DE102009016905A1

DE102009016905A1 - Circuit arrangement and method for operating at least two different types of discharge lamps

Info

Publication number: DE102009016905A1
Application number: DE200910016905
Authority: DE
Inventors: Olaf Busse; Siegfried Mayer; Christof Schwarzfischer
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-10-21
Also published as: WO2010115687A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von mindestens zwei unterschiedlichen Typen von Entladungslampen, für deren Betrieb ein unterschiedlicher Lampenstrom erforderlich ist. Der Entladungslampe ist seriell ein Koppelkondensator (CKL) geschaltet. Zur Regelung des erforderlichen Lampenstroms wird der Wechselspannungsanteil am Koppelkondensator (CKL) herangezogen.The present invention relates to a circuit arrangement for operating at least two different types of discharge lamps, the operation of which requires a different lamp current. The discharge lamp is connected in series with a coupling capacitor (CKL). To regulate the required lamp current, the AC voltage component on the coupling capacitor (CKL) is used.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben von mindestens zwei unterschiedlichen Typen von Entladungslampen, für deren Betrieb ein unterschiedlicher Lampenstrom erforderlich ist, mit einem Eingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss zum Koppeln mit einer Gleichspannungsquelle, einer Brückenschaltung mit einem ersten und einem zweiten elektronischen Schalter, wobei der erste und der zweite elektronische Schalter unter Ausbildung eines ersten Brückenmittelpunkts seriell zwischen den ersten und den zweiten Eingangsanschluss gekoppelt sind, wobei der erste und der zweite elektronische Schalter jeweils eine Steuerelektrode, eine Bezugselektrode und eine Arbeitselektrode aufweisen, einem Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Bereitstellen einer Betriebsspannung für die mindestens eine Entladungslampe, einer Lampendrossel, die seriell zwischen den ersten Brückenmittelpunkt und den ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist, einem Resonanzkondensator, der zwischen den ersten Ausgangsanschluss und den zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist, einem Koppelkondensator, der zwischen den zweiten Ausgangsanschluss und den zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist, einer Auswertevorrichtung mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang der Auswertevorrichtung mit einem Auskoppelpunkt gekoppelt ist und die Auswertevorrichtung ausgelegt ist, an ihrem Ausgang eine mit dem Lampenstrom korrelierte Größe bereitzustellen, und einem Steuer vorrichtung, die einen ersten Eingang und einen ersten und einen zweiten Ausgang umfasst, wobei der erste Eingang der Steuervorrichtung mit dem Ausgang der Auswertevorrichtung gekoppelt ist, wobei der erste Ausgang der Steuervorrichtung mit der Steuerelektrode des ersten elektronischen Schalters und der zweite Ausgang des Steuervorrichtung mit der Steuerelektrode des zweiten elektronischen Schalters gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den Lampenstrom durch Variation zumindest der Frequenz der an ihrem ersten und zweiten Ausgang bereitgestellten Signale zu regeln. Sie betrifft überdies ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben mindestens einer Entladungslampe an einer derartigen Schaltungsanordnung.The The present invention relates to a circuit arrangement for operating at least two different types of discharge lamps, for their Operation a different lamp current is required with an input having a first and a second input terminal for coupling to a DC voltage source, a bridge circuit with a first and a second electronic switch, wherein the first and the second electronic switch under training a first bridge center serially coupled between the first and second input terminals are, wherein the first and the second electronic switch respectively a control electrode, a reference electrode and a working electrode an output having a first and a second output terminal for providing an operating voltage for the at least one discharge lamp, a lamp choke, serially between the first bridge center and the first output terminal is coupled, a resonance capacitor, between the first output port and the second input port is coupled, a coupling capacitor between the second Output terminal and the second input terminal is coupled, an evaluation device having an input and an output, wherein the input of the evaluation device coupled to a decoupling point is and the evaluation device is designed, at its output a to provide size correlated with the lamp current, and a Control device having a first input and a first and a second output, wherein the first input of the control device with the output of the evaluation device is coupled, wherein the first Output of the control device with the control electrode of the first electronic switch and the second output of the control device coupled to the control electrode of the second electronic switch is, wherein the control device is designed, the lamp current by varying at least the frequency of at its first and second To control output provided signals. It also concerns a corresponding method for operating at least one discharge lamp on such a circuit arrangement.

Stand der TechnikState of the art

Hoch- und Niederdruckentladungslampen werden für einen effektiven Betrieb an elektronischen Vorschaltgeräten betrieben. Diese Geräte sorgen dafür, dass die Lampe gezündet und anschließend mit dem für die Lampe charakteristischen Strom betrieben wird. Multilampengeräte sind für den Betrieb von unterschiedlichen Lampen ausgelegt, das heißt es besteht die Möglichkeit, unter Lampen mit unterschiedlichen Betriebsdaten zu wählen und diese dann an ein und demselben elektronischen Vorschaltgerät zu betreiben. Dabei sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Prinzipien bekannt, wonach derartige Multilampengeräte arbeiten:
Beim festfrequenten Betrieb wird nach Erkennen des Lampentyps, beispielsweise durch Durchfahren einer Messroutine, eine dem erkannten Lampentyp zugeordnete feste Betriebsfrequenz für die Schalter der Brückenschaltung ein gestellt. Diese werden dann im Sinne einer Steuerung, das heißt ohne Rückkopplung, mit einer festen Betriebsfrequenz angesteuert. Infolge der Abhängigkeit des am Ausgang des Multilampengeräts bereitgestellten Lampenstroms von der Betriebsfrequenz kann so ein bestimmter Lampenstrom eingestellt werden. Infolge von Toleranzen der Betriebsparameter einer einzelnen Lampe ergeben sich dabei jedoch unerwünschte Schwankungen des Lampenstroms. Überdies funktioniert dieser festfrequente Betrieb nur bei hoher Zwischenkreisspannung, sobald Lampenströme in einem Bereich von 100% bis 300% eines minimalen Lampenstroms benötigt werden. Eine hohe Zwischenkreisspannung erfordert entsprechend ausgelegte Bauteile, was mit zusätzlichen Kosten und unerwünscht hohen Verlusten einhergeht.High and low pressure discharge lamps are operated for effective operation on electronic ballasts. These devices ensure that the lamp is ignited and then operated with the characteristic of the lamp current. Multi-lamp devices are designed for the operation of different lamps, which means that it is possible to choose among lamps with different operating data and then operate them on the same electronic ballast. Different principles are known from the prior art, according to which such multi-lamp devices work:
During fixed-frequency operation, after detection of the lamp type, for example by traversing a measuring routine, a fixed operating frequency assigned to the detected lamp type is set for the switches of the bridge circuit. These are then controlled in the sense of a control, that is without feedback, with a fixed operating frequency. As a result of the dependence of the lamp current provided at the output of the multi-lamp device on the operating frequency so a certain lamp current can be adjusted. As a result of tolerances of the operating parameters of a single lamp, however, there are unwanted fluctuations in the lamp current. Moreover, this fixed-frequency operation only works with high DC link voltage when lamp currents in a range of 100% to 300% of a minimum lamp current are needed. A high DC link voltage requires appropriately designed components, which is associated with additional costs and undesirably high losses.

Gemäß einem zweiten Prinzip ist seriell zum Koppelkondensator oder zur Entladungslampe ein Shuntwiderstand angeordnet, wobei die über dem Shuntwiderstand abfallende Spannung ein Maß für den Lampenstrom darstellt. Da die über dem Shuntwiderstand abfallende Spannung vor ihrer Weiterverarbeitung in der Steuervorrichtung einer Gleichrichtung unterzogen werden muss, ist darauf zu achten, dass diese Spannung größer 0,7 V ist, da erst dann die Gleichrichtung über Dioden funktioniert. Das nach der Gleichrichtung erhaltene Signal wird dann zur Regelung des Lampenstroms verwendet, das heißt die Steuervorrichtung variiert die Betriebsfrequenz, mit der die Schalter der Brückenschaltung angesteuert werden, im Hinblick auf den gemessenen Lampenstrom. Aufgrund der vergleichsweise hohen Spannung, die am Shuntwiderstand zum Funktionieren dieses Prinzips abfallen muss, ergibt sich eine verlust reiche Messung und insbesondere bei hohen Lampenströmen ein schlechter Gesamtwirkungsgrad.According to one second principle is serial to the coupling capacitor or to the discharge lamp arranged a shunt resistor, wherein the falling across the shunt resistor Voltage a measure of the lamp current represents. Since the over the voltage dropped before the shunt resistor before further processing be subjected to rectification in the control device must, make sure that this voltage is greater than 0.7 V is because only then the rectification via diodes works. The signal obtained after rectification then becomes a closed-loop control the lamp current used, that is, the control device varies the operating frequency at which the switches of the bridge circuit be driven, in view of the measured lamp current. Due to the comparatively high voltage, the shunt resistor to fall off the functioning of this principle, there is a loss-rich measurement and especially at high lamp currents poor overall efficiency.

Gemäß einem dritten bekannten Prinzip wird der Lampenstrom mittels eines AC-Strommessverstärkers geregelt. Dazu wird die über einem Shuntwiderstand abfallende Spannung zunächst einem AC-Verstärker zugeführt, was dazu führt, dass der Shuntwiderstand kleiner dimensioniert werden kann. Dadurch ergeben sich weniger Verluste. Anschließend wird das Ausgangssignal des AC-Verstärkers gleichgerichtet. Da der Verstärker zu diesem Zweck eine große Bandbreite aufweisen muss, die insbesondere Frequenzen im Bereich von 10 kHz bis 150 kHz abdeckt, ergibt sich ein hoher Aufwand, der mit hohen Kosten verbunden ist.According to a third known principle, the lamp current is regulated by means of an AC current measuring amplifier. For this purpose, the voltage dropping across a shunt resistor first becomes an AC amplifier fed, which means that the shunt resistor can be made smaller. This results in fewer losses. Subsequently, the output of the AC amplifier is rectified. Since the amplifier must have a large bandwidth for this purpose, which covers in particular frequencies in the range of 10 kHz to 150 kHz, resulting in a high cost, which is associated with high costs.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, das sie einen zuverlässigen Betrieb unterschiedlicher Lampentypen, das heißt Lampentypen, die einen unterschiedlichen Lampenstrom benötigen, bei niedrigen Kosten ermöglicht.The Object of the present invention is therefore an input so-called circuit arrangement in such a way that they have a reliable Operation of different lamp types, that is, lamp types that have a different Need lamp current, at low cost.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 9.These Task is solved by a circuit arrangement having the features of patent claim 1 and by a method having the features of claim 9.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn die über dem Koppelkondensator abfallende Spannung zur Ermittlung eines mit dem Lampenstrom korrelierten Werts ausgewertet wird. Dazu wird als Auskoppelpunkt, der mit dem Eingang der Auswertevorrichtung gekoppelt ist, der Anschluss des Koppelkondensators gewählt, der mit dem zweiten Ausgangsanschluss der Schaltungsanordnung gekoppelt ist. Der Spannungshub am Koppelkondensator, d. h. der Wechselspannungsanteil, ist proportional zum Lampenstrom. Je kleiner der gewählte Koppelkondensator ist, umso größer ist die über dem Koppelkondensator abfallende Spannung. Üblicherweise ist es völlig unproblematisch, eine Dimensionierung für den Koppelkondensator zu finden, die zu einem Spannungshub am Koppelkondensator führt, der ohne Zwischenschaltung eines Verstärkers eine Gleichrichtung zulässt. Dadurch erlaubt die vorliegende Erfindung eine Regelung des Lampenstroms und damit die Vermeidung von Schwankungen des Lampenstroms ohne Verwendung eines aufwendigen Verstärkers und ohne Verwendung eines Shuntwiderstands. Sie ermöglicht daher den Betrieb unterschiedlicher Lampentypen an ein und demselben elektronischen Vorschaltgerät mit hoher Zuverlässigkeit und bei geringen Kosten.Of the The present invention is based on the finding that these Task solved can be when the over the coupling capacitor voltage drop to determine a with the value correlated to the lamp current is evaluated. This is called as Decoupling point, which is coupled to the input of the evaluation device is selected, the connection of the coupling capacitor, with the second output terminal of the Circuit arrangement is coupled. The voltage swing at the coupling capacitor, d. H. the AC voltage component is proportional to the lamp current. The smaller the chosen one Coupling capacitor is, the greater the above the coupling capacitor falling voltage. Usually it is completely unproblematic a sizing for to find the coupling capacitor, which leads to a voltage swing on the coupling capacitor, the without the interposition of an amplifier allows rectification. Thereby The present invention allows regulation of the lamp current and thus avoiding fluctuations in the lamp current without Using a sophisticated amplifier and without using a Shunt resistor. It allows therefore the operation of different types of lamps on one and the same electronic ballast with high reliability and at low cost.

Besonders bevorzugt stellt der Auskoppelpunkt den Punkt dar, an dem der zweite Ausgangsanschluss mit dem Koppelkondensator gekoppelt ist. Dadurch lässt sich ein maximaler Spannungshub am Koppelkondensator erzielen.Especially Preferably, the decoupling point represents the point at which the second Output terminal is coupled to the coupling capacitor. Thereby let yourself Achieve a maximum voltage swing on the coupling capacitor.

Bevorzugt umfasst die Auswertevorrichtung einen Gleichrichter, der zwischen den Auskoppelpunkt und den ersten Eingang der Steuervorrichtung gekoppelt ist. Dieser ermöglicht die Gleichrichtung des ausgekoppelten Signals. Bevorzugt ist weiterhin zwischen dem Auskoppelpunkt und dem Gleichrichter ein Auskoppelkondensator vorgesehen. Dieser kann sehr klein dimensioniert sein, beispielsweise 3,3 nF. Dadurch wird lediglich die dem Lampenstrom proportionale Rippel-Spannung, das heißt nur der Wechsel spannungsanteil, am Koppelkondensator erfasst und zur Ermittlung einer dem Lampenstrom proportionalen Größe verwendet.Prefers the evaluation device comprises a rectifier, the between the decoupling point and the first input of the control device is coupled. This allows the rectification of the decoupled signal. Preference is still given between the coupling-out point and the rectifier a decoupling capacitor intended. This can be very small dimensions, for example 3.3 nF. As a result, only the lamp current is proportional Ripple voltage, that is only the alternating voltage component, detected at the coupling capacitor and used to determine a proportional to the lamp current size.

Zur Anpassung des ausgekoppelten Signals an den gewünschten Eingangspegel der Steuervorrichtung kann weiterhin ein Spannungsteiler vorgesehen sein. Die Auswertevorrichtung umfasst weiterhin bevorzugt eine Mittelwertbildevorrichtung, die seriell zum Gleichrichter gekoppelt ist. Damit wird der Steuervorrichtung ein Signal zugeführt, das dem Mittelwert des Lampenstroms proportional ist. Damit kann der Lampenstrom besonders zuverlässig gemessen und damit geregelt werden.to Adjustment of the decoupled signal to the desired input level of the control device can continue to be provided a voltage divider. The evaluation device further preferably comprises an averaging device which is serially coupled to the rectifier. This is the control device fed a signal, which is proportional to the mean value of the lamp current. So that can the lamp current particularly reliable measured and thus regulated.

Bevorzugt umfasst der Gleichrichter eine erste und eine zweite Diode, der Spannungsteiler einen ersten und einen zweiten ohmschen Widerstand und die Mittelwertbildevorrichtung den zweiten ohmschen Widerstand des Spannungsteilers und einen Hilfskondensator, wobei eine Serienschaltung aus Auskoppelkondensator, erstem ohmschen Widerstand und erster Diode parallel zum Koppelkondensator gekoppelt ist, wobei zwischen den Verbindungspunkt des ersten ohmschen Widerstands mit der ersten Diode einerseits und den ersten Eingang der Steuervorrichtung die zweite Diode gekoppelt ist, wobei eine Serienschaltung aus dem zweiten ohmschen Widerstand und dem Hilfskondensator parallel zum ersten Eingang der Steuervorrichtung gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme lässt sich der zweite ohmsche Widerstand einerseits für den Spannungsteiler, andererseits für die Mittelwertbildevorrichtung verwenden, so dass sich eine besonders aufwandsarme und verlustarme Realisierung ergibt.Prefers The rectifier comprises a first and a second diode, the Voltage divider a first and a second ohmic resistance and the mean value forming device the second ohmic resistance the voltage divider and an auxiliary capacitor, wherein a series circuit from decoupling capacitor, first ohmic resistance and first Diode is coupled in parallel to the coupling capacitor, wherein between the connection point of the first ohmic resistor with the first Diode on the one hand and the first input of the control device the second diode is coupled, wherein a series circuit of the second ohmic resistance and the auxiliary capacitor in parallel with the first Input of the control device is coupled. This measure can be the second ohmic resistance on the one hand for the voltage divider, on the other hand for the Use averaging device, so that a special low-effort and low-loss realization results.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Schaltungsanordnung weiterhin einen Boost-Konverter mit einem Boostschalter, einer Boostinduktivität und einer Boostdiode, wobei der Boost-Konverter zwischen den Eingang der Schaltungsanordnung und die Brückenschaltung gekoppelt ist, wobei die am Ausgang des Boost-Konverters bereitgestellte Spannung die Zwischenkreisspannung ist, wobei ein mit der Zwischenkreisspannung korreliertes Signal an einen zweiten Eingang der Steuervorrichtung gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung einen dritten Ausgang aufweist, der mit dem Boostschalter gekoppelt ist, und die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den Lampenstrom durch Variation von weiterhin der Zwischenkreisspannung zu regeln. Durch diese Weiterbildung wird die Möglichkeit bereitgestellt, den Lampenstrom nicht nur über die Betriebsfrequenz, mit der die Schalter der Brückenschaltung angesteuert werden, sondern auch über die Zwischenkreisspannung zu regeln. Damit können insbesondere auch Schwankungen der Netzspannung ausgeglichen werden.According to a preferred development, the circuit arrangement further comprises a boost converter with a boost switch, a boost inductance and a boost diode, the boost converter being coupled between the input of the circuit arrangement and the bridge circuit, the voltage provided at the output of the boost converter being the intermediate circuit voltage is, one with the DC link voltage correlated signal is coupled to a second input of the control device, wherein the control device has a third output, which is coupled to the boost switch, and the control device is designed to regulate the lamp current by varying further the DC link voltage. This refinement provides the possibility of regulating the lamp current not only via the operating frequency with which the switches of the bridge circuit are actuated, but also via the intermediate circuit voltage. In particular, fluctuations of the mains voltage can thus be compensated.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)Short description of the drawing (s)

Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschreiben. Es zeigen:in the Below will now be an embodiment of a circuit arrangement according to the invention with reference to the attached Drawings closer describe. Show it:

1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und 1 a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention; and

2 den zeitlichen Verlauf der an die Schalter der Brückenschaltung von 1 angelegten Signale. 2 the time course of the switches of the bridge circuit of 1 applied signals.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of invention

1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Diese umfasst einen Eingang mit einem ersten E1 und einem zweiten Eingangsanschluss E2, zwischen denen eine Netzspannung U_N angelegt ist. Auf den Eingang E1, E2 folgt ein Gleichrichter GL, der zur Gleichrichtung der Netzspannung U_N ausgelegt ist. Nach dem Gleichrichter GL ist ein Boost-Konverter vorgesehen, der eine Boostdrossel L_B, eine Boostdiode DB und einen Boostschalter S_B umfasst. Am Ausgang des Boost-Konverters ist ein Speicherkondensator C1 vorgesehen, der den nachfolgenden Schaltungsteil mit einer Zwischenkreisspannung U_Zw versorgt. Der nachfolgende Schaltungsteil umfasst eine Halbbrückenschaltung mit einem ersten S1 und einem zweiten Halbbrückenschalter S2. Zwischen den Schaltern S1 und S2 ist ein erster Halbbrücken-Mittelpunkt BM1 gebildet. Zwischen dem Halbbrücken-Mittelpunkt BM1 und einem ersten Ausgangsanschluss A1 der Schaltungsanordnung ist eine Lampendrossel L_D gekoppelt. Zwischen dem ersten Ausgangsanschluss A1 und einem zweiten Ausgangsanschluss A2, zwischen denen eine Ausgangsspannung U_A bereitgestellt wird, ist eine Entladungslampe La gekoppelt, die im Betrieb vom Lampenstrom I_La durchflossen wird. Der erste Lampenanschluss A1 ist über einen Resonanzkondensator C_R mit einem Bezugspotential gekoppelt, während der zweite Lampenanschluss A2 über einen Koppelkondensator C_K1 ebenfalls mit dem Bezugspotential gekoppelt ist. Der Koppelkondensator C_K1 wird von einem Strom I_CK1 durchflossen, der im wesentlichen dem Lampenstrom I_La entspricht. Zwischen dem auf hohen Potential liegenden Anschluss des Schalters S1 und dem zweiten Ausgangsanschluss A2 kann optional ein zweiter Koppelkondensator C_K2 vorgesehen sein. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a circuit arrangement according to the invention. This comprises an input with a first E1 and a second input terminal E2, between which a mains voltage U _{N is} applied. The input E1, E2 is followed by a rectifier GL, which is designed to rectify the mains voltage U _N. After the rectifier GL, a boost converter is provided which comprises a boost choke L _B , a boost diode DB and a boost switch S _B. At the output of the boost converter, a storage capacitor C1 is provided, which supplies the subsequent circuit part with an intermediate circuit voltage U _Zw . The following circuit part comprises a half-bridge circuit having a first S1 and a second half-bridge switch S2. Between the switches S1 and S2, a first half-bridge center point BM1 is formed. Between the half-bridge center point BM1 and a first output terminal A1 of the circuit arrangement, a lamp inductor L _{D is} coupled. Between the first output terminal A1 and a second output terminal A2, between which an output voltage U _{A is} provided, a discharge lamp La is coupled, which is traversed by the lamp current I _La during operation. The first lamp terminal A1 is coupled to a reference potential via a resonance capacitor C _R , while the second lamp terminal A 2 is likewise coupled to the reference potential via a coupling capacitor C _K1 . The coupling capacitor C _K1 is traversed by a current I _CK1 , which essentially corresponds to the lamp current I _La . Between the high-potential terminal of the switch S1 and the second output terminal A2, a second coupling capacitor C _K2 may optionally be provided.

Die über dem Kondensator C_K1 abfallende Spannung U_CK1 wird einer Auswertevorrichtung 10 zugeführt, deren Ausgang mit einem Mikrocontroller 12 gekoppelt ist. Die Auswertevorrichtung 12 umfasst einen Auskoppelkondensator C_m, der sicherstellt, dass nur der Wechselspannungsanteil der Spannung U_CK1 ausgekoppelt wird. Dieser Wechselspannungsanteil der Spannung U_CK1 dem Lampenstrom I_La proportional. Dieser Wechselspannungsanteil wird anschließend unter Verwendung eines Spannungsteilers R3, R4 heruntergeteilt und mittels eines Einweggleichrichters, der die Dioden D1 und D2 umfasst, gleichgerichtet. Ein Kondensator C2, der dem ohmschen Widerstand R4 parallelgeschaltet ist, ermöglicht die Realisierung einer Mittelwertbildung.The voltage U _{CK1 dropping} across the capacitor C _K1 becomes an evaluation device 10 supplied, the output of which is a microcontroller 12 is coupled. The evaluation device 12 comprises a decoupling capacitor C _m , which ensures that only the AC voltage component of the voltage U _{CK1 is} decoupled. This AC voltage component of the voltage U _CK1 the lamp current I _La proportional. This AC voltage component is then divided down using a voltage divider R3, R4 and rectified by means of a half-wave rectifier comprising the diodes D1 and D2. A capacitor C2, which is connected in parallel with the resistor R4, makes it possible to realize averaging.

Der Mikrocontroller 12 ist ausgelegt, aus dem an seinem Eingang TE1 angelegten Signal eine Größe zu berechnen, aus der sich der Wert des Lampenstroms I_La ergibt. Dies ist weiter unten noch ausführlicher dargestellt. Auf der Basis des ermittelten Lampenstroms I_La steuert er über seine Ausgänge TA1, TA2 die Schalter S1 und S2 der Halbbrücke an. Insbesondere ist der Mikrocontroller 12 ausgelegt, die Frequenz f₁ der an den Ausgängen TA1, TA2 bereitgestellten Signale zur Regelung des Lampenstroms I_La auf den Nennwert des Lampenstroms, der für den Typ der am Ausgang A1, A2 angeschlossenen Entladungslampe La maßgeblich ist, zu variieren. Dazu. ist im Mikrocontroller 12 eine entsprechende Look-Up-Table vorgesehen, in der für verschiedene Lampentypen zumindest der Nennwert des Lampenstroms eingetragen ist.The microcontroller 12 is designed to calculate from the signal applied to its input TE1 a magnitude which gives the value of the lamp current I _La . This is shown in more detail below. On the basis of the determined lamp current I _La , it controls the switches S1 and S2 of the half-bridge via its outputs TA1, TA2. In particular, the microcontroller 12 adapted to vary the frequency f _{1 of} the signals provided at the outputs TA1, TA2 for controlling the lamp current I _La to the nominal value of the lamp current, which is relevant for the type of discharge lamp La connected to the output A1, A2. To. is in the microcontroller 12 a corresponding look-up table is provided in which at least the nominal value of the lamp current is entered for different lamp types.

Vorliegend wird dem Mikrocontroller 12 überdies unter Verwendung eines Spannungsteilers mit den ohmschen Widerständen R1, R2 an seinem Eingang TE2 eine Größe bereitgestellt, aus der sich der aktuelle Wert der Zwischenkreisspannung U_Zw ergibt. Der Mikrocontroller 12 ist weiterhin ausgelegt, durch Variation der Frequenz f₂ des an seinem Ausgang TA3 bereitgestellten Signals weiterhin die Zwischenkreisspannung U_Zw in Hinblick auf den Typ der Lampe La zu variieren.Present is the microcontroller 12 Moreover, using a voltage divider with the ohmic resistors R1, R2 provided at its input TE2 a size from which the current value of the intermediate _{circuit voltage} U _Zw results. The microcontroller 12 is further designed to vary by varying the frequency f _{2 of} the signal provided at its output TA3, the intermediate circuit voltage U _Zw with respect to the type of the lamp La.

2 zeigt in schematischer Darstellung den zeitlichen Verlauf der Signale am Schalter S1 beziehungsweise S2. Die Anschaltzeit t_on sowie die Ausschaltzeit t_off sind eingetragen. Auf dieser Basis lässt sich der Lampenstrom I_La wie folgt abschätzen: ILa ≈ ICK1 = 2πf1·CK1·UCK1AC,wobei U_CK1AC den Wechselspannungsanteil der Spannung U_CK1 darstellt. 2 shows a schematic representation of the time course of the signals at the switch S1 or S2. The switch-on time t _on and the switch-off time t _off are entered. On this basis, the lamp current I _La can be estimated as follows: I La ≈ I CK1 = 2πf 1 · C K1 · U CK1AC . where U _{CK1AC represents} the AC voltage component of the voltage U _CK1 .

Aus 2 folgt:

Out 2 follows:

Dadurch ergibt sich:

U_TE1 berechnet sich zu:

wobei sich der Faktor 1/2 aufgrund der Einweggleichrichtung mit den Dioden D1 und D2 ergibt. Der Faktor 1/1,11 berücksichtigt den Übergang vom sinusförmigen Strom zum Mittelwert des Stroms. Der Faktor R4/(R3 + R4) berücksichtigt den Einfluss des Spannungsteilers R3, R4.This results in:

U _{TE1 is} calculated to:

wherein the factor 1/2 due to the half-wave rectification with the diodes D1 and D2 results. The factor 1 / 1.11 takes into account the transition from the sinusoidal current to the mean value of the current. The factor R4 / (R3 + R4) takes into account the influence of the voltage divider R3, R4.

Mit

ergibt sich:

With

surrendered:

Claims

Circuit arrangement for operating at least two different types of discharge lamps, the operation of which requires a different lamp current, comprising - an input having a first (E1) and a second input terminal (E2) for coupling to a DC voltage source (U _Zw ); A bridge circuit having a first (S1) and a second electronic switch (S2), the first (S1) and the second electronic switch (S2) forming a first bridge center (BM1) in series between the first (E1) and the second Input terminal (E2) are coupled, wherein the first (S1) and the second electronic switch (S2) each having a control electrode, a reference electrode and a working electrode; - An output having a first (A1) and a second output terminal (A2) for providing an operating voltage for the at least one discharge lamp (La); - A lamp inductor (L _D ), which is serially coupled between the first bridge center (BM1) and the first output terminal (A1); A resonance capacitor (C _R ) coupled between the first output terminal (A1) and the second input terminal (E2); A coupling capacitor (C _K1 ) coupled between the second output terminal (A2) and the second input terminal (E2); An evaluation device ( 10 ) having an input and an output, the input of the evaluation device ( 10 ) is coupled to a decoupling point and the evaluation device ( 10 ) is designed to provide at its output a correlated with the lamp current (I _La ) size; and a control device ( 12 ) comprising a first input (TE1) and a first (TA1) and a second output (TA2), wherein the first input (TE1) of the control device (TE1) 12 ) with the output of the evaluation device ( 10 ), wherein the first output (TA1) of the control device ( 12 ) with the control electrode of the first electronic switch (S1) and the second output (TA2) of the control device ( 12 ) is coupled to the control electrode of the second electronic switch (S2), wherein the control device ( 12 ) is arranged to regulate the lamp current (I _La ) by varying at least the frequency (f ₁ ) of the signals provided at its first (TA1) and second output (TA2); characterized in that the decoupling point, with which the input of the evaluation device ( 10 ) is coupled to the terminal of the coupling capacitor (C _K1 ), which in turn is coupled to the second output terminal (A2).

Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the decoupling point represents the point at which the second output terminal (A2) is coupled to the coupling capacitor (C _K1 )

Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the evaluation device ( 10 ) further comprises a rectifier (D1, D2) connected between the decoupling point and the first input (TE1) of the control device ( 12 ) is coupled.

Circuit arrangement according to Claim 3, characterized in that the evaluation device ( 10 ) further comprises a decoupling capacitor (C _m ) coupled between the decoupling point and the rectifier (D1, D2).

Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the evaluation device ( 10 ) further comprises a voltage divider (R3, R4).

Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the evaluation device ( 10 ) further comprises a mean value forming device (R4, C2) serially coupled to the rectifier (D1, D2).

Circuit arrangement according to Claim 6, characterized in that the rectifier (D1, D2) has a first (D1) and a second diode (D2), the voltage divider (R3, R4) has a first (R3) and a second ohmic resistance (R4). and the mean value forming device (R4, C2) comprises the second ohmic resistor (R4) and an auxiliary capacitor (C2), wherein a series connection of decoupling capacitor (C _m ), first ohmic resistor (R3) and first diode (D1) in parallel to the coupling capacitor (C _K1 ), wherein between the connection point of the first ohmic resistor (R3) with the first diode (D1) on the one hand and the first input (TE1) of the control device ( 12 ) the second diode (D2) is coupled, wherein a series circuit of the second ohmic resistor (R4) and the auxiliary capacitor parallel to the first input (TE1) of the control device coupled ( 12 ).

Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit arrangement further comprises a boost converter with a boost switch (S _B ), a Boostinduktivität (L _B ) and a boost diode (D _B ), wherein the boost converter between the input of Circuit arrangement and the bridge circuit is coupled, wherein the voltage provided at the output of the boost converter, the intermediate circuit voltage (U _Zw ), wherein one of the intermediate circuit voltage (U _Zw ) correlated signal to a second input (TE2) of the control device ( 12 ), the control device ( 12 ) has a third output (TA3) which is coupled to the boost switch (S _B ), and the control device ( 12 ) is designed to regulate the lamp current (I _La ) by varying further the intermediate circuit voltage (U _Zw ).

A method for operating at least two different types of discharge lamps, the operation of which a different lamp current is required, to a circuit arrangement having an input with a first (E1) and a second input terminal (E2) for coupling to a DC voltage source (U _Zw ); a bridge circuit having a first (S1) and a second electronic switch (S2), the first (S1) and the second electronic switch (S2) serially forming a first bridge center (BM1) between the first (E1) and second input terminals (E2), said first (S1) and second electronic switches (S2) each having a control electrode, a reference electrode and a working electrode; an output having a first (A1) and a second output terminal (A2) for providing an operating voltage for the at least one discharge lamp (La); a lamp inductor (L _D ) serially coupled between the first bridge center (BM1) and the first output terminal (A1); a resonance capacitor (C _R ) coupled between the first output terminal (A1) and the second input terminal (E2); a coupling capacitor (C _K1 ) coupled between the second output terminal (A2) and the second input terminal (E2); an evaluation device ( 10 ) having an input and an output, the input of the evaluation device ( 10 ) is coupled to a decoupling point and the evaluation device ( 10 ) is designed to provide at its output a correlated with the lamp current (I _La ) size; a control device ( 12 ) comprising a first input (TE1) and a first (TA1) and a second output (TA2), wherein the first input (TE1) of the control device (TE1) 12 ) with the output of the evaluation device ( 10 ), wherein the first output (TA1) of the control device ( 12 ) with the control electrode of the first electronic switch (S1) and the second output (TA2) of the control device ( 12 ) is coupled to the control electrode of the second electronic switch (S2), wherein the control device ( 12 ) is arranged to regulate the lamp current (I _La ) by varying at least the frequency (f ₁ ) of the signals provided at its first (TA1) and second output (TA2); characterized by the following steps: a) decoupling the voltage across the coupling capacitor (C _K1 ) (U _CK1 ); and b) coupling a signal correlated with the decoupled voltage (U _CK1 ) to the first input of the evaluation device ( 10 ).