DE102021209574A1

DE102021209574A1 - Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe und Entladungslampe

Info

Publication number: DE102021209574A1
Application number: DE102021209574.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Heise; Bernd Koch; Sascha Piltz; Kai Wolter
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2023-03-02
Also published as: US20230071761A1; CN115734415A

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe (100) durch Modulation eines Stromsignals (w, w1, w2) präsentiert. Die Entladungslampe (100) wird mit wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen (f1, f2) betrieben. Zunächst wird eine Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) für eine erste Anzahl von ersten Frequenzperioden (np1) und eine zweite Anzahl von zweiten Frequenzperioden (np2) definiert. Als Nächstes werden die erste Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und die zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) durch wenigstens eine Zufallszahl (ri) bestimmt. Das Stromsignal (w, w1, w2) wird durch Anwenden der ersten Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und der zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) auf das Stromsignal (w, w1, w2) zum Betreiben der Entladungslampe (100) moduliert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe durch Modulation eines Stromsignals für die Entladungslampe, die mit wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen betrieben wird. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Entladungslampe, die eine Bogenentladungsröhre mit einem Elektrodenpaar umfasst.
Auf dem Markt gibt es eine steigende Nachfrage nach einem erhöhten Qualitätsstandard, beispielsweise einer erhöhten Lebensdauer der Leuchtmittel. Außerdem sollten die Leuchtmittel keine sichtbaren Artefakte wie Flimmern aufweisen. Viele Typen von Entladungslampen werden mit einem Wechselstromsignal (AC) betrieben, d. h. die Stromrichtung oder ihre Polarität ändert sich periodisch. Aufgrund des Wechselstroms sind die Elektroden, insbesondere die Elektrodenspitzen, der Entladungslampe speziellen, schnellen Temperaturänderungen ausgesetzt. Durch Anlegen eines Wechselstroms mit einer einzigen definierten Frequenz kann eine unregelmäßige Abnutzung der Elektroden auftreten. Deshalb werden Entladungslampen häufig durch Anlegen von zwei unterschiedlichen Frequenzen in Bezug auf den Wechselstrom betrieben.
Das US-Patent Nummer 7,023,144 B2 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe. Diese Entladungslampe ist mit Quecksilber mit einer Konzentration von ≥0,2 mg/mm³ gefüllt. Das elektronische Vorschaltgerät liefert einen Wechselstrom mit einer stationären Betriebsfrequenz im Bereich von 60 Hz bis 1000 Hz und einer niedrigen Frequenz im Bereich von 5 Hz bis 50 Hz. Das elektronische Vorschaltgerät führt den Wechselstrom mit niedriger Frequenz in den Wechselstrom mit stationärer Betriebsfrequenz mit einem zeitlichen Abstand, dessen Länge wenigstens einer Halbperiode und höchstens fünf Perioden der niedrigen Frequenz entspricht, ein.
Selbst wenn eine solche Modulation der Frequenz hilfreich sein kann, um die Qualität oder Lebensdauer von Entladungslampen zu verbessern, gibt es noch Raum für weitere Verbesserungen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann sein, eine Entladungslampe zu schaffen, die eine bessere Qualität in Bezug auf das sichtbare Erscheinungsbild bei der Verwendung in einem Projektionssystem und/oder eine erhöhte Lebensdauer bietet.
Ein Stromsignal einer Entladungslampe verwendet typischerweise zwei unterschiedliche Frequenzen für den Wechselstrom. Die Frequenzen können sich auch auf die Lampenspannung beziehen. Dies bedeutet, dass sich eine Modulation der Frequenzen sowohl auf das Stromsignal als auch auf das Spannungssignal beziehen kann. Diese unterschiedlichen Frequenzen können jeweils abwechselnd für eine festgelegte Anzahl von Perioden angelegt werden. Die Anzahl der Perioden kann sich abhängig von den Betriebsbedingungen oder Parametern der Lampe, wie beispielsweise der Lampenspannung und dem Lampenleistungspegel, noch ändern.
Die aktuelle Erfindung basiert auf dem Wissen, dass das Stromsignal durch eine Anzahl von Perioden moduliert oder angepasst werden kann, wobei sich jede Periode auf eine andere Frequenz beziehen kann. Aus praktischen Gründen ist die Anzahl unterschiedlicher Frequenzen begrenzt, in den meisten Fällen werden zwei bis zu fünf unterschiedliche Frequenzen verwendet.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung mit einer Entladungslampe und einer Steuereinheit, die die Aufgabe lösen kann. Gemäß der Erfindung betreibt das Verfahren eine Entladungslampe durch Modulation eines Stromsignals durch die Entladungslampe mit wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen durch Ausführen der folgenden Schritte. Die Entladungslampe wird vorzugsweise mit wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen betrieben. Nichtsdestotrotz gilt das aufgrund der bekannten physikalischen Zusammenhänge zwischen Strom und Spannung auch für eine Beschreibung, die stattdessen auf der Lampenspannung basiert. Das Stromsignal kann als Stromfluss, insbesondere als Stromfluss von Ladungsträgern, betrachtet werden. Der Begriff „modulieren“ kann die Bedeutung von „anpassen“ oder „einstellen“ haben.
In einem ersten Schritt wird eine Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion für eine erste Anzahl von ersten Frequenzperioden und eine zweite Anzahl von zweiten Frequenzperioden definiert und/oder bereitgestellt. Die beiden unterschiedlichen Frequenzen sind als erste Frequenz und zweite Frequenz bezeichnet. Jede dieser beiden Frequenzen weist eine entsprechende Anzahl von Perioden, die als erste Anzahl von Perioden der ersten Frequenz und zweite Anzahl von Perioden der zweiten Frequenz bezeichnet sind, auf. Die Ausdrücke „erste“ und „zweite“ enthalten vorzugsweise keinen spezifischen technischen Inhalt. Diese beiden unterschiedlichen Ausdrücke, „erste“ und „zweite“, sind vorzugsweise nur als Namen zu betrachten, die es ermöglichen, zwischen den unterschiedlichen Frequenzen zu unterscheiden. Es kann möglich sein, dass mehr als zwei unterschiedliche Frequenzen, beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr Frequenzen, für den Betrieb der Entladungslampe verwendet werden. In diesem Fall können eine dritte, eine vierte und eine fünfte Frequenz mit der entsprechenden dritten Anzahl, vierten Anzahl oder fünften Anzahl von Frequenzperioden auftreten. Das bedeutet insbesondere, dass für jede Frequenz eine spezielle Anzahl von Perioden adressiert wird. Die entsprechende Anzahl von Perioden korreliert mit der jeweiligen Frequenz. Die erste Anzahl entspricht den ersten Frequenzperioden, und so weiter.
Unter einer Anzahl von Perioden ist vorzugsweise eine ganzzahlige Anzahl von Perioden zu verstehen, es können jedoch auch spezielle Bruchzahlen von Perioden verwendet werden. Eine einzelne Periode würde üblicherweise wenigstens zwei Kommutierungen enthalten, bei denen die Polarität des Stroms geändert wird, wie bei einer Rechteckwelle oder Sinuswelle. Daher können Bruchteile von Perioden nur in einem Umfang verwendet werden, der garantiert, dass der resultierende Langzeitmittelwert des Stroms nur einen vernachlässigbaren Anteil an Gleichstrom enthält, d. h. beide Polaritäten in einer vergleichbaren Zeitdauer vorhanden sind. Das bedeutet, dass die erste und/oder zweite der entsprechenden Frequenzperioden eine rationale Zahl oder eine natürliche (ganze) Zahl sein kann.
In einem nächsten Schritt werden die erste Anzahl der ersten Frequenzperioden und die zweite Anzahl der zweiten Frequenzperioden in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch wenigstens eine Zufallszahl bestimmt. Die Zufallszahl kann durch einen Zufallszahlengenerator erzeugt werden. Die Zufallszahl kann eine gewisse Zufälligkeit bezüglich der Bestimmung der ersten Anzahl erster Frequenzperioden und der zweiten Anzahl zweiter Frequenzperioden sicherstellen. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion kann eine deterministische Funktion sein, jedoch kann im Zusammenwirken mit der wenigstens einen Zufallszahl eine erste Anzahl und/oder eine zweite Anzahl erster Frequenzperioden und zweiter Frequenzperioden erzeugt werden. Das kann ein gewisses Maß an Zufälligkeit zum Bestimmen, der Bestimmung oder dem Erzeugen eines modulierten Stromsignals sicherstellen. Bestimmen kann die Bedeutung von „die Bestimmung“ besitzen. Die Bestimmung der ersten oder zweiten Anzahl von Frequenzperioden kann auch als Erzeugen erster und/oder zweiter Anzahlen betrachtet werden. Die ersten und/oder zweiten Anzahlen können mehrere Anzahlen in Form einer Menge oder eine Anordnung sein. Die Zufallszahl kann eine beliebige Zahl sein. Es ist möglich, aus einer beliebigen Zahl aus dem Intervall zwischen 0 und 1 eine beliebige Zufallszahl zu erzeugen, zum Beispiel durch geeignete Skalierungsfaktoren. Vorzugsweise ist die Zufallszahl eine ganze Zahl.
Es kann auch möglich sein, dass für jede Frequenz eine separate Zufallszahl verwendet wird, um eine entsprechende Anzahl von Frequenzperioden zu bestimmen oder zu erzeugen. Falls zwei unterschiedliche Frequenzen für den Betrieb der Entladungslampe verwendet werden, können zwei unterschiedliche Zufallszahlen verwendet werden, um die erste Anzahl und die zweite Anzahl der ersten und zweiten Frequenzperiode erzeugen. Dieser Schritt kann auch mehrmals wiederholt werden.
Das Stromsignal kann moduliert werden, indem die erste Anzahl erster Frequenzperioden und die zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden auf das Stromsignal zum Betreiben der Entladungslampe angewendet werden. In den Schritten vor dem Anlegen oder Modulieren des Stromsignals kann die Anzahl der Perioden für die erste und die zweite Frequenz durch die wenigstens eine Zufallszahl in Kombination mit der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion bestimmt werden. Dies gilt insbesondere für die erste und die zweite Anzahl der ersten Frequenz und der zweiten Frequenz. Diese Anzahlen von Perioden können auf die Frequenzen des Stromsignals angewandt werden. Jede Frequenz kann sich auf einen periodisch wiederholten Abschnitt des Stromsignals beziehen. Falls die erste Frequenz beispielsweise durch einen Rechteckwechselstrom mit einer Frequenz von 60 Hz repräsentiert wird, finden in einer Sekunde sechzig Wiederholungen statt. Eine Periode des Stromsignals kann mehrere Maxima und Minima enthalten, d. h. andere Stromformen können als kleinste Einheit verwendet werden. Allgemein kann das Stromsignal aus mehreren Stromsignalen mit unterschiedlichen Frequenzen zusammengesetzt sein. Dieses Merkmal kann allen Ausführungsformen zugewiesen werden.
Das Stromsignal kann aus den wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzperioden bestehen oder die wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzperioden umfassen. Vorzugsweise ist das Stromsignal eine Folge von unterschiedlicher, direkt zusammen angeordneter Frequenzen. Mit anderen Worten können unterschiedliche Stromsignale mit unterschiedlichen Frequenzen zusammengefügt werden, um das modulierte Stromsignal zu erzeugen.
Das Stromsignal kann eine Überlagerung mehrerer Frequenzsignale sein. Die Modulation des Stromsignals kann als eine Überlagerung mehrerer unterschiedlicher Frequenzen betrachtet werden. Die Anzahl der Perioden bezieht sich insbesondere auf die mehreren unterschiedlichen Frequenzen. Das Stromsignal kann aus wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen zusammengesetzt sein, wobei jede Frequenz auf das Stromsignal gemäß der ersten und zweiten Anzahl der ersten und zweiten Frequenzperiode angewandt wird. Das bedeutet, dass das Stromsignal durch unterschiedliche Frequenzen erzeugt werden kann und die Dauer oder Länge jeder Frequenz von der ersten Anzahl erster Frequenzperioden oder von der zweiten Anzahl zweiter Frequenzperioden abhängt. Auf diese Weise kann ein Stromsignal erzeugt werden, das sehr zufällig ist und daher einen erwartungstreuen Betrieb verhindern kann.
Das Stromsignal kann dadurch erzeugt werden, dass zwei unterschiedliche Frequenzen zusammengefügt werden, wobei die Länge dieser Frequenzen von der ersten und zweiten Anzahl der entsprechenden Frequenzperioden abhängt. Falls beispielsweise die erste Frequenz 60 Hz ist und die zweite Frequenz 500 Hz ist, kann die erste Anzahl der ersten Frequenzperioden 100 sein und die zweite Anzahl für die zweiten Frequenzperioden kann 5000 sein, so dass das resultierende Stromsignal eine Anordnung oder Sequenz von 100 Perioden der ersten Frequenz (60 Hz) direkt gefolgt von 5000 Perioden der zweiten Frequenz (500 Hz) umfasst. Vorzugsweise können diese exakten Werte in einem ersten Schritt oder Durchlauf zum Betreiben der Entladungslampe angewandt werden. In einem weiteren Schritt oder Durchlauf kann eine weitere Menge von Zufallszahlen erzeugt und angewandt werden, um ein weiteres anders moduliertes Stromsignal zu erzeugen. Das führt insbesondere zu einer dynamischen Änderung der Modulation des Stromsignals.
Die Anzahl der Frequenzperioden kann in wiederkehrender Weise bestimmt werden. Dies bedeutet, dass der Prozess zum Bestimmen der ersten Anzahl erster Frequenzperioden und der zweiten Anzahl zweiter Frequenzperioden mehrmals durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann es möglich sein, dass eine Anordnung oder eine Menge von ersten Anzahlen der ersten Frequenz abhängig von der ersten Frequenz bestimmt wird. Das ermöglicht es, eine Menge erster/zweiter Anzahlen erster/zweiter Frequenzperioden zu bestimmen. Jede Menge kann mehrere Anzahlen umfassen.
Diese Erfindung kann eine absichtlich variable Wellenformsequenz mit zufällig festgelegten Anzahlen entsprechender Perioden beschreiben. Die entsprechende Anzahl von Perioden, die erste Anzahl erster Frequenzperioden und die zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden, kann aus der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion abgeleitet werden.
In einer vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform definiert die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion ein vorbestimmtes mittleres Verhältnis in Bezug auf die erste Anzahl erster Frequenzperioden und die zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden. Das mittlere Verhältnis kann von einem Lampenparameter, beispielsweise der Lampenspannung, abhängen. Das mittlere Verhältnis kann auch ein konstanter vordefinierter Wert sein, der insbesondere von der Lampenspannung abhängen kann.
Insbesondere wird für jede Frequenz eine separate Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion verwendet. Es kann vorteilhaft sein, wenn als eine Randbedingung ein vorbestimmtes mittleres Verhältnis zwischen der ersten Anzahl und der zweiten Anzahl der entsprechenden Frequenzperioden mit einem vordefinierten Wert übereinstimmt. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion und/oder das vorbestimmte mittlere Verhältnis zwischen der ersten Anzahl und der zweiten Anzahl der entsprechenden Frequenzperioden von den Parametern der Entladungslampe, wie z. B. der Lampenspannung, abhängen. Die Frequenzen für das Stromsignal, der zulässige Bereich der ersten und der zweiten Anzahl der ersten und zweiten Frequenzperioden, ihr mittleres Verhältnis und/oder die gewählten Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen können beispielsweise - jedoch nicht ausschließlich - von der Spannung der Entladungslampe und dem Leistungspegel abhängen. Insgesamt kann dies zu einem schonenden Betrieb der Entladungslampe führen. Ihre Lebensdauer und ihre Qualität können erhöht werden.
Ein Typ eines Füllgases, ein Abstand der Elektroden zueinander, eine Eigenschaft oder ein Status der Elektrodenspitzen, ein Verhalten der Lampenspannung in Bezug auf die Polarität, eine Langzeitentwicklung der Lampenspannung und/oder Betriebsstunden der Entladungslampe können Lampenparameter sein. Die Lampenspannung kann der am häufigsten angewandte Lampenparameter sein. Nichtsdestotrotz können alle im Kontext der Lampenspannung beschriebenen Erläuterungen und Ausführungsformen auf jeden anderen in dieser Anmeldung genannten Lampenparameter erweitert oder übertragen werden. Diese genannten Lampenparameter Teil irgendeiner Ausführungsform und irgendeines Beispiels sein. Es können mehrere Lampenparameter berücksichtigt werden.
Ein Stromsignal für die Lampenstromwellenform kann wenigstens zwei unterschiedliche Betriebsfrequenzen verwenden, die in einer definierten Sequenz angelegt werden. Die Anzahl der Perioden oder Halbperioden für jede Frequenz, die auf das Stromsignal angewandt wird, ist nicht festgelegt. Diese Anzahlen, die erste und zweite Anzahl erster und zweiter Frequenzperioden, können durch Zufallszahlen oder die wenigstens eine Zufallszahl bestimmt werden. Es ist möglich, die Zufallszahl als eine „Pseudo-Zufallszahl“ zu betrachten. Diese Zufallszahlen können sich aus einem Paar oder einer Menge von Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen ergeben. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion und die erste Anzahl erster Frequenzperioden und die zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden können von sich dynamisch ändernden Betriebsparametern der Entladungslampe abhängen. Alternativ oder zusätzlich können modifizierte Mengen von Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen zum Bestimmen der ersten und zweiten Anzahl erster und zweiter Frequenzperioden verwendet werden.
In einer vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform wird der Prozess zum Bestimmen der ersten Anzahl erster Frequenzperioden und der zweiten Anzahl zweiter Frequenzperioden sowie die Modulation des Stromsignals in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Anzahl erster und zweiter Frequenzperioden wiederholt ausgeführt, um ein randomisiertes Stromsignal während des Betriebs der Entladungslampe zu erhalten. Die Schritte b) und c) können wiederholt ausgeführt werden. In dieser Ausführungsform werden mehrere erste Anzahlen und mehrere zweite Anzahlen bestimmt. Das bedeutet, dass sowohl eine Anordnung oder eine Menge erster Anzahlen als auch eine Anordnung oder eine Menge zweiter Anzahlen bestimmt oder erzeugt werden kann. Diese Anordnung aus ersten und zweiten Anzahlen kann verwendet werden, um ein Stromsignal, das sehr zufällig ist, zu erzeugen. Dieses Stromsignal kann ständig verändert werden. Zusätzlich kann für jeden neu durchgeführten Schritt eine andere Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion angewandt werden. Die wiederkehrende Ausführung der entsprechenden Schritte kann von der Entladungslampe, den Frequenzen und/oder anderen Lampenparametern abhängen. Deshalb kann für jede Entladungslampe ein individuelles Stromsignal erzeugt werden. Das Stromsignal kann in dieser Ausführungsform individualisiert sein.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform wird in Schritt b) eine Menge von mehreren ersten Anzahlen erster Frequenzperioden und mehreren zweiten Anzahlen zweiter Frequenzperioden abhängig von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch die wenigstens eine Zufallszahl bestimmt. Eine Gruppe oder eine Anordnung mit mehreren Zufallszahlen kann im Voraus bestimmt werden. In unterschiedlichen Betriebsarten oder Durchläufen können unterschiedliche Zufallszahlen angewandt werden, um die ersten oder zweiten Anzahlen der entsprechenden Frequenzperioden zu bestimmen.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform werden unterschiedliche Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen zum Bestimmen der ersten und zweiten Anzahl für die ersten und zweiten Frequenzperioden definiert. Alternativ können die Mengen mehrerer erster und zweiter Anzahlen für die ersten und zweiten Frequenzperioden bestimmt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass für jede Frequenz eine eigene Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion verwendet werden kann, um die erste oder zweite Anzahl von Frequenzperioden zu bestimmen. Eine erste Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion kann verwendet werden, um die erste Anzahl oder eine Menge von ersten Anzahlen für die ersten Frequenzperioden zu erzeugen. Dies kann analog auf die zweite Anzahl und die zweite Frequenz angewandt werden. Insbesondere kann die erste und/oder zweite Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch Anwenden eines zeitabhängigen Parameters in der entsprechenden Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion flexibel sein. Dies kann zu einem einzigartigeren und individuelleren Stromsignal für die Entladungslampe führen.
In einer vorteilhaften alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform kann die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion als Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit einer entsprechenden kumulierten Dichtefunktion definiert sein, und die ersten und zweiten Anzahlen für die ersten und zweiten Frequenzperioden werden durch Anwenden der wenigstens einen Zufallszahl auf eine entsprechende Umkehrfunktion der kumulierten Dichtefunktion bestimmt. Dieses Verfahren kann als ein Umkehrverfahren zum Erzeugen von Zufallszahlen, die zum Bestimmen der ersten und zweiten Anzahlen für die ersten und zweiten Frequenzperioden verwendet werden, bezeichnet werden. Die entsprechende kumulierte Dichtefunktion ist insbesondere eine nicht-fallende Funktion. Die kumulierte Dichtefunktion kann eine monoton steigende Funktion sein. Die Zufallszahl kann durch Wählen eines Wertes im Bereich von 0 bis 1 und das Finden seines entsprechenden Werts der kumulierten Dichtefunktion erzeugt werden. Auf mathematische Weise kann die wenigstens eine Zufallszahl oder ein anderer Zufallswert in die ersten und zweiten Anzahlen für die ersten und zweiten Frequenzperioden transformiert werden, indem die Zufallszahl oder der Zufallswert auf die entsprechende Umkehrfunktion der kumulierten Dichtefunktion angewandt wird.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion als Gleichverteilung, Normalverteilung, Exponentialverteilung und/oder eine Überlagerung von Normalverteilungen definiert. In dieser Ausführungsform können Zufallszahlen gemäß einer vorgegebenen Verteilung erzeugt werden. Ein Beispiel für die Exponentialverteilung kann durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden. $p (t) = r * exp (- r * t);$
wobei p(t) die Verteilungsfunktion ist, t eine Variable für die Zeit ist und r eine reelle Zahl repräsentiert.
Die vorgegebene Verteilung kann Parameter der Entladungslampe, wie z. B. die Lampenspannung oder den Lampenleistungspegel, enthalten und/oder berücksichtigen. Abhängig von einem Schwellenwert für die Lampenspannung kann eine spezielle Verteilungsfunktion aus mehreren vorgegebenen Funktionen ausgewählt werden. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion kann von der Lampenspannung abhängen. Die vorgegebene Verteilung kann vom Typ der Entladungslampe abhängen. Dies bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion in Übereinstimmung mit dem Entladungslampentyp und/oder von den Parametern der Entladungslampe, wie z. B. der Lampenspannung, angepasst werden kann. Dies kann zu einem individuellen Stromsignal oder Stromsignalen für die Entladungslampe führen. Eine erhöhte Lebensdauer oder bessere Qualität der Entladungslampe ist möglich.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausführungsform basiert das Definieren der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion und/oder der ersten Anzahl erster Frequenzperioden auf einem oder mehreren (Entladungs-)Lampenparametern, insbesondere einer Lampenspannung, einem Leistungspegel, einer Position und/oder Orientierung der Entladungslampe, einem Stromfluss durch eine Entladungslampe und/oder einem Abnutzungsgrad von Elektrodenspitzen der Entladungslampe. Diese Ausführungsform kann auf mehrere Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen und mehrere Entladungslampen erweitert werden. In dieser Ausführungsform basiert die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion nicht nur auf Mathematik, sondern vielmehr auf physikalischen Parametern, wie z. B. der Lampenspannung, einem Leistungspegel, einer Position und Orientierung der Entladungslampe, einem Stromfluss durch eine Entladungslampe und/oder einem Abnutzungsgrad der Elektrodenspitzen der Entladungslampe. Üblicherweise umfasst jede Entladungslampe ein Elektrodenpaar, das einen Stromfluss von einer Elektrodenspitze zu der anderen Elektrodenspitze ermöglicht. Dieser Stromfluss kann als ein Lichtbogen auftreten. In dieser Ausführungsform können physikalische Parameter der Entladungslampe und/oder physikalische Parameter der Umgebung der Entladungslampe durch die Modulation des Stromsignals und deren Implementierung für den Betrieb der Entladungslampe berücksichtigt werden.
Eine weitere vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform bietet die Möglichkeit, für jede Frequenz und/oder für jeden Lampenparameter eine separate Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion zu definieren und/oder bereitzustellen. In dieser Ausführung kann das Stromsignal individuell gemäß den Erfordernissen der Entladungslampe oder anderen voreingestellten Anforderungen moduliert werden. Diese Ausführungsform kann auf unterschiedliche Typen oder Gruppen von Entladungslampen oder Beleuchtungseinrichtungen übertragen werden. Unterschiedliche Entladungslampen können aus unterschiedlichen Füllgasen, unterschiedlichen Betriebsspannungsbereichen und/oder unterschiedlichen Installationsorten resultieren.
In einer weiteren vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion abhängig von einem Schwellenwert der Entladungslampenspannung definiert. Die Entladungslampenspannung ist ein üblicher Betriebsparameter für die Entladungslampe. Eine Modulation des Stromsignals kann nützlich sein, falls sich die Entladungslampenspannung ändert. Beispielsweise kann ein Betrieb der Entladungslampe bei erhöhter Spannung mit einer stärkeren Abnutzung der Elektrodenspitzen als bei niedrigerer Spannung verbunden sein. Dies kann durch eine geeignete Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion berücksichtigt werden. Dies bedeutet insbesondere, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion einer entsprechenden vorbestimmten Verteilung folgt. Diese vorbestimmte Verteilung kann die unterschiedlichen physikalischen Effekte, die beim Betrieb der Entladungslampe in unterschiedlichen Spannungsbereichen auftreten können, berücksichtigen. Die Lebensdauer und Qualität der Entladungslampe können verbessert oder erhöht werden.
In einer weiteren vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch eine Kennlinie der Entladungslampenspannung definiert. In dieser Ausführungsform hängt die Verteilungsfunktion nicht nur von einem einzigen Spannungswert ab, sondern von einer Kennlinie oder einer Kennfunktion, die von der Entladungslampenspannung abhängig ist. Die Kennlinie kann eine Tabelle, eine Nachschlagetabelle und/oder eine Kennlinie für die Entladungslampenspannung der Beleuchtungseinrichtung sein. Das bedeutet, dass ein Gesamtverhalten der Entladungslampe über alle möglichen Lampenspannungen durch die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion berücksichtigt werden kann. Die genannten Merkmale und Vorteile aller hier beschriebenen Ausführungsformen gelten analog auch für diese Ausführungsform.
Ein Vergleich zwischen der Lampenspannung und dem Schwellenwert für die Spannung kann eine weitere Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion angeben oder triggern. In diesem Kontext können mehrere unterschiedliche Schwellenwerte für die Lampenspannung angewandt werden. Eine weitere Möglichkeit, Schwellenwerte für die Lampenspannung zu berücksichtigen, besteht darin, eine gemessene Spannungskurve mit einer Kennlinie der Lampenspannung für die Entladungslampe zu vergleichen und/oder zu analysieren. Die Kennlinie kann eine Streuung oder Variation der Lampenspannung während einer vorgegebenen Zeitspanne beschreiben. Die Kennlinie kann beispielsweise eine Drift der Lampenspannung im Langzeitverlauf und/oder während der vorgegebenen Zeitspanne beschreiben. In einem weiteren Beispiel bezieht sich die Kennlinie auf die zeitliche Änderung der Lampenspannung im Langzeitverlauf oder während der Zeitspanne. Die Änderung der Lampenspannung kann durch die erste Ableitung einer Lampenspannungskurve ausgedrückt werden. Ein Wert für die Lampenspannung kann mit dem Schwellenwert verglichen und/oder in Kombination mit der Kennlinie analysiert werden. Die Kennlinie kann eine Funktion sein, die von der Lampenspannung abhängt. In diesem Fall kann die Kennlinie als „Kennfunktion“ betrachtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform stehen die erste Anzahl erster Frequenzperioden und die zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden durch ein vorgegebenes Verhältnis oder ein vorgegebenes Verhältnisintervall in Beziehung. Gemäß dieser Ausführungsform können Randbedingungen bezüglich der ersten und zweiten Anzahlen der Frequenzperioden eingestellt werden, was die zulässigen Bereiche der einen oder mehreren Verteilungsfunktionen begrenzt. Zum Beispiel können ein Maximal- und Minimalwert für die ersten und zweiten Anzahlen von Frequenzperioden definiert werden. Daher kann das Bestimmen der ersten und zweiten Anzahlen in dieser Ausführungsform nicht völlig beliebig sein. Die Verteilungsfunktionen können so definiert sein, dass die resultierenden ersten und zweiten Anzahlen der ersten und zweiten Frequenzperioden mit einem vorgegebenen Verhältnisintervall oder einem vorgegebenen Verhältnis übereinstimmen. Dadurch kann vermieden werden, dass die Elektrodenspitzen durch einen zu langen Betrieb mit speziellen Frequenzen aufgrund einer unangemessen großen Anzahl erster oder zweiter Frequenzperioden beschädigt werden.
In einer weiteren zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform wird für jede Anzahl oder Menge von Anzahlen, die die ersten und/oder zweiten Frequenzperioden betreffen, eine separate Zufallszahl verwendet. Das Stromsignal kann zwei unterschiedliche Frequenzen umfassen. Für jede Frequenz kann eine andere separate Zufallszahl verwendet werden, um die entsprechende Anzahl von Frequenzperioden zu erhalten.
Das Stromsignal kann eine Sequenz von wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen sein. Die Sequenz der entsprechenden unterschiedlichen Frequenzen wird insbesondere durch die ersten und zweiten Anzahlen der ersten und zweiten Frequenzperiode bestimmt. Die ersten Anzahlen der ersten Frequenzperioden können die Anzahl von Sequenzen der ersten Frequenz angeben. Vorzugsweise ist das Stromsignal eine Sequenz der wenigstens zwei verschiedenen Frequenzen, wobei die Frequenzen abwechselnd zum Stromsignal angeordnet sind. Jeder Teil der Sequenz innerhalb der gleichen Frequenz kann durch die entsprechende Anzahl von Frequenzperioden bestimmt werden. Die entsprechende Anzahl von Frequenzperioden kann die Dauer der Periode des Stromsignals angeben. Daher kann die Anzahl der Frequenzperioden auch als Typ einer zeitlichen Länge, insbesondere einer Länge der Sequenz, betrachtet werden. In dieser Ausführungsform ist es möglich, dass jede Sequenzlänge, die die entsprechende Anzahl von Frequenzperioden ist, durch eine separate Zufallszahl bestimmt wird. Deshalb kann der Grad der Zufälligkeit durch diese Ausführungsform erhöht werden.
In einer vorteilhaften zusätzlichen oder alternativen Ausführungsform adressiert die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion mehr als zwei unterschiedliche Frequenzen, und für jede Frequenz wird eine entsprechende Anzahl von Frequenzperioden bestimmt. Gemäß dieser Ausführungsform sind drei, vier oder fünf Frequenzen möglich, die das Stromsignal bilden. Das bedeutet, dass das Stromsignal mehr als zwei unterschiedliche Frequenzen enthalten kann. Jede dieser Frequenzen kann einer entsprechenden Anzahl von Frequenzperioden zugeordnet werden. Für jede Frequenz können unterschiedliche Zufallszahlen verwendet werden, um die Anzahl der Frequenzperioden zu bestimmen.
Beispielsweise kann eine erste Frequenz zehn, eine zweite Frequenz drei und eine dritte Frequenz 13 Frequenzperioden zugeordnet werden. In diesem Fall kann das Stromsignal eine Sequenz aus zehn ersten Frequenzperioden, drei zweiten Frequenzperioden und 13 dritten Frequenzperioden sein. Eine folgende Sequenz des Stromsignals kann eine völlig andere Anzahl von Frequenzperioden umfassen. Es ist auch möglich, dass die Abfolge der Frequenzen selbst unterschiedlich sein kann. Beispielsweise kann nach der ersten Frequenz die zweite oder die dritte Frequenz in dem Stromsignal auftreten. Eine solche Variation kann verwendet werden, falls mehr als zwei unterschiedliche Frequenzen zum Erzeugen des Stromsignals verwendet werden. Das Stromsignal kann durch eine Abfolge unterschiedlicher Frequenzen erzeugt werden, wobei eine Dauer oder die Sequenzlänge der Frequenzen von der entsprechenden Anzahl von Frequenzperioden abhängt.
Eine weitere zusätzliche oder alternative vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch eine Lebensdauer und/oder Betriebsstunden der Entladungslampe definiert wird. Die vorstehend genannten Erläuterungen und Vorteile gelten analog für diese Ausführungsform.
Eine weitere vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform sieht vor, dass nach jeder Frequenzperiode das Stromsignal kommutiert wird oder wenigstens das Stromsignal nach den entsprechenden ersten oder zweiten Frequenzperioden kommutiert wird. Die Kommutierung kann unmittelbar nach Ablauf der entsprechenden Frequenzperiode ausgeführt werden.
Eine weitere zusätzliche oder alternative vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Stromsignal ein Rechtecksignal oder ein wellenförmiges Signal oder eine Mischung aus Rechteck- und wellenförmigem Signal ist. Das Stromsignal kann aus mehreren Segmenten mit unterschiedlichem, jedoch zeitlich konstantem Strom bestehen.
Eine weitere vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform stellt bereit, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch eine Überlagerung mehrerer unterschiedlicher Funktionen definiert wird. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion kann eine Mischung aus mehreren unterschiedlichen Funktionen sein, die sich überlagern. Beispielsweise kann eine erste Funktion eine lineare Funktion sein, und eine zweite Funktion kann eine gleichförmige, Normal- und/oder exponentielle Funktion sein. Eine Überlagerung dieser beiden Funktionen kann ein linear ansteigendes Sinussignal sein. Die Überlagerung sowie jede Funktion der überlagerten Verteilungsfunktion kann von Entladungslampenparametern wie der Lampenspannung sowie von der Lebensdauer der Entladungslampe abhängig sein. Jede Unterfunktion der überlagerten Funktion kann einen spezifischen Lampenzustand adressieren. Durch die Überlagerung mehrerer unterschiedlicher Funktionen, die die Überlagerung bilden, kann eine neue Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion gebildet werden, die mehrere und unterschiedliche Parameter der Entladungslampe und/oder Umgebungsparameter der Entladungslampe berücksichtigen kann. Eine erhöhte Lebensdauer der Entladungslampe und eine bessere Qualität bei der Beleuchtung der Entladungslampe können ein positiver Effekt dieser Ausführungsform sein.
Eine weitere vorteilhafte zusätzliche oder alternative Ausführungsform stellt bereit, dass die Überlagerung der mehreren unterschiedlichen Wahrscheinlichkeitsfunktionen von einem Entladungslampenparameter, insbesondere der Lampenspannung, abhängig ist. Vorzugsweise adressiert jede Wahrscheinlichkeitsfunktion einen anderen separaten Lampenparameter. Vorzugsweise wird die Lampenspannung durch wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsfunktion oder durch mehrere Wahrscheinlichkeitsfunktionen oder alle Wahrscheinlichkeitsfunktionen adressiert. Jede Wahrscheinlichkeitsfunktion kann zusätzliche Lampenparameter berücksichtigen. Solche zusätzlichen Lampenparameter können Parameter, die den aktuellen Verschleiß der Elektrodenspitzen, eine Position und Orientierung der Entladungslampe, die kumulierte Brenndauer der Entladungslampe beschreiben, und/oder ein weiterer individueller Entladungslampenparameter sein. Dies bedeutet, dass eine sehr flexible Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion, die durch die Überlagerung mehrerer unterschiedlicher Funktionen erzeugt wird, zur Verfügung gestellt werden kann. Deshalb kann der Betrieb der Entladungslampe hinsichtlich ihrer Lebensdauer und Qualität verbessert werden.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung adressiert eine Beleuchtungseinrichtung. Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Entladungslampe umfassen. Die Entladungslampe kann eine Bogenentladungsröhre mit einem Elektrodenpaar umfassen. Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Steuereinheit umfassen. Der Stromfluss wird zwischen diesem Elektrodenpaar hergestellt, was zu einer Entladung oder einem Plasma, auch „Lichtbogen“ genannt, zwischen ihnen führt. Der Lichtbogen ist in einem Gehäuse, der Bogenentladungsröhre der Entladungslampe, eingeschlossen.
Darüber hinaus umfasst die Entladungslampe eine Steuereinheit. Diese Steuereinheit ist in der Lage und konfiguriert, irgendeines der in dieser Anmeldung beschriebenen oder erläuterten Verfahren durchzuführen. Die Beleuchtungseinrichtung kann ein Vorschaltgerät umfassen. Das Vorschaltgerät kann das Stromsignal für die Entladungslampe bereitstellen. Das Vorschaltgerät kann die Steuereinheit enthalten.
Die Steuereinheit kann wenigstens eine Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion für eine erste Anzahl erster Frequenzperioden und eine zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden definieren. Sie kann die erste Anzahl erster Frequenzperioden und die zweite Anzahl zweiter Frequenzperioden in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion durch die wenigstens eine Zufallszahl bestimmen. Die Steuereinheit kann das Stromsignal durch Anlegen der ersten Anzahl von ersten Frequenzperioden und der zweiten Anzahl von zweiten Frequenzperioden an das Stromsignal zum Betreiben der Entladungslampe modulieren.
Die im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung präsentierten Merkmale, Beispiele und Vorteile gelten mutatis mutandis auch für die Entladungslampe gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt. Das bedeutet, dass die Merkmale des Verfahrens als Merkmale der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Entladungslampe betrachtet werden können. Umgekehrt können Merkmale der Beleuchtungseinrichtung als Merkmale des Verfahrens zum Betreiben der Beleuchtungseinrichtung betrachtet werden.
Die Steuereinheit kann einen oder mehrere Mikroprozessoren und/oder eine oder mehrere Mikrosteuereinheiten umfassen. Ferner kann die Steuereinheit einen Programmcode umfassen, der so ausgelegt ist, dass er irgendein Verfahren oder irgendeine Ausführungsform, die in dieser Anwendung genannt sind, ausführt, wenn er durch die Steuereinheit ausgeführt wird. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Steuereinheit gespeichert sein.
Die Steuereinheit kann einen Prozessor umfassen, der so ausgelegt ist, dass er das Verfahren irgendeiner/irgendeines in dieser Anmeldung genannten Ausführungsform oder Beispiels ausführen kann. Die Steuereinheit kann durch ein Computerprogrammprodukt oder eine Entladungslampe realisiert sein, wobei die Steuereinheit Anweisungen umfasst, die dann, wenn das Programm durch den Computer oder die Steuereinheit ausgeführt wird, die Steuereinheit oder den Computer veranlassen, irgendwelche Schritte aller in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen oder Verfahren auszuführen. Das Computerprogrammprodukt kann Anweisungen enthalten, die dann, wenn das Programm durch die Steuereinheit oder den Computer ausgeführt wird, die Steuereinheit veranlassen, die Schritte irgendeiner in dieser Anmeldung erwähnten Ausführungsform durchzuführen oder auszuführen.
Es ist möglich, dass die Erfindung ein Computerprogrammprodukt bereitstellt. Das Computerprogrammprodukt kann Befehle umfassen, um die Entladungslampe zu veranlassen, die Schritte irgendwelcher in dieser Anwendung genannten Ausführungsformen oder Verfahren auszuführen. Darüber hinaus kann ein computerlesbares Medium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist, Teil dieser Erfindung sein.
Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft durch folgenden Figuren beschrieben. In diesem Kontext ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und alle Erläuterungen zu ihnen nur vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung offenbaren sollen. Vorzugsweise sollen die Figuren und ihre Erläuterungen den Schutzbereich der Erfindung nicht einschränken. Jedes einzelne Merkmal der Ausführungsformen und der Figuren kann extrahiert und mit den anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
In diesem Kontext zeigen die Figuren in:

1 ein Diagramm mit einer Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion, einer kumulierten Dichtefunktion und einer Umkehrfunktion;
2 eine beispielhafte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion;
3 eine beispielhafte kumulierte Dichtefunktion;
4 eine Periodenverteilung und Zeitverteilung gemäß einem ersten Beispiel;
5 eine Periodenverteilung und Zeitverteilung gemäß einem zweiten Beispiel;
6 eine Perioden- und Zeitverteilung für ein drittes Beispiel;
7 eine beispielhafte Wechselkennlinie eines Stromsignals, das zwei unterschiedliche Frequenzen enthält;
8 ein beispielhaftes Organigramm, das einen möglichen Betrieb der Entladungslampe zeigt;
9 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung;
10 ein schematisches Betriebsschema für die Beleuchtungseinrichtung.

In 9 ist eine Beleuchtungseinrichtung 200 mit einer Entladungslampe 100, einer Steuereinheit 115 und einem Vorschaltgerät 125 als Betriebseinheit gezeigt. Die Entladungslampe 100 umfasst eine Bogenentladungsröhre 110. Innerhalb der Bogenentladungsröhre 110 ist ein Paar von Elektrodenspitzen 105 angezeigt. Zwischen diesen beiden Elektrodenspitzen 105 kann eine Bogenentladung auftreten. Die Entladungslampe 100 ist in der Lage, Licht zu emittieren, wenn zwischen den Elektrodenspitzen 105 ein Strom fließt. Innerhalb der Bogenentladungsröhre 110 kann ein Edelgas wie z. B. Helium, Argon, Krypton usw. oder ein metallisches Gas wie z. B. Quecksilber oder Natrium vorhanden sein. Falls die Entladungslampe 100 mit einem Wechselstrom AC mit einer einzigen Frequenz betrieben wird, kann die Entladungslampe 100 einen ungleichmäßigen Verschleiß erleiden. Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, solche Nachteile zu vermeiden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Entladungslampe 100 mit einem Stromsignal w betrieben wird, das er zufällig statt deterministisch ist.
10 zeigt mehr Komponenten der Beleuchtungseinrichtung 200 und eine beispielhafte Übersicht über das Vorschaltgerät 125 (Betriebseinheit) für die Entladungslampe 100. Die Betriebseinheit 125 umfasst einen Gleichstrom/GleichstromUmsetzer (DC/DC-Umsetzer) 10. Der Stromfluss A kann durch einen Stromdetektor 11 und einen Spannungsdetektor 12 detektiert werden. Die Lampenbetriebseinheit 125 umfasst einen Polaritätsschalter 13. Die Steuereinheit 115 kann die Polarität durch den Polaritätsschalter 13 umschalten oder das Stromsignal w kommutieren. Die Betriebseinheit 125 kann Teil der Beleuchtungseinrichtung 200 sein. Der DC/DC-Umsetzer 10 wird verwendet, um den Stromfluss gemäß einem durch die Steuereinheit 115 bestimmten Sollwert zu steuern. Der Sollwert kann basierend auf Messungen der Ausgangsspannung bestimmt werden. Zusätzlich kann die Steuereinheit 115 Werte für Entladungslampenparameter 120 sammeln. Das bedeutet, dass die Steuereinheit 115 in der Lage ist, die Parameter, die das Stromsignal w für die Entladungslampe 100 betreffen, zu messen und/oder zu sammeln. Eine Zündvorrichtung 14 kann verwendet werden, um zu Beginn des Lampenbetriebs eine Startspannung für die Entladungslampe 100 zu erzeugen.
Die Lampenbetriebseinheit 125 kann einen Zufallszahlengenerator 17 umfassen. Der Zufallszahlengenerator 17 kann eine Menge oder einen Strom von Zufallszahlen ri in einem vorbestimmten Bereich erzeugen. Der vorbestimmte Bereich kann zwischen den Werten 0 und 1 sein. Eine Anpassung des Zufallszahlengenerators 17 ist nicht notwendig, weil physikalische und/oder statistische Einflüsse durch eine Verteilungsformungseinheit 18 berücksichtigt werden können. In der Verteilungsformungseinheit 18 können diese Zufallszahlen ri verwendet werden, um Werte für die erste/zweite Anzahl von Frequenzperioden np_i zu berechnen. Die Verteilungsformungseinheit 18 und/oder die Steuereinheit 115 können mehrere Anzahlen von Frequenzperioden np_i in Form einer Menge oder einer Anordnung berechnen.
1 zeigt eine Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf, eine kumulierte Dichtefunktion cdf und eine Umkehrfunktion if. In der Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung eine mathematische Funktion, die die Wahrscheinlichkeiten für das Eintreten unterschiedlicher möglicher Ergebnisse für ein Experiment angibt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf und die von ihr abgeleiteten Funktionen cdf und if werden verwendet, um eine erste Anzahl np1 von Perioden der ersten Frequenz f1 und/oder eine zweite Anzahl np2 von Perioden der zweiten Frequenz f2 zu erzeugen und/oder zu bestimmen. Dies wird vorzugsweise durch die Implementierung oder Verwendung von wenigstens einer Zufallszahl ri erreicht.
Ein weiteres Beispiel zum Ermitteln von Werten für die Lampenspannung ist durch 1 präsentiert. Eine Zufallszahl ri aus dem Intervall [0...1) wird erzeugt, beispielsweise durch den Zufallszahlengenerator 17 mit einer gleichmäßigen Wahrscheinlichkeitsverteilung.
Eine inverse kumulierte Dichtefunktion if kann gemäß der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf bestimmt werden oder ist vorgegeben. Eine der Zufallszahl entsprechende Anzahl von (Halb-)Perioden np_i kann festgelegt werden. In 1 wäre dies eine Koordinate von Punkt P3.
Eine andere Option ist, die Anzahl der (Halb-)Perioden np_i basierend der Zufallszahl ri und der kumulierten Dichtefunktion cdf zu bestimmen. Dies würde zu der x-Koordinate von Punkt P2 führen. Die X-Koordinate von P2 und/oder die y-Koordinate von P3 verwendet werden. die y-Koordinate von P3 können als Werte für die Lampenspannung verwendet werden. Die kumulierte Dichtefunktion cdf und ihre Umkehrfunktion if gehören zu der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion pdf oder können aus der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion pdf abgeleitet werden. Maximal- und Minimalwerte für die Lampenspannung können durch eine dieser Funktionen bestimmt werden.
Die folgenden 2 bis 3 zeigen beispielhaft, wie die Anzahl der Perioden np_i bestimmt und/oder erzeugt werden kann. Eine Erzeugung von Zufallszahlen ri wird häufig durch ein Verfahren, das als Inversionsverfahren bezeichnet wird, erreicht und kann durch einen Zufallszahlengenerator 17 ausgeführt werden. Das Inversionsverfahren kann, wenigstens im Prinzip, in allen Fällen angewandt werden, in denen ein expliziter Ausdruck für die kumulierte Dichtefunktion cdf der zugehörigen Variablen existiert. In diesem Fall würde sich die Variable auf die Anzahlen der Frequenzperioden np_i beziehen. Das ist insbesondere die erste Anzahl np1 und die zweite Anzahl von np2.
Anstelle der ersten oder zweiten Anzahl kann selbstverständlich auch eine Menge erster Anzahlen np1 oder zweiten Anzahlen np2 auf eines der genannten Verfahren angewandt oder implementiert werden. Vorzugsweise wird das Inversionsverfahren für eine nicht-fallende Umkehrfunktion if angewandt. Dies bedeutet, dass die kumulierte Dichtefunktion cdf vorzugsweise umkehrbar sein muss. Abhängig von der kumulierten Dichtefunktion cdf und/oder der zugehörigen Umkehrfunktion if können die Zufallszahl(en) ri erzeugt und/oder bestimmt werden.
In 1 ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf als eine Normalverteilung dargestellt. Die kumulierte Dichtefunktion cdf und die entsprechende Umkehrfunktion if hängen von der Formel der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf ab. Eine höhere Wahrscheinlichkeit für spezielle Zufallszahlen (größere Werte in der pdf) ist mit einem steileren Anstieg der cdf, die mathematisch gesehen die Integralfunktion der pdf ist, verbunden. In dem Beispiel von 1 kann die Zufallszahl ri beginnend bei einer Zufallsvariablen r1, die in dem Intervall zwischen 0 und 1 liegt und einer Gleichverteilung folgt, bei der alle Zahlen die gleiche Auftretenswahrscheinlichkeit besitzen, berechnet werden. In einem nächsten Schritt des Inversionsverfahrens wird die Inverse der kumulierten Dichtefunktion cdf berechnet.
In 2 ist eine beispielhafte Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf gezeigt. Im Allgemeinen kann sich die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf auf eine Dichteverteilung von Wahrscheinlichkeiten beziehen. Deshalb kann die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf als „Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion“ betrachtet werden. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion pdf ist üblicherweise eine Funktion, deren Wert bei irgendeiner beliebigen Stichprobe oder irgendeinem beliebigen Punkt in dem Stichprobenraum so interpretiert werden kann, dass sie eine relative Wahrscheinlichkeit dafür, dass der Wert der Zufallsvariablen gleich dieser Stichprobe ist, bereitstellt. Mit anderen Worten kann, während die absolute Wahrscheinlichkeit dafür, dass eine kontinuierliche Zufallsvariable irgendeinen speziellen Wert annimmt, gleich Null ist, der Wert der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion pdf bei zwei unterschiedlichen Stichproben verwendet werden, um abzuleiten, wie viel wahrscheinlicher es ist, dass die Zufallsvariable bei irgendeiner speziellen Ziehung gleich der Zufallsvariablen der einen Stichprobe im Vergleich zu der anderen Stichprobe wäre.
2 kann beispielsweise eine Leuchtdichte zwischen einem Strom von 0 und 10 Ampere zeigen. Die x-Achse „A“ in 2 bezieht sich auf einen Strom in Ampere. Zur Vereinfachung soll zwischen 4 und 7 Ampere und zwischen 7 und 10 Ampere ein konstantes Niveau der Leuchtdichte vorhanden sein. Unterhalb von 4 Ampere ist die Leuchtdichte auf Null gesetzt. In diesem Fall ist es dunkel. Zwischen 7 und 10 Ampere sind umliegende Objekte für den Menschen gut sichtbar. In diesem Intervall werden Objekte wahrscheinlich detektiert. Unterhalb von 4 Ampere ist die Leuchtdichte so gering, dass kein Objekt sichtbar ist und detektiert werden kann. Ein Ereignis kann beispielsweise sein, dass ein Objekt detektiert werden kann. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion gibt an, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Detektion des Objekts bei einem speziellen Pegel des Stromflusses A auftritt. Es ist zu erkennen, dass bis 4 Ampere kein Objekt detektiert wird. Zwischen 4 und 7 Ampere ist die Wahrscheinlichkeit für die Objektdetektion 1:9, während die gleiche Wahrscheinlichkeit zwischen 7 und 10 Ampere 2:9 ist.
In 3 ist eine zugehörige kumulierte Dichtefunktion cdf von 2 präsentiert. Am Ende ergibt die kumulierte Dichtefunktion cdf die Wahrscheinlichkeit von 1, das heißt bei einem Stromfluss von 10 A. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass dann, wenn ein Objekt detektiert worden ist, ein Stromfluss im Zusammenhang mit dieser Detektion vorhanden sein muss. Da die Wahrscheinlichkeit für die ersten vier Ampere gleich Null ist, ist natürlich auch die kumulierte Dichtefunktion cdf in diesem Intervall gleich Null. Von vier Ampere bis sieben Ampere steigt sie gemäß dem Wahrscheinlichkeitswert 1:9 der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion pdf an. Zwischen Ampere sieben und Ampere zehn steigt die kumulierte Dichtefunktion cdf stärker an, da die Wahrscheinlichkeit doppelt so hoch ist wie zwischen Kilometer vier und sieben. Die y-Achse von 3 zeigt die Zufallszahl ri. Der Umkehrwert der Zufallszahl ri kann zu der ersten Anzahl np1 für die Perioden der ersten Frequenz f1 führen. Dieses Verfahren kann wiederholt und natürlich für die zweite Anzahl np2 von Perioden der zweiten Frequenz f2 angewandt werden. Deshalb wird die Zufallszahl ri mit einem Index i sowie den ersten und/oder zweiten Anzahlen np_i angegeben. Die 1, 2 und 3 zeigen nur zusätzliche Beispiele zum besseren Verständnis der Erfindung.
Dies ist eine mögliches Verfahren, um die erste Anzahl np1 von Perioden der ersten Frequenz f1 und/oder die zweite Anzahl np2 von Perioden der zweiten Frequenz f2 zu erzeugen und/oder zu bestimmen. Natürlich ist es möglich, ein anderes Verfahren anzuwenden, um die ersten oder zweiten Anzahlen np1 oder np2 zu erhalten. Andere Verfahren sind das Beziehungsverfahren, das Ablehnungsverfahren oder das Näherungsverfahren. Allgemein ist die Erzeugung von Zufallszahlen ri bekannt. Die Zufallszahl(en) ri können durch den Zufallszahlengenerator 17 erzeugt werden.
Die 4 bis 6 zeigen drei unterschiedliche Beispiele für eine Periodenverteilung PD. Die x-Achse bezeichnet die Anzahl der Perioden np_i, und die y-Achse zählt die Häufigkeit der jeweiligen Anzahl, die durch eine zeitlich begrenzte Beobachtung des Systems erhalten wurden. Die Diagramme repräsentieren daher nur eine Annäherung der idealen mathematischen Funktionen. Üblicherweise werden die ersten Anzahlen np1 der Perioden der ersten Frequenz f1 variabel gehalten. Im Fall der Beispiele der 4 bis 6 ist jedoch die erste Anzahl np1 durch Beschränken der jeweiligen Verteilungsfunktionen auf den Wert 0,5 festgelegt worden. Diese Bruchzahl repräsentiert eine einzige Halbperiode der Periode der ersten Frequenz f1. Nur die zweiten Anzahlen np2 der Perioden der zweiten Frequenz f2 sind variabel gehalten. Das bedeutet, dass die Erfindung in diesem Fall nur für Frequenzperioden für die zweite Frequenz f2 gilt. Das erste Stromsignal w1 ist in den 4 bis 6 nur durch einen einzigen Balken repräsentiert. Tabelle mit Daten zu Fig. 4

Gleichverteilung Verteilungsperioden

f [Hz] % von gesamt Min Max

30 1, 8 0,5 0,5

180 98,2 1 54

Tabelle mit Daten zu Fig. 5

Normalverteilung Verteilungsperioden

f [Hz] % von gesamt Min Max

30 1, 8 0,5 0,5

180 98,2 1 53

Tabelle mit Daten zu Fig. 6

Überlagerte Verteilung Verteilungsperioden

f [Hz] % von gesamt Min Max

30 1,9 0,5 0,5

180 98, 1 3 51
In 4 besteht das Stromsignal w aus zwei unterschiedlichen Signalen, dem ersten Signal w1 und dem zweiten Signal w2. Das erste Signal w1 weist die erste Frequenz f1 auf, die 30 Hz ist. Die zweite Frequenz f2 des zweiten Signals w2 ist 180 Hz. Gemäß Tabelle 1 ist die Anzahl der Perioden für die erste Frequenz f1 konstant 0,5. In diesem Fall ist dies eine voreingestellte Randbedingung. In den 4 bis 6 ist die erste Anzahl np1 der Perioden der ersten Frequenz f1 konstant 0,5. Bezüglich des zweiten Signals w2 mit der zweiten Frequenz f2 mit 180 Hz kann die entsprechende zweite Anzahl np2 der Perioden der zweiten Frequenz f2 zwischen den Werten 1 und 54 variieren. In diesem Fall ist ein Minimal- oder Maximalwert für die zweite Anzahl np2 als zusätzliche Randbedingung für die zweite Anzahl np2 gegeben.
Außerdem kann die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf, die die abgeleiteten zweiten Anzahlen np2 beeinflusst, unterschiedlich sein. In 4 ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf eine Gleichverteilung. Das bedeutet, dass sich die Werte für die zweiten Anzahlen np2 zufällig und gleichmäßig über das Intervall 1 bis 54 verteilen können. Dies ist in den entsprechenden rechten Diagrammen von 4 zu sehen. Das Diagramm oben rechts zeigt die zweiten Anzahlen np2. Es ist zu erkennen, dass das entsprechende Diagramm eine Verteilung der Balken zwischen den Werten 1 und 54 zeigt. Da die Erzeugung der zweiten Anzahlen np2 durch die Zufallszahl beeinflusst wird, werden die Werte für die zweiten Anzahlen np2 zufällig bestimmt. Deshalb tritt keine konstante Gleichverteilung auf oder ist zu erkennen.
Die 5 und 6 unterscheiden sich von 4 in Bezug auf die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf. In 5 ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion eine Normalverteilung. Eine Normalverteilung wird auch als Gaußkurve bezeichnet. Gemäß der Gaußkurve tritt eine Häufung der zweiten Anzahlen np2 um einen Mittelwert auf. Dieser Mittelwert ist gemäß 5 etwa 0,15 und ist Teil der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf. Das bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf, die im Fall von 5 eine Normalverteilung ist, die Verteilung der zweiten Anzahlen np2 direkt beeinflusst.
In 6 können die zweiten Anzahlen np2 zwischen den Werten 3 und 51 variieren. Im Fall von 6 ist die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf eine überlagerte Normalverteilung. Das führt gemäß dem Diagramm rechts oben in 6 zu zwei separaten Kurven.
Wie aus den Tabellen ersichtlich ist, führt das durchschnittliche Verhältnis der Anzahlen np1, np2 für alle drei Beispiele basierend auf den vordefinierten zulässigen Bereichen langfristig ungefähr zu dem gleichen durchschnittliche Verhältnis von 2:98. Selbst wenn die zugrunde liegenden Verteilungsfunktionen völlig unterschiedlich sind. Dies kann unterschiedliche Auswirkungen auf die Lebensdauer der Lampe, die Lampenspannungsdrift usw. haben.
Natürlich ist es möglich, weitere Parameter in die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion zu implementieren. Die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion kann beispielsweise die physikalischen Lampenparameter 120 berücksichtigen. Vorzugsweise kann die Lampenspannung über die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf berücksichtigt werden. Der Einfluss der unterschiedlichen Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion pdf auf die zweiten Anzahlen np2 kann analog beim Zuweisen der ersten Anzahlen np1 auftreten.
Insgesamt zeigen die 4 bis 6 drei unterschiedliche Beispiele für Wahrscheinlichkeitsverteilungen, die zur Erzeugung einer alternierenden Wellenformsequenz verwendet werden können. Das erste Stromsignal w1 ist ein definiertes Stromsignal w1 mit einer ersten Anzahl np1 von Perioden der ersten Frequenz f1, die in den 4 bis 6 konstant auf 0,5 eingestellt ist. Die zweiten Anzahlen np2 können einer Gleichverteilung, einer Normalverteilung, die einen Mittelwert und eine Standardabweichung enthalten kann, und einer Überlagerung von Normalverteilungen mit einer Doppelspitze folgen.
In 7 ist eine Wechseleigenschaft von zwei Stromsignalen w1 und w2 gezeigt. Das Stromsignal w1 oder w2 legt jeweils eine Rechteckwelle mit den Frequenzen f1 und f2 an. Ein Diagramm, das die Zeit auf der x-Achse und die erste und zweite Frequenz f1 und f2 auf der y-Achse zeigt, erlaubt es nicht, zwischen diesen beiden unterschiedlichen Frequenzen auf einer großen Zeitskala zu unterscheiden. Innerhalb des Kreises, in dem die Zeitskala um den Faktor zehn vergrößert ist, würden die kurzen Perioden der Stromsignale w1 und die längeren Perioden von w2 sichtbar. Es ist auch eine gewisse Zufälligkeit zwischen den Perioden des Stromsignals w1 und w2 zu erkennen. Die Abstände zwischen den entsprechenden Signalen sind unregelmäßig. Der Lampenstrom umfasst die beiden unterschiedlichen Lampenstromsignale, das erste Signal w1 und das zweite Signal w2. Der Lampenstrom, der tatsächlich an der Entladungslampe angelegt ist, wird durch die nachstehenden Einschübe dargestellt, da er in einem noch kleineren Zeitrahmen abläuft.
In 8 ist ein vereinfachtes Betriebsschema für die Beleuchtungseinrichtung 200 gezeigt. Das in 8 dargestellte Schema wird von oben nach unten erläutert. Nach einer allgemeinen Initialisierung 5 der Steuereinheit wird die Entladungslampe 100 gezündet und vorgeheizt (20). Dann kann eine Wellenformbetriebsinitialisierung 30 ausgeführt werden.
Ein nächster Schritt 40 kann die Messung der Lampenspannung U sein. In einem nächsten Schritt werden verschiedene Parameter zum Betreiben der Entladungslampe 100 eingestellt. Diese Parameter können die Wellenform 41, den Leistungspegel 42 und/oder eine Hochlauf- oder Leistungssteuerungsbedingung 43 sein. Zusätzlich können andere physikalische Parameter der Entladungslampe 100 erfasst und für den Betrieb berücksichtigt werden. In den meisten Fällen ist die Lampenspannung U ein Parameter, der während des Betriebs der Entladungslampe 100 oder der Beleuchtungseinrichtung 200 berücksichtigt wird. Im nächsten Schritt wird eine Prüfung 50 ausgeführt, um zu bewerten, ob sich irgendwelche Betriebsparameter geändert haben. Wenn keine Parameteränderung detektiert wird, wird eine Bestimmung 60 der ersten Anzahlen np1 und zweiten Anzahlen np2 für die Perioden der ersten und zweiten Frequenz f1, f2 Periode durchgeführt.
Die Erzeugung oder Bestimmung der ersten und zweiten Anzahlen np1 oder np2 kann mit irgendeinem/irgendeiner in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren oder Art und Weise erfolgen. Mit den ersten und zweiten Anzahlen können das erste Stromsignal w1 und das zweite Stromsignal w2, die das Gesamtstromsignal für den Betrieb der Entladungslampe 100 bilden, erzeugt werden. Diese beiden unterschiedlichen Stromsignale w1 und w2 enthalten die beiden unterschiedlichen Frequenzen f1 und f2.
In einem nächsten Schritt 70 wird ein Sequenzmuster für das erste Signal w1 gemäß den ersten Anzahlen np1 angewandt. Wenn das Sequenzmuster beendet ist oder die angeforderte Anzahl von Perioden abgelaufen ist, das heißt die erste Anzahl np1 der Perioden der ersten Frequenz f1, ändert sich die Wellenform des Stromsignals w. Dies geschieht auf der Basis der Umschaltung des ersten Stromsignals w1 auf das zweite Stromsignal w2. Das Stromsignal w1 kann auf das zweite Signal w2 mit der resultierenden zweiten Anzahl np2 von Perioden der zweiten Frequenz f2 umgeschaltet werden. Wenn das zweite Stromsignal w2 die zweite Anzahl np2 Perioden durchlaufen hat, wird das Stromsignal w wieder auf das erste Stromsignal w1 umgeschaltet. In dieser Situation kann in Schritt 60 ein anderer Wert für die erste Anzahl np1 und die zweite Anzahl np2 bestimmt werden. Das erste Stromsignal w1 weist die erste Frequenz f1 auf, und das zweite Signal w2 weist die Frequenz f2 auf. Das neue Stromsignal w umfasst eine Mischung des ersten und zweiten Signals, wobei die Anzahl np_i der Perioden jedes Signals unterschiedlich sein kann und durch die wenigstens eine Zufallszahl ri bestimmt sein kann.
Deshalb können alle erläuterten und genannten Verfahren angewandt werden. In dem Fall, wenn in Schritt 50 eine Änderung von Parametern detektiert wird, kann in Schritt 51 eine Sequenzeinstellung aktualisiert werden. Das bedeutet, dass sich die Anzahl der angewandten unterschiedlichen Frequenzen, die Frequenzen selbst und die Sequenz für das Anwenden ändern können. In diesem Fall werden vorzugsweise die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen pdf oder die zulässigen Bereiche für die Anzahlen der Perioden np_i in Schritt 52 aktualisiert. Während des Betriebs der Entladungslampe 100 kann eine Überprüfung hinsichtlich des Schaltens des Signals 80 vorgenommen werden. Falls ein Schalten des Signals 80 detektiert wird, wird die Entladungslampe 100 in einem letzten Schritt 90 ausgeschaltet. Falls kein Schalten des Signals 80 detektiert wird, wird das Verfahren fortgesetzt, indem die Lampenparameter 120 in den Schritten 40 bis 43 erneut erhalten werden. Falls in Block 50 keine Änderung der Betriebsparameter vorhanden ist, wird das Verfahren direkt zu Block 60, 70, 80 und dann zurück zu Block 40 fortgesetzt.
Das bedeutet, dass andere Sequenzen oder andere Mengen von Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen verwendet werden können, falls sich die Lampenbetriebsparameter 120 ändern. Alle hier beschriebenen Verfahren ermöglichen einen Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 200 mit einem randomisierten Stromsignal w. Artefakte durch Variation des sichtbaren Lichts, wie z. B. Flimmern, die aus einer regelmäßigen niederfrequenten Wellenform und/oder festen Sequenzlängenmustern resultieren, können unterdrückt werden. Das so erzeugte randomisierte Stromsignal w über Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen pdf führt einen Freiheitsgrad für das Ansteuern einer Entladungslampe ein, wenn spezielle Wellenformen aufgrund von Beschränkungen durch die Anwendung nicht verwendet werden sollen. Darüber hinaus führt ein randomisiertes Stromsignal w zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung an den Elektrodenspitzen. Im Gegensatz dazu können feste Sequenzlängen das Risiko beinhalten, dass die Spitzen in einem zu kalten oder zu heißen Zustand betrieben werden, was zu einem zu starken Schmelzen oder Erodieren der Spitzen führen kann.
Bezugszeichenliste

10: allgemeine Initialisierung
20: Zündung
30: Wellenformbetriebsinitialisierung
A: Ampere, Stromfluss
U: Entladungslampenspannung
41: Wellenform einstellen
42: Leistungspegel einstellen
43: Hochlaufleistungssteuerungsbedingung
50: Überprüfen von Parametern
51: Sequenzeinstellung aktualisieren
52: Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen aktualisieren
60: Modulieren des Stromsignals
70: Betreiben der Entladungslampe
80: Signal abschalten
90: Abschalten
w: Stromsignal
w1: erstes Stromsignal
w2: zweites Stromsignal
f1: erste Frequenz
f2: zweite Frequenz
np1: erste Anzahl(en)
np2: zweite Anzahl(en)
np_i: Anzahlen
ri: Zufallszahl(en)
PD: Periodenverteilung
cdf: kumulierte Dichtefunktion
if: Umkehrfunktion
P1: erster Punkt
P2: zweiter Punkt
P3: dritter Punkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7023144 B2 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe (100) durch Modulieren eines Stromsignals (w, w1, w2) für die Entladungslampe (100), die mit wenigstens zwei unterschiedlichen Frequenzen (f1, f2) betrieben wird, durch Ausführen der folgenden Schritte: a) Definieren und/oder Bereitstellen einer Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) für eine erste Anzahl (np1) von Perioden einer ersten Frequenz (f1) und eine zweite Anzahl (np2) von Perioden einer zweiten Frequenz (f2), b) Bestimmen der ersten Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und der zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) durch wenigstens eine Zufallszahl (ri), c) Modulieren des Stromsignals (w, w1, w2) durch Anwenden der ersten Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und der zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) auf das Stromsignal (w, w1, w2) zum Betreiben der Entladungslampe (100).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt b) und Schritt c) wiederholt ausgeführt werden, um ein randomisiertes Stromsignal (w, w1, w2) während des Betriebs der Entladungslampe (100) zu erhalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt b) eine Menge aus mehreren ersten Anzahlen (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und mehreren zweiten Anzahlen (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) durch die wenigstens eine Zufallszahl (ri) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Bestimmen der ersten (np1) und zweiten Anzahl (np2) für die Perioden der ersten und zweiten Frequenz (f1, f2) oder für das Bestimmen der Mengen aus mehreren ersten und zweiten Anzahlen (np1, np2) für die Perioden der ersten und zweiten Frequenz (f1, f2) unterschiedliche Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktionen (pdf) definiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) als Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit einer entsprechenden kumulierten Dichtefunktion (cdf) definiert ist und die ersten und zweiten Anzahlen (np1, np2) für die Perioden der ersten und zweiten Frequenz (f1, f2) durch Anwenden der wenigstens einen Zufallszahl (ri) auf eine entsprechende Umkehrfunktion (if) der kumulierten Dichtefunktion (cdf) bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) als eine Gleichverteilung, eine Exponentialverteilung, eine Normalverteilung und/oder eine Überlagerung von Verteilungen definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Definieren der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) auf einem oder mehreren Parametern der Entladungslampe (100) basiert, insbesondere auf einer Lampenspannung (U), der ersten und zweiten Frequenz (f1, f2) des ersten und zweiten Stromsignals (w1, w2), einem Leistungspegel, einer Position und Orientierung der Entladungslampe (100), einem Stromfluss durch die Entladungslampe (100) und/oder einem Abnutzungsgrad von Elektrodenspitzen (105) der Entladungslampe (100).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei für jede Frequenz (f1, f2), für jeden Entladungslampenparameter (120), jeden Typ oder jede Gruppe von Entladungslampen (100) eine separate Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) definiert und/oder bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) ferner in Abhängigkeit von einem Schwellenwert der Spannung (U) der Entladungslampe (100) definiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) durch eine Kennlinie der Entladungslampenspannung (U) definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und die zweite Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) durch ein vorgegebenes Verhältnis oder ein vorgegebenes Verhältnisintervall in Beziehung zueinander stehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jede Anzahl oder Menge von Anzahlen (np_i), die die Periode der ersten und/oder zweiten Frequenz (f1, f2) betrifft, eine separate Zufallszahl (ri) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) mehr als zwei unterschiedliche Frequenzen adressiert und für jede Frequenz eine entsprechende Anzahl (np_i) von Frequenzperioden bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) ein vorbestimmtes mittleres Verhältnis bezüglich der ersten Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und der zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) definiert, wobei insbesondere das vorbestimmte mittlere Verhältnis von einem Lampenparameter (120) abhängt und/oder ein konstanter vordefinierter Wert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) basierend auf einer Lebensdauer der Entladungslampe (100) definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder zweite Stromsignal (w1, w2) ein Rechtecksignal, ein wellenförmiges Signal oder eine Mischung aus wellenförmigem und Rechteck-Signal ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) durch eine Überlagerung mehrerer unterschiedlicher Funktionen definiert wird.
Beleuchtungseinrichtung (200), die Folgendes umfasst: - eine Entladungslampe (100), wobei die Entladungslampe (100) eine Bogenentladungsröhre (110) mit einem Elektrodenpaar (105) umfasst, - ein Vorschaltgerät (125) zum Bereitstellen eines Stromsignals (w, w1, w2) für die Entladungslampe (100) und - eine Steuereinheit (115), die konfiguriert ist zum: - Definieren wenigstens einer Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) für eine erste Anzahl (np1) von Perioden einer ersten Frequenz (f1) und eine zweite Anzahl (np2) von Perioden einer zweiten Frequenz (f2), - Bestimmen der ersten Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und der zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) in Abhängigkeit von der Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion (pdf) durch wenigstens eine Zufallszahl (ri), - Modulieren des Stromsignals (w, w1, w2) durch Anwenden der ersten Anzahl (np1) von Perioden der ersten Frequenz (f1) und der zweiten Anzahl (np2) von Perioden der zweiten Frequenz (f2) auf das Stromsignal (w, w1, w2) zum Betreiben der Entladungslampe (100).