DE102010063989A1 - Method and device for operating a gas discharge lamp - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe 1, wobei die Gasentladungslampe 1 mit Wechselspannung betrieben wird und ein DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1 eingestellt werden kann. Dazu wird eine direkte oder indirekte Messung des DC-Anteils durchgeführt und basierend auf der Messung eine Veränderung des DC-Anteils vorgenommen. Die Veränderung des DC-Anteils kann durch Einstellung der Amplitude und/oder der Polarität einer Asymmetrie von Tastverhältnissen d1, d2 zweier digitaler Steuersignale 2a, 2b für zwei zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter Halbleiter-Leistungsschalter 3a, 3b eines Wechselrichters 3, der die Gasentladungslampe 1 mit Wechselspannung versorgt, realisiert werden. Der DC-Anteil kann abhängig vom eingestellten Dimmpegel, dem Lampentyp, der Umgebungstemperatur oder anderen Betriebsparametern verändert oder auf einen Sollwert eingestellt werden. Der Sollwert kann aus einer Sollkurve bestimmt werden und kann basierend auf einem oder mehreren Kurvensätzen eingestellt werden, die den DC Anteil wenigstens in Abhängigkeit des Dimmpegels und der Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie beschreiben.The present invention relates to a method and a device for operating a gas discharge lamp 1, wherein the gas discharge lamp 1 is operated with AC voltage and a DC component of the current through the gas discharge lamp 1 can be set. For this purpose, a direct or indirect measurement of the DC component is carried out and the DC component is changed based on the measurement. The change in the DC component can be adjusted by adjusting the amplitude and / or the polarity of an asymmetry of duty cycles d1, d2 of two digital control signals 2a, 2b for two semiconductor power switches 3a, 3b connected in series to form a half-bridge of an inverter 3 which is the gas discharge lamp 1 supplied with AC voltage. The DC component can be changed depending on the set dimming level, the lamp type, the ambient temperature or other operating parameters or set to a setpoint. The setpoint value can be determined from a setpoint curve and can be set based on one or more curve sets which describe the DC component at least as a function of the dimming level and the amplitude and / or polarity of the asymmetry.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben wenigstens einer Gasentladungslampe, wobei insbesondere ein Gleichstromanteil (DC-Anteil des Stroms) durch die wenigstens eine Gasentladungslampe eingestellt werden kann, um bspw. eine Streifenbildung bzgl. der Leuchtstärke der Lampe zu unterdrücken.The present invention relates to a method and a device for operating at least one gas discharge lamp, wherein in particular a DC component of the current through the at least one gas discharge lamp can be adjusted in order, for example, to suppress banding with respect to the luminous intensity of the lamp.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bei Gasentladungslampen, die über ein elektronisches Lampenvorschaltgerät mit Wechselspannung (AC-Spannung) betrieben werden, ein Flackern oder Walmen, d. h. eine Streifenbildung, auftreten kann, das durch die Entstehung laufender Schichten im Füllgas der Gasentladungslampe verursacht wird. Ein solches Walmen tritt insbesondere bei niedrigen Betriebstemperaturen der Gasentladungslampe auf und ist besonders bei niedrigen Dimmpegeln (Helligkeitseinstellungen) der Gasentladungslampe stark ausgeprägt. Es sind aus dem Stand der Technik weiterhin verschieden Verfahren zum Ausgleichen der Streifenbildung in Gasentladungslampen bekannt, zum Beispiel indem eine Gleichspannung (DC-Spannung) an die wechselspannungsbetriebene Lampe angelegt wird oder indem ein bestimmter Anteil an DC-Strom in die. Lampe eigespeist wird.It is known from the prior art that in gas discharge lamps which are operated via an electronic lamp ballast with AC voltage (AC voltage), a flickering or whale, d. H. a banding may occur, which is caused by the formation of running layers in the filling gas of the gas discharge lamp. Such wallowing occurs especially at low operating temperatures of the gas discharge lamp and is particularly pronounced at low dimming levels (brightness settings) of the gas discharge lamp. There are also known in the prior art various methods of equalizing banding in gas discharge lamps, for example, by applying a DC voltage to the AC-powered lamp or by injecting a certain amount of DC current into the DC lamp. Lamp is eigespeist.

Eine Möglichkeit einen DC-Anteil des Stroms durch die Lampe zu erzielen ist die hinter ein elektronisches Lampenvorschaltgerät geschaltete Kapazitäten durch geeignete Widerstände, bevorzugt hochohmig, zu überbrücken. Eine Möglichkeit eine DC-Spannung der Gasentladungslampe zu erzeugen ist zum Beispiel in der EP 1901592 A1 beschrieben. Die Druckschrift beschreibt den Betrieb einer Gasentladungslampe mittels eines elektronischen Vorschaltgeräts. Das elektronische Vorschaltgerät enthält einen Wechselrichter mit zwei zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter. Halbleiter-Leistungsschalter zur Versorgung der Gasentladungslampe mit einer AC-Spannung. Die beiden Halbleiter-Leistungsschalter werden mit digitalen Wechselrichter-Steuersignalen angesteuert, wobei für die Steuersignale jeweils ein Tastverhältnis von mehr oder weniger als 50% innerhalb einer Tastperiode angelegt wird. Das Tastverhältnis ist definiert als der Quotient aus der Zeitdauer innerhalb der Tastperiode, in der das digitale Steuersignal einen hohen Spannungswert annimmt, und der Summe der Zeitdauer des hohen und eines niedrigen Spannungswerts bezogen auf eine Tastperiode des Steuersignals.One way of achieving a DC component of the current through the lamp is to bridge the capacitors connected behind an electronic lamp ballast by means of suitable resistors, preferably high-resistance. One way to generate a DC voltage of the gas discharge lamp is, for example in the EP 1901592 A1 described. The document describes the operation of a gas discharge lamp by means of an electronic ballast. The electronic ballast includes an inverter with two connected in series to a half-bridge. Semiconductor circuit breaker for supplying the gas discharge lamp with an AC voltage. The two semiconductor power switches are driven with digital inverter control signals, wherein for the control signals each of a duty cycle of more or less than 50% is applied within a Tastperiode. The duty cycle is defined as the quotient of the time period within the duty cycle in which the digital control signal assumes a high voltage value and the sum of the time duration of the high and a low voltage value with respect to a duty cycle of the control signal.

Durch diese asymmetrische Ansteuerung der üblicherweise symmetrisch angesteuerten Halbleiter-Leistungsschalter kann das Auftreten laufender Schichten im Füllgas der Gasentladungslampe und damit das Walmen der Lampe verhindert werden. Durch die asymmetrischen Signale zum Steuern der Halbleiter-Leistungsschalter fällt nämlich aufgrund der nichtlinearen Strom-Spannungskennlinie der Gasentladungslampe ein DC-Anteil an Spannung positiver oder negativer Polarität an der Gasentladungslampe ab.As a result of this asymmetrical activation of the usually symmetrically controlled semiconductor power switches, it is possible to prevent the occurrence of running layers in the filling gas of the gas discharge lamp and therefore the lamp wallowing. Namely, due to the non-linear current-voltage characteristic of the gas discharge lamp, due to the asymmetrical signals for controlling the semiconductor power switches, a DC component of positive or negative polarity voltage on the gas discharge lamp drops.

Bei Gasentladungslampen, denen eine DC-Spannung durch geeignete Widerstände zugeführt wird, welche üblicherweise fest in der Lampe verbaut sind, hängt die Auswirkung dieses DC-Anteils vornehmlich vom Gesamtstrom durch die Gasentladungslampe ab. Der Gesamtstrom durch die Gasentladungslampe hängt wiederum von einem eingestellten Dimmpegel ab, wobei der Dimmpegel z. B. durch die Frequenz der Wechselspannung eines Halbbrücken-Wechselrichters des Lampenvorschaltgeräts eingestellt werden kann. Das Problem solcher Gasentladungslampen ist demnach, dass nicht bei jedem eingestellten Dimmpegel der erzeugte DC-Anteil auch die gewünschte Wirkung entfaltet, die z. B. die oben beschriebene Streifenbildung unterdrückt.In the case of gas discharge lamps, to which a DC voltage is supplied by suitable resistors, which are usually permanently installed in the lamp, the effect of this DC component depends primarily on the total current through the gas discharge lamp. The total current through the gas discharge lamp in turn depends on a set dimming level, the dimming level z. B. can be adjusted by the frequency of the AC voltage of a half-bridge inverter of the lamp ballast. The problem of such gas discharge lamps is therefore that not every set dimming level of the generated DC component also unfolds the desired effect, the z. B. suppresses the banding described above.

Die vorliegende Erfindung stellt sich damit zur Aufgabe, die Unterdrückung der Streifenbildung (das Walmen) oder des Flackerns von Gasentladungslampen noch effizienter und flexibler zu gestalten. Ein entsprechendes erfindungsgemäßes Verfahren soll dazu geeignet sein, für eine Vielzahl von Typen von Gasentladungslampen und für alle Betriebszustände das Walmen oder Flackern effizient zu unterdrücken. Weiterhin soll es das erfindungsgemäße Verfahren einfach ermöglichen, das richtige Gleichgewicht zwischen der bestmöglichen optischen Erscheinung der Gasentladungslampe (Auswirkung des DC-Anteils) und der Lebensdauer der Lampe einzustellen. Dabei ist zu beachten, dass schon bei geringen DC-Anteilen des Lampenstroms das Risiko besteht, dass durch eine Migration von Ladungsträgern in eine Richtung in der Lampe, eine Verarmung von Quecksilber auftreten kann, was das visuelle Erscheinungsbild ungünstig verändern kann und in weiterer Folge die Lampe schädigen und daher deren Lebenszeit verkürzen kann.The object of the present invention is therefore to make the suppression of banding (whining) or flickering of gas discharge lamps even more efficient and flexible. A corresponding method according to the invention should be suitable for efficiently suppressing whining or flickering for a large number of types of gas discharge lamps and for all operating states. Furthermore, the method according to the invention should simply make it possible to set the right balance between the best possible visual appearance of the gas discharge lamp (effect of the DC component) and the life of the lamp. It should be noted that even with low DC components of the lamp current there is a risk that by a migration of charge carriers in one direction in the lamp, depletion of mercury may occur, which can adversely affect the visual appearance and subsequently the Lamp damage and therefore can shorten their lifetime.

Schließlich zielt die vorliegende Erfindung besonders auf eine Kombination der beiden oben genannten Möglichkeiten ab, um DC-Spannungen bzw. -ströme zu erzeugen. Der DC-Anteil soll gezielt auf eine zu betreibende Gasentladungslampe zugeschnitten werden können.Finally, the present invention particularly aims at a combination of the two abovementioned possibilities in order to generate DC voltages or currents. The DC component should be able to be tailored to a gas discharge lamp to be operated.

Die oben genannten Aufgaben der Erfindung werden durch die angehängten unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, die den Gedanken der Erfindung weiterbilden, sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The above objects of the invention are solved by the appended independent claims. Advantageous embodiments which further develop the idea of the invention are defined in the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe, wobei die Gasentladungslampe mit Wechselspannung betrieben wird und ein DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe und/oder ein DC-Anteil der Spannung an der Gasentladungslampe durch folgende Schritte eingestellt wird: direkte oder indirekte Messung des DC-Anteils und Veränderung des DC-Anteils durch Einstellung der Amplitude und/oder der Polarität einer Asymmetrie von Tastverhältnissen zweier digitaler Steuersignale für zwei zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter Halbleiter-Leistungsschalter eines Wechselrichters, der die Gasentladungslampe mit Wechselspannung versorgt.The present invention relates to a method for operating a gas discharge lamp, wherein the gas discharge lamp is operated with alternating voltage and a DC component of the current through the gas discharge lamp and / or a DC component of the voltage on the gas discharge lamp is set by the following steps: direct or indirect measurement of the DC component and change in the DC component Adjusting the amplitude and / or the polarity of an asymmetry of duty cycles of two digital control signals for two semiconductor circuit breakers connected in series to a half-bridge of an inverter, which supplies the gas discharge lamp with alternating voltage.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein DC-Anteil durch asymmetrische Tastverhältnisse und ein fest eingestellter DC-Anteil, z. B. durch geeignete Widerstände, kombiniert werden. Das Verfahren kann je nach Lampenart direkt oder indirekt den DC-Anteil der Lampenspannung messen, und ist somit auf verschiedenste Lampenarten anwendbar, auch wenn diese mit unterschiedlichen Widerständen verschaltet sind. Durch die Veränderungen der Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie kann unabhängig von einem DC-Anteil, der schon bei symmetrischer Ansteuerung der Halbleiter-Leistungsschalter durch die Lampe fließt, ein DC-Anteil gewünschter Auswirkung eingestellt werden. Vorteilhafterweise wird die Asymmetrie bei jedem Dimmpegel der Gasentladungslampe derart gewählt, dass sich die gewünschten Auswirkungen einstellen. Mit der Auswirkung des DC Anteils ist dabei insbesondere eine optische Auswirkung gemeint, d. h. z. B. wie effizient die Streifenbildung und das Flackern der Gasentladungslampe unterdrückt werden können. Die Auswirkung des DC-Anteils hängt direkt vom Dimmpegel ab, weshalb sie bei verschiedenen Dimmpegeln der Lampe durch Nachjustieren der Asymmetrie wiederhergestellt werden kann.The inventive method, a DC component by asymmetric duty cycles and a fixed DC proportion, z. B. by suitable resistors combined. Depending on the lamp type, the method can directly or indirectly measure the DC component of the lamp voltage, and is thus applicable to a wide variety of lamp types, even if they are connected with different resistances. As a result of the changes in the amplitude and / or polarity of the asymmetry, a DC component of the desired effect can be set independently of a DC component which already flows through the lamp when the semiconductor power switches are driven symmetrically. Advantageously, the asymmetry at each dimming level of the gas discharge lamp is chosen such that the desired effects occur. The effect of the DC component means in particular an optical effect, ie. H. z. B. how efficiently the banding and flickering of the gas discharge lamp can be suppressed. The effect of the DC component depends directly on the dimming level, which is why it can be restored at various dimming levels of the lamp by readjusting the asymmetry.

Vorteilhafterweise wird der DC-Anteil verändert, bis sich ein Sollwert des DC-Anteils einstellt. Wie oben beschrieben kann dadurch die gewünschte Auswirkung des DC-Anteils auf den Leuchtbetrieb der Gasentladungslampe vorgenommen werden.Advantageously, the DC component is changed until a nominal value of the DC component is established. As described above, the desired effect of the DC component on the lighting operation of the gas discharge lamp can thereby be made.

Der Sollwert kann zum Beispiel ein minimal notwendiger DC-Anteil sein, um ein sogenanntes Walmen der Lampe zu verhindern. Das Einstellkriterium für die Asymmetrie hinsichtlich Polarität und Amplitude ist demnach ein von außen vorgegebener Mindest-DC-Anteil, unabhängig vom eingestellten Dimmpegel der Gasentladungslampe. Für jede Gasentladungslampe ist nämlich ein zumindest ausreichend großer DC-Anteil nötig, um Walmen zu verhindern. Sinkt der DC-Anteil der Gasentladungslampe unter den Sollwert, kann die Asymmetrie der Tastverhältnisse weiter verändert werden, bis wieder der Mindest-DC-Anteil der Spannung an der Gasentladungslampe anliegt. Dazu kann eine automatische Regelung verwendet werden, oder es kann ein Warnsignal ausgegeben werden, das ein Absinken unter den Sollwert anzeigt.The setpoint value may be, for example, a minimum necessary DC component in order to prevent a so-called wallowing of the lamp. The setting criterion for the asymmetry in terms of polarity and amplitude is therefore an externally specified minimum DC component, regardless of the set dimming level of the gas discharge lamp. For each gas discharge lamp, an at least sufficiently large DC component is necessary to prevent whale aging. If the DC component of the gas discharge lamp drops below the setpoint value, the asymmetry of the duty cycles can be further changed until the minimum DC component of the voltage is again applied to the gas discharge lamp. For this purpose, an automatic control can be used, or it can be issued a warning signal indicating a drop below the setpoint.

Vorteilhafterweise wird der Sollwert basierend auf einem Dimmpegel der Gasentladungslampe bestimmt, wobei der Dimmpegel durch die Frequenz der vom Wechselrichter gelieferten Wechselströmungen festgelegt ist.Advantageously, the setpoint is determined based on a dimming level of the gas discharge lamp, wherein the dimming level is determined by the frequency of the alternating currents supplied by the inverter.

Je nach Frequenz der Wechselspannung aus dem Wechselrichter ergibt sich für die Gasentladungslampe aufgrund ihrer Induktivität ein anderer effektiver Widerstand, wodurch bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedliche Gesamtströme durch die Gasentladungslampe fließen und somit der Dimmpegel eingestellt werden kann. Die Auswirkung des DC-Anteils durch eine Gasentladungslampe hängt vom Dimmpegel ab, das heißt von der Frequenz des Halbbrücken-Wechselrichters. Durch einen Sollwert, der auf dem Dimmpegel basiert, kann eine gewünschte Auswirkung des DC-Anteils durch Veränderung der Amplitude und/oder der Polarität der Asymmetrie der Tastverhältnisse für jeden Dimmpegel der Gasentladungslampe gesondert eingestellt werden. Insbesondere kann somit auch bei niedrigen, besonders anfälligen Dimmpegeln die Streifenbildung in der Lampe vermieden werden.Depending on the frequency of the AC voltage from the inverter results in the gas discharge lamp due to their inductance, another effective resistance, whereby at different frequencies different total currents flow through the gas discharge lamp and thus the dimming level can be adjusted. The effect of the DC component by a gas discharge lamp depends on the dimming level, that is on the frequency of the half-bridge inverter. By a setpoint based on the dimming level, a desired effect of the DC component can be set separately by changing the amplitude and / or the polarity of the asymmetry of the duty cycles for each dimming level of the gas discharge lamp. In particular, the banding in the lamp can thus be avoided even at low, particularly vulnerable dimming levels.

Vorteilhafterweise wird der Sollwert basierend auf einem Lampentyp der Gasentladungslampe bestimmt und der Lampentyp aus dem DC-Anteil des Stroms in Abhängigkeit der eingestellten Asymmetrie der Tastverhältnisse und des Dimmpegels der Gasentladungslampe bestimmt.Advantageously, the setpoint value is determined based on a lamp type of the gas discharge lamp and the lamp type is determined from the DC component of the current as a function of the set asymmetry of the duty cycles and the dimming level of the gas discharge lamp.

Durch Verknüpfen des Sollwerts und des Lampentyps wird das Verfahren für eine Vielzahl von unterschiedlichen Gasentladungslampen einsetzbar. Je nach Lampentyp fließen unterschiedliche DC-Anteile durch die Gasentladungslampe, z. B. abhängig von vorgeschalteten Widerständen (Rdc₁, Rdc₂), die zur Überbrückung der Serien-Kapazitäten (Cs₁, Cs₂) des Resonanzkreises der Gasentladungslampe vorgesehen sind. Als ein Beispiel des oben genannten Verfahrens, kann bei symmetrischer Ansteuerung der Halbleiter-Leistungsschalter (d. h. einer bestimmten eingestellten Asymmetrie) und einem fest eingestellten Dimmpegel, der Lampentyp aus dem gemessenen DC-Anteil des Stroms bestimmt werden. Dazu kann auf abgelegte Erkenntnisse beziehungsweise Daten verschiedener Lampentypen zurückgegriffen werden, und es kann anhand gespeicherter Informationen ein geeigneter Sollwert ermittelt werden.By linking the setpoint and the lamp type, the method can be used for a variety of different gas discharge lamps. Depending on the type of lamp different DC components flow through the gas discharge lamp, z. B. depending on upstream resistors (Rdc ₁ , Rdc ₂ ), which are provided for bridging the series capacitances (Cs ₁ , Cs ₂ ) of the resonant circuit of the gas discharge lamp. As an example of the above method, with symmetrical driving of the semiconductor power switches (ie, a certain set asymmetry) and a fixed dimming level, the lamp type can be determined from the measured DC component of the current. For this purpose, it is possible to fall back on stored findings or data of different lamp types, and it is possible to determine a suitable desired value on the basis of stored information.

Vorteilhafterweise wird der Sollwert basierend auf der Temperatur der Umgebung der Gasentladungslampe bestimmt. Besonders bei niedrigen Umgebungstemperaturen sind Gasentladungslampen nämlich besonders empfindlich gegenüber den DC-Anteilen des Stroms. Eine Verarmung von Quecksilber in der Lampe tritt bei niedrigen Temperaturen viel früher auf und eine stark unausgeglichene Lichtabgabe der Lampe ist die Folge. Der Grund ist, dass sich bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Lampenspannung drastisch ändert. Ist der Sollwert allerdings von der Umgebungstemperatur der Gasentladungslampe abhängig, können solche Spannungsänderungen durch eine geeignete Nacheinstellung des DC-Anteils durch Veränderung der Asymmetrie der Steuersignale ausgeglichen werden. Die Lampenspannung kann dafür auch stetig oder wiederholt gemessen werden und der Sollwert adaptiv an die Messung angepasst werden.Advantageously, the desired value is determined based on the temperature of the surroundings of the gas discharge lamp. In particular, at low ambient temperatures, gas discharge lamps are particularly sensitive to the DC components of the current. A depletion of Mercury in the lamp occurs much earlier at low temperatures and results in a highly unbalanced light output of the lamp. The reason is that at low ambient temperatures the lamp voltage changes drastically. However, if the setpoint is dependent on the ambient temperature of the gas discharge lamp, such voltage changes can be compensated by a suitable readjustment of the DC component by changing the asymmetry of the control signals. The lamp voltage can also be measured continuously or repeatedly and the setpoint can be adapted adaptively to the measurement.

Vorteilhafterweise wird der Sollwert aus wenigstens einer Sollkurve bestimmt, wobei die Sollkurve den Sollwert in Abhängigkeit von wenigstens dem Dimmpegel und/oder der Umgebungstemperatur beschreibt.Advantageously, the setpoint value is determined from at least one setpoint curve, the setpoint curve describing the setpoint value as a function of at least the dimming level and / or the ambient temperature.

Die Sollkurve ist zum Beispiel in einer Datenbank hinterlegt und ermöglicht eine schnelle und effiziente Einstellung eines Sollwerts, der die Auswirkungen des DC-Anteils bei unterschiedlichen Dimmpegeln und unterschiedlichen Temperaturen der Umgebung der Gasentladungslampe berücksichtigt.For example, the setpoint curve is stored in a database and allows a setpoint to be set quickly and efficiently that takes into account the effects of the DC component at different dimming levels and different ambient temperatures of the gas discharge lamp.

Vorteilhafterweise wird der DC-Anteil kontinuierlich oder wiederholt gemessen und der Sollwert basierend auf wenigstens einem Kurvensatz eingestellt, wobei der wenigstens eine Kurvensatz den DC-Anteil wenigstens in Abhängigkeit des Dimmpegeln und der Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie der Tastverhältnisse beschreibt und bei Veränderung des Dimmpegels der Gasentladungslampe der Sollwert neu basierend auf dem wenigstens einen Kurvensatz eingestellt wird.Advantageously, the DC component is measured continuously or repeatedly and set the target value based on at least one set of curves, the at least one set of curves describes the DC component at least as a function of the dimming levels and the amplitude and / or polarity of the asymmetry of the duty cycles and when changing the Dimming level of the gas discharge lamp, the setpoint is newly set based on the at least one set of curves.

Dadurch kann ein geregelter Betrieb der Gasentladungslampe gewährleistet werden, bei der unabhängig vom eingestellten Dimmpegel der DC-Anteil so nachgeregelt wird, dass sich die jeweils gewünschte Auswirkung, z. B. eine unterdrückte Streifenbildung, einstellt. Jeder Kurvensatz kann z. B. durch eine oder mehrere analytische Gleichungen beschrieben sein oder kann numerische Folgen enthalten oder kann als Wertetabelle hinterlegt sein.As a result, a controlled operation of the gas discharge lamp can be ensured, in which regardless of the set dimming level of the DC component is readjusted so that the respective desired effect, eg. As a suppressed banding adjusts. Each set of curves can z. B. may be described by one or more analytical equations or may contain numerical sequences or may be stored as a value table.

Vorteilhafterweise wird der Sollwert basierend auf mehreren unterschiedlichen Kurvensätzen gewonnen, die jeweils den DC-Anteil wenigstens in Abhängigkeit des Dimmpegels und/oder der Amplitude und Polarität der Gasentladungslampe beschreiben, wobei ein zu verwendender Kurvensatz basierend auf einem gemessenen DC-Anteil bei einer vorgegebenen Amplitude und Polarität der Asymmetrie der Tastverhältnisse und einem vorgegebenen Dimmpegel bestimmt wird. Mit anderen Worten werden z. B. für verschiedene Lampentypen verschiedene Kurvensätze hinterlegt, auf die das Verfahren zurückgreift, um den entsprechenden Sollwert einzustellen. Dadurch kann besonders effizient eine Kombination eines konventionellen DC-Pfads und eines DC-Anteils durch Polarität und Amplitude der Asymmetrie der Tastverhältnisse kombiniert werden. Streifenbildung oder Flackern kann dann flexibler für verschiedene Lampentypen unterdrückt werden.Advantageously, the desired value is obtained based on a plurality of different sets of curves, each describing the DC component at least as a function of the dimming level and / or the amplitude and polarity of the gas discharge lamp, wherein a curve set to be used based on a measured DC component at a predetermined amplitude and Polarity of the asymmetry of the duty cycles and a predetermined dimming level is determined. In other words, z. B. deposited for different types of lamps different sets of curves to which the process refers to set the appropriate target value. As a result, it is particularly efficient to combine a combination of a conventional DC path and a DC component with the polarity and amplitude of the asymmetry of the duty cycles. Banding or flickering can then be more flexibly suppressed for different lamp types.

Vorteilhafterweise wird die Umgebungstemperatur der Lampe kontinuierlich oder wiederholt erfasst und der Sollwert aus einem Kurvensatz gewonnen, der den DC Anteils in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungstemperatur beschreibt. Wie oben beschrieben ist die Umgebungstemperatur ein wichtiger Faktor zur Bestimmung des geeigneten DC-Anteils. Durch eine kontinuierliche Messung der Temperatur können dabei Schwankungen oder Veränderungen, die den Lampenbetrieb negativ beeinflussen, ausgeglichen werden.Advantageously, the ambient temperature of the lamp is detected continuously or repeatedly and the desired value is obtained from a set of curves which describes the DC component as a function of the detected ambient temperature. As described above, the ambient temperature is an important factor in determining the appropriate DC level. By continuously measuring the temperature fluctuations or changes that negatively affect the lamp operation can be compensated.

Vorteilhafterweise wird die Asymmetrie der Tastverhältnisse bei konstanter Frequenz des vom Wechselrichter gelieferten Wechselstroms durch Pulsbreitenmodulation der Steuersignale der Halbleiterleistungsschalter verändert.Advantageously, the asymmetry of the duty cycles at a constant frequency of the alternating current supplied by the inverter is changed by pulse width modulation of the control signals of the semiconductor power switch.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe, wobei die Gasentladungslampe mit Wechselspannung betrieben wird und die Vorrichtung zum Einstellen eines DC Anteils des Stroms durch die Gasentladungslampe und/oder eines DC-Anteiles der Spannung an der Gasentladungslampe ausgelegt ist, wobei die Vorrichtung aufweist eine Einrichtung zur direkten oder indirekten Messung des DC Anteils, eine Einrichtung zur Veränderung des DC Anteils durch Einstellung der Amplitude und/oder der Polarität einer Asymmetrie von Tastverhältnissen zweier digitaler Steuersignale für zwei zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter Halbleiter-Leistungsschalter eines Wechselrichters, der die Gasentladungslampe mit Wechselspannung versorgt.The present invention further relates to a device for operating a gas discharge lamp, wherein the gas discharge lamp is operated with alternating voltage and the device is designed for adjusting a DC component of the current through the gas discharge lamp and / or a DC component of the voltage at the gas discharge lamp, wherein the device has a device for direct or indirect measurement of the DC component, a device for changing the DC component by adjusting the amplitude and / or the polarity of an asymmetry of duty cycles of two digital control signals for two connected to a half-bridge in series semiconductor power switch an inverter, the the gas discharge lamp supplied with AC voltage.

Die Vorrichtung kann weiterhin geeignete Einrichtungen oder Mittel aufweisen, die zum Durchführen der oben genannten vorteilhaften Weiterbildungen des Verfahrens ausgelegt sind. Damit eignet sich die Vorrichtung zum Betreiben verschiedener Typen von Gasentladungslampen, bei verschiedenen Umgebungstemperaturen bzw. Betriebszuständen. Eine Bildung von Streifen oder ein Flackern des Lampenlichts kann effizient und flexibel unterdrückt werden.The apparatus may further comprise suitable means or means adapted to carry out the above-mentioned advantageous developments of the method. Thus, the device is suitable for operating various types of gas discharge lamps, at different ambient temperatures or operating conditions. Formation of stripes or flickering of the lamp light can be suppressed efficiently and flexibly.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Mikrokontroller, der dazu ausgelegt ist, ein Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe wie oben beschrieben auszuführen, wobei die Gasentladungslampe mit Wechselspannung betrieben wird und ein DC Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe durch die Schritte des Verfahrens eingestellt wird.The present invention further relates to a microcontroller which is designed to carry out a method for operating a gas discharge lamp as described above, wherein the gas discharge lamp is operated with alternating voltage and a DC component of the current through the Gas discharge lamp is set by the steps of the procedure.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die angefügten Figuren genauer beschrieben.In the following, the present invention will be described in more detail with reference to the attached figures.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines elektronischen Lampenvorschaltgeräts zum Betreiben einer Gasentladungslampe. 1 shows a block diagram of an electronic lamp ballast for operating a gas discharge lamp.

2 zeigt ein detaillierteres Blockschaltbild des elektronischen Vorschaltgeräts. Und der Gasentladungslampe. 2 shows a more detailed block diagram of the electronic ballast. And the gas discharge lamp.

3 zeigt die Asymmetrie der Tastverhältnisse der Steuersignale und deren Auswirkung auf die Lampenspannung. 3 shows the asymmetry of the duty cycles of the control signals and their effect on the lamp voltage.

4 zeigt einen Kurvensatz, der den DC-Anteil der Lampenspannung einer Gasentladungslampe in Abhängigkeit vom Dimmpegel und der Asymmetrie der Tastverhältnisse beschreibt. 4 shows a set of curves that describes the DC component of the lamp voltage of a gas discharge lamp as a function of the dimming level and the asymmetry of the duty cycles.

5 zeigt einen Kurvensatz, der den DC-Anteil der Lampenspannung verschiedener Gasentladungslampen in Abhängigkeit vom Dimmpegel und dem Wert des Widerstands beschreibt. 5 shows a set of curves that describes the DC component of the lamp voltage of various gas discharge lamps as a function of the dimming level and the value of the resistance.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines elektronischen Vorschaltgeräts für eine Gasentladungslampe 1, mit dem das Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann. Im Allgemeinen wird dabei eine Gasentladungslampe 1 über einen Wechselrichter 3 mit einer Wechselspannung VAC versorgt. Der Wechselrichter 3 wird von einer Gleichspannung VDC gespeist, die von einem Schaltnetzteil 7 erzeugt wird. Das Schaltnetzteil 7 umfasst einen Oberwellenfilter zur Funkenstörung und zur Filterung von Netzoberwellen der von der Spannungsquelle 9 gelieferten Wechselspannung UAC. Des Weiteren umfasst das Schaltnetzteil 7 eine Gleichrichterschaltung (AC/DC Schaltung), welche die Wechselspannung UAC aus der Spannungsquelle 9 in die gleichgerichtete Spannung VDC umwandelt und diese einer Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 8 zuführt. 1 shows a block diagram of an electronic ballast for a gas discharge lamp 1 with which the method of the present invention can be carried out. In general, this is a gas discharge lamp 1 via an inverter 3 supplied with an AC voltage VAC. The inverter 3 is powered by a DC voltage VDC, that of a switching power supply 7 is produced. The switching power supply 7 includes a harmonic filter for spark suppression and for filtering line harmonics from that of the voltage source 9 supplied AC voltage UAC. Furthermore, the switching power supply includes 7 a rectifier circuit (AC / DC circuit) which receives the AC voltage UAC from the voltage source 9 is converted into the rectified voltage VDC and that of a power factor correction circuit 8th supplies.

Die Leistungsfaktor Korrekturschaltung 8 dient zur Oberwellenfilterung und Glättang der von der Gleichrichterschaltung 7 VDC gelieferten Gleichspannung sowie zur Kompensation der von der Gasentladungslampe 1 im Brenn- bzw. Dimmbetrieb aufgenommenen Blindleistung. Die Leistungsfaktor-Korrekturschaltung 8 führt dem Wechselrichter (DC/AC Schaltung) 3 die gefilterte und geglättete Gleichspannung VDC als Versorgungsspannung zu. Der Wechselrichter 3 dient als steuerbare Wechselspannungsquelle, welche eine hochfrequente Wechselspannung VAC einstellbarer Frequenz f_HB zum Betrieb der Gasentladungslampe 1 liefert.The power factor correction circuit 8th is used for harmonic filtering and smoothing of the rectifier circuit 7 VDC supplied DC voltage and for compensation of the gas discharge lamp 1 in the burning or dimming operation recorded reactive power. The power factor correction circuit 8th leads the inverter (DC / AC circuit) 3 the filtered and smoothed DC voltage VDC as a supply voltage. The inverter 3 serves as a controllable AC voltage source, which is a high-frequency AC voltage VAC adjustable frequency f_HB for the operation of the gas discharge lamp 1 supplies.

Der Wechselrichter 3 wird dazu von einem Regulator 5, vorzugsweise einem PWM-Modul, angesteuert. Mittels des Regulators 5 kann die Frequenz f_HB, das heißt im Umkehrschluss die Tastperiode zweier Steuersignale 2a und 2b eingestellt werden. Dadurch wird auch die vom Wechselrichter 3 ausgegebene Wechselspannung VAC eingestellt und folglich der Dimmpegel der Gasentladungslampe 1 verändert. Der Regulator 5 ist ferner dazu ausgelegt, die Tastverhältnisse d₁ und d₂ der Steuersignale 2a und 2b einzustellen, wie unten ausführlicher beschrieben werden wird.The inverter 3 is done by a regulator 5 , preferably a PWM module, driven. By means of the regulator 5 can the frequency f_HB, that is, inversely, the duty cycle of two control signals 2a and 2 B be set. This will also change the inverter 3 output AC voltage VAC set and thus the dimming level of the gas discharge lamp 1 changed. The regulator 5 is further adapted to the duty cycles d ₁ and d _{2 of} the control signals 2a and 2 B as will be described in greater detail below.

Ein Resonanzschaltkreis 6 ist der Gasentladungslampe 1 vorgeschaltet und wandelt die rechteckige vom Wechselrichter 3 gelieferte Wechselspannung VAC in eine sinusförmige Wechselspannung um, deren Amplitude von der Frequenz f_HB der Wechselspannung VAC abhängt, die von der Wechselrichter-Halbbrücke 3 geliefert wird. Ein Spannungsteiler 11 ist optional dazu verwendbar, die über der Gasentladungslampe 1 abfallende Spannung zu erfassen. Mittels des optionalen Shunt-Widerstands 12 kann eine Steuerschaltung 4 den Lampenstrom messen und kann den derzeitigen DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1 bestimmen. Die Steuerschaltung 4 ist ferner dazu ausgelegt, den Regulator 5 zu steuern, so dass dieser eine bestimmte Frequenz (das heißt eine bestimmte Tastperiode) und bestimmte Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ der Steuersignale 2a und 2b erzeugt. Dazu kann die Steuerschaltung 4 auch auf eine Datenbank 10 (im Allgemeinen eine Speichervorrichtung) zurückgreifen, um geeignete Sollwerte für einen DC-Anteil zu gewinnen und entsprechende Vorgaben an den Regulator 5 zu liefern.A resonant circuit 6 is the gas discharge lamp 1 upstream and converts the rectangular from the inverter 3 supplied alternating voltage VAC in a sinusoidal alternating voltage to whose amplitude depends on the frequency f_HB of the AC voltage VAC, that of the inverter half-bridge 3 is delivered. A voltage divider 11 is optionally usable above the gas discharge lamp 1 to detect falling voltage. By means of the optional shunt resistor 12 can be a control circuit 4 measure the lamp current and can measure the current DC component of the current through the gas discharge lamp 1 determine. The control circuit 4 is also designed to be the regulator 5 to control, so that this a certain frequency (that is, a certain duty cycle) and certain duty cycles d ₁ and d _{2 of} the control signals 2a and 2 B generated. This can be done by the control circuit 4 also on a database 10 (generally a memory device) to gain appropriate set points for a DC component and appropriate specifications to the regulator 5 to deliver.

Die in 1 gezeigte Schaltung ist teilweise in 2 und mit mehr Detail gezeigt. Der Wechselrichter 3 besteht aus zwei in Serie geschalteten Halbleiter-Leistungsschaltern 3a bzw. 3b, über welche die Spannung VDC abfällt. Dafür ist der Halbleiter-Leistungsschalter 3b mit Erdpotential verbunden und der Halbleiter-Leistungsschalter 3a ist mit einem das Potential VDC führenden Knoten verbunden. Der Halbleiter-Leistungsschalter 3a wird von einem Steuersignal 2a gesteuert, wobei das Steuersignal 2a digital ist, d. h. entweder einen hohen Spannungswert oder einen niedrigen Spannungswert (z. B. Null) annehmen kann. Der Halbleiter-Leistungsschalter 3b wird entsprechend durch das Steuersignal 2b gesteuert. Die beiden Steuersignale 2a und 2b werden von dem Regulator 5 vorgegeben. Dabei können die Zeitdauern des hohen Spannungswerts t_ein1 bzw. t_ein2 und die Zeitdauern des niedrigen Spannungswerts t_aus1 bzw. t_aus2, deren Summe die Tastperioden T1 bzw. T2 bestimmt, und die Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ vorgegeben werden. Im Stand der Technik werden normalerweise Tastverhältnisse von 50% an solchen Wechselrichtern angelegt, gemäß der vorliegenden Erfindung werden jedoch die Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ asymmetrisch gesteuert, d. h. es werden bevorzugt Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ von mehr oder weniger als 50% eingestellt.In the 1 shown circuit is partially in 2 and shown with more detail. The inverter 3 consists of two series-connected semiconductor circuit breakers 3a respectively. 3b over which the voltage VDC drops. This is the semiconductor circuit breaker 3b connected to earth potential and the semiconductor circuit breaker 3a is connected to a node carrying the potential VDC. The semiconductor circuit breaker 3a is from a control signal 2a controlled, the control signal 2a is digital, ie can either assume a high voltage value or a low voltage value (eg zero). The semiconductor circuit breaker 3b is determined by the control signal 2 B controlled. The two control signals 2a and 2 B be from the regulator 5 specified. The time durations of the high voltage value can t _On1 or _On2 t and the time durations of the low voltage value _of1 or t t _OFF2, the sum of which determines the sampling periods T1 and T2, and the duty ratios d ₁ and d ₂ are given. In the prior art, duty cycles of 50% are normally applied to such inverters, according to the present invention Invention, however, the duty cycles d ₁ and d ₂ are controlled asymmetrically, ie it is preferred duty cycle d ₁ or d ₂ of more or less than 50% set.

In 3 ist in einem Spannungszeitdiagramm zu sehen, wie die Steuersignale 2a und 2b geschaltet werden können. Die Tastperiode T₁ des Halbleiter-Leistungsschalters 3a besteht dabei aus der Zeit des hohen Spannungswerts t_ein1 und der Zeit des niedrigen Spannungswerts t_aus1. Entsprechend besteht die Tastperiode T₂ des zweiten Halbleiter-Leistungsschalters 3b aus der Zeit des hohen Spannungswerts t_ein2 und der Zeit des niedrigen Spannungswerts t_aus2. Die Steuersignale sind annähernd rechteckförmig und die hohen und niedrigen Spannungswerte der beiden digitalen Steuersignale 2a, 2b wechseln sich in regelmäßiger, durch die Tastperioden T₁ bzw. T₂ d. h. abhängig von der Frequenz f_HB des Wechselrichters 3, in vorgegebener Folge alternierend ab. Innerhalb der Ausschaltzeit t_aus1 des Steuersignals 2a ist das Steuersignal 2b auf dem hohen Spannungswert t_ein2 und umgekehrt.In 3 is shown in a voltage time diagram, as the control signals 2a and 2 B can be switched. The sampling period T _{1 of} the semiconductor power switch 3a consists of the time of the high voltage value t _ein1 and the time of the low voltage value _of1 t. Accordingly, there is the duty cycle T _{2 of} the second semiconductor power switch 3b from the time of the high voltage _value t _in2 and the time of the low voltage _value t _in2 . The control signals are approximately rectangular and the high and low voltage values of the two digital control signals 2a . 2 B alternate in regular, by the Tastperioden T ₁ and T ₂ ie dependent on the frequency f_HB of the inverter 3 , alternating in a predetermined sequence. Within the switch-off time t _{out1 of} the control signal 2a is the control signal 2 B on the high voltage _value t _ein2 and vice versa.

Die Tastverhältnisse d₁ = t_ein1/T₁ = 1 – t_aus1/T₁ bzw. d₂ = t_ein2/T₂ = 1 – t_aus2/T₂ können für jeden der Halbleiter-Leistungsschalter 3a und 3b variable (auch zeitvariabel) eingestellt werden. Die Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ können in jedem Zyklus T₁ bzw. T₂ den gleichen Wert annehmen oder für jeden Taktzyklus einen neuen Wert annehmen. Um eine Asymmetrie der Tastverhältnisse zu erzeugen werden Werte unterschiedlich von 50% eingestellt. Es kann sowohl die Amplitude als auch die Polarität der Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ eingestellt werden. Die Amplitude wird durch den Wert der Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ festgelegt. Je stärker der Wert von 50% abweicht, desto stärker ist die Amplitude. Die Polarität wird durch die Verhältnisse der Zeit hoher Spannungswerte der zwei Halbleiter-Leistungsschalter 3a, 3b, das heißt t_ein1/t_ein2 bzw. der Zeit niedriger Spannungswerte, das heißt t_aus1/t_aus2 festgelegt.The duty ratios d ₁ = t _ein1 / T ₁ = 1 - t _of1 / T ₁ and d ₂ = t _in2 / T ₂ = 1 - t _OFF2 / T ₂ can be used for each of the semiconductor power switch 3a and 3b variable (also time-variable) can be set. The duty cycles d ₁ and d ₂ can assume the same value in each cycle T ₁ or T ₂ or assume a new value for each clock cycle. In order to create an asymmetry of the duty cycles, values are set differently from 50%. Both the amplitude and the polarity of the duty ratios d ₁ and d ₂ can be set. The amplitude is determined by the value of the duty cycle d ₁ or d ₂ . The greater the value deviates from 50%, the stronger the amplitude. The polarity is determined by the ratios of the time of high voltage values of the two semiconductor power switches 3a . 3b , That is _ein1 / t _Vin2 or the time of low voltage values t, i.e., t _of1 / t _OFF2 set.

Asymmetrische Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ bewirken wie aus dem Stand der Technik bekannt aufgrund der nichtlinearen Strom-Spannungs-Kennlinie der Gasentladungslampe eine DC-Spannung, d. h. auch einen DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1. Dieser DC-Anteil kann durch die Einstellung der Amplitude und/oder der Polarität der Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ der zwei Steuersignale 2a bzw. 2b verändert werden. Je nach Bedarf kann somit der DC-Anteil verändert werden.Asymmetric duty cycles d ₁ and d ₂ cause as known from the prior art due to the non-linear current-voltage characteristic of the gas discharge lamp, a DC voltage, ie, a DC component of the current through the gas discharge lamp 1 , This DC component can be adjusted by adjusting the amplitude and / or the polarity of the duty cycle d ₁ or d _{2 of} the two control signals 2a respectively. 2 B to be changed. Depending on requirements, the DC component can thus be changed.

Die durch den Wechselrichter 3 erzeugte Wechselspannung VAC wird in den Resonanzkreis 6 der Gasentladungslampe 1 eingeprägt. Die Induktivität L₁, die Kapazität Cr und die Serien-Kapazität Cs₁ bilden den Resonanzkreis 6, der die rechteckige Wechselspannung VAC der Halbbrücke bzw. des Wechselrichters 3 in eine sinusförmige Spannung umwandelt, welche zum Betrieb der Gasentladungslampe 1 verwendet wird. Die Amplitude der sinusförmigen Spannung hängt dabei von der Frequenz f_HB der vom Wechselrichter 3 gelieferten rechteckförmigen Wechselspannung VAC ab. Die Gasentladungslampe 1 kann wie in 2 gezeigt auch eine Parallelschaltung von zwei Gasentladungslampen sein, oder kann mehrere parallel oder seriell geschaltete Gasentladungslampen umfassen. Im Fall zweier Gasentladungslampen wird die sinusförmige Spannung durch die Transformatoren L_sym symmetrisch an die beiden Lampen (lamp₁ und lamp₂) geliefert. In diesem Fall umfasst der Resonanzkreis 6 wie gezeigt eine weitere Serien-Kapazität Cs₂.The through the inverter 3 generated AC voltage VAC is in the resonant circuit 6 the gas discharge lamp 1 imprinted. The inductance L ₁ , the capacitance Cr and the series capacitance Cs ₁ form the resonant circuit 6 , the rectangular AC voltage VAC of the half-bridge or the inverter 3 converted into a sinusoidal voltage, which is used to operate the gas discharge lamp 1 is used. The amplitude of the sinusoidal voltage depends on the frequency f_HB of the inverter 3 delivered rectangular AC voltage VAC. The gas discharge lamp 1 can be like in 2 may also be a parallel connection of two gas discharge lamps, or may comprise a plurality of parallel or series connected gas discharge lamps. In the case of two gas discharge lamps, the sinusoidal voltage is supplied symmetrically to the two lamps (lamp ₁ and lamp ₂ ) by the transformers L _sym . In this case, the resonant circuit includes 6 As shown, another series capacitance Cs ₂ .

Die Serien-Kapazitäten Cs₁ und Cs₂ für die in 2 gezeigten Lampen der Gasentladungslampe 1 sind durch Widerstände Rdc₁ (für eine erste Gasentladungslampe) bzw. Rdc₂ (im Falle einer zweiten Gasentladungslampe) überbrückt. Dadurch stellt sich ein DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1 ein. Die Wechselspannung, die über die Gasentladungslampe 1 abfällt, ist dann um einen DC-Anteil verschoben. Die Widerstände Rdc₁ (für eine erste Gasentladungslampe) bzw. Rdc₂ (im Falle einer zweiten Gasentladungslampe) bilden einen konventionellen DC-Pfad. Die über der Gasentladungslampe 1 abfallenden Spannungen (in 2 bei zwei Gasentladungslampen die Spannungen V_lamp1, V_lamp2) können mittels des Spannungsteilers 11 gemessen werden. Auch der DC-Anteil der Spannung an der Gasentladungslampe 1 kann somit gemessen werden. Des Weiteren kann der DC-Anteil des Lampenstroms mit Hilfe des Shunt-Widerstands 12 von der Steuerschaltung 4 erfasst werden. Die Messung des DC-Anteils kann dabei indirekt oder direkt vorgenommen werden und es muss nicht zwangsläufig die in 2 gezeigte Schaltung zur Messung des DC-Anteils des Stroms und/oder der Spannung verwendet werden. Abhängig vom gemessenen DC-Anteil des Stroms kann die Steuerschaltung 4 einen Sollwert bestimmen und dem Regulator 5 geeignete Vorgaben für Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂ zuführen. Auf Basis dieser Vorgabe stellt der Regulator 5 die Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie der Steuersignale 2a und 2b ein bzw. verändert diese.The series capacities Cs ₁ and Cs ₂ for the in 2 shown lamps of the gas discharge lamp 1 are bridged by resistors Rdc ₁ (for a first gas discharge lamp) and Rdc ₂ (in the case of a second gas discharge lamp). This results in a DC component of the current through the gas discharge lamp 1 one. The AC voltage, via the gas discharge lamp 1 falls, is then shifted by a DC component. The resistors Rdc ₁ (for a first gas discharge lamp) and Rdc ₂ (in the case of a second gas discharge lamp) form a conventional DC path. The above the gas discharge lamp 1 falling voltages (in 2 in two gas discharge lamps, the voltages V _lamp1 , V _lamp2 ) can by means of the voltage divider 11 be measured. Also, the DC component of the voltage at the gas discharge lamp 1 can thus be measured. Furthermore, the DC component of the lamp current with the help of the shunt resistor 12 from the control circuit 4 be recorded. The measurement of the DC component can be done indirectly or directly and it does not necessarily have the in 2 shown circuit for measuring the DC component of the current and / or the voltage can be used. Depending on the measured DC component of the current, the control circuit 4 determine a setpoint and the regulator 5 apply suitable specifications for duty cycle d ₁ or d ₂ . On the basis of this specification, the regulator provides 5 the amplitude and / or polarity of the asymmetry of the control signals 2a and 2 B one or changes this.

Die Steuerschaltung 4 kann den DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe 1 ständig überwachen und so verändern, dass sich immer ein minimal notwendiger Sollwert des DC-Anteils einstellt, damit eine Streifenbildung bzw. das sogenannte Walmen der Gasentladungslampe 1 verhindert wird. Fällt der DC-Anteil unter den Sollwert, so verändert die Steuerschaltung die Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ bzw. d₂, bis sich wieder der gewünschte Sollwert einstellt. Die Steuerschaltung 4 kann auf hinterlegte Erkenntnisse bzw. Informationen, zum Beispiel in einer Datenbank 10 oder allgemein einem Speicher, zurückgreifen, in der z. B. Lampentypen, Sollwerte, Verlaufskurven des DC-Anteils und Abhängigkeiten des DC-Anteils von z. B. dem Dimmpegel der Gasentladungslampen 1 oder der Umgebungstemperatur gespeichert sind. Insbesondere kann die Datenbank 10 auch Erkenntnisse über die Auswirkungen des DC-Anteils enthalten bei verschiedenen Dimmpegeln oder Umgebungstemperaturen enthalten. Solche Erkenntnisse beschreiben in etwa wie effizient z. B. Streifenbildung bei einem bestimmten DC-Anteil, bei einem bestimmten Dimmpegel und/oder einer bestimmten Umgebungstemperatur unterdrücken lassen. Die Erkenntnisse der Auswirkung des DC-Anteils sind dabei quantitativ oder analytisch beschrieben oder können als aus Erfahrungswerten erstellte Tabellen hinterlegt sein.The control circuit 4 can measure the DC component of the current through the gas discharge lamp 1 constantly monitor and change so that always sets a minimum necessary setpoint of the DC component, thus banding or the so-called Walmen the gas discharge lamp 1 is prevented. If the DC component drops below the setpoint value, then the control circuit changes the asymmetry of the duty cycles d ₁ or d ₂ until the desired setpoint value is restored. The control circuit 4 can be based on insights or information, for example in a database 10 or generally a memory, resort, in the z. B. lamp types, setpoints, curves of the DC component and dependencies of the DC component of z. B. the dimming level of the gas discharge lamps 1 or the ambient temperature are stored. In particular, the database 10 Also, findings on the effects of DC content included at various levels of dimming or ambient temperatures are included. Such findings describe approximately how efficiently z. B. banding at a certain DC content, suppress at a certain dimming level and / or a certain ambient temperature. The findings of the impact of the DC component are described quantitatively or analytically or can be stored as tables drawn from experience.

Ein gewisser DC-Anteil des Stroms erzielt nicht für jeden Lampentyp 1 und bei jedem Dimmpegel dieselbe Auswirkung, d. h. er kann zum Beispiel nicht bei jedem Dimmpegel das Flackern oder Walmen der Lampe gleich gut verhindern. Deshalb kann die Steuerschaltung 4 den Sollwert für den DC-Anteil z. B. basierend auf dem Dimmpegel der Gasentladungslampe 1 bestimmen und den Regulator 5 entsprechend steuern. Der Dimmpegel wird dabei durch die von der Steuerschaltung 4 an den Regulator 5 vorgegebenen Tastperiode oder der Frequenz bestimmt, die dann der Frequenz f_HB entspricht, mit der die Steuersignale 2a und 2b geschaltet werden, bzw. der Frequenz entspricht mit der der Wechselrichter 3 Wechselspannung an den Resonanzkreis 6 liefert. Um einen gewünschten DC-Anteil zu erhalten, kann die Steuerschaltung wie oben beschrieben über den Spannungsteiler 11 und den Shunt-Widerstand 12 den DC-Anteil des Stroms und/oder der Spannung der Gasentladungslampe 1 messen und mittels einer Veränderung der Polarität und/oder Amplitude der Tastverhältnisse durch den Regulator 5 den gewünschten DC-Anteil einstellen.A certain DC component of the current does not reach for each lamp type 1 and at each dimming level the same effect, ie it can not, for example, prevent the flickering or wallowing of the lamp equally well at every dimming level. Therefore, the control circuit 4 the setpoint for the DC component z. B. based on the dimming level of the gas discharge lamp 1 determine and the regulator 5 control accordingly. The dimming level is determined by that of the control circuit 4 to the regulator 5 predetermined duty cycle or the frequency which then corresponds to the frequency f_HB, with the control signals 2a and 2 B be switched, or the frequency corresponds to that of the inverter 3 AC voltage to the resonant circuit 6 supplies. In order to obtain a desired DC component, the control circuit can, as described above, via the voltage divider 11 and the shunt resistor 12 the DC component of the current and / or the voltage of the gas discharge lamp 1 and by means of a change in the polarity and / or amplitude of the duty cycles by the regulator 5 set the desired DC component.

4 zeigt zum Beispiel wie der DC-Anteil der Spannung vom auf 1 normierten Dimmpegel der Gasentladungslampe 1 abhängt und wie er durch Einstellen und Verändern der Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ der Steuersignale 2a und 2b verändert werden kann. Die mit C bezeichnete Kurve zeigt den DC-Anteil der Spannung wenn keine Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ der Steuersignale 2a und 2b eingestellt ist. Man sieht, dass insbesondere bei geringen Dimmpegeln sehr hohe DC-Spannungen auftreten. Die mit A bezeichnete Kurve zeigt die Auswirkung einer Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ mit einer Amplitude von 600 ns und einer negativen Polarität. Die mit B bezeichnete Kurve zeigt eine Asymmetrie-Amplitude von 200 ns negativer Polarität und die mit D bezeichnete Kurve zeigt eine Asymmetrie-Amplitude von 200 ns positiver Polarität. Man sieht, dass der DC-Anteil durch die Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie verändert werden kann, womit ein sich abhängig vom Dimmpegel verändernder DC-Anteil ausgeglichen werden kann. Um einen gewünschten Sollwert für den DC-Anteil in Abhängigkeit vom Dimmpegel einzustellen, kann die Steuerschaltung 4 auf solche oder ähnliche in der Datenbank gespeicherten Kurvensätze direkt zurückgreifen oder daraus Sollwertkurven errechnen. 4 shows, for example, how the DC component of the voltage from the standardized to 1 dimming level of the gas discharge lamp 1 depends and how he by adjusting and changing the amplitude and / or polarity of the asymmetry of the duty cycles d ₁ and d _{2 of} the control signals 2a and 2 B can be changed. The curve denoted by C shows the DC component of the voltage if there is no asymmetry of the duty cycles d ₁ and d _{2 of} the control signals 2a and 2 B is set. It can be seen that especially at low dimming levels very high DC voltages occur. The curve labeled A shows the effect of an asymmetry of the duty cycles d ₁ and d ₂ with an amplitude of 600 ns and a negative polarity. The curve labeled B shows an asymmetry amplitude of 200 ns of negative polarity and the curve labeled D shows an asymmetry amplitude of 200 ns of positive polarity. It can be seen that the DC component can be changed by the amplitude and / or polarity of the asymmetry, whereby a DC component that changes depending on the dimming level can be compensated. To set a desired set point for the DC component as a function of the dimming level, the control circuit can 4 directly accessing such or similar curve sets stored in the database or calculating target value curves from them.

Die Grafik ist in dem Fall an einer T5 80 W Lampe aufgenommen worden, der Dimmbereich überstreicht 1–100%, die Betriebsfrequenzändert sich in dem Bereich zwischen etwa 42 kHz (100%-Punkt) bis auf etwa 105 kHz (1%-Punkt), die Periodendauern entsprechend von etwa 25 us bis knapp 10 us. Eine Asymmetrie von –600 ns entspricht bei hoher Frequenz einem Tastverhältnis von etwa 44%, also um 6% gegenüber dem symmetrischen Fall verschoben.The graph has been taken in the case of a T5 80 W lamp, the dimming range covers 1-100%, the operating frequency changes in the range between about 42 kHz (100% point) to about 105 kHz (1% point) , the periods corresponding to from about 25 us to just under 10 us. An asymmetry of -600 ns at high frequency corresponds to a duty cycle of about 44%, ie shifted by 6% compared to the symmetrical case.

5 zeigt weitere beispielhafte Kurven eines Kurvensatzes, bei denen wieder der DC-Anteil der Spannung über der Gasentladungslampe 1 in Abhängigkeit vom auf 1 normierten Dimmpegel dargestellt ist. Die Kurven sind für jeweils dieselbe Gasentladungslampe 1 dargestellt und es ist keine Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ eingestellt. Die Gasentladungslampe 1 besitzt jedoch unterschiedliche vorgeschaltete Widerstände Rdc₁, wodurch sich unterschiedliche DC-Anteile aufgrund unterschiedlicher DC-Pfade ergeben. Bei der Kurve A ist der Widerstandswert Rdc₁ = 100 kΩ, für B gilt Rdc₁ = 330 kΩ und für C Rdc₁ = 590 kΩ. 5 shows further exemplary curves of a set of curves, in which again the DC component of the voltage across the gas discharge lamp 1 is represented as a function of the dimming level normalized to 1. The curves are for the same gas discharge lamp 1 shown and there is no asymmetry of the duty cycle d ₁ and d ₂ set. The gas discharge lamp 1 However, it has different upstream resistors Rdc ₁ , which results in different DC components due to different DC paths. In the curve A, the resistance Rdc is ₁ = 100 kΩ, for B Rdc ₁ = 330 kΩ and for C Rdc ₁ = 590 kΩ.

4 und 5 zeigen auch, wie eine Kombination des DC-Pfads über den Widerstand Rdc₁ und eine Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ eine große Einstellflexibilität des DC-Anteils an der Gasentladungslampe 1 ermöglichen. Außerdem wird klar, dass ein bestimmter Lampentyp bei einer bestimmten Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ und einem eingestellten Dimmpegel genau ermittelt werden kann, da der DC-Anteil des Stroms (oder der DC-Anteil der Spannung) ein eindeutiger Fingerabdruck der Lampe ist. Da die Steuerschaltung 4 dazu geeignet ist, sowohl die an der Lampe 1 abfallende Spannung und auch den durch die Lampe fließenden Strom zu messen und auszuwerten und mit der Datenbank 10 bzw. den dort hinterlegten Erkenntnissen abzugleichen, kann die Steuerschaltung 4 den Sollwert, der zur Einstellung der Polarität und Amplitude der Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ herangezogen wird, basierend auf dem Lampentyp bestimmen. Die Steuerschaltung 4 kann für jeden Dimmpegel und für jeden Lampentyp die Asymmetrie (sowohl Amplitude als auch Polarität) derart auswählen, dass sich ein DC-Anteil mit gewünschter Auswirkung in der Gasentladungslampe 1 ergibt. Abhängig vom Dimmpegel kann es daher zu Veränderungen kommen. Die Steuerschaltung 4 kann auch kontinuierlich oder wiederholt eine Messung des DC-Anteils durchführen und bezüglich des gemessenen DC-Anteils kontinuierlich den Sollwert bzw. die einzustellende Asymmetrie nachregeln. Der Sollwert kann dabei basierend auf wenigstens einem Kurvensatz eingestellt werden, die in der Datenbank 10 enthalten ist. Wie in 4 und 5 gezeigt, kann dabei ein DC-Anteil in Abhängigkeit vom Dimmpegel und Asymmetrie der Tastverhältnisse ausgewertet werden und ein entsprechender Sollwert darauf basierend eingestellt werden. Basierend auf zum Beispiel dem Lampentyp können auch verschiedene Kurvensätze ausgewertet werden, um den entsprechenden Sollwert einzustellen und den Regulator 5 entsprechend zu steuern. 4 and 5 also show how a combination of the DC path via the resistor Rdc ₁ and an asymmetry of the duty cycles d ₁ and d ₂ a large adjustment flexibility of the DC component of the gas discharge lamp 1 enable. In addition, it will be appreciated that a particular lamp type can be accurately determined for a given asymmetry of duty cycles d ₁ and d ₂ and a set dimming level, since the DC component of the current (or the DC component of the voltage) is a unique fingerprint of the lamp , Because the control circuit 4 suitable for both the lamp 1 to measure and evaluate falling voltage and also the current flowing through the lamp and with the database 10 or to reconcile the findings stored there, the control circuit 4 determine the setpoint used to adjust the polarity and amplitude of the asymmetry of the duty cycles d ₁ and d ₂ , based on the lamp type. The control circuit 4 For each dimming level and for each lamp type, the asymmetry (both amplitude and polarity) can be chosen such that there is a DC component with the desired effect in the gas discharge lamp 1 results. Depending on the dimming level, there may be changes. The control circuit 4 can also continuously or repeatedly perform a measurement of the DC component and continuously readjust the setpoint or the asymmetry to be set with regard to the measured DC component. The setpoint can be set based on at least one set of curves that are in the database 10 is included. As in 4 and 5 In this case, it is possible to evaluate a DC component as a function of the dimming level and asymmetry of the duty cycles, and to set a corresponding desired value based thereon. Based on, for example, the lamp type, different sets of curves can be evaluated to set the appropriate setpoint and the regulator 5 to control accordingly.

Die Kurvensätze können in der Datenbank 10 auch temperaturabhängig hinterlegt sein. Insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen kann sich die Lampenspannung drastisch ändern, was von der Steuerschaltung 4 erfasst werden kann. Die Steuerschaltung 4 kann aber auch mit einem Temperatursensor versehen oder verbunden sein, welcher kontinuierlich oder wiederholt die Umgebungstemperatur der Gasentladungslampe 1 übermittelt. Basierend auf der Umgebungstemperatur kann auf einen Kurvensatz in der Datenbank 10 zurückgegriffen werden, um den DC-Anteil durch die Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie der Steuersignale 2a und 2b in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur zu steuern.The curve sets can be found in the database 10 also be stored dependent on temperature. In particular, at low ambient temperatures, the lamp voltage can change drastically, which is the control circuit 4 can be detected. The control circuit 4 but can also be provided or connected with a temperature sensor, which continuously or repeatedly the ambient temperature of the gas discharge lamp 1 transmitted. Based on the ambient temperature can be on a set of curves in the database 10 be resorted to the DC component by the amplitude and / or polarity of the asymmetry of the control signals 2a and 2 B depending on the ambient temperature.

Wird ein Dimm-Vorgang der Gasentladungslampe 1 vorgenommen, so kann die Steuerschaltung 4 veranlassen, dass der Sollwert basierend auf einem der hinterlegten Kurvensätze angepasst wird. Als einfaches Beispiel kann zum Beispiel anhand von 4 gezeigt werden, wie ein konstanter DC-Anteil von etwa 0,5 V (durch die unterbrochene Linie E dargestellt) als Sollwert eingestellt werden kann. Dann kann die Steuerschaltung 4 den Sollwert basierend auf dem Kurvensatz aus den vier Kurven A bis D einstellen. Zwischen einem Dimmpegel von etwa 1 bis 0,5 regelt die Steuerschaltung den Sollwert vorteilhafterweise gemäß der Kurve B (und stellt eine Asymmetrie von –200 ns ein). Bei einem Dimmpegel von etwa 0,4 findet vorteilhafterweise ein Übergang auf die Kurve A statt (und eine Veränderung der Amplitude der Asymmetrie auf –600 ns). Bei weiter fortschreitend erniedrigtem Dimmpegel findet zunächst ein Übergang auf die Kurve C statt, etwa bei einem Dimmpegel von 0,3, dann auf die Kurve B, bei einem Dimmpegel von etwa 0,2, und schließlich wieder auf die Kurve A, bei einem Dimmpegel von etwa 0,15. Der Wechsel zwischen den Kurven hält den DC-Anteil in diesem Fall konstant auf etwa 0,5 V. Die Steuerschaltung 4 ist jederzeit in der Lage geeignete Werte für die Asymmetrie der Tastverhältnisse (Amplitude und/oder Polarität) dem Regulator 5 zuzuführen, um den gewünschten Sollwert des DC-Anteils zu regeln. Natürlich muss der DC-Anteil nicht zwangsläufig konstant gehalten werden, sondern es können z. B. auch Erkenntnisse über die Auswirkungen bei verschiedenen Dimmpegeln in Betracht gezogen werden, um bei änderndem Dimmpegel auch den Sollwert zu verändern. Der DC-Anteil wird dann auf eine Sollkurve in Abhängigkeit vom Dimmpegel eingestellt.Will be a dimming operation of the gas discharge lamp 1 made, so can the control circuit 4 cause the setpoint to be adjusted based on one of the stored curve sets. As a simple example, for example, based on 4 show how a constant DC component of about 0.5 V (represented by the broken line E) can be set as a setpoint. Then the control circuit 4 Set the set point based on the set of curves from the four curves A to D. Between a dimming level of about 1 to 0.5, the control circuit advantageously controls the setpoint according to the curve B (and sets an asymmetry of -200 ns). At a dimming level of about 0.4, a transition to curve A advantageously takes place (and a change in the amplitude of the asymmetry to -600 ns). As the dimming level progressively decreases, there first occurs a transition to curve C, at about a dimming level of 0.3, then to curve B, at a dimming level of about 0.2, and finally back to curve A, at a dimming level from about 0.15. The change between the curves holds the DC component in this case constant at about 0.5 V. The control circuit 4 is at any time capable of suitable values for the asymmetry of the duty cycles (amplitude and / or polarity) the regulator 5 to adjust the desired setpoint of the DC component. Of course, the DC component does not necessarily have to be kept constant, but it can, for. B. also be considered effects on the effects at different dimming levels to change the setpoint with changing dimming level. The DC component is then set to a nominal curve as a function of the dimming level.

Wie in 5 zu sehen ist, könnte eine Regelung des DC-Anteils auf einen Sollwert auch ohne Einstellung der Asymmetrie z. B. durch Einstellen der Widerstände Rdc₁ bzw. Rdc₂ erzielt werden. Dazu könnten zum Beispiel verschiedene Widerstände hinzu schaltbar bzw. abschaltbar bereitgestellt werden, oder es könnte ein kontinuierlich einstellbarer Widerstand verwendet werden. Meist wird jedoch im Vorfeld einer bestimmten Gasentladungslampe 1 ein geeigneter Widerstand zugeordnet, der dann im späteren Betrieb nicht mehr veränderbar ist. Dieser kann allerdings bereits im Vorfeld auf Basis von Sollwertkurven gewählt werden, so dass eine spätere Einstellung der Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie die gewünschten Ergebnisse liefern kann.As in 5 can be seen, could be a regulation of the DC component to a target value without setting the asymmetry z. B. by adjusting the resistors Rdc ₁ and Rdc ₂ can be achieved. For this purpose, for example, various resistors could be added to be switched off or switched off, or a continuously adjustable resistor could be used. Most, however, is in the run-up to a particular gas discharge lamp 1 assigned a suitable resistor, which is then no longer changeable in subsequent operation. However, this can already be selected in advance on the basis of setpoint curves, so that a later adjustment of the amplitude and / or polarity of the asymmetry can provide the desired results.

Es können beide Einstellverfahren miteinander kombiniert werden, so dass eine möglichst hohe Flexibilität bezüglich der Einstellung des DC-Anteils bei verschiedenen Dimmpegeln der Gasentladungslampe 1 stattfinden kann. Da die Erfindung bei dieser Kombination zusätzlich noch die Umgebungstemperatur der Gasentladungslampe 1 berücksichtigt, kann ein besonders gutes und effizientes Gleichgewicht zwischen einer optimalen visuellen Erscheinung des Lichts der Gasentladungslampe, z. B. ohne Streifenbildung oder Flackern (was oftmals einen relativ hohen DC-Anteil bedingt) und der Lebendauer der Lampe (in der Regel bei niedrigem DC-Anteil länger) erzielt werden. Die Steuerschaltung 4 ist in der Lage, dieses Gleichgewicht basierend auf dem Dimmpegel, dem Lampentyp (das heißt auch der Lampenintendanz) und der Lampen- und/oder Umgebungstemperatur einzustellen.Both adjustment methods can be combined with each other, so that the highest possible flexibility with regard to the adjustment of the DC component at different dimming levels of the gas discharge lamp 1 can take place. Since the invention in this combination additionally the ambient temperature of the gas discharge lamp 1 a particularly good and efficient balance between an optimal visual appearance of the light of the gas discharge lamp, z. B. without banding or flickering (which often requires a relatively high DC component) and the life of the lamp (usually at low DC ratio longer) can be achieved. The control circuit 4 is able to adjust this balance based on the dimming level, the type of lamp (ie also the light intensity) and the lamp and / or ambient temperature.

Der Regulator 5 ist vorzugsweise ein PWM Modul und stellt die Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ bei einem festen Taktzyklus durch Pulsbreitenmodulation ein. Die Tastverhältnisse können zeitlich variabel und dabei auch zufällig eingestellt werden, so dass im zeitlichen Mittel ein Ausgleich stattfindet. Die Tastverhältnisse können aber auch konstant auf einem asymmetrischen Wert gehalten werden. Die Tastverhältnisse können gleich sein oder unabhängig voneinander auf verschiedene Werte eingestellt bzw. geregelt werden. Es können auch variierende Taktzyklen eingestellt werden. Dem Pulsbreitenmodulator des Regulators 5 ist vorteilhafterweise ein Treiber nachgeschaltet. Die Steuerschaltung kann zum Beispiel durch einen Mikrokontroller oder integrierten Schaltkreis, insbesondere ASIC, realisiert werden, der alle oben beschriebenen Vorgänge übernimmt. Insbesondere wird der DC-Anteil indirekt oder direkt gemessen und die Amplitude und/oder Polarität der Asymmetrie der Tastverhältnisse d₁ und d₂ an den Regulator 5 übermittelt.The regulator 5 is preferably a PWM module and adjusts the asymmetry of the duty cycles d ₁ and d ₂ in a fixed clock cycle by pulse width modulation. The duty cycles can be set variable in time and also randomly, so that a balance takes place in the time average. The duty cycles can also be kept constant at an asymmetric value. The duty cycles may be the same or independently adjusted to different values. It is also possible to set varying clock cycles. The pulse width modulator of the regulator 5 is advantageously followed by a driver. The control circuit can be realized, for example, by a microcontroller or integrated circuit, in particular ASIC, which performs all the operations described above. In particular, the DC component measured indirectly or directly and the amplitude and / or polarity of the asymmetry of the duty cycles d ₁ and d ₂ to the regulator 5 transmitted.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• EP 1901592 A1 [0003] EP 1901592 A1 [0003]

Claims (14)

Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe (1), wobei die Gasentladungslampe (1) mit Wechselspannung betrieben wird und ein DC-Anteil des Stroms durch die und/oder der Spannung an der Gasentladungslampe (1) durch folgende Schritte eingestellt wird: – Direkte oder indirekte Messung des DC-Anteils, und – Veränderung des DC-Anteils durch Einstellung der Amplitude und/oder der Polarität einer Asymmetrie von Tastverhältnissen (d₁, d₂) zweier digitaler Steuersignale (2a, 2b) für zwei zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter Halbleiter-Leistungsschalter (3a, 3b) eines Wechselrichters (3), der die Gasentladungslampe (1) mit Wechselspannung versorgt.Method for operating a gas discharge lamp ( 1 ), wherein the gas discharge lamp ( 1 ) is operated with AC voltage and a DC component of the current through the and / or the voltage at the gas discharge lamp ( 1 ) is set by the following steps: direct or indirect measurement of the DC component, and change of the DC component by adjusting the amplitude and / or the polarity of an asymmetry of duty ratios d ₁ , d _{2 of} two digital control signals 2a . 2 B ) for two semiconductor circuit breakers connected in series to a half-bridge ( 3a . 3b ) of an inverter ( 3 ), the gas discharge lamp ( 1 ) supplied with AC voltage. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der DC-Anteil verändert wird, bis sich ein Sollwert des DC-Anteils einstellt.The method of claim 1, wherein the DC component is varied until a target value of the DC component is established. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei der Sollwert ein minimal notwendiger DC-Anteil ist, um ein sogenanntes Walmen der Gasentladungslampe (1) zu vermeiden.Method according to claim 2, wherein the setpoint value is a minimum necessary DC component in order to facilitate a so-called cooling of the gas discharge lamp ( 1 ) to avoid. Verfahren gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Sollwert basierend auf einem Dimmpegel der Gasentladungslampe (1) bestimmt wird, wobei der Dimmpegel durch die Frequenz der vom Wechselrichter gelieferten Wechselspannung festgelegt ist.A method according to claim 2 or 3, wherein the target value is based on a dimming level of the gas discharge lamp ( 1 ), the dimming level being determined by the frequency of the AC voltage supplied by the inverter. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Sollwert basierend auf einem Lampentyp der Gasentladungslampe (1) bestimmt wird und der Lampentyp aus dem DC-Anteil des Stroms in Abhängigkeit der eingestellten Asymmetrie der Tastverhältnisse (d₁, d₂) und des Dimmpegels der Gasentladungslampe (1) bestimmt wird.Method according to one of claims 2 to 4, wherein the setpoint value based on a lamp type of the gas discharge lamp ( 1 ) and the lamp type is determined from the DC component of the current as a function of the set asymmetry of the duty cycles (d ₁ , d ₂ ) and of the dimming level of the gas discharge lamp ( 1 ) is determined. Verfahren gemäß Anspruch 2 bis 5, wobei der Sollwert basierend auf der Temperatur der Umgebung der Gasentladungslampe (1) bestimmt wird.Method according to claim 2 to 5, wherein the setpoint value based on the temperature of the surroundings of the gas discharge lamp ( 1 ) is determined. Verfahren gemäß Anspruch 4, 5 oder 6, wobei der Sollwert aus wenigstens einer Sollkurve bestimmt wird, wobei die Sollkurve den Sollwert in Abhängigkeit von wenigstens dem Dimmpegel und/oder der Umgebungstemperatur beschreibt.A method according to claim 4, 5 or 6, wherein the setpoint is determined from at least one setpoint curve, wherein the setpoint curve describes the setpoint value as a function of at least the dimming level and / or the ambient temperature. Verfahren gemäß Anspruch 2 bis 7, wobei der DC-Anteil kontinuierlich oder wiederholt gemessen wird; der Sollwert basierend auf wenigstens einem Kurvensatz eingestellt wird, wobei der wenigstens eine Kurvensatz den DC-Anteil wenigstens in Abhängigkeit des Dimmpegels und der Amplitude und/oder Polarität der Tastverhältnisse beschreibt, und bei Veränderung des Dimmpegels der Gasentladungslampe (1) der Sollwert neu basierend auf dem wenigstens einen Kurvensatz eingestellt wird.A method according to claim 2 to 7, wherein the DC content is measured continuously or repeatedly; the setpoint is set based on at least one set of curves, wherein the at least one set of curves describes the DC component at least as a function of the dimming level and the amplitude and / or polarity of the duty cycles, and when changing the dimming level of the gas discharge lamp ( 1 ) the setpoint is newly set based on the at least one set of curves. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Sollwert basierend auf mehreren unterschiedlichen Kurvensätzen eingestellt wird, die jeweils den DC-Anteil wenigstens in Abhängigkeit des Dimmpegels und der Amplitude und/oder Polarität der Gasentladungslampe (1) beschreiben, wobei ein zu verwendender Kurvensatz basierend auf einem gemessenen DC-Anteil bei einer vorgegebenen Amplitude und Polarität der Asymmetrie der Tastverhältnisse (d₁, d₂) und einem vorgegebenen Dimmpegel bestimmt wird.The method of claim 8, wherein the setpoint is set based on a plurality of different sets of curves, each of which determines the DC component at least as a function of the dimming level and the amplitude and / or polarity of the gas discharge lamp. 1 ), wherein a set of curves to be used is determined based on a measured DC component at a given amplitude and polarity of the asymmetry of the duty cycles (d ₁ , d ₂ ) and a predetermined dimming level. Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Umgebungstemperatur der Gasentladungslampe (1) kontinuierlich oder wiederholt erfasst wird; und der Sollwert basierend auf einem Kurvensatz des DC-Anteils in Abhängigkeit von der erfassten Umgebungstemperatur eingestellt wird.Method according to claim 8 or 9, wherein the ambient temperature of the gas discharge lamp ( 1 ) is detected continuously or repeatedly; and the setpoint is adjusted based on a set of curves of the DC component as a function of the detected ambient temperature. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Asymmetrie der Tastverhältnisse (d₁, d₂) bei konstanter Frequenz des vom Wechselrichter (1) gelieferten Wechselstroms durch Pulsbreitenmodulation der Steuersignale (2a, 2b) der Halbleiter-Leistungsschalter (3a, 3b) verändert wird.Method according to one of claims 1 to 10, wherein the asymmetry of the duty cycles (d ₁ , d ₂ ) at a constant frequency of the inverter ( 1 ) supplied by pulse width modulation of the control signals ( 2a . 2 B ) of the semiconductor circuit breaker ( 3a . 3b ) is changed. Vorrichtung zum Betreiben einer Gasentladungslampe (1), wobei die Gasentladungslampe (1) mit Wechselspannung betrieben wird und die Vorrichtung zum Einstellen eines DC-Anteiles des Stroms durch die und/oder der Spannung an der Gasentladungslampe (1) ausgelegt ist, wobei die Vorrichtung aufweist eine Einrichtung (4) zur direkten oder indirekten Messung des DC-Anteils; eine Einrichtung (5) zur Veränderung des DC-Anteils durch Einstellung der Amplitude und/oder der Polarität einer Asymmetrie von Tastverhältnissen (d₁, d₂) zweier digitaler Steuersignale (2a, 2b) für zwei zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter Halbleiter-Leistungsschalter (3a, 3b) eines Wechselrichters (3), der die Gasentladungslampe (1) mit Wechselspannung versorgt.Device for operating a gas discharge lamp ( 1 ), wherein the gas discharge lamp ( 1 ) is operated with AC voltage and the device for adjusting a DC component of the current through the and / or the voltage at the gas discharge lamp ( 1 ), the device comprising a device ( 4 ) for the direct or indirect measurement of the DC component; An institution ( 5 ) for changing the DC component by adjusting the amplitude and / or the polarity of an asymmetry of duty cycles (d ₁ , d ₂ ) of two digital control signals ( 2a . 2 B ) for two semiconductor circuit breakers connected in series to a half-bridge ( 3a . 3b ) of an inverter ( 3 ), the gas discharge lamp ( 1 ) supplied with AC voltage. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei der DC-Anteil durch eine Kombination eines konventionellen DC-Pfades, insbesondere durch einen Widerstand (Rdc₁, Rdc₂), welcher die Serien-Kapazität (Cs₁, Cs₂) überbrückt, und eines DC-Anteils durch Polarität und Amplitude der Asymmetrie der Tastverhältnisse gebildet wird.Apparatus according to claim 12, wherein the DC component is a combination of a conventional DC path, in particular a resistor (Rdc ₁ , Rdc ₂ ) bridging the series capacitance (Cs ₁ , Cs ₂ ) and a DC component is formed by polarity and amplitude of the asymmetry of the duty cycles. Mikrocontroller, der dazu ausgelegt ist ein Verfahren zum Betreiben einer Gasentladungslampe (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 auszuführen, wobei die Gasentladungslampe (1) mit Wechselspannung betrieben wird und ein DC-Anteil des Stroms durch die Gasentladungslampe (1) durch die Schritte des Verfahrens eingestellt wird.Microcontroller, which is designed for a method for operating a gas discharge lamp ( 1 ) according to claims 1 to 10, wherein the gas discharge lamp ( 1 ) with AC voltage is operated and a DC component of the current through the gas discharge lamp ( 1 ) is adjusted by the steps of the method.

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