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DE19830368A1 - Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung - Google Patents

Elektronisches Vorschaltgerät mit Einschaltstrombegrenzung

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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
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DE
Germany
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inverter
reference potential
electronic ballast
storage capacitor
winding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19830368A
Other languages
English (en)
Inventor
Rene Twardzik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Publication date
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority to DE19830368A priority Critical patent/DE19830368A1/de
Priority to EP99111406A priority patent/EP0973359B1/de
Priority to DE59910327T priority patent/DE59910327D1/de
Priority to US09/346,913 priority patent/US6078144A/en
Priority to CA002276913A priority patent/CA2276913C/en
Publication of DE19830368A1 publication Critical patent/DE19830368A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
    • H05B41/28Circuit 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
    • H05B41/282Circuit 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
    • H05B41/285Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2851Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2856Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions
    • YGENERAL 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
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    • Y10S315/07Starting and control circuits for gas discharge lamp using transistors

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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.
I. Stand der Technik
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.
II. Darstellung der Erfindung
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.
III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter ein zwischen Gleichspannungspotential (U+) bzw. Referenzpotential (Uref) angeordnetes Umformernetzwerk (T1/1, T1/2, C1, SW3, SW4) mit zwei Brückenzweigen aufweist, die im sta­ tionären Betriebszustand alternativ auf das Referenzpotential durch­ geschaltet sind und daß das Schaltnetzwerk zum Begrenzen des Ein­ schaltstromes durch einen Begrenzungswiderstand (R1) gebildet ist, der in Serie mit dem Speicherkondensator (C2) liegend, mit seinem weiteren Anschluß auf Referenzpotential gelegt ist, wobei der Ver­ bindungspunkt des Speicherkondensators mit dem Begrenzungswi­ derstand mit den beiden Brückenzweigen des Umformernetzwerkes gekoppelt ist.
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.
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