DE19830368A1 - Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung - Google Patents
Elektronisches Vorschaltgerät mit EinschaltstrombegrenzungInfo
- Publication number
- DE19830368A1 DE19830368A1 DE19830368A DE19830368A DE19830368A1 DE 19830368 A1 DE19830368 A1 DE 19830368A1 DE 19830368 A DE19830368 A DE 19830368A DE 19830368 A DE19830368 A DE 19830368A DE 19830368 A1 DE19830368 A1 DE 19830368A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- inverter
- reference potential
- electronic ballast
- storage capacitor
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 29
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
- H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices
- H05B41/285—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
- H05B41/2851—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
- H05B41/2856—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
- Y10S315/07—Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Das elektronische Vorschaltgerät besitzt eine durch Netzwechselspannung (u) gespeiste Gleichrichteranordnung (1) mit aktivem Hochsetzsteller (SW2), einem Speicherkondensator (C2), einem Netzwerk zum Begrenzen eines Einschaltstromes und zwei Ausgängen, an denen eine auf Gehäusemasse als Referenzpotential (Uref) bezogene stabilisierte Gleichspannung (U+) abgegeben wird. An die Gleichrichteranordnung ist ein Wechselrichter (2) angeschlossen, dem ausgangsseitig ein Lastkreis (3) mit mindestens einer Leuchtstofflampe (La1 bzw. La2) zugeordnet ist. Der Wechselrichter weist ein Umformernetzwerk (T1/1, T1/2, C1, SW3, SW4), vorzugsweise als Push-Pull-Schaltung ausgebildet, mit zwei Brückenzweigen auf, die im stationären Betriebszustand alternativ auf das Referenzpotential durchgeschaltet sind. Dabei umfaßt das Schaltnetzwerk zum Begrenzen des Einschaltstromes einen in Serie mit dem Speicherkondensator (C2) an Referenzpotential liegenden Begrenzungswiderstand (R1). Der Verbindungspunkt des Speicherkondensators mit dem Begrenzungswiderstand ist mit den beiden Brückenzweigen des Umformernetzwerkes derart gekoppelt, daß er im eingeschwungenen Zustand des Wechselrichters darüber an Gehäusemasse liegt und der somit nur in der Einschaltphase wirksame Begrenzungswiderstand überbrückt ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Vorschaltgerät für minde
stens eine Leuchtstofflampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Als eine zumeist aus dem öffentlichen Netz gespeiste Betriebsschaltung für
Leuchtstofflampen besitzt ein elektronisches Vorschaltgerät im allgemeinen
ein an der Netzspannung liegendes Oberwellenfilter, an das eine Gleich
richterschaltung mit Hochsetzsteller angeschlossen ist. Mit diesem wird die
gleichgerichtete Spannung bei dieser besonderen Gruppe von Netzteilen üb
licherweise etwa auf den Scheitelwert der speisenden Wechselspannung her
aufgesetzt und dort gehalten. Der Hochsetzsteller lädt einen Speicherkon
densator definiert bis zu dem dadurch vorgegebenen Ladungspegel auf. Die
ser Speicherkondensator bildet damit eine spannungsstabilisierte Ausgangs
stufe der Gleichrichterschaltung. Eine weitere Besonderheit von elektroni
schen Vorschaltgeräten ist die Versorgung des die Leuchtstofflampe(n) ent
haltenden Lastkreises mit einer hochfrequenten, gegebenenfalls in ihrer Fre
quenz auch veränderlichen Wechselspannung. Dazu ist an die Gleichrichter
schaltung ein Wechselrichter angeschlossen, der schließlich den Lastkreis mit
der genannten Wechselspannung in Form einer hochfrequenten Impulsfolge
speist.
Dieser vorstehend schematisch skizzierte Aufbau von elektronischen Vor
schaltgeräten, zu dem eine Vielzahl von Schaltungsvarianten bekannt ist, ist
z. B. in "Betriebsgeräte und Schaltungen für elektrische Lampen", 6. Auflage,
1992, Verlag Siemens AG, im Kapitel 2.4.3 und 2.4.4, Seiten 123 bis 129 be
schrieben. Der in diesem Dokument dargestellte und beschriebene Wechsel
richter ist in Form einer Halbbrückenschaltung mit einem Paar von Lei
stungstransistoren aufgebaut. Dies ist eine Schaltungsvariante, die in moder
nen elektronischen Vorschaltgeräten vielfach eingesetzt wird. Einer der
Gründe dafür ist, daß sich Halbleiterbauelemente selbst dann relativ gut in
tegrieren lassen, wenn dabei besondere Anforderungen an ihre Spannungs
festigkeit gestellt werden. Es sind aber auch andere Ausführungsformen für
einen solchen Wechselrichter bekannt.
So ist z. B. bereits in "Illuminating Engineering", Mai 1960, S. 247 bis 253,
einem Tagungsbericht zu National Technical Conference of the Illuminating
Engineering Society, Sept. 7-11, 1959, San Francisco in einem frühen Stadi
um eine Lösung für eine hochfrequente Lampenbetriebsschaltung beschrie
ben. Der dort offenbarte Wechselrichter ist in Form eines Gegentaktzerhac
kers realisiert. Dieser wird von einem Schwingübertrager mit zwei symme
trischen Wicklungen und an diese angeschlossenen Schaltern gebildet.
In dem eingangs genannten Dokument (s. Bild 2.105, S. 126) ist ferner darge
legt, daß bei elektronischen Vorschaltgeräten eine Oberschwingungsbegren
zung unter anderem durch ein induktives Filter zu erreichen ist, das aus ei
ner Eisendrossel und einem Kondensator besteht. Einer der Vorteile dieser
Schaltungsvariante ist eine wirksame Einschaltstrombegrenzung.
Eine weitere Lösung bietet ein aktiver Hochsetzsteller (s. Bilder 2.107, 2.109
oder auch 2.111), der als ein über einen Regelkreis angesteuerter Schalter
ausgebildet ist. Neben der Oberschwingungsbegrenzung bilden die Stabili
sierung der gleichgerichteten Ausgangsspannung der Gleichrichteranord
nung und eine niedrige Verlustleistung weitere Vorteile des aktiven Hoch
setzstellers. Ferner sind damit zudem auch kleinere Bauformen für elektroni
sche Vorschaltgeräte zu realisieren, auch weil in diesem Falle keine volumi
nösen Induktivitäten eingesetzt werden müssen. Deshalb hat sich der aktive
Hochsetzsteller vielfach durchgesetzt. Ein wesentlicher Nachteil dieser elek
tronischen Vorschaltgeräte mit aktivem Hochsetzsteller ist aber ihr hoher
Einschaltstrom bei der Inbetriebnahme. Dies bedingt zunächst, bei der Schal
tungsrealisierung entsprechend leistungsfähige und damit auch teure Bau
elemente einzusetzen. Der hohe Einschaltstrom von elektronischen Vor
schaltgeräten mit aktivem Hochsetzsteller ist vor allem aber auch bei der In
stallation und der Auslegung der Netzanschlüsse und ihrer Absicherung zu
berücksichtigen. Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, diesem Nachteil
durch entsprechende Maßnahmen zur Begrenzung des Einschaltstromes bei
elektronischen Vorschaltgeräten zu begegnen.
So ist z. B. in EP-A1-0 423 885 eine derartige Stromversorgungseinrichtung
mit einer Begrenzungsschaltung für den Einschaltstrom offenbart. Dabei ist
in dem auf dem niedrigen Potential der Gleichrichteranordnung liegenden
Rückleitungspfad die Schaltstrecke eines ersten Halbleiterschalters, eines
Feldeffekttransistors, sowie parallel zu dieser Schaltstrecke ein ohmscher
Widerstand angeordnet. Der Steuerstrecke dieses ersten Halbleiterschalters
liegt eine Parallelschaltung mit einem ersten Kondensator, einem weiteren
Widerstand sowie der Schaltstrecke eines zweiten Halbleiterschalters paral
lel. Die Steuerelektrode dieses zweiten Halbleiterschalters ist an den Abgriff
eines ersten Spannungsteilers angeschlossen, dem ein zweiter Kondensator
parallel liegt. Der Steuerstrecke dieses zweiten Halbleiterschalters parallel
liegt wiederum die Schaltstrecke eines dritten Halbleiterschalters. Ferner ist
eine Schwellwertschaltung mit weiteren Halbleiterbauelementen vorgesehen.
Diese ist an den Steuereingang des dritten Halbleiterschalters angeschlossen
und sperrt diesen bei Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der
Versorgungsspannung.
Unbestritten löst die bekannte Schaltung die Aufgabe, eine geringe Verlust
leistung zu besitzen und auch bei häufig und schnell auftretenden Ausset
zern der Versorgungsspannung verzögerungsfrei wieder wirksam zu wer
den. Zweifellos wird dies aber mit einem erheblichen Schaltungsaufwand
erkauft, der den Vorgaben der Hersteller elektronischer Vorschaltgeräte zu
widerläuft, eine Schaltungsminimierung unter Verwendung kostengünstiger
Bauteile zu erzielen, um durch günstigere Herstellkosten Preiseinbrüche auf
dem Markt für ihre Produkte auffangen zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Vor
schaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein aktiver
Hochsetzsteller eingesetzt wird, um dessen Vorteile nutzen zu können, bei
dem aber zugleich eine wirksame Einschaltstrombegrenzung mit möglichst
einfachen Mitteln erzielt wird.
Bei einem elektronischen Vorschaltgerät der eingangs genannten Art wird
diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen
Merkmalen gelöst.
Bei dieser Lösung wird die Strombegrenzung durch einen einfachen Begren
zungswiderstand erreicht, der in Serie mit dem Speicherkondensator liegt
und ferner an den auf niedrigem Potential, dem Referenzpotential liegenden
Rückleitungspfad zur Gleichrichteranordnung angeschlossen ist. Der Vorteil
einer derart einfachen Schaltung zur Begrenzung des Einschaltstromes ist
aber in der Wechselwirkung mit einem aus einer Halbbrückenanordnung
aufgebauten Wechselrichter heute üblicher Bauart nicht ohne weiteres aus
zunutzen. Dieses Problem wird dadurch behoben, daß der Wechselrichter als
ein Umformernetzwerk ausgebildet ist, über das bereits in der Einschaltpha
se ein Strompfad zum Speicherkondensator geschlossen ist.
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen definiert und sind
im Detail sowie mit ihren Vorteilen der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen der Erfindung zu entnehmen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an
hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben, dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines elektronischen Vorschaltgerätes mit einer
an Netzspannung liegenden Gleichrichteranordnung, die eine sta
bilisierte Gleichspannung einem angeschlossenen Wechselrichter
zuführt, der seinerseits einen Lampenlastkreis mit einer hochfre
quenten Impulsfolge versorgt, wobei der Gleichrichteranordnung
eine Schaltung zur Einschaltstrombegrenzung in Form eines in ih
rer Ausgangsstufe angeordneten Widerstandes zugeordnet ist,
Fig. 2, 3 je eine weitere Ausführungsform des elektronischen Vorschaltge
rätes nach Fig. 1, wobei die Schaltung zur Einschaltstrombe
grenzung jeweils einen Schalttransistor aufweist, dessen Schalt
strecke dem ohmschen Widerstand parallel liegt.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines elektronisches Vorschaltgerätes für
Leuchtstofflampen dargestellt. Darin ist eine Gleichrichteranordnung 1 ein
gangsseitig über einen konventionellen Netzschalter SW1 an Netzwechsel
spannung u angeschlossen. Diese wird mittels einer Gleichrichterbrücke be
stehend aus Dioden D1 bis D4 gleichgerichtet. An einem auf hohem Potential
liegenden Ausgang dieser Gleichrichterbrücke sind seriell eine Ladedrossel
L1 sowie eine in Durchlaßrichtung gepolte Ladediode D5 angeschlossen. Der
auf niedrigem Potential liegende Ausgang der Gleichrichterbrücke D1 bis D4
ist auf Gehäusemasse gelegt. Damit ist ein definiertes Referenzpotential Uref
für das gesamte elektronische Vorschaltgerät festgelegt. Kathodenseitig ist
die Ladediode D5 mit einem Speicherkondensator C2 verbunden, dessen
zweiter Anschluß, auf Referenzpotential Uref gelegt ist, wie noch im einzel
nen darzulegen sein wird.
Ferner ist zwischen dem Verbindungspunkt von Ladedrossel L1 und Lade
diode D5 einerseits und dem Referenzpotential Uref andererseits eine Rei
henschaltung angeordnet, die aus der Schaltstrecke eines zweiten Schalters,
vorzugsweise eines elektronischen Schalters SW2 und eines ohmschen Wi
derstandes R0 besteht. Dieser zweite Schalter SW2 bildet das Schaltglied ei
nes Hochsetzstellers der Gleichrichterordnung 1. Gesteuert wird die Funkti
on dieses zweiten Schalters SW2 über eine Steuereinheit 4. Deren Eingänge
sind jeweils an den auf hohem Potential liegenden Ausgang der Gleichrich
terbrücke D1 bis D4, eine der Ladedrossel L1 zugeordnete Hilfswicklung
L11, an den Verbindungspunkt des zweiten Schalters SW2 mit dem mit ihm
in Serie liegenden Widerstand R0 bzw. den auf hohem Potential liegenden
Anschluß des Speicherkondensators C2 angeschlossen. Ausgangsseitig ist
diese Steuereinheit 4 mit dem Steuereingang des zweiten Schalters SW2 ver
bunden.
Die vorstehend beschriebene Gleichrichteranordnung 1 stellt eine an sich
bekannte Grundschaltung eines Wechsel-/Gleichspannungswandlers mit
aktivem Hochsetzsteller für ein elektronisches Vorschaltgerät dar. Es bedarf
daher lediglich einer zusammenfassenden Funktionsbeschreibung, wie folgt.
Bei geschlossenem Netzschalter SW1 wird an den Ausgängen der Gleichrich
terbrücke D1 bis D4 eine pulsierende Gleichspannung abgegeben. Diese soll
mittels des die Ausgangsstufe der Gleichrichteranordnung 1 bildenden Spei
cherkondensators C2 in eine stabilisierte Gleichspannung U+ umgeformt
werden. Dabei wird die Spannungsdifferenz zwischen dem Momentanwert
der Netzspannung u bzw. der daraus abgeleiteten pulsierenden Gleichspan
nung einerseits und der Spannung am Speicherkondensator C2 andererseits
mittels des zweiten Schalters SW2 überbrückt. Ist dieser geschlossen, steigt
der Strom in der Ladedrossel L1 an und wird über die Hilfswicklung L11
detektiert. Bei Erreichen eines vorgesehenen Endwertes öffnet der zweite
Schalter SW2 und der Strom entlädt sich in den Speicherkondensator C2.
Voraussetzung dafür ist, daß die Spannung am Speicherkondensator C2 im
mer größer als die Netzspannung u ist. Sobald dieser Ladestrom Null wird,
wird der zweite Schalter SW2 über die ihm zugeordnete Steuereinheit 4 wie
der eingeschaltet, bis ein vorgesehener Sollwert erreicht wird. Als Sollwert
dient dabei der Momentanwert der pulsierenden Gleichspannung. Mittels
dieser Schaltung wird somit ein definierter Ladungszustand des Speicher
kondensators C2 erreicht. Die seinem Ladungszustand entsprechende stabili
sierte Gleichspannung U+ stimmt in diesem Fall mit dem Scheitelwert der
pulsierenden Gleichspannung überein.
An die Gleichrichteranordnung 1 ist ein Wechselrichter 2 angeschlossen, der
in diesem Fall als transformatorisch gesteuerter Gegentaktzerhacker ausge
bildet ist. Dieser wandelt die von der Gleichrichteranordnung 1 zugeführte
stabilisierte Gleichspannung U+ in eine hochfrequente Impulsfolge um. Bei
der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der auf hohem Potential
liegende Ausgang der Gleichrichteranordnung 1 im Wechselrichter 2 über
eine zweite Drossel L2 an den gemeinsamen Verbindungspunkt zweier Pri
märwicklungen T1/1 bzw. T1/2 eines Schwingübertragers T1 angeschlossen.
Zweite Anschlüsse dieser Primärwicklungen T1/1 bzw. T1/2 sind zunächst
untereinander über einen ihnen gemeinsam parallel liegenden Resonanz
kondensator C1 verbunden. Ferner sind diese Anschlüsse jeweils über die
Schaltstrecke eines von zwei weiteren Schaltern SW3 bzw. SW4 auf das Refe
renzpotential Uref gelegt. Schematisch ist in Fig. 1 ein Ansteuernetzwerk 5
für diese beiden weiteren Schalter SW3 bzw. SW4 angegeben, zu dem Schal
tungseinzelheiten in den weiteren Fig. 2 bzw. 3 dargestellt sind, wie noch
zu beschreiben ist.
Auch die in Fig. 1 dargestellte Grundschaltung für den Wechselrichter 2
mit dem symmetrisch aufgebauten Schwingübertrager T1 ist an sich bekannt,
die Funktion des Wechselrichters 2 ist daher zusammenfassend wie folgt zu
erläutern. Die Ansteuereinheit 5 ist so ausgelegt, daß sie alternativ einen der
beiden weiteren Schalter SW3 bzw. SW4 leitend schaltet. Angenommen, der
Schalter SW3 sei bei geschlossener Schaltstrecke leitend, so fließt Strom über
die weitere Drossel L2 und die eine, diesem momentan leitenden Schalter
SW3 zugeordnete Primärwicklung T1/1 des Schwingübertragers T1 zurück
in die Gleichrichteranordnung 1. Damit wird zugleich der Resonanzkonden
sator C1 aufgeladen, wobei die Spannung am momentan nicht leitenden
Schalter SW4 ansteigt. Mit dem nächsten Steuerimpuls der Ansteuereinheit 5
wird dieser Schalter SW4 leitend geschaltet, wobei sich der Resonanzkon
densator C1 zunächst entlädt und aufgrund des Stromflusses durch die zwei
te Primärwicklung T1/2 in Gegenrichtung aufgeladen wird. Weil bildlich
sehr treffend ausgedrückt, hat sich für eine derartige Schaltung auch im
deutschen Sprachgebrauch der Ausdruck "Push-Pull" - Schaltung eingebür
gert.
Wie Fig. 1 weiter zeigt, ist ein Lampenlastkreis 3 über eine Sekundärwick
lung T1/4 des Schwingübertragers T1 induktiv an den Wechselrichter 2 an
gekoppelt. Darüber wird in den Lampenlastkreis 3 eine bipolare Impulsfolge
eingekoppelt, deren Frequenz durch die Schaltperioden der beiden Schalter
SW3 bzw. SW4 des Wechselrichters 2 vorgegeben ist. Lediglich beispielhaft
sind zwei Leuchtstofflampen La1, La2 im Lampenlastkreis vorgesehen. Dabei
ist jeweils eine der Wendeln der Leuchtstofflampen La1 und. La2 über je ei
nen Begrenzungskondensator C4 bzw. C5 an einen der Anschlüsse der Se
kundärwicklung T1/4 angeschlossen. Die anderen Wendeln der Leucht
stofflampen sind gemeinsam mit dem zweiten Anschluß dieser Sekundär
wicklung T1/4 unmittelbar verbunden.
In Fig. 1 ist schließlich ferner ein dem Speicherkondensator C2 zugeordne
tes Netzwerk dargestellt. Dieses enthält einen weiteren ohmschen Wider
stand R1, der hinfort als Begrenzungswiderstand bezeichnet ist. Dieser Be
grenzungswiderstand ist, in Serie mit dem Speicherkondensator C2 liegend,
an den auf Referenzpotential Uref liegenden Rückleitungszweig in die
Gleichrichteranordnung 1 angeschlossen. Der Verbindungspunkt des Spei
cherkondensators C2 mit dem Begrenzungswiderstand R1 ist über je eine
Koppeldiode D6 und D7 an den Anschluß der weiteren Schalter SW3 bzw.
SW4 angeschlossen, der mit der entsprechenden Primärwicklung T1/1 bzw.
T1/2 des Schwingübertragers T1 verbunden ist. Eine weitere Diode D8 ist
dem Begrenzungswiderstand R1 parallel geschaltet.
Mit diesem Netzwerk wird der beim Schließen des Netzschalters SW1 im
elektronischen Vorschaltgerät auftretende Einschaltstrom begrenzt. Bei die
sem Einschaltvorgang laufen der Hochsetzsteller der Gleichrichteranord
nung 1 sowie der Wechselrichter 2 erst mit Verzögerung an, da sich erst die
Versorgungsspannungen für die entsprechenden Schalter SW2 bzw. SW3,
SW4 aufbauen müssen. In dieser Einschaltphase wird der Speicherkondensa
tor C2 auf den vorgegebenen Wert der stabilisierten Gleichspannung U+
aufgeladen. Der dabei fließende Einschaltstrom wird durch den mit dem
Speicherkondensator C2 in Serie liegenden Begrenzungswiderstand R1 be
grenzt. Sobald aber der Wechselrichter 2 angelaufen ist, ist alternierend je
weils einer seiner beiden Schalter SW3 bzw. SW4 leitend geschaltet. Somit
liegt der Speicherkondensator C2 über den jeweils leitenden Schalter SW3
bzw. SW4 und die an dessen Schaltstrecke angeschlossene Koppeldiode D6
bzw. D7 auf Referenzpotential Uref. Im stationären Betrieb fließt somit der
Ladestrom für den Speicherkondensator C2 nicht mehr über den Begren
zungswiderstand R1, sondern vorzugsweise über einen diesem parallel lie
genden Zweig. Die dem Begrenzungswiderstand R1 parallel geschaltete wei
tere Diode D8 dient zum gesteuerten Entladen des Speicherkondensators C2
in den Wechselrichter 2. Dies ist dann der Fall, wenn die von der Netzseite
momentan zugeführte Energie allein nicht mehr ausreicht, den Wechselrich
ter 2 zu betreiben, was im Bereich der Nulldurchgänge der Netzwech
selspannung u der Fall ist.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektronischen Vorschalt
gerätes dargestellt. Dieses entspricht in seinem wesentlichen Aufbau dem
bereits vorstehend anhand von Fig. 1 dargestellten Beispiel. Gleichartige
Schaltungselemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In der
weiteren Beschreibung ist daher lediglich auf die Unterschiede zum Ausfüh
rungsbeispiel gemäß Fig. 1 einzugehen.
Zunächst ist in Fig. 2 detaillierter gezeigt, wie die Ansteuereinheit 5 für die
beiden Schalter SW3 bzw. SW4 des Wechselrichters 2 ausgestaltet sein kann.
Um die Versorgungsspannungen für diese beiden Schalter SW3 bzw. SW4
des Wechselrichters 2 zu generieren, besitzt der Schwingübertrager T1 eine
weitere Sekundärwicklung T1/3, die mit einem Anschluß unmittelbar auf
Referenzpotential Uref gelegt ist. Ihr zweiter Anschluß ist über eine weitere
Ladediode D9 mit einem zweiten Speicherkondensator C3 verbunden, der
andererseits auf Referenzpotential Uref gelegt ist. Die Ladung dieses zweiten
Speicherkondensators C3 liefert die Versorgungsspannungen für die beiden
Schalter SW3 bzw. SW4 des Wechselrichters 2, die in diesem Ausführungs
beispiel als Transistorschalter ausgebildet sind. Deren Basisanschlüsse bilden
die Steuereingänge und sind jeweils an einen der Wicklungsanschlüsse einer
weiteren Sekundärwicklung T1/5 des Schwingübertragers T1 einerseits und
über je einen weiteren ohmschen Widerstand R2 bzw. R3 an den Verbin
dungspunkt des zweiten Speicherkondensators C3 mit der ihm zugeordne
ten Ladediode D9 angeschlossen. Dieser Verbindungspunkt ist über einen
dieser beiden Widerstände, im Beispiel R2 und einen weiteren Widerstand
R5 an den die stabilisierte Gleichspannung U+ liefernden Ausgang der
Gleichrichteranordnung 1 angeschlossen. Im stationären Betrieb liefert die
mit den Basisanschlüssen der Schalter SW3 bzw. SW4 des Wechselrichters 2
verbundene Sekundärwicklung T1/5 die Kommutatorspannung zum alter
nativen Aktivieren dieser beiden Schalter.
Ferner sind in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 anstelle der beiden
Koppeldioden D6 und D7 des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 durch ei
nen weiteren Transistorschalter Q1 ersetzt, dessen Schaltstrecke dem Be
grenzungswiderstand R1 parallel liegt. Auch dieser weitere Transistorschal
ter Q1 ist über einen Basiswiderstand R4 an den zweiten Speicherkondensa
tor C3 angeschlossen. Sobald also der zweite Speicherkondensator C3 genü
gend aufgeladen, d. h. der Betriebszustand des Wechselrichters 2 erreicht ist,
wird dieser weitere Transistorschalter Q1 leitend gesteuert und schließt den
Begrenzungswiderstand R1 kurz.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform des elektronischen Vorschaltge
rätes dargestellt, das sich von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 lediglich
im Hinblick auf die Ansteuerung des weiteren, mit seiner Schaltstrecke dem
Begrenzungswiderstand R1 parallel geschalteten Transistorschalters Q1 un
terscheidet. Bei dieser Alternative sind die beiden Emitter der Transistor
schalter SW3, SW4 des Wechselrichters 2 über eine Klemmdiode D10 auf das
Referenzpotential Uref gelegt. Diese Diode liegt ferner parallel zur Emitter-
Basis-Strecke des weiteren Schalttransistors Q1. Auch in diesem Ausfüh
rungsbeispiel sorgt der Begrenzungswiderstand R1 für eine Begrenzung des
Einschaltstromes während des Einschaltvorganges. Sobald aber der Wechsel
richter 2 angelaufen ist, fließt über die wechselseitig leitend geschalteten
Transistorschalter SW3 bzw. SW4 Strom, der über die Klemmdiode D10
fließt. Der dadurch an der Klemmdiode D10 bedingte Spannungsabfall schal
tet den weiteren Transistorschalter Q1 leitend, der seinerseits den Begren
zungswiderstand R1 kurz schließt.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele lehren, daß man bei
einem elektronischen Vorschaltgerät mit einer Gleichrichteranordnung, die
mittels eines aktiven Hochsetzstellers eine stabilisierte Gleichspannung lie
fert, eine einfache und kostengünstige Lösung für die Begrenzung des Ein
schaltstromes realisieren kann. Sicherzustellen ist dabei lediglich, daß eine
ständige Masseverbindung, d. h. leitende Verbindung zum Referenzpotential
im Betrieb gegeben ist. Wie erläutert, läßt sich dies mittels eines Wechselrich
ters in "Push-Pull"-Schaltung erreichen.
Claims (9)
1. Elektronisches Vorschaltgerät
- - mit einer durch Netzwechselspannung (u) gespeisten Gleich teranordnung (1) mit aktivem Hochsetzsteller, in deren Ausgangs stufe ein Speicherkondensator (C2) zwischen zwei, auf hohem Gleichspannungspotential (U+) bzw. auf Referenzpotential (Uref) liegenden Ausgängen angeordnet ist,
- - mit einem an die Ausgänge der Gleichrichteranordnung ange schlossenen Wechselrichter (2) zum Umsetzen der darüber zuge führten Gleichspannung in eine hochfrequente Impulsfolge,
- - mit einem auf der Ausgangsseite des Wechselrichters angeordne ten Lastkreis (3) mit mindestens einer Leuchtstofflampe (La1 bzw. La2) und
- - mit einem Netzwerk zum Begrenzen eines Einschaltstromes,
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Wechselrichter (2), als Gegentaktinverter
ausgebildet, einen symmetrischen Schwingübertrager (T1) mit zwei
gleichartigen Primärwicklungen (T1/1, T1/2) besitzt, deren erste
Wicklungsanschlüsse gemeinsam mit dem auf hohem Potential (U+)
liegenden Ausgang des Hochsetzstellers (1) gekoppelt sind und deren
zweite Wicklungsanschlüsse einerseits über einen Resonanzkondensa
tor (C1) untereinander sowie andererseits über jeweils einen von zwei
alternierend geschlossenen Schaltern (SW3 bzw. SW4) an Referenzpo
tential (Uref) liegen.
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schalter (SW3, SW4) des Wechselrich
ters (2) als bipolare Transistoren (Q2 bzw. Q3) ausgebildet sind, über
deren Schaltstrecken jeweils die zweiten Wicklungsanschlüsse der
beiden Wicklungen (T1/1, T1/2)) des Schwingübertragers (T1) auf Re
ferenzpotential (Uref) gelegt sind und daß der Wechselrichter ferner
ein transformatorisch an den Schwingübertrager angekoppeltes An
steuernetzwerk (T1/3, T1/4, D7, C3, R2, R3, R5) für die beiden Transi
storen aufweist.
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Schwingübertrager (T1) eine dritte
Wicklung (T1/3) aufweist, die mit einem ersten Wicklungsanschluß
auf Referenzpotential (Uref) gelegt ist und deren zweiter Wicklungs
anschluß über eine in Vorwärtsrichtung gepolte Diode (D9) sowie ei
nen über einen Verbindungspunkt damit in Serie liegenden zweiten
Speicherkondensator (C3) auf Referenzpotential gelegt ist, daß dieser
Verbindungspunkt über je einen weiteren Widerstand (R2 bzw. R3)
jeweils an die Basis eines der beiden Transistoren (SW3 bzw. SW4)
sowie über einen dieser weiteren Widerstände (z. B. R2) an das hohe
Gleichspannungspotential (U+) angeschlossen ist und daß eine weite
re Wicklung (T1/4) des Schwingübertragers mit je einem Ihrer Wick
lungsanschlüsse an die Basis eines der beiden Transistoren ange
schlossen ist.
5. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingübertrager
(T1) zum Ankoppeln des Lastkreises (3) an den Wechselrichter (2) ei
ne weitere Wicklung (T1/5) aufweist und die mindestens eine Leucht
stofflampe (La1, La2) mit ihren Wendeln unmittelbar bzw. über einen
Kondensator (C4 bzw. C5) mit beiden Wicklungsanschlüssen dieser
weiteren Wicklung verbunden ist.
6. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Begrenzungswider
stand (R1) eine in Gegenrichtung gepolte Diode (D8) parallel geschal
tet ist.
7. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungspunkt
zwischen dem Speicherkondensator (C2) der Gleichrichteranordnung
(1) und dem Begrenzungswiderstand (R1) über jeweils eine Koppel
diode (D6 bzw. D7) jeweils mit dem Anschluß der weiteren Schalter
(SW3 bzw. SW4) verbunden ist, der an einen der zweiten Wicklungs
anschlüsse der beiden Primärwicklungen (T1/1 bzw. T1/2) des
Schwingübertragers (T1) angeschlossen ist.
8. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Netzwerk zum Be
grenzen des Einschaltstromes ein bipolarer Schalttransistor (Q1) vor
gesehen ist, der mit seiner Schaltstrecke dem Begrenzungswiderstand
(R1) parallel liegend angeordnet ist und mit seiner Basis über einen
weiteren Widerstand (R4) an den Verbindungspunkt des zweiten
Speicherkondensators (C3) mit der diesem zugeordneten Diode (D9)
angeschlossen ist.
9. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die auf niedrigem Potential
liegenden Anschlüsse der beiden bipolaren Transistoren (SW3 bzw.
SW4) des Wechselrichters (2), parallel geschaltet, über eine weitere in
Gegenrichtung gepolte Diode (D9) auf Referenzpotential (Uref) gelegt
sind und daß in dem Netzwerk zum Begrenzen des Einschaltstromes
ein bipolarer Schalttransistor (Q1) vorgesehen ist, der mit seiner
Schaltstrecke dem Begrenzungswiderstand (R1) parallel liegend an
geordnet ist und mit seiner Emitter-Basis-Strecke der weiteren Diode
(D9) parallel liegend angeordnet ist.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19830368A DE19830368A1 (de) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
| EP99111406A EP0973359B1 (de) | 1998-07-07 | 1999-06-11 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
| DE59910327T DE59910327D1 (de) | 1998-07-07 | 1999-06-11 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
| US09/346,913 US6078144A (en) | 1998-07-07 | 1999-07-02 | Electronic ballast with inrush current limiting |
| CA002276913A CA2276913C (en) | 1998-07-07 | 1999-07-06 | Electronic ballast with inrush current limiting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19830368A DE19830368A1 (de) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19830368A1 true DE19830368A1 (de) | 2000-02-03 |
Family
ID=7873250
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19830368A Withdrawn DE19830368A1 (de) | 1998-07-07 | 1998-07-07 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
| DE59910327T Expired - Fee Related DE59910327D1 (de) | 1998-07-07 | 1999-06-11 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE59910327T Expired - Fee Related DE59910327D1 (de) | 1998-07-07 | 1999-06-11 | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6078144A (de) |
| EP (1) | EP0973359B1 (de) |
| CA (1) | CA2276913C (de) |
| DE (2) | DE19830368A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013092287A1 (de) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Elektronisches vorschaltgerät für eine gasentladungslampe |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6366029B1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-04-02 | Keith Billings | Lamp ballast for reducing interference current |
| US6417629B1 (en) * | 2000-12-06 | 2002-07-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Push-pull based voltage-clamping electronic ballast |
| DE10160790A1 (de) * | 2001-01-12 | 2002-08-08 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Schaltungsanordnung zum Einschalten einer Teilschaltungsanordnung |
| DE10108138A1 (de) * | 2001-02-20 | 2002-08-29 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Schutzschaltung für eine Leuchstofflampe |
| AUPR610801A0 (en) * | 2001-07-04 | 2001-07-26 | Briter Electronics | Controlling apparatus |
| DE10325872A1 (de) * | 2003-06-06 | 2004-12-23 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Ansteuerschaltung für den Betrieb mindestens einer Lampe in einem dazugehörigen Lastkreis |
| US7109668B2 (en) * | 2003-10-30 | 2006-09-19 | I.E.P.C. Corp. | Electronic lighting ballast |
| US20070194721A1 (en) * | 2004-08-20 | 2007-08-23 | Vatche Vorperian | Electronic lighting ballast with multiple outputs to drive electric discharge lamps of different wattage |
| EP2138016A1 (de) * | 2007-04-25 | 2009-12-30 | Osram Gesellschaft mit Beschränkter Haftung | Beleuchtungsgerät mit einschaltstrombegrenzungsschaltung |
| US8294295B2 (en) * | 2010-05-24 | 2012-10-23 | Xiamen Lanxi Technology Co., Ltd. | Power supply method with parallel-connected batteries |
| WO2012098632A1 (ja) * | 2011-01-17 | 2012-07-26 | 三菱電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
| TWI887892B (zh) * | 2023-12-07 | 2025-06-21 | 財團法人工業技術研究院 | 用於抑制交換式電容電路的突波電流的突波抑制裝置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343122A (en) * | 1989-07-27 | 1994-08-30 | Ken Hayashibara | Luminaire using incandescent lamp as luminous source |
| DE3934577A1 (de) * | 1989-10-17 | 1991-04-18 | Philips Patentverwaltung | Stromversorgungseinrichtung mit einschaltstrombegrenzungsschaltung |
| EP0715779B1 (de) * | 1994-06-28 | 1998-09-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Schaltungsganordnung |
| WO1997012308A1 (en) * | 1995-09-29 | 1997-04-03 | Motorola Inc. | In-rush current reduction circuit for boost converters and electronic ballasts |
| WO1997030569A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Energy Savings, Inc. | In-rush surge limiting electronic ballast |
-
1998
- 1998-07-07 DE DE19830368A patent/DE19830368A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-06-11 EP EP99111406A patent/EP0973359B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-11 DE DE59910327T patent/DE59910327D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-02 US US09/346,913 patent/US6078144A/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-06 CA CA002276913A patent/CA2276913C/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013092287A1 (de) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Elektronisches vorschaltgerät für eine gasentladungslampe |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2276913A1 (en) | 2000-01-07 |
| US6078144A (en) | 2000-06-20 |
| DE59910327D1 (de) | 2004-09-30 |
| EP0973359A2 (de) | 2000-01-19 |
| EP0973359B1 (de) | 2004-08-25 |
| EP0973359A3 (de) | 2002-11-13 |
| CA2276913C (en) | 2008-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69117008T2 (de) | Wechselrichteranordnung | |
| EP2027647B1 (de) | Vorrichtung zur einspeisung elektrischer energie in ein energieversorgungsnetz und gleichspannungswandler für eine solche vorrichtung | |
| DE69826172T2 (de) | Stromversorgungsgerät | |
| DE69517984T2 (de) | Schaltungsanordnung | |
| EP2219286A1 (de) | Schaltungsanordnung zum Umwandeln einer Eingangswechselspannung in eine Gleichspannung, Nachrüstlampe mit solch einer Schaltungsanordnung, sowie Beleuchtungssystem | |
| DE2948287C2 (de) | ||
| EP2026456A1 (de) | Wechselrichter | |
| EP0973359B1 (de) | Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung | |
| DE69616479T2 (de) | Schaltungsanordnung | |
| DE102004047399A1 (de) | Vereinfachte Topologie für HID-Lampen | |
| EP0439240B1 (de) | Elektronisches Vorschaltgerät | |
| EP1114506B1 (de) | Schaltnetzteil | |
| DE60200710T2 (de) | Schaltnetzteil | |
| EP1092260B1 (de) | Schaltung zur korrektur des leistungsfaktors | |
| DE19517950A1 (de) | Stromversorgungseinrichtung | |
| EP0808085B1 (de) | Hochfrequenzbetriebsschaltung für eine Niederdruckentladungslampe mit verbesserter elektromagnetischer Verträglichkeit | |
| EP0057910B1 (de) | Schaltung zur geregelten Speisung eines Verbrauchers | |
| EP0371555B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Speisen einer Last | |
| DE3813672A1 (de) | Wechselrichter fuer eine induktive last | |
| WO2009010098A1 (de) | Schaltungsanordnung mit einem spannungswandler und zugehöriges verfahren | |
| EP1056188B1 (de) | Schaltung zur Korrektur des Leistungsfaktors | |
| EP1485982B1 (de) | Schaltung zur elektrischen leistungsfaktorkorrektur | |
| DE69114982T2 (de) | Stromversorgungskreis. | |
| EP0669075A1 (de) | Schaltungsanordnung zum betrieb von niederdruckentladungslampen. | |
| DE69714163T2 (de) | Schaltungsanordnung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |