DE68918034T2 - Leistungssteuerschaltung für Gasentladungslampen und Verfahren für den Betrieb. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Technik von Leistungsversorgungen für Entladungslampen, und insbesondere eine Leistungsversorgungs-Regelschaltung für eine Entladungslampe sowie das Verfahren zum Betreiben dieser Regelschaltung zum genauen Steuern der der Lampe zugeführten Leistung. Eine derartige Regelschaltung kann für eine konstante Beleuchtungsleistung oder eine einstellbare, jedoch konstante Dimmleistung verwendet werden.
• Die WO 87/07 996 offenbart eine Leistungsversorgungs-Regelschaltung für eine Entladungslampe in einer geschlossenen induktiven Schleife und betätigt durch eine elektrische Leistungsversorgung mit einer Gleichstrom-Eingangsstufe mit einer gegebenen Spannung und einer Ausgangsleistung, die durch eine Schaltfrequenz von einer Leistungsschaltvorrichtung in der Leistungsversorgung gesteuert wird, wodurch zu der geschlossenen Schleife Gleichstrom fließt, wenn die Schaltvorrichtung leitend ist, und kein Strom von der Leistungsversorgung zu der geschlossenen Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist. Die Leistungsversorgungs-Regelung dient dazu, die Eigenschaften der Lampe während der Startphase oder während anderer Zustände zu steuern, in denen ein Überstrom auftreten kann. Die Leistungsregelungsschaltung umfaßt eine Einrichtung zum Abtasten des durch die Schaltvorrichtung fließenden Stroms; eine durch den abgetasteten Schalterstrom gesteuerte Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals mit einem Wert, der der Ist-Leistung proportional ist, die der geschlossenen Schleife durch die Leistungsversorgung zugeführt ist; eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der einer Soll-Leistung proportional ist; eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlersignals mit einem Wert, der die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen angibt; und einer Einrichtung zum Einstellen der Schaltfrequenz gemäß dem Wert des Fehlersignals, wodurch die Ausgangsleistung der Leistungsversorgung kontinuierlich in Richtung auf die Soll-Leistung eingestellt wird.
• Die vorliegende Erfindung findet eine allgemeine Anwendung bei verschiedenen elektrischen Entladungslampen des Typs, bei dem Leistung einer geschlossenen induktiven Schleife entweder zum Aufrechterhalten einer konstanten Beleuchtungsleistung oder zum Dimmen der Lampe auf eine feste einstellbare Leistung zugeführt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Entladungslampe eine Natriumhochdrucklampe des allgemeinen, im US-Patent 41 37 484 von Osteen offenbarten Typs, die vorliegend bezugnehmend als Hintergrund auf genommen werden soll und eine Lampe zur Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt. Das US-Patent 47 49 913 von Stuermer et al, die vorliegend ebenfalls bezugnehmend als Hintergrund aufgenommen werden soll und eine Schaltung offenbart, durch die Leistung einer Vorschaltschaltanordnung einer Natriumhochdrucklampe in einer aktiven Betriebsart zugeführt wird, in der der Lampenstrom durch einen Eingangsstrompuls von der Leistungsversorgung aufeinanderfolgend erhöht wird, und daraufhin durch eine Freilaufdiode abnehmen kann, um eine gegebene Lichtintensität während der aktiven Betriebsart aufrechtzuerhalten.
• Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zum Aufrechterhalten einer konstanten Leistung zu einer in der Osteen US-A-41 37 484 gezeigten Natriumhochdrucklampe ausgelegt, wobei eine Leistungsversorgung eine Betriebsart hat, die ein ähnliches Aktivbetriebsartkonzept hat, wie dasjenige, das in der Stuermer et al. US-A-47 49 913 offenbart und nachfolgend in bezug hierauf beschrieben wird; die Erfindung hat jedoch eine viel breitere Anwendung und kann zum Aufrechterhalten einer konstanten Leistung zu einer Entladungslampe verwendet werden, um eine gewählte Intensität mit ihrer zugehörigen konstanten Farbtemperatur aufrechtzuerhalten, oder sie kann zum gesteuerten Dimmen eines festen, jedoch einstellbaren Leistungspegels einer Entladungslampe verwendet werden, wie beispielsweise einer Fluoreszenzlampe mit einer Resonanzvorschaltanordnung. Beide dieser Anwendungsfälle, für die die Erfindung insbesondere angewandet werden kann, erfordert eine Leistungsversorgung, die dazu in der Lage ist, eine feste oder konstante Leistung zu erzeugen, die über die Entladungslampe derart angelegt wird, daß die Intensität der Lampe gesteuert werden kann. Wenn das Dimmen der Lampe das Ziel der Regelschaltung ist, muß die Lampenleistung über einen relativ weiten Bereich einstellbar sein, während selbst bei niedrigen Leistungseinstellungen das Fortbestehen, die gute Leistungsfaktorsteuerung und die gleichmäßige Lichtabgabe aufrechterhalten werden. Wenn eine konstante Leistung erforderlich ist, wie beispielsweise in einem System zum Steuern der Intensität einer Hochintensitäts-Entladungslampe, ist es notwendig, daß die der Lampe zugeführte Leistung konstant bleibt, wenn die Lampe altert und wenn die Versorgungsspannung schwankt. Beide dieser Ziele, das heißt eine konstante Leistung und eine feste eingestellte Leistung, können durch ein Leistungsregelsystem erreicht werden, das die Fähigkeiten hat, eine Leistung auf einem vorgewählten Pegel ungeachtet der Änderungen der Betriebsparameter der Lampenschaltung aufrechtzuerhalten. Eine relativ kostengünstige Leistungsregelschaltung, die diese Ziele erreicht, ist folglich in der Lampenindustrie lange gesucht worden.
• Um eine Leistungsregelung für eine Entladungslampe zu schaffen, ist es vorgeschlagen worden, daß der tatsächliche Lampenstrom mit einem Stromtransformator (bzw. -wandler) abgetastet wird, und ein zu dem Lampenstrom proportionales Spannungssignal elektrisch mit einem zu der gewünschten konstanten Leistung oder der eingestellten Dim-Leistung proportionalen Spannungssignal auf summiert wird, um ein Rückführungssignal zu erzeugen, das an den Eingang eines spannungsgesteuerten Oszillators derart angelegt wird, daß die Frequenz des Oszillators geändert wird, um den Lampenstrom mit der gewünschten Leistung nachzusteuern. Ein derartiges Rückführungssystem steuert jedoch die Lampenleistung nicht exakt. Statt dessen wird der Lampenstrom konstant gehalten, und die Leistung schwankt mit der Lampenspannung, die sich ändern kann, deutlich zwischen einzelnen Lampen und ihrer jeweiligen Standzeit. Bei einem derartigen Rückführungssystem wird die Lampenintensität durch den Lampenstrom gesteuert; ein derartiges System ist jedoch nicht voll zufriedenstellend, weil die Lampenintensität nicht proportional zum Lampenstrom, sondern proportional zur momentanen Lampenleistung ist. Ersichtlicherweise erreicht diese vorgeschlagene Lampenstromrückführung zum Steuern der Lampenintensität auf einen gedimmten oder konstanten Pegel nicht das Ziel, eine konstante Lampenleistung oder eine konstante Lampenintensität mit ihrer entsprechenden konstanten Farbtemperatur aufrechtzuerhalten. Wenn die Lampe altert, nimmt ihre Betriebsspannung zu, und die der Lampe zugeführte Leistung nimmt entsprechend zu. Die Verwendung eines derartigen Rückführungssystems verkürzt die Standzeit der Lampe, weil es dafür sorgt, daß die Spannung über die Lampe zunimmt, wenn sie altert.
• Derartige stromgesteuerte Rückführungssysteme sind üblicherweise wirtschaftlich; sie erzeugen jedoch kein exaktes Dimmen, wenn sie für diesen Zweck bei einem Fluoreszenzlampensystem verwendet werden. Bei niedrigen eingestellten Intensitätspegeln können Schwankungen der Leistung durch die Lampe ausreichen, um die Fluoreszenzlampe auszulöschen. Derselbe Nachteil tritt auf, wenn eine Hochintensitätsentladungs(HID)lampe betrieben wird, bei der der erwünschte optimale Leistungspegel, die Ausgleichslichtintensität und die Lampenstandzeit durch Abtasten des Lampenstroms und Vorsehen einer Rückführung durch einen spannungsgesteuerten Oszillator eines Strombetriebsartsteuersystems nicht genau gesteuert werden können.
• Einige der Schwierigkeiten, die bei den bisherigen Bemühungen aufgetreten sind, die Leistung zu Entladungslampen durch den Lampenstrom zu steuern, wie allgemein in Stuermer et al US-A-47 49 913 offenbart, könnten durch Kombinieren der Lampenspannung und des Stroms wesentlich verbessert werden, um ein Signal mit einem Pegel zu erzeugen, der durch die Momentanlampenleistung gesteuert wird, und durch darauffolgendes Verwenden dieses Leistungssignals in einer Rückführungsschleife zum Einstellen der Leistungsversorgung zur Aufrechterhaltung einer konstanten Lampenleistung. Der Nachteil dieser Leistungsrückführung besteht jedoch darin, daß die Kosten für die Leistungsschaltung an der Lampe selbst extrem hoch sind und sich ungünstig auf die Kosten eines derartigen Leistungsrückführungssystems auswirken können.
• Zusammenfassend besteht bei den Leistungsversorgungen für Entladungslampen ein Bedarf an einem System, das einer HID- Lampe eine konstante Leistung zuführen kann, um eine konstante Farbtemperatur trotz Veränderungen der Lampenspannung zu schaffen. Wenn ein derartiges System außerdem zum Dimmen einer Lampe, wie beispielsweise einer Fluoreszenzlampe einstellbar wäre, könnte sie auf diesem Gebiet von noch größerem Vorteil sein.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Leistungsversorgungs-Regelschaltung für eine Entladungslampe in einer geschlossenen induktiven Schleife und betätigt durch eine elektrische Leistungsversorgung mit einer Gleichstrom-Eingangsstufe mit einer gegebenen Spannung und einer Ausgangsleistung geschaffen, die durch eine Schaltfrequenz von einer Leistungsschaltvorrichtung in der Leistungsversorgung gesteuert wird, wodurch zu der geschlossenen Schleife Gleichstrom fließt, wenn die Schaltvorrichtung leitend ist, und kein Strom von der Leistungsversorgung zu der geschlossenen Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist, wobei die Leistungsregelschaltung enthält: Eine Einrichtung zum Abtasten des durch die Schaltvorrichtung fließenden Stroms, eine durch den abgetasteten Schalterstrom gesteuerte Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals mit einem Wert, der der Ist-Leistung proportional ist, die der geschlossenen Schleife durch die Leistungsversorgung zugeführt ist, eine Einrichtung zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der einer Soll-Leistung proportional ist, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Fehlersignals mit einem Wert, der die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen angibt, und eine Einrichtung zum Einstellen der Schaltfrequenz gemäß dem Wert des Fehlersignals, wodurch die Ausgangsleistung der Leistungsversorgung kontinuierlich in Richtung auf die Soll- Leistung eingestellt wird, gekennzeichnet durch: Mittel zum Einstellen des Wertes des zweiten Signals gemäß einem Wert, der proportional zu der gegebenen Spannung der Gleichstrom- Eingangsstufe ist, und eine Stromsteuereinrichtung zum Erzeugen einer Reihe von Betriebszyklen mit einem ersten Treiberabschnitt, wobei die Schaltvorrichtung abwechselnd in Folge leitend und nicht-leitend gemacht wird, und einem Ruheabschnitt, wobei die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist, wobei die Abtasteinrichtung den augenblicklichen Strom durch die Schaltvorrichtung unabhängig von dem durch die Lampe fließenden Strom abtastet und die die Schaltfrequenz einstellende Einrichtung die Zeit des ersten Treiberabschnitts des Betriebszyklus gemäß dem Fehlersignal einstellt.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln der einer Entladungslampe in einer geschlossenen induktiven Schleife zugeführten Leistung und betätigt durch eine elektrische Leistungsversorgung mit einer Gleichstrom- Eingangsstufe mit einer gegebenen Spannung und einer Ausgangsleistung geschaffen, die durch die Schaltfrequenz von einer Leistungsschaltvorrichtung in der Leistungsversorgung gesteuert ist, wodurch Gleichstrom in die geschlossene Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung leitend ist, und kein Strom von der Leistungsversorgung in die geschlossene Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Abtasten des durch die Schaltvorrichtung fließenden Stroms, Erzeugen eines ersten Signals aus dem abgetasteten Schalterstrom, wobei das erste Signal einen Wert hat, der proportional zu der Ist-Leistung ist, die der geschlossenen Schleife von der Leistungsversorgung zugeführt ist, Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der proportional zu einer Soll-Leistung ist, Erzeugen eines Fehlersignals mit einem Wert, der die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen angibt, und Einstellen der Schaltfrequenz gemäß dem Wert des Fehlersignals, wodurch die Ausgangsleistung der Leistungsversorgung kontinuierlich in Richtung auf die Soll-Leistung eingestellt wird, gekennzeichnet durch: Erzeugen einer Reihe von Betriebszyklen mit einem ersten Treiberabschnitt, wobei der Schalter in Folge alternativ leitend und nicht-leitend gemacht wird, und einem Ruheabschnitt, in dem der Leiter nicht-leitend ist, Abtasten des augenblicklichen Stroms durch die Schaltvorrichtung und unabhängig von dem durch die Lampe fließenden Strom und Einstellen der Zeit des ersten Treiberabschnitts des Betriebszyklus gemäß dem Fehlersignal.
• Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungsregelschaltung für eine Entladungslampe in einer geschlossenen induktiven Schleife und betätigt durch eine elektrische Leistungsversorgung mit einer Gleichstromeingangsstufe mit einer gegebenen Spannung und einer Ausgangsleistung vorgesehen, die durch eine Schaltfrequenz von einer Leistungsschaltvorrichtung in der Leistungsversorgung gesteuert wird, wodurch in die geschlossene Schleife Gleichstrom fließt, wenn die Schaltvorrichtung leitend ist, und kein Strom von der Leistungsversorgung zu der geschlossenen Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist, mit einer Einrichtung zum Abtasten des durch die Schaltvorrichtung fließenden Ist-Stroms, und einer durch den abgetasteten Schalterstrom gesteuerten Einrichtung zum Erzeugen eines ersten Signals mit einem Wert, der der Ist-Leistung proportional ist, die der geschlossenen Schleife durch die Leistungsversorgung zugeführt ist. Durch Ermitteln und Abtasten des Stroms, der durch den Leistungsschalter selbst fließt, kann die an die Lampe angelegte, durch das Rückführungssignal wiedergegebene Leistung ohne die Veränderungen der Betriebseigenschaften der Lampe selbst bestimmt werden. Dieses einzigartige, neue Rückführungssignal wird zur Steuerung der Leistungsversorgung verwendet.
• Eine mathematische Bestimmung ergibt, daß der mittlere Strom Io durch die Schaltvorrichtung der Stromversorgung proportional zu der Lampenleistung ist. Dies kann unter Verwendung eines zu beschreibenden Standard-Gleichstromzerhackers oder -wechselrichters zum Treiben einer in Fig. 1 gezeigten Hochintensitätsentladungslampe mathematisch verdeutlicht werden.
• Der Schalterstrom oder der abgetastete Strom IS umfaßt eine Reihe von Strompulsen, die elektrisch verarbeitet werden können, um ein Spannungssignal Vo zu erzeugen, der die Eingangsleistung Pin an die Leistungsversorgung von einer Stromquelle angibt. Diese Eingangsleistung wird mathematisch dazu bestimmt, eine Integration des Produkts der Größe der Spannung V(t) und des Schalterstroms i(t) zu sein, wie in der Gleichung (1) von Fig. 1 gezeigt. Der Strom i(t) ist der Momentanstrom, der aus der Wandlerwirkung der Stromversorgung resultiert. Eine derartige Integration von V(t) i(t) dt wird zwischen ta, tb für eine Periode durchgeführt, die durch eine Anzahl von Betriebszyklen T bestimmt ist. Dies schafft einen Wert, der die Eingangsleistung Pin angibt. Da für eine mathematische Analyse angenommen werden kann, daß die Größe der Gleichstromquellenspannung Vb konstant ist, variiert die Eingangsleistung Pin der Stromversorgung direkt proportional zu dem abgetasteten Momentanstrom i(t) im Sekundärkreis der Stromversorgung, wie in Gleichung (2) gezeigt. Dieser Strom wird zu der Lampentreiberschaltung geleitet und umfaßt eine Mehrzahl von zu beschreibenden Strompulsen CP. Die Leistung der Lampe PL entspricht im wesentlichen der Größe der Gleich- Stromeingangsstufenspannung Vb mal dem mittleren Schalterstrom Io dividiert durch den üblicherweise konstanten Wirkungsgrad der Leistungsversorgung. Die Beziehung zwischen den Funktionen Pin, PL und dem Wirkungsgrad der Leistungsversorgung ist in Gleichung (3) wiedergegeben. Die Beziehung zwischen PL und Io ist in der Gleichung (4) mit einer Konstanten K ausgedrückt, die Vb und die Wirkungsgradgröße der Gleichung von Fig. 3 umfaßt. Da der Wirkungsgrad relativ hoch ist und konstant bleibt, und die Gleichstromquellenspannung Vb im wesentlichen konstant bleibt, ist die Leistung zu der Lampe PL eine Variable des mittleren abgetasten Schalterstroms Io, der durch den zu beschreibenden Leistungsschalter fließt. Der Strom Io ist ein Integral des Momentanstroms, der aus der Wandlerwirkung über eine vorgewählte Anzahl von Zyklen n resultiert, welcher Momentanstrom durch einen trapezförmigen Strompuls CP angenähert werden kann und den mittleren Strom Io durch den Schalter angibt. Durch Abtasten des Schalterstroms und Leiten durch ein Tiefpaßfilter als Stromspannungssignal Vs kann ein zu dem mittleren abgetasteten Strom Io proportionales Spannungssignal durch das Tiefpaßfilter extrahiert werden. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters wird dadurch ein Spannungssignal Vo, das einen Wert hat, der proportional zu der Ist-Leistung PL ist, die durch die Leistungsversorgung der geschlossenen Schleife zugeführt wird. Dabei handelt es sich um das erste Signal oder das einzigartige Rückführungssignal, das bei der Erfindung verwendet wird und einen wesentlichen Teil der Erfindung bildet.
• Der im Zusammenhang mit der mathematischen Analyse beschriebene gemittelte Strom Io wird als ein erstes Signal verwendet, das proportional zu der tatsächlichen durch die Lampe verwendeten Leistung ist oder diese wiedergibt. Dieses erste Signal wird mit einem zweiten Signal summiert, das einen zu einer Soll-Leistung proportionalen Wert zum Erzeugen eines Fehlersignals hat, das einen die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen angebenden Wert hat. Eine Schaltfrequenz der Spannungsversorgung wird gemäß dem Wert des Fehlersignals so eingestellt, daß die Ausgangsleistung der Leistungsversorgung kontinuierlich in Richtung auf die Soll-Leistung eingestellt wird. Ein abgetasteter Strom IS wird entwickelt und in ein Spannungssignal Vo gemittelt, das als Leistungssteuerungsrückführungssignal verwendet wird. Dieses spezielle Signal Vo wird durch die Lampenschaltung selbst nicht beeinflußt, so daß die zur Lampe geleitete Leistung ohne die Notwendigkeit konstant gehalten wird, die Spannung über der tatsächlichen Lampe selbst zu messen.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zum Steuern des Dimmens einer Lampe verwendet wird, wird ein Paar entgegengesetzt gepolter, auf geeignete Torschaltungssignale ansprechende Schaltvorrichtungen als Leistungsversorgung für ein Fluoreszenzlampensystem mit einer Resonanzvorschaltanordnung verwendet, die die Sekundärseite eines Transformators umfaßt. Ein Strom in Erwiderung auf die geeigneten Torschaltsignale wird in der Primärseite des Transformators als Anzeige des Stroms abgetastet, der in der Lampe in entgegengesetzte Richtungen-entsprechend den Torschaltsignalen fließt. Durch Kombinieren dieser entgegengesetzt fließenden Stromsignale während zwei entgegengesetzt arbeitenden Phasen wird ein Steuerstrom Io entwickelt. Dieser Steuerstrom Io wird durch ein Tiefpaßfilter geschickt, um ein Spannungssignal Vo zu erzeugen, das mit einem Soll-Signal summiert und daraufhin durch einen Fehlerverstärker verstärkt wird. Dieses Fehlersignal wird als Rückführungssignal zum Steuern der Leistung verwendet, die an die Fluoreszenzlampe angelegt wird, durch Ändern der Schaltfrequenz der entgegengesetzt gepolten Schaltvorrichtungen. Auf diese Weise wird die Leistung der Lampe in ähnlicher Weise gesteuert wie bei der Schaltung und dem Verfahren, durch die ein konstanter Wert für eine Hochintensitätsentladungslampe, wie vorstehend erläutert, gesteuert wird.
• Gemäß der Erfindung wird eine Stromregeleinrichtung zum Erzeugen einer Reihe von Betriebszyklen T mit einem ersten Treiberabschnitt W verwendet, wobei der Schalter der Leistungsversorgung abwechselnd in Folge leitend und nicht-leitend gemacht wird, und einem Ruheabschnitt T-W, wobei der Schalter nicht-leitend ist. Die Erfindung verwendet deshalb das Konzept eines Rückführungssignals zum Steuern der Lampenleistung in einem System zum Zuführen von Leistung zu beispielsweise einer Hochintensitätslampe, wie beispielsweise einer Natriumhochdrucklampe. Die Leistungsregelungsschaltung, die diesen Aspekt der Erfindung verwendet, umfaßt eine Abfolge einzigartiger, neuer Betriebszyklen T. Die Zeit des ersten Treiberabschnitts W in bezug auf die Gesamt zeit des Betriebszyklus T, das heißt der Tast- bzw. Einschaltdauerzyklus W/T wird gemäß dem Fehlersignal eingestellt, das die Differenz zwischen der Soll-Leistung und dem Leistungssignal wiedergibt, das aus dem Signal Vo abgeleitet ist. Durch Einstellen des Einschaltdauerzyklus der Betriebszyklen T wird eine einzigartige Anordnung zum Steuern der gesamten Leistung geschaffen, die einer Hochintensitätslampe zugeführt wird, um eine gewünschte konstante Farbtemperatur für die Lampe aufrechtzuerhalten. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Länge des ersten Treiberabschnitts W in dem Betriebszyklus T durch Ändern der Frequenz eingestellt, bei der der Schalter zwischen leitenden und nicht-leitenden Zuständen während des ersten Treiberabschnitts W des Betriebszyklus T umgeschaltet wird. Durch Aufrechterhalten einer festen Anzahl N von Schaltvorgängen in dem Treiberabschnitt W des Betriebszyklus T und Verwenden des Fehlersignals zur Änderung der Frequenz der Schaltabfolge wird die Einschaltdauer W/T eingestellt, ohne die Eingangsleistung von der Leistungsversorgung zu der Lampenschaltung schlagartig zu beenden oder zu zerhacken.
• Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:
• Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Betreiben einer Hochintensitätslampe (HID), wie beispielsweise einer Natriumhochdrucklampe,
• Fig. 2 ein Diagramm des Lampenstroms und der Lampenspannung in Beziehung zu einer Regelschaltung unter Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
• Fig. 3 ein Blockdiagramm und ein Verdrahtungsteildiagramm der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
• Fig. 4 eine vergrößerte Stromkurve, die die Betriebseigenschaften eines Strombetriebsartregelsystems zum Anlegen einer Leistung an eine Hochintensitätsentladungslampe zeigt,
• Fig. 5 eine Stromkurve, ähnlich derjenigen von Fig. 4, die die Betriebseigenschaft der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
• Fig. 6 einen Blockschaltplan, der die Betriebseigenschaften der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform zeigt,
• Fig. 7 eine Kurve, die das Spannungssignal VS zeigt, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
• Fig. 8 einen Blockschaltplan der gemeinsamen Aspekte der vorliegenden Erfindung, die zur Verwendung in beiden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung geeignet sind,
• Fig. 9 einen Blockschaltplan der vorliegenden Erfindung, der als Dimmerschaltung für eine Fluoreszenzentladungslampe verwendet wird,
• Fig. 10(a), 10(b), 10(c), 10(d), 10(e) und 10(f) Wellenformen, die mit der in Fig. 9 gezeigten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehen,
• Fig. 11(a), 11(b), 11(c) und 11(d) Schaubilder zur Verdeutlichung von Betriebseigenschaften der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung,
• Fig. 12 eine Familie von Kurven, die in Beziehung zu den Frequenzen stehen, die dem Betrieb von Lampen bei verschiedenen Leistungspegeln entsprechen und
• Fig. 13 einen Blockschaltplan, der weitere Einzelheiten der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• Auf die Zeichnungen bezugnehmend, in denen die Darstellungen zur Verdeutlichung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in nicht beschränkender Weise dienen, zeigt Fig. 1 ein HID-Lampensystem A, das eine Natriumhochdrucklampe 10 mit einer Vorschaltinduktionsspule L&sub1; umfaßt, die einen typischen Wert von 350 Mikro-Henry und eine Freilaufdiode 12 hat. Gemäß üblicher Praxis wird der Lampe, der Induktionsspule und der Diode durch eine Mehrzahl von beabstandeten Pulsen CP, die in bezug auf Fig. 7 diskutiert werden, von einer Leistungsversorgung PS eine Erregungsenergie zugeführt. Diese Leistungsversorgung umfaßt eine Eingangsstufe B, die mit einer Betriebsspannungsversorgung 20 versehen dargestellt ist, eine Normalleistungsfaktorkorrekturschaltung 22 und einen Vollwellenbrückengleichrichter 24, der ein mit CF bezeichnetes Ausgangsfilter hat. Die Eingangsstufe erzeugt eine Gleichspannungsquelle, bei der es sich um eine relativ brummfreie Gleichspannung Vb über die Ausgangsleitungen 30 und 32 handelt. Die Leistungsversorgung PS umfaßt einen Wechselrichter oder Gleichspannungszerhacker, der die Induktionsspule L&sub1;, die Diode 12, einen Abtastwiderstand RS1 und einen Leistungs- FET 40 umfaßt, der auf eine allgemein dargestellte Leistungsregelschaltung 42 anspricht, die aus Schaltungselementen besteht, die in bezug auf Fig. 3 beschrieben werden. Der Wechselrichter leitet Strom von der Gleichstromquelle Vb zu der Lampenschaltung, wenn der FET 40 sich in seinem leitenden Zustand befindet und blockiert einen Stromfluß von der Gleichspannungsquelle zu der Lampenschaltung, wenn sich der Leistungs-FET 40 in seinem nicht-leitenden Zustand befindet. Der Lampenschaltung wird durch abwechselndes Leitend- und Nichtleitendmachen des Leistungs-FET oder des Regelschalters 40 Leistung zugeführt, wobei die Größe der Lampenleistung PL allgemein proportional zu der relativen Zeit ist, während welcher die Schaltvorrichtung oder der Leistungs-FET 40 leitend ist im Vergleich dazu, wenn er nicht-leitend ist.
• Die in der Einleitung diskutierte mathematische Analyse ist in den zur Fig. 1 gehörenden Gleichungen ausgeführt. Ein Schalterstrom durch den Leistungs-FET wird als Signal IS abgetastet, um ein Signal Io zu erzeugen, das gleich der Lampenleistung PL multipliziert mit einer Konstante K ist. Die durch die Gleichstromquelle der die Lampe 10 umfassenden Schleife zugeführte Leistung Pin ist gleich der Lampenleistung PL dividiert durch den Wirkungsgrad des in Beziehung zur Schaltung von Fig. 1 stehenden Leistungswechselrichters.
• Um den Strom durch die Schaltvorrichtung 40 abzutasten, wird der Abtastwiderstand RS1, der einen typischen Wert von 0,13 Ohm hat, an der Eingangsseite des Schalters 40 derart verwendet, daß die Leistungsregelschaltung 42, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ein Spannungssignal VS in einer Leitung 44 empfängt, die allgemein den Momentanstrom durch die Schaltvorrichtung 40 angibt. Durch Einstellen des Sollwerts SP der Leistungsregelung 42, wie am besten aus Fig. 3 hervorgeht, kann das Spannungssignal VS in der Leitung 44 zum Steuern der Betriebsfrequenz des Leistungsschalters 40 verwendet werden, um die Leistung PL der Lampenschaltung zur Nachsteuerung des Sollwerts SP einzustellen. Dadurch wird durch bloßes Abtasten des Stroms die Leistung zu der Lampenschaltung PL auf dem Sollwert SP ungeachtet von Parameteränderungen in der Vorschaltanordnung, umfassend die Lampe 10, die Induktionsspule L&sub1; und die Diode 12, aufrechterhalten. Das Aufrechterhalten dieser Leistung auf einem konstanten Wert sorgt wiederum für eine konstante Farbtemperatur der Lampe 10.
• Die Leistungsregelung 42 von Fig. 1 ist als eine Anzahl von Schaltungselementen umfassend dargestellt, die in der in Fig. 3 gezeigten Weise miteinander verschaltet sind. Wie im einzelnen in Fig. 3 gezeigt, wird der Schaltstrom IS am Widerstand RS1 derart abgetastet, daß ein Spannungssignal VS entwickelt wird. Das Signal VS ist als die trapezförmige, in durchgehender Linie dargestellte Wellenform benachbart zur Abtastleitung 44 dargestellt und mehr im einzelnen in Fig. 7 gezeigt. Das Signal VS auf der Leitung 44 ist eine Spannung, die für den Strom repräsentativ ist, der von der Leistungsversorgung PS zu der Lampenschaltung geleitet wird.
• Wie mathematisch entwickelt, gibt die Integration des Schaltstroms auf der Grundlage der Zeit, d. h. das Signal IS, die Ist-Leistung PL an oder gibt diese wieder, die durch die Leistungsversorgung PS der Lampe zugeführt wird. Die direkte Beziehung zwischen dieser Integration und der Lampenleistung PL wird durch die Lampe selbst nicht beeinflußt. Das momentan abgetastete Stromsignal IS wird zu einem Tiefpaßfilter 110 geleitet, das, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Widerstand und einen Kondensator hat und einen Ausgang 112 zum Führen eines Signals Vo, das im wesentlichen repräsentativ für das Mittel des Signals IS ist. Das Ausgangssignal Vo hat einen zur Ist- Leistung proportionalen Wert, die zu der Lampenschaltung geführt wird. Diese Spannung Vo in der Leitung 112 wird zu einem Anschluß einer Summierverbindung 120 geleitet, die einen zweiten Anschluß hat, der an die Sollwert(SP)leitung 122 angeschlossen ist. Das Signal in der Ausgangsleitung 124 der Summierverbindung 120 ist die Differenz oder der Fehler zwischen der Ist-Leistung PL, die zu der Lampenschaltung geleitet wird, wie auf der Leitung 112 durch ein erstes Spannungssignal (Vo) gezeigt ist, und der Soll-Leistung SP, die durch ein zweites Spannungssignal (SP) auf der Leitung 122 dargestellt ist. Dieses Fehler- oder Differenzsignal wird durch einen Standardfehlerverstärker EA 130 verstärkt, um in der Leitung 132 ein verstärktes Fehlersignal zu erzeugen. Der Pegel dieses verstärkten Fehlersignals zeigt die Differenz zwischen der Soll-Leistung SP und der Ist-Leistung an, die zu der Lampenschaltung geliefert wird, wie durch PL = KIo ausgedrückt, und wird durch die Parameteränderungen in der Lampe selbst nicht beeinflußt.
• Die Erzeugung des einzigartigen, neuen Fehlersignals in der Leitung 124 gemäß der allgemeinen Idee der vorliegenden Erfindung wird für verschiedene Ausführungsformen verwendet. Die Verstärkung des Signals zur Erzeugung des verstärkten Fehlersignals in der Leitung 132 wird ebenfalls in sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet, um die Frequenz der Schaltvorrichtung in der Leistungsversorgung PS für eine Zwangseinstellung der Ist-Leistung PL der Lampe PL in Richtung auf die Soll-Leistung SP zu steuern. Wenn eine konstante Leistung erwünscht ist, wie beispielsweise zum Betrieb einer HID-Lampe, ist SP ein fester Wert. Wenn die Erfindung zum Dimmen verwendet wird, wie beispielsweise in einem Fluoreszenz-Lampensystem, wird SP auf den gewünschten Lampenlichtpegel eingestellt.
• Wie in der bevorzugten Ausführungsform von Fig. 3 gezeigt, wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung die Schaltfrequenz 1/P des Leistungsschalters 40 eingestellt, um PL mit Io nachzusteuern. Dieses Konzept wird durch einen Spannungs/Frequenzwandler oder einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO-IN1B17) 140 verwirklicht, der einen Ausgang 142 mit einer Frequenz hat, die durch den Spannungspegel des verstärkten Fehlersignals in der Leitung 132 gesteuert wird. Der Ausgang 142 enthält eine Reihe logischer Pulse CK mit einer Periode P und einer Frequenz 1/P. Diese Pulse werden zu einer Leitung 142a 1/P zum Takten eines Standardstrombetriebsartsteuerchips 146 (UC 3843 von Unitrode) geleitet, der ein logisches Ausgangssignal LS hat, das auf einer Leitung 146a anliegt, die den effektiven Betrieb des Leistungs-FET 40 steuert. Ein Puls CK in der Leitung 142a verursacht eine logische Änderung des logischen Signals LS in einer Leitung 146a, um den Leistungs-FET 40 leitend zu machen. Zur selben Zeit taktet oder dekrementiert ein Signal in einer Leitung 142b, das durch den VCO 140 erzeugt wird, einen Zähler 150, der auf 25 voreingestellt ist. Ein zweiter Taktgeber 160, bei dem es sich um eine selbstschwingende Schaltung oder einen stabilen Multivibrator handeln kann, erzeugt eine geeignete Zeitdauer T, die in der bevorzugten Ausführungsform 2,8 ms beträgt, und bewirkt eine Voreinstellung des Zählers 150 auf 25. Diese Dauer von 2,8 ms bestimmt den Betriebszyklus T der in Fig. 2 gezeigten Wellenform. Die voreilende Kante des ersten Auftretens eines Signals CK in der Leitung 142 während eines gegebenen Betriebszyklus T startet den Betriebszyklus durch Takten der Strombetriebsartsteuerung 146. Die Leistungsschaltvorrichtung 40 wird durch eine Änderung des logischen Zustands des Signals LS in den leitenden Zustand überführt. Zu diesem Zeitpunkt dekrementiert ein Puls oder Signal in der Leitung 142b den digitalen Zähler 150. Jedes folgende Signal oder jeder folgende Puls CK in der Leitung 142 macht die Schaltvorrichtung 40 leitend, wenn sie nicht bereits leitend ist, und dekrementiert den Zähler 150. Nachdem der Zähler 150 ausgehend von der voreingestellten Zahl von 25 auf Null dekrementiert wird, wird in der Ausgangsleitung 152 ein Sperrsignal erzeugt. Dieses Signal hemmt den spannungsgesteuerten Oszillator 140 und die Strombetriebsartsteuerung 146. Nachdem in der Leitung 142 während eines gegebenen Betriebszyklus T 25 Zählpulse oder Pulse CK erzeugt worden sind, wird der Leistungsschalter 40 nicht länger in den leitenden Zustand überführt, und das Signal LS verbleibt im logischen AUS-Zustand. Die Leitung 156 hemmt den VCO 140 derart, daß in der Leitung 142 keine weiteren Pulse CK empfangen werden. Der VCO und der Strombetriebsartchip 146 werden deshalb gemeinsam synchronisiert und gestartet, nachdem ein Zeitgeber 160 zum Zurücksetzen des Zählers 150 abgelaufen ist. Wenn die Taktvorrichtung 160 abgelaufen ist (2,8 ms), um den Betriebszyklus T zu beenden, wird der Zähler 150 auf 25 voreingestellt, und das Sperrsignal in den Leitungen 142, 154 und 156 wird weggenommen. Das diskutierte Ansprechen auf das Signal auf der Leitung 132 wird daraufhin für den nächsten Betriebszyklus T wiederholt. Soweit beschrieben, wird in der Leitung 146a in Erwiderung auf einen Puls CK ein logischer EIN-Zustand erzeugt, um die Leitfähigkeit der Schaltvorrichtung 40 auszulösen. Der Schalter ist solange leitend, wie dieser logische EIN-Zustand des Signals LS auf der Leitung 146a aufrechterhalten wird. Dieser logische EIN-Zustand des Signals LS wird aufrechterhalten, bis der Chip 146 in einen AUS-Zustand überführt wird, der seinerseits das Signal LS in den logischen AUS-Zustand überführt. Gemäß üblicher Praxis wird der logische AUS-Zustand erzeugt, wenn der Pegel des in der Leitung 44 als VS wiedergegebenen Stroms IS einen vorgewählten Wert entsprechend einem maximalen Strompegel erreicht, der im Chip 146 eingestellt ist. Das Signal VS wird am Vergleichsanschluß CS durch die Leitung 170 in den Chip 146 eingeführt. Wenn der Schalter 40 durch die Pulse CK und LS leitend gemacht wird, wird der Strom dadurch von der Gleichstromquelle Vb zur Lampe 10 geleitet, bis der maximale Strom Imax erreicht wird, der durch die Spannung in der Leitung 170 bestimmt ist. Wenn diese Bedingung auftritt, wird der Spannungspegel in der Leitung 170 durch den Chip 146 derart abgetastet, daß der logische Zustand des Signals LS, der den Leistungs-FET 40 ausschaltet, geändert wird. Der Puls CK schaltet den Schalter ein und das Erhalten des Stroms Imax schaltet den Schalter aus. Dies wird jeweils durch Signale in die Anschlüsse CK bzw. CS des Chips 146 bewirkt.
• Die vorstehend beschriebene Schaltung betrifft die Zufuhr des Hauptstroms zur Lampe 10, während ein in Fig. 2 gezeigter "Halte"-Strom für die Lampe 10 durch den Betrieb eines Inverters 180, einer Taktvorrichtung 182, einer Leistungs-FET-Vorrichtung 184, einer Diode 186, eines zweiten Abtastwiderstands RS2 eines typischen Werts, wie beispielsweise 8,2 Ohm, und einer Induktionsspule L&sub2;, die einen typischen Wert von 85 Milli-Henry hat, erzeugt. Die Taktvorrichtung 182 hat einen internen Taktgeber und kann von einem Typ sein und einen Betrieb haben, wie der vorstehend beschriebene Standardstrombetriebssteuerchip 146. Im Betrieb aktiviert der Inverter 180 in Erwiderung auf das Sperrsignal, das durch den Taktgeber 150 und die aktuelle Ein-Leitung 15 erzeugt wird, die Taktgebervorrichtung 182. Die Taktgebervorrichtung 182 steuert den FET 184 in ähnlicher Weise wie dies für den den FET 40 steuernden Chip 146 beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß das Spannungssignal, das bestimmt, daß die Vorrichtung 182 ausgeschaltet ist, durch den Abtastwiderstand RS2 gesteuert wird, der einen Strom ("Haltestrom") abtastet, der seinerseits in erster Linie durch den Wert der Induktionsspule L&sub2; bestimmt ist. Weitere Einzelheiten des "Halte"-Stroms zusammen mit dem vorstehend diskutierten Hauptstrom in bezug auf Fig. 3 werden in bezug auf Fig. 2 erläutert.
• Fig. 2 zeigt den allgemeinen Betrieb der in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform. Wenn der Leistungs-FET 40 während eines Betriebszyklus T zunächst leitend gemacht wird, steigt der Lampenstrom IL entsprechend der Spannung über die Induktionsspule L&sub1; sofort an. Die im unteren Schaubild von Fig. 2 gezeigte Lampenspannung VL steigt ebenfalls schnell an, um die Zündbedingung der HID-Lampe 10 neu zu starten oder auf einer hohen Spannung aufrechtzuerhalten, die in dem Schaubild als ungefähr 225 Volt dargestellt ist. Nachdem die Zündbedingung neu begründet worden ist, erreicht der in der Leitung 44 abgetastete Lampenstrom einen Maximalpegel Imax, der in der Leitung 170 als Spannung ermittelt wird. Wenn dieser maximale Strom erreicht ist, wird die Schaltvorrichtung 40 nicht leitend gemacht. Der logische Zustand auf der Leitung 146a verschiebt sich. Der Lampenstrom IL startet daraufhin, um entlang einer allmählicheren Steilheit abzunehmen wie der Leerlaufverlauf des Stroms. Daraufhin wird der logische Zustand auf der Leitung 146a verschoben, um den Schalter 40 einzuschalten, wenn ein Puls CK am Ausgang des Oszillators 140 erzeugt wird. Diese Verschiebung des logischen Zustands, die durch den Puls CK erzeugt wird, veranlaßt die Schaltvorrichtung 40 erneut dazu, leitend zu sein. Der Schalter 40 schaltet mit einer voreingestellten Häufigkeit, im dargestellten Fall mit N = 25, zwischen leitend und nicht-leitend. Der Zähler 150 läuft bei 25 Pulsen CK ab und hemmt den Oszillator 40 und hemmt außerdem Verschiebungen des logischen Zustands auf der Leitung 146a durch den Chip 146. Wenn der Zähler 150 auf Null dekrementiert, läuft der Treiberabschnitt W des Zyklus T ab. Der Lampenstrom verschiebt sich zum "Halte"- Strom, der durch die betreffenden Schaltungselemente von Fig. 3 entwickelt wird. Die Lampenspannung VL bildet sich allmählich auf ungefähr 150 Volt zurück und wartet auf den Start des Antriebsabschnitts W im nächsten darauffolgenden Betriebszyklus T.
• Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt der Betriebszyklus T zusammenfassend einen anfänglichen Treiberabschnitt W, auf den ein Ruheabschnitt T-W folgt. Die Taktgebervorrichtung 160 startet den nächsten Zyklus T am Abschnitt W durch Voreinstellen des Zählers 150 auf 25. Der Einschaltdauerzyklus des Betriebszyklus T ist W/T; wenn deshalb die Länge von W durch Ändern der Frequenz 1/P geändert wird, wird der Einschaltdauerzyklus geändert, um die Lampenleistung PL einzustellen. Um die seitliche Länge des Abschnitts W zu ändern, wird die Frequenz der Pulse CK in der Leitung 142 durch den Oszillator 140 variiert. Die Weite des Abschnitts W ändert sich mit der Frequenzänderung des VCO, weil die Anzahl N des Zählers 150 fest ist.
• Die Betriebseigenschaften der Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung und nach dem Stand der Technik sind jeweils in den Fig. 5 und 4 gezeigt. Fig. 4 zeigt in üblicher Weise, wodurch eine Strombetriebsartregelung gemäß dem Stand der Technik während der aktiven Betriebsart zum Zuführen von Leistung zu einer Entladungslampe arbeitet. Wenn der Leistungsschalter leitend ist, entwickelt sich der Lampenstrom IL längs der anfänglichen Linie mit einer Steigung A weiter, die gesteuert wird durch (1) die Gleichstromquellenspannung Vb und (2) die Spannung VBL über die Vorschaltinduktionsspule L&sub1;, die durch ihren Induktionswert bestimmt ist. Sobald der Lampenstrom IL auf den maximalen Strom Imax angewachsen ist, wird der Schalter 40 nicht-leitend gemacht, und der Lampenstrom nimmt entlang einer Steigung B ab, die wesentlich geringer ist als die Steigung A. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird die Steigung A als die Differenz (Vb-VBL), geteilt durch den Wert der Induktionsspule L&sub1;, ausgedrückt, während die Steigung B als die Größe VBL geteilt durch den Wert der Induktanzspule L&sub1; ausgedrückt wird. Wie durch das Patent von Stuermer et al, US-A-47 49 913, gemäß dem Stand der Technik gelehrt, kann ein Schalter, wie beispielsweise der FET 40 beim Durchführen der aktiven Betriebsart unter Verwendung eines Strombetriebsartvorgangs, der Imax und Imin berücksichtigt, erneut leitend gemacht werden, wenn der Lampenstrom einen minimalen Strom Imin derart erreicht, daß der Lampenstrom zyklisch Imax und Imin einnimmt.
• Ein anderes Konzept zum Betreiben der Strombetriebsartregelung besteht darin, es dem Strom zu gestatten, abzunehmen, bis der logische Zustand des FET durch einen Taktpuls CK am Anschluß CK einen Strombetriebsartsteuerchips, wie beispielsweise des Chip 146, verschoben worden ist. Die Schaltvorrichtung 40 wird deshalb durch beabstandete Pulse CK leitend gemacht und nicht durch die Abnahme des Lampenstroms auf einen minimalen Pegel Imin. Gemäß den Leistungsschaltungen nach dem Stand der Technik, die einen Strombetriebsartchip verwenden, wurde die Änderung des Stroms zwischen Zunahme und Abnahme unabhängig davon, wie die Zunahme gestattet worden ist, für den gesamten aktiven Zyklus der Lampe fortgesetzt. Der logische Zustand auf einer Signallinie, ähnlich zu LS, wurde entweder durch Erreichen eines minimalen Lampenstroms Imin oder durch Erzeugung eines nächsten Pulses erzeugt. Dieses Konzept, demnach der Lampenstrom dazu veranlaßt wird, zuzunehmen, woraufhin er freilaufengelassen wird, und abzunehmen, unter Verwendung eines Strombetriebsartsteuerchips, wird als Steuermerkmal während einer festen Zeitdauer des Lampenbetriebs verwendet. Der gesamte Betriebszyklus T der Leistungssteuerschaltung d2, die in Fig. 1 gezeigt ist und die logische Auslegung von Fig. 3 hat, ist allgemein in Fig. 2 und mehr im einzelnen in Fig. 5 gezeigt.
• Der Unterschied zwischen Fig. 4 und 5 besteht darin, daß die in Fig. 5 gezeigte vorliegende Erfindung einen Betriebszyklus T verwendet, bei dem es sich nicht um eine kontinuierliche oder feste aktive Betriebsart handelt, wie die in Fig. 4 gezeigte nach dem Stand der Technik. Nach einer gegebenen Anzahl N von Pulsen von dem VCO 140 wird der Abschnitt W, der die Gesamtdauer der Wellenform des Lampenstroms IL umfaßt, beendet, und die Leistungsversorgung PS geht in einen Ruheabschnitt über, der den Rest des Zyklus T abdeckt, bis der nächste Zyklus T durch die Taktvorrichtung 160 gestartet wird.
• Wie in Fig. 5 graphisch gezeigt, besteht ein Aspekt der Erfindung in der Erzeugung einer Tastzyklus-Leistungssteuerung für die Lampe. Durch Einstellen der Frequenz 1/P der Pulse CK wird der zeitaktive Treiberabschnitt W in bezug auf die Gesamtzeit des Zyklus T vergrößert oder verkleinert. Die Länge des Abschnitts W könnte natürlich durch einen Zeitgeber eingestellt werden, der den Treiberabschnitt W zu einer einstellbaren Zeit beenden würde, die durch die abgetastete Leistung gesteuert wird, die aus dem Strom IS erhalten wird. Dies könnte einen Zerhackereffekt verursachen, der das nachlaufende Ende des Treiberabschnitts W stören und die Lampe dazu veranlassen könnte, zu flackern. Durch Verwenden des Aspekts der vorliegenden Erfindung, wonach die Anzahl N dieselbe bleibt und die Leistung von der Leistungsversorgung PS durch Ändern der Frequenz der Pulse CK in der Leitung 146a gemäß der abgetasteten Ist-Leistung eingestellt wird, wird ein weicher Leistungssteuerbetrieb ausgeführt, während eine genaue Steuerung der Leistung erreicht wird.
• Soweit beschrieben, ist der Sollwert SP ein fester oder konstanter Spannungspegel. Gemäß einem zusätzlichen oder wahlfreien Merkmal der vorliegenden Erfindung kann der Sollwert SP gemäß der tatsächlichen Eingangsleitungsspannung eingestellt werden, die gewisse geringe Schwankungen der Gleichspannung Vb verursacht. Um dieses zweite Ziel zu erreichen, hat, wie in Fig. 3 gezeigt, ein Operationsverstärker 200 den Pegel einer Spannung Vb als Eingang durch den Transistor 202. Ein Bezugsspannungssignal in einer Leitung 204 läßt Schwankungen der Gleichspannung zu, um den oberen Abschnitt eines SP-Spannungsteilers 210 zu verschieben. Dies verursacht eine geringfügige Einstellung des Spannungssignals des Sollwerts SP in der Leitung 122. In Fig. 3 ist der Sollwert SP als durch einen Rheostaten oder ein Potentiometer einstellbar gezeigt. Dieses Merkmal kann zum Dimmen der Lampe verwendet werden; in einer Hochintensitätsentladungslampe ist jedoch eine konstante Leistung derart erwünscht, daß die Einstellung von SP an dem Rheostaten dahingehend vorgenommen werden kann, daß eine Optimierung zwischen der Beleuchtung und der Lampenlebensdauer bewirkt wird. Durch Vorsehen einer Rückführung von der Gleichspannung Vb, ebenso wie von dem leistungsanzeigenden Stromsignal Io, ist die Leistung innerhalb von 1% auf der Grundlage von Lampenbetriebsspannungsschwankungen und 2% auf der Grundlage von Leitungsspannungsschwankungen gesteuert worden.
• Die Erfindung umfaßt zusammenfassend gemäß ihrem breitesten Aspekt die Schaffung eines Signals Io durch die Leistungsversorgung PS, welches Signal den tatsächlichen Stromfluß durch den Schalter 40 anzeigt, der seinerseits die Leistung anzeigt, die der Lampe 10 zugeführt wird, d. h. PL = KIo. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird dieses abgetastete Prozeßstromsignal Io, das in ein Spannungspegelsignal entwickelt wird, mit einem Sollwertspannungspegel verglichen. Die Differenz zwischen diesen Spannungspegeln stellt die Frequenz ein, die für den Betrieb der Schaltvorrichtung 40 verwendet wird. Dies ergibt eine Rückführungsschleife zum Steuern der Leistung gemäß dem abgetasteten Stromsignal Io. Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sowie zur Verwendung mit einer Hochintensitätsentladungslampe wird das Einschaltdauerzyklus W/T-Konzept gemäß den Fig. 2 und 5 eingesetzt, wobei der erste Treiber- oder Leistungsabschnitt W eine feststehende Anzahl N von Strompulsen hat. Die Strompulse im Treiberabschnitt W stoppen und warten auf ein Neustarten des Lampenstroms während des nächsten Treiberabschnitts. Der Einschaltdauerzyklus wird durch Ändern der Frequenz 1/P der CK Pulse in Erwiderung auf die Lampenstromschwankungen geändert.
• Der allgemeine Betrieb der Erfindung ist in Fig. 6 in seiner einfachsten Form schematisch gezeigt. Der Leistungssteuer-FET 40 wird durch das logische Signal LS von einem Pulsdauerregler 146 gesteuert. Eine Vergleicherschaltung 220 des Chips 146 ist als getrennter Bestandteil gezeigt, um seinen Betriebsablauf zu verdeutlichen. Wenn der Strom VS, der in der Leitung 170 abgetastet wird, einen Bezugspegel übersteigt, schaltet der Vergleicher 220 den Leistungsschalter 40 aus. Der Leistungsschalter wird daraufhin durch einen Puls CK von dem spannungsgesteuerten Oszillator 140 eingeschaltet. Da der maximale Lampenstrom außerdem der maximale Strom durch den Schalter 40 ist, wird die abgetastete Spannung in der Leitung 170 zum Kippen des Vergleichers 220 verwendet. Dieses Merkmal geht besser aus Fig. 7 hervor, in der es sich bei den durch eine durchgezogene Linie dargestellten Pulsen CP1-CPN um voneinander beabstandete Strompulse durch den Schalter 40 während jedes Treiberabschnitts W handelt. Während des Strompulses CP1 wird der Schalter 40 ausgelöst. Dieser Puls lädt die Induktionsspule L&sub1; auf. Da der maximale Strom Imax während des ersten Strompulses CP1 nicht erreicht wird, ändert der nächste Taktpuls CK in der Leitung 142a den Betrieb des Schalters 40 nicht, der immer noch leitend ist. Der Schalter 40 wird nicht leitend, wenn der maximale Lampenstrom Imax erreicht ist. Wenn dies auftritt, wird der Schalter 40 nicht leitend gemacht. Dies erzeugt die trapezförmige Welle von Fig. 7 mit den vorstehend in bezug auf Fig. 4 diskutierten Steigungen A und B. Die gestrichelte Linie zwischen den Strompulsen CP1-CPN zeigt an, daß der Lampenstrom IL sich zwischen dem maximalen Pegel Imax und einem Pegel ändert, die durch die Lampe 10 fließen, der während des nächsten auftretenden nachfolgenden Pulses CK vorhanden ist. In dieser Darstellung überlappen die Pulse CP1 den zweiten Taktpuls CK; die Anzahl der Pulse beträgt deshalb N-1. Das wesentliche Merkmal ist, daß die Anzahl der Taktpulse CK = N. Diese Veränderung wird verwirklicht, wenn angezeigt wird, daß die Anzahl der Pulse gleich N ist.
• Gemäß der Erfindung tastet die Leistungssteuerung 42, die in Fig. 1 allgemein gezeigt ist, den Strom IS ab, der durch den Schalter 40 fließt, der repräsentativ für den Strom ist, der in der Lampe fließt und zeitweise den maximalen Lampenstrom Imax anzeigt, das bedeutet der gleiche wie sowohl der Lampenstrom als auch der Schalterstrom. Aus diesem Grund kann der Schalterstrom IS in der Leitung 102 durch die Leitung 170 dazu verwendet werden, die Schaltvorrichtung 40 am Chip 146 nicht leitend zu machen.
• Fig. 8 zeigt in beiden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verwendete Bauteile, die es erlauben, daß ein abgetasteter Strom IS als die Ist-Leistung PL ausgelesen wird, die in der Lampenschaltung verbraucht wird. Durch Hindurchschicken der in Fig. 7 gezeigten Wellenform von VS durch das Tiefpaßfilter 110 wird der Gleichstrompegel oder das erste Signal Vo in der Leitung 112 erzeugt. Dieses erste Signal wird als Rückführung verwendet, um eine Änderung der Frequenz 1/P der Pulse CK in der Leitung 142 durch Vergleich zu dem zweiten Signal SP zu verursachen, das die SOLLWERT-Leistung anzeigt, die für die Lampe 10 gewünscht ist. Die Fig. 7 und 8 zeigen zusammen mit Fig. 3 das grundlegende Leistungssteuerungskonzept, das in beiden bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Die vorliegende Erfindung kann zum Steuern der Leistung einer Fluoreszenzlampe verwendet werden, wie in den Fig. 9-13 gezeigt. Fig. 9 zeigt ein Schema einer Schaltungsanordnung 230, die zwei Leistungs-FETs 232 und 234 umfaßt, die eine Gate- Treiberspannung VG1 ( A) und VG2 ( B) jeweils an ihrer Gate- Elektrode angelegt haben. Die FETs 232 und 234 sind, wie in Fig. 9 gezeigt, so geschaltet, daß zwischen ihnen ein Knotenpunkt vorgesehen ist, der an ein Ende einer Induktionsspule L&sub3; mit einem typischen Wert von 2,8 Milli-Henry angeschlossen ist, deren anderes Ende an einen Kondensator C angeschlossen ist, der einen typischen Wert von 2,2 Nanofarad hat, der seinerseits mit seinem anderen Ende an einen Knotenpunkt angeschlossen ist, der zwischen zwei Versorgungsgleichspannungen +Vb/2 und -Vb/2 angeschlossen ist, wie in Fig. 9 gezeigt, und außerdem an ein Ende einer Fluoreszenzlampe 236, deren anderes Ende wiederum an einen Knotenpunkt angeschlossen ist, der durch L&sub3; und C&sub1; gebildet ist. Die Werte der Bauteile L&sub3; und C&sub3; bestimmen in erster Linie die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung der Lampe 236. Die beiden Versorgungsgleichspannungen Vb/2 + Vb/2 und -Vb/2 sind ähnlich zu der vorstehend beschriebenen Vb, wobei jedoch eine Hälfte des Wertes mit ihren Polaritäten, wie in Fig. 9 gezeigt, in umgekehrter Weise angeordnet sind.
• Die Schaltungsanordnung 230 umfaßt ferner einen mittenangezapften Transformator 238 mit per Punkt bezeichneten Polaritäten, der an den Strom i(t) gekoppelt ist, der in die Induktionsspule L&sub3; fließt. Die Ausgangswicklungen des Transformators 238 sind jeweils voneinander durch Widerstände R&sub1; und R&sub2; getrennt, von denen jeweils ein Ende an die auf Masse gelegte Mittenanzapfung des Transformators 238 angeschlossen, und die dazu vorgesehen sind, zwei Stromgrößen k&sub1; (t) und - k&sub1; (t) zu schaffen, die jeweils zu Analogschaltvorrichtungen 240 und 242 geleitet werden. Die Vorrichtungen 240 und 242 sind jeweils durch Spannungen VG1 und VG2 torgeschaltet, und erzeugen entsprechend Größen k&sub1;ic(t) und -k&sub1;ic(t), die am Ausgang der Vorrichtungen 240 und 242 zusammengeführt oder summiert und an ein Tiefpaßfilter 244 geleitet werden, um die Größe Vo zu erzeugen, die ihrerseits an die zu beschreibende Schaltungsanordnung von Fig. 13 geleitet wird.
• Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung 230 kann dadurch beschrieben werden, daß zunächst die Ausdrücke (5), (6), (7), (8), (9) und (10) von Fig. 9 in Beziehung zu der Schaltungsanordnung von Fig. 9 gesetzt werden. Der Betrieb der Schalter FET 232 und 234 erlaubt es VG1 effektiv, proportional zu +VB/2 und VG2 (Gleichung (5)) proportional zu -VB/2 (Gleichung (6)) zu sein. Wenn der FET 232 leitend gemacht wird, ist die in Gleichung (7) gezeigte Spannung V(t) repräsentativ für VG1, während, wenn der FET 234 leitend gemacht wird, die Spannung V(t) repräsentativ für VG2 ist. Wenn die Größe V(t) über ein Intervall von tb-ta konstant ist, was eine Hälfte einer Dauer T ist, kann die Leistung PL der Lampe 236 durch die Gleichung (8) ausgedrückt werden. Wenn die Größe Io (die in direkter Beziehung zu Vo steht) wie in Gleichung (9) gezeigt, definiert wird, kann die Lampenleistung PL als Gleichung (10) ausgedrückt werden.
• Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung 230 kann ferner in bezug auf Fig. 10 beschrieben werden, die jeweils aus den Figuren (a); (b); (c); (d); (e); und (f) besteht, die die Funktionen k&sub1; (t)-k&sub1; (t); K1c; VG1 proportional zu Vb/2; VG2 proprotional zu -Vb/2; -k&sub1;ic(t); und Vo beschreiben. Der erste Abschnitt von Vo von Fig. 10(f) steht in Beziehung zu den Fig. 10(a), 10(b) und 10(c), während der zweite Abschnitt von Vo von Fig. 10(f) zu den Fig. 10(a), 10(d) und 10(e) in Beziehung steht.
• Der erste Abschnitt von Vo von Fig. 10(f) wird entwickelt, wenn das Torschaltsignal VG1, das eine Dauer von T/2 (Fig. 10(c)) hat, und das proportional zu +Vb/2 ist und in Beziehung zur Phase A der Leistungsversorgung ist, an den FET 232 angelegt wird, um ihn leitend zu machen. Das Signal VG1 wirkt dann als Zwangsausübungsfunktion, um die Entwicklung von k&sub1;ic(t) (Fig. 10(b)) zu verursachen, das dem Strom k&sub1;i(t) in der Lampe zum dem Zeitpunkt entspricht, der mit der Funktion ta startet und mit der Funktion tb endet, wie in Fig. 10(a) gezeigt. Umgekehrt wird der zweite Abschnitt von Vo von Fig. 10(f) entwickelt, wenn das Torschaltungssignal VG2, das eine Dauer von T/2 hat, und das proportional zu -Vb/2 ist und in Beziehung zur Phase b der Leistungsversorgung steht, an den FET 234 angelegt, um ihn leitend zu machen. Das Signal VG2 wirkt dann als Zwangsausübungsfunktion, um die Entwicklung von -k&sub1;ic(t) (Fig. 10(e)) zu verursachen, das dem Strom -k&sub1;i(t) in der Lampe zu dem Zeitpunkt entspricht, der mit der Funktion tb startet und mit der Funktion ta endet, wie in Fig. 10(a) gezeigt. Es ist zu bemerken, daß das Signal von Fig. 10(e) eine positive Größe aufgrund der Inversionsfunktion des Transformators 238 ist, und daß auch die Größen VG1 ( A) und VG2 ( B) in bezug aufeinander außer Phase sind. Ferner ist zu bemerken, daß die positive Größe Vo von Fig. 10(f) 100% der gewählten Leistung für die Lampe 236 entspricht, und daß sein Bereich über der Grundlinie im wesentlichen gleich dem kombinierten Bereich über und unter der Grundlinie für die Funktionen von Fig. 10(a) ist. Die Beziehung zwischen Vo und der Leistung für die Lampe 236 wird ferner in bezug auf Fig. 11 erläutert.
• Fig. 11 besteht aus den Fig. (a), (b), (c) und (d), die jeweils ähnlich zu den Fig. 10(c), 10(f), 10(c) und 10(f) sind. Fig. 11(a) zeigt das Torschaltungssignal VG1, das sich auf eine Phase a ( A) bezieht und VG2, das sich auf eine Phase b ( B) bezieht, die jeweils proportional zu +Vb/2 und -Vb/2 sind. Die Gesamtdauer (to) von VG1 und VG2 ist T = 20 Mikrosekunden und ist in Fig. 11(b) gezeigt. Fig. 11(b) zeigt, daß Vo eine Dauer von T = 20 Mikrosekunden und eine Wellenform ganz ähnlich zu Fig. 10(f) hat, die für die Wahl der vollen Leistung (100%) für die Lampe 236 repräsentativ ist. Die Fig. 11(c) und 11(d) sind jeweils ähnlich zu den Fig. 11(a) und 11(b) mit der Ausnahme, daß die Gesamtdauer (T) von VG1 und VG2 15 Mikrosekunden beträgt, und daß die gewählte Leistung für die Lampe 236 auf einen 20%-Wert vermindert ist.
• Ein Vergleich zwischen Vo der Fig. 11(b) und 11(d) ergibt, daß der gesamte Bereich von Vo in Beziehung zu VG1 steht, und VG2 von Fig. 11(b) (100% Leistung) im wesentlichen insgesamt positiv ist, während der gesamte Bereich von Vo von Fig. 11(d) (20% Leistung) auf oberhalb (positiv) und unterhalb (negativ) der Grundlinie liegend aufgeteilt ist, wobei der Bereich über der Grundlinie den Bereich unter der Grundlinie um ein Ausmaß von 20% übersteigt. Die der Lampe 236 zugeführte Leistung ist umgekehrt proportional zu der Frequenz der VG1- und VG2-Signale. Um beispielsweise die 100% Leistungswahl für die Lampe 236 zu erhalten, kann eine Frequenz von 50 kHz (1/20 Mikrosekunden) für die Torschaltungssignale VG1 und VG2 verwendet werden, und um eine 20% Leistungswahl für die Lampe 236 zu erhalten, kann eine Frequenz von 62,2 kHz (1/16 Mikrosekunden) für die Torschaltungssignale VG1 und VG2 verwendet werden. Die für das Torschaltungssignal VG1 und VG2 gewählte Frequenz steht in Beziehung zu der Resonanzschaltung der Lampe 236, insbesondere zu dem Induktionswert von L&sub3;, dem Kapazitätswert von C&sub1; und dem Widerstandswert R der Lampe 236, die in Übereinstimmung mit ihren Betriebsparametern geringfügig variieren. Beispielsweise können drei in Reihe geschaltete Fluoreszenzlampen 236 eines T8-Typs, die mit 100% Leistung betrieben werden, einen Gesamtwiderstandswert von 1800 Ohm haben, während die gleichen drei Lampen, mit 40% Leistung betrieben, einen Gesamtwert von 6000 Ohm haben können. Die für VG1 und VG2 gewählte Frequenz wird in bezug auf Fig. 12 näher erläutert.
• Fig. 12 zeigt eine Kurvenschar 250, 252, 254, 256, 258 und 260, die jeweils der ausgewählten Leistung für die Lampe 236 von 100%, 80%, 60%, 40%, 20% und 10% entsprechen. Fig. 12 hat eine X-Achse, die in Kilohertz (kHz) unterteilt ist und gibt die Frequenz in bezug auf die Torschaltungssignale VG1 und VG2 wieder. Ferner hat Fig. 12 eine Y-Achse, die die Größe der Ausgangsspannung Vo wiedergibt. Die Beziehung zwischen der Frequenz von VG1 und VG2 und der gewählten Leistung ist durch eine Lastkurvenlinie 262 wiedergeben, die die Kurvenschar schneidet. Beispielsweise schneidet die Kurvenlinie 262 die Kurve 250 (100% Leistung) bei einer Frequenz von 50 kHz, während die Kurvenlinie 262 die Kurve 258 (20% Leistung) bei einer Frequenz von 62 kHz schneidet.
• Das in Fig. 12 gezeigte und durch die Schaltungsanordnung 230 von Fig. 9 entwickelte Signal Vo wird zu der Schaltungsanordnung 264 von Fig. 13 geleitet. Das Signal Vo hat einen Gleichspannungspegel, der die tatsächliche an die Lampe 236 gelieferte Leistung anzeigt. Dieser Spannungspegel wird an den ersten Eingang einer Summierverbindung 270 angelegt, wobei die Soll-SP-Leistung zu dem zweiten Eingang der Summierverbindung geleitet wird. Ein Differenz- oder Fehlersignal wird in der Leitung 272 erzeugt und durch einen Fehlerverstärker 280 verstärkt, um ein Spannungspegelsignal im Ausgang 282 zu erzeugen. Das am Ausgang 282 vorhandene Signal wird an einen Spannungssteueroszillator (VCO) 290 angelegt, der in ähnlicher Weise arbeitet wie der VCO 140. Der VCO 290 erzeugt ein an die Leitung 292 angelegtes Ausgangssignal, das an einen Treiber 300 angelegt wird, der seinerseits die Torschaltungssignale VG1 und VG2 erzeugt.
• Die Lampenleistung PL kann gemäß der Frequenz der Triggerpulse eingestellt werden, die ihrerseits durch den spannungsgesteuerten Oszillator 290 gesteuert werden. Da sich die Schaltfrequenz in Erwiderung auf ein Fehlersignal ändert, ändert sich die Leistung in umgekehrter Beziehung. Durch Ändern der Frequenz der Torschaltungssignale VG1 und VG2, wie in Fig. 13 gezeigt, in Übereinstimmung mit dem Signal Vo, wird die Frequenz geändert, um die Ausgangsleistung auf den Sollwert SP zu ändern. Bei der zweiten Ausführungsform wird der Sollwert SP für einen Dimmerbetrieb eingestellt. Die Leistung wird auf einem eingestellten SP-Pegel fest oder konstant gehalten. Auf diese Weise wird die eingestellte Leistung SP stationär gehalten. Es tritt kein Auswandern der gesteuerten Leistung auf. Ein Verlöschen der Lampe während dem gesteuerten niedrigen Leistungsbetrieb wird deshalb vermieden oder vermindert.
• Wie deutlich geworden ist, schaffen die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Entladungslampenleistungs-Regelschaltung sowie ein Verfahren zum Verwenden derselben, die zum Erreichen eines oder mehrerer der folgenden Ziele eingesetzt werden können:
• - Aufrechterhalten einer konstanten Leistung an der Lampe ungeachtet von Veränderungen der Eigenschaften der Lampe und ohne Schaltungen zum Ermitteln dieser Eigenschaften, wie beispielsweise einer sich ändernden Spannung über der Lampe,
• - Steuern der Leistung innerhalb von zumindest etwa 2% aufgrund von Veränderungen der Lampenspannung und von Veränderungen der Eingangsspannung zu der Leistungsversorgung, wobei eine Leistungssteuerung innerhalb von weniger als etwa 1% möglich ist,
• - Aufrechterhalten einer konstanten Lampenleistung zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Farbtemperatur und zum Festhalten der Leistung, die zu einer Entladungslampe geführt wird, auf einem einstellbaren festen Pegel zum Dimmen der Lampe;
• - Steuern der Lampenleistung derart, daß sowohl Spannungsänderungen über der Lampe als auch Eingangsspannungsänderungen zu der Leistungsversorgung kompensiert werden.
• Diese Ziele können darüber hinaus mit einer Schaltung und einem Verfahren erreicht werden, die relativ preisgünstig herzustellen sind und mit einer Vielzahl von Entladungslampen verwendet werden können, wobei die Leistung zu der Lampe durch Verändern der Frequenz der Leistungsversorgung gesteuert wird.

Claims (15)

1. Leistungsversorgungs-Regelschaltung (42) für eine Entladungslampe (10) in einer geschlossenen induktiven Schleife und betätigt durch eine elektrische Leistungsversorgung mit einer Gleichstrom-Eingangsstufe (22, 24) mit einer gegebenen Spannung und einer Ausgangsleistung, die durch eine Schaltfrequenz von einer Leistungsschaltvorrichtung (40) in der Leistungsversorgung gesteuert wird, wodurch in der geschlossenen Schleife Gleichstrom fließt, wenn die Schaltvorrichtung leitend ist, und kein Strom von der Leistungsversorgung zu der geschlossenen Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist, wobei die Leistungsregelschaltung enthält:

eine Einrichtung (RS1) zum Abtasten des durch die Schaltvorrichtung fließenden Stroms,

eine durch den abgetasteten Schalterstrom gesteuerte Einrichtung (110) zum Erzeugen eines ersten Signals (Vo) mit einem Wert, der der tatsächlichen Leistung proportional ist, die der geschlossenen Schleife durch die Leistungsversorgung zugeführt ist,

eine Einrichtung (210) zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem Wert, der einer Soll-Leistung proportional ist, eine Einrichtung (120) zum Erzeugen eines Fehlersignals mit einem Wert, der die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen angibt, und

eine Einrichtung (140, 150, 160) zum Einstellen der Schaltfrequenz gemäß dem Wert des Fehlersignals, wodurch die Ausgangsleistung der Leistungsversorgung kontinuierlich in Richtung auf die Soll-Leistung eingestellt wird, gekennzeichnet durch:

Mittel (200, 202, 204) zum Einstellen des Wertes des zweiten Signales gemäß einem Wert, der proportional zu der gegebenen Spannung der Gleichstrom-Eingangsstufe ist, und eine Stromsteuereinrichtung (146) zum Erzeugen einer Reihe von Betriebszyklen (T) mit einem ersten Treiberabschnitt (W), wobei die Schaltvorrichtung (40) abwechselnd in Folge leitend und nicht-leitend gemacht wird, und einem Ruheabschnitt (T-W), wobei die Schaltvorrichtung nicht-leitend ist,

wobei die Abtasteinrichtung (RS1) den augenblicklichen Strom durch die Schaltvorrichtung (40) unabhängig von dem durch die Lampe fließenden Strom abtastet und

die die Schaltfrequenz einstellende Einrichtung (140, 150, 160) die Zeit des ersten Treiberabschnitts (W) des Betriebszyklus (T) gemäß dem Fehlersignal einstellt.

2. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 1, wobei Mittel vorgesehen sind zum Dimmen der Lampe durch Verkleinern der Soll-Leistung.

3. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsversorgung einstellbare Pulsgebermittel aufweist zum Erzeugen von Strompulsen bei der Schaltfrequenz, die Einrichtung (RS1) zum Abtasten des Stroms den augenblicklichen Ausgangsstrom der Leistungsversorgung selbst abtastet, wobei der Ausgangsstrom die Strompulse bei der Schaltfrequenz aufweist, und

die erste Signalerzeugungseinrichtung (110) durch den abgetasteten augenblicklichen Ausgangsstrom der Leistungsversorgung zum Erzeugen des ersten Signals gesteuert ist.

4. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 1, wobei die Stromsteuereinrichtung (146) enthält:

eine Einrichtung (160) zum Erzeugen einer vorgewählten Anzahl (N) von Strompulsen durch die Lampe während des ersten Treiberabschnitts (W) von jedem der Betriebszyklen (T), wobei jeder Puls durch ein Logiksignal (CK) gestartet wird, und mit einer Einrichtung (150) zum Erzeugen einer Folge der Logiksignale (CK) bei einer Frequenz (1/P) während des ersten Treiberabschnitts (W), wobei die Stelleinrichtung eine Spannungssteuereinrichtung (140) enthält zum Einstellen der Frequenz (1/P) der Logiksignale (CK), um dadurch die Dauer des ersten Abschnitts (W) zu verändern, ohne die vorgewählte Anzahl (N) zu verändern.

5. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 4, wobei die Stromsteuereinrichtung (146) mit jedem der Strompulse in Beziehung stehende Mittel aufweist zum Zuführen eines größer werdenden elektrischen Gleichstroms zur Lampe, bis eine vorbestimmte hohe Stromgrenze erreicht ist, dann ein kleiner werdender elektrischer Gleichstrom zugeführt wird, bis das nächste folgende Logiksignal (CK) erzeugt ist, und dann in einer zyklischen Weise der größer und kleiner werdende Gleichstrom fortgesetzt wird, bis die vorgewählte Anzahl (N) von Strompulsen erreicht ist.

6. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 1, 5 oder 6, wobei der Lampenstrom in einer geschlossenen Schleife fließt und die Einrichtung (RS1) zum Abtasten des augenblicklichen Stroms ferner ein Stromabtastelement (RS2) benachbart zu dem Schalter (40) und außerhalb der geschlossenen Schleife enthält.

7. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 6, wobei das Stromabtastelement ein Widerstand (RS2) in Reihe mit und elektrisch benachbart zu dem Schalter (40) ist.

8. Leistungsregelschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung (110) zum Erzeugen eines ersten Signals ein Tiefpaßfilter ist.

9. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 1 für eine Dimmer-Steuerung für eine Entladungslampe in einer eine geschlossene induktive Schleife bildenden Resonanz-Vorschaltanordnung, wobei die Ausgangsleistung durch eine Schaltfrequenz von zwei Sätzen von Leistungsschaltern in der Leistungsversorgung gesteuert und alternativ bei der Schaltfrequenz betätigt wird, wodurch Gleichstrom zu der geschlossenen Resonanzschleife fließt, wenn einer der Schaltersätze leitend ist, wobei die das zweite Signal erzeugende Einrichtung eine einstellbare Einrichtung ist zum Erzeugen eines zweiten Signals mit einem einstellbaren Wert proportional zu einer Dimmer-Einstellung.

10. Leistungsregelschaltung nach Anspruch 9, wobei die Stromabtasteinrichtung Mittel zum Erzeugen eines ersten Steuersignals, wenn der erste der Schaltersätze leitend ist, Mittel zum Erzeugen eines zweiten Steuersignals, wenn der zweite der Schaltersätze leitend ist, und Mittel aufweist zum Summieren des ersten Steuersignals mit dem zweiten Steuersignal, um das erste Signal zu erzeugen.

11. Verfahren zum Regeln der einer Entladungslampe (10) in einer geschlossenen induktiven Schleife zugeführten Leistung und betätigt durch eine elektrische Leistungsversorgung (PS) mit einer Gleichstrom-Eingangsstufe mit einer gegebenen Spannung und einer Ausgangsleistung, die durch die Schaltfrequenz von einer Leistungsschaltvorrichtung (40) in der Leistungsversorgung gesteuert ist, wodurch Gleichstrom in die geschlossene Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung (40) leitend ist, und kein Strom von der Leistungsversorgung in die geschlossene Schleife fließt, wenn die Schaltvorrichtung (40) nicht-leitend ist, wobei das Verfahren die Schritte enthält:

Abtasten des durch die Schaltvorrichtung (40) fließenden Stroms,

Erzeugen (110) eines ersten Signals aus dem abgetasteten Schalterstrom, wobei das erste Signal einen Wert hat, der proportional zu der Ist-Leistung ist, die der geschlossenen Schleife von der Leistungsversorgung zugeführt ist,

Erzeugen eines zweiten Signals (210, SP) mit einem Wert, der proportional zu einer Soll-Leistung ist,

Erzeugen eines Fehlersignals (120, 130) mit einem Wert, der die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen angibt, und

Einstellen (140, 146) der Schaltfrequenz gemäß dem Wert des Fehlersignals, wodurch die Ausgangsleistung der Leistungsversorgung kontinuierlich in Richtung auf die Soll-Leistung eingestellt wird, gekennzeichnet durch:

Erzeugen einer Reihe von Betriebszyklen (T) mit einem ersten Treiberabschnitt (W), wobei der Schalter in Folge alternativ leitend und nicht-leitend gemacht wird, und einem Ruheabschnitt (T-W), in dem der Schalter nicht-leitend ist, Abtasten des augenblicklichen Stroms durch die Schaltvorrichtung (40) und unabhängig von dem durch die Lampe fließenden Strom und

Einstellen der Zeit des ersten Treiberabschnitts (W) des Betriebszyklus (T) gemäß dem Fehlersignal.

12. Verfahren nach Anspruch 1, enthaltend die Schritte: Erzeugen einer vorgewählten Anzahl (N) von Strompulsen durch die Lampe während des ersten Treiberabschnitts (W) von jedem Betriebszyklus (T), wobei jeder Puls durch ein Logiksignal (CK) gestartet wird,

Erzeugen einer Folge von Logiksignalen (CK) bei einer Frequenz (1/P) während des ersten Treiberabschnitts (W), und Einstellen der Frequenz (1/P) der Logiksignale (CK), um dadurch die Dauer des ersten Abschnitts (W) zu verändern, ohne die vorgewählte Anzahl (N) zu verändern.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Leistungsversorgung eine einstellbare Pulserzeugungseinrichtung aufweist zum Erzeugen von Strompulsen bei der Schaltfrequenz, wobei das Verfahren die Schritte enthält:

Abtasten des augenblicklichen Ausgangsstroms der Leistungsversorgung selbst, wobei der Ausgangsstrom die Strompulse aufweist, und

Verwenden des abgetasteten augenblicklichen Ausgangsstroms der Leistungsversorgung zum Erzeugen des ersten Signals.

14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 13, enthaltend die weiteren Schritte:

Erzeugen eines dritten Signals mit einem Wert, der proportional zu der gegebenen Spannung der Gleichstrom-Eingangsspannung ist, und

Einstellen des Wertes des zweiten Signals gemäß dem Wert des dritten Signals.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei in dem Schritt des Erzeugens des ersten Signals der abgetastete Strom durch ein Tiefpaßfilter (110) geleitet wird, um den abgetasteten Strom zu mitteln