DE19627703A1

DE19627703A1 - Vorrichtung zum Betreiben von Gasentladungslampen unter Wechselstrom äquivalenten Bedingungen mit Gleichstrom

Info

Publication number: DE19627703A1
Application number: DE19627703A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Bruenner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-10
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-01-15

Description

Die Erfindung betrifft das Betreiben von Gasentladungslampen für Wechselstrom mit Gleichstrom. Sie ermöglicht den Ausgleich von der typischen unsymmetrischen Belastungen der Elektroden und der Leuchtstoffe innerhalb der Lampe.

Gleichstromvorschaltgeräte für Gasentladungslampen benötigen eine Schaltung zur Umpolung der Gasentladungslampen. Diese Umpolung kann sehr schnell erfolgen (Hochfrequenzvorschaltgerät) oder sehr langsam (neue Polung vor jedem Einschalten). Vorhandene Veröffentlichungen befassen sich mit dem Problem der Umpolung. Die Kriterien dafür werden aber nie betrachtet.

Das Ziel der Erfindung ist es, die zulässigen Betriebszeiten in einer Richtung lampentypisch jeweils voll auszunutzen. Die zulässigen Betriebszeiten sind von dem Typ der Lampe, der Lage nach der Montage, der mechanischen Belastung nach der Montage und möglichen Elektrodenfehlern abhängig. Eine horizontal montierte Lampe kann je nach Typ maximal bis zu 18 h mit Strom einer Richtung betrieben werden. Eine vertikal montierte Lampe erreicht selten eine Entmischung der Komponenten, wenn der durch die Kataphorese bedingte Materialtransport nach oben erfolgt. Dies setzt aber voraus, daß das Vorschaltgerät die Einbaulage erkennt. Erfolgt der Einbau der Lampen in Fahrzeuge, so kann eine genügende mechanische Erschütterung der Lampen diese Entmischung ebenfalls reduzieren. Erfolgt ein ungleichmäßiger Abbrand der Elektroden, so kommt es ebenfalls zu Störungen des Betriebsverhaltens der Lampe. Hier kann der Übergang zu einem gezielten unsymmetrischen Betrieb ebenfalls die Lebensdauer der Lampe erhöhen. Wird die Einschaltdauer der Elektroden gleichmäßig verteilt (Wechselstrombetrieb) so führt der Ausfall einer Elektrode immer zum Ausfall der Lampe. Erfolgt ein zufallige Verteilung der Elektrodenbelastung (Polwendung mit Einschalten), so können ebenfalls starke Verteilungsfehler auftreten.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgt anhand von Fig. 1. Eine Gleichstromquelle (1, 2), ein gesteuertes Schaltnetzteil mit Stromquelleneigenschaften (3), eine Polwendeschaltung (4), ein Stromwandler (6), ein Mikrorechner (7) und ein Speicher (8), der seine Information auch ohne externe Stromversorgung bewahrt, werden zu einem Vorschaltgerät verbunden. Dieses Vorschaltgerät betreibt die Gasentladungslampe (5). In EEPROM (8) werden folgende Informationen gespeichert.

Betriebszeitzähler

Dieser Zähler erhöht sich mit der Zeit, wenn die Spannung an der Lampe in der einen Richtung anliegt. Dieser Zähler verringert sich, wenn die Spannung in der anderen Richtung anliegt. Das Ziel der Steuerung ist diesen Zähler um 0 zu halten. Übersteigt der Inhalt einen positiven, bzw. negativen Grenzwert, so wird die Lampe wehrend des laufenden Betriebs umgepolt. Unter üblichen Bedingungen erfolgt die Umpolung zwischen Ausschalten und erneuten Einschalten.

Fehlerregistrierung

Es werden die Fehlversuche beim Starten bzw. Brennen protokolliert. Eine fehlerhafte Lampe neigt dazu, in einer Richtung schlecht zu starten oder zu brennen. Entsprechende Algorithmen sorgen dafür, das die Lampe in der "fehlerarmen Richtung" starker genutzt wird. Gleichzeitig wird aber auch der Lampenwechsel erkannt, so daß eine ersetzte Lampe innerhalb kurzer Zeit erkannt wird und das Vorschaltgerät auf Normalsteuerung zurückkehrt.

An der Klemme (1, 2) liegt eine genügend große Gleichspannung, um die Lampe über das gesteuerte Schaltnetzteil mit Stromquelleneigenschaften (3) betreiben zu können. Der Stromwandler (6) liefert die Grundlage für die Sollwerte des gesteuertes Schaltnetzteil mit Stromquelleneigenschaften (3). Bestimmte Störungen des Brennstroms der Lampe lassen eine Gasentmischung erkennen. Es erfolgt eine vorzeitige Polumschaltung. Erkennt der Prozessor Unsymmetrien bei diesem Vorgang, so wird dies in Zukunft beachtet (Ursache: Montagelage, Elektrodenfehler). Erkennt der Prozessor, das die Stromversorgung zusammenbricht (Klemme 1, 2), so erfolgt ein update der aktuellen Betriebsdaten im EEPROM (8). Ist der Polwender ein bistabiles Relais, so wird mit der Restenergie der Polwender umgeschaltet, wenn dies für den nächsten Start sinnvoll ist. Es stehen so die Daten bereit, um die Lampe nach dem nächsten Einschalten optimal brennen zu lassen. Diese Daten lassen die Erkennung von Lampenfehlern zu, die bei konventionellen Vorschaltgeräten oder Hochfrequenzvorschaltgeräten zur Änderung des Spektrums der Lampe führen (erhöhter UV-Anteil bedingt zusätzliche 2 Ozonbildung bzw. Belastung mit den negativen Folgen von direkter UV-Strahlung). Gefährliche Lampen können außer Betrieb gesetzt werden. Die Eigenschaften der Lampe werden so vom Vorschaltgerät in den Betriebsparametern berücksichtigt.

Bezugszeichenliste

Fig. 1
1, 2 Eingang Stromversorgung
3 gesteuertes Schaltnetzteil mit Stromquelleneigenschaften
4 Polwendeschaltung
5 Gasentladungslampe
6 Stromwandler Betriebsstrom Lampe
7 Mikrorechner
8 mehrfach schreib- und lesbarer Speicher mit Datenerhalt ohne externe Versorgung (z. B. EEPROM)

Claims

1. Die Vorrichtung Betreiben von Gasentladungslampen unter Wechselstrom äquivalenten Bedingungen mit Gleichstrom ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Mikrorechner (7) die Stromversorgung an den Klemmen (1, 2) überwacht, den Lampenstrom am Wandler 6 kontrolliert und daraus den Prozeß über das gesteuertes Schaltnetzteil mit Stromquelleneigenschaften und die Polwendeschaltung steuert.

2. Die im Rahmen von Patentanspruch 1 ermittelten Betriebsdaten werden in einem Speicher, der seine Daten auch ohne externe Stromversorgung behält, zyklisch oder mit der Erkennung von Netzfehlern abgelegt.

3. Die in Patentanspruch 2 genannten Betriebsdaten bestehen mindestens aus einer Maßzahl, die die Differenz aus den Betriebszeiten in der jeweiligen Richtung beschreiben und einer Zahl, die Hinweise auf Betriebsstörungen enthält. Dieser Hinweis kann auch durch die Verfälschung der Betriebszeiten erzeugt werden.

4. Erkennt der Mikrorechner (7) über die Klemmen (1, 2) ein Einschalten der Vorrichtung, so werden die Betriebsdaten aus dem Speicher (8) gelesen und bilden die Grundlage für den Betrieb der Gasentladungslampe.

5. Die Wirkung von kurzzeitigen Einschalten verliert an Bedeutung gegenüber der Wirkung über einen größeren Intervall.

6. Betriebsstörungen der Gasentladungslampe werden über den Wandler (6) erkannt und vom Mikro rechner (7) bearbeitet. Die aktuellen Daten der Lampe wirken auf die Betriebsbedingungen.

7. Der Wechsel von Gasentladungslampen wird auch während des erkannten Fehlers bemerkt und es wird ein Normalbetrieb wieder versucht.
Die in den Ansprüchen genannten Elemente beziehen sich auf Fig. 1.