DE3903520C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3903520C2 DE3903520C2 DE3903520A DE3903520A DE3903520C2 DE 3903520 C2 DE3903520 C2 DE 3903520C2 DE 3903520 A DE3903520 A DE 3903520A DE 3903520 A DE3903520 A DE 3903520A DE 3903520 C2 DE3903520 C2 DE 3903520C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lamp
- current
- signal
- circuit
- circuit according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/36—Controlling
- H05B41/38—Controlling the intensity of light
- H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
- H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
- H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
- H05B41/3922—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations and measurement of the incident light
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
- Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
- Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Hochfrequenz-Energieversorgungsschaltung
zur Energieversorgung von mindestens einer Gasentladungslampe
mit zwei Glühdrähten aus einer Gleichspannungsquelle,
wobei die Schaltung Halbleiterschaltelemente und eine
Steuervorrichtung für die Halbleiterschaltelemente sowie einen
Hochfrequenztransformator mit mindestens einer Primärwicklung,
die im Betrieb mit einem Wechselspanungssignal von den Halbleiterschaltelementen
versorgt wird, und mindestens eine sekundäre
Hauptwicklung und sekundäre Hilfswicklungen aufweist, wobei die sekundären Hilfswicklungen im Betrieb und in einem
Vorheiz-Betriebszustand die Glühdrähte von mindestens einer
Gasentladungslampe mit Energie versorgen, wobei durch eine
Schaltvorrichtung die Verbindung zwischen der mindestens einen
sekundären Hauptwicklung und der mindestens einen Gasentladungslampe
herstellbar und trennbar ist, mit einer sekundärseitig
vorgesehenen Strommeßeinrichtung zur Messung des aktuellen
Wertes des Stromes, der durch die mindestens eine Lampe fließt,
wobei das Ausgangssignal der Strommeßeinrichtung zur Erzeugung
eines Signals dient, das der Steuervorrichtung zugeführt wird.
Eine derartige Schaltung ist aus der DE-A1 31 40 175 bekannt.
Es erfolgt hier eine Strommessung des Lampenstroms durch
einen Stromwandler, es ist jedoch keine Messung des maximalen
Lampenstroms möglich. Bei der bekannten Schaltung wird das vom
Stromwandler gelieferte Wechselspannungssignal der Steuerschaltung,
insbesondere einem spannungsabhängigen Widerstand zugeführt.
Die US-A 36 19 713 zeigt eine Hochfrequenzenergieversorgung
für die Lichtquelle einer Kopiermaschine. Ein Schalter gestattet
es, eine Gasentladungslampe einzuschalten oder in einem Vorheizzustand
zu halten. Eine Kopplung des Schalters mit der
Wechselrichterschaltung, die die Wechselspannung zum Betrieb
der Gasentladungslampe bereitstellt, ist nicht vorgesehen.
Besondere Anforderungen werden gestellt an Energieversorgungs
schaltungen, die geeignet sind, eine oder mehrere Gasentladungs
lampen zu versorgen, die ein Originaldokument in einer Kopier
maschine, einem elektronischen Dokumenten-Skanner oder einem
vergleichbaren Apparat belichten. Unter diesen Umständen sollten
die Gasentladungslampen in der Lage sein, sehr viele Male (z. B.
eine Million mal) an- und ausgeschaltet zu werden, und es be
stehen hohe Anforderungen, was die Stabilität der Lampenleucht
dichte betrifft. Es ist auch wünschenswert, daß ziemlich schnell
nach dem Übertragen eines Steuerkommandos, z. B. 10 bis 100 ms,
die Lampen leuchten und die gewünschte Leuchtdichte abgeben.
Es ist auch oft wünschenswert, daß die Lampenleuchtdichte über
einen relativ großen Bereich anpaßbar ist. In bekannten Schaltungen,
z. B. auch in den oben zitierten Druckschriften, wird
eine Eingangsspannung in eine Hochfrequenzspannung umgewandelt,
die mit Hilfe von einem oder mehreren Halbleiterschaltelementen,
wie z. B. Transistoren oder Thyristoren an eine oder mehrere
Gasentladungslampen angelegt wird. Unterschiedliche Methoden
sind in Gebrauch, um den Strom durch die Gasentladungslampen
zu begrenzen. In manchen Fällen wird die Leuchtdichte der Lampen
durch Regelung des Arbeitszyklus der Schaltelemente oder durch
Anlegen von hochfrequenten Puls-Signalen an die Lampen geregelt.
Jedoch findet bei keiner der bekannten Schaltungen der Zündvor
gang der Lampe besondere Beachtung, insbesondere nicht die
Belastung der Glühdrähte der Lampe während der Zündung. Außerdem
zeigt die Praxis, daß die bekannten Schaltungen zur Regelung
der Leuchtdichte manchmal Instabilitäten zeigen, welche für
unkritische Anwendungen kein Nachteil zu sein brauchen, welche
aber unannehmbar für die Anwendung in z. B. einer Kopiermaschine
sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine effektive,
universell einsetzbare Energieversorgungsschaltung für Gasent
ladungslampen und insbesondere eine Energieversorgungsschaltung,
die den vorgenannten Bedingungen genügt und dadurch besonders
geeignet ist zur Anwendung in einer Kopiermaschine oder einem
ähnlichen Apparat, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Strommeßeinrichtung
eine Abtast- und Halteschaltung aufweist, die den Spitzenwert
des gemessenen Stromes hält.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
jetzt anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegende Zeich
nung beschrieben, in der:
Fig. 1 einen Schaltplan einer ersten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Energieversorgungsschaltung;
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild eines Teiles aus Fig. 1;
Fig. 3 einen Schaltplan einer Variante eines Teiles von
Fig. 1;
Fig. 4 diagrammartig eine Ausführungsform einer Energie
versorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung,
welche geeignet ist, mehr als eine Gasentladungslampe
mit Energie zu versorgen;
Fig. 5 und 6 alternative Ausführungsformen eines Teiles der
Energieversorgungsschaltung in Fig. 1; und
Fig. 7 eine Detailansicht eines Beispieles eines Teiles der
Energieversorgungsschaltung von Fig. 1 zeigen.
Fig. 1 zeigt eine Schaltung einer Ausführungsform einer Energie
versorgungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher
im Betrieb mit einer Gleichspannungsquelle 1 verbunden ist.
Die gezeigte Energieversorgungsschaltung enthält einen Trans
formator 7 mit einer Primärwicklung, die in dieser Ausführungs
form zwei Teile 5 und 6 enthält, einer Sekundärhauptwicklung 8
und zwei Sekundär-Hilfswicklungen 9 und 10, die dazu dienen,
die Glühdrähte 17, 18 einer Gasentladungslampe 16 mit Energie
zu versorgen. Der Transformator ist ein Streutransformator,
dessen sekundäre Hauptwicklung, wie gezeigt, mit mindestens
einem Resonanz-Kondensator 14 verbunden ist, um dadurch einen
Resonanzkreis zu bilden, dessen Frequenz durch die Kapazität
des Kondensators 14 und die Streu-Selbstinduktivität des Trans
formators bestimmt ist, die an der Sekundärseite des Transfor
mators auftritt.
Die sekundäre Hauptwicklung 8 ist weiter mit den Enden der
Gasentladungslampe über eine steuerbare Schaltvorrichtung 13,
z. B. einen Relaiskontakt, verbunden. Im stand-by-Modus ist
folglich die die Lampe speisende Wicklung z. B. durch ein Relais
unterbrochen. Falls gewünscht, kann der Resonanzkondensator
auch abgeschaltet werden, wodurch die Eingangsspannung in der
Art geregelt wird, daß die Glühdrähte der Lampe(n) so weit
erhitzt werden, daß einerseits die Lampe(n) sofort gestartet
werden kann (können) ohne eine Hochspannung an sie anlegen zu
müssen, und andererseits im stand-by-Modus unnötiger Verschleiß
der Glühdrähte vermieden wird, der unweigerlich die Lebensdauer
der Lampe(n) verkürzen würde. Auf diese Weise wird auch die
Emission von Material der Glühdrähte und damit der Verschleiß während des
Startens vermieden.
Die Transistoren 2 und 3 zusammen mit den ordnungsgemäß ange
schlossenen Primärwindungen 5, 6 des Transformators 7 bilden
einen Gegentakt-Wandler. Die Transistoren 2, 3 wirken als
Schalttransistoren und werden durch eine Steuerschaltung 4
aktiviert. Wenn ein Steuersignal 28 den stand-by-Modus vor
schreibt, öffnet eine Schaltung 27 den Kontakt 13, während
durch ein Signal 26 die Steuerschaltung 4 im stand-by-Modus
gehalten wird, wobei die Transistoren 2, 3 alternierend leitend
sind mit einem relativ kurzen Arbeitszyklus. Der Arbeitszyklus
ist so eingestellt, daß die Spannung, die von den sekundären
Hilfswicklungen 9, 10 des Transformators 7 an die Glühdrähte 17,
18 der Lampe 16 geliefert wird, den gewünschten Effektivwert
besitzt.
Wenn über das Steuersignal 28 vorgeschrieben wird, die Lampe(n)
anzuschalten, werden vorzugsweise zuerst die Transistoren 2, 3
beide abgetrennt und der Kontakt 13 geschlossen. Daraufhin
werden die Schalttransistoren 2, 3 wechselweise durchgeschaltet,
wobei allmählich der Arbeitszyklus größer wird, bis ein Arbeits
zyklus von ungefähr 50% für jeden der Transistoren erreicht
ist. Die Frequenz ist zumindest beim Anschalten, wenn die maxi
male Leuchtdichte der Lampe erreicht wird, ungefähr gleich der
des Resonanzkreises, der durch die Streuinduktivität des Trans
formators 7 und den Resonanzkondensator 14 gebildet wird. Der
Widerstand der Lampe ist dann relativ hoch, so daß der Gütefak
tor Q des Kreises hoch ist. Der Effekt ist jetzt der, daß
die Spannung über der Lampe eine Sinusform mit allmählich an
steigender Amplitude hat. Die obenerwähnte Unterbrechung der
Aktivierung der Transistoren 2, 3 ist so kurz, daß die Glühdräh
te der Lampe nicht wesentlich abkühlen. Wenn eine gegebene,
relativ niedrige Spannung über der Lampe erreicht ist, wird
die Gasentladung gestartet. Man hat experimentell herausgefun
den, daß, wenn eine Gasentladungslampe auf diese Weise gezündet
wird, eine Lampenlebensdauer von über einer Million Ein- und
Ausschaltungen erreicht werden kann.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird ein rechtecki
ges oder trapezförmiges, symmetrisches Wechselspannungssignal
der Primärwindung 5, 6 durch die Transistoren 2, 3 oder andere
geeignete Halbleiterschaltelemente angeboten infolge der Tat
sache, daß die Transistoren wechselweise leitend sind und daß
jeder der Transistoren zwischen eines der Enden der Primärwick
lung und den einen Pol der Gleichspannungsquelle geschaltet
ist, während der Mittelabgriff der Primärwicklung mit dem ande
ren Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Diese symmetri
sche Energiezuführung ohne eine Gleichspannunskomponente för
dert ein langes Leben der Gasentladungslampe(n).
Weiterhin weist die Energieversorgungsschaltung in Fig. 1 eine
Strommeßschaltung 19 auf, die geeignet ist, den Strom, der durch
die Gasentladungslampe(n) fließt, sehr schnell zu messen. Die
Strommeßschaltung kann vorteilhafterweise ein Stromtransformator
sein, der durch eine Wicklung gebildet wird, die um die zwei
Anschlußdrähte von einem der Glühdrähte der Lampe(n) vorgesehen
ist. Auf diese Weise wird nur der Strom, der durch die Lampe,
und nicht der Strom, der durch die Glühdrähte fließt, gemessen.
Die Strommeßschaltung übergibt den gemessenen Lampenstrom an
eine Komparatorschaltung 24, die ihn mit einem gewünschten Wert
des Lampenstromes 23 vergleicht. Wenn der Lampenstrom zu groß
ist, wird die Frequenz, mit der die Schalttransistoren 2, 3
geschaltet werden, durch das Signal 25 und die Steuerschaltung
4 erhöht, wobei der Arbeitszyklus bei ungefähr 50% gehalten
wird. Das Ergebnis ist, daß der Lampenstrom dank des Filteref
fektes des Resonanzkreises abnimmt. In der Tat ist die Steuer
frequenz, die dergestalt im Normalbetrieb leicht oberhalb der
Resonanzfrequenz des Resonanzkreises aus Streuinduktivität und
Resonanzkondensator liegt, jetzt in einem Frequenzbereich, in
dem der Resonanzkreis als Tiefpaßfilter wirkt. Die Steuerfre
quenz wird weiterhin verändert, bis der gewünschte und der
tatsächliche Wert des Lampenstromes identisch sind. Man beobach
tet, daß in der kurzen Zeit (d. h. innerhalb eines Zyklus der
Schaltfrequenz, der 5 bis 50 µs betragen kann) eine Gasentla
dungslampe sich wie ein Lastwiderstand verhält. In einer etwas
längeren Zeit, die zu tun hat mit der Laufzeit und der Rekombi
nationszeit der Ladungsträger im Gas, einer Zeit in der Größen
ordnung von 100 µs bis 1 ms, zeigt die Gasentladungslampe eine
negative Charakteristik. Das bedeutet, daß, wenn die Lampe mit
einem niedrigeren Strom versorgt wird, die Spannung über der
Lampe präzise ansteigt.
Dies wird weiter erklärt auf der Basis des äquivalenten Schalt
planes von Fig. 2. Die Spannungsquelle 30 erzeugt eine recht
eckige Spannung von variabler Frequenz entsprechend der auf
die Sekundärseite des Transformators transformierten Spannung
über die Wicklung 5, 6 von Fig. 1. Die Spule 31 repräsentiert
die Streuinduktivität des Transformators in bezug auf die Se
kundärwicklung. Die Kapazität 32 entspricht dem Kondensator 14
von Fig. 1. Der Widerstand 33 repräsentiert die Last, die durch
die Gasentladungslampe gebildet wird. Die Glühdrahtlast ist im
ersten Beispiel nicht berücksichtigt. Die Situation bei voller
Leistung ist wie folgt:
Die Frequenz der Quelle 30 ist nun etwa gleich der Resonanz
frequenz des Kreises aus Spule 31 und Kondensator 32. Außerdem
ist die Dimensionierung so, daß der Widerstand 33 denselben
oder einen um einen Faktor 2 bis 3 etwas niedriger liegenden
Wert als der absolute Wert der Impedanz der Spule 31 und des
Kondensators 32 bei der Resonanzfrequenz besitzt. Daher ist
der Kreis jetzt gedämpft und hat einen niedrigen Gütefaktor Q.
Wenn nachfolgend die Frequenz der Quelle 30 erhöht wird, erhöht
sich die Impedanz der Spule 31, und folglich wird der Konden
sator 32 und der Widerstand 33 mit weniger Strom versorgt.
Nach einiger Zeit wird ein höherer Wert auf den Widerstand 33
bewirkt aufgrund der negativen Lampencharakteristik. Jetzt ist
die Spannung über der Lampe geringfügig höher und mehr Strom
fließt durch den Kondensator 32 und weniger durch den Widerstand
33. Die Lampenstromregelschaltung weist eine Abtast-Halte-Schal
tung (Sample-hold) für eine stabile Regelung auf. Jedesmal
beim Maximumwert der Spannung über dem Widerstand 33 wird der
Strom mit dem Strommeßtransformator 19 gemessen, aufgenommen und
gespeichert in Block 24 von Fig. 1 und mit dem gewünschten
Wert 23 verglichen. Dieses sichert eine schnelle und stabile
Regelung. Diese schnelle Regelung ist besonders wichtig beim
Minimumlampenstrom. Eine leichte Abnahme der Lampenspannung
kann dann die Lampe vollständig löschen und einen Neustart bei
stark erhöhter Spannung erforderlich machen. Die schnelle Rege
lung entdeckt jede Verringerung des Lampenstroms innerhalb
eines Zyklus der Schaltfrequenz und regelt die Lampenspannung
im nächsten Schaltzyklus leicht nach oben, so daß die Gasent
ladung weiterläuft.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Block 24 eine
Abtast-Halte-Schaltung gefolgt von einem Operationsverstärker
auf, der als P-Regler geschaltet ist. Eine mögliche Ausführungs
form, die für das in Fig. 3 gezeigte Beispiel einer erfindungs
gemäßen Energieversorgungsschaltung geeignet ist, ist in Fig. 7
gezeigt und wird unten beschrieben.
Verbunden mit dem Kondensator 35 von Fig. 3 ist eine Diode 70,
welche die negativen Peaks der Spannung dieses Kondensators
gleichgerichtet. Diese Spannung wird durch einen Kondensator 71
geglättet, zu welchem ein Widerstand 72 parallel geschaltet
ist. Die Zeitkonstante des RC-Netzwerks 71, 72 ist groß im
Vergleich zur Zykluszeit der Lampenspannung, z. B. 5- bis 50mal
so groß. Der Kondensator 71 wird jetzt immer auf die negativen
Spitzenwerte der Spannung über dem Kondensator 35 aufgeladen,
wonach sich der Kondensator 71 ein wenig über den Widerstand 72
entlädt. Die Ladungsstromspitzen des Kondensators 71 versetzen
einen Transistor 74, der mit einer positiven Hilfsspannungs
quelle V+ verbunden ist, in den leitenden Zustand. Dieser Tran
sistor wiederum setzt den MOSFET 76 in den leitenden Zustand,
so daß bei den negativen Peaks der Lampenspannung der Konden
sator 77 auf eine Spannung proportional zum Lampenstromwert
geladen wird, wie er in diesem Moment durch den Strommeßtrans
formator 19 festgestellt wird. Es sei bemerkt, daß ein MOSFET
bidirektional leitend sein kann. Die Spannung am Kondensator
77 wird jetzt verglichen mit dem gewünschten Lampenstromwert
23, und der Operationsverstärker 78, der als P-Regler geschaltet
ist, dessen Verstärkungsgrad durch das Verhältnis der Wider
stände 79 und 80 bestimmt ist, erzeugt das Differenzsignal 25.
Der Widerstand 73 dient dazu, zu verhindern, daß kapazitive
Ströme in der Diode 70 den Transistor 74 während der Sperrphase
der Diode zu unerwünschten Zeitpunkten in den leitenden Zustand
versetzen. Der Widerstand 69 schafft den Gleichstrompfad, der
nötig ist, um unter allen Umständen durch die Diode 70 einen
Gleichstrom zu leiten.
Fig. 1 zeigt, daß die Spannung über den Hilfswicklungen 9, 10
ansteigt, wenn die Lampenspannung ansteigt, was beim niedrigsten
Lampenstrom der Fall ist.
Das Stromverhältnis zwischen den ordnungsgemäß verschalteten
Wicklungen 8, 9 und 10 ist so gewählt, daß bei der Lampenspan
nung, die während des Minimumlampenstroms auftritt, der um
einen Faktor 100 niedriger sein kann als der Maximumlampenstrom,
die Glühdrähte dermaßen erhitzt werden, daß die Gasentladung
sogar bei älteren Lampen weiterhin stabil bleibt. Die Glühdrähte
werden jedoch nicht so stark erhitzt, daß die Lampenlebenszeit
ernstlich gekürzt würde.
Eine andere Möglichkeit zur Regelung des Lampenstromes erhält
man durch Variation des Arbeitszyklus der Leitfähigkeit der
Transistoren 2, 3 bei konstanter Frequenz.
Das bedeutet im wesentlichen, daß dann der Effektivwert der
Wechselspannung der Quelle 30 in Fig. 2 geändert wird. Die
resultierenden höheren Harmonischen haben wenig Einfluß, weil
das Filter, das durch die Spule 31 und den Resonanzkondensator
32 gebildet wird, ein Tiefpaßfilter zweiter Ordnung darstellt.
Es ist wichtig, daß die Spannung der Quelle 30 bei maximalem
Arbeitszyklus von 50% der Transistoren 2, 3 von Fig. 1 höher
ist als die Brennspannung der Lampe. Wenn der Arbeitszyklus
jetzt reduziert wird, fällt die effektive Spannung der Quelle
30, und damit ist im ersten Beispiel der Strom durch die Spule
31 ebenfalls niedriger. Nachfolgend steigt der Widerstandswert
von 33 dank der negativen Lampencharakteristik und entsprechend
ebenso die Spannung über dem Widerstand. Rückkopplung durch
den Strommeßtransformator 19 sichert ein stabile Regelung. Es
wird klar sein, daß eine Kombination einer Arbeitszyklusregelung
und einer Frequenzregelung ebenfalls möglich ist.
Allgemein wird der gewünschte Wert 23 des Lampenstromes von
der Differenz zwischen einem Wert der Lampenleuchtdichte, die
durch einen oder mehrere geeignete Sensoren 20, wie z. B. eine
Fotodiode oder ein Fototransistor, gemessen wird, und einem
gewünschten Wert 22, der von einer Justiervorrichtung oder
einer Maschinenregelanordnung stammt, erhalten.
Das Signal 23 kann z. B. mit Hilfe eines Operationsverstärkers
in einer sogenannten P-Regler- oder PI-Regler-Schaltung, die
sich in Block 21 befindet, gebildet werden.
Allerdings kann die Bestimmung der durchschnittlichen Lampen
leuchtdichte aufgrund der Trägheit in der Fluoreszenzlampe und
auch wegen des Überganges des Hochfrequenzsignals der Lampe
zum Sensor nicht augenblicklich erfolgen. Wenn z. B. Gebrauch
gemacht wird von einer stabilen Fotodiode als Leuchtdichte-
Sensor, ist das Signal ziemlich schwach. Außerdem ist die Lampe
oft beweglich in einer Kopiermaschine angeordnet, während aus
produktionstechnischen Überlegungen einem flachen Kabel für
die Verbindung zwischen dem stationären Teil der Maschine und
dem Wagen mit Lampe und Lichtsensor der Vorzug gegeben wird.
Es ist klar, daß in diesem Fall ein größerer Übergang zwischen
der Hochfrequenzlampenspannung und der nicht-abgeschirmten
Verbindungsleitung des Lichtsensors stattfinden wird, da das
genannte flache Kabel 50 cm lang sein kann.
Allerdings kann die Lichtregelung ziemlich langsam ausgeführt
werden, weil die beschriebene Lampenstromregelung das andauernde
stabile Brennen der Lampe(n) sicherstellt, so daß das Wechsel
spannungssignal ohne irgendeine Beanstandung aus dem schwachen
Rückkopplungssignal ausgefiltert werden kann.
Während des Umschaltens in den stand-by-Modus wird der Kontakt
13 wieder durch die Schaltung 27 geöffnet und zu einem langsamen
Arbeitszyklus zurückgeschaltet. Falls gewünscht kann der Wandler
auch vollständig abgekoppelt werden.
Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Sekundärsei
tenschaltung. Hier ist der Resonanzkondensator 14 aus Fig. 1
durch die zwei in Serie geschaltete Kondensatoren 34, 35 ersetzt,
während die Verbindungsstelle der Kondensatoren geerdet und
mit einer Abschirmung oder einem Metallreflektor 36 verbunden
ist, der parallel zur Lampe 16 angeordnet ist. Auf diese Weise
wird eine vollständig symmetrische Regelung der Lampe sicher
gestellt, so daß der Verschleiß durch Erhitzen der Glühdrähte
17, 18 gleich ist. Die Lampe kann bei einer niedrigeren Spannung
gezündet werden, weil aufgrund der Wirkung der Abschirmung 36
eine höhere Feldstärke an den Elektroden 17, 18 auftritt.
Fig. 4 zeigt eine Aufführungsform mit zwei Lampen. Die zusätz
liche Lampe 38 ist mit der Lampe 16 in Serie geschaltet. Die
Enden sind ähnlich geschaltet wie in Fig. 1. Allerdings sollte
die Wicklung 8 jetzt die doppelte Spannung liefern. Außerdem
sind die Glühdrähte 39 und 18 zusammengeschaltet und mit einer
zusätzlichen floatenden Hilfswicklung 50 verbunden. Diese Schal
tung kann dadurch erweitert werden, daß immer Nichtendpaare
von Glühdrähten miteinander und mit einer zusätzlichen floaten
den Hilfswicklung verbunden werden.
Fig. 5 zeigt eine Schaltung, wo die Primärseitenschaltung als
eine sogenannte Vollbrückenschaltung ausgebildet ist. Die Tran
sistoren 40, 43 sind gleichzeitig im leitenden Zustand, und
zwar zum gleichen Augenblick wie der Transistor 2 in Fig. 1,
und die Transistoren 41, 42 sind ebenfalls gleichzeitig leitend,
und zwar im selben Augenblick wie der Transistor 3 in Fig. 1.
Fig. 6 schließlich zeigt eine primäre Halbbrückenschaltung, in
der ein zusätzlicher Koppelkondensator 44 hinzugefügt wurde.
Außerdem sind die Transistoren 51, 52 zum selben Zeitpunkt
leitend wie die Transistoren in Fig. 1.
Es wird festgestellt, daß angesichts des Vorhergehenden ver
schiedene Modifikationen ohne weiteres einem Fachmann einfallen.
Zum Beispiel kann im stand-by-Modus der Resonanzkondensator auch inak
tiviert werden.
Die Regelschaltung 4 kann einen Standartpulsweiten-Regelungs-
IC vom Typ 3524 aufweisen, dessen Ausgänge 11, 14 an die Steuer
elektroden der Transistoren 2, 3 geschaltet sind, und die Dif
ferenzverstärker des IC ist so geschaltet, daß dieser im stand-
by-Modus den Arbeitszyklus dergestalt regelt, daß der gewünschte
Effektivwert für die Glühdrahtheizungsspannung erreicht wird,
während im Normalmodus der maximale Arbeitszyklus erhalten
wird. Die Signale, die zum Versetzen der Anordnung in den nor
malen Modus oder in den stand-by-Modus erforderlich sind, werden
von der Schaltung 27 bereitgestellt, die auch den Kontakt 13
steuert.
Eine Frequenzregelung wird nun dadurch erreicht, daß ein zusätz
licher Strom, der von dem Signal 25 abhängt, parallel zu einem
festen Widerstand, welcher zwischen den Pin Rt(6) und die
negative Versorgungsspannung geschaltet ist, vorgesehen wird.
Dadurch legt die Stromspiegel, der im Regler-IC enthalten ist,
an Ct einen Strom abhängig vom Signal 25 an, so daß die Oszil
latorfrequenz des IC in der gewünschten Art beeinflußt wird.
Ct ist der Kondensator, der im Oszillator des IC vorgesehen
ist und der zwischen Pin 7 und die negative Versorgungsspannung
geschaltet ist.
Claims (8)
1. Hochfrequenz-Energieversorgungsschaltung zur Energiever
sorgung von mindestens einer Gasentladungslampe mit zwei
Glühdrähten aus einer Gleichspannungsquelle, wobei die
Schaltung Halbleiterschaltelemente und eine Steuervorrichtung
für die Halbleiterschaltelemente sowie einen
Hochfrequenztransformator mit mindestens einer Primärwicklung,
die im Betrieb mit einem Wechselspannungssignal
von den Halbleiterschaltelementen versorgt wird, und mindestens
einer sekundären Hauptwicklung und sekundären
Hilfswicklungen aufweist, wobei die sekundären Hilfswicklungen
im Betrieb und in einem Vorheiz-Betriebszustand
die Glühdrähte von mindestens einer Gasentladungslampe
mit Energie versorgen, wobei durch eine Schaltvorrichtung
die Verbindung zwischen der mindestens einen sekundären
Hauptwicklung und der mindestens einen Gasentladungslampe
herstellbar und trennbar ist, mit einer sekundärseitigen
vorgesehenen Strommeßeinrichtung zur Messung des aktuellen
Wertes des Stromes, der durch die mindestens eine Lampe
fließt, wobei das Ausgangssignal der Strommeßeinrichtung
zur Erzeugung eines Signals dient, das der Steuervorrichtung
zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strommeßeinrichtung eine Abtast- und Halteschaltung
(76, 77) aufweist, die den Spitzenwert des gemessenen
Stromes hält.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzverstärker (78)
vorgesehen ist, der an die Steuervorrichtung ein Signal
anlegt, welches von der Differenz zwischen dem gehaltenen
Wert des Lampenstromes und einem vorgegebenen gewünschten
Wert des Lampenstromes abhängt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, bei der die Steuervorrichtung
derart ausgebildet ist, daß sie die Frequenz des Signals,
mit dem die Halbleiterschaltungen angesteuert werden, in
Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Strommeßeinrichtung
steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz als
Antwort auf das Signal, welches durch den Differenzverstärker
bereit gestellt wird, gesteuert wird.
4. Schaltung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie den Arbeitszyklus der
Halbleiterschaltelemente als Antwort auf das Signal, das
durch den Differenzverstärker bereit gestellt wird, steuert.
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Lichtsensorvorrichtung
(20) aufweist, die ein elektrisches Signal proportional
zur Leuchtdichte des im Betrieb von der mindestens einen
Lampe emittierten Lichtes erzeugt.
6. Schaltung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Komparator-Schaltung
(24) aufweist, die das der Leuchtdichte proportionale
Signal mit einem vorbestimmten gewünschten Signal vergleicht,
und ein einem gewünschten Lampenstrom proportionales
elektrisches Signal erzeugt.
7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (7) ein
Streutransformator ist, und daß mindestens ein Resonanzkondensator
(14; 34, 35) parallel zu der mindestens einen
sekundären Hauptwicklung (8) geschaltet ist.
8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung derart
ausgebildet ist, daß sie in einem Stand-By-Modus durch
die als steuerbare Schaltvorrichtung ausgebildete Schaltvorrichtung
(13) die Verbindung zwischen der mindestens
einen sekundären Hauptwicklung und der mindestens einen
Gasentladungslampe trennt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8800288A NL8800288A (nl) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | Voorschakelapparaat voor een fluorescentielamp. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3903520A1 DE3903520A1 (de) | 1989-08-17 |
DE3903520C2 true DE3903520C2 (de) | 1993-03-18 |
Family
ID=19851726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3903520A Granted DE3903520A1 (de) | 1988-02-08 | 1989-02-07 | Hochfrequenz-energieversorgungsschaltung fuer gasentladungslampen |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4988920A (de) |
JP (1) | JPH01302698A (de) |
DE (1) | DE3903520A1 (de) |
NL (1) | NL8800288A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19702653A1 (de) * | 1997-01-25 | 1998-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zur Leistungsanpassung einer Gasentladungslampe |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4039498B4 (de) * | 1990-07-13 | 2006-06-29 | Lutron Electronics Co., Inc. | Schaltkreis und Verfahren zum Dimmen von Gasentladungslampen |
US5250877A (en) * | 1991-06-04 | 1993-10-05 | Rockwell International Corporation | Method and apparatus for driving a gas discharge lamp |
CA2076127A1 (en) * | 1991-09-26 | 1993-03-27 | Louis R. Nerone | Electronic ballast arrangement for a compact fluorescent lamp |
EP0589081B1 (de) * | 1992-09-24 | 1997-01-15 | Knobel Ag Lichttechnische Komponenten | Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Leuchtstofflampe und zur Messung des Lampenstroms |
US5627434A (en) * | 1993-10-26 | 1997-05-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for operating a fluorescent lamp of an image forming apparatus |
US5656891A (en) * | 1994-10-13 | 1997-08-12 | Tridonic Bauelemente Gmbh | Gas discharge lamp ballast with heating control circuit and method of operating same |
DE19637906C2 (de) * | 1995-09-18 | 2000-07-27 | Wedeco Umwelttechnologie Wasser Boden Luft Gmbh | Elektronisches Vorschaltgerät für UV-Strahler |
US6008587A (en) * | 1996-02-29 | 1999-12-28 | Mills; Robert | Fluorescent lamp electronic ballast control circuit |
US5703439A (en) * | 1996-05-10 | 1997-12-30 | General Electric Company | Lamp power supply circuit with electronic feedback circuit for switch control |
US5717295A (en) * | 1996-05-10 | 1998-02-10 | General Electric Company | Lamp power supply circuit with feedback circuit for dynamically adjusting lamp current |
US5859504A (en) * | 1996-10-01 | 1999-01-12 | General Electric Company | Lamp ballast circuit with cathode preheat function |
DE19708783C1 (de) * | 1997-03-04 | 1998-10-08 | Tridonic Bauelemente | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln des Betriebsverhaltens von Gasentladungslampen |
US6114814A (en) * | 1998-12-11 | 2000-09-05 | Monolithic Power Systems, Inc. | Apparatus for controlling a discharge lamp in a backlighted display |
US6900600B2 (en) | 1998-12-11 | 2005-05-31 | Monolithic Power Systems, Inc. | Method for starting a discharge lamp using high energy initial pulse |
US6259615B1 (en) * | 1999-07-22 | 2001-07-10 | O2 Micro International Limited | High-efficiency adaptive DC/AC converter |
US6804129B2 (en) * | 1999-07-22 | 2004-10-12 | 02 Micro International Limited | High-efficiency adaptive DC/AC converter |
KR100404267B1 (ko) * | 2001-05-25 | 2003-11-05 | 화인테크주식회사 | 정전류 예열형 전자식 안정기 |
US7515446B2 (en) * | 2002-04-24 | 2009-04-07 | O2Micro International Limited | High-efficiency adaptive DC/AC converter |
US6856519B2 (en) | 2002-05-06 | 2005-02-15 | O2Micro International Limited | Inverter controller |
US7277106B2 (en) * | 2002-07-10 | 2007-10-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Scanning apparatus having a fluorescent lamp and control method thereof |
US6919694B2 (en) | 2003-10-02 | 2005-07-19 | Monolithic Power Systems, Inc. | Fixed operating frequency inverter for cold cathode fluorescent lamp having strike frequency adjusted by voltage to current phase relationship |
US7394209B2 (en) * | 2004-02-11 | 2008-07-01 | 02 Micro International Limited | Liquid crystal display system with lamp feedback |
US20100134028A1 (en) * | 2005-02-25 | 2010-06-03 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Light source |
DE102005022591A1 (de) | 2005-05-17 | 2006-11-23 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Elektronisches Vorschaltgerät für eine Niederdruck-Entladungslampe mit einem Mikro-Controller |
CA2559182C (en) * | 2005-09-12 | 2017-05-09 | Acuity Brands, Inc. | Network operation center for a light management system having networked intelligent luminaire managers |
WO2007044445A2 (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Guardian Networks, Llc | A method and system for remotely monitoring and controlling field devices with a street lamp elevated mesh network |
US7345430B2 (en) * | 2006-02-01 | 2008-03-18 | Ionatron, Inc. | Electrical energy discharge control |
US7723929B2 (en) * | 2006-11-27 | 2010-05-25 | Power Integrations, Inc. | Variable inductive power supply arrangement for cold cathode fluorescent lamps |
DE202007003033U1 (de) * | 2007-03-01 | 2007-07-12 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Vorrichtung für die Messung des Stromes einer Entladungslampe |
US8140276B2 (en) | 2008-02-27 | 2012-03-20 | Abl Ip Holding Llc | System and method for streetlight monitoring diagnostics |
US7915837B2 (en) * | 2008-04-08 | 2011-03-29 | Lumetric, Inc. | Modular programmable lighting ballast |
DE202008008165U1 (de) * | 2008-06-18 | 2009-11-05 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Betriebsgerät für Gasentladungslampen oder andere Leuchtmittel mit Lampenstrommessung |
US8143811B2 (en) * | 2008-06-25 | 2012-03-27 | Lumetric, Inc. | Lighting control system and method |
US20100262296A1 (en) * | 2008-06-25 | 2010-10-14 | HID Laboratories, Inc. | Lighting control system and method |
US8138676B2 (en) * | 2008-12-01 | 2012-03-20 | Mills Robert L | Methods and systems for dimmable fluorescent lighting using multiple frequencies |
US8294376B2 (en) | 2010-05-30 | 2012-10-23 | Lumetric Lighting, Inc. | Fast reignition of a high intensity discharge lamp |
US8217583B2 (en) * | 2010-07-21 | 2012-07-10 | Grenergy Opto, Inc. | Gas-discharge lamp controller utilizing a novel reheating frequency generation mechanism |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB927188A (en) * | 1961-02-21 | 1963-05-29 | Ass Elect Ind | Improvements relating to electric discharge lamp circuits |
US3619713A (en) * | 1969-04-01 | 1971-11-09 | Sola Basic Ind Inc | High-frequency lamp circuit for copying apparatus |
JPS4811636B1 (de) * | 1969-11-11 | 1973-04-14 | ||
US4087722A (en) * | 1975-05-01 | 1978-05-02 | American Ionetics, Inc. | Apparatus and method for supplying power to gas discharge lamp systems |
FR2446579A1 (fr) * | 1978-11-10 | 1980-08-08 | Abadie Henri | Perfectionnements aux dispositifs d'alimentation de tube fluorescent |
US4286195A (en) * | 1979-07-05 | 1981-08-25 | Vultron, Inc. | Dimmer circuit for fluorescent lamps |
US4392087A (en) * | 1980-11-26 | 1983-07-05 | Honeywell, Inc. | Two-wire electronic dimming ballast for gaseous discharge lamps |
US4464606A (en) * | 1981-03-25 | 1984-08-07 | Armstrong World Industries, Inc. | Pulse width modulated dimming arrangement for fluorescent lamps |
US4414493A (en) * | 1981-10-06 | 1983-11-08 | Thomas Industries Inc. | Light dimmer for solid state ballast |
DE3140175A1 (de) * | 1981-10-08 | 1983-04-28 | Licentia Gmbh | Transistorvorschalt-geraet |
DE3248017C2 (de) * | 1982-12-24 | 1986-08-21 | Schwabe GmbH & Co KG Elektrotechnische Fabrik, 7068 Urbach | Vorschaltgerät zur Helligkeitssteuerung von Gasentladunslampen |
-
1988
- 1988-02-08 NL NL8800288A patent/NL8800288A/nl not_active Application Discontinuation
-
1989
- 1989-02-07 US US07/306,944 patent/US4988920A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-07 DE DE3903520A patent/DE3903520A1/de active Granted
- 1989-02-08 JP JP1029586A patent/JPH01302698A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19702653A1 (de) * | 1997-01-25 | 1998-07-30 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung zur Leistungsanpassung einer Gasentladungslampe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL8800288A (nl) | 1989-09-01 |
US4988920A (en) | 1991-01-29 |
DE3903520A1 (de) | 1989-08-17 |
JPH01302698A (ja) | 1989-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3903520C2 (de) | ||
DE3407067C2 (de) | Steuerschaltung für Gasentladungslampen | |
DE3125261C2 (de) | ||
DE69919138T2 (de) | Electronischer dimmer | |
EP1519638B1 (de) | Verfahren zum Betreiben mindestens einer Niederdruckentladungslampe | |
DE4328748B4 (de) | Wechselrichtereinheit | |
DE69828862T2 (de) | Mittels eines triacs dimmbare kompakte leuchtstofflampe mit niedrigem leistungsfaktor | |
DE3101568C2 (de) | Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen mit einstellbarem Lichtstrom | |
DE2918314A1 (de) | Netzgeraet fuer eine hochstrom-entladungslampe oder leuchtstoffroehre | |
DE2710036A1 (de) | Abgestimmter vorschaltschwingkreis | |
EP0113451A1 (de) | Wechselrichter mit einem einen Reihenresonanzkreis und eine Entladungslampe enthaltenden Lastkreis | |
DE2705984A1 (de) | Wechselrichter mit konstanter ausgangsleistung | |
DE2232625A1 (de) | Gleichstrom/gleichstrom-umformerschaltung | |
DE3829388A1 (de) | Schaltungsanordnung zum betrieb einer last | |
EP0876742A1 (de) | Verfahren und elektronische steuerschaltung zum regeln des betriebsverhaltens von gasentladungslampen | |
DE69835328T2 (de) | Steuerschaltung für eine Fluroreszenzlampe | |
DE3338464A1 (de) | Hochfrequenz-helligkeitssteuerung fuer leuchtstofflampen | |
EP1276355A2 (de) | Schaltungsanordnung zum Bestimmen eines Vorheizleistungswerts | |
DE2559519B2 (de) | Vorrichtung zur Überwachung der Belastung eines Induktionskochgerätes | |
EP1043918A1 (de) | Vorschaltgerät mit Fehlererkennung | |
EP0155729B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Wechselstrombetrieb von Hochdruckgasentladungslampen | |
WO1985002749A1 (en) | Circuit arrangement for the operation of fluorescent or ultra-violet low voltage discharge lamps | |
DE2446454C2 (de) | Zweipoliges, berührungslos wirkendes Schaltgerät | |
DE60225818T2 (de) | Schaltungsanordnung | |
DE4101980A1 (de) | Wechselspannungs-vorschaltgeraet fuer elektrische entladungslampen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |