NL9301694A

NL9301694A - Electronic ballast for gas discharge tubes.

Info

Publication number: NL9301694A
Application number: NL9301694A
Authority: NL
Original assignee: Cm Personnel Participation Bv
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1995-05-01
Also published as: WO1995010168A1; AU1077695A

Description

Electronisch voorschakelinrichting voor gasontladingsbuizen:Electronic ballast for gas discharge tubes:

De uitvinding heeft betrekking op een electro-nische voorschakelinrichting voor gasontladingsbuizen volgens de kop van conclusie 1.The invention relates to an electronic ballast for gas discharge tubes according to the preamble of claim 1.

Een voorschakelinrichting voor een gasontladings-buis is algemeen bekend, waarbij voor het begrenzen van de stroom van een gasontladingsbuis, bijvoorbeeld een fluores-centielamp, gebruik wordt gemaakt van een in serie met de lamp geschakelde smoorspoel. Het onsteken van de lamp gebeurt veelal met behulp van een starter, die in serie is geschakeld met de gloeidraden van de fluorescentielamp.A ballast for a gas discharge tube is generally known, in which use is made of a choke connected in series with the lamp to limit the current of a gas discharge tube, for example a fluorescent lamp. The lighting of the lamp is often done with the aid of a starter, which is connected in series with the filaments of the fluorescent lamp.

Een electronische voorschakelinrichting is een algemeen bekende schakeling welke ten doel heeft te voorzien in een voorschakelinrichting van de bovengenoemde soort. Dit doel wordt daardoor bereikt, dat parallel aan de ingang twee in serie geschakelde schakelaars zijn aangesloten, waarvan er steeds één tegelijkertijd gesloten is en die met een vooraf bepaalde stuurfreguentie worden bestuurd.An electronic ballast is a well-known circuit which aims to provide a ballast of the above-mentioned type. This object is achieved by connecting two series-connected switches in parallel to the input, one of which is always closed at the same time and which are controlled with a predetermined control frequency.

Nadelen van bekende electronische voorschakel-inrichtingen zijn: 1) Hoge inschakelstroom als gevolg van het opladen van de grote capaciteit en het ondergaan van een piekbelasting door het electrici-teitsnet in het algemeen. Hierdoor kunnen slechts een beperkt aantal voorschakelinrich-tingen op een verdeelgroep geplaats worden.Disadvantages of known electronic ballasts are: 1) High inrush current as a result of charging the large capacity and undergoing a peak load by the electricity network in general. As a result, only a limited number of ballasts can be placed on a distribution group.

2) Geen adequate, niet-destructieve, detectie van en bescherming tegen continue blootstelling aan te hoge netspanning.2) No adequate, non-destructive detection and protection against continuous exposure to over-voltage.

3) Geen gecontroleerde en flexibele warme start-inrichting wier karakteristieken zijn afgestemd op de temperatuurkarakteristieken van de electroden van de gasontladingsbuis, waar- door niet onder alle voorkomende omstandigheden een optimale warme start van de gasontla-dingsbuis volgens de gestelde normgeving van de IEC 929 gewaarborgd is.3) No controlled and flexible hot start device whose characteristics are attuned to the temperature characteristics of the electrodes of the gas discharge tube, as a result of which an optimal warm start of the gas discharge tube according to the stipulated standards of IEC 929 is not guaranteed in all circumstances. is.

4) Bij die electronische voorschakelapparaten waarbij gebruikt wordt gemaakt van een capaciteit over de electroden, blijft er na de startfase een stroom door de electroden en de capaciteit vloeien, welke niet noodzakelijk is voor het branden van de lamp, hetgeen leidt tot een kortere levensduur van de electroden en tot een extra energieverlies van het totale gasontladingssysteem.4) In those electronic ballasts using capacitance across the electrodes, current continues to flow through the electrodes and capacitance after the starting phase, which is not necessary for lamp burning, resulting in a shorter life of the electrodes and up to an additional energy loss from the total gas discharge system.

In de Nederlandse octrooiaanvrage NL 93011397 van Aanvraagster is een beveiligingsschakelinrichting ten behoeve van electronische schakelinrichtingen in het algemeen en ten behoeve van een electronische voorschakelinrichting voor gasontladingsbuizen in het bijzonder aangegeven, welke een oplossing biedt voor de bovengenoemde nadelen 1 en 2, waarna hier verwezen wordt, welke een geïntegreerde inschakel-stroombegrenzer met een overspanningbeveiligingscircuit behelst.Dutch patent application NL 93011397 of the Applicant discloses a safety switching device for electronic switching devices in general and for an electronic switching device for gas discharge tubes in particular, which offers a solution for the above-mentioned disadvantages 1 and 2, hereinafter referred to, which includes an integrated inrush current limiter with an overvoltage protection circuit.

De uitvinding beoogt een oplossing te bieden voor het genoemde bezwaar 3 door de kenmerkende maatregelen van conclusie 1. Andere voordelige uitvoeringsvormen hiervan worden gekenmerkt door de naar conclusie 1 verwijzende onderconclusies 2 tot 10.The object of the invention is to provide a solution to the said drawback 3 by the characterizing features of claim 1. Other advantageous embodiments thereof are characterized by the subclaims 2 to 10 referring to claim 1.

Tevens beoogt de uitvinding een bij voorkeur met de warme startinrichting volgens conclusie l integreerbare schakeling aan te geven waarmede het genoemde bezwaar 4, dat nauw samenhangt met het genoemde bezwaar 3, wordt ondervangen, welke wordt gekenmerkt door de kenmerkende maatregel van conclusie 11, waarbij voordelige uitvoeringsvormen hiervan worden gekenmerkt door de naar conclusie 11 verwijzende onderconclusies 12 tot 16.It is also an object of the invention to provide a circuit which can preferably be integrated with the hot start device according to claim 1, with which said drawback 4, which is closely associated with said drawback 3, is obviated, characterized by the characterizing feature of claim 11, wherein advantageous embodiments thereof are characterized by the subclaims 12 to 16 referring to claim 11.

Voordelen van het toepassen van de maatregel volgens de conclusie 1 tot 10 zijn: 1) Er wordt ten alle tijden voorzien in een warme start van de gasontladingsbuis conform de normgeving in de IEC 929, zowel onder normale startcondities als bij spanningsonderbrekingen waarna de gasontladingsbuis onder bijzondere omstandigheden dient op te starten.Advantages of applying the measure according to claims 1 to 10 are: 1) A hot start of the gas discharge tube is provided at all times in accordance with the standards in IEC 929, both under normal starting conditions and in the event of voltage interruptions, after which the gas discharge tube is under special conditions. circumstances should start.

2) Bij spanningsonderbrekingen vanwege het omschakelen naar noodstroomvoorzleningen vindt er een verkorte warme herstart plaats van de gasontladingsbuis.2) In the event of voltage interruptions due to the switchover to emergency power supplies, a short warm restart of the gas discharge tube takes place.

3) Daar er ten allen tijde een warme start zal plaatsvinden, zullen de electroden van de gasontladingsbuis minder snel slijten met als gevolg dat de levensduur van de electroden zal toenemen.3) Since there will be a warm start at all times, the electrodes of the gas discharge tube will wear less quickly, with the result that the service life of the electrodes will increase.

4) Aangezien de levensduur van de gasontladingsbuis voor een groot gedeelte bepaald wordt door de levensduur van de electroden, zal er door deze maatregel tevens een levensduurverlenging van de gasontladingsbuis plaats vinden.4) Since the life of the gas discharge tube is largely determined by the life of the electrodes, this measure will also extend the life of the gas discharge tube.

5) Tijdens de voorgloeifase van de gasontladingsbuis wordt het niveau van de lampspanning actief onder het niveau van de startspanning gehouden, zodat het risico van het vroegtijdig opstarten van de gasontladingsbuis voorkomen wordt.5) During the preheating phase of the gas discharge tube, the lamp voltage level is actively kept below the start voltage level, thus avoiding the risk of the gas discharge tube starting up prematurely.

6) Na de voorgloeifase van de gasontladingsbuis wordt de startspanning direct en dus definieerbaarder, in plaats van op een geleidelijke wijze, aangeboden. Voordelen van het toepassen van de maatregel volgens de conclusies 11 tot 16 zijn: 1) Het gecontroleerd minimaliseren van de stroom door de electroden van de gasontladingsbuis na het opstarten van de gasontladingsbuis.6) After the preheating phase of the gas discharge tube, the starting voltage is provided directly and thus more definably, rather than in a gradual manner. Advantages of applying the measure according to claims 11 to 16 are: 1) Controlled minimization of the current through the electrodes of the gas discharge tube after starting up the gas discharge tube.

2) Als gevolg van het beperken van de elec- trodenstroom zullen er minder energieverliezen optreden.2) As a result of limiting the electrode current, less energy losses will occur.

3) Als gevolg van het beperken van de elec-trodenstroom zullen de electroden minder snel slijten waardoor de levensduur van de electroden verhoogd zal worden.3) As a result of limiting the electrode current, the electrodes will wear less quickly, which will increase the service life of the electrodes.

4) Aangezien de levensduur van de gasont-ladingsbuis voor een groot gedeelte bepaald wordt door de levensduur van de electroden, zal er door deze maatregel tevens een levensduurverlenging van de gasontladingsbuis plaats vinden.4) Since the life of the gas discharge tube is largely determined by the life of the electrodes, this life will also extend the life of the gas discharge tube.

5) Daar er sprake is van een verkleining van de stroom die door de electronische voorschakelinrichting aan de gasontladingsbuis geleverd dient te worden, zal er ook binnen de electronische voorschakelinrichting sprake zijn van een vermindering van het opgenomen vermogen.5) Since there is a reduction in the current to be supplied by the electronic ballast to the gas discharge tube, there will also be a decrease in the power consumption within the electronic ballast.

6) Vanwege een vermindering van de stroom van de electronische voorschakelinrichting zal er minder warmte-ontwikkeling in de electronische voorschakelinriching plaatsvinden waardoor de levensduur van de electronische voorschakelinrichting verhoogd zal worden.6) Due to a reduction in the current of the electronic ballast, less heat will develop in the electronic ballast, which will increase the life of the electronic ballast.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van het blokschema van de totale uitvoeringsvorm van de electronische voorschakelinrichting en aan de hand van detailschema's van het uitvoeringsvoorbeeld van de diverse deelfuncties.The invention will be elucidated hereinafter on the basis of the block diagram of the total embodiment of the electronic ballast and on the basis of detailed diagrams of the exemplary embodiment of the various partial functions.

Figuur 1 geeft een blokschema van een electronische voorschakelinrichting volgens de uitvinding.Figure 1 shows a block diagram of an electronic ballast according to the invention.

Figuur 2 toont het schema van de warme startscha-keling volgens de uitvinding.Figure 2 shows the schematic of the warm start circuit according to the invention.

Figuur 4 toont het schema van de elektrodenstroom-begrenzer volgens de uitvinding.Figure 4 shows the schematic of the electrode current limiter according to the invention.

Algemene beschrijving van de deelfuncties van de electronische voorschakelinrichting volgens de uitvinding aan de hand van figuur 1.General description of the partial functions of the electronic ballast according to the invention with reference to figure 1.

Deelschakeling A, een EMI-filter, dient ter onderdrukking van de stoorsignalen naar het net toe en dient tevens ter bescherming van de achterliggende schakeling tegen voorkomende spanningspieken op het net.Sub-circuit A, an EMI filter, serves to suppress the interference signals to the mains and also protects the underlying circuit against occurring voltage peaks on the mains.

Deelschakeling B, de diodebrug, heeft tot doel het gelijkrichten van de netspanning.Part circuit B, the diode bridge, aims to rectify the mains voltage.

Deelschakeling C, zie de octrooi-aanvrage NL 9301397 van Aanvraagster, is een beveiligingsschakelinricht-ing, welke voorziet in het opheffen van bovengenoemde nadelen 1 en 2.Sub-circuit C, see applicant's patent application NL 9301397, is a safety switching device, which provides for overcoming the above-mentioned disadvantages 1 and 2.

Deelschakeling D, dient ter correctie van de stroomopname van de electronische voorschakelinrichting zodat de voornoemde stroomopname een sinusvormig verloop krijgt waardoor voldaan wordt aan de eisen gesteld in de IEC 555-2 ten aanzien van het voorkomen van te hoge harmonische stroomcomponenten.Sub-circuit D serves to correct the current consumption of the electronic ballast so that the aforementioned current consumption takes a sinusoidal course, so that the requirements of IEC 555-2 with regard to the prevention of too high harmonic current components are met.

Deelschakeling E, dient ter afvlakking van de netspanning en tevens als energiebuffer voor de deelschakeling F.Sub-circuit E, serves to smooth the mains voltage and also serves as an energy buffer for sub-circuit F.

Deelschakeling F, bestaant uit een dempbare vrij oscillerende halve H-brug met het doel het opwekken van een hoogfrequent voeding voor de gasontladingsbuis.Sub-circuit F, consisting of a dampable free-oscillating half-H bridge for the purpose of generating a high-frequency power supply for the gas discharge tube.

Deelschakeling H, dient ter controle van deelschakeling D en regelt voorts de spanning van de deelschakeling E op een vastgestelde waarde af.Sub-circuit H, serves to check sub-circuit D and also adjusts the voltage of sub-circuit E to a predetermined value.

Deelschakeling I, bestaat uit een ladingspomp die een blokvorm van hoge amplitude en hoge frequentie van deelschakeling F omzet naar een gelijkspanning van 30V.Sub-circuit I, consists of a charge pump which converts a high-amplitude and high-frequency block form of sub-circuit F to a DC voltage of 30V.

Deelschakeling J, volgens de uitvinding, dient ter controle van de demping van de deelschakeling F en heeft tot doel dat de gasontladingsbuis voorgegloeid, gestart en op het juiste brandvermogen ingesteld wordt.Sub-circuit J, according to the invention, serves to check the damping of the sub-circuit F and has the object that the gas discharge tube is pre-annealed, started and adjusted to the correct burning capacity.

Deelschakeling K, dient voor het in oscillatie brengen van deelschakeling F en wordt gevoed uit deelschakeling E.Sub-circuit K, serves to oscillate sub-circuit F and is supplied from sub-circuit E.

Deelschakeling L dient ter detectie van defecte lampen en brengt voorts, bij detectie van een defecte lamp, de deelschakeling F uit oscillatie en onderdrukt voorts de startpulsen van deelschakeling K waardoor deelschakeling F uit oscillatie blijft.Sub-circuit L serves to detect defective lamps and, upon detection of a defective lamp, also causes sub-circuit F to oscillate and suppresses the starting pulses of sub-circuit K, so that sub-circuit F remains oscillated.

Deelschakeling M, volgens de uitvinding, reduceert de stroom door de electroden van de gasontladingsbuis, na de startfase, op een actieve en definieerbare wijze.Dividing circuit M, according to the invention, reduces the current through the electrodes of the gas discharge tube, after the starting phase, in an active and definable manner.

Beschrijving van deelfunctie J volgens de uitvinding:Description of partial function J according to the invention:

In figuur 2 wordt deelschakeling J, de warme startschakeling, nader beschreven. De deelschakeling kan worden omschreven als een startcircuit dat ten allen tijden voorziet in een gedefinieerde warme start voor gasontla-dingsbuizen.In Fig. 2, partial circuit J, the warm start circuit, is described in more detail. The partial circuit can be described as a starting circuit that provides a defined hot start for gas discharge tubes at all times.

Het startcircuit heeft betrekking op het voorzien van de gasontladingsbuis van de juiste warme startcondities onder normale omstandigheden en abnormale omstandigheden (hierbij wordt met name gedacht aan kortdurende stroomonder-brekingen als gevolg van het overnemen van de voedingsspanning door noodstroomvoorzieningen). Een (electronische) voorschakelinrichting mag het gedrag en het functioneren van een gasontladingslamp niet nadelig beïnvloeden, met name niet tijdens de startfase van een gasontladingslamp. Traditioneel gezien bestaan er twee methoden om een gasontladingsbuis te starten: een start waarbij de electroden voor het aanbieden van de daadwerkelijke startspanning voorverwarmd worden, de zogenaamde warme start, en een start waarbij de electroden voor het aanbieden van de daadwerkelijke startspanning niet worden voorverwarmd, de zogenaamde koude start. De levensduur van een gasontladingslamp is in hoge mate afhankelijk van de levensduur van de electroden van de gasontladingslamp. De levensduur van de electroden is sterk afhankelijk van de startcondities. De emitter laag van de electroden wordt sneller beschadigd tijdens een koude startprocedure, hetgeen tot grotere slijtagever-schijnselen leidt. In het algemeen wordt daarom een warme start aanbevolen waardoor de levensduur van de gasontla-dingsbuis positief wordt beïnvloed ten opzichte van de levensduur van de gasontladingsbuis bij een koude start. De eisen voor wat betreft de warme start staan nauwkeurig beschreven in de IEC-normgeving.The starting circuit relates to providing the gas discharge tube with the correct warm starting conditions under normal conditions and abnormal conditions (notably short-term power interruptions due to the take-over of the supply voltage by emergency power supplies). An (electronic) ballast must not adversely affect the behavior and functioning of a gas discharge lamp, especially during the starting phase of a gas discharge lamp. Traditionally, there are two methods to start a gas discharge tube: a start in which the electrodes for applying the actual starting voltage are preheated, the so-called warm start, and a start in which the electrodes for applying the actual starting voltage are not preheated, the so-called cold start. The life of a gas discharge lamp is highly dependent on the life of the electrodes of the gas discharge lamp. The lifespan of the electrodes strongly depends on the starting conditions. The emitter layer of the electrodes is damaged more quickly during a cold starting procedure, which leads to greater wear phenomena. In general, therefore, a warm start is recommended, which has a positive effect on the life of the gas discharge tube compared to the life of the gas discharge tube on a cold start. The warm start requirements are described in detail in the IEC standard.

Er zijn verschillende oplossingen denkbaar voor het creëren van de juiste warme startcondities voor de gasontladingsbuis. Deze oplossingen zijn gebaseerd op ofwel startcircuits waarmee de warme startcondities zodanig gedefinieerd zijn dat de voorgloeitijd inflexibel is, met als nadeel dat in abnormale condities de startcondities niet meer optimaal zijn, ofwel startcircuits, met name startcircuits waarin thermistoren, met name Positive Temperature Coëfficiënt (P.T.C.), gebruikt worden, waarin de warme startcondities in hoge mate ongedefinieerd en ongecontroleerd aan de gasontladingsbuis worden aangeboden met als nadeel dat er geen sprake is van optimale startcondities. Beide typen oplossingen betreffende het startcircuit voor de gasontladingsbuis kunnen niet voldoen aan de eisen met betrekking tot de warme start in die omstandigheden waar een snelle herstart plaats moet vinden; onder deze omstandigheden wordt er bij de eerstgenoemde oplossing onnodig lang voorgegloeid en er kan aldus niet voldaan worden aan de opstarteisen bij noodstroomvoorzieningen en bij de tweede oplossing zal er een koude start plaats vinden.Various solutions are conceivable for creating the correct warm start conditions for the gas discharge tube. These solutions are based on either starting circuits with which the warm starting conditions are defined in such a way that the pre-heating time is inflexible, with the disadvantage that in abnormal conditions the starting conditions are no longer optimal, or starting circuits, in particular starting circuits in which thermistors, in particular Positive Temperature Coefficient (PTC) ), in which the warm starting conditions are offered to the gas discharge tube to a large extent undefined and uncontrolled, with the disadvantage that there are no optimum starting conditions. Both types of solutions regarding the starting circuit for the gas discharge tube cannot meet the requirements regarding the hot start in those conditions where a rapid restart is required; under these conditions, the former solution requires an unnecessarily long pre-heat and thus the start-up requirements for emergency power supplies cannot be met and the second solution will cause a cold start.

Deelschakeling J beoogt het opheffen van bovenvermelde nadelen door de lampkarakteristieken als principieel uitgangspunt te nemen voor het funktioneel gedrag van het startcircuit. Afhankelijk van de temperatuur van de electroden van de gasontladingsbuis zal er een voorgloei-periode gecreëerd worden waarmee onder normale en abnormale startomstandigheden in een warme start voorzien wordt.Sub-circuit J aims to overcome the above-mentioned drawbacks by taking the lamp characteristics as a starting point for the functional behavior of the starting circuit. Depending on the temperature of the electrodes of the gas discharge tube, a pre-heating period will be created with which a warm start is provided under normal and abnormal starting conditions.

Basis van de warme startschakeling is het variabel maken van de oscillatiefrequentie van de LC-kring. Door de rangschikking van de diverse componenten bepaalt de spanning over de lampcondensator de startspanning en bepaalt de stroom door deze capaciteit de voorgloeistroom.The basis of the warm start circuit is to make the oscillation frequency of the LC circuit variable. Due to the arrangement of the various components, the voltage across the lamp capacitor determines the starting voltage and the current through this capacity determines the glow plug current.

Het variabel maken van de oscillatiefrequentie geschiedt door de halve H-brug regelbaar te maken door in de onderste schakelaar van de halve H-brug, Tl, een regelbare weerstand, bestaande uit de parallelschakeling van R1 en T2, in de emitterleiding te plaatsen.The oscillation frequency is made variable by making the half H-bridge adjustable by placing an adjustable resistor, consisting of the parallel connection of R1 and T2, in the emitter line in the lower switch of the half H-bridge, T1.

Onderscheiden wordt de voorgloeifase, de startfase en de brandfase van de gasontladingslamp. Tijdens het voorgloeien wordt de halve H-brug gedempt waardoor de oscil-latiefrequentie hoger komt te liggen dan de resonantiefre-quentie van de LC-kring. In deze gedempte toestand wordt er voor gezorgd dat de lampspanning onder het niveau van de startspanning blijft, maar dat er toch een voldoende grote stroom loopt om de electroden voor te verwarmen. Na de voorgloeifase dient de gasontladingsbuis opgestart te worden door middel van een startspanning welke voldoende hoog ligt. Dit geschiedt door de frequentie van de LC-kring zodanig te veranderen dat deze dichter bij de resonantiefrequentie van de oscillatiekring komt te liggen, waardoor een hoge spanningsopbouw over de gasontladingsbuis plaats vindt. De LC-kring is dan ongedempt. Het dempen van de halve H-brug geschiedt als volgt: De aanstuurspanning van de regelbare weerstand (R1 en T2) in de emitter van Tl is OV bij aanscha-keling. T3 wordt na een bepaalde tijd, welke afhankelijk is van R5 en C4, opengestuurd via Dl, waardoor T4 in geleiding gebracht wordt. T4 zorgt ervoor dat T3 in geleiding blijft. Cl en C2 hebben als doel stoorpulsen op de basissen van T3 en T4 te onderdrukken opdat er geen valse triggering van T2 kan plaatsvinden.The preheating phase, the starting phase and the burning phase of the gas discharge lamp are distinguished. During the annealing, the half H-bridge is damped, so that the oscillation frequency is higher than the resonance frequency of the LC circuit. In this damped state, it is ensured that the lamp voltage remains below the level of the starting voltage, but that a sufficient current flows nevertheless to preheat the electrodes. After the preheating phase, the gas discharge tube must be started up by means of a starting voltage which is sufficiently high. This is done by changing the frequency of the LC circuit so that it is closer to the resonant frequency of the oscillating circuit, causing a high voltage build-up across the gas discharge tube. The LC circuit is then undamped. The half-H bridge is damped as follows: The drive voltage of the adjustable resistor (R1 and T2) in the emitter of T1 is OV when switched on. After a certain time, which depends on R5 and C4, T3 is opened via D1, whereby T4 is brought into conduction. T4 ensures that T3 remains in conduction. Cl and C2 aim to suppress interference pulses on the bases of T3 and T4 so that false triggering of T2 cannot occur.

De mate van demping van de halve H-brug, na de start van de gasontladingsbuis, wordt bepaald door het spanningsniveau over R2, hetgeen bepaald wordt door de spanningsdeler R2, R3 in serie met R5 en door de voedingsspanning van deelschakeling I. Het spanningsniveau van R2 is het stuursignaal voor de regelbare weerstand, bestaande uit R1 en T2.The degree of damping of the half-H bridge, after the start of the gas discharge tube, is determined by the voltage level over R2, which is determined by the voltage divider R2, R3 in series with R5 and by the supply voltage of sub-circuit I. The voltage level of R2 is the control signal for the adjustable resistor, consisting of R1 and T2.

De duur van de voorgloeistroom wordt bepaald door R5, R4, D2 en C4. Op het moment dat de halve H-brug begint te oscilleren wordt C4 via R5 opgeladen tot het triggerni-veau waarop T2 wordt aangestuurd door Dl. De tijd nodig om C4 te laden tot het triggerniveau is gelijk aan de voor-gloeitijd van de electroden van de gasontladingsbuis. Indien de halve H-brug uit oscillatie wordt gebracht kan deelscha-keling I geen spanning meer leveren en zal C4 zich aldus kunnen ontladen via de parallelschakeling van R4 en R5. Dit verloopt via een bepaalbare tijdkromme, welke afgestemd is op de temperatuurkarakteristieken van de electroden van de gasontladingsbuis. Indien een herstart plaats vindt zal er een voorgloeistroom gaan vloeien wiens duur bepaald wordt door de mate van afkoeling van de electroden van de gasontladingsbuis. Met andere woorden: De restlading op C4 is de maat voor de restwarmte op de elektroden van de gasontladingsbuis op het moment van inschakelen. De duur en de grootte van de voorgloeistroom zijn aldus zodanig gedefinieerd dat onder alle omstandigheden de electroden op de vereiste emissietemperatuur worden gebracht.The duration of the glow plug current is determined by R5, R4, D2 and C4. As the half H-bridge begins to oscillate, C4 is charged via R5 to the trigger level at which T2 is driven by D1. The time required to charge C4 to the trigger level is equal to the preheating time of the electrodes of the gas discharge tube. If the half H-bridge is brought out of oscillation, partial circuit I can no longer supply voltage and C4 will thus be able to discharge via the parallel connection of R4 and R5. This proceeds via a determinable time curve, which is tuned to the temperature characteristics of the electrodes of the gas discharge tube. If a restart takes place, a pre-glow current will flow, the duration of which is determined by the degree of cooling of the electrodes of the gas discharge tube. In other words: The residual charge on C4 is the measure of the residual heat on the electrodes of the gas discharge tube at the moment of switching on. The duration and magnitude of the glow plug current are thus defined such that the electrodes are brought to the required emission temperature under all conditions.

Beschrijving van deelfunctie M volgens de uitvinding:Description of partial function M according to the invention:

In Figuur 4 wordt deelfunctie M, de elektro-denstroombegrenzer, gegeven. Doel van deze deelfunctie is het verkleinen van de stroom door de elektroden van de gasontladingsbuis na afronding van de startfase. Kenmerk van deze deelschakeling is dat het minimaliseren van de electro-denstroom geschiedt op een definieerbare en actieve wijze en een verder kenmerk is dat deze deelschakeling additioneel kan worden gebruikt.In Figure 4, partial function M, the electrode current limiter, is given. The purpose of this partial function is to reduce the current through the electrodes of the gas discharge tube after completion of the starting phase. A characteristic of this sub-circuit is that the minimization of the electrode current takes place in a definable and active manner and a further feature is that this sub-circuit can be used additionally.

Het principe van deelschakeling (M) is dat de impedantie, welke parallel staat aan de gasontladingsbuis en over de electroden staat, na de startfase vergroot wordt door middel van het verkleinen van de totale capaciteit over de gasontladingslamp.The principle of partial circuit (M) is that the impedance, which is parallel to the gas discharge tube and over the electrodes, is increased after the starting phase by decreasing the total capacity across the gas discharge lamp.

In bekende schakelingen geschiedt een soortgelijke verhoging van de impedantie parallel aan de gasontladingsbuis door plaatsing van een parallelschakeling van een P.T.C. met een condensator in serie met de lampcondensator. De primaire doelstelling van de schakelmethode met behulp van de P.T.c. is echter het verzorgen van een warme start.In known circuits, a similar increase in impedance parallel to the gas discharge tube occurs by placing a parallel circuit of a P.T.C. with a capacitor in series with the lamp capacitor. The primary objective of the switching method using the P.T.c. however, is taking care of a warm start.

De nadelen van deze oplossing zijn: De P.T.C. blijft continue energie opnemen hetgeen in tegenspraak is met de doelstelling te komen tot een maximale energiereductie; de condensator parallel aan de P.T.C. kan niet naar een minimale waarde worden teruggebracht in verband met de gestelde veiligheidseisen ten aanzien van een electronische voorschakel-inrichting; de P.T.C. heeft een niet-definieerbare tijd nodig om zorg te dragen voor correcte warme startcondities.The disadvantages of this solution are: The P.T.C. continues to absorb energy continuously, which contradicts the objective of achieving maximum energy reduction; the capacitor parallel to the P.T.C. cannot be reduced to a minimum value due to the safety requirements set for an electronic ballast; the P.T.C. needs an indefinable time to ensure correct warm start conditions.

Het vergroten van de impedantie parallel aan de gasontladingsbuis en over de electroden wordt gerealiseerd door schakelaar Tl, een MOSPET, en diode Dl. Wanneer Tl in geleiding is, zal Tl tesamen met Dl een geleiding voor de in richting wisselende stroom vormen. Wordt Tl dichtgestuurd kan deze stroom nog maar slechts in een richting gaan lopen, en wel via Dl. Condensator Cl, in serie geschakeld met Tl en Dl, zal zich aldus opladen tot het niveau van de aanwezige pieklampspanning waardoor, op dat moment, de impedantie van deze tak oneindig hoog zal zijn zodat er geen stroom meer zal kunnen vloeien in deze tak. Om er voor te zorgen dat er toch sprake is van een stabiele oscillatie van het gehele circuit is condensator C2 in de schakeling opgenomen. Deze condensator, met als kenmerk dat de capaciteit kleiner is als de capaciteit van de lampcondensator, heeft tot gevolg dat de stroom door deze tak en dus de stroom door de electroden gereduceerd zal worden.Increasing the impedance parallel to the gas discharge tube and across the electrodes is accomplished by switch T1, a MOSPET, and diode D1. When Tl is conductive, Tl will form together with Dl a conductor for the alternating current. When Tl is closed, this current can only flow in one direction, namely via Dl. Capacitor C1, connected in series with T1 and D1, will thus charge up to the level of the peak lamp voltage present, so that, at that time, the impedance of this branch will be infinitely high so that no more current can flow in this branch. To ensure that there is a stable oscillation of the entire circuit, capacitor C2 is included in the circuit. This capacitor, characterized in that the capacity is smaller than the capacity of the lamp capacitor, has the consequence that the current through this branch and thus the current through the electrodes will be reduced.

Andere kenmerken van schakelaar Tl zijn dat deze schakelaar actief uit geleiding wordt gestuurd; dat Tl op een actieve en gedefinieerde wijze in geleiding gestuurd is vóór aanvang van de voorgloeifase van de gasontladingsbuis; dat Tl op een actieve en gedefinieerde wijze uit geleiding gestuurd wordt né de startfase; dat Tl direct na het doven van de gasontladingsbuis weer op een actieve en definieerbare wijze in geleiding wordt gestuurd.Other features of switch T1 are that this switch is actively turned out of conduction; that T1 is guided in an active and defined manner prior to the start of the preheating phase of the gas discharge tube; that T1 is sent out of conduction in an active and defined manner after the start-up phase; that T1 is returned to conductivity in an active and definable manner immediately after extinguishing the gas discharge tube.

Het aansturen van schakelaar Tl op het moment van inschakeling van de electronische voorschakelinrichting wordt gerealiseerd met de componenten Rl, R2, en D2 met C5 parallel, welke een spanningsdeler vormen. De spanningsdeler wordt gevoed uit de DC voedingsspanning van het oscillatie- circuit en zal direct, na het aanbieden van deze DC voedingsspanning, C5 opladen tot het niveau van de zenerspanning D2. De spanning over C5 brengt vervolgens Tl in geleiding.The control of switch T1 at the moment of switching on of the electronic ballast is realized with the components R1, R2, and D2 with C5 in parallel, which form a voltage divider. The voltage divider is powered from the DC supply voltage of the oscillation circuit and will, immediately after this DC supply voltage is applied, charge C5 to the level of the zener voltage D2. The voltage across C5 then conducts T1.

Schakelaar T2, een transistor, wordt op het moment dat de gasontladingsbuis brandt, dus na de startfase, in geleiding gebracht waardoor C5 via T2 ontladen wordt, met als gevolg dat Tl uit geleiding gebracht wordt waardoor de impedantie parallel aan de gasontladingsbuis verhoogd wordt.Switch T2, a transistor, is made conductive at the moment the gas discharge tube burns, ie after the start-up phase, so that C5 is discharged via T2, with the result that T1 is turned off so that the impedance is increased parallel to the gas discharge tube.

De aansturing van T2 valt direct weg op het moment dat het oscillatiecircuit stopt met oscilleren, dus op het moment dat de gasontladingsbuis dooft. C5 laadt zich weer op tot het niveau van de zenerspanning van D2 en Tl zal vervolgens opengestuurd worden, zodat de condities voor een correcte warme start weer voorhanden zijn.The control of T2 immediately disappears when the oscillation circuit stops oscillating, ie when the gas discharge tube goes out. C5 will recharge to the zener voltage level of D2 and T1 will then be controlled open, so that the conditions for a correct warm start are available again.

Claims

1. Hot start circuit for an electronic pre-switching device, characterized in that a constant pre-glow current and a starting voltage are applied immediately after the pre-glow phase.

Hot start circuit for an electronic ballast according to claim 1, characterized in that the pre-heating time of the electrodes of the gas discharge tube is determined by a network consisting of a resistor and a capacitance with an RC curve which is dependent on the temperature characteristics of the electrodes of the gas discharge lamp to be operated.

Hot start circuit for an electronic ballast according to claims 1 and 2, characterized in that the charging time of the capacity differs from the discharging time of this capacity.

Hot start circuit for an electronic ballast according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the voltage level of the capacitance is a measure of the residual heat of the electrodes of the gas discharge tube.

Hot start circuit for an electronic ballast according to claim 1 and further characterized in that the curve according to which the charging time of the capacitance expires is adjusted to the size of the adjusted glow plug current.

The hot start circuit for an electronic ballast according to claim 1, characterized in that an adjustable resistor is present in the emitter line of one of the transistors of the oscillation circuit which influences the oscillation frequency of the oscillation circuit.

Hot start circuit for an electronic ballast according to claims 1 and 6, characterized in that the adjustable resistor is formed by a resistor in parallel with a MOSFET,

A hot starting circuit for an electronic ballast according to claims 1, 6 and 7, characterized in that the oscillation frequency is higher during the preheating phase than during the starting phase.

Hot starting circuit for an electronic ballast according to claims 1, 6 and 7, characterized in that the impedance of the oscillating circuit during the preheating phase is significantly higher than during the starting phase.

Hot start circuit for an electronic ballast according to claim 1, 6 and further characterized in that the MOSFET is immediately fully conductive after the pre-heating.

An electrode current limiter, preferably suitable for an electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrode current after the starting phase is reduced to a minimum value.

An electrode current limiter, preferably suitable for an electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the reduction is effected by reducing the capacitance parallel to the gas discharge tube and connected in series over the electrodes.

An electrode current limiter, preferably suitable for an electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the reduction of the capacitance is effected by a parallel connection of a MOSFET, a diode and a capacitor, which is in series as a whole with the capacitance, which is completely parallel to the gas discharge tube and in series over the electrodes.

An electrode current limiter, preferably suitable for an electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the capacitance parallel to the MOSFET is less than the capacitance in series therewith.

An electrode current limiter, preferably suitable for an electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the MOSFET is conductive during the preheating phase and the starting phase of the gas discharge tube.

An electrode current limiter, preferably suitable for an electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that the MOSFET is conductive during the burning phase of the gas discharge tube.

An electronic ballast characterized in that it is constructed as a combination of a hot start circuit according to claims 1 to 10 and an electrode current limiter according to claims 11 to 16.

An electronic ballast according to any one of the preceding claims, characterized in that it can be constructed in a modular manner on the basis of various partial functions.