DE102010029511B4 - Circuit arrangement for operating a discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe, umfassend: – einen ersten (E1) und einen zweiten Anschluss (E2) zum Koppeln mit einer Versorgungsgleichspannung (UZW); – einen Wechselrichter mit einer Brückenschaltung, die zumindest einen ersten (S1) und einen zweiten elektronischen Schalter (S2) umfasst, wobei zwischen dem ersten (S1) und dem zweiten elektronischen Schalter (S2) ein erster Brückenmittelpunkt (BM) ausgebildet ist, wobei die Serienschaltung aus dem ersten (S1) und dem zweiten elektronischen Schalter (S2) zwischen den ersten (E1) und den zweiten Anschluss (E2) für die Versorgungsgleichspannung (UZW) gekoppelt ist; – eine Steuervorrichtung (μC) zum Ansteuern zumindest des ersten (S1) und des zweiten elektronischen Schalters (S2); – einen ersten (A1) und einen zweiten Anschluss (A2) zum Koppeln mit der heißen Wendel (Wh) der Entladungslampe (FL); – eine Induktivität (L1) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss der Induktivität (L1) mit dem ersten Brückenmittelpunkt (BM) gekoppelt ist, wobei der zweite Anschluss der Induktivität (L1) mit dem ersten Anschluss (A1) für die heiße Wendel (Wh) der Entladungslampe (FL) gekoppelt ist; – einen ersten Kondensator (CZ) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit dem ersten Anschluss (A1) für die heiße Wendel (Wh) gekoppelt ist, wobei der zweite Anschluss mit einem Bezugspotential gekoppelt ist; – einen ersten (A3) und einen zweiten Anschluss (A4) zum Koppeln mit der kalten Wendel (Wc) der Entladungslampe (FL); – einen zweiten Kondensator (CK1) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit dem ersten (A3) Anschluss zum Koppeln mit der kalten Wendel (Wc) gekoppelt ist, wobei der zweite Anschluss mit dem Bezugspotential gekoppelt ist; – einen ersten Spannungsteiler (R3, R4), der zwischen den ersten (A3) Anschluss zum Koppeln mit der kalten Wendel (Wc) und das Bezugspotential gekoppelt ist, wobei der erste Spannungsteiler (R3, R4) einen ersten (R3) und einen zweiten ohmschen Widerstand (R4) umfasst, wobei der Abgriff des Spannungsteilers (R3, R4) mit einem ersten Eingang der Steuervorrichtung (μC) gekoppelt ist; ...Circuit arrangement for operating a discharge lamp, comprising: - a first (E1) and a second terminal (E2) for coupling to a DC supply voltage (UZW); - An inverter with a bridge circuit comprising at least a first (S1) and a second electronic switch (S2), wherein between the first (S1) and the second electronic switch (S2), a first bridge center (BM) is formed, wherein the Series circuit of the first (S1) and the second electronic switch (S2) is coupled between the first (E1) and the second terminal (E2) for the DC supply voltage (UZW); - A control device (μC) for driving at least the first (S1) and the second electronic switch (S2); A first (A1) and a second terminal (A2) for coupling to the hot filament (Wh) of the discharge lamp (FL); An inductance (L1) having a first and a second terminal, the first terminal of the inductance (L1) being coupled to the first bridge center (BM), the second terminal of the inductance (L1) being connected to the first terminal (A1) for the hot filament (Wh) of the discharge lamp (FL) is coupled; - a first capacitor (CZ) having a first and a second terminal, said first terminal being coupled to said first terminal (A1) for said hot filament (Wh), said second terminal being coupled to a reference potential; A first (A3) and a second terminal (A4) for coupling to the cold filament (Wc) of the discharge lamp (FL); A second capacitor (CK1) having first and second terminals, the first terminal coupled to the first (A3) terminal for coupling to the cold filament (Wc), the second terminal coupled to the reference potential; A first voltage divider (R3, R4) coupled between the first (A3) terminal for coupling to the cold filament (Wc) and the reference potential, the first voltage divider (R3, R4) having a first (R3) and a second ohmic resistor (R4), wherein the tap of the voltage divider (R3, R4) is coupled to a first input of the control device (μC); ...
Description
Technisches GebietTechnical area
Aus der
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe, umfassend einen ersten und einen zweiten Anschluss zum Koppeln mit einer Versorgungsgleichspannung, einen Wechselrichter mit einer Brückenschaltung, die zumindest einen ersten und einen zweiten elektronischen Schalter umfasst, wobei zwischen dem ersten und dem zweiten elektronischen Schalter ein erster Brückenmittelpunkt ausgebildet ist, wobei die Serienschaltung aus dem ersten und dem zweiten elektronischen Schalter zwischen den ersten und den zweiten Anschluss für die Versorgungsgleichspannung gekoppelt ist, eine Steuervorrichtung zum Ansteuern zumindest des ersten und des zweiten elektronischen Schalters, einen ersten und einen zweiten Anschluss zum Koppeln mit der heißen Wendel der Entladungslampe, eine Induktivität mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss der Induktivität mit dem ersten Brückenmittelpunkt gekoppelt ist, wobei der zweite Anschluss der Induktivität mit dem ersten Anschluss für die heiße Wendel der Entladungslampe gekoppelt ist, einen ersten Kondensator mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit dem ersten Anschluss für die heiße Wendel gekoppelt ist, wobei der zweite Anschluss mit einem Bezugspotential gekoppelt ist, einen ersten und einen zweiten Anschluss zum Koppeln mit der kalten Wendel der Entladungslampe, einen zweiten Kondensator mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, wobei der erste Anschluss mit der kalten Wendel gekoppelt ist, wobei der zweite Anschluss mit dem Bezugspotential gekoppelt ist, einen ersten Spannungsteiler, der zwischen die kalte Wendel und das Bezugspotential gekoppelt ist, wobei der erste Spannungsteiler einen ersten und einen zweiten ohmschen Widerstand umfasst, wobei der Abgriff des Spannungsteilers mit einem ersten Eingang der Steuervorrichtung gekoppelt ist, eine Vorheizvorrichtung mit einer Primärwicklung und zumindest einer ersten Sekundarwicklung, wobei die erste Sekundarwicklung zwischen den ersten und den zweiten Anschluss fur die kalte Wendel der Entladungslampe gekoppelt ist, einen dritten Kondensator, der seriell zur ersten Sekundarwicklung der Vorheizvorrichtung gekoppelt ist, und eine Serienschaltung mindestens einer dritten und eines vierten ohmschen Widerstands, wobei diese Serienschaltung zwischen den ersten Anschluss und den zweiten Anschluss fur die Versorgungsgleichspannung gekoppelt ist, wobei der Knotenpunkt zwischen dem dritten und dem vierten ohmschen Widerstand mit der kalten Wendel der Entladungslampe gekoppelt ist.The present invention relates to a circuit arrangement for operating a discharge lamp, comprising a first and a second terminal for coupling with a DC supply voltage, an inverter with a bridge circuit comprising at least a first and a second electronic switch, wherein between the first and the second electronic switch a first bridge center is formed, wherein the series circuit of the first and the second electronic switch between the first and the second terminal for the DC supply voltage is coupled, a control device for driving at least the first and the second electronic switch, a first and a second connection to Coupling with the hot filament of the discharge lamp, an inductor having a first and a second terminal, wherein the first terminal of the inductance is coupled to the first bridge center, wherein the second terminal d inductance is coupled to the first terminal for the hot filament of the discharge lamp, a first capacitor having a first and a second terminal, wherein the first terminal is coupled to the first terminal for the hot filament, wherein the second terminal is coupled to a reference potential , a first and a second terminal for coupling to the cold filament of the discharge lamp, a second capacitor having a first and a second terminal, wherein the first terminal is coupled to the cold filament, the second terminal being coupled to the reference potential, a first A voltage divider coupled between the cold filament and the reference potential, the first voltage divider comprising first and second ohmic resistors, the tap of the voltage divider coupled to a first input of the controller, a preheater having a primary winding and at least a first secondary arwicklung, wherein the first secondary winding is coupled between the first and the second terminal for the cold filament of the discharge lamp, a third capacitor which is serially coupled to the first secondary winding of the preheater, and a series connection of at least a third and a fourth ohmic resistance, this Series connection is coupled between the first terminal and the second terminal for the DC supply voltage, wherein the node between the third and the fourth ohmic resistor is coupled to the cold filament of the discharge lamp.
Stand der TechnikState of the art
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problematik besteht darin, dass elektronische Vorschaltgeräte fur Entladungslampen zu deren Zundung grundsätzlich hohe Zundspannungen erzeugen. Um eine Gefahrdung von Bedienpersonen oder der Umgebung der Entladungslampe zu vermeiden, wird vor der Durchfuhrung eines Zündversuchs durch einige elektronische Vorschaltgeräte uberprüft, ob eine Lampe am Ausgang des elektronischen Vorschaltgeräts angeschlossen ist. Dazu prüft das elektronische Vorschaltgerat üblicherweise, ob die kalte Wendel beziehungsweise das kalte Ende der Lampe vorhanden ist. Die nachfolgenden Ausfuhrungen betreffen hochwertige elektronische Vorschaltgerate, welche uber eine transformatorische Wendelheizung verfügen. Dabei wird zur Vorheizung entweder ein separater Heiztransformator verwendet oder eine Zusatzwicklung auf der Lampendrossel vorgesehen.The problem underlying the present invention is that electronic ballasts for discharge lamps always generate high ignition voltages to ignite them. In order to avoid danger to operators or to the surroundings of the discharge lamp, some electronic ballasts will check that a lamp is connected to the output of the electronic ballast prior to making an ignition attempt. For this purpose, the electronic ballast usually checks whether the cold coil or the cold end of the lamp is present. The following statements relate to high-quality electronic ballasts, which have a transformer coil heating. In this case, either a separate heating transformer is used for preheating or provided an additional winding on the lamp inductor.
Zur detaillierteren Erlauterung der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Problematik wird auf
Die in den
In den Varianten gemäß
Beide Varianten haben den Nachteil, dass durch den direkten Anschluss der Wendel Wc an das Bezugspotential Fehlverdrahtungen zu einer Schädigung des elektronischen Vorschaltgeräts oder der Entladungslampe führen können. Daruber hinaus hat die Variante gemaß
Bei den in den
Der Nachteil der in den
Fur elektronische Vorschaltgerate, die ausgelegt sind, unterschiedliche Typen von Entladungslampen an ihren Ausgangsanschlüssen zu betreiben, das heißt elektronische Vorschaltgerate, die den Typ der eingesetzten Entladungslampe beispielsweise an deren Wendelwiderstand erkennen, müsste der Kondensator CS eine unerwünscht große Kapazität besitzen, damit sein Einfluss während der Typerkennung vernachlässigbar bleibt. Insbesondere bei der erforderlichen hohen Spannungsfestigkeit resultiert dies in einer unerwunscht großen Bauform. Die große Kapazitat Ware ebenfalls notig, um einen Spannungsabfall am Kondensator CS beim Vorheizen der Wendel Wc vernachlässigen zu konnen. Alternativ kann ein zweiter Kondensator in den Heizkreis der heißen Wendel geschaltet werden, um die Symmetrie wieder herzustellen.For electronic ballasts, which are designed to operate different types of discharge lamps at their output terminals, that electronic ballasts that detect the type of discharge lamp used, for example, the coil resistance, the capacitor C S would have an undesirably large capacity, so its influence during the type recognition remains negligible. In particular, with the required high dielectric strength, this results in an undesirably large design. The large capacity goods are also necessary to neglect a voltage drop across the capacitor C S during preheating of the coil W c . Alternatively, a second capacitor can be switched into the heating circuit of the hot coil to restore the symmetry.
Ein weiterer Stand der Technik ist bekannt aus der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung derart weiterzubilden, dass einerseits die Bauelemente, die fur eine zuverlässige Prufung, ob eine Entladungslampe mit dem elektronischen Vorschaltgerät gekoppelt ist, notig sind, moglichst wenig Bauraum beanspruchen, dass andererseits eine Verwendung in einem elektronischen Vorschaltgerat mit Wendelerkennung moglich ist, ohne die Wendelerkennung zu beeinträchtigen.The object of the present invention is therefore to develop a circuit arrangement mentioned in such a way that on the one hand, the components that are required for a reliable test, whether a discharge lamp is coupled to the electronic ballast, take as little space as possible, on the other hand, use in an electronic ballast with spiral detection is possible without affecting the coil detection.
Diese Aufgabe wird gelost durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.This object is achieved by a circuit arrangement having the features of patent claim 1.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass zur Ermöglichung einer Wendelerkennung der Kondensator, der seriell zur Sekundarwicklung SEK1 angeordnet ist, weiterhin eine hohe Kapazitat aufweisen muss. Allerdings kann er dann mit kleiner Bauform realisiert werden, wenn die maximal uber diesem Kondensator abfallende Spannung begrenzt wird. Hierzu genugt ein kleiner ohmscher Widerstand, der der Serienschaltung aus erster Sekundarwicklung und dem Kondensator CS parallel geschaltet ist. Dabei kann der ohmsche Widerstand als SMD-Bauteil ausgefuhrt sein. Der von dem zusatzlichen ohmschen Widerstand benotigte Bauraum entspricht nur einem Bruchteil des Bauraums, den ein Kondensator CS einnehmen würde, der eine hohe Kapazitat aufweist und fur eine hohe Spannung ausgelegt ist. Aufgrund der hohen Kapazitat des Kondensators kann weiterhin eine Wendelerkennung vorgenommen werden. Aufgrund der geringen Große des Kondensators wird der Wunsch nach einem geringen Bauraum fur die Bauelemente, die zur Erkennung des Vorhandenseins einer Entladungslampe benötigt werden, minimiert werden. Die Vorheizung der Wendel(n) wird durch die Erfindung nicht beeintrachtigt.The invention is based on the finding that in order to enable a helix detection, the capacitor, which is arranged in series with the secondary winding SEK1, must continue to have a high capacitance. However, it can then be realized with a small design, if the maximum voltage drop across this capacitor is limited. For this purpose, a small ohmic resistance, which is connected in parallel with the series connection of the first secondary winding and the capacitor C S , is sufficient. In this case, the ohmic resistance as SMD Be executed component. The space required by the additional ohmic resistor corresponds to only a fraction of the installation space which would be occupied by a capacitor C S , which has a high capacitance and is designed for a high voltage. Due to the high capacitance of the capacitor can continue to be made a helix detection. Due to the small size of the capacitor, the desire for a small space for the components needed to detect the presence of a discharge lamp is minimized. The preheating of the helix (s) is not affected by the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Schaltungsanordnung weiterhin einen zweiten Spannungsteiler mit einem sechsten und einem siebten ohmschen Widerstand umfasst, wobei der zweite Spannungsteiler zwischen den ersten und den zweiten Anschluss fur die Versorgungsgleichspannung gekoppelt ist, wobei der Abgriff des zweiten Spannungsteils mit einem Eingang der Steuervorrichtung gekoppelt ist. Mittels dieses Spannungsteilers lasst sich demnach die Große der momentanen Versorgungsgleichspannung bestimmen. Die Vorgehensweise tragt dem Umstand Rechnung, dass – beispielsweise bei einer Begrenzung der Spannung über dem Kondensator CS soweit, dass ein 63-Volt-Kondensator verwendet werden kann, – der Spannungshub am Eingang des Mikroprozessors nur noch im Bereich von 5 bis 10% des ursprunglichen Messsignals, das heißt der Spannung am Eingang des Mikroprozessors ohne Verwendung des funften ohmschen Widerstands, betragt. Da jedoch zu dem Zeitpunkt, zu dem die Erfassung des Signals am ersten Eingang der Steuervorrichtung vorgenommen wird, ublicherweise Schaltungsbestandteile zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC = Power Factor Correction) noch nicht arbeiten, kann die Zwischenkreisspannung, das heißt die Versorgungsgleichspannung, Werte zwischen 150 V und 400 V annehmen. Die Leistungsfaktorkorrektur wird namlich ublicherweise erst nach Detektion der Wendel Wc aktiviert. Die Auswertung eines Spannungshubs von 5 bis 10% ist unter diesen Bedingungen nur unter großen Schwierigkeiten – wenn die Spannungsfestigkeit des Kondensators CS groß gewahlt wird – moglich, bzw. ganzlich unmöglich – bei einer, wie bevorzugt, möglichst klein gewählten Spannungsfestigkeit des Kondensators CS. Gemaß dieser bevorzugten Ausführungsform wird daher der Momentanwert der Versorgungsgleichspannung zum Zeitpunkt der Erfassung des Signals am ersten Eingang der Steuervorrichtung ermittelt.A preferred embodiment is characterized in that the circuit arrangement further comprises a second voltage divider having a sixth and a seventh ohmic resistance, wherein the second voltage divider is coupled between the first and the second terminal for the DC supply voltage, wherein the tap of the second voltage part with a Input of the control device is coupled. By means of this voltage divider can therefore be determined the size of the instantaneous DC supply voltage. The approach takes into account the fact that - for example, in a limitation of the voltage across the capacitor C S so far that a 63-volt capacitor can be used - the voltage swing at the input of the microprocessor only in the range of 5 to 10% of original measurement signal, that is, the voltage at the input of the microprocessor without the use of the fifth ohmic resistance amounts. However, since at the time the detection of the signal at the first input of the control device is made, power factor correction (PFC) circuit components are not yet operative, the intermediate circuit voltage, that is, the DC supply voltage, may be between 150V and 400V Accept V. The power factor correction is namely activated only after detection of the coil W c . The evaluation of a voltage swing of 5 to 10% under these conditions only with great difficulty - if the dielectric strength of the capacitor C S is chosen large - possible, or completely impossible - at a, as preferred, as small as possible selected dielectric strength of the capacitor C S , According to this preferred embodiment, therefore, the instantaneous value of the DC supply voltage at the time of detection of the signal at the first input of the control device is determined.
Bevorzugt ist die Steuervorrichtung weiterhin ausgebildet, die Differenz zwischen der Spannung am zweiten Eingang und der Spannung am ersten Eingang zu bilden. Durch die Bildung der Differenz können aufwendige Divisionen vermieden werden. Alternativ kann jedoch auch das Verhältnis der Spannung am zweiten Eingang zum Verhaltnis der Spannung am ersten Eingang ausgewertet werden, was jedoch eine leistungsstarkere Steuervorrichtung erfordert.Preferably, the control device is further configured to form the difference between the voltage at the second input and the voltage at the first input. By forming the difference, complex divisions can be avoided. Alternatively, however, the ratio of the voltage at the second input to the ratio of the voltage at the first input can also be evaluated, which, however, requires a more powerful control device.
Die Steuervorrichtung ist bevorzugt weiterhin ausgebildet, die Differenz auf die Spannung am ersten Eingang oder die Spannung am zweiten Eingang zu normieren. Durch diese Normierung wird ebenfalls erreicht, dass die Anforderungen an die Rechenleistung der Steuervorrichtung reduziert werden können.The control device is preferably further configured to normalize the difference to the voltage at the first input or the voltage at the second input. By this standardization is also achieved that the demands on the computing power of the control device can be reduced.
Um die Auswertung zu vereinfachen, insbesondere um eine Fallunterscheidung zu vermeiden, sind der erste und der zweite Spannungsteiler bevorzugt so dimensioniert, dass die Differenz immer positiv ist.In order to simplify the evaluation, in particular to avoid a case distinction, the first and the second voltage divider are preferably dimensioned so that the difference is always positive.
Generell ist die Steuervorrichtung bevorzugt so ausgebildet, dass die Bildung der erwahnten Differenz vor Beginn der Aktivierung der Vorheizvorrichtung vorgenommen wird. Besonders bevorzugt ist die Steuervorrichtung ausgelegt, die Bildung der Differenz eine vorgebbare Zeitdauer, insbesondere 50 bis 200 ms, bevorzugt 100 ms, nach dem Einschalten der Schaltungsanordnung, vorzunehmen. Wird beispielsweise im laufenden Betrieb die Entladungslampe entfernt, so entsteht keine extra Wartezeit, da nach dem Einschalten des elektronischen Vorschaltgeräts die Steuervorrichtung ohnehin eine bestimmte Zeit benötigt, bis sie hochgefahren ist. Diese Vorgehensweise trägt dem Umstand Rechnung, dass sich aufgrund der hochohmigen Widerstände der Schaltungsanordnung, insbesondere der dritte und der vierte ohmsche Widerstand, und der großen Kapazitat des Kondensators CS erst nach etwa 100 ms ein zuverlassiges Signal am ersten Eingang der Steuervorrichtung einstellt.In general, the control device is preferably designed so that the formation of the difference mentioned before the start of activation of the preheater is made. Particularly preferably, the control device is designed to make the formation of the difference a predefinable period of time, in particular 50 to 200 ms, preferably 100 ms, after switching on the circuit arrangement. If, for example, the discharge lamp is removed during operation, there is no extra waiting time, because after switching on the electronic ballast, the control device anyway requires a certain time until it has started up. This procedure takes into account the fact that due to the high-resistance resistors of the circuit arrangement, in particular the third and the fourth ohmic resistance, and the large capacitance of the capacitor C S only after about 100 ms sets a reliable signal at the first input of the control device.
Gemaß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuervorrichtung ausgelegt, die normierte Differenz gegen einen vorgebbaren Schwellwert zu vergleichen und, falls die normierte Differenz großer als der vorgebbare Schwellwert ist, keine Ausgabe eines Vorheizsignals vorzunehmen. Diese Maßnahme bietet den Vorteil, dass der vorgebbare Schwellwert zur Berucksichtigung von Bauteiletoleranzen variiert werden kann, beispielsweise im Rahmen der Kalibrierung der Schaltungsanordnung.According to a preferred embodiment, the control device is designed to compare the normalized difference with a predefinable threshold value and, if the normalized difference is greater than the predefinable threshold value, not to output a preheat signal. This measure has the advantage that the predefinable threshold value can be varied in order to take into account component tolerances, for example in the context of the calibration of the circuit arrangement.
Der erste Kondensator weist bevorzugt eine Spannungsfestigkeit auf, die zwischen einem Zehntel und einem Funftel der zwischen den ersten und den zweiten Anschluss zu koppelnden maximalen Versorgungsgleichspannung betragt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass diese Dimensionierung einen optimalen Kompromiss zwischen Bauraumgroße und Spannungsfestigkeit darstellt.The first capacitor preferably has a dielectric strength which amounts to between one tenth and one fifth of the maximum supply direct voltage to be coupled between the first and the second connection. In practice, it has been shown that this dimensioning represents an optimal compromise between space size and dielectric strength.
Bevorzugt umfasst die Vorheizvorrichtung eine zweite Sekundarwicklung, wobei die zweite Sekundarwicklung zwischen den ersten und den zweiten Anschluss fur die heiße Wendel der Entladungslampe gekoppelt ist. Dies ermöglicht eine symmetrische Vorheizung beider Wendeln der Entladungslampe. Preferably, the preheating device comprises a second secondary winding, wherein the second secondary winding is coupled between the first and the second connection for the hot filament of the discharge lamp. This allows a symmetrical preheating of both filaments of the discharge lamp.
Wie bereits erwähnt, kann die Vorheizvorrichtung durch einen separaten Heiztransformator realisiert sein. Alternativ kann die Induktivitat die Primärwicklung der Vorheizvorrichtung darstellen. Hierdurch lässt sich eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besonders kostengünstig bei minimalem Bauraumbedarf realisieren.As already mentioned, the preheating device can be realized by a separate heating transformer. Alternatively, the inductance may be the primary winding of the preheater. As a result, a circuit arrangement according to the invention can be realized particularly cost-effectively with minimal space requirement.
Weitere bevorzugte Ausfuhrungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further preferred embodiments emerge from the subclaims.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)Short description of the drawing (s)
Im Nachfolgenden wird nunmehr ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefugten Zeichnungen naher beschrieben. Es zeigen:Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Die mit Bezug auf die in den
Das in
Die Steuervorrichtung μC ist ausgelegt, die Schalter S1, S2 des Wechselrichters – in an sich bekannter Weise – anzusteuern. Eine Induktivitat L1 ist einerseits mit dem ersten Halbbruckenmittelpunkt BM und andererseits mit dem Ausgangsanschluss A1 gekoppelt. Zur Realisierung einer Vorheizvorrichtung fur die Wendeln Wh und Wc ist zwischen den ersten Halbbrückenmittelpunkt BM und das Bezugspotential, das vorliegend der zweite Eingang E2 der Schaltungsanordnung darstellt, die Serienschaltung eines zweiten Kondensators C2, einer Primärwicklung PR eines Heiztransformators TR1 sowie eines Schalters SH geschaltet, wobei der Schalter SH ebenfalls von der Steuervorrichtung μC angesteuert wird. Der Heiztransformator TR1 weist eine erste SEK1 und eine zweite Sekundarwicklung SEK2 auf. Die erste Sekundarwicklung SEK1 ist seriell zu einem Kondensator CS geschaltet, wobei diese Serienschaltung der kalten Wendel Wc parallel geschaltet ist. Die zweite Sekundärwicklung SEK2 ist der heißen Wendel Wh parallel geschaltet.The control device .mu.C is designed to control the switches S1, S2 of the inverter - in a manner known per se. An inductance L1 is coupled on the one hand to the first half-bridge center BM and on the other hand to the output terminal A1. In order to realize a preheating device for the coils W h and W c , the series connection of a second capacitor C2, a primary winding PR of a heating transformer TR1 and a switch SH is connected between the first half-bridge center BM and the reference potential, which in the present case represents the second input E2 of the circuit arrangement , wherein the switch SH is also controlled by the controller μC. The heating transformer TR1 has a first SEK1 and a second secondary winding SEK2. The first secondary winding SEK1 is connected in series with a capacitor C S , this series connection of the cold filament W c being connected in parallel. The second secondary winding SEK2 is connected in parallel to the hot filament W h .
Wie bereits erwähnt, sind Anschlusse A1, A2 für die heiße Wendel Wh der Entladungslampe Fl und Anschlusse A3, A4 fur die kalte Wendel Wc der Entladungslampe Fl vorgesehen. Der Entladungslampe Fl, genau genommen zwischen dem Anschluss A1 und dem Bezugspotential, ist ein Zündkondensator CZ parallel geschaltet. Dieser ist ausgelegt, um zusammen mit der Induktivität L1 einen Resonanzkreis zu realisieren, der die Zündung der Entladungslampe Fl ermoglicht.As already mentioned, connections A1, A2 are provided for the hot filament W h of the discharge lamp Fl and connections A3, A4 for the cold filament W c of the discharge lamp F1. The discharge lamp Fl, more precisely between the terminal A1 and the reference potential, a firing capacitor C Z is connected in parallel. This is designed to realize together with the inductance L1 a resonant circuit, which allows the ignition of the discharge lamp F1.
Der Anschluss A4 ist mit dem Abgriff eines Spannungsteilers gekoppelt, der hochohmige ohmsche Widerstande R7 und R8 umfasst. Der dritte und der vierte ohmsche Widerstand sind deshalb hochohmig ausgefuhrt, dass die dadurch resultierenden Verluste vernachlassigt werden konnen. Auf diesem Wege ist es moglich, der kalten Wendel Wc eine Spannungsversorgung bereitzustellen, um uber den Abgriff eines weiteren Spannungsteilers, der die ohmschen Widerstände R3 und R4 umfasst, der Steuervorrichtung μC an ihrem Eingang E1 ein Messsignal Umess bereitzustellen. Dem Spannungsteiler R3, R4 ist ein Koppelkondensator CK1 parallel geschaltet. Erfindungsgemäß ist der Serienschaltung aus der ersten Sekundarwicklung SEK1 und dem Kondensator CS ein ohmscher Widerstand R5 parallel geschaltet. Dieser ist bevorzugt als SMD-Bauteil ausgefuhrt und so dimensioniert, dass der Kondensator CS fur eine Spannungsfestigkeit ausgelegt werden muss, die lediglich ein Fünftel bis ein Zehntel der Zwischenkreisspannung UZW beträgt.The terminal A4 is coupled to the tap of a voltage divider comprising high-resistance resistors R7 and R8. The third and the fourth ohmic resistance are therefore executed high impedance, that the resulting losses can be neglected. In this way it is possible to provide the cold filament W c with a voltage supply in order to provide a measuring signal U mess to the control device .mu.C at the input E1 via the tap of a further voltage divider comprising the ohmic resistors R3 and R4. The voltage divider R3, R4, a coupling capacitor C K1 is connected in parallel. According to the invention, the series circuit comprising the first secondary winding SEK1 and the capacitor C S is connected in parallel with an ohmic resistor R5. This is preferably designed as an SMD component and dimensioned so that the capacitor C S must be designed for a dielectric strength, which is only one fifth to one tenth of the intermediate circuit voltage U ZW .
Bei einer Zwischenkreisspannung von ca. 400 V ist der Kondensator CS bevorzugt auf 63 V ausgelegt. Der ohmsche Widerstand R5 beträgt bevorzugt zwischen 50 und 100 kΩ, in einem besonders bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel 82 kΩ. Die Steuervorrichtung μC ist ausgelegt, die Signale UR2 und Umess fruhestens 100 ms nach Anlegen der Zwischenkreisspannung UZW an die Eingange E1, E2 der Schaltungsanordnung zu messen und auszuwerten.At an intermediate circuit voltage of about 400 V, the capacitor C S is preferably designed for 63 V. The ohmic resistance R5 is preferably between 50 and 100 kΩ, in a particularly preferred embodiment 82 kΩ. The control device μC is designed to measure and evaluate the signals U R2 and U mess at the earliest 100 ms after applying the intermediate circuit voltage U ZW to the inputs E1, E2 of the circuit arrangement.
Die Kapazitat des Kondensators CS beträgt bevorzugt zwischen 0,1 μF und 10 μF, in einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel insbesondere 1 μF.The capacitance of the capacitor C S is preferably between 0.1 μF and 10 μF, in a particularly preferred embodiment, in particular 1 μF.
Die Steuervorrichtung μC ist ausgebildet, die Differenz zwischen den Spannungen UR2 und Umess zu bilden und diese Differenz auf die Spannung UR2 zu normieren. Sie ist weiterhin ausgebildet, diese normierte Differenz gegen einen vorgebbaren Schwellwert zu vergleichen und, falls die normierte Differenz großer als der vorgebbare Schwellwert ist, den Schalter SH zur Vermeidung eines Vorheizens der Entladungslampe Fl sperrend zu schalten. Der vorgebbare Schwellwert, der in der Steuervorrichtung μC abgespeichert ist, kann während einer Kalibrierung der Schaltungsanordnung variiert werden, um Bauteiletoleranzen Rechnung zu tragen.The control device μC is designed to form the difference between the voltages U R2 and U mess and to normalize this difference to the voltage U R2 . It is further configured to compare this normalized difference against a predefinable threshold value and, if the standardized difference is greater than the predefinable threshold value, to switch the switch SH to prevent preheating of the discharge lamp F1. The predefinable threshold, which is stored in the control device .mu.C, can be varied during a calibration of the circuit arrangement in order to take into account component tolerances.
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