DE19725645A1 - Pumpstützdrossel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zum Betreiben einer Last, insbesondere eine Betriebsschaltung für eine Niederdruckentladungslampe. Sie bezieht sich dabei vor allem auf eine Betriebsschaltung, bei der eine gleichgerichtete Versorgungswechselspannung zum Betrieb eines Halbbrüc­ kenoszillators als Frequenzgenerator für den Lampenbetrieb verwendet wird. Die Erfindung ist gleichwohl weder auf eine Lampe als Last, noch auf einen Halbbrückenoszillator eingeschränkt.

Ein wesentliches Kriterium für die praktische Anwendung solcher Schaltun­ gen ist die elektromagnetische Verträglichkeit im Hinblick auf Einstreuun­ gen ins Netz bzw. den Oberwellengehalt der Versorgungsstromentnahme. Eine dahingehend sehr wirksame Weiterentwicklung einer solchen Schal­ tung besteht in der Einführung zumindest eines Pumpzweiges zwischen der Lastkreisseite und der Leistungsversorgungsseite der Frequenzgenerator­ struktur. Die Pumpzweige enthalten als Impedanzen im allgemeinen Kon­ densatoren - jedoch nicht zwangsläufig oder zwangsläufig ausschließlich. Zum Stand der Technik wird verwiesen auf die europäischen Patente 0 244 644 B1, 0 253 224 B1 sowie 0 372 303 B1. Solche Pumpzweige dienen zur Ladungsverschiebung innerhalb der Schaltung mit dem Ziel der Verbesse­ rung der Oberwellenstruktur der Versorgungsstromaufnahme. Hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit wird im Rahmen dieser Erfindung insbesondere die Norm IEC 61000/3/2, Klasse C und Klasse D, in Betracht gezogen.

Die Beschreibung geht der Übersichtlichkeit halber von einer relativ einfa­ chen Pumpzweigstruktur aus, die Fig. 1 in der EP 0 244 644 B1 entspricht. Der genannte Stand der Technik zeigt darüber hinaus verschiedene, auch kompliziertere Pumpzweigstrukturen. Diese und auch weitere denkbare Va­ riationen sind im Gegenstand des Hauptanspruchs enthalten.

Dementsprechend geht die Erfindung aus von einer Schaltung zum Betrei­ ben einer Last, insbesondere einer Niederdruckentladungslampe, mit einer Frequenzgeneratorstruktur zur Wechselstromversorgung der Last und ei­ nem Pumpzweig zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit der Schaltung, der den Lastkreis mit einer Leistungsversorgungsseite der Frequenzgeneratorstruktur verbindet.

Der Erfindung liegt dabei das Problem zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltung in einfacher Weise in ihren Betriebseigenschaften zu verbessern.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß auf der Leistungsversorgungsseite der Frequenzgeneratorstruktur in einem Gleichstrombereich vor dem An­ schlußpunkt des Pumpzweiges in Serie zu dem Pumpzweig und zu einem Zweig der Leistungsversorgung eine Pumpstützspule liegt, die dazu ausge­ legt ist, in jedem Wechselstromzyklus der Last geladen und im wesentlichen voll entladen zu werden.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprü­ che.

Die in Fig. 1 der EP 0 244 644 B1 gezeigte Schaltung wird erfindungsgemäß also dadurch ergänzt, daß auf der gleichgerichteten Leistungsversorgungs­ seite der Frequenzgeneratorstruktur eine Pumpstützspule eingefügt wird, und zwar leistungsversorgungsseitig vor dem Anschlußpunkt (M2) des Pumpzweigs. Die Anspruchsformulierung ist dabei so zu verstehen, daß die Pumpstützdrossel in jedem Bereich einer Versorgungsspannungs- oder stromperiode, d. h. auch im Bereich der Maxima, auf sehr kleine Spulen­ stromwerte entladen wird im Vergleich zum Spulenstrommaximum. D.h. die Stromverlaufskurve ist eine immer wieder auf Null oder einen sehr kleinen Wert (mit Lastkreisfrequenz) zurückoszillierende Kurve, wobei die Ampli­ tude mit dem Zeitverlauf der gleichgerichteten (pulsierenden) Leistungsver­ sorgungsspannung moduliert ist. Diese Stromeinprägungs- bzw. Ladevor­ gänge der Pumpstützdrossel sorgen für eine optimale Unterstützung der Pumpwirkung des Pumpzweiges zugunsten einer verbesserten elektroma­ gnetischen Verträglichkeit. Insbesondere ergibt sich daraus auch der Vorteil, den Pumpzweig hinsichtlich seiner Impedanz kleiner dimensionieren und damit Kosten einsparen zu können.

Die Lage der Pumpstützdrossel in einem "Gleichstrombereich" bedeutet bei Netz- bzw. Wechselstromleistungsversorgung eine Lage auf der gleichge­ richteten Seite (pulsierender Gleichstrom) einer Gleichrichterstruktur im Un­ terschied zu reinen Glättungsdrosseln auf der Wechselstromseite.

Ein wesentlicher weiterer Vorteil für die Betriebseigenschaften der Schaltung beruht auf der Frequenzabhängigkeit der Pumpwirkung des Pumpzweiges durch die bei steigender Arbeitsfrequenz erhöhte Pumpzykluszahl. Konven­ tionell wird die Pumpwirkung dadurch nämlich verstärkt, was für den Be­ trieb der Schaltung zu Schwierigkeiten führt. Insbesondere kann es durch eine überhöhte Pumpwirkung zu übermäßigen Spannungserhöhungen an einem mit dem Pumpzweig zusammenwirkenden Speicherelement kommen, im allgemeinen und auch in der folgenden Beschreibung an einem Speicher-Elektrolytkondensator (Elko).

Solche Frequenzerhöhungen treten z. B. auf, wenn der Lastkreis über die Fre­ quenz des Frequenzgenerators geregelt wird, oder infolge anderer äußerer Einflüsse. Es kommt dabei aber im allgemeinen nicht zu einem erhöhten Verbrauch im Lastkreis, der der genannten Spannungserhöhung entgegen­ wirken könnte. Vor allem im frequenzerhöhten Vorheizbetrieb eines fre­ quenzgeregelten Entladungslampenlastkreises oder bei einer anderweitigen Wirkleistungsreduktion bei Dimmbetrieb, Netzüberspannungen usw. steht der verstärkten Pumpwirkung im Gegenteil sogar ein erniedrigter Lei­ stungsverbrauch gegenüber.

Die mit zunehmender Frequenz abnehmende und mit abnehmender Fre­ quenz zunehmende Pumpwirkung der Pumpstützspule wirkt dem obigen Effekt entgegen und stützt darüber hinaus die Pumpwirkung des Pump­ zweiges bei abfallender Frequenz, bei der z. B. bei Annäherung an eine Reso­ nanz des Lastkreises (frequenzgeregelte Entladungslampe) die Leistungs­ nachfrage steigen kann.

Die obigen Zusammenhänge gelten erst recht für zumindest in der Gesam­ timpedanz kapazitive Pumpzweige wegen der Frequenzabhängigkeit ihrer Impedanz. Zudem können die Kapazitäten wegen der Unterstützung durch die Pumpwirkung der Pumpstützdrossel von vornherein klein ausgelegt werden. Dies verstärkt die beschriebene Beeinflussung des Frequenzgangs des Pumpzweiges zusätzlich.

Ein bevorzugter Anwendungsfall ist ein Halbbrückenoszillator mit zwei Schaltelementen, etwa Feldeffekt- oder Bipolartransistoren, die das Potential eines Mittenabgriffs zwischen zwei Zweigen einer gleichgerichteten Lei­ stungsversorgung hin und her oszillieren lassen. Die Einzelheiten zu Start­ vorrichtungen und Frequenzregelungen solcher Halbbrückenoszillatoren sind Stand der Technik und dem Fachmann bekannt. Sie werden im folgen­ den nicht beschrieben. Wie oben bereits erläutert, stellen dabei die lastkreis­ frequenzgeregelten Halbbrückenoszillatoren Anwendungsschaltungen dar, bei denen die Erfindung besonders wirksam eingesetzt werden kann.

Im oben zitierten Stand der Technik ist zu sehen, daß der Pumpzweig lei­ stungsversorgungsseitig zwischen zwei Dioden in einem Leistungsversor­ gungszweig angeschlossen sein kann. Diese Dioden sind dabei in Durchlaß­ richtung im Sinn des Stromflusses der Leistungsversorgung gepolt und er­ füllen somit sozusagen die Funktion eines Ventils für den Pumpzweig. D.h. sie verbinden den Pumpzweig zu seiner Aufladung mit der Leistungsver­ sorgung und zu seiner Entladung mit dem Frequenzgenerator bzw. einem Speicherelement desselben.

Diese Ventilfunktion kann, zumindest teilweise, auch in anderer Art als mit den beschriebenen Dioden realisiert werden. Beispielsweise kann die lei­ stungsversorgungsseitige Diode durch die Wirkung eines Gleichrichters, etwa einer Diodenbrücke, ersetzt sein. Die beschriebenen Dioden stellen je­ doch in vielen Fällen eine vorteilhafte Ausführungsform dar. Aufgrund der Tatsache, daß eine Diode zwischen der Pumpstützdrossel und dem Fre­ quenzgenerator liegt und der Pumpzweig zwischen der Pumpstutzdrossel und der Diode angeschlossen ist, kann die Erfindung dadurch weiter verbes­ sert werden, daß der Pumpzweig mit einem Anschluß auf der anderen Seite dieser Diode über einen Überbrückungskondensator verbunden wird, die Diode also mit dem Überbrückungskondensator überbrückt wird.

Daraus ergibt sich ein erster Vorteil im Hinblick auf das bereits erwähnte "Überpumpen" des Speicherelements, namentlich des Elkos. Durch die Fre­ quenzabhängigkeit der Impedanz des hinzugefügten Überbrückungskon­ densators kommt es mit steigender Frequenz zu einem zunehmenden Kurz­ schließen der genannten Diode. Dadurch wird die bei niedrigerer Frequenz und höherem Wechselstromwiderstand des Überbrückungskondensators dem Netz entnommene Ladungsmenge für das Pumpen des Pumpzweiges nun zwischen dem Pumpzweig, z. B. seinen Pumpkondensatoren, und dem Speicherelement, etwa dem Elko, hin und her gepumpt. Dadurch wird die Zunahme der dem Netz entnommenen Ladungsmenge und damit das Über­ pumpen des Elkos eingeschränkt.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß dieser zusätzliche Überbrüc­ kungskondensator zwischen Pumpzweig und Versorgungszweig zusammen mit kapazitiven Elementen des Pumpzweiges als Schaltentlastungskondensa­ tor bzw. als sog. "Trapezkondensator" für den Frequenzgenerator, insbeson­ dere für ein Schaltelement eines Halbbrücken- oder Brückenoszillators, wir­ ken kann. Ein solcher Trapezkondensator wird im Stand der Technik zur Dämpfung der Potentialsprünge des vom Frequenzgenerator erzeugten Po­ tentials verwendet, also beispielsweise des Mittenabgriffpotentials eines Halbbrückenoszillators. Dies ergibt sich anschaulich gesagt daraus, daß das genannte oszillierende Potential nach einem Schaltpunkt nicht im wesentli­ chen "ungebremst" steigen oder fallen kann, sondern durch den notwendi­ gen Umladevorgang des Trapezkondensators gebremst wird. Damit wird die Flankensteilheit eines angenäherten Rechteckpotentials verringert und ein trapezförmiger Potentialverlauf erreicht, was der elektromagnetischen Ver­ träglichkeit der Gesamtschaltung zugute kommt.

Die Nachteile eines solchen Trapezkondensators lassen sich beispielhaft an der EP 0 244 644 B1 verdeutlichen. Wenn dort (in Fig. 1) einem der beiden Schalter ein Trapezkondensator parallelgeschaltet würde (zwischen Mitten­ abgriff und Versorgungszweig), so würde dieser mit der am Mittenabgriff angeschlossenen Pumpkapazität des Pumpzweiges parallelgeschaltet wir­ ken. D.h. er würde je nach Lage parallel zum pumpzweigseitigen oder zum anderen Schalter entweder mit auf- bzw. entladen oder gegenläufig bei Auf­ ladung des Pumpkondensators entladen und bei Entladung der Pumpkon­ densatoren aufgeladen werden. Die resultierende effektive Kapazität führt zu technischen Schwierigkeiten im Zusammenhang mit der begrenzten Blindleistungsspeicherung im Leistungskreis. Dies gilt vor allem für den Be­ reich des Maximums einer Netzversorgungsspannung, in dem durch die frühe Aufladung der Pumpkapazität die frequenzgeneratorseitige Ventildi­ ode bereits früh leitend wird.

Auch kommt es bei im Vergleich zur Speicherelementspannung (Elko-Span­ nung) geringer Aufladung der Pumpkapazität zu einem entsprechenden schärferen Potentialsprung des Ausgangspotentials des Frequenzgenerators (Mittenabgriffpotential des Halbbrückenoszillators), bis die genannte Diode leitend wird.

Durch die Reihenschaltungswirkung des zusätzlichen Überbrückungskon­ densators mit den Kapazitäten des Pumpzweiges, insbesondere der am Mit­ tenabgriff angeschlossenen, ergibt sich eine die obigen Schwierigkeiten ver­ meidende und einen weiteren Trapezkondensator erübrigende Gesamtfunk­ tion, und zwar unabhängig vom Leitungszustand der genannten Diode.

In einer einfachen, aber dennoch wirkungsvollen Ausführungsvariante ist der Pumpzweig nur über einen Kondensator mit dem Lastkreis verbunden.

Vor allem bei Lampenbetriebsschaltungen ist im allgemeinen im Lastkreis eine Lampenspule (Resonanzdrossel) vorgesehen. Der Pumpzweig kann re­ lativ zu dieser Spule auf unterschiedliche Art angeschlossen sein. Es ist im übrigen, auch für den Gesamtzusammenhang der Erfindung, festzustellen, daß natürlich auch zwei oder mehrere Pumpzweige vorhanden sein können, die jeweils unterschiedlich am Lastkreis angreifen können.

Eine für Stromspitzen aus dem Pumpzweig dämpfende Wirkung ergibt sich dabei, wenn statt eines bezüglich der Lampenspule lastseitigen Anschlusses ein Zwischenabgriff der Lampenspule verwendet wird, so daß ein Teil der Lampenspule als Dämpfungsdrossel für hochfrequente Stromkomponenten wirkt. Dies gilt natürlich auch bei zwei oder mehr Anschlußpunkten des oder der Zweige am Lastkreis. Insbesondere kann der Pumpzweig über zwei parallele Kondensatoren am Lastkreis angeschlossen sein, von denen einer an dem genannten Zwischenabgriff liegt und der andere frequenzgenerator­ seitig an der Spule. Die beschriebene Stromspitzendämpfung macht vor al­ lem Sinn, wenn der Wechselstrom im Lastkreis zu einer signaltechnischen Verwertung erfaßt wird, etwa über einen Widerstand.

Es kann jedoch auch vorteilhaft sein - wie im zitierten Stand der Technik - bei zwei parallelen Kondensatoren des Pumpzweiges je eine lastseitige und eine frequenzgeneratorseitige Verbindung bezüglich der Spule mit dem Lastkreis zu wählen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der bereits angesprochene Überbrückungskondensator beispielsweise mit zwei Dioden und einem weiteren Kondensator so verschaltet werden, daß der letztere Kondensator von dem Lade- oder Entladestrom des Überbrückungskonden­ sators geladen wird. Aus dem letzteren Kondensator kann dann eine Steu­ ereinrichtung für den Frequenzgenerator, etwa eine integrierte Steuerschal­ tung für den Halbbrückenoszillator, versorgt werden.

Im folgenden werden konkrete Ausführungsbeispiele für die Erfindung an­ hand der Fig. 1 bis 5 erläutert. Dabei beschriebene Merkmale und Einzelhei­ ten können natürlich auch für sich oder in anderen als den gezeigten Kombi­ nationen erfindungswesentlich sein.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen jeweils eigene Ausführungsbeispiele, die sich vonein­ ander bezüglich der Anordnung und dem Aufbau des Pumpzweigs unter­ scheiden. Die gestrichelt eingezeichneten Linien dienen der Veranschauli­ chung erfindungsgemäßer Vorteile, sind aber nicht Bestandteil der Ausfüh­ rungsbeispiele.

In Fig. 1 liegt an den links gezeichneten Anschlußpunkten mit U_N(t) eine gleichgerichtete Netzspannung (pulsierende Gleichspannung) an, wobei zu weiteren Einzelheiten auf den zitierten Stand der Technik verwiesen wird. Von diesen Anschlußpunkten führen zwei Versorgungszweige zu einem da­ zwischengeschalteten Elektrolytkondensator (Elko) als Speicherelement und einer parallel zum Elko zwischen den Versorgungszweigen liegenden Oszil­ latorhalbbrücke mit zwei Schaltern S1 und S2. Vom Mittenabgriff M1 ausge­ hend liegt jeweils eine Freilaufdiode D3 bzw. D4 zu jedem der Schalter paral­ lel.

Der Mittenabgriff M1 ist ferner über zunächst eine Lampenspule L2 und dann eine Parallelschaltung aus einer Niederdruckentladungslampe E und einem Resonanzkondensator C4 sowie einen Gleichstromtrennkondensator C5 und einen Meßwiderstand R1 für den Lastkreisstrom mit dem unteren negativen Versorgungszweig verbunden.

Im oberen Bereich des Schaltdiagramms ist ein über zwei parallele Konden­ satoren C2 und C3 jeweils mit einem Anschlußpunkt unmittelbar vor bzw. unmittelbar hinter der mittenabgriffseitigen Lampenspule L2 verbundener Pumpzweig eingezeichnet, der am positiven Versorgungszweig leistungs­ versorgungsseitig, also links, vom Elko angeschlossen ist. Dieser letztere An­ schlußpunkt liegt zwischen zwei in Durchlaßrichtung für den Stromfluß der Leistungsversorgung gepolten Dioden D1 und D2, die ebenfalls leistungs­ versorgungsseitig vor dem Elko angeordnet sind. Der Pumpzweig besteht also aus zwei Pumpkondensatoren C2 und C3 mit den Anschlußleitungen zum Lastkreis und zum Versorgungszweig.

Zwischen dem genannten Anschlußpunkt des Pumpzweiges und der lei­ stungsversorgungsseitigen Diode D1 liegt eine erfindungsgemäße Pump­ stützdrossel L1, und zwischen dem Anschlußpunkt des Elkos am positiven Versorgungszweig und dem Pumpzweig liegt ein erfindungsgemäßer Über­ brückungskondensator C1 zur Überbrückung der Diode D2.

Die prinzipielle Funktion des Halbbrückenoszillators besteht darin, daß durch alternierende Schaltbetätigung der Schalter S1 und S2 das Potential des Mittenabgriffs M1 zwischen dem des positiven Versorgungszweiges und dem des negativen Versorgungszweiges hin- und hergeschoben wird. Damit ergibt sich sozusagen eine "Zerhackeroszillation", die zum Wechselstrombe­ trieb des Lastkreises mit der Niederdruckentladungslampe E und über die Betriebsfrequenz des Halbbrückenoszillators zur Regelung des Betriebszu­ standes der Niederdruckentladungslampe E dient. Diese Grundschaltung ist allgemein bekannt, so daß zu weiteren Einzelheiten auf den zitierten Stand der Technik und die dort zu findenden Literaturhinweise verwiesen werden kann.

Der Pumpzweig verbindet die über die Kondensatoren C2 und C3 gelieferte hochfrequente Wechselspannung aus dem Lastkreis je nach der Differenz zwischen der Versorgungseingangsspannung U_N(t) und der Spannung am Elko halbwellenalternierend (bezüglich der Lastkreisfrequenz) mit der einen bzw. der anderen der beiden genannten Spannungen auf der Leistungsver­ sorgungsseite des Halbbrückenoszillators. Die Ladungsverschiebung durch den Pumpzweig verringert insbesondere die Schärfe der Ladungsaufnahme durch den Elko, die sonst bei Gleichheit der Elko-Spannung mit der momen­ tanen Versorgungsspannung plötzlich ein- bzw. aussetzen würde. Daraus würden vor allem auch starke niedere harmonische Oberwellen der Netzfre­ quenz resultieren, die z. B. mit Glättungsdrosseln auf der Wechselstromseite praktisch nicht ausgefiltert werden können. Mit dem Pumpzweig strebt man im Gegensatz dazu eine ständige Nachladung des Elkos an - moduliert mit der Lastkreisfrequenz. Diese lastkreisfrequente Störung ist gut ausfilterbar, wie im Stand der Technik bekannt, so daß sich insgesamt eine deutliche Ver­ besserung des Oberwellengehalts der Netzstromentnahme ergibt. Zu weite­ ren Einzelheiten hierzu und zu auch im Rahmen der Erfindung denkbaren komplizierteren Pumpzweigaufbauten wird auf den zitierten Stand der Technik verwiesen.

Wie eingangs bereits erläutert, dient die erfindungsgemäße Pumpstützdros­ sel L1 einerseits zur Unterstützung der Pumpwirkung, so daß die Kondensa­ toren C2 und C3 kleiner ausgelegt sein können. Andererseits beeinflußt sie die Frequenzabhängigkeit der geschilderten Pumpwirkung und verhindert damit Überspannungen am Elko. Diese können - wie eingangs erläutert - durch die mit zunehmender Frequenz steigende Pumpleistung des kapaziti­ ven Pumpzweiges bei gleichzeitig verminderter Leistungsaufnahme durch die zunehmende Phasenverschiebung im Lastkreis entstehen.

Erfindungsgemäß wird ferner die Diode D2 mit dem Überbrückungskon­ densator C1 überbrückt, so daß bei steigender Frequenz durch den sinken­ den Wechselstromwiderstand des Kondensators C1 mehr und mehr ein Hin- und Herpumpen von Ladung zwischen dem Elko und dem Lastkreis an die Stelle einer zusätzlichen Ladungsaufnahme von der Leistungsversorgung tritt.

Ferner wirkt der Überbrückungskondensator C1 in Serienschaltung mit dem Kondensator C2 als Trapezkondensator für den Schalter S1, weil die Serien­ schaltung diesem parallel liegt. Daher erübrigt sich ein eigener Trapezkon­ densator CT, wie er gestrichelt für den Schalter S2 gezeichnet ist, genauso aber auch parallel zu S1 liegen könnte. Man erkennt in Fig. 1, daß der gestri­ chelt gezeichnete Trapezkondensator CT bei einer Potentialverschiebung am Mittenabgriff M1 mit dem Kondensator C2 und gegenläufig zu diesem gela­ den werden muß, d. h. bei Aufladung von C2 entladen und bei Entladung von C2 aufgeladen werden muß. Damit wirken die Kondensatoren CT und C2 effektiv parallelgeschaltet. Eine entsprechende Wirkung ergäbe sich bei gleichsinniger Auf- und Entladung, wenn der Trapezkondensator CT paral­ lel zu dem Schalter S1 läge.

Durch das Weglassen des Trapezkondensators CT werden Schwierigkeiten mit der Entladung des Kondensators C2 und der Aufladung des Trapezkon­ densators CT nach dem Ausschalten des Schalters S2 vermieden, die vor al­ lem in der zeitlichen Umgebung des Netzspannungsmaximums mit entspre­ chend früher Aufladung des Pumpkondensators C2 auf die Elko-Spannung und entsprechendem Übergang der Diode D2 in den leitenden Zustand auf­ treten würden. Ferner ist die Serienschaltung der Kondensatoren C1 und C2 dazu geeignet, "ungebremste" Potentialsprünge am Mittenabgriff M1 abzu­ fangen, die die elektromagnetische Verträglichkeit verschlechtern würden. Wenn die Diode D2 leitend wird, kann sich C2 seiner Funktion als Pump­ kondensator entsprechend und ungestört von dem Kondensator C1 direkt in den Elko entladen. Entsprechendes gilt für das Ausschalten des anderen Schalters S1.

Daraus ergibt sich, daß die Pumpe insgesamt so ausgelegt sein muß, daß die Ladungsentnahme aus dem Elko durch das Aufladen des Kondensators C1 beim Einschalten des Schalters S2 nicht zu groß wird und die Pumpstütz­ spule L1 so geladen werden kann (Stromeinprägung), daß sich eine ausrei­ chend hohe Elko-Spannung ergibt.

Die geschilderten Funktionen finden sich analog in den Schaltungsbeispielen in den Fig. 2 und 3. In Fig. 2 ist der Pumpzweig lediglich zur negativen Seite der Leistungsversorgung gelegt, verbindet also den entsprechenden An­ schlußpunkt des negativen Versorgungszweiges mit dem Lastkreis, und zwar mittenabgriffseitig von der Niederdruckentladungslampe E. Der in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Trapezkondensator CT entspricht der im Zusammenhang mit Fig. 1 geschilderten Situation einer Parallelschaltung des Trapezkondensators CT zum Schalter S1.

Fig. 3 wiederum zeigt ein Schaltungsbeispiel, das dem aus Fig. 1 bis auf den lastkreisseitigen Anschluß des Pumpzweiges über den Pumpkondensator C3 entspricht. Dieser ist an einem Mittenabgriff der Lampenspule L2 ange­ schlossen, so daß sich der zwischen dem Mittenabgriff und der Niederdruck­ entladungslampe E verbleibende Teil der Spule als Dämpfungsdrossel für Stromspitzen aus dem Pumpzweig ergibt. Im Beispiel aus Fig. 1 gehen diese Stromspitzen ungefiltert in den Strom durch die Niederdruckentladungs­ lampe E und den Resonanzkondensator C4 ein und werden somit bei einer Messung über den Widerstand R1 mit erfaßt. Dadurch kann es zu erhebli­ chen Störungen in der signaltechnischen Verarbeitung kommen. Der Wider­ stand R1 kann natürlich auch zwischen dem Gleichstromtrennkondensator C5 und der Niederdruckentladungslampe E oder zwischen dieser und der Lampenspule L2 liegen. Selbstverständlich ist auch in dem Schaltungsbei­ spiel nach Fig. 2 ein Anschluß des Pumpkondensators C3 an einem Mitten­ abgriff der Lampenspule L2 denkbar.

Fig. 4 zeigt ein Schaltungsbeispiel, das sich von dem aus Fig. 3 nur dadurch unterscheidet, daß der Pumpkondensator C2 weggelassen worden ist. Die Pumpleistung des Pumpzweiges wird dabei durch die genaue Lage des Mit­ tenabgriffs an der Lampenspule eingestellt. Die gezeigte Vereinfachung wird jedoch durch den Nachteil erkauft, daß die Serienschaltung der Kondensato­ ren C1 und C3 nicht mehr direkt parallel zum Schalter S2 liegt bzw. nicht mehr direkt am Mittenabgriff M1 der Halbbrücke angeschlossen ist. Um die­ sen Nachteil zu beheben, müßte anstatt des eingesparten Kondensators ein zusätzlicher Trapezkondensator CT hinzugeführt werden (gestrichelt einge­ zeichnet). Dessen Nachteile sind oben bereits erläutert worden.

Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit, dem erfindungsgemäßen Überbrückungskon­ densator C1 eine weitere vorteilhafte Funktion zu geben. Er ist über zwei Dioden D5 und D6 mit einem Kondensator C6 verbunden. Dabei ersetzt die Schaltung aus den Dioden und dem Kondensator C6 den Anschlußpunkt des Überbrückungskondensators C1 am Zweig der Leistungsversorgung - vgl. Fig. 2.

Die Dioden D5 und D6 sind mit den Kondensatoren C1 und C6 so verschal­ tet, daß der Strom aus dem Kondensator C1 durch die Diode D6 den Kon­ densator C6 auflädt, der umgekehrte Strom aber über die Diode D5 und nicht aus dem Kondensator C6 gezogen wird. Dadurch kann dieser als Ener­ giequelle für eine andere Einrichtung verwendet werden, z. B. für eine inte­ grierte Steuerschaltung für die Schalter S1 und S2 der Halbbrücke. Damit entfällt die Notwendigkeit einer unabhängigen Leistungsversorgung hierfür.

Durch die Wahl einer Zenerdiode D5 kann die Spannung am Kondensator C6 eingestellt werden, so daß z. B. Überspannungen an einem Steuerungschip vermieden werden können.

Claims (8)

1. Schaltung zum Betreiben einer Last, insbesondere einer Niederdruck­ entladungslampe (E), mit einer Frequenzgeneratorstruktur zur Wech­ selstromversorgung der Last und einem Pumpzweig zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit der Schaltung, der den Last­ kreis mit einer Leistungsversorgungsseite der Frequenzgeneratorstruk­ tur verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß

• - auf der Leistungsversorgungsseite der Frequenzgeneratorstruktur in einem Gleichstrombereich vor dem Anschlußpunkt des Pump­ zweiges in Serie zu dem Pumpzweig und zu einem Zweig der Lei­ stungsversorgung eine Pumpstützspule (L1) liegt, die dazu ausge­ legt ist, in jedem Wechselstromzyklus der Last geladen und im we­ sentlichen voll entladen zu werden,
• - der Anschlußpunkt des Pumpzweiges zwischen der Pumpstütz­ drossel (L1) und einer in Durchlaßrichtung für die Leistungsver­ sorgung gepolten Diode (D2) liegt und
• - die Diode (D2) mit einem Überbrückungskondensator (C1) über­ brückt ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, bei der die Frequenzgeneratorstruktur ein Halbbrückenoszillator mit zwei Schaltelementen (S1, S2) ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Betriebszustand der Last über die Wechselstromfrequenz des Lastkreises geregelt wird.

4. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der auf der Leistungsversorgungsseite seriell vor der Pumpstützdrossel (L1) eine in Durchlaßrichtung für die Leistungsversorgung gepolte Diode (D1) liegt.

5. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Pump­ zweig nur über einen Kondensator (C3) mit dem Lastkreis verbunden ist.

6. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Pump­ zweig an einem Zwischenabgriff einer Lampenspule (L2) angeschlossen ist, insbesondere wenn der Wechselstrom im Lastkreis über einen Wi­ derstand (R1) zur signaltechnischen Verwertung erfaßt wird.

7. Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche außer Anspruch 5, bei der der Pumpzweig über zwei parallele Kondensatoren (C2, C3) mit dem Lastkreis verbunden ist, wobei die eine Verbindung frequenzgene­ ratorseitig von der Lampenspule (L2) und die andere Verbindung last­ seitig von der Lampenspule (L2) oder an dem Zwischenabgriff der Lampenspule (L2) angreift.

8. Schaltung nach Anspruch 1, auch in Verbindung mit einem weiteren der vorstehenden Ansprüche, bei der der Lade- und/oder Entlade­ strom des Überbrückungskondensators (C1) zum Laden eines Energie­ speichers, etwa eines Kondensators (C6), zur Versorgung einer Steuer­ einrichtung für den Frequenzgenerator verwendet wird.