DE29609839U1

DE29609839U1 - Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät

Info

Publication number: DE29609839U1
Application number: DE29609839U
Authority: DE
Original assignee: Trilux Lenze GmbH and Co KG
Current assignee: Trilux GmbH and Co KG
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2006-06-05

Description

Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät

Die Erfindung betrifft ein Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät für den Dimmbetrieb von Leuchtstofflampen,

Ein Vorschaltgerät, von dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, ist bekannt aus DE 42 19 958 Cl. Dieses Vorschaltgerät weist einen Wechselrichter auf, der zwei invers zueinander gesteuerte, in Reihe geschaltete Schalter enthält und aus einer Versorgungsgleichspannung eine aus Rechteckimpulsen bestehende Wechselspannung für den Lampenbetrieb erzeugt. Der Leuchtstofflampe ist ein Überbrückungsschalter parallelgeschaltet, welcher von einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem Helligkeitssteuersignal nach Art einer Phasenanschnittsteuerung derart gesteuert ist, daß er bei Dimmbetrieb den Lampenstrom in jeder Halbwelle nach Art einer Phasenanschnittsteuerung für eine Zeitspanne unterbricht, die um so größer ist, je kleiner das Helligkeitssteuersignal ist. Wenn das Helligkeit ssteuersignal klein ist, kann die Unterbrechung des Lampenstromes in jeder Halbwelle so groß sein, daß

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Flimmererscheinungen auftreten, die optisch sichtbar sind und sich um so störender auswirken, je stärker der eingestellte Dimmzustand ist. Daher erfolgt bei dem bekannten Vorschaltgerät die Phasenanschnittsteuerung mit verändertem Phasenanschnitt des Überbrückungsschalters nur dann, wenn das Helligkeitssteuersignal einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Nur in diesem Fall wird die durch den Überbrückungsschalter hervorgerufene Unterbrechung des Lampenstroms in Abhängigkeit von dem Helligkeitssteuersignal gesteuert. Liegt dagegen der Wert des Helligkeitssteuersignals unter dem vorgegebenen Grenzwert, dann bleibt der Phasenanschnitt konstant und die weitere Dimmsteuerung erfolgt durch Beeinflussung der Größe der Versorgungsspannung, d.h. der Gleichspannung, aus der die für den Lampenbetrieb erforderliche Wechselspannung gewonnen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für den Dimmbetrieb geeignetes Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät zu schaffen, bei dem die Veränderung des Effektivwerts des Lampenstroms während des Dimmbetriebes auf einfache Weise und ohne zusätzliche Schaltungskomponenten erfolgt .

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät steuert die Steuereinheit mindestens über einen Teilbereich des Dimmbetriebes die Schaltung des Wechselrichters derart, daß sie das Tastverhältnis dieser Schalter in Abhängigkeit von dem Helligkeitssteuersignal verändert. Während üblicherweise die Schalter eines Wechselrichters mit

einem Tastverhältnis von 1:1 betrieben werden, so daß der eine Schalter leitend wird, wenn der andere Schalter gesperrt wird, kann bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät das Tastverhältnis in Richtung auf eine Verkürzung der Leitendphase der Schalter verändert werden. Hierbei bleibt vorzugsweise die Taktfrequenz des Wechselrichters gleich, während lediglich die Leitendphase verkürzt und die Sperrphase verlängert wird. Auf diese Weise entstehen zwischen zwei gegenpoligen Impulsen, die der Wechselrichter liefert, jeweils Lükken und der Effektivwert der Ausgangsspannung des Wechselrichters verringert sich. Da der Wechselrichter ohnehin von der Steuereinheit gesteuert wird, braucht lediglich das Steuerverhalten der Steuereinheit modifiziert zu werden, um die genannte Betriebsart des Wechselrichters zu realisieren.

Die Veränderung des Tastverhältnisses der Schalter des Wechselrichters kann über den ganzen Bereich hinweg durchgeführt werden. In diesem Fall erfolgt das Dimmen ausschließlich durch Steuerung des Wechselrichters. Es ist aber auch möglich, den oberen Bereich des Dimmbetriebes, also den Bereich, bei dem das Helligkeitssteuersignal beispielsweise zwischen 80 und 100 % liegt, mit einer Phasenanschnittsteuerung des Überbrückungsschalters zu realisieren, während nur der untere Bereich des Helligkeitssteuersignals (unter 80 %) durch Variierung des Tastverhältnisses am Wechselrichter realisiert wird.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisch.es Schaltbild des Leuchtstofflampen-Vorschaltgerätes,

Fig. 2 ein Diagramm der Schaltersteuerung des Wechselrichters bei hohem Helligkeitssteuersignal und

Fig. 3 Diagramme der Schalterbetätigung des Wechselrichters bei geringem Helligkeitssteuersignal sowie den Verlauf der dadurch erzeugten Generatorspannung .

Das Vorschaltgerät gemäß Fig. 1 enthält eine (nicht dargestellte) Versorgungsschaltung, die eine Betriebsgleichspannung U_B von 300 - 400 V erzeugt. Diese Betriebsgleichspannung U_B wird einem Wechselrichter 11 zugeführt, der aus zwei in Reihe geschalteten Schaltern Tl, T2 besteht, welche generell invers zueinander gesteuert sind. Die Steuerung der Schalter Tl,T2 erfolgt durch eine Steuereinheit CU. An den Verbindungspunkten der Schalter Tl,T2 ist ein Kondensator C angeschlossen, der die Generatorspannung U_G liefert. Diese Generatorspannung besteht aus abwechselnden positiven und negativen Impulsen, deren Amplitude 0,5 U_B beträgt. Mit der Generatorspannung U_G wird eine Reihenschaltung aus einer Induktivität L und der Leuchtstofflampe LL gespeist. Die Leuchtstofflampe LL hat an ihren einander entgegengesetzten Enden Elektroden E1,E2. Diese Elektroden sind durch einen Überbrückungsschalter T3 miteinander verbunden, der ebenfalls von der Steuereinheit CU gesteuert ist. An die Steuereinheit CU ist ferner eine Dimmvorrichtung DIM angeschlossen, die ein Hellig-

keitssteuersignal liefert, welches zwischen O und 10 0 % variiert. Bei 100 % brennt die Lampe mit maximaler Helligkeit.

Die Frequenz, mit der die Schalter des Wechselrichters 11 gesteuert werden, beträgt etwa 35 kHz. Bei ungedimmtem Lampenbetrieb ist der Überbrückungsschalter T3 ständig gesperrt, so daß durch die Leuchtstofflampe LL in Abhängigkeit von der Polarität der Generatorspannung Uq abwechselnd eine positive Halbwelle und eine negative Halbwelle des Lampenstromes fließt. Bei Dimmbetrieb wird der Überbrückungsschalter T3 kurzzeitig in den leitenden Zustand gesteuert, so daß er den Lampenstrom in einem Teil der positiven bzw. negativen Halbwelle durch Kurzschluß der Lampe unterbricht. Diese Steuerung erfolgt in der in DE 42 19 958 Cl beschriebenen Weise.

In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf der Schalt zustände der Schalter Tl,T2 des Wechselrichters 11 bei ungedimmtem Lampenbetrieb dargestellt. Man erkennt, daß zu jedem Zeitpunkt einer der Schalter Tl,T2 leitend und der andere gesperrt ist. Das Tastverhältnis der Impulse des Schalterbetriebs beträgt 1:1, d.h. die Impulse haben die gleiche Dauer wie die Impulslücken. Diese Betriebsart des Wechselrichters 11 wird beibehalten, solange das Helligkeitssteuersignal der Dimmeinrichtung DIM größer ist als ein vorgegebener Grenzwert, der beispielsweise 80 % beträgt. In diesem oberen Dimmbereich erfolgt das Dimmen ausschließlich durch Phasenanschnittsteuerung des Uberbrückungsschalters T3.

Ist das Helligkeitssteuersignal kleiner als der Grenzwert, dann würden bei zu starkem Phasenanschnitt Flim-

mererscheinungen der Lampe auftreten. Daher wird in diesem unteren Dimmbereich der Phasenanschnitt konstant gehalten und das weitere Dimmen erfolgt durch Änderung des Tastverhältnisses am Wechselrichter 11. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. Man erkennt, daß die Zeitspannen, in denen die Schalter Tl,T2 leitend sind, gegenüber Fig. 1 verkürzt sind. Dadurch werden die Impulse kürzer als die Impulslücken. Das Tastverhältnis, das zuvor 1:1 betragen hatte, wird verringert.

Aus den von den Schaltern Tl,T2 gelieferten Impulsen, die unterschiedliche Polaritäten haben, entsteht der in Fig. 3 ebenfalls dargestellte Verlauf der Generatorspannung U_G. Die positiven und negativen Impulse gehen hierbei nicht unmittelbar ineinander über, sondern zwischen ihnen befinden sich Bereiche, in denen die Generatorspannung auf 0 verweilt. Bei der Veränderung des Tastverhältnisses bleibt die Wechselrichterfrequenz unverändert.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät mit einem zwei Schalter (Tl,T2) enthaltenden Wechselrichter (11), der aus einer Betriebsgleichspannung (ü_B) eine Generatorspannung (U_G) als Wechselspannung erzeugt, die der Leuchtstofflampe (LL) über eine Induktivität (L) zugeführt wird, und einer den Wechselrichter (11) und den Überbrückungsschalter (T3) steuernden Steuereinheit (CU), die von einer Dimmeinrichtung (DIM) ein Helligkeitssteuersignal zur Durchführung eines Dimmbetriebes der Lampe empfängt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuereinheit (CU) mindestens über einen Teilbereich des Dimmbetriebes die Schalter (Tl,T2) des Wechselrichters (11) derart steuert, daß sie das Tastverhältnis dieser Schalter in Abhängigkeit von dem Helligkeitssteuersignal verändert.

2. Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, solange das Helligkeitssteuersignal über einem Grenzwert liegt, ein die Elektroden (E1,E2) der Leuchtstofflampe (LL) verbindender Überbrückungsschalter (T3) nach Art einer Phasenanschnittsteuerung gesteuert ist, wobei die Dauer seiner Leitendphase in jeder Halbwelle des Lampenstroms in Abhängigkeit von dem Helligkeitssteuersignal variiert und das Tastverhältnis des Betriebes der Schalter (Tl,T2) des Wechselrichters (11) konstant bleibt, und daß,

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wenn das Helligkeitssteuersignal unterhalb des Grenzwertes liegt, das Tastverhältnis des Betriebs der Schalter (Tl,T2) des Wechselrichters verändert wird.