DE10016035A1 - Verfahren und Vorschaltgerät zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorschaltgerät für einen Dimmbetrieb einer mit einer Leuchtstofflampe (L) versehenen Leuchte, wobei das Vorschaltgerät bestimmte Lampentypen, vorzugsweise mit einem Lampenspannungsmeßverfahren, automatisch erkennt und diejenigen Betriebsdaten einstellt, die dem erkannten Lampentyp per Betriebsdatenregister zugeordnet sind. Für Lampentypen, die zur Rollentladung neigen, wird ein Verfahren und ein Vorschaltgerät vorgeschlagen, das dem Lampenstrom (I¶L¶) für die Leuchtstofflampe (L) einen Gleichstromanteil (I¶DC¶) zufügt. Für Lampentypen ohne Neigung zur Rollentladung wird eine Heizstromschaltung (HS) vorgeschlagen, die bei einem im weit heruntergedimmten Zustand geringen Lampenstrom (I¶L¶) die Elektrodentemperatur durch einen zusätzlichen Heizstrom (I¶H¶) auf der Emissionstemperatur des Elektrodenemittermaterials hält. Für ein Verfahren und ein Vorschaltgerät, mit dem alle vorgenannten Lampentypen betrieben und gedimmt werden sollen, wird vorgeschlagen, sowohl dem Lampenstrom (I¶L¶) einen Gleichstromanteil (I¶DC¶) zuzufügen als auch im heruntergedimmten Zustand die Elektrode durch eine Heizstromzuschaltung auf der Emissionstemperatur des Elektrodenemittermaterials zu halten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorschaltgerät für einen Dimmbetrieb einer mit einer Leuchtstofflampe verse­ henen Leuchte, wobei das Vorschaltgerät bestimmte Lampentypen, vorzugsweise mit einem Lampenspannungsmeßverfahren, automa­ tisch erkennt und diejenigen Betriebsdaten einstellt, die dem momentan in der Leuchte befindlichen Lampentyp per Betriebs­ datenregister zugeordnet sind.

Aus der WO 97/24017 ist ein elektronisches Vorschaltgerät bekannt, mit dem eine oder mehrere Leuchtstoflampen eines Lampentyps betrieben und gedimmt werden können.

Generell können je nach Grad der Dimmung einer Leuchtstoff­ lampe im wesentlichen zwei technische Probleme auftreten. Ein Problem stellt die sogenannte Rollentladung oder Streifen­ bildung (engl.: striation) einer Leuchtstofflampe dar. Diese erscheint dann, wenn der gelieferte hochfrequente Lampenstrom in dem Entladungskörper der Leuchtstofflampe unterschiedliche Ladungsdichten verursacht. In dem Entladungskörper bilden sich aufeinanderfolgende Zonen mit wechselnder Ladungsdichte, die auf der Oberfläche des Entladungskörpers in Form von unter­ schiedlich gefärbten Streifen oder Ringen sichtbar sind. Die Lichtabstrahlung der Leuchtstofflampe ist ungleichmäßig und kann wechseln. Dies wird von Benutzern als störend empfunden.

Eine Rollentladung tritt bei vielen Lampentypen dann zunehmend auf, wenn sich die Betriebsdaten der zugeführten hochfrequen­ ten Versorgungsenergie von denjenigen Nennbetriebsdaten entfernen, die von dem Lampenhersteller für den verwendeten Lam­ pentyp empfohlenen werden. Es muß jedoch auch erwähnt werden, dass es Kategorien von Lampentypen gibt, die kaum zu Rollent­ ladung neigen, und andere, die bei bestimmten Betriebsdaten selbst bei den empfohlenen Nennbetriebsdaten zu einer Rollent­ ladung neigen.

Ein weiteres Problem besteht dann, wenn eine besonders geringe Lichtabstrahlung und hierfür ein entsprechend geringer Lampen­ strom einzustellen ist. Der einzustellende Lampenstrom kann so gering sein, dass die damit erreichte Elektrodentemperatur unter die Emissionstemperatur des Elektrodenemittermaterials sinkt, bei der die Elektrode noch ausreichend Elektronen frei­ setzen kann. Die Leuchtstofflampe strahlt in diesem Betriebs­ zustand das Licht ebenfalls sehr ungleichmäßig ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Vorschaltgerät zu schaffen, mit dem eine Mehrzahl bestimm­ ter automatisch erkennbarer Lampentypen unter optimierten Bedingungen betrieben und gedimmt werden können.

Für das geschilderte technische Problem werden mehrere Lösun­ gen vorgeschlagen. Welche Lösung zu bevorzugen ist hängt davon ab, welche Kategorie beziehungsweise welche Kategorien von Lampentypen mit dem Verfahren beziehungsweise dem Vorschaltge­ rät betrieben und gedimmt werden sollen.

Für den Fall, dass solche Lampentypen von Leuchtstofflampen betrieben und gedimmt werden sollen, die bei den hersteller­ seits empfohlenen Nennbetriebsdaten zur Rollentladung neigen, wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte mit einem Vor­ schaltgerät, das ein Betriebsdatenregister und eine Steue­ rungselektronik mit einer Schnittstelle für ein Dimmsignal aufweist, wobei bestimmte Lampentypen, vorzugsweise mit einem Lampenspannungsmeßverfahren, automatisch erkannt und danach diejenigen Betriebsdaten einstellt werden, die dem erkannten Lampentyp per Betriebsdatenregister zugeordnet sind, wobei jeder Elektrode der Leuchtstofflampe ein Lampenstrom zugelei­ tet wird, der sich aus einem Wechselstromanteil und einem Gleichstromanteil zusammensetzt, und wobei für jeden erkenn­ baren Lampentyp je ein Gleichstromanteil in dem Betriebsdaten­ register gespeichert ist und die Steuerungselektronik zur Dimmung einer Leuchtstofflampe den per Betriebsdatenregister zuordneten Gleichstromanteil einstellt oder zu jedem erkenn­ baren Lampentyp entweder für unterschiedliche Dimmstellungen eine gestufte Reihe von Gleichstromanteilen oder für einen Dimmbereich eine dimmungsabhängige Gleichstromkennlinie für den Gleichstromanteil in dem Betriebsdatenregister gespeichert ist und die Steuerungselektronik zur Dimmung einer Leucht­ stofflampe einen Gleichstromanteil einstellt, der per Be­ triebsdatenregister in Abhängigkeit von Lampentyp und Dimm­ signal zugeordnet ist. Durch die variable Anpassung des Gleichstromanteils kann eine Rollentladung für diese Kategorie von Lampentypen sicher verhindert werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere dann, wenn keine sehr geringen Lichtausbeu­ ten einstellbar sein müssen, und keine Gefahr besteht, dass durch einen zu geringen Lampenstrom die Emissionstemperatur des Elektrodenemittermaterials unterschritten wird.

Sollen andererseits Lampentypen mit geringer Neigung zur Rol­ lentladung betrieben und bis zu einer sehr geringen Licht­ abstrahlung gedimmt werden können, dann empfiehlt es sich eine Maßnahme zu ergreifen, mit der die Elektrodentemperatur auch bei geringem Lampenstrom auf der Emissionstemperatur des Elek­ trodenemittermaterials gehalten werden kann. Dies wird er­ reicht mit einem Verfahren zum Dimmen einer mit einer Leucht­ stofflampe versehenen Leuchte mit einem Vorschaltgerät, das ein Betriebsdatenregister und eine Steuerungselektronik mit einer Schnittstelle für ein Dimmsignal aufweist, wobei be­ stimmte Lampentypen, vorzugsweise mit einem Lampenspannugsmeß­ verfahren, automatisch erkannt und danach diejenigen Betriebs­ daten einstellt werden, die dem erkannten Lampentyp per Be­ triebsdatenregister zugeordnet sind, wobei jeder Elektrode der Leuchtstofflampe ein Heizstrom und ein Lampenstrom zugeleitet werden, die sich zu einem Gesamtstrom summieren, und wobei zu jedem erkennbaren Lampentyp entweder für unterschiedliche Dimmstellungen eine gestufte Reihe von Heizströmen oder für einen Dimmbereich eine dimmungsabhängige Heizstromkennlinie in dem Betriebsdatenregister gespeichert ist und die Steuerungs­ elektronik zur Dimmung einer Leuchtstofflampe einen Heizstrom einstellt, der per Betriebsdatenregister in Abhängigkeit von Lampentyp und Dimmsignal zugeordnet ist.

Handelt es sich bei den zu dimmenden Lampentypen sowohl um solche, die kaum zu Rollentladung neigen als auch um solche, die bei den empfohlenen Nennbetriebsdaten zu einer erheblichen Rollentladung neigen, dann wird das zugrundeliegende tech­ nische Problem mit einem Verfahren gelöst, das von dem Verfah­ ren gemäß Anspruch 1 Gebrauch macht, womit durch eine anteili­ ge Gleichstromzuführung eine Rollentladung der Leuchtstoff­ lampe verhindern wird, und zusätzlich gemäß Anspruch 3 ein per Betriebsdatenregister zugeordneter Heizstrom eingestellt wird, der bei heruntergedimmtem Lampenstrom das Unterschreiten der Emissionstemperatur des Elektrodenemittermaterials der Leucht­ stofflampe verhindert. Zu den Verfahrensschritten des An­ spruchs 1 werden also die Verfahrensschritte des Anspruchs 3 hinzugenommen, nach denen jeder Elektrode der Leuchtstofflampe ein Heizstrom zugeleitet wird, der sich mit dem Lampenstrom zu einem Gesamtstrom summiert, wobei zu jedem erkennbaren Lampen­ typ entweder für unterschiedliche Dimmstellungen eine gestufte Reihe von Heizströmen oder für einen Dimmbereich eine dim­ mungsabhängige Heizstromkennlinie in dem Betriebsdatenregister gespeichert ist und die Steuerungselektronik zur Dimmung einer Leuchtstofflampe einen Heizstrom einstellt, der per Betriebs­ datenregister in Abhängigkeit von Lampentyp und Dimmsignal zugeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung derjenigen Verfahren, welche eine per Betriebsdatenregister zugeordnete Heizstrom­ einstellung vorsehen, wird bei einer Änderung des Lampenstroms durch Dimmung der Leuchtstofflampe der Heizstrom derart ange­ paßt, dass der Gesamtstrom konstant bleibt.

Günstigerweise wird als konstanter Gesamtstrom der Lampennenn­ strom des Lampentyps der erkannten Leuchtstofflampe vorgege­ ben, weil damit die Belastung der Lampe den empfohlenen Nenn­ betriebsdaten am nächsten kommt und ein guter Kompromiß zwi­ schen Lebensdauer und Lichtausbeute zu erwarten ist.

Zweckmäßig weist die Steuerungselektronik eine Meßeinrichtung für den Lampenstrom, einen Stromkomparator sowie eine regel­ bare Heizstromquelle auf, wobei der Stromkomparator eine Stromdifferenz zwischen einem über eine Elektrode der Leucht­ stofflampe fließenden Gesamtstrom und dem gemessenen Lampen­ strom bildet und die Stromdifferenz der Heizstromquelle als Regelgröße für den einzustellenden Heizstrom zugeführt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 wird ein Vor­ schaltgerät zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe verse­ henen Leuchte mit einem Betriebsdatenregister, einer Steue­ rungselektronik mit einer Schnittstelle für ein Dimmsignal, einer Lampenspannungsmeßeinrichtung, mit der die verwendbaren Lampentypen automatisch erkennbar sind, und einer einstell­ baren Gleichstromschaltung mit der ein Gleichstromanteil des Lampenstroms veränderbar ist, vorgeschlagen. Für die Schnitt­ stelle des Dimmsignals wird beispielsweise der Spannungsbe­ reich 1 bis 10 Volt verwendet. Die Einstellung des Dimmsignals wird über einen externen Dimmer geregelt.

Einfacherweise weist die einstellbare Gleichstromschaltung eine Diode auf, der in Durchflußrichtung reihenförmig ein erster Widerstand und ein erster Schalter nachgeschaltet sind und parallel zu diesen ein zweiter Widerstand und ein zweiter Schalter reihenförmig nachgeschaltet sind. Mit dieser Anord­ nung von Widerständen und Schaltern können vier unterschiedli­ che Niveaus für den Gleichstromanteil des Lampenstroms einge­ stellt werden. Hierfür werden die Schalterstellungen der bei­ den Schalter variiert. Ein erstes Gleichstromniveau ergibt sich, wenn beide Schalter geöffnet sind. Ein zweites, wenn Schalter eins geschlossen und Schalter zwei geöffnet ist. Ein drittes, wenn Schalter eins geöffnet und Schalter zwei geschlossen ist. Und ein viertes, wenn beide Schalter geschlos­ sen sind.

Alternativ kann die einstellbare Gleichstromschaltung eine Diode aufweisen, der in Durchflußrichtung eine einstellbare Stromquelle nachgeschaltet ist.

Eine weitere Alternative sieht vor, dass die einstellbare Gleichstromschaltung eine Diode aufweist, der in Durchfluß­ richtung reihenförmig ein Feldeffekttransistor und ein Wider­ stand nachgeschaltet sind.

Bei einer anderen Alternative deren einstellbare Gleichstrom­ schaltung eine Diode aufweist, sind in Durchflußrichtung der Diode reihenförmig ein Bipolartransistor und ein Widerstand nachgeschaltet.

Handelt es sich bei den zu dimmenden Lampentypen sowohl um solche, die nicht zu Rollentladung neigen als auch um solche, die zu einer erheblichen Rollentladung neigen, wird ein Vor­ schaltgerät vorgeschlagen, mit dem zusätzlich zu einer Gleich­ stromschaltung eine Heizstromschaltung vorgesehen ist. Die Steuerungselektronik des Vorschaltgeräts ist dann mit einer Meßeinrichtung für den Lampenstrom, einem Stromkomparator und einer Heizstromquelle versehen. Mit dem Stromkomparator wird eine Stromdifferenz zwischen dem über eine Elektrode der Leuchtstofflampe fließenden Gesamtstrom und dem von der Meß­ einrichtung gemessenen Lampenstrom gebildet. Diese Stromdiffe­ renz wird dann der Heizstromquelle als Regelgröße für den einzustellenden Heizstrom zugeführt.

Günstig ist es, wenn die Meßeinrichtung für den Lampenstrom eine Induktionsschleife aufweist. Einfacherweise umschlingt die Induktionsschleife die Elektrodenzuführungen.

Der Einfachheit halber weist der Stromkomparator einen Opera­ tionsverstärker auf, an dessen n-Eingang der Lampenstrom und an dessen p-Eingang der Gesamtstrom angelegt ist, wobei die Stromdifferenz zwischen dem Gesamtstrom und dem Lampenstrom das Ausgangssignal des Operationsverstärkers bildet, das der Heizstromschaltung zugeführt ist.

Nachstehend ist die Erfindung in einer Zeichnung dargestellt und anhand der einzelnen Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Stromverteilung bei einem Vorschaltgerät mit einer Gleichstromzuführung zum Betrieb von Lampentypen, die zu einer Rollentladung neigen,

Fig. 2 die Stromverteilung bei einem Vorschaltgerät mit einer Heizstromzuführung zum Betrieb von Lampentypen, die nicht zu einer Rollentladung neigen,

Fig. 3 die Stromverteilung für ein Vorschaltgerät mit einer Gleichstromzuführung und einer Heizstromzuführung zum Betrieb sowohl von Lampentypen, die zu einer Rollent­ ladung neigen als auch von Lampentypen, die nicht zu einer Rollentladung neigen,

Fig. 4 eine hochfrequenter Wechselstrom, dem ein Gleichstrom überlagert ist,

Fig. 5 eine variable Gleichstromschaltung zur Anpassung des Gleichstromanteils des Lampenstroms an den Lampentyp und ggf. an die Einstellung eines Dimmers,

Fig. 6 eine alternative Gleichstromschaltung,

Fig. 7 eine alternative Gleichstromschaltung,

Fig. 8 eine alternative Gleichstromschaltung,

Fig. 9 eine Heizstromschaltung zur Anpassung des Heizstroms,

Fig. 10 eine alternative Ausführungsform eines Vorschaltgeräts mit einer Heizstromzuführung zum Betrieb von Lampenty­ pen, die nicht zu einer Rollentladung neigen,

Fig. 11 die Realisierung der Einschaltdauer und Ausschaltdauer eines Schalterelements T als breitenmodulierte Impuls­ signale.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Teilen der elek­ tronischen Schaltungen eines Vorschaltgeräts schematisch dar­ gestellt.

In den Fig. 1 bis 3 sind prinzipielle Stromverteilungen zwischen unterschiedlichen Ausführungsformen eines Vorschalt­ geräts und einer zu betreibenden Leuchtstofflampe L darge­ stellt.

Fig. 1 ist ein Teil eines Vorschaltgeräts für eine Kategorie von Lampentypen, die zu einer Rollentladung neigen. Zur Ver­ hinderung der Rollentladung wird dem Lampenstrom I_L über eine Gleichstromschaltung GS ein Gleichstromanteil I_DC zugeführt, mit dem eine Rollentladung sicher verhindert wird. Außerdem wird der Leuchtstofflampe L einen Wechselstromanteil I_AC zu­ geführt. Es ergibt sich ein Gesamtstrom I_G = I_AC + I_DC.

Fig. 2 ist ein Teil eines Vorschaltgeräts für eine Kategorie von Lampentypen, die nicht zur Rollentladung neigen. Für diese ist eine Gleichstromschaltung verzichtbar. Damit die Leucht­ stofflampen L bis auf eine geringe Lichtabstrahlung herunter­ gedimmt werden können, ist aber eine Heizstromschaltung HS vorgesehen, mit der die Elektrodentemperatur auch bei geringem Lampenstrom I_L auf der Emissionstemperatur des Elektroden­ emittermaterials gehalten werden kann, bei der noch ausreichend Emittermaterial freigesetzt wird. Es ergibt sich ein Gesamt­ strom I_G = I_H + I_L.

Fig. 3 ist ein Teil eines Vorschaltgeräts für Lampentypen, die zur Rollentladung neigen und gleichzeitig für solche, die nicht zur Rollentladung neigen. Daher ist sowohl eine Gleich­ stromschaltung GS als auch eine Heizstromschaltung HS vor­ gesehen. Die Gleichstromschaltung GS und die Heizstromschal­ tung HS sind parallelgeschaltet. Es gelten die Gleichung I_G = I_H + I_L und die Gleichung I_G = I_AC + I_DC + I_H.

Fig. 4 ist ein Koordinatensystem in dem der zeitliche Verlauf eines hochfrequenten Wechselstroms I_AD und eines Gleichstroman­ teils I_DC eingetragen sind. Der Wechselstrom I_AD ist die Überla­ gerung des reinen Wechselstromanteils I_AC (hier nicht eingetra­ gen) und des Gleichstromanteils I_DC.

Anhand der Fig. 4 wird die Funktion der alternativen Gleich­ stromschaltungen verständlich, die in den Fig. 5 bis 8 dargestellt sind. Jede der Gleichstromschaltungen der Fig. 5 bis 8 weist eine zur Leuchtstofflampe L parallelgeschaltete Impedanz P auf. Letztere weist jeweils eine Diode D und eine der Diode D nachgeschaltete Verstelleinrichtung V auf, mit der der Gleichstromanteil I_DC in Stufen oder stufenlos verstellbar ist.

Während einer negativen Halbwelle des Wechselstroms I_AC fließt dieser ausschließlich durch die Leuchtstofflampe L, weil die Diode D der parallel geschalteten Impedanz P in dieser Strom­ richtung sperrt. Während einer positiven Halbwelle wird ein Teil des Wechselstroms I_AC über die Impedanz P abgezweigt. Der Anteil des über die Impedanz P abgezweigten Gleichstromanteils I_DC hängt von der Einstellung der Verstelleinrichtung V ab.

In Fig. 5 handelt es sich um eine Gleichstromschaltung GS, deren Verstelleinrichtung V zwei parallelgeschaltete Zweige Z1 und Z2 aufweist, wobei in Durchflußrichtung der Diode D in dem Zweig Z1 ein Widerstand R1 sowie ein Schalter S1 nachgeschal­ tet sind und in dem Zweig Z2 ein Widerstand R2 mit einem vom Widerstands R1 verschiedenen Widerstandswert sowie ein Schal­ ter S2 nachgeschaltet sind. Mit dieser Konstruktion können vier unterschiedliche Niveaus für den Gleichstromanteil I_DC des Lampenstroms I_L eingestellt werden. Dazu werden die Schalterstellungen der beiden Schalter S1 und S2 variiert. Ein erstes Gleichstromniveau ergibt sich, wenn beide Schalter S1 und S2 geöffnet sind. Ein zweites, wenn Schalter S1 geschlossen und Schalter S2 geöffnet ist. Ein drittes, wenn Schalter S1 geöff­ net und Schalter S2 geschlossen ist. Und ein viertes, wenn beide Schalter S1 und S2 geschlossen sind.

Die Gleichstromschaltung GS gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von Fig. 5 nur durch die Verstelleinrichtung V. Bei dieser ist der Diode D eine einstellbare Stromquelle S nachgeschaltet, über die der Gleichstromanteils I_DC stufenlos eingestellt wer­ den kann.

Die Verstelleinrichtung V der Gleichstromschaltung GS gemäß Fig. 7 weist als Alternative einen Feldeffekttransistor Q auf, der über eine an ihn angelegte Steuerspannung U_E eine Ver­ stellung des Gleichstromanteils I_DC des Lampenstroms I_L be­ wirkt. Außerdem ist dem Feldeffekttransistor Q einen Wider­ stand R in Reihe nachgeschaltet.

Eine weitere Alternative ist die Verstelleinrichtung der Gleichstromschaltung GS gemäß Fig. 8, bei der ein Bipolar­ transistor B zum Einsatz kommt, der ebenfalls über eine an ihn angelegte Steuerspannung U_E eine Verstellung des Gleich­ stromanteils I_DC des Lampenstroms I_L bewirkt. Außerdem ist dem Bipolartransistor B ein Widerstand R in Reihe nachgeschaltet.

Schließlich ist in Fig. 9 eine Ausführungsform einer Heiz­ stromschaltung HS dargestellt, die einen Teil der Steuerungs­ elektronik des Vorschaltgeräts bildet. Diese weist eine Meß­ einrichtung M für den Lampenstrom I_L auf. Die Meßeinrichtung M ist mit einer Induktionsschleife IS versehen, die die Elek­ trodenzuführungen umschlingt. Außerdem weist die Steuerungs­ elektronik einen Stromkomparator K sowie eine regelbare Heiz­ stromquelle HT auf. Mit dem Stromkomparator K wird eine Strom­ differenz zwischen dem über die Elektrode E1 der Leuchtstoff­ lampe L fließenden Gesamtstrom I_G und dem von der Meßeinrich­ tung M gemessenen Lampenstrom I_L gebildet. Diese Stromdifferenz wird dann der Heizstromquelle HT als Regelgröße für den einzustellenden Heizstrom I_H zugeführt. Der Stromkomparator K weist einen Operationsverstärker OP auf, an dessen n-Eingang der Lampenstrom I_L und an dessen p-Eingang der Gesamtstrom I_G angelegt ist, wobei die Stromdifferenz zwischen dem Gesamt­ strom I_L und dem Lampenstrom I_L das Ausgangssignal A des Opera­ tionsverstärkers OP bildet, das der Heizstromquelle HT als Regelgröße zugeführt wird.

Fig. 10 zeigt auschnittsweise eine alternative Konstruktion eines Vorschaltgeräts mit einer Gleichstromzuführung und einer Heizstromzuführung zum Betrieb sowohl von Lampentypen, die zu einer Rollentladung neigen als auch von Lampentypen, die nicht zu einer Rollentladung neigen. Es ist eine gemeinsame Steuer­ schaltung ST für die Heiz- und Gleichstromsteuerung vorgese­ hen, mit der ein periodisches Öffnen und Schließen eines elek­ tronischen Schalterelements T, beispielsweise eines Feldef­ fekttransistors, gesteuert wird. Das Schalterelement T ist parallel zur Leuchtstofflampe L geschaltet und mit je einer Zuführung der beiden Elektroden der Leuchtstofflampe L verbun­ den.

Zum einen werden mit der Steuerschaltung ST zwecks Dimmen der Leuchtstofflampe L die Amplitude und/oder die Frequenz eines Wechselrichters (nicht dargestellt) des Vorschaltgeräts vari­ iert. Zum anderen erfolgt eine Heizstromeinstellung durch periodisches Ein- und Ausschalten des Schalterelements T mit einer Frequenz, die der doppelten Frequenz des Wechselrichters entspricht oder größer ist als diese.

Fig. 11 stellt dar, wie mit der Steuerschaltung ST die Ein­ schaltdauer und die Ausschaltdauer des Schalterelements T als breitenmodulierte Impulssignale realisiert werden. Die Aus­ schaltdauer des Schalterelements T während einer positiven Halbwelle und die Ausschaltdauer des Schalterelements T wäh­ rend einer negativen Halbwelle des vom Wechselrichter zuge­ führten Stroms weisen vorzugsweise gleiche Pulsbreiten t₁ und t₃ auf. Auf diese Weise werden die Elektroden während einer positiven Halbwelle und einer negativen Halbwelle des Wechsel­ richterstroms gleichmäßig geheizt.

Die Pulsbreite t₂ für den eingeschalteten Zustand des Schal­ terelements T während einer positiven Halbwelle unterscheidet sich vorzugsweise aber von der Pulsbreite t₄ für den einge­ schalteten Zustand während einer negativen Halbwelle des Wech­ selrichterstroms. Über die Pulsbreiten t₂ und t₄ wird die Größe und das Vorzeichen des Gleichstromanteils gesteuert. Wenn die Pulsbreite t₂ geringer ist als die Pulsbreite t₄, verschiebt der Gleichstromanteil den Wechselrichterstrom ins Negative. Ist die Pulsbreite t₄ geringer als die Pulsbreite t₂, ver­ schiebt der Gleichstromanteil den Wechselrichterstrom ins Positive.

Bezugszeichenliste

A Ausgangssignal
B Bipolartransistor
C Kondensator
D Diode
E1 Elektrode
GS Gleichstromschaltung
HS Heizstromschaltung
HT Heizstromquelle
I_AC

Wechselstromanteil
I_AD

überlagerter Wechselstrom
I_DC

Gleichstromanteil
I_G

Gesamtstrom
I_H

Heizstrom
I_L

Lampenstrom
IS Induktionsschleife
K Stromkomparator
L Leuchtstofflampe
M Meßeinrichtung
OP Operationsverstärker
P Impedanz
Q Feldefeekttransistor
R Widerstand
R1 Widerstand
R2 Widerstand
S Stromquelle
S1 Schalter
S2 Schalter
ST Steuerschaltung
T Schalterelement
t₁

Pulsbreite
t₂

Pulsbreite
t₃

Pulsbreite
t₄

Pulsbreite
U_E

Steuerspannung
V Verstelleinrichtung
Z1 Zweig
Z2 Zweig

Claims (14)

1. Verfahren zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe (L) versehenen Leuchte mit einem Vorschaltgerät, das ein Be­ triebsdatenregister und eine Steuerungselektronik mit einer Schnittstelle für ein Dimmsignal aufweist, wobei bestimmte Lampentypen, vorzugsweise mit einem Lampenspan­ nungsmeßverfahren, automatisch erkannt und danach diejeni­ gen Betriebsdaten einstellt werden, die dem erkannten Lampentyp per Betriebsdatenregister zugeordnet sind, wobei jeder Elektrode der Leuchtstofflampe (L) ein Lampenstrom (I_L) zugeleitet wird, der sich aus einem Wechselstroman­ teil (I_AC) und einem Gleichstromanteil (I_DC) zusammensetzt, und wobei für jeden erkennbaren Lampentyp je ein Gleichstromanteil (I_DC) in dem Betriebsdatenregister ge­ speichert ist und die Steuerungselektronik zur Dimmung einer Leuchtstofflampe (L) den per Betriebsdatenregister zuordneten Gleichstromanteil (I_DC) einstellt oder zu jedem erkennbaren Lampentyp entweder für unterschiedliche Dimm­ stellungen eine gestufte Reihe von Gleichstromanteilen (I_DC) oder für einen Dimmbereich eine dimmungsabhängige Gleichstromkennlinie für den Gleichstromanteil (I_DC) in dem Betriebsdatenregister gespeichert ist und die Steuerungs­ elektronik zur Dimmung einer Leuchtstofflampe (L) einen Gleichstromanteil (I_DC) einstellt, der per Betriebsdaten­ register in Abhängigkeit von Lampentyp und Dimmsignal zugeordnet ist.

2. Verfahren zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe (L) versehenen Leuchte mit einem Vorschaltgerät, das ein Be­ triebsdatenregister und eine Steuerungselektronik mit einer Schnittstelle für ein Dimmsignal aufweist, wobei bestimmte Lampentypen, vorzugsweise mit einem Lampenspan­ nugsmeßverfahren, automatisch erkannt und danach diejeni­ gen Betriebsdaten einstellt werden, die dem erkannten Lampentyp per Betriebsdatenregister zugeordnet sind, wobei jeder Elektrode (E1) der Leuchtstofflampe (L) ein Heiz­ strom (I_H) und ein Lampenstrom (I_L) zugeleitet werden, die sich zu einem Gesamtstrom (I_G) summieren, und wobei zu jedem erkennbaren Lampentyp entweder für unterschiedliche Dimmstellungen eine gestufte Reihe von Heizströmen (I_H) oder für einen Dimmbereich eine dimmungsabhängige Heiz­ stromkennlinie in dem Betriebsdatenregister gespeichert ist und die Steuerungselektronik zur Dimmung einer Leucht­ stofflampe (L) einen Heizstrom (I_H) einstellt, der per Betriebsdatenregister in Abhängigkeit von Lampentyp und Dimmsignal zugeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass jeder Elektrode der Leuchtstofflampe (L) ein Heizstrom (I_H) zugeleitet wird, der sich mit dem Lampenstrom (I_L) zu einem Gesamtstrom (I_G) summiert, wobei zu jedem erkennbaren Lampentyp entweder für unterschiedli­ che Dimmstellungen eine gestufte Reihe von Heizströmen (I_H) oder für einen Dimmbereich eine dimmungsabhängige Heizstromkennlinie in dem Betriebsdatenregister gespei­ chert ist und die Steuerungselektronik zur Dimmung einer Leuchtstofflampe (L) einen Heizstrom (I_H) einstellt, der per Betriebsdatenregister in Abhängigkeit von Lampentyp und Dimmsignal zugeordnet ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Änderung des Lampenstroms (I_L) durch Dimmung der Leuchtstofflampe (L) der Heizstrom (I_H) derart angepaßt wird, dass der Gesamt­ strom (I_G) konstant bleibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass als konstanter Gesamtstrom (I_G) der Lampennennstrom der erkannten Leuchtstofflampe (L) vor­ gegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungselektronik eine Meßeinrichtung (M) für den Lampenstrom (I_L), einen Stromkomparator (K) sowie eine regelbare Heizstromquelle (HT) aufweist, wobei der Stromkomparator (K) eine Strom­ differenz zwischen einem über eine Elektrode (E1) der Leuchtstofflampe (L) fließenden Gesamtstrom (I_G) und dem gemessenen Lampenstrom (I_L) bildet und die Stromdifferenz der Heizstromquelle (HT) als Regelgröße für den einzustel­ lenden Heizstrom (I_H) zugeführt wird.

7. Vorschaltgerät zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe (L) versehenen Leuchte mit einem Betriebsdatenregister, einer Steuerungselektronik mit einer Schnittstelle für ein Dimmsignal, einer Lampenspannungsmeßeinrichtung, mit der die verwendbaren Lampentypen automatisch erkennbar sind, und einer einstellbaren Gleichstromschaltung (GS) mit der ein Gleichstromanteil (I_DC) des Lampenstroms (I_L) veränder­ bar ist.

8. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die einstellbare Gleich­ stromschaltung (GS) eine Diode (D) aufweist, der in Durch­ flußrichtung reihenförmig ein erster Widerstand (R1) und ein erster Schalter (S1) nachgeschaltet sind und parallel zu diesen ein zweiter Widerstand (R2) und ein zweiter Schalter (S2) reihenförmig nachgeschaltet sind.

9. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die einstellbare Gleich­ stromschaltung (GS) eine Diode (D) aufweist, der in Durch­ flußrichtung eine einstellbare Stromquelle (S) nachge­ schaltet ist.

10. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die einstellbare Gleich­ stromschaltung (GS) eine Diode (D) aufweist, der in Durch­ flußrichtung reihenförmig ein Feldeffekttransistor (Q) und ein Widerstand (R) nachgeschaltet sind.

11. Vorschaltgerät nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die einstellbare Gleich­ stromschaltung (GS) eine Diode (D) aufweist, der in Durch­ flußrichtung reihenförmig ein Bipolartransistor (B) und ein Widerstand (R) nachgeschaltet sind.

12. Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass die Steue­ rungselektronik mit einer Meßeinrichtung (M) für den Lam­ penstrom (I_L) einem Stromkomparator (K) und einer Heiz­ stromschaltung (HS) versehen ist.

13. Vorschaltgerät nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (M) für den Lampenstrom (I_L) eine Induktionsmeßschleife (IS) auf­ weist.

14. Vorschaltgerät nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromkomparator (K) einen Operationsverstärker (OP) aufweist, an dessen n- Eingang der Lampenstrom (I_L) und an dessen p-Eingang der Gesamtstrom (I_G) angelegt ist, wobei die Stromdifferenz zwischen Gesamtstrom (I_G) und Lampenstrom (I_L) ein Aus­ gangssignal (A) bildet, das der Heizstromschaltung (HS) zugeführt ist.