EP1920643A1 - Vorschaltgerät für eine entladungslampe mit adaptiver vorheizung - Google Patents

Vorschaltgerät für eine entladungslampe mit adaptiver vorheizung

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EP1920643A1
EP1920643A1 EP06806735A EP06806735A EP1920643A1 EP 1920643 A1 EP1920643 A1 EP 1920643A1 EP 06806735 A EP06806735 A EP 06806735A EP 06806735 A EP06806735 A EP 06806735A EP 1920643 A1 EP1920643 A1 EP 1920643A1
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EP
European Patent Office
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electronic ballast
electrodes
electrode temperature
electrode
correlated
Prior art date
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EP06806735A
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English (en)
French (fr)
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EP1920643B1 (de
Inventor
Olaf Busse
Markus Heckmann
Reinhard Lecheler
Alfons Lechner
Siegfried Mayer
Thomas Pollischansky
Bernd Rudolph
Bernhard Schemmel
Kay Schmidtmann
Harald Schmitt
Thomas Siegmund
Arwed Storm
Horst Werni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an electronic ballast for discharge lamps, specifically for such discharge lamps having preheatable electrodes.
  • Electronic ballasts for the operation of discharge lamps are known per se.
  • an electronic ballast from a given supply for example a mains supply, generates a supply power for a connected discharge lamp, which has the characteristics necessary for the operation of the discharge lamp, in particular a high-frequency AC voltage supply.
  • the electrodes of a discharge lamp are preheated prior to the ignition of the discharge. In this way, the emissivity of the electrodes can be improved and their service life extended.
  • a preheat process typically lasts between 0.4 s and just over 2 s and occurs after a preheat program set in a scheduler.
  • the invention is based on the problem of specifying an improved ballast for discharge lamps with preheatable electrodes.
  • the invention relates to an electronic ballast for operating a discharge lamp with preheatable electrodes, characterized in that it comprises a measuring device which is designed to repeatedly measure, during the preheating process, a size correlated to the electrode temperature of at least one of the electrodes of a connected discharge lamp and a control device which is designed to respond to the value correlated to the electrode temperature with a non-monotonous profile on the measurement to ignite the discharge.
  • the invention is based on the finding that a desired short preheating time can be achieved with the use of the largest possible preheating currents or preheating voltages, but when the voltage across an electrode of a connected discharge lamp during the preheating process exceeds a critical value, but a transverse discharge occurs can.
  • Transverse discharges are not desirable, i.a. because with a transverse discharge the electrode temperature decreases again. At lower temperatures the electrode is less emissive and igniting the discharge at too low a temperature increases the wear of the electrode.
  • Transverse discharges can be detected at such a temperature decrease of an electrode during the preheating process.
  • a decrease in temperature across an electrode can be detected by a nonmonotonic history of a value correlated to electrode temperature within the preheat time. For example, with a transverse discharge across the electrode, your resistance and the voltage drop across it also decrease. However, the current through the electrode increases due to the lower resistance. How strongly these behaviors are pronounced also depends on whether the heating power supply has more of a voltage source characteristic or a current source characteristic. Really, the properties of the heating power supply will be between these extremes.
  • the electronic ballast according to the invention has a measuring device which is designed to measure the temperature of one or both electrodes of a connected discharge lamp during the preheating process. To measure the electrode temperature, any property correlated to this can be measured. Suitable quantities are dealt with within the scope of the dependent claims.
  • the electronic ballast according to the invention has a control device which responds to the measurement of the measuring device. If there is a nonmonotonic course of a variable correlated to the electrode temperature, the control device initiates the ignition of the discharge.
  • the quantity correlated to the electrode temperature, which is used for cross-discharge detection is the voltage across one of the electrodes. If a transverse discharge occurs, the voltage over the affected electrode breaks down to a certain extent.
  • the electrode resistance during the preheating time results from the preheating voltage and the preheating current, so it is easy to determine.
  • the electronic ballast has a pronounced current source characteristic, it is more appropriate to observe the voltage across one of the electrodes for cross-discharge detection. Is the electronic ballast if a pronounced voltage source is advisable, then a transverse discharge detection via the quotient of the hot and cold resistance, which is determined by an (additional) current measurement, is recommended.
  • ignition should then be initiated, for example via the control circuit.
  • the size to be measured is the quotient of the current electrode resistance and the cold resistance.
  • the cold resistance of an electrode is understood here to mean the resistance of an electrode when its temperature corresponds to the room temperature (20 ° C.).
  • the quotient of actual electrode resistance, ie the heat resistance, and the cold resistance, as well as the electrode resistance itself, are approximately proportional to the temperature of the electrodes. Since it is divided by the cold resistance, but a normalized in this regard size is used. This is interesting because the cold resistance can vary from lamp to lamp, but does not say anything about the temperature during the preheating process.
  • the control device can be designed to carry out the determination of the quotient of the heat resistance measured by the measuring device and the cold resistance likewise measured by the measuring device.
  • the discharge is ignited. More preferably, when the discharge is fired from a lower limit of 4.5 and, independently, to an upper limit of 6.
  • Intervention of the control circuit in the preheating process is useful not only in the cases described above in the form of premature ignition of the discharge, but also in the form of an adaptation of the operating parameters of the electronic ballast in response to the measurement. device, because a simple execution of a given Voriffablaufes can lead to an unsatisfactory result of preheating, even if, as in the embodiments of the invention described above, the discharge is initiated early.
  • the preheating process may be different for each individual discharge lamp.
  • a different from lamp to lamp course of preheating can be due to manufacturing tolerances, especially the preheatable electrodes, or in ambient temperature differences.
  • the control device compares the measured values of the measuring device with standard values of the value correlated to the electrode temperature. If there is a deviation between the measured and standard values, the control device adjusts the following course of the preheating process by changing an operating parameter of the electronic ballast so that the expected deviation between a following measurement and a corresponding standard value becomes smaller. This process is therefore a regulation.
  • Examples of operating parameters of the electronic ballast which are suitable for adjusting the course of the electrode temperature during the preheating process are: the Vortexstrom through the electrodes, the Vortexschreib to the electrodes, the frequency of the electronic ballast generated high-frequency AC power supply, the duty cycle just this AC power supply and the height of the DC power supply.
  • the standard values of the value correlated to the electrode temperature can be available for comparison by the control device, these can be stored in a memory device within the electronic ballast, or else hard-wired in the form of an electronic circuit, for example a circuit, which has threshold values. (comparators) to which the measured values are fed and whose threshold values decide whether there is a deviation from the standard values.
  • a circuit which has threshold values. (comparators) to which the measured values are fed and whose threshold values decide whether there is a deviation from the standard values.
  • Such a circuit could simultaneously implement the control device as well.
  • the preferred embodiment of the electronic ballast can also have increased flexibility when using different lamp types. Although different types of lamps may have different electrodes, the control circuit can be used to effect an efficient preheating process.
  • the value correlated to the electrode temperature during the preheating process is measured at least every 100 ms. In the usual preheating so several measurements during the preheating process are possible.
  • the lamp type is determined by measuring the cold resistance of an electrode of a connected discharge lamp.
  • the memory device is designed for each lamp type a set of matching preheat parameters For example, the preheating time, default values for the heating current and the heating voltage and maximum values for heating voltage and heating current. If the electronic ballast has recognized the connected lamp type on the basis of the cold resistance, then the control device controls the preheating process in accordance with the standard values corresponding to the lamp type.
  • the electronic ballast may be equipped with a timer to determine if the mains interruption was shorter than a predetermined duration. If this is the case, then no measurement of the cold resistance is carried out after the power interruption, otherwise already.
  • the invention thus also relates in principle to a method for operating a discharge lamp equipped with preheatable electrodes, comprising the steps of: connecting the discharge lamp, repeatedly measuring a value correlated to the electrode temperature of at least one of the electrodes of a connected discharge lamp during preheating with a measuring device, igniting the discharge a non-monotonic course of the value correlated to electrode temperature by a control device which responds to the measurement, and also relates to the embodiments implicitly and subsequently also explained for this method.
  • a control device which responds to the measurement
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of an electronic ballast according to the invention.
  • FIG. 2 shows a time course of a variable correlated to the electrode temperature.
  • FIG. 3 shows a time profile of a variable correlated to the electrode temperature and an associated heating current, which is adapted during the preheating process.
  • FIG. 4 shows a variation of FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a further variation of FIG. 2.
  • FIG. 6 also shows a variation of FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of an electronic ballast according to the invention.
  • the electronic ballast is fed from the mains supply lines N1 and N2.
  • a generator G generates from the given mains supply N1, N2 a supply power for a connected low-pressure discharge lamp LA.
  • the generator G includes a rectifier for rectifying the AC voltage supply, a power factor correction circuit for a possible sinusoidal current drain from the mains supply, a DC link capacitor and a Halbmaschinenin- verter, wherein over the DC link capacitor for supplying the Halbmaschineninverters necessary DC voltage is applied.
  • the half-bridge inverter generates a high-frequency alternating voltage between the output A1 and the reference potential GND or the other potential of the intermediate circuit voltage.
  • a series circuit of a lamp inductor L, a coupling capacitor CC, a lamp terminal KU A, the low-pressure discharge lamp LA, a lamp terminal KL2A and a resistor R1 is connected.
  • Parallel to the series connection of the lamp terminal KL1 A, the low-pressure discharge lamp LA and the lamp terminal KL2A a series circuit of a lamp terminal KL1 B, a resonant capacitor CR and a lamp terminal KL2B is connected.
  • the electrode E1 Between the lamp terminals KL1 A and KL1 B is the electrode E1 and between the lamp terminals KL2A and KL2B is the electrode E2.
  • connection node K1 Between the lamp terminal KL2A and the resistor R1 is a connection node K1. Between a second output at the generator A2 and the connection node K1, a control device C and a measuring device M is connected.
  • the control device C and the measuring device M are part of a microcontroller, and are therefore drawn with a common enclosure. Both the control device C and the measuring device M have a reference to the reference potential GND.
  • the control device C can set operating parameters of the generator G via a control line SL, here the heating current.
  • the measuring device is connected via the node K1 in series with the reference potential GND. Furthermore, the measuring device M is connected in series with the resonance capacitor CR via the lamp terminal KL2B. Between the resonant capacitor CR and the measuring device M is a connection node K2. At this connection node, the lamp terminal KL2B is connected.
  • the voltage dropped across the resistor R1 is proportional to that through the electrode E2 between the lamp terminals KL2A and KL2B flowing electricity.
  • the voltage across the resistor R1 can be detected by the measuring device M.
  • the voltage between the lamp terminals KL2A and KL2B can also be detected by the measuring device M.
  • FIG. 2 shows a typical course of a variable correlated to the electrode temperature of the low-pressure discharge lamp LA during the preheating process.
  • the measuring device M measures, here 10 times, the resistance RW of the electrode E2 between the lamp terminals KL2A and KL2B during the preheating time.
  • the preheating process starts at time t ⁇ and ends at time t1.
  • the resistance RW of the electrode also increases and reaches its highest value until the end of t1 of the preheating time, here after 0.5 s.
  • the electrode resistance has the value RK, its cold resistance.
  • the quotient of RW and RK is shown as a function of time, which reaches the value 5 at the end t1 of the preheating time, which corresponds to an electrode temperature of almost 800 ° C.
  • Figure 3a shows a time course of the quotient of hot and cold resistance and Figure 3b shows the associated heating current IE2, the heating current through electrode 2, which is adjusted during the preheating process.
  • the control device C five standard values for the quotient of hot and cold resistance and the heating current appearing in the course of the preheating process are stored for different lamp types.
  • the measuring device M determines the cold resistance of the electrode E2. Based on the cold resistance RK of the electrode E2, the lamp type is detected and the standard values corresponding to the detected lamp type are selected as a comparison scale for the control device C for the preheating process.
  • the crosses in FIGS. 3a and 3b respectively correspond to the standard values stored in the control device.
  • the solid line in Figure 3a corresponds to the actual course of the Quotient of hot and cold resistance and the solid line in Figure 3b corresponds to the actual course of the heating current during the preheating time.
  • the controller adapts and increases the heating current so that the quotient of hot and cold resistance has a greater slope.
  • the heating current change is here proportional to the difference between the measured quotient of the hot and cold resistance and the associated standard value.
  • FIG. 4 shows the quotient of RW and RK as a function of time during the preheating process for two different preheating operations.
  • first preheating process dashe-dashed line
  • second preheating process solid line
  • the quotient reaches the value 5 before the expected end t1 of the preheating time.
  • the electrode is hot enough and the discharge is ignited.
  • the initially increased temperature of the electrode drops again. This is shown in FIG. 5 and is also expressed in that the quotient of the current electrode resistance RW and the cold resistance RK decreases.
  • the measuring device M here makes ten measurements of the electrode resistance RW in the interval between t0 and t1. If the electrode resistance falls within this interval after it has risen first, this is an indication of a transverse discharge; the discharge is ignited.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen, die vorheizbare Elektroden aufweisen. Das elektronische Vorschaltgerät weist eine Messvorrichtung (M) auf, welche dazu ausgelegt ist, während des Vorheizvorganges eine zur Elektrodentemperatur korrelierte Größe (RW, UKL2) zumindest einer der Elektroden (E1, E2) einer angeschlossenen Entladungslampe (LA) wiederholt zu messen. Weiter weist das elektronische Vorschaltgerät eine Steuervorrichtung (C) auf, welche dazu ausgelegt ist, bei einem nicht monotonen Verlauf der zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe (RW, UKL2) ansprechend auf die Messung die Entladung zu zünden. Weiter kann eine Ausführungsform der Erfindung während des Vorheizvorganges mittels der Steuervorrichtung (C) anpassend in diesen eingreifen.

Description

Vorschaltgerät für eine Entladungslampe mit adaptiver Vorheizung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Vorschaltgerät für Entladungslampen, und zwar konkret für solche Entladungslampen, die vorheizbare Elektroden aufweisen.
Stand der Technik
Elektronische Vorschaltgeräte für den Betrieb von Entladungslampen, auch solche, welche dazu ausgelegt sind, Entladungslampen mit vorheizbaren Elektroden zu betreiben, sind an sich bekannt. Grundsätzlich erzeugt ein e- lektronisches Vorschaltgerät aus einer gegebenen Versorgung, beispielsweise einer Netzversorgung, eine Versorgungsleistung für eine angeschlossene Entladungslampe, welche die für den Betrieb der Entladungslampe notwendigen Charakteristika aufweist, insbesondere eine hochfrequente Wechselspannungsversorgung.
Oft werden die Elektroden einer Entladungslampe vor dem Zünden der Entladung vorgeheizt. Auf diese Weise lässt sich die Emissionsfähigkeit der E- lektroden verbessern und ihre Lebensdauer verlängern. Ein Vorheizvorgang dauert typischerweise zwischen 0,4 s und etwas mehr als 2 s und erfolgt nach einem in einer Ablaufsteuerung festgelegten Vorheizprogramm.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein verbessertes Vorschaltgerät für Entladungslampen mit vorheizbaren Elektroden anzugeben.
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betrieb einer Entladungslampe mit vorheizbaren Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist, eine Messvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, während des Vorheizvorganges eine zur Elektrodentemperatur korrelierte Größe zumindest einer der Elektroden einer angeschlossenen Entladungslampe wiederholt zu messen und eine Steuervorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, bei einem nicht monotonen Verlauf der zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe ansprechend auf die Messung die Entladung zu zünden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine gewünschte kurze Vor- heizzeit mit der Verwendung von möglichst großen Vorheizströmen bzw. Vorheizspannungen erzielt werden kann, wenn aber die Spannung an einer Elektrode einer angeschlossenen Entladungslampe während des Vorheizvorganges einen kritischen Wert übersteigt, jedoch eine Querentladung auftreten kann.
Querentladungen sind nicht erwünscht, i.a. weil mit einer Querentladung die Elektrodentemperatur wieder abnimmt. Bei geringerer Temperatur ist die E- lektrode weniger emissionsfähig und ein Zünden der Entladung bei einer zu geringen Temperatur erhöht den Verschleiß der Elektrode.
Querentladungen können an einem solchen Temperaturrückgang einer E- lektrode während des Vorheizvorganges erkannt werden. Ein Rückgang der Temperatur über einer Elektrode kann anhand eines nichtmonotonen Verlaufes einer zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe innerhalb der Vorheizzeit festgestellt werden. Etwa nimmt bei einer Querentladung über der Elektrode auch Ihr Widerstand und die über ihr abfallende Spannung ab. Der Strom durch die Elektrode nimmt jedoch aufgrund des geringeren Widerstandes zu. Wie stark diese Verhaltenweisen ausgeprägt sind, hängt auch davon ab, ob die Heizleistungsversorgung eher eine Spannungsquellencharakteristik oder eine Stromquellencharakteristik hat. Real werden die Eigenschaften der Heizleistungsversorgung zwischen diesen Extremen liegen. Das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät weist eine Messvorrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, während des Vorheizvorganges die Temperatur einer oder beider Elektroden einer angeschlossenen Entladungslampe zu messen. Zur Messung der Elektrodentemperatur kann eine beliebi- ge zu dieser korrelierte Eigenschaft gemessen werden. Geeignete Größen werden im Rahmen der abhängigen Ansprüche abgehandelt.
Weiter weist das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät eine Steuervorrichtung auf, welche auf die Messung der Messvorrichtung anspricht. Liegt ein nichtmonotoner Verlauf einer zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe vor, so initiiert die Steuervorrichtung die Zündung der Entladung.
Je mehr Messungen während des Vorheizvorganges durchgeführt werden, desto besser kann der Verlauf der Elektrodentemperatur nachvollzogen werden und um so zuverlässiger kann die Steuereinrichtung eingreifen. Viele Messungen bedeuten aber einen gewissen Aufwand; die Elektronik muss entsprechend ausgelegt sein. Prinzipiell ist auch an eine Querentladungsde- tektion mit sehr wenigen Messpunkten denkbar. Allerdings ist diese mit wenigen Messpunkten auch weniger verlässlich.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die zu der Elektrodentemperatur korrelierte Größe, welche zur Querentladungsdetektion herangezogen wird, die Spannung über einer der Elektroden. Tritt eine Querentladung auf, so bricht die Spannung über der betroffenen Elektrode um ein gewisses Maß zusammen.
Andererseits kann auch bevorzugt sein, als zu der Elektrodentemperatur korrelierte Größe den Elektrodenwiderstand zu messen. Der Elektrodenwider- stand während der Vorheizzeit ergibt sich aus der Vorheizspannung und dem Vorheizstrom, ist also leicht zu bestimmen.
Hat das elektronische Vorschaltgerät eine ausgesprochene Stromquellencharakteristik, so ist es sinnvoller zur Querentladungsdetektion die Spannung über einer der Elektroden zu beobachten. Ist das elektronische Vorschaltge- rät eine ausgesprochene Spannungsquelle, so bietet sich eine Querentla- dungsdetektion über den Quotienten aus Warm- und Kaltwiderstand, welcher über ein (zusätzliche) Strommessung bestimmt wird, an.
Es ist möglich, dass die Elektrodentemperatur früher als erwartet einen aus- reichenden Wert erreicht. Um die Vorheizzeit zu minimieren, sollte dann, beispielsweise über die Steuerschaltung, die Zündung veranlasst werden.
Als zu messende Größe bietet sich der Quotient aus dem aktuellen Elektrodenwiderstand und dem Kaltwiderstand an. Unter dem Kaltwiderstand einer Elektrode wird hier der Widerstand einer Elektrode verstanden, wenn ihre Temperatur der Zimmertemperatur (20 °C) entspricht. Der Quotient aus aktuellem Elektrodenwiderstand, also dem Warmwiderstand, und dem Kaltwiderstand ist, genau wie der Elektrodenwiderstand selbst, näherungsweise zur Temperatur der Elektroden proportional. Da durch den Kaltwiderstand geteilt wird, wird aber eine diesbezüglich normierte Größe verwendet. Dies ist interessant, weil der Kaltwiderstand durchaus von Lampe zu Lampe variieren kann, aber nichts über den Temperaturverlauf während des Vorheizvorganges aussagt. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, die Bestimmung des Quotienten aus dem von der Messvorrichtung gemessenen Warmwiderstand und dem ebenfalls von der Messvorrichtung gemessenen Kaltwiderstand vorzunehmen.
Vorzugsweise wird, sobald der Quotient aus aktuellem Elektrodenwiderstand und Kaltwiderstand während der Vorheizzeit einen Wert zwischen 4 und 7 erreicht, die Entladung gezündet. Bevorzugter ist, wenn die Entladung ab einer unteren Grenze von 4,5 und unabhängig davon bis zu einer oberen Grenze von 6 gezündet wird.
Ein Eingreifen der Steuerschaltung in den Ablauf des Vorheizvorganges ist nicht nur in den oben beschriebenen Fällen in Form einer vorzeitigen Zündung der Entladung sinnvoll, sondern auch ansprechend auf die Messung in Form einer Anpassung der Betriebsparameter des elektronischen Vorschalt- gerätes, weil ein einfaches Ausführen eines vorgegebenen Vorheizablaufes zu einem unbefriedigenden Ergebnis des Vorheizvorganges führen kann, auch wenn, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung, die Entladung frühzeitig eingeleitet wird.
Auch wenn ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betrieb von Entladungslampen des jeweils immer gleichen Typs ausgelegt und benutzt wird, kann der Vorheizvorgang doch bei jeder einzelnen Entladungslampe unterschiedlich verlaufen. Ein von Lampe zu Lampe unterschiedlicher Verlauf des Vorheizvorganges kann in Fertigungstoleranzen, insbesondere der vorheizbaren Elektroden, oder in Umgebungstemperaturunterschieden begründet sein.
Die Steuervorrichtung vergleicht die Messwerte der Messvorrichtung mit Standardwerten der zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe. Bei einer Abweichung zwischen Mess- und Standardwert passt die Steuereinrichtung durch Änderung eines Betriebsparameters des elektronischen Vorschaltgerä- tes den folgenden Verlauf des Vorheizvorganges an, so dass die zu erwartende Abweichung zwischen einer folgenden Messung und einem entsprechenden Standardwert kleiner wird. Dieser Vorgang ist also eine Regelung.
Beispiele für Betriebsparameter des elektronischen Vorschaltgerätes, welche sich zur Anpassung des Verlaufes der Elektrodentemperatur während des Vorheizvorganges eignen, sind: der Vorheizstrom durch die Elektroden, die Vorheizspannung an den Elektroden, die Frequenz der vom elektronischen Vorschaltgerät erzeugten hochfrequenten Wechselspannungsversorgung, das Tastverhältnis eben dieser Wechselspannungsversorgung und die Höhe der Gleichspannungsversorgung.
Damit die Standardwerte der zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe zum Vergleich durch die Steuervorrichtung zur Verfügung stehen, können diese in einer Speichervorrichtung innerhalb des elektronischen Vorschaltgerätes abgelegt sein, oder aber auch fest verdrahtet in Form einer elektronischen Schaltung, beispielsweise einer Schaltung, welche Schwellenwertele- mente (Komparatoren) aufweist, denen die Messwerte zugeführt werden und deren Schwellenwerte darüber entscheiden, ob eine Abweichung von den Standardwerten vorliegt. Ein solche Schaltung könnte gleichzeitig auch die Steuervorrichtung implementieren.
Aufgrund der Anpassung des Verlaufes des Vorheizvorganges an Standardwerte durch die Steuervorrichtung kann die bevorzugte Ausführungsform des elektronischen Vorschaltgerätes auch eine erhöhte Flexibilität bei der Verwendung unterschiedlicher Lampentypen aufweisen. Obwohl unterschiedliche Lampentypen unterschiedliche Elektroden aufweisen können, kann durch die Steuerschaltung auf einen effizienten Vorheizvorgang hingewirkt werden.
Die oben beschriebene Anpassung des Vorheizvorganges an einen Standardvorheizvorgang macht die Detektion von Querentladungen nicht überflüssig. Auch bei mehrfacher Anpassung der Betriebsparameter können Querentladungen auftreten. Es ist auch möglich, dass die Elektrodentemperatur frühzeitig einen ausreichenden Wert annimmt, insbesondere wenn nur wenige Messungen während der zu erwartenden Vorheizzeit durchgeführt werden.
Um dem Verlauf der zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe während des Vorheizvorganges zu folgen, wird diese zumindest alle 100 ms gemessen. Bei den üblichen Vorheizzeiten sind so mehrere Messungen während des Vorheizvorganges möglich.
Soll das elektronische Vorschaltgerät nicht nur mit einem, sondern mit mehreren verschiedenen Lampentypen betrieben werden können, so kann vor- teilhaft eine Lampentyperkennung eingesetzt werden. Vorzugsweise wird der Lampentyp über eine Messung des Kaltwiderstandes einer Elektrode einer angeschlossenen Entladungslampe festgestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Speichervorrichtung dazu ausgelegt, für verschiedene Lampentypen jeweils einen Satz passender Vorheizparameter zu speichern, beispielsweise die Vorheizdauer, Standardwerte für den Heizstrom und die Heizspannung sowie Maximalwerte für Heizspannung und Heizstrom. Hat das elektronische Vorschaltgerät anhand des Kaltwiderstandes den angeschlossenen Lampentyp erkannt, so steuert die Steuervorrich- tung den Vorheizvorgang entsprechend den dem Lampentyp entsprechenden Standardwerten.
Beim Betrieb am Versorgungsnetz kann es vorkommen, dass zwischenzeitlich dieses Versorgungsnetz ausfällt. Das elektronische Vorschaltgerät kann mit einem Zeitglied ausgestattet sein, um festzustellen, ob die Netzunterbre- chung kürzer war, als eine vorgegebene Dauer. Ist dies der Fall, so wird nach der Netzunterbrechung keine Messung des Kaltwiderstandes durchgeführt, anderenfalls schon.
Die vorstehende und die folgende Beschreibung der einzelnen Merkmale beziehen sich auf die Vorrichtungskategorie und auch auf ein der Erfindung entsprechendes Verfahren, ohne dass dies im Einzelnen noch explizit erwähnt wird.
Die Erfindung betrifft also grundsätzlich auch ein Verfahren zum Betrieb einer mit vorheizbaren Elektroden ausgestatteten Entladungslampe, mit den Schritten: Anschließen der Entladungslampe, wiederholtes Messen einer zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe zumindest einer der Elektroden einer angeschlossenen Entladungslampe während des Vorheizvorganges mit einer Messvorrichtung, Zünden der Entladung bei einem nichtmonotonen Verlauf der zu Elektrodentemperatur korrelierten Größe durch eine Steuervorrichtung, welche auf die Messung anspricht, und bezieht sich auch auf die vorstehend und nachfolgend implizit auch für dieses Verfahren erläuterten Ausgestaltungen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die dabei offenbarten Einzelmerkmale können auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Figur 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines erfindungsgemäßen elekt- ronischen Vorschaltgerätes.
Figur 2 zeigt einen Zeitverlauf einer zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe.
Figur 3 zeigt einen Zeitverlauf einer zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe und eines zugehörigen Heizstromes, welcher wäh- rend des Vorheizvorganges angepasst wird.
Figur 4 zeigt eine Variation der Figur 2.
Figur 5 zeigt eine weitere Variation der Figur 2.
Figur 6 zeigt noch eine Variation der Figur 2.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt ein Schaltungsdiagramm eines erfindungsgemäßen elektroni- sehen Vorschaltgeräts.
Das elektronische Vorschaltgerät wird aus den Netzversorgungsleitungen N1 und N2 gespeist. Ein Generator G erzeugt aus der gegebenen Netzversorgung N1 , N2 eine Versorgungsleistung für eine angeschlossene Niederdruckentladungslampe LA. Der Generator G enthält einen Gleichrichter zur Gleichrichtung der Wechselspannungsversorgung, eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung für eine möglichst sinusförmige Stromentnahme aus der Netzversorgung, einen Zwischenkreiskondensator und einen Halbbrückenin- verter, wobei über dem Zwischenkreiskondensator die zur Versorgung des Halbbrückeninverters notwendige Gleichspannung anliegt. Der Halbbrücken- inverter erzeugt eine hochfrequente Wechselspannung zwischen dem Ausgang A1 und dem Bezugspotential GND bzw. dem anderen Potential der Zwischenkreisspannung.
Zwischen dem ersten Ausgang A1 und dem Bezugspotential GND ist eine Serienschaltung aus einer Lampendrossel L, einem Koppelkondensator CC, einem Lampenanschluss KU A, der Niederdruckentladungslampe LA, einem Lampenanschluss KL2A und einem Widerstand R1 geschaltet. Parallel zu der Serienschaltung aus dem Lampenanschluss KL1 A, der Niederdruckent- ladungslampe LA und dem Lampenanschluss KL2A ist eine Serienschaltung aus einem Lampenanschluss KL1 B, einem Resonanzkondensator CR und einem Lampenanschluss KL2B geschaltet. Zwischen den Lampenanschlüssen KL1 A und KL1 B liegt die Elektrode E1 und zwischen den Lampenanschlüssen KL2A und KL2B liegt die Elektrode E2.
Zwischen dem Lampenanschluss KL2A und dem Widerstand R1 liegt ein Verbindungsknoten K1. Zwischen einen zweiten Ausgang am Generator A2 und den Verbindungsknoten K1 ist eine Steuervorrichtung C und eine Messvorrichtung M geschaltet. Die Steuervorrichtung C und die Messvorrichtung M sind Teil eines MikroControllers, und sind daher mit einer gemeinsamen Umfassung gezeichnet. Sowohl die Steuervorrichtung C als auch die Messvorrichtung M weisen einen Bezug zum Bezugspotential GND auf. Die Steuervorrichtung C kann über eine Steuerleitung SL Betriebsparameter des Generators G einstellen, hier den Heizstrom. Die Messvorrichtung ist über den Knoten K1 in Serie zum Bezugspotential GND geschaltet. Weiter ist die Messvorrichtung M über den Lampenanschluss KL2B in Serie zu dem Resonanzkondensator CR geschaltet. Zwischen dem Resonanzkondensator CR und der Messvorrichtung M liegt ein Verbindungsknoten K2. An diesem Verbindungsknoten ist der Lampenanschluss KL2B angeschlossen.
Die über dem Widerstand R1 abfallende Spannung ist proportional zu dem durch die Elektrode E2 zwischen den Lampenanschlüssen KL2A und KL2B fließenden Strom. Die Spannung über dem Widerstand R1 kann von der Messvorrichtung M erfasst werden. Die Spannung zwischen den Lampenanschlüssen KL2A und KL2B kann von der Messvorrichtung M auch erfasst werden.
Figur 2 zeigt einen typischen Verlauf einer zur Elektrodentemperatur der Niederdruckentladungslampe LA korrelierten Größe während des Vorheizvorganges. Die Messvorrichtung M misst, hier 10 mal, während der Vorheizzeit den Widerstand RW der Elektrode E2 zwischen den Lampenanschlüssen KL2A und KL2B. Der Vorheizvorgang beginnt zur Zeit tθ und endet zur Zeit t1. Mit steigender Temperatur nimmt auch der Widerstand RW der Elektrode zu und erreicht zum Ende t1 der Vorheizzeit, hier nach 0,5 s, seinen bis dahin höchsten Wert. Bevor der Vorheizvorgang zu einer wesentlichen Aufheizung geführt hat, hat der Elektrodenwiderstand den Wert RK, seinen Kaltwiderstand. Als zur Elektrodentemperatur korrelierte Größe ist hier der Quotient aus RW und RK als Funktion der Zeit dargestellt, welcher am Ende t1 der Vorheizzeit den Wert 5 erreicht, was einer Elektrodentemperatur von fast 800 °C entspricht.
Figur 3a zeigt einen Zeitverlauf des Quotienten aus Warm- und Kaltwiderstand und Figur 3b zeigt den zugehörigen Heizstrom IE2, den Heizstrom durch Elektrode 2, welcher während des Vorheizvorganges angepasst wird. In der Steuervorrichtung C sind für verschiedene Lampentypen jeweils fünf im Laufe des Vorheizvorgangs auftauchende Standardwerte für den Quotienten aus Warm- und Kaltwiderstand und den Heizstrom abgelegt. Vor Beginn des Vorheizvorganges bestimmt die Messvorrichtung M den Kaltwiderstand der Elektrode E2. Anhand des Kaltwiderstandes RK der Elektrode E2 wird der Lampentyp detektiert und die dem detektierten Lampentyp entsprechenden Standardwerte als Vergleichsmaßstab für die Steuervorrichtung C für den Vorheizvorgang selektiert. Die Kreuze in den Figuren 3a und 3b entsprechen jeweils den in der Steuervorrichtung abgelegten Standardwerten. Die durchgezogene Linie in Figur 3a entspricht dem tatsächlichen Verlauf des Quotienten aus Warm- und Kaltwiderstand und die durchgezogene Linie in Figur 3b entspricht dem tatsächlichen Verlauf des Heizstromes während der Vorheizzeit. In Figur 3a sieht man, dass der Quotient aus Warm- und Kaltwiderstand zunächst nicht schnell genug zunimmt, um den Standardwerten zu entsprechen. Die Steuervorrichtung greift anpassend ein und erhöht den Heizstrom, so dass der Quotient aus Warm- und Kaltwiderstand eine größere Steigung aufweist. Die Heizstromänderung ist hier proportional gewählt zur Differenz aus dem gemessenen Quotienten aus Warm- und Kaltwiderstand und dem zugehörigen Standardwert.
Figur 4 zeigt den Quotienten aus RW und RK als Funktion der Zeit während des Vorheizvorganges für zwei unterschiedliche Vorheizvorgänge. Bei dem ersten Vorheizvorgang (punktgestrichelte Linie) sieht man einen typischen Verlauf, wie in Figur 2. Der Vorheizvorgang ist zum Zeitpunkt t1 beendet. Bei dem zweiten Vorheizvorgang (durchgezogene Linie) erreicht der Quotient den Wert 5 vor dem erwarteten Ende t1 der Vorheizzeit. Wenn allerdings der Quotient den Wert 5 erreicht, ist die Elektrode heiß genug und die Entladung wird gezündet.
Tritt während des Vorheizvorganges an der Elektrode E2 eine Querentladung auf, so fällt die zunächst angestiegene Temperatur der Elektrode wieder ab. Dies ist in Figur 5 gezeigt und äußert sich auch darin, dass der Quotient aus dem aktuellen Elektrodenwiderstand RW und dem Kaltwiderstand RK absinkt. Die Messvorrichtung M nimmt hier in dem Intervall zwischen tθ und t1 zehn Messungen des Elektrodenwiderstandes RW vor. Fällt der Elektrodenwiderstand innerhalb dieses Intervalls, nachdem er zunächst gestiegen ist, so ist dies ein Anzeichen für eine Querentladung; die Entladung wird gezündet.
Ähnlich verhält es sich mit Figur 6. Tritt eine Querentladung über einer der Elektroden auf, so bricht die Spannung über dieser Elektrode ein. Die Spannung UKL2 über der Elektrode E2 wird von der Messvorrichtung M gemes- sen. Fällt die Spannung UKL2 während des Vorheizvorganges, nachdem sie zunächst gestiegen ist, so wird auch hier über die Steuervorrichtung C die Zündung der Entladung veranlasst.

Claims

Ansprüche
1 . Elektronisches Vorschaltgerät zum Betrieb einer Entladungslampe (LA) mit vorheizbaren Elektroden (E1 , E2), dadurch gekennzeichnet, dass es aufweist,
eine Messvorrichtung (M), welche dazu ausgelegt ist, während des Vorheizvorganges eine zur Elektrodentemperatur korrelierte Größe
(RW, UKL2) zumindest einer der Elektroden (E1 , E2) einer angeschlossenen Entladungslampe (LA) wiederholt zu messen
und eine Steuervorrichtung (C), welche dazu ausgelegt ist, bei einem nicht monotonen Verlauf der zur Elektrodentemperatur korre- lierten Größe (RW, UKL2) ansprechend auf die Messung die Entladung zu zünden.
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 , bei dem die zu der Elektrodentemperatur korrelierte Größe (RW) die Spannung (UKL2) über einer der Elektroden (E1 , E2) ist.
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 , bei dem die zu der
Elektrodentemperatur korrelierte Größe (RW, UKL2) der Widerstand (RW) einer der Elektroden (E1 , E2) ist.
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Steuerschaltung (C) dazu ausgelegt ist, den Quotienten (RW/RK) aus dem aktuellen Warmwiderstand (RW) und dem anfänglichen Kaltwiderstand (RK) einer der Elektroden (E1 , E2) zu ermitteln.
5. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 4, welches dazu ausgelegt ist, die Entladung zu zünden, wenn der Quotient (RW/RK) aus Warm- und Kaltwiderstand (RW, RK) eine obere Schranke überschreitet.
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 5, bei dem die obere Schranke größer oder gleich 4 ist und kleiner oder gleich 7 ist.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Steuervorrichtung (C) dazu ausgelegt ist, wäh- rend des Vorheizvorganges ansprechend auf die Messung die Elektrodentemperatur durch Einstellung eines Betriebsparameters des e- lektronischen Vorschaltgerätes anzupassen.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Messvorrichtung (M) dazu ausgelegt ist, die zur Elektrodentemperatur korrelierte Größe (RW, UKL2) zumindest alle
100 ms zu messen.
9. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, zumindest nach Anspruch 7, welches eine Speichervorrichtung (C) aufweist und bei der in der Speichervorrichtung (C) für ver- schiedene Lampentypen jeweils Standardwerte der zur Elektrodentemperatur korrelierten Größe (RW, UKL2) abgelegt sind und bei dem die Messvorrichtung dazu ausgelegt ist,
- nach dem Einschalten des elektronischen Vorschaltgerätes und vor Beginn des Vorheizvorganges der Elektroden (E1 , E2), den Kaltwider- stand (RK) einer der Elektroden (E1 , E2) zu erfassen,
- anhand des Kaltwiderstandes (RK) einer der Elektroden (E1 , E2) den Lampentyp zu detektieren und
- die dem detektierten Lampentyp entsprechenden Standardwerte, als Vergleichsmaßstab für die Steuervorrichtung (C) für den Vorheizvor- gang zu selektieren.
10. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe (LA).
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