DE102005005058A1

DE102005005058A1 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE102005005058A1
Application number: DE102005005058A
Authority: DE
Inventors: Markus Heckmann; Thomas Dr. Siegmund
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2006-08-10
Also published as: US7456578B2; US20060170372A1; CA2535154A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Ansteuerschaltung (12) für eine Lampe (10) mit einem ersten Anschluß (11) für eine erste Wendel (W1) der Lampe (10) und einem zweiten Anschluß (13) für eine zweite Wendel (W2) der Lampe (10), einer Schutzschaltung (16), die ausgangsseitig mit der Ansteuerschaltung (12) gekoppelt ist und eingangsseitig mit dem ersten Anschluss für die erste Wendel (W1) der Lampe und dem zweiten Anschluss für die zweite Wendel (W2) der Lampe, derart, dass ein erstes Signal, das mit einem Betriebsparameter der ersten Wendel (W1) korreliert ist, und ein zweites Signal, das mit einem Betriebsparameter der zweiten Wendel (W2) korreliert ist, an die Schutzschaltung (16) übertragbar ist, wobei die Schaltungsanordnung weiterhin eine Modifikationsvorrichtung (22) umfasst, die zwischen die Schutzschaltung (16) und den ersten (18) und/oder den zweiten Anschluss (20) geschaltet ist, wobei die Modifikationsvorrichtung (22) ausgelegt ist, das erste und/oder das zweite Signal zu modifizieren und als modifiziertes erstes Signal und/oder als modifiziertes zweites Signal an die Schutzschaltung (16) bereitzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einer Ansteuerschaltung für eine Lampe mit einem ersten Anschluß für eine erste Wendel der Lampe und einen zweiten Anschluß für eine zweite Wendel der Lampe, einer Schutzschaltung, die ausgangsseitig mit der Ansteuerschaltung gekoppelt ist und eingangsseitig mit dem ersten Anschluss für die erste Wendel der Lampe und dem zweiten Anschluss für die zweite Wendel der Lampe, so dass ein erstes Signal, das mit einem Betriebsparameter der ersten Wendel korreliert ist, und ein zweites Signal, das mit einem Betriebsparameter der zweiten Wendel korreliert ist, an die Schutzschaltung übertragbar ist.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt. Auf sie soll zur Darstellung der der Erfindung zugrunde liegenden Problematik kurz eingegangen werden: Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der End-of-Life (EoL)-Problematik von Lampen mit zwei Wendelelektroden. Aufgrund eines inhomogenen Materialverlusts der beiden Wendeln sinkt irgendwann die Emissionsfähigkeit der einen Wendel gegenüber derjenigen der anderen Wendel ab. Dadurch entsteht der sogenannte Kathodenfall, der Widerstand einer Wendel und damit die Spannung an dieser Wendel steigen gegenüber den entsprechenden Größen der an der anderen Wendel an. Dies entspricht von der Wirkung her einer Einführung eines Gleichrichteffekts. Dieser Gleichrichteffekt führt einerseits zu einer unerwünscht hohen Last an der Ansteuerschaltung, die häufig als elektronisches Vorschaltgerät realisiert ist, sie führt andererseits zu einer oft auf einen sehr kleinen Ort begrenzten Wärmeentwicklung. Insbesondere bei schlanken Leuchtstoffröhren kann eine Hitzekonzentration auftreten, die zum Schmelzen oder Brechen der Lampe führen kann. Um diesen Gleichrichteffekt festzustellen, ist es bekannt, das Verhältnis von positivem und negativem Scheitelwert der Lampenspannung in einer Schutzschaltung auszuwerten. Eine typische Schutzschaltung umfasst als wesentliches Element einen ASIC der Firma Infineon mit der Bezeichnung ICB1LB01G. Wird in dem Baustein festgestellt, dass das Verhältnis einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet, wird der Betrieb der Lampe beendet.

Der Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung besteht darin, dass der Schwellwert festgelegt ist und bei Verwendung dieses Bausteins mit unterschiedlichen Lampentypen dennoch Wendel- und Lampenbrüche aufgetreten sind.

Darstellung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass Wendel- und Lampenbrüche bei Verwendung ein und derselben Schutzschaltung für unterschiedliche Lampentypen zuverlässig verhindert werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das Verhältnis aus positivem und negativem Scheitelwert der Lampenspannung kein zuverlässiges Maß für die in der Lampe umgesetzte Wärme darstellt. Mit anderen Worten kann dieses Verhältnis bei einem ersten Lampentyp zum richtigen Zeitpunkt eine Abschaltung auslösen, bei einem anderen Lampentyp hätte die Abschaltung bereits zu einem sehr viel früheren Zeitpunkt erfolgen müssen, um die erwähnten negativen Folgen auszuschließen.

Der Nachteil bei der erwähnten Schutzschaltung besteht darin, dass der Schwellwert nicht variabel ist, sondern im ASIC festgelegt ist. Auch bei Auswertung anderer denkbarer Betriebsparameter der Lampe, beispielsweise Scheitelwert und Gleichanteil der Lampenspannung, würde eine in der Schutzschaltung festgelegte Schwelle einen Einsatz ein und derselben Schutzschaltung bei unterschiedlichen Lampentypen ausschließen. Die vorliegende Erfindung basiert insbesondere auf der Erkenntnis, dass durch eine geeignete, der Schutzschaltung vorgelagerte Signalaufbereitung in einfacher Weise eine Anpassung an den jeweiligen Lampentyp vorgenommen werden kann, was einerseits zur Verhinderung von Über- oder Unterempfindlichkeiten bei der EoL-Abschaltung führt, zum anderen den universellen Einsatz ein und derselben Schutzschaltung für unterschiedliche Lampentypen ermöglicht.

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung umfasst deshalb weiterhin eine Modifikationsvorrichtung, die zwischen die Schutzschaltung und den ersten und/oder den zweiten Anschluss geschaltet ist, wobei die Modifikationsvorrichtung ausgelegt ist, das erste und/oder das zweite Signal zu modifizieren und als modifiziertes erstes Signal und/oder als modifiziertes zweites Signal an die Schutzschaltung bereitzustellen. Bevorzugt wird die Modifikationsvorrichtung im Hinblick auf die zulässige Asymmetrieleistung des eingesetzten Lampentyps und die Kenndaten des eingesetzten Lampentyps ausgelegt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Modifikationsvorrichtung ausgelegt ist, zur Erstellung des modifizierten ersten und/oder des modifizierten zweiten Signals das erste und/oder das zweite Signal in Gleich- und Wechselanteil aufzuteilen. Bevorzugt ist die Modifikationsvorrichtung weiterhin ausgelegt, zur Erstellung des modifizierten ersten und/oder des modifizierten zweiten Signals den Gleich- und Wechselanteil des jeweiligen Signals unterschiedlich zu gewichten. Beispielsweise kann zur Erhöhung der Empfindlichkeit der DC-Anteil stärker gewichtet werden als der AC-Anteil. Zur Reduzierung der Empfindlichkeit kann genau umgekehrt verfahren werden.

Zur Aufteilung in Gleich- und Wechselanteil bzw. zur Erzielung der gewünschten Gewichtung können passive oder aktive Filter verwendet werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Modifikationsvorrichtung ausgelegt ist, eine frequenzabhängige Gewichtung vorzunehmen.

Weiterhin weist die Modifikationsvorrichtung bevorzugt eine Schnittstelle auf, um einer Bedienperson zu ermöglichen, mindestens einen Parameter für die Modifikation einzugeben, d.h. die Art der Modifikation zu spezifizieren. Auf diesem Wege kann dann auf einfache Weise eine Anpassung an den jeweiligen Lampentyp vorgenommen werden. Alternativ können an jeweilige Lampentypen angepasste Modifikationsvorrichtungen ohne derartige Schnittstelle bereitgestellt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und
2 den zeitlichen Verlauf der Lampenspannung sowie des Stroms am Eingang der Schutzschaltung bei unveränderter, erhöhter und reduzierter Empfindlichkeit.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Bauelemente, die im Hinblick auf die Erfindung ohne Bedeutung und dem Fachmann hinlänglich bekannt sind, wurden zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen. 1 zeigt eine Lampe 10, der ein Resonanzkondensator C1 parallelgeschaltet ist. Ein Anschluß, der mit einer ersten Wendel W1 der Lampe 10 verbunden ist, ist mit der Bezugsziffer 11 gekennzeichnet. Ein zweiter Anschluß, der mit der zweiten Wendel W2 der Lampe 10 verbunden ist, trägt die Bezugsziffer 13.
Seriell zur Parallelschaltung der Lampe 10 und des Resonanzkondensators C1 ist die Serienschaltung aus einem Koppelkondensator C2 und einer Induktivität L1 angeordnet. Diese sind mit dem Mittelpunkt einer Halbbrückenschaltung verbunden, die die Schalter S1 und S2 umfasst. Während der Schalter S1 an eine Versorgungsspannung U₀ gekoppelt ist, ist der Schalter S2 über einen Widerstand R1 mit Masse verbunden. Die Schalter S1 und S2 werden über Widerstände R2 und R3 von einer Steuerung 15 mit einem hochfrequenten Signal angesteuert, d. h. die Schalter S1 und S2 öffnen und schließen sich hochfrequent im Gegentakt. Die Steuerung 15 ist ebenfalls mit einer Versorgungsspannung U₀ verbunden. Die Schalter S1 und S2, die Widerstände R1, R2, R3, die Kondensatoren C1 und C2, die Induktivität L1 sowie die Steuerung 15 bilden die Ansteuerschaltung 12.
Zwischen die Lampe 10 und die Ansteuerschaltung 12 ist eine Schutzschaltung 16 geschaltet, die ausgangsseitig mit der Ansteuerschaltung 12 verbunden ist, vorliegend mit der Steuerung 12 sogar in einem gemeinsamen Gehäuse vorgesehen ist, und deren Eingang mit dem Ausgang einer Modifikationsvorrichtung 22 verbunden ist, die einen ersten 18 und einen zweiten Eingang 20 aufweist. Die Eingänge 18, 20 sind einerseits mit der ersten Wendel W1 der Lampe 10, andererseits mit der zweiten Wendel W2 der Lampe 10 gekoppelt.
Die Modifikationsvorrichtung 22 ist ausgelegt, das am Eingang 18 und/oder am Eingang 20 angelegte Signal zu modifizieren und als modifiziertes erstes Signal und/oder als modifizier tes zweites Signal am Ausgang 24 der Schutzschaltung 22 bereitzustellen. Anstelle eines Ausgangs 24 können selbstverständlich auch zwei mit der Schutzschaltung 16 verbundene Ausgangsanschlüsse an der Modifikationsvorrichtung 22 bereitgestellt werden, wobei dann die Modifikationsvorrichtung 22 durch eine weitere Leitung mit der Schutzschaltung 16 zu verbinden ist, siehe hierzu die gestrichelt eingezeichnete, optionale Leitung 25. Die Modifikationsvorrichtung 22 umfasst eine Schnittstelle 26, über die eine Anpassung an den jeweils eingesetzten Typ der Lampe 10 vorgenommen werden kann. Insbesondere kann über die Schnittstelle 26 festgelegt werden, auf welche Weise die an den Eingängen 18 und 20 angelegten Signale modifiziert werden sollen, um sie in modifizierter Form am Ausgang 24 bereitzustellen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Modifikationsvorrichtung 22 beispielsweise ausgelegt, das an den Eingängen 18 und 20 angelegte Signal in Gleich- und Wechselanteil aufzuteilen, Gleich- und Wechselanteil unterschiedlich zu gewichten und in dieser modifizierten Form am Ausgang 24 bereitzustellen. Zur Bereitstellung der beiden modifizierten Signale auf einer Leitung kann das Zeitmultiplexverfahren verwendet werden.
2 zeigt im unteren Diagramm den zeitlichen Verlauf der Lampenspannung U₁₀ und im oberen Diagramm den zeitlichen Verlauf des am Ausgang 24 der Modifikationsvorrichtung 22 bereitgestellten ersten oder zweiten Stroms I_mod ohne Modifikation, Kurvenzug a), mit reduzierter Empfindlichkeit, Kurvenzug b), und mit erhöhter Empfindlichkeit, Kurvenzug c). Je höher die Empfindlichkeit, desto früher wird eine EoL-Abschaltung vorgenommen.

Claims

Schaltungsanordnung mit – einer Ansteuerschaltung (12) für eine Lampe (10) mit einem ersten Anschluß (11) für eine erste Wendel (W1) der Lampe (10) und einen zweiten Anschluß (13) für eine zweite Wendel (W2) der Lampe (10); – einer Schutzschaltung (16), die ausgangsseitig mit der Ansteuerschaltung (12) gekoppelt ist und eingangsseitig mit dem ersten Anschluss für die erste Wendel (W1) der Lampe und dem zweiten Anschluss für die zweite Wendel (W2) der Lampe derart, dass ein erstes Signal, das mit einem Betriebsparameter der ersten Wendel (W1) korreliert ist, und ein zweites Signal, das mit einem Betriebsparameter der zweiten Wendel (W2) korreliert ist, an die Schutzschaltung (16) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin eine Modifikationsvorrichtung (22) umfasst, die zwischen die Schutzschaltung (16) und den ersten (18) und/oder den zweiten Anschluss (20) geschaltet ist, wobei die Modifikationsvorrichtung (22) ausgelegt ist, das erste und/oder das zweite Signal zu modifizieren und als modifiziertes erstes Signal und/oder als modifiziertes zweites Signal an die Schutzschaltung (16) bereitzustellen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikationsvorrichtung (22) ausgelegt ist, zur Erstellung des modifizierten ersten und/oder des modifizierten zweiten Signals das erste und/oder das zweite Signal in Gleich- und Wechselanteil aufzuteilen.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikationsvorrichtung (22) ausgelegt ist, zur Erstellung des modifizierten ersten und/oder des modifizierten zweiten Signals den Gleich- und Wechselanteil des jeweiligen Signals unterschiedlich zu gewichten.
Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikationsvorrichtung (22) ausgelegt ist, eine frequenzabhängige Gewichtung vorzunehmen.
Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikationsvorrichtung (22) eine Schnittstelle (26) aufweist, um mindestens einen Parameter für die Modifikation einzugeben.