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DE102006043155A1 - Electronic ballast with asymmetrical inverter control - Google Patents

Electronic ballast with asymmetrical inverter control Download PDF

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DE102006043155A1
DE102006043155A1 DE102006043155A DE102006043155A DE102006043155A1 DE 102006043155 A1 DE102006043155 A1 DE 102006043155A1 DE 102006043155 A DE102006043155 A DE 102006043155A DE 102006043155 A DE102006043155 A DE 102006043155A DE 102006043155 A1 DE102006043155 A1 DE 102006043155A1
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DE
Germany
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lamp
control signals
duty cycles
inverter
inverter control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102006043155A
Other languages
German (de)
Inventor
Stefan Zudrell-Koch
Markus Mayrhofer
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.)
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonicatco GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to DE502007005932T priority patent/DE502007005932D1/en
Priority to EP07113990A priority patent/EP1901592B1/en
Priority to AT07113990T priority patent/ATE492143T1/en
Priority to CN2007101456990A priority patent/CN101146392B/en
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Abstract

The method involves adjusting power input of an electric discharge lamp (LA) by presetting duty cycles of two digital control signals. Semiconductor circuit breakers of a direct current to alternating current (DC/AC) converter are controlled by the control signals, where the DC/AC converter supplies a discharge lamp with AC. The circuit breakers are connected to half-bridges in series, and the duty cycles of the control signals are time variantly adjustable. An independent claim is also included for an electronic ballast comprising a converter.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Lampenvorschaltgeräts (EVG) zum Wechselstrombetrieb wenigstens einer Entladungslampe.The The present invention relates to an electronic ballast (EVG) for AC operation of at least one discharge lamp.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass eine asymmetrische Ansteuerung der beiden üblicherweise symmetrisch (d.h. mit einem Rechtecksignal mit einem Tastverhältnis von 50 %) angesteuerten, zur Umpolung des Lampenstroms benötigten Leistungstransistoren der Wechselrichterhalbbrücke eines zum Wechselstrombetrieb dienenden elektronischen Lampenvorschaltgeräts dazu beiträgt, das Auftreten laufender Schichten im Füllgas und damit ein Flackern der Lampe zu verhindern. Zu diesem Zweck werden Steuersignale mit asymmetrischen, d.h. von dem Wert 50% abweichenden Tastverhältnissen in einem Wertebereich zwischen 0% und 100% angelegt.Out In the prior art it is known that an asymmetric drive the two usually symmetrical (i.e., with a square wave signal having a duty cycle of 50%) driven, required for reversing the lamp current power transistors the inverter half bridge of a for AC operation serving electronic lamp ballast contributes the occurrence of running layers in the filling gas and thus a flicker to prevent the lamp. For this purpose, control signals with asymmetric, i. from the value of 50% different duty cycle in a range between 0% and 100%.

Dies hat jedoch die Nachteile, dass Gleichspannungsanteile an der Lampe anliegen, die zu Störungen des Betriebsablaufs führen, wie beispielsweise infolge einer Migration ionisierter Metall- bzw. Gasatome in Richtung einer der beiden Elektroden.This however, has the disadvantages of having DC components on the lamp to interfere with run the operation, such as due to migration of ionized metal or Gas atoms in the direction of one of the two electrodes.

EP 1 269 801 B1 bezieht sich auf ein Vorschaltgerät und ein zugehöriges Verfahren zum Dimmen einer mit einer Leuchtstofflampe versehenen Leuchte, wobei das Vorschaltgerät durch Erfassung der Lampenbrennspannung bestimmte Lampentypen automatisch erkennt und diejenigen Betriebsdaten einstellt, die dem momentan in der Leuchte befindlichen Lampentyp gemäß einem Betriebsdatenregister zugeordnet sind. EP 1 269 801 B1 refers to a ballast and associated method for dimming a luminaire provided with a fluorescent lamp, wherein the ballast automatically detects certain lamp types by detecting the lamp voltage and sets those operating data associated with the lamp type currently in the lamp according to an operating data register.

In EP 1 095 543 B1 ist ein elektronisches Lampenvorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe mit einer von einer Gleichspannungsquelle gespeisten, aus zwei zueinander in Serie geschalteten Leistungstransistoren bestehenden Wechselrichterhalbbrücke offenbart. Dabei ist eine vom jeweils eingestellten Dimmlevel abhängige asymmetrische Betriebsart vorgesehen, bei der die Tastverhältnisse der Steuersignale für den ersten und zweiten Leistungsschalter der Wechselrichterhalbbrücke über eine Steuerungsschaltung in periodischer Folge variiert und dabei auf von 50% abweichende Werte eines Wertebereichs zwischen 0% und 100% eingestellt werden.In EP 1 095 543 B1 is an electronic lamp ballast for at least one gas discharge lamp with a powered by a DC voltage source, consisting of two mutually connected in series power transistors inverter half bridge disclosed. In this case, an asymmetrical operating mode is provided, which is dependent on the respectively set dimming level, in which the pulse duty factors of the control signals for the first and second power switches of the inverter half-bridge varies in a periodic sequence via a control circuit and set to values deviating from 50% of a value range between 0% and 100% become.

WO 99/34650 beschreibt ein elektronisches Vorschaltgerät zum Wechselstrombetrieb mindestens einer Gasentladungslampe, welche über eine mit einer gleichgerichteten Versorgungsspannung betriebene Wechselrichterhalbbrücke sowie über eine Steuerungsschaltung zum Steuern des Betriebs der Gasentladungslampe verfügt. Die beiden Halbleiter-Leistungsschalter der Wechselrichterhalbbrücke werden dabei von der Steuerungsschaltung so angesteuert, dass von der Wechselrichterhalbbrücke ausgangsseitig eine Wechselspannung variabler Frequenz erzeugt wird. WO 99/34650 describes an electronic ballast for AC operation of at least one gas discharge lamp, which has a powered with a rectified supply voltage inverter half-bridge and a control circuit for controlling the operation of the gas discharge lamp. The two semiconductor power switches of the inverter half bridge are controlled by the control circuit so that the output side of the inverter half bridge an alternating voltage of variable frequency is generated.

EP 0 390 285 51 offenbart ein dimmbares elektronisches Vorschaltgerät zum Wechselstrombetrieb einer Quecksilberdampf-Entladungslampe, das über eine integrierte regelbare Gleichspannungsquelle zur Stabilisierung des Walmverhaltens der Lampe, insbesondere bei niedrigen Dimmleveln, verfügt. Die Gleichspannungsquelle liefert dabei einen der Versorgungswechselspannung der Lampe überlagerten Gleichspannungs-Offset, dessen Spannungspegel so geregelt wird, dass der von der Lampe während des Dimmbetriebs erzeugte Lichtstrom konstant bleibt. EP 0 390 285 51 discloses a dimmable electronic ballast for AC operation of a mercury vapor discharge lamp having an integrated controllable DC voltage source for stabilizing the Walmverhaltens the lamp, especially at low Dimmleveln has. In this case, the DC voltage source supplies a DC offset superimposed on the AC supply voltage of the lamp, the voltage level of which is regulated in such a way that the luminous flux generated by the lamp during the dimming operation remains constant.

In US 4,251,752 ist ein elektronisches Vorschaltgerät zum Wechselstrombetrieb mindestens einer Leuchtstofflampe beschrieben, welches eine aktive Leistungsfaktorkorrekturschaltung in Form eines als Oberwellenfilter wirkenden Gleichspannungs-Hochsetzstellers zur Minimierung störender Netzoberwellen sowie zur Anhebung des Leistungsfaktors durch Kompensation der von der Lampe aufgenommenen Blindleistung aufweist.In US 4,251,752 an electronic ballast for AC operation of at least one fluorescent lamp is described, which has an active power factor correction circuit in the form of acting as a harmonic filter DC boost converter to minimize disturbing mains harmonics and to increase the power factor by compensating the recorded by the lamp reactive power.

AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGOBJECT OF THE PRESENT INVENTION

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik, ist die vorliegende Erfindung der Aufgabe gewidmet, die Ansteuerung einer Lampe flexibler zu gestalten, um sie besser an aktuelle Betriebsbedingungen anzupassen.outgoing from the above-mentioned prior art, is the present invention dedicated to the task of making the control of a lamp more flexible, to better adapt to current operating conditions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, die den Gedanken der Erfindung weiterbilden, sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.These The object is achieved by the Characteristics of the independent Claims solved. advantageous Embodiments, which further develop the idea of the invention are defined in the dependent claims.

ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGSUMMARY PRESENTATION THE PRESENT INVENTION

Die vorliegende Erfindung offenbart ein elektronisches Lampenvorschaltgerät zum Wechselstrombetrieb wenigstens einer Lampe. Die beiden Halbleiter-Leistungsschalter der Wechselrichterhalbbrücke werden über Steuersignale angesteuert, deren Tastverhältnisse zeitvariant einstellbar und beispielsweise in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern der Lampe einstellbar sind. Die beiden Wechselrichterschalter werden dabei asymmetrisch angesteuert, wobei die Asymmetrie der Ansteuerung durch Vorgabe eines Steuersignals mit einem zeitlich veränderlichen Tastverhältnis aus einem Wertebereich zwischen 0% und 100% festlegbar ist.The The present invention discloses an electronic lamp ballast for AC operation at least one lamp. The two semiconductor circuit breakers the inverter half-bridge be over Controlled control signals whose duty cycle time variably adjustable and, for example, depending are adjustable by detected operating parameters of the lamp. The both inverter switches are controlled asymmetrically, wherein the asymmetry of the drive by specifying a control signal with a time-varying duty cycle can be specified from a value range between 0% and 100%.

Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Wechselstrombetrieb mindestens einer Lampe, wobei asymmetrische Tastverhältnisse von Steuersignalen einer vorgebbaren Taktfrequenz einstellbar ist, welche zur Ansteuerung zweier zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter, getrennt voneinander steuerbarer Halbleiter-Leistungsschalter eines zur Versorgung der Lampe mit Wechselstrom verwendeten Wechselrichters dienen. Dabei sind die asymmetrischen Tastverhältnisse der beiden Wechselrichter-Steuersignale erfindungsgemäß insbesondere hinsichtlich ihrer Asymmetrie zeitvariant einstellbar oder abhängig von wenigsten einem Rückführsignal regelbar.Furthermore The present invention relates to a method for AC operation at least one lamp, with asymmetric duty cycles is adjustable by control signals of a predetermined clock frequency, which is used to drive two to a half-bridge in series, separately controllable semiconductor power switch of a for supplying the lamp with alternating current used inverter serve. Here are the asymmetric duty cycles of the two inverter control signals particularly according to the invention in terms of their asymmetry time-variably adjustable or dependent on at least one feedback signal adjustable.

Die asymmetrischen Tastverhältnisse der beiden Wechselrichter-Steuersignale können dabei in einem regelmäßigen Taktzyklus durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale variiert werden.The asymmetric duty cycles the two inverter control signals can be in a regular clock cycle be varied by pulse width modulation of the inverter control signals.

Alternativ dazu können die asymmetrischen Tastverhältnisse der beiden Wechselrichter-Steuersignale in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern (bspw. Lampenstrom, Lampenspannung bzw. jeweils die DC-Anteil davon, Lampenwiderstand,...), dem Lampenbetriebszustand (bspw. vor/nach Zündung) oder Umgebungsparametern (Temperatur etc.) des Lampenbetriebs durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale adaptiv verändert werden.alternative can do this the asymmetrical duty cycles the two inverter control signals in response to detected operating parameters (eg lamp current, lamp voltage or in each case the DC component thereof, Lamp resistance, ...), the lamp operating state (eg before / after Ignition) or environmental parameters (temperature, etc.) of the lamp operation Pulse width modulation of the inverter control signals are adaptively changed.

Im letzteren Fall werden zunächst Werte zweier asymmetrischer Tastverhältnisse vorgegeben und die Pulsbreiten der beiden zur Ansteuerung des Wechselrichters dienenden Steuersignale gemäß den für die beiden Tastverhältnisse vorgegebenen Werten eingestellt. Im Anschluss daran wird ein durch die vorgenommenen Pulsbreiten-Festlegungen verursachter Gleichsignalanteil eines die effektive Wirkleistungsaufnahme der Lampe repräsentierenden Betriebsparameters erfasst. Der betreffende Betriebsparameter wird dann an ein Regelungs- und Steuerungsmodul weitergeleitet, woraufhin die für die beiden Tastverhältnisse vorgegebenen Werte abhängig von dem erfassten Betriebsparameter neu eingestellt werden, so dass der vorgenannte Gleichsignalanteil, gemittelt über die Anzahl der vorgenannten Taktzyklen, im Wesentlichen gleich Null ist.in the the latter case will be first Values of two asymmetric duty cycles are given and the Pulse widths of the two serving to drive the inverter Control signals according to the two duty cycles preset values. Following this, a through the pulse width determinations caused DC component one representing the effective active power consumption of the lamp Operating parameters recorded. The relevant operating parameter is then forwarded to a control and control module, whereupon the for the two duty cycles dependent values be reset from the detected operating parameters, so that the aforesaid DC component, averaged over the number of the aforementioned clock cycles, is essentially zero.

Bei den als Regelgröße in Betracht kommenden Betriebsparametern kann es sich erfindungsgemäß um Lampen- und/oder Umgebungsparameter handeln, beispielsweise um den Effektiv- oder Gleichrichtwert, den Gleich- und/oder Wechselsignalanteil der Lampenbrennspannung U LA bzw. um den Effektiv- oder Gleichrichtwert, den Gleich- und/oder Wechselsignalanteil des durch die Lampe fließenden Stroms I LA , um die der Lampe im Brenn- bzw. Dimmbetrieb zugeführte effektive Wirkleistung Pw,eff, um die errechnete Lampenimpedanz Z LA bei positiver bzw. negativer Halbwelle des Lampenstroms oder um ein Detektorausgangssignal zur Erfassung eines Flackerns der Lampe, eines unangemessen hohen Temperaturanstiegs oder einer die Stabilität der Regelung beeinträchtigenden Störgröße (z.B. einer infolge einer Überlast aufgetretenen Störspannungsspitze). Die erfindungsgemäße Regelung des Tastverhältnisses kann dabei auch abhängig von der Betriebsart der Energieversorgung (Normalbetrieb oder Notstrombetrieb) erfolgen. Darüber hinaus kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zur Regelung der von der Lampe aufgenommenen effektiven Wirkleistung der exakte Signalverlauf des Lampenstroms I LA erfasst, abgetastet, quantisiert und in digitalisierter Form ausgewertet wird, da dieser auf das Betriebsverhalten der Lampe sowohl im Brenn- als auch im Dimmbetrieb einen entscheidenden Einfluss hat.According to the invention, the operating parameters which may be considered as the control variable may be lamp and / or environmental parameters, for example the effective or rectified value, the DC and / or alternating signal component of the lamp firing voltage U LA or the effective or rectified value DC and / or alternating signal component of the current flowing through the lamp current I LA , to the lamp in the firing or dimming operation supplied effective active power P w, eff to the calculated lamp impedance Z LA at a positive or negative half-wave of the lamp current or a Detector output signal for detecting a flickering of the lamp, an unreasonably high temperature rise or a stability affecting the stability of the control disturbance (eg, an interference voltage spike occurred due to an overload). The control of the duty ratio according to the invention can also be carried out depending on the operating mode of the power supply (normal operation or emergency power operation). In addition, it can be provided according to the invention that the exact signal waveform of the lamp current I LA detected, sampled, quantized and evaluated in digitized form to control the effective active power received by the lamp, as this on the performance of the lamp both in the combustion and in the Dimming operation has a decisive influence.

Nach einer Variante der vorliegenden Erfindung kann die Regelung der von der Lampe aufgenommenen effektiven Wirkleistung so erfolgen, dass bei einer Beaufschlagung des Lampenstroms mit einem Gleichstromanteil Letzterer, gemittelt über eine vorgebbare Zeitdauer, im Wesentlichen gleich Null ist. Die Generierung dieses Gleichstromanteils erfolgt dabei mit Hilfe einer asymmetrischen Halbbrückenansteuerung über ein digitales Steuersignal einer vorzugsweise hohen Taktrate und einem dementsprechend kleinen Abtastintervall, um den Gleichstromanteil entsprechend niedrig zu halten, da bei manchen Lampentypen schon ein verhältnismäßig geringer Gleichstromanteil in Bezug auf das Walmverhalten der Lampe kritisch ist.To In a variant of the present invention, the regulation of carried out by the lamp effective effective power done so that upon exposure of the lamp current with a DC component The latter, averaged over a predetermined period of time is substantially equal to zero. The Generation of this DC component takes place with the help of a asymmetrical half-bridge control via a digital control signal of a preferably high clock rate and a accordingly small sampling interval to the DC component correspondingly low, as some lamp types already a relatively smaller DC component in relation to the Walmverhalten the lamp critical is.

Die Tastverhältnisse der beiden Wechselrichter-Steuersignale können erfindungsgemäß entweder einem durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale jeweils vorgegebenen, von der Zeit abhängigen Funktionsverlauf folgen oder kurzzeitig Zufallswerte aus einem den Wert 50 % ausschließenden Wertebereich zwischen 0 % und 100 % annehmen. Eine durch diese zufälligen Tastverhältnisse kurzzeitig verursachte Änderung der von der Lampe aufgenommenen effektiven Wirkleistung wird dann nach Verstreichen einer vorgebbaren Anzahl von Taktzyklen wieder ausgeglichen, indem entsprechend abgeänderte Tastverhältnisse eingestellt werden.The duty cycles the two inverter control signals can according to the invention either one by pulse width modulation of the inverter control signals each predetermined, dependent on the time function course follow or short-term random values from a value range that excludes the value 50% between 0% and 100%. One through these random duty cycles momentarily caused change the actual effective power consumed by the lamp then becomes after elapse of a predetermined number of clock cycles again balanced, by correspondingly modified duty cycles be set.

Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Tastverhältnisse der beiden Wechselrichter-Steuersignale entweder voneinander unabhängig eingestellt werden oder zueinander korreliert sind, also über einen funktionalen Zusammenhang voneinander abhängen.there can be provided according to the invention that the duty cycles the two inverter control signals either independently set are correlated or correlated with each other, ie via a functional relationship depend.

Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Steuerungsmodul zur Implementierung des vorstehend beschriebenen Verfahrens.In addition, the present invention relates to a control module for implementation of the method described above.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein elektronisches Vorschaltgerät zum Wechselstrombetrieb mindestens einer Entladungslampe, welches einen mit einer Gleichspannung gespeisten, zur Versorgung der Lampe mit Wechselstrom dienenden Wechselrichter in Form zweier zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter, getrennt voneinander steuerbarer Halbleiter-Leistungsschalter aufweist sowie ein Steuerungsmodul zur getrennten Ansteuerung der beiden Halbleiter-Leistungsschalter mit zwei digitalen Wechselrichter-Steuersignalen einer vorgebbaren Taktfrequenz, wobei die Tastverhältnisse dieser Wechselrichter-Steuersignale asymmetrische Werte aufweisen. Um die von der Entladungslampe aufgenommene effektive Wirkleistung steuern zu können, sind die asymmetrischen Tastverhältnisse der beiden Wechselrichter-Steuersignale erfindungsgemäß zeitvariant einstellbar.The The present invention further relates to an electronic ballast for AC operation of at least one discharge lamp, which one supplied with a DC voltage, to power the lamp With alternating current serving inverter in the form of two to one half bridge In series, separated from each other controllable semiconductor power switch has and a control module for the separate control of the two Semiconductor circuit breaker with two digital inverter control signals of a predeterminable clock frequency, where the duty cycles these inverter control signals have asymmetrical values. To the effective power absorbed by the discharge lamp to be able to control are the asymmetric duty cycles the two inverter control signals according to the invention time-variant adjustable.

Das vorgenannte elektronische Vorschaltgerät kann dabei über eine der Wechselrichterhalbbrücke vorgeschaltete, an deren Versorgungsspannungseingang angeschlossene Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einem integrierten, über ein pulsbreitenmoduliertes Leistungsfaktor-Steuersignal angesteuerten Halbleiter-Leistungsschalter zur Kompensation der von der Entladungslampe im Brenn- bzw. Dimmbetrieb aufgenommenen Blindleistung verfügen. Um den Leistungsfaktor der von der Lampe aufgenommenen Leistung steuern zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Leistungsfaktor-Steuersignal in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern des Lampenbetriebs durch Pulsbreitenmodulation adaptiv veränderbar ist.The The aforementioned electronic ballast can via a the inverter half-bridge upstream, connected to the supply voltage input Power factor correction circuit with an integrated, over a Pulse width modulated power factor control signal driven Semiconductor circuit breaker for compensation of the discharge lamp have reactive power consumed during firing or dimming operation. Around control the power factor of the power consumed by the lamp to be able to is provided according to the invention, that the power factor control signal in response to detected operating parameters the lamp operation by pulse width modulation adaptively changeable is.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nunmehr, Bezug nehmend auf die begleitenden Zeichnungen und anhand einer detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, erläutert.Further Features and advantages of the present invention will now be Referring to the accompanying drawings and to a detailed Description of an embodiment of the invention explained.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines elektronischen Lampenvorschaltgeräts (EVG), 1 shows a block diagram of an electronic ballast (EVG),

2 zeigt eine schaltungstechnische Realisierung des in 1 dargestellten elektronischen Lampenvorschaltgeräts (EVG) mit einer Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach dem Stand der Technik, 2 shows a circuit realization of the in 1 illustrated electronic ballast (EVG) with a power factor correction circuit according to the prior art,

3a + b zeigen zwei Spannungs-Zeit-Diagramme, in denen die zeitlichen Verläufe zweier während zwei aufeinanderfolgender Taktzyklen erzeugter pulsbreitenmodulierter Steuersignale zur Ansteuerung der beiden Leistungstransistoren einer Wechselrichterhalbbrücke dargestellt sind, 3a + b show two voltage-time diagrams in which the time profiles of two pulse width modulated control signals generated during two consecutive clock cycles for driving the two power transistors of an inverter half-bridge are shown,

3c zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm, in dem der zeitliche Verlauf eines während der zwei aufeinanderfolgenden Taktzyklen erzeugten pulsbreitenmodulierten Steuersignals dargestellt ist, welches zur Ansteuerung des Leistungsschalters in der aktiven Leistungsfaktorkorrekturschaltung verwendet wird, 3c shows a voltage-time diagram, which shows the time profile of a generated during the two consecutive clock cycles pulse width modulated control signal, which is used to drive the circuit breaker in the active power factor correction circuit,

3d zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm, in dem der näherungsweise sinusförmige, entlang der Zeitachse verschobene Verlauf der Lampenbrennspannung bei Variation der Tastverhältnisse der beiden puls breitenmodulierten Steuersignale zur Steuerung der beiden zum Betrieb der Wechselrichterhalbbrücke benötigten Leistungstransistoren dargestellt ist, und. 3d shows a voltage-time diagram in which the approximately sinusoidal, along the time axis shifted course of the lamp voltage with variation of the duty cycles of the two pulse width modulated control signals for controlling the two power transistors required for operating the inverter half-bridge is shown, and.

4 Zeigt ein Beispiel für eine zeitliche Änderung des Tastverhältnises („Dutty Cycle") 4 Shows an example of a temporal change of the duty cycle ("Dutty Cycle")

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION THE INVENTION

In den folgenden Abschnitten werden die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.In The following sections will discuss the embodiments of the present invention Invention with reference to the attached Drawings described in detail.

In 1 ist ein Blockschaltbild eines elektronischen Lampenvorschaltgeräts (EVG) gemäß vorliegender Erfindung abgebildet, welches zur Regelung des Betriebs einer über das EVG angesteuerten wechselstrombetriebenen Entladungslampe dient.In 1 1 is a block diagram of an electronic ballast (EVG) according to the present invention, which is used to control the operation of an AC-driven discharge lamp driven by the ECG.

Ein als „PWM-Modul" bezeichneter Pulsbreitenmodulator mit nachgeschaltetem Treiber dient dabei zur Ansteuerung eines zur Wechselstromversorgung der Lampe LA dienenden, mit einer Gleichspannung U V, gespeisten Wechselrichters DC/AC. Mit Hilfe des Pulsbreitenmodulators PWM werden die Pulsbreiten tein1 bzw. tein2 und damit die Tastverhältnisse d1 bzw. d2 zweier Steuerspannungen U G1 und U G2 für die Steueranschlüsse der beiden Schalter des Halbbrücken-Wechelrichters variiert. Die Ansteuerung des Pulsbreitenmodulators PWM erfolgt dabei in Abhängigkeit von zwei digitalen Stellgrößen, die von zwei Datenausgängen einer als „R&S-Modul" bezeichneten digitalen Regelungs- und Steuerungseinrichtung geliefert werden. Dieser werden Messsignale betreffend abgeriffener Betriebsparameter als Regelgrößen zugeführt.A referred to as "PWM module" pulse width modulator with downstream driver serves to drive serving of the AC power supply of the lamp LA, to a DC voltage U V, fed inverter DC / AC. With the aid of the pulse width modulator PWM the pulse widths t ein1 or t Vin2 and thus the duty cycles d 1 or d 2 of two control voltages U G1 and U G2 for the control terminals of the two switches of the half-bridge inverter varies. R & S module "designated digital control device. These are supplied with measured signals concerning abbeer operating parameters as controlled variables.

Bei diesen Messsignalen kann es sich zum Beispiel um zwei Messspannungen U M1 und U M2 handeln, die zu jeweils einem der durch die beiden Lampenelektroden (W1 bzw. W2) fließenden Wendelströme I W1 bzw. I W2 proportional sind.These measurement signals may be, for example, two measurement voltages U M1 and U M2 which are proportional to one of the filament currents I W1 and I W2 flowing through the two lamp electrodes (W 1 and W 2, respectively).

Die Regelungs- und Steuerungseinrichtung regelt die beiden vorgenannten Stellgrößen dabei abhängig von dem an den erfassten Messsignalen sowie abhängig von einer über einen Sollwerteingang vorgebbaren Führungsgröße für die im Brenn- bzw. Dimmbetrieb von der Entladungslampe LA zu erzeugende Strahlungsleistung.The control and regulating device regulates the two above-mentioned variables depending on the measured signals detected as well as a reference variable which can be predetermined via a set value input for the radiation power to be generated in the firing or dimming operation by the discharge lamp LA.

Bei Feststellung einer Regelabweichung zwischen einer über den Lastkreis LK des elektronischen Lampenvorschaltgeräts abgegriffenen Messspannung U M1 bzw. U M2 und einer den vorgenannten Sollwert ΦLA,soll repräsentierenden Referenzspannung U ref verändert die Regelungs- und Steuerungseinrichtung die Frequenz und/oder die Tastverhältnisse d1 bzw. d2 der zur Ansteuerung der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC benötigten Steuerspannungen U G1 und U G2 so, dass dieser Sollwert zumindest näherungsweise erreicht wird.Upon detection of a control deviation between a tapped via the load circuit LK of the electronic lamp ballast measurement voltage U M1, U M2 and the aforementioned target value Φ LA, to representative reference voltage U ref changed the regulation and control device, the frequency and / or the duty ratios d 1 or d 2 of the control voltages U G1 and U G2 required for driving the inverter half-bridge DC / AC such that this setpoint value is at least approximately reached.

Zur Stabilisierung des von der Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC zwecks Reduzierung der von der Lampe im Brenn- bzw. Dimmbetrieb aufgenommenen Blindleistung auf einen Wert nahe Eins erhöhten Leistungsfaktors der Gesamtschaltung dient erfindungsgemäß ein als „Leistungsfaktorregelungsschaltung" bezeichneter weiterer Leistungsregelkreis LRK3, dessen Regelstrecke durch die Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC gebildet wird. Dabei wird ein in die Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC integrierter Halbleiter-Leistungsschalter mit einer pulsbreitenmodulierten Steuerspannung U G3 angesteuert, welche ebenfalls von dem vorgenannten Pulsbreitenmodulator mit nachgeschaltetem Treiber-IC geliefert wird. Der Pulsbreitenmodulator PWM sorgt dabei für eine Variation der Pulsbreite tein3 und damit des Tastverhältnisses d3 der zur Ansteuerung dieses Halbleiter-Leistungsschalters benötigten, von dem Treiber-IC generierten Steuerspannung U G3. Die Ansteuerung des Pulsbreitenmodulators PWM erfolgt erfindungsgemäß in Abhängigkeit von einer digitalen Stellgröße, die von einem zusätzlichen Datenausgang der digitalen Regelungs- und Steuerungseinrichtung geliefert wird.In order to stabilize the reactive power consumed by the power factor correction circuit PFC in order to reduce the reactive power consumed by the lamp to a value close to unity, a further power control circuit LRK 3 , whose control path is formed by the power factor correction circuit PFC, is used according to the invention as a "power factor control circuit" In this case, a semiconductor power switch integrated into the power factor correction circuit PFC is driven with a pulse width modulated control voltage U G3 , which is likewise supplied by the above-mentioned pulse width modulator with a downstream driver IC The pulse width modulator PWM thereby ensures a variation of the pulse width t in3 and thus of the pulse width modulator PWM Duty cycle d 3 required for driving this semiconductor power switch, generated by the driver IC control voltage U G3 . The control of the pulse width modulator PWM takes place according to the invention as a function of a digital manipulated variable which is supplied by an additional data output of the digital control and regulating device.

Die Regelungs- und Steuerungseinrichtung regelt die vorgenannte Stellgröße dabei abhängig von einer Regelgröße, bei der es sich zum Beispiel um die am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaitung PFC bereitgestellte Versorgungsspannung U V des Wechselrichters DC/AC oder um den Ausgangsstrom der Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC handeln kann, sowie abhängig von der an dem vorgenannten Sollwerteingang vorgebbaren Führungsgröße ΦLA,soll für die im Brenn- bzw. Dimmbetrieb von der Entladungslampe LA zu erzeugende Strahlungsleistung ΦLA.The control and regulating device regulates the aforementioned manipulated variable dependent on a controlled variable, which can be, for example, the supply voltage U V of the inverter DC / AC provided at the output of the power factor correction circuit PFC or the output current of the power factor correction circuit PFC, as well as dependent on the reference variable Φ LA, which can be specified at the aforementioned setpoint input , is intended for the radiation power Φ LA to be generated in the firing or dimming operation by the discharge lamp LA .

Bei Feststellung einer Regelabweichung zwischen der über den Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC abgegriffenen Regelgröße und der die vorgenannte Führungsgröße ΦLA,soll repräsentierenden Referenzspannung U ref ändert die Regelungs- und Steuerungseinrichtung das Tastverhältnis d3 der zur Ansteuerung des in die Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC integrierten Halbleiter-Leistungsschalters benötigten Steuerspannungen U G3 so, dass dieser Sollwert zumindest näherungsweise erreicht wird.Upon detection of a deviation between the tapped on the output of the power factor correction circuit PFC control variable and the required, the aforementioned command value Φ LA should representing the reference voltage U ref changes the regulation and control means, the duty ratio d 3 for driving the integrated in the power factor correction circuit PFC semiconductor power switch Control voltages U G3 so that this setpoint is achieved at least approximately.

Wie in 1 dargestellt, ist das erfindungsgemäße EVG über ein zur Funkentstörung und Filterung von Netzoberwellen dienendes Schaltnetzteil OWF an ein Wechselstromnetz angeschlossen. Das gefilterte Ausgangssignal des Oberwellenfilters OWF wird einer Gleichrichterschaltung AC/DC zugeführt, die die Netzwechselspannung in eine gleichgerichtete Zwischenkreisspannung umwandelt und diese über die vorgenannte Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC, welche zur Oberwellenfilterung und Glättung der von der Gleichrichterschaltung AC/DC gelieferten Spannung sowie zur Kompensation der von der Lampe im Brenn- bzw. Dimmbetrieb aufgenommenen Blindleistung dient, der Wechselrichterschaltung DC/AC als Versorgungsspannung U V zuführt. Die Wechselrichterschaltung DC/AC dient dabei als steuerbare Wechselspannungsquelle, welche die gleichgerichtete und mit Hilfe eines Ladekondensators C geglättete Zwischenkreisspannung in eine hochfrequente Wechselspannung einstellbarer Frequenz umwandelt, die zum Betrieb der Entladungslampe LA verwendet wird.As in 1 1, the electronic ballast according to the invention is connected to an AC network via a switched-mode power supply OWF serving for radio interference suppression and filtering of mains harmonics. The filtered output signal of the harmonic filter OWF is fed to a rectifier circuit AC / DC, which converts the AC line voltage into a rectified DC link voltage and this via the aforementioned power factor correction circuit PFC, which for harmonic filtering and smoothing the voltage supplied by the rectifier circuit AC / DC and to compensate for the Lamp used in the burning or dimming operation reactive power, the inverter circuit DC / AC as supply voltage U V supplies. The inverter circuit DC / AC serves as a controllable AC voltage source, which converts the rectified and with the help of a charging capacitor C smoothed DC link voltage in a high frequency AC voltage adjustable frequency, which is used to operate the discharge lamp LA.

Der Ausgang des Wechselrichters DC/AC ist mit einem Lastkreis LK verbunden, über den die von dem EVG betriebene Entladungslampe LA angesteuert wird. Der Lastkreis LK umfasst dabei einen Resonanzkreis SRK, über den die hochfrequente Wechselspannung am Ausgang der Wechselrichterschaltung DC/AC der Entladungslampe LA zugeführt wird.Of the Output of the inverter DC / AC is connected to a load circuit LK, via the the operated by the ECG discharge lamp LA is driven. The load circuit LK comprises a resonant circuit SRK via which the high frequency AC voltage at the output of the inverter circuit DC / AC of the discharge lamp LA is supplied.

Um die Lebensdauer der Lampe zu verlängern, kann das erfindungsgemäße EVG optional auch über einen zum Vorheizen der beiden Lampenelektroden W1 bzw. W2 dienenden Heizkreis HzK verfügen. Dieser kann beispielsweise einen aus einer Primärwicklung und zwei getrennten Sekundärwicklungen bestehenden Heiztransformator HzTr umfassen, dessen Sekundärwicklungen Ls1 und Ls2, wie in 2 dargestellt, beispielsweise zu den als Wendeln ausgebildeten Lampenelektroden W1 bzw. W2 der Entladungslampe LA in Serie geschaltet sind.In order to extend the service life of the lamp, the electronic ballast according to the invention can optionally also have a heating circuit HzK serving for preheating the two lamp electrodes W 1 and W 2 . This may for example comprise a heating transformer consisting of a primary winding and two separate secondary windings HzTr whose secondary windings L s1 and L s2 , as in 2 are shown, for example, connected to the trained as helical lamp electrodes W 1 and W 2 of the discharge lamp LA in series.

Das elektronische Vorschaltgerät verfügt über ein Steuerungsmodul μC, welches verschiedene Betriebsparameter des elektronischen Vorschaltgerätes überwacht und ein Steuersignal für den Wechselrichter DC/AC erzeugt, um die Frequenz der von diesem erzeugten Wechselspannung bzw. die Pulsbreite seiner Steuersignale einzustellen.The electronic ballast has one Control module μC, which monitors various operating parameters of the electronic ballast and a control signal for the inverter DC / AC generates the frequency of this generated AC voltage or the pulse width of its control signals adjust.

So kann das Steuerungsmodul μC beispielsweise die Lampenbrennspannung U LA, die Vorheizspannung U H, den Lampenbetriebsstrom I LA, die Impedanz Z LK des Lastkreises LK und/oder die von der Gleichrichterschaltung AC/DC bereitgestellte gleichgerichtete Zwischenkreisspannung U V überwachen und die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters bzw. die Pulsbreiten seiner Steuersignale derart einstellen, dass die jeweils erfassten Betriebsparameter einen vorgegebenen Grenzwert nicht über- bzw. unterschreiten, dass die dem Gleichrichter AC/DC entnommene Leistung möglichst konstant ist und dass durch die Entladungslampe LA ein möglichst konstanter Lampenstrom I LA fließt bzw. an der Lampe LA eine möglichst konstante Lampenbrennspannung U LA anliegt.So the control module μC example example, the lamp voltage U LA , the preheating voltage U H , the lamp operating current I LA , the impedance Z LK of the load circuit LK and / or provided by the rectifier circuit AC / DC rectified DC link voltage U V monitor and the output frequency of the inverter or the pulse widths of its control signals set so that the respective detected operating parameters do not exceed or fall below a predetermined limit, that the power taken from the rectifier AC / DC is as constant as possible and that by the discharge lamp LA as constant a lamp current I LA flows or at the lamp LA a As constant as possible lamp voltage U LA is applied.

Das elektronische Vorschaltgerät kann dabei eine Reihe von Fehlerdetektoren aufweisen, die bestimmte Betriebsparameter des EVGs, insbesondere des Lastkreises LK, überwachen und bei Erfassen eines bestimmten Fehlerzustands eine entsprechende Ansteuerung des Wechselrichters DC/AC herbeiführen, z.B. um das Auftreten einer Überspannung an der Entladungslampe LA zu verhindern.The electronic ballast can have a number of fault detectors that certain Monitor operating parameters of the ECG, in particular of the load circuit LK and upon detection of a particular error condition, a corresponding control of the inverter DC / AC, e.g. to the occurrence an overvoltage to prevent the discharge lamp LA.

Das Steuerungsmodul μC des elektronischen Vorschaltgerätes dient dabei zur Ansteuerung eines Pulsbreitenmodulators mit nachgeschaltetem Treiber-IC, welcher die Steuersignale für die beiden eingangs beschriebenen Wechselrichterschalter T1 und T2 erzeugt, wobei die Tastverhältnisse der Steuersignale und insbesondere deren Asymmetrie zeitvariant eingestellt werden kann.The control module .mu.C of the electronic ballast serves to control a pulse width modulator with a downstream driver IC, which generates the control signals for the two inverter switches T 1 and T 2 described above, wherein the duty cycles of the control signals and in particular their asymmetry can be set time-varying.

Die Änderung der Tastverhältnisse erfolgt langsam im Vergleich zu der Frequenz des Wechselrichters.The change the duty cycle takes place slowly compared to the frequency of the inverter.

Die zeitliche Veränderung kann sprunghaft („harte Kommutierung") oder graduell, d.h. in der Art einer Rampe erfolgen („weiche Kommutierung").The temporal change can jump ("hard Commutation ") or gradual, i. in the manner of a ramp ("soft commutation").

So werden die Steuersignale für die beiden Wechselrichterschalter im Brenn- und Dimmbetrieb der Entladungslampe LA vorzugsweise mit einem asymmetrischen Tastverhältnis ausgegeben, wodurch ein insbesondere bei niedrigen Dimmleveln zu beobachtendes Walmen der Lampe LA reduziert wird, während im Vorheiz- und Zündbetrieb der Lampe LA vorzugsweise mit symmetrischen Steuersignalen gearbeitet wird.So are the control signals for the two inverter switches in the burning and dimming operation of Discharge lamp LA preferably output with an asymmetrical duty cycle, whereby a observed especially at low dimming levels Walmen the lamp LA is reduced while in preheat and ignition operation the lamp LA preferably worked with symmetrical control signals becomes.

Eine mögliche schaltungstechnische Realisierung des in 1 skizzierten elektronischen Lampenvorschaltgeräts mit einer in Form einer Halbbrückenschaltung gegebenen, aus zwei zueinander in Serie geschalteten steuerbaren Halbleiter-Leistungsschaltern bestehenden Wechselrichterschaltung DC/AC, deren Leistungsschalter T1 bzw. T2 mit zwei pulsbreitenmodulierten Steuersignalen U G1 bzw. U G2 über einen als „Treiber-IC" bezeichneten Brückentreibers angesteuert werden, ist in 2 dargestellt. Die Serienschaltung der beiden Wechselrichterschalter T1 und T2 ist dabei zwischen die spannungsführende Ausgangsleitung der Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC und den Masseknoten des EVGs geschaltet. Als Versorgungsspannung U V wird der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC über den Ladekon densator C eine geglättete, gleichgerichtete Netzwechselspannung U e1 zugeführt.A possible circuit realization of the in 1 outlined electronic lamp ballast with a given in the form of a half-bridge circuit, consisting of two series-connected controllable semiconductor power switches existing inverter circuit DC / AC, the circuit breakers T 1 and T 2 with two pulse width modulated control signals U G1 and U G2 via a as "driver -IC "designated bridge driver is in 2 shown. The series connection of the two inverter switches T 1 and T 2 is connected between the voltage-carrying output line of the power factor correction circuit PFC and the ground node of the ECG. As supply voltage U V of the inverter half-bridge DC / AC is fed via the Ladekon capacitor C a smoothed, rectified mains AC voltage U e1 .

Das aus dem Verbindungsknoten zwischen den beiden steuerbaren Halbleiter-Leistungsschaltern T1 bzw. T2 und dem Masseknoten gebildete Ausgangstor der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC ist bei diesem Ausführungsbeispiel über einen in den Lastkreis LK integrierten, aus einer Resonanzinduktivität Lres und einer dazu in Serie geschalteten Resonanzkapazität Cres bestehenden Serienresonanzkreis mit einer (W2) der beiden als Wendeln ausgeführten Lampenelektroden W1 und W2 verbunden. Die andere Lampenelektrode (W1) ist über einen Koppelkondensator CK mit dem dem Ausgang der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC abgewandten Ende der Resonanzinduktivität Lres verbunden, wobei die Serienschaltung aus dem Koppelkondensator CK und der aus der Entladungslampe LA bestehenden Lastimpedanz Z LA zur Resonanzkapazität Cres des Serienresonanzkreises SRK parallel geschaltet ist.The output port of the inverter half-bridge DC / AC formed from the connection node between the two controllable semiconductor power switches T 1 or T 2 and the ground node is connected in this embodiment via an integrated in the load circuit LK, a resonant inductor L res and a series-connected thereto Resonant capacitance C res existing series resonant circuit with one (W 2 ) of the two designed as spirals lamp electrodes W 1 and W 2 connected. The other lamp electrode (W 1 ) is connected via a coupling capacitor C K to the end of the resonant inductance L res facing away from the output of the inverter half-bridge DC / AC, the series circuit consisting of the coupling capacitor C K and the load impedance Z LA consisting of the discharge lamp LA resonating capacitance C res of the series resonant circuit SRK is connected in parallel.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Versorgungsspannung U V der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC durch ein in periodischer Folge alternierend durchgeführtes Ein- und Ausschalten der beiden elektronisch steuerbaren Leistungsschalter T1 und T2 in eine hochfrequente Wechselspannung umgewandelt, die vom Wechselrichter DC/AC an den Serienresonanzkreis SRK abgegeben wird. Dessen Resonanzkapazität Cres hat dabei die Funktion eines Zündkondensators. Zum Zünden der Lampe LA wird die Frequenz der vom Wechselrichter DC/AC gelieferten Wechselspannung in die Nähe der Resonanzfrequenz f0 = (2π)–1·(Lres Cres)–1/2 des Serienresonanzkreises SRK verschoben. Hierbei tritt in der am Zündkondensator Cres anliegenden Spannung eine Spannungsüberhöhung auf, durch die die Entladungslampe LA gezündet wird.In this exemplary embodiment, the supply voltage U V of the inverter half-bridge DC / AC is converted into a high-frequency alternating voltage by the inverter DC / AC to the series resonant circuit SRK by a switching on and off of the two electronically controllable power switches T 1 and T 2 in alternating sequence is delivered. Its resonant capacitance C res has the function of a firing capacitor. To ignite the lamp LA, the frequency of the AC voltage supplied by the inverter DC / AC is shifted in the vicinity of the resonance frequency f 0 = (2π) -1 · (L res C res ) -1/2 of the series resonant circuit SRK. In this case, a voltage overshoot occurs in the voltage applied to the ignition capacitor C res , by which the discharge lamp LA is ignited.

Darüber hinaus ist die zur Verhinderung einer Belastung des Energieversorgungsnetzes mit Blindleistung dienende Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC bei dem in 2 skizzierten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen EVGs als eine durch einen Gleichspannungs-Hochsetzsteller (engl.: „Boost-Converter" bzw. „Steg-Up-Converter") gebildete aktive Leistungsfaktorkorrekturschaltung nach dem Stand der Technik realisiert. Der Gleichspannungs-Hochsetzsteller besteht dabei aus einem Netzgleichrichter AC/DC, einer mit dessen spannungsführendem Ausgang verbundenen, als strombegrenzende Speicherdrossel wirkenden Induktivität L, einer in Serie zu dieser Induktivität L geschalteten Diode D sowie einem ausgangsseitigen, zu der Diode D in Serie geschalteten Ladekondensator C zur Aufstockung der erhaltenen Ausgangsspannung U aus. Die Induktivität L ist dabei durch einen zu der Serienschaltung aus Diode D und Ladekondensator C parallel geschalteten, über den vorgenannten Pulsbreitenmodulator PWM mit nachgeschaltetem Treiber-IC angesteuerten Halbleiter-Leistungsschalter, welcher z.B. als Gate Turn Off-Thyristor oder, wie in 2 skizziert, als selbstsperrender n-Kanal-MOS-Feldeffekttransistor T3 realisiert sein kann, gegen Masse geschaltet.In addition, the power factor correction circuit PFC serving to prevent a load of the power supply network with reactive power is in the in 2 sketched embodiment of the electronic ballast according to the invention as a by a DC boost converter ("Boost Converter" or "Steg-Up Converter") formed active power factor correction circuit according to the prior art realized. The DC boost converter consists of a mains rectifier AC / DC, one connected to its live output, as current limiting choke acting inductance L, a series-connected to the inductor L and diode D an output side, connected to the diode D in series charging capacitor C of the increase of the output voltage U obtained. The inductance L is connected by a parallel to the series circuit of diode D and the charging capacitor C, via the aforementioned pulse width modulator PWM with downstream driver IC driven semiconductor power switch, for example, as a gate turn-off thyristor or, as in 2 outlined as self-locking n-channel MOS field effect transistor T 3 can be realized, connected to ground.

Bei einem erstmaligem Anliegen einer Eingangsgleichspannung U ein wird der Ladekondensator C über die Diode D auf die Spannung U C aufgeladen, bei der es sich um die Ausgangsspannung U aus der Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC handelt. Im stationären Betrieb wird der Halbleiter-Leistungsschalter S3 dann für die Dauer einer Einschaltzeit tein3 = d3/fa3 = d3·T3, die über ein von einem Pulsbreitenmodulator PWM eingestelltes Tastverhältnis d3 und die Taktrate fa3 = 1/T3 eines zur Ansteuerung des Halbleiter-Leistungsschalter S3 verwendeten Steuersignals vorgebbar ist, auf Durchlassbetrieb geschaltet, so dass der aus der Diode D und der dazu in Serie geschalte ten Parallelschaltung aus Ladekondensator C und Lastimpedanz Z L bestehende Lastkreis LK für die Dauer von tein3 kurzgeschlossen wird. Dabei fällt an der Induktivität L die gleichgerichtete Eingangsspannung U ein ab, und der durch die Induktivität L fließende Eingangsstrom I ein = I L = (1/jωL)·U L und somit die in der Induktivität L gespeicherte magnetische Energie WL = ½ L·|I L|2 steigen an. An der Diode D liegt während dieser Zeitdauer die Sperrspannung U D = –U L an.In an initial application of a DC input voltage U a of the charging capacitor C via the diode D is charged to the voltage U C, where it is the output voltage U out of the power factor correction circuit PFC. In steady-state operation, the semiconductor power switch S 3 is then for the duration of an on-time t ein3 = d 3 / f a3 = d 3 · T 3 , which has a set of a pulse width modulator PWM duty cycle d 3 and the clock rate f a3 = 1 / T 3 of a control signal used for driving the semiconductor power switch S 3 can be predetermined, switched to pass mode, so that the diode circuit D and the series connected th parallel circuit of charging capacitor C and load impedance Z L existing load circuit LK for the duration of t ein3 shorted. The rectified input voltage drops across the inductor L U a off, and the current flowing through the inductance L input current I a = I L = (1 / jωL) · U L and thus the energy stored in the inductance L, magnetic energy W L = ½ L · | I L | 2 rise. The blocking voltage U D = -U L is applied to the diode D during this period.

Bei Erreichen eines vorgegebenen Stromhöchstwerts wird der Halbleiter-Leistungsschalter S3 für die Dauer einer durch den Ausdruck taus3 = T3 – tein3 = T3·(1 – d3) gegebenen Ausschaltzeit taus3 auf Sperrbetrieb geschaltet, so dass die auf Masse bezogene Spannung am Verbindungsknoten K von Induktivität L und Diode D schnell ansteigt, bis sie die im Ladekondensator C gespeicherte Spannung U C übersteigt und dabei die Diode D öffnet. Der Spulenstrom I L kommutiert dann auf die Diode D und fließt über den Lastkreis weiter, wobei das Magnetfeld der Induktivität L zusammenbricht und der Ladekondensator C weiter aufgeladen wird. Dabei ist U D = 0, und die Ausgangsspannung U aus wird durch Nachladung des Ladekondensators C kurzzeitig auf den Wert U aus = U ein – jωL·I ein > U ein erhöht, wodurch der Ausgangsstrom I aus auf I aus = I ein = (U ein – U aus)/jωL verringert wird. Der zeitliche Mittelwert des Spannungsabfalls U L = jωL·I L an der Induktivität L ist dabei Null. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC liefert somit an ihrem Ausgangstor eine definierte Gleichspannung U aus, deren Betrag größer ist als der betragsmäßige Spitzenwert der momentanen Wechselspannung U ein' am Eingangstor des Gleichrichters AC/DC. Da die Schaltung in sich weder kurzschluss- noch leerlauffest ist, muss sie entweder genau an die Lastimpedanz Z L des Lastkreises LK angepasst werden, oder der Halbleiter-Leistungs schalter T3 muss, wie vorliegend der Fall, über einen Regelkreis angesteuert werden, um eine Überspannung oder einen Überstrom am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC zu verhindern.When a predetermined maximum current value is reached, the semiconductor power switch S 3 is switched to blocking operation for the duration of a switch-off time t out of 3 given by the expression t out3 = T 3 -t in3 = T 3 * (1-d 3 ), so that the one to ground -related voltage at the node K of inductance L and diode D is rapidly increased until it exceeds the time stored in the charging capacitor C voltage U C, while the diode D opens. The coil current I L then commutates to the diode D and continues to flow through the load circuit, wherein the magnetic field of the inductance L collapses and the charging capacitor C is further charged. Where U is D = 0, and the output voltage U out is recharging of the charging capacitor C for a short time to the value U out = U a - a 'U a increases jωL · I, so the output current I out to I out = I in = ( U a - U out) / jωL is reduced. The time average of the voltage drop U L = jωL · I L at the inductance L is zero. The power factor correction circuit PFC thus provides at its output port from a defined DC voltage U, the amount of which is greater than the amount-peak value of the instantaneous AC voltage U a 'at the gate of the rectifier AC / DC. Since the circuit is in itself neither short-circuit nor idle proof, it must either be exactly adapted to the load impedance Z L of the load circuit LK, or the semiconductor power switch T 3 , as in the present case, must be controlled via a control loop to a Overvoltage or to prevent overcurrent at the output of the power factor correction circuit PFC.

In 3a und 3b sind zwei Spannungs-Zeit-Diagramme dargestellt, in denen die zeitlichen Verläufe der beiden während zwei aufeinanderfolgender Taktszyklen erzeugten, an die Steuerelektroden der beiden Wechselrichter-Leistungsschalter T1 und T2 angelegten pulsbreitenmodulierten Steuerspannungen U G1 und U G2 beispielhaft in Form zweier getakteter Rechteckspannungen abgebildet sind. „High"- und „Low"-Pegel dieser beiden digitalen Steuerspannungen wechseln dabei in regelmäßiger, durch die Taktfrequenz des Wechselrichters vorgegebenen Folge alternierend ab, wobei die Spannung U G1 innerhalb der Ausschaltzeit von U G2 ihren „High"-Pegel und die Spannung U G2 innerhalb der Ausschaltzeit von U G1 ihren „High"-Pegel annimmt. Auf diese Weise werden die beiden Leistungstransistoren T1 und T2 der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC so gesteuert, dass T1 sperrt, während T2 gerade leitet und umgekehrt.In 3a and 3b Two voltage-time diagrams are shown in which the time profiles of the two pulse-width modulated control voltages U G1 and U G2 generated during two consecutive clock cycles and applied to the control electrodes of the two inverter power switches T 1 and T 2 are shown by way of example in the form of two clocked square-wave voltages are. "High" and "low" levels of these two digital control voltages alternately alternate at regular, predetermined by the clock frequency of the inverter sequence, the voltage U G1 within the off time of U G2 their "high" level and the voltage U G2 assumes its "high" level within the switch-off time of U G1 . In this way, the two power transistors T 1 and T 2 of the inverter half-bridge DC / AC are controlled so that T 1 blocks while T 2 is conducting and vice versa.

Wie anhand der in diese beide Diagramme fett eingezeichneten bidirektionalen Pfeile zu erkennen ist, können sowohl die fallenden Taktflanken der rechteckförmigen Steuerspannung U G1 als auch die steigenden Taktflanken der rechteckförmigen Steuerspannung U G2 innerhalb der durch den jeweiligen Taktzyklus dieser Signale vorgegebenen Taktdauern T1 bzw. T2 in beiden Richtungen entlang der Zeitachse verschoben werden, so dass die durch die jeweiligen Einschaltzeiten tein1 bzw. tein2 und die Taktdauern T1 = tein1 + taus1 und T2 = tein2 + taus2 der beiden Steuerspannungen U G1 und U G2 gegebenen Tastverhältnisse d1 = tein1/T1 = 1 – taus1/T1 bzw. d2 = tein2/T2 = 1 – taus2/T2 in jedem Taktzyklus andere Werte innerhalb eines den Wert 50 % ausschließenden Wertebereichs zwischen 0 % und 100 % annehmen können.As can be seen from the boldly drawn in these two diagrams bidirectional arrows, both the falling clock edges of the rectangular control voltage U G1 and the rising clock edges of the rectangular control voltage U G2 within the prescribed by the respective clock cycle of these signals clock periods T 1 and T 2 in both directions along the time axis, so that by the respective on times t ein1 and t ein2 and the clock durations T 1 = t ein1 + t aus1 and T 2 = t ein2 + t aus2 of the two control voltages U G1 and U G2 given duty cycles d 1 = t in1 / T 1 = 1 - t out 1 / T 1 or d 2 = t in2 / T 2 = 1 - t out 2 / T 2 in each clock cycle other values within a 50% exclusive value range between 0% and 100%.

Dabei kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, die steigenden Taktflanken der rechteckförmigen Steuerspannung U G1 als auch die fallenden Taktflanken der rechteckförmigen Steuerspannung U G2 oder sowohl die steigenden als auch die fallenden Taktflanken beider Steuerspannungen innerhalb der durch den jeweiligen Taktzyklus dieser Signale vorgegebenen Taktdauern T1 bzw. T2 entlang der Zeitachse zu verschieben, so dass d1 und d2 Werte aus dem vorgenannten Wertebereich annehmen. Die in jedem Takt oder nach einer vorgebbaren Anzahl von Takten neu durchzuführende Einstellung der Tastverhältnisse von U G1 und U G2 kann dabei unabhängig voneinander oder aneinander gekoppelt erfolgen, wobei im letzteren Fall d2 als Funktion von d1 oder auf den gleichen Wert wie d1 eingestellt werden kann.It can also be provided according to the invention, the rising clock edges of the rectangular control voltage U G1 and the falling clock edges of the rectangular control voltage U G2 or both the rising and the falling clock edges of both control voltages within the prescribed by the respective clock cycle of these signals clock periods T 1 and T 2 to move along the time axis, so that d 1 and d 2 assume values from the aforementioned range of values. The in each bar or after a predetermined number In this case, setting the duty cycles of U G1 and U G2 to be performed by clocks can be carried out independently of one another or coupled to one another, wherein d 2 can be set as a function of d 1 or to the same value as d 1 in the latter case.

Betrag und Richtung der Änderungen von d1 und d2 werden dabei erfindungsgemäß so gesteuert, dass ein durch die asymmetrische Halbbrückenansteuerung generierter Gleichstromanteil des Lampenstroms I LA, gemittelt über eine vorgebbare Anzahl von Taktzyklen, im Wesentlichen gleich Null ist.According to the invention, the magnitude and direction of the changes of d 1 and d 2 are controlled in such a way that a DC component of the lamp current I LA generated by the asymmetrical half-bridge control is averaged substantially equal to zero over a predeterminable number of clock cycles.

3c zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm, in dem der zeitliche Verlauf einer während dieser zwei aufeinanderfolgenden Taktzyklen erzeugten pulsbreitenmodulierten Steuerspannung U G3 dargestellt ist, die zur Ansteuerung der Steuerelektrode des integrierten Halbleiter-Leistungsschalters T3 in der als Gleichspannungs-Hochsetzsteller realisierten aktiven Leistungsfaktorkorrekturschaltung PFC verwendet wird. In 3c ist diese Steuerspannung als Rechteckspannung mit einem Tastverhältnis von 50 % dargestellt. Allerdings kann auch hier erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die fallenden und/oder steigenden Taktflanken der rechteckförmigen Steuerspannung U G3 innerhalb der durch den jeweiligen Taktzyklus dieses Signals vorgegebenen Taktdauer T3 entlang der Zeitachse verschoben werden können, so dass das durch die Einschaltzeit tein3 und die Taktdauer T3 = tein3 + taus3 der Steuerspannung U G3 gegebene Tastverhältnis d3 = tein3/T3 = 1 – taus3/T3 in jedem Taktzyklus oder nach einer vorgebbaren Anzahl von Takten andere Werte innerhalb eines den Wert 50 % ausschließenden Wertebereichs zwischen 0 % und 100 % annehmen kann. 3c shows a voltage-time diagram in which the time course of a generated during these two consecutive clock cycles pulse width modulated control voltage U G3 is used to drive the control electrode of the semiconductor integrated circuit breaker T 3 in the realized as a DC boost converter active power factor correction circuit PFC becomes. In 3c This control voltage is shown as a square wave voltage with a duty cycle of 50%. However, it can also be provided according to the invention that the falling and / or rising clock edges of the rectangular control voltage U G3 can be shifted along the time axis within the clock cycle T 3 predetermined by the respective clock cycle of this signal, so that the on time t 3 and the Cycle time T 3 = t in3 + t of 3 of the control voltage U G3 given duty cycle d 3 = t in3 / T 3 = 1 - t out 3 / T 3 in each clock cycle or after a predeterminable number of clocks other values within a value of 50% exclusive Range between 0% and 100%.

3d zeigt ein Spannungs-Zeit-Diagramm, in dem der näherungsweise sinusförmige, entlang der Zeitachse verschobene Verlauf der Lampenbrennspannung U LA bei Variation der Tastverhältnisse d1 und/oder d2 der beiden pulsbreitenmodulierten Steuersignale U G1 und U G2 zur Steuerung der beiden zum Betrieb der Wechselrichterhalbbrücke DC/AC benötigten Halbleiter-Leistungsschalter T1 und T2 dargestellt ist. Wie aus 3d zu erkennen ist, ist die Größe der Verschiebung von U LA entlang der Zeitachse proportional zur Summe |Δd1| + |Δd2| der in dem unmittelbar vorhergehenden Taktzyklus vorgenommenen Änderungen der beiden Tastverhältnisse d1 und d2. 3d shows a voltage-time diagram in which the approximately sinusoidal, shifted along the time axis profile of the lamp burning voltage U LA for variation of the duty ratios d 1 and / or d 2 of the two pulse-width modulated control signals U G1 and U G2 to control both the operation of the Inverter half-bridge DC / AC required semiconductor power switch T 1 and T 2 is shown. How out 3d As can be seen, the magnitude of the shift of U LA along the time axis is proportional to the sum | Δd 1 | + | Δd 2 | the changes in the two duty cycles d 1 and d 2 made in the immediately preceding clock cycle.

Wie in 4 ersichtlich ist das Tastverhältnis im zeitlichen Mittel gesehen vorzugsweise 50%. Zwischen einem ersten, nahezu stationären Tastverhältnis von mehr als 50% kann das Tastverhältnis dann sprunghaft oder – wie dargestellt – graduell in Form einer Rampe auf unter 50% absinken, um ausgehend von diesem quasi-stationären Wert wieder auf über 50% anzusteigen.As in 4 As can be seen, the duty cycle is preferably 50%, as averaged over time. Between a first, almost stationary duty cycle of more than 50%, the duty cycle can then drop suddenly or, as shown, gradually in the form of a ramp to less than 50% in order to rise again from above this quasi-stationary value to more than 50%.

Claims (21)

Verfahren zum Betrieb mindestens einer Lampe (LA), deren Leistungsaufnahme durch Vorgabe der Tastverhältnisse (d1 und d2) zweier digitaler Steuersignale (U G1 und U G2) einstellbar ist, welche zur Ansteuerung zweier zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter, getrennt voneinander steuerbarer Halbleiter-Leistungsschalter (T1 und T2) eines zur Versorgung der Lampe (LA) mit Wechselstrom verwendeten Wechselrichters (DC/AC) dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) zeitvariant einstellbar sind.Method for operating at least one lamp (LA) whose power consumption is adjustable by specifying the duty cycles (d 1 and d 2 ) of two digital control signals ( U G1 and U G2 ) which are controllable separately for driving two to a half-bridge in series, separated Semiconductor circuit breaker (T 1 and T 2 ) of an inverter used for the supply of the lamp (LA) with alternating current (DC / AC), characterized in that the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) are time-variably adjustable. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise asymmetrischen Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) in einem regelmäßigen Taktzyklus durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) verändert werden.A method according to claim 1, characterized in that the preferably asymmetrical duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) in a regular clock cycle by pulse width modulation of the inverter control signals ( U G1 and U G2 ) changed become. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise asymmetrischen Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden pulsbreitenmodulierten Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) auf Werte eines Datensatzes, bestehend aus einer Anzahl in periodischer Folge wiederkehrender Werte aus einem den Wert 50 % ausschließenden Wertebereich zwischen 0 % und 100 %, eingestellt werden.A method according to claim 2, characterized in that the preferably asymmetrical duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two pulse width modulated inverter control signals ( U G1 and U G2 ) to values of a data set consisting of a number of periodically recurring values from a the Value 50% excluding value range between 0% and 100%, to be set. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise asymmetrischen Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Lampenbetriebs durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) adaptiv verändert werden.A method according to claim 2, characterized in that the preferably asymmetrical duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) in response to operating parameters of the lamp operation by pulse width modulation of the inverter control signals ( U G1 and U G2 ) are adaptively changed. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Tastverhältnisse über wenigstens einen Regelkreis (LRK1 und LRK2) adaptiv verändert werden.Method according to Claim 4, in which the duty cycles are adaptively changed via at least one control loop (LRK 1 and LRK 2 ). Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Tastverhältnisse über wenigstens eine Regelschleife und Setzen einer Totzeit in einer Treiberschaltung des Wechselrichters verändert werden.The method of claim 4, wherein the duty cycles over at least a control loop and setting a dead time in a driver circuit of the inverter changed become. Verfahren gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Vorgabe von Werten zweier asymmetrischer Tastverhältnisse (d1 und d2) und Festlegung der Pulsbreiten der beiden zur Ansteuerung des Wechselrichters (DC/AC) dienenden Steuersignale (U G1 und U G2), und – Erfassung eines durch die vorgenommenen Pulsbreiten-Festlegungen verursachten Gleichsignalanteils eines Betriebsparameters, – wobei die Asymmetrie der beiden Tastverhältnisse (d1 und d2) abhängig von dem erfassten Betriebsparameter derart eingestellt wird, dass der vorgenannte Gleichsignalanteil im zeitlichen Mittel im Wesentlichen gleich Null ist.Method according to claim 4, characterized by the following steps: - specification of values of two asymmetrical duty cycles (d 1 and d 2 ) and definition of the pulse widths of the two control signals ( U G1 and U G2 ) serving to drive the inverter (DC / AC), and - detecting a pulse made by the the asymmetry of the two duty cycles (d 1 and d 2 ) is set as a function of the detected operating parameter in such a way that the aforementioned DC signal component is essentially equal to zero over the time average. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Betriebsparametern des Lampenbetriebs um den Effektiv- oder Gleichrichtwert, den Gleich- und/oder Wechsel signalanteil der Lampenbrennspannung (U LA) bzw. um den Effektiv- oder Gleichrichtwert, den Gleich- und/oder Wechselsignalanteil des durch die Lampe (LA) fließenden Stroms (I LA), um die der Lampe (LA) im Brenn- bzw. Dimmbetrieb zugeführte effektive Wirkleistung (Pw,eff), um die Impedanz (Z LA) der Lampe bei positiver bzw. negativer Halbwelle des Lampenstroms (I LA) und/oder um ein Detektorausgangssignal zur Erfassung eines Flackerns der Lampe (LA), eines unangemessen hohen Temperaturanstiegs oder einer die Stabilität der Regelung beeinträchtigenden Überlastspannung handelt.Method according to one of Claims 4 to 7, characterized in that the operating parameters of the lamp operation are the effective or rectified value, the direct and / or alternating signal component of the lamp burning voltage ( U LA ) or the effective or rectified value, the DC and / or AC signal component of through the lamp (LA) flowing current (I LA) to the lamp (LA) supplied in the combustion or dimming effective active power (P w, eff) to (the impedance Z LA ) of the lamp at positive or negative half-wave of the lamp current ( I LA ) and / or is a detector output signal for detecting a flickering of the lamp (LA), an inappropriately high temperature rise or an overload voltage affecting the stability of the control. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der von der Lampe (LA) aufgenommenen effektiven Wirkleistung (Pw,eff) so erfolgt, dass der Gleichstromanteil (I DC) im zeitlichen Mittel im Wesentlichen gleich Null ist.Method according to one of Claims 4 to 8, characterized in that the regulation of the effective active power (P w, eff ) picked up by the lamp (LA) takes place in such a way that the DC component ( I DC ) is essentially equal to zero over the time average. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) einem durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) jeweils vorgegebenen, von der Zeit abhängigen Funktionsverlauf folgen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) by a pulse width modulation of the inverter control signals ( U G1 and U G2 ) each predetermined by follow the time-dependent functional course. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem ein gradueller Funktionsverlauf für den Übergang von einem ersten bspw. stationären Tastverhältnis zu einem zweiten bspw. stationären Tastverhältnis vorgegeben wird.The method of claim 10, wherein a gradual Function history for the transition from a first, for example, stationary duty cycle to a second, for example, stationary duty cycle is given. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) kurzzeitig Zufallswerte aus einem den Wert 50 % ausschließenden Wertebereich zwischen 0 % und 100 % annehmen und eine durch diese zufälligen Tastverhältnisse (d1 und d2) kurzzeitig verursachte Änderung der von der Lampe (LA) aufgenommenen effektiven Wirkleistung (Pw,eff) nach Verstreichen einer vorgebbaren Anzahl von Taktzyklen wieder ausgeglichen wird, indem entsprechend abgeänderte Tastverhältnisse (d1 und d2) eingestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) briefly assume random values from a value range of 50% excluding 0% to 100%, and a change in the active effective power (P w, eff ) recorded by the lamp (LA) due to these random duty cycles (d 1 and d 2 ) is compensated for again after the lapse of a predefinable number of clock cycles by correspondingly modified duty cycles (d 1 and d 2 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden pulsbreitenmodulierten Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) voneinander unabhängig eingestellt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two pulse width modulated inverter control signals ( U G1 and U G2 ) are set independently of each other. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden pulsbreitenmodulierten Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) über einen funktionalen Zusammenhang voneinander abhängig sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two pulse width modulated inverter control signals ( U G1 and U G2 ) are mutually dependent on a functional relationship. Steuerungsmodul zur Implementierung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Control module for implementing a method according to one of the preceding claims. Elektronisches Vorschaltgerät für eine Entladungslampe (LA), aufweisend – einen zur Versorgung der Lampe (LA) mit Wechselstrom dienenden Wechselrichter (DC/AC) in Form zweier zu einer Halbbrücke in Serie geschalteter Schalter (T1 und T2) und – ein Steuerungsmodul (μC) zur Ansteuerung der beiden Schalter (T1 und T2) mit zwei pulsbreitenmodulierten Wechselrichter-Steuersignalen (U G1 und U G2), wobei die Tastverhältnisse (d1 und d2) dieser Wechselrichter-Steuersignale vorzugsweise asymmetrische Werte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) zeitvariant einstellbar sind.Electronic ballast for a discharge lamp (LA), comprising - an inverter (DC / AC) in the form of two switches (T 1 and T 2 ) connected in series to supply the lamp (LA) with alternating current, and - a control module ( μC) for driving the two switches (T 1 and T 2 ) with two pulse width modulated inverter control signals ( U G1 and U G2 ), wherein the duty cycles (d 1 and d 2 ) of these inverter control signals preferably asymmetric values, characterized the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) are time-variably adjustable. Elektronisches Vorschaltgerät gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise asymmetrischen Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) in einem regelmäßigen Taktzyklus durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) veränderbar sind.Electronic ballast according to claim 16, characterized in that the preferably asymmetrical duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) in a regular clock cycle by pulse width modulation of the inverter control signals ( U G1 and U G2 ) are changeable. Elektronisches Vorschaltgerät gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise asymmetrischen Tastverhältnisse (d1 und d2) der Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) auf Werte eines abgespeicherten Datensatzes, bestehend aus einer Anzahl in periodischer Folge wiederkehrender Werte aus einem den Wert 50 % ausschließenden Wertebereich zwischen 0 % und 100 %, einstellbar sind.Electronic ballast according to claim 17, characterized in that the preferably asymmetrical duty cycles (d 1 and d 2 ) of the inverter control signals ( U G1 and U G2 ) to values of a stored data set consisting of a number of periodically recurring values from a Value 50% excluding value range between 0% and 100%, are adjustable. Elektronisches Vorschaltgerät gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tastverhältnisse (d1 und d2) der beiden Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) über zwei getrennte, geschlossene Regelkreise (LRK1 und LRK2) in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Lampenbetriebs durch Pulsbreitenmodulation der Wechselrichter-Steuersignale (U G1 und U G2) adaptiv veränderbar sind.Electronic ballast according to claim 16, characterized in that the duty cycles (d 1 and d 2 ) of the two inverter control signals ( U G1 and U G2 ) via two separate, closed control loops (LRK 1 and LRK 2 ) as a function of operating parameters of the lamp operation by pulse width modulation of the inverter control signals ( U G1 and U G2 ) adaptively changeable are. Elektronisches Vorschaltgerät gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, aufweisend eine der Wechselrichterhalbbrücke (DC/AC) vorgeschaltete, an deren Versorgungsspannungseingang angeschlossene Leistungsfaktorkorrekturschaltung (PFC) mit einem integrierten, über ein pulsbreitenmoduliertes Leistungsfaktor- Steuersignal (U G3) angesteuerten Halbleiter-Leistungsschalter (T3) zur Kompensation der von der Entladungslampe (LA) im Brenn- bzw. Dimmbetrieb aufgenommenen Blindleistung (Pb), dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsfaktor-Steuersignal (U G3) in Abhängigkeit von erfassten Betriebsparametern des Lampenbetriebs durch Pulsbreitenmodulation adaptiv veränderbar ist.Electronic ballast according to one of Claims 16 to 19, having a power factor correction circuit (PFC) connected in front of the inverter half-bridge (DC / AC) and having an integrated semiconductor power switch (T 3 ) controlled via a pulse-width-modulated power factor control signal ( U G3 ) ) for compensating the reactive power (P b ) recorded by the discharge lamp (LA) in the firing or dimming operation, characterized in that the power factor control signal ( U G3 ) is adaptively changeable as a function of detected operating parameters of the lamp operation by pulse width modulation. Elektronisches Vorschaltgerät gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Betriebsparametern des Lampenbetriebs um den Effektiv- oder Gleichrichtwert, den Gleich- und/oder Wechselsignalanteil der Lampenbrennspannung (U LA) bzw. um den Effektiv- oder Gleichrichtwert, den Gleich- und/oder Wechselsignalanteil des durch die Lampe (LA) fließenden Stroms (I LA), um die der Lampe (LA) im Brenn- bzw. Dimmbetrieb zugeführte effektive Wirkleistung (pw,eff), um die Impedanz (Z LA) der Lampe bei positiver bzw. negativer Halbwelle des Lampenstroms (I LA) oder um ein Detektorausgangssignal zur Erfassung eines Flackerns der Lampe (LA), eines unangemessen hohen Temperaturanstiegs oder einer die Stabilität der Regelung beeinträchtigenden Überlastspannung handelt.Electronic ballast according to one of Claims 19 or 20, characterized in that the operating parameters of the lamp operation are the effective or rectified value, the DC and / or alternating signal component of the lamp burning voltage ( U LA ) or the effective or rectified value, the DC and / or AC signal component of through the lamp (LA) flowing current (I LA) to the lamp (LA) supplied in the combustion or dimming effective active power (P w, eff) to the impedance (Z LA ) of the lamp at positive or negative half-wave of the lamp current ( I LA ) or is a detector output signal for detecting a flickering of the lamp (LA), an inappropriately high temperature rise or an overload voltage affecting the stability of the control.
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