformator gekoppelten ersten Anschluss und einem mit dem Wendelheizkreis gekoppelten zweiten Anschluss.
Vorschaltgerät nach Anspruch 4, bei dem der Wendelheizkreis einen Heiztransformator aufweist, mit einer mit dem zweiten Anschluss des Leistungsreduktionskondensators gekoppelten ersten Wicklung und einer zweiten Wicklung zur Kopplung mit der Wendel.
Vorschaltgerät nach Anspruch 5, bei dem der Wendelheizkreis ferner einen Heizkondensator in paralleler elektrischer Schaltung mit der Primärwicklung des Heiztransformators aufweist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 4, bei dem der Wendelheizkreis und der Schaltkreis für reduzierte Leistung einen Dimmmodusschaltkreis in paralleler elektrischer Schaltung mit dem Vollleistungsschaltkreis bilden.
Verfahren zur Verwendung des elektronischen Vorschaltgeräts zum Dimmen einer Gasentladungslampe mit einer Wendel, umfassend: (a) Erzeugen eines Dimmsteueranforderungssignals, wobei das Dimmsteueranforderungssignal einen Dimmanforderungsbereich aufweist; (b) Empfangen des Dimmsteueranforderungssignals im elektronischen Vorschaltgerät; (c) Bereitstellen sowohl eines Signals für reduzierte Leistung für die Lampe, um die Lichtintensität der Lampe zu dimmen, als auch eines Wendelheizsignals, um die Wendel während des Dimmens zu heizen, wenn das Dimmsteuranforderungssignal im Dimmanforderungsbereich liegt, wobei das Signal für reduzierte Leistung einen Betrag hat und das Wendelheizsignal auf das Signal für reduzierte Leistung anspricht; und (d) Bereitstellen eines Vollleistungssignals für die Lampe, wenn das Dimmsteueranforderungssignal außerhalb des Dimmanforderungsbereichs liegt, wobei das Vollleistungsignal einen Betrag aufweist, der größer ist als das Signal für reduzierte Leistung.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Schritt (b) ferner umfasst: Weiterleiten des Dimmsteueranforderungssignals an einen bidirektionalen Schalter, der zwischen einen Wandlerschalterkreis und einen Lampenanschluss zum Anschluss an die Lampe gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt (d) ferner umfasst: Schließen des bidirektionalen Schalters, um der Lampe über dem Lampenanschluss das Vollleistungssignal zur Verfügung zu stellen.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem Schritt (c) ferner umfasst: Öffnen des bidirektionalen Schalters.
Elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe mit einer Wendel, aufweisend: einen Wandlerschaltkreis, der einen Resonanzausgangtransformator aufweist, der dazu eingerichtet ist, ein Transformatorausgangssignal zu erzeugen; eine Dimmsteuereinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Dimmsteuerausgangssingal zu erzeugen, wobei das Dimmsteuerausgangssingal einen Dimmanforderungsbereich aufweist; einen Vollleistungsschaltkreis, der mit dem Resonanzausgangstransformator gekoppelt ist, um das Transformatorausgangssignal zu empfangen, wobei der Vollleistungsschaltkreis dazu eingerichtet ist, das Dimmsteuerausgangssignal zu empfangen und der Wendel ein Vollleistungsausgangssignal zur Verfügung zu stellen, wenn das Dimmsteuerausgangssingal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt, und wobei weiter das Vollleistungsausgangssignal durch das Transformatorausgangssignal moduliert wird und einen Betrag aufweist; und einen Dimmmodusschaltkreis, der mit dem Resonanzausgangstransformator gekoppelt ist, um das Transformatorausgangssignal zu empfangen, wobei der Dimmmodusschaltkreis dazu eingerichtet ist, das Dimmsteuerausgangssingal zu empfangen und der Wendel sowohl ein Wendelheizsignal, als auch ein Signal für reduzierte Leistung zur Verfügung zu stellen, wenn das Vollleistungsausgangsignal nicht vorliegt, wobei das Signal für reduzierte Leistung durch das Transformatorausgangssignal moduliert wird und einen Betrag aufweist, der kleiner ist als das Vollleis tungsausgangssignal und das Wendelheizsignal durch das Signal für reduzierte Leistung moduliert wird.
Vorschaltgerät nach Anspruch 12, bei dem der Vollleistungsschaltkreis einen bidirektionalen Schalter aufweist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 13, bei dem der bidirektionale Schalter einen geöffneten Zustand und einen geschlossenen Zustand aufweist und der bidirektionale Schalter in dem geschlossenen Zustand ist, wenn das Dimmsteuerausgangssingal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der bidirektionale Schalter in dem geöffneten Zustand ist, wenn das Dimmsteuerausgangssingal im Dimmanforderungsbereich liegt.
Vorschaltgerät nach Anspruch 12, bei dem der Dimmmodusschaltkreis einen Leistungsreduktionskondensator aufweist, mit einem ersten Anschluss, der mit dem Resonanzausgangstransformator gekoppelt ist, um das Transformatorausgangssignal zu empfangen und mit einem zweiten Anschluss.
Vorschaltgerät nach Anspruch 16, bei dem der Dimmmodusschaltkreis einen Heiztransformator aufweist, mit einer Primärwicklung, die mit dem zweiten Anschluss des Leistungsreduktionskondensators gekoppelt ist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 17, bei dem der Dimmmodusschaltkreis ferner einen Heizkondensator aufweist, der in paralleler elektrischer Verbindung mit der Primärwicklung des Heiztransformators angeordnet ist.
Vorschaltgerät nach Anspruch 12, bei dem der Dimmmodusschaltkreis eine Impedanz hat und der Vollleistungsschaltkreis eine Impedanz hat, die kleiner ist als die Impedanz des Dimm modusschaltkreises, wenn das Dimmsteuerausgangssignal nicht im Dimmanforderungsbereich liegt.
Vorschaltgerät nach Anspruch 12, bei dem der Vollleistungsschaltkreis und der Dimmmodusschaltkreis in paralleler elektrischer Verbindung angeordnet sind.