DE19916080C2

DE19916080C2 - Ballast with error detection

Info

Publication number: DE19916080C2
Application number: DE1999116080
Authority: DE
Inventors: Peter Haaf
Original assignee: Vossloh Schwabe Elektronik GmbH
Current assignee: Vossloh Schwabe Deutschland GmbH
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2019-04-10
Also published as: DE19916080A1; EP1043918A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, ge mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a ballast for Gas discharge lamps, in particular fluorescent lamps, ge according to the preamble of claim 1.

Gasentladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen altern während des Betriebs, wobei sich unterschiedliche Fehlerzustände ergeben können. Insbesondere bei Vor schaltgeräten, die zum gleichzeitigen Betrieb mehrerer Leuchtstofflampen eingerichtet sind, können sich somit an den einzelnen Leuchtstofflampen unterschiedliche Verhältnisse ergeben. Dies kann durch unterschiedlichen Ver schleiß der eingesetzten Leuchtstofflampen auftreten. Außerdem kann es vorkommen, dass von mehreren von einem Vorschaltgerät betriebenen Leuchtstofflampen im Fehler falle lediglich eine ausgefallene Leuchtstofflampe ausge wechselt wird, während die anderen, schon gealterten Leuchtstofflampen angeschlossen bleiben. Eine derartige unterschiedliche Bestückung soll möglichst nicht zu un zulässigen Betriebszuständen, wie beispielsweise der Überlastung einzelner Leuchtstofflampen oder des Vor schaltgeräts führen.Gas discharge lamps, in particular fluorescent lamps age during operation, with different Errors can result. Especially with Vor switching devices designed to operate several Fluorescent lamps are set up, can turn on different conditions for the individual fluorescent lamps surrender. This can be done by different ver wear of the fluorescent lamps used. It can also happen that several of one Ballast operated fluorescent lamps in error only a failed fluorescent lamp failed is changed while the other, already aged Fluorescent lamps remain connected. Such different equipment should not be too un permissible operating conditions, such as the Overloading of individual fluorescent lamps or the front switchgear.

An älteren Leuchtstofflampen kann ein so genannter Gleichrichtereffekt auftreten, der zu einer Überlastung des Vorschaltgeräts führen kann. Die Leuchtstofflampe wirkt dann ähnlich wie ein Gleichrichter und lässt den Lampenstrom in einer Richtung bevorzugt durch, während er in Gegenrichtung weniger gut durchgelassen wird.On older fluorescent lamps, a so-called Rectifier effect occur, leading to overload of the ballast can lead. The fluorescent lamp then acts like a rectifier and leaves the Lamp current preferred in one direction while he is less well let through in the opposite direction.

Überdies wird gelegentlich gewünscht, Leuchtstoff lampen mit reduzierter Leistung betreiben, d. h. die Lam pen dimmen zu können. Bei Vorschaltgeräten, die mehrere Leuchtstofflampen mit Leistung versorgen, sollte sichergestellt bleiben, dass das Verlöschen einzelner Leuchtstofflampen vermieden oder ausgeschlossen und die Helligkeit der einzelnen Leuchtstofflampen im Wesentli chen gleich ist. Dies soll auch dann erreicht werden, wenn einzelne oder alle Leuchtstofflampen mehr oder weni ger gealtert sind.Moreover, fluorescent is sometimes desired operate lamps with reduced power, d. H. the Lam to be able to dim. For ballasts that have several Power fluorescent lamps should ensure that the extinction of individuals Fluorescent lamps avoided or excluded and the Brightness of the individual fluorescent lamps essentially Chen is the same. This should also be achieved if single or all fluorescent lamps more or less are aged.

Aus der DE 196 34 850 A1 ist ein elektronisches Vor schaltgerät für Gasentladungslampen, gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1, bekannt, bei dem ein Wechselrich ter zur Speisung mehrerer Gasentladungslampen vorgesehen ist. An den Wechselrichterausgang ist über einen Koppelkondensator eine Resonanzinduktivität angeschlossen, die zu einem Symmetriertrafo führt. Dieser weist vom Lampen strom gegensinnig durchflossene Wicklungen auf. Ein wei terer Überträger weist eine vom Gesamtstrom durchflossene Primärwicklung sowie Kompensationswicklungen für die Heizströme sowie eine Rückspeisewicklung auf.From DE 196 34 850 A1 is an electronic Vor switching device for gas discharge lamps, according to the Oberbe handle of claim 1, known in which an inverter ter provided for the supply of several gas discharge lamps is. To the inverter output is via a coupling capacitor connected a resonance inductor that leads to a balancing transformer. This points from the lamps current flows through oppositely flowing windings. A white The other transmitter has one through which the total current flows Primary winding and compensation windings for the Heating currents and a regenerative winding on.

Die DE 34 32 266 A1 offenbart ein elektronisches Vor schaltgerät für Gasentladungslampen mit einem Wechsel richter und mehreren Lampenzweigen. An den Wechselrich terausgang sind unabhängig voneinander Lampenzweige mit Resonanzinduktivität und Resonanzkondensator angeschlos sen. Die Resonanzinduktivitäten können eine Überwachungs wicklung aufweisen, die an eine Überwachungsschaltung angeschlossen ist. Eine gegenseitige Symmetrierung der Zweige findet auf diese Weise nicht statt.DE 34 32 266 A1 discloses an electronic pre Switching device for gas discharge lamps with a change judge and several lamp branches. To the inverter The lamp outputs are independent of each other Resonance inductance and resonance capacitor connected sen. The resonance inductors can be a monitoring Have winding that to a monitoring circuit connected. A mutual symmetrization of the Branches do not take place in this way.

Außerdem ist aus der EP 0766500 A1 ein elektroni sches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen mit einem Wechselrichter für zwei Lampenzweige bekannt. Die Lampen zweige sind untereinander über zwei gegensinnig geschal tete Wicklung eines Symmetriertrafos verbunden. Dieser weist zwei Wicklungen auf, von denen eine an eine Span nungsbegrenzungseinrichtung angeschlossen ist.In addition, from EP 0766500 A1 is an electronic cal ballast for gas discharge lamps with a Inverter known for two lamp branches. The lamps branches are mutually scarfed over two in opposite directions tete winding of a balancing transformer connected. This has two windings, one of which is connected to a chip limitation device is connected.

Aus der DE 44 36 463 A1 ist außerdem ein Vorschaltge rät bekannt, das zum Betrieb einer Gasentladungslampe dient. Es weist einen Wechselrichter auf, der über ein Spulenbauelement an eine Gasentladungslampe angeschlossen ist. Die Gasentladungslampe weist Heizwendeln auf, die mit einem Zündkondensator in Reihe geschaltet ist. Ein Serienresonanzkondensator zweigt von dem Verbindungspunkt zwischen dem Spulenbauelement und der Gasentladungslampe ab. From DE 44 36 463 A1 is also a Vorschaltge advises known that to operate a gas discharge lamp serves. It has an inverter that has a Coil component connected to a gas discharge lamp is. The gas discharge lamp has heating coils that is connected in series with an ignition capacitor. On Series resonance capacitor branches from the connection point between the coil component and the gas discharge lamp from.

Bei dieser Schaltung sind die Heizwendeln der Ga sentladungslampe nicht Teil des Serienrensonanzkreises.In this circuit, the heating coils are Ga discharge lamp not part of the series resonance circuit.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen zu schaffen, mit dem ein sicherer Betrieb der Leuchtstofflampen bei Mehrlam penbetrieb möglich ist.Based on this, it is an object of the invention to To create ballast for fluorescent lamps with the safe operation of the fluorescent lamps at Mehrlam operation is possible.

Diese Aufgabe wird mit dem Vorschaltgerät nach An spruch 1 gelöst.This task is accomplished with the ballast according to An spell 1 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät für Mehr lampenbetrieb ist zwischen den einzelnen Lampenzweigen ein Symmetriertransformator vorgesehen. Dieser weist für jeden Lampenzweig mindestens eine Wicklung auf, die von dem Lampenstrom durchflossen wird. Die Wicklungen der einzelnen Lampenzweige koppeln untereinander derart, dass Unsymmetrien, d. h. einer ungleichmäßigen Stromaufteilung auf einzelne Lampenzweige entgegengewirkt wird. Der Sym metriertransformator weist eine Messwicklung auf, so dass dieser einen Koppeltransformator bildet. Die Messwicklung erfasst die Differenz der in den Lampenzweigen vorhande nen Ströme. Sind diese gleichmäßig aufgeteilt, gibt die Messwicklung kein Signal ab. Auf diese Weise kann eine Stromverschiebung zwischen einzelnen Lampenzweigen er fasst werden. Entwickelt eine Leuchtstofflampe, bei spielsweise infolge von Alterung, einen Gleichrichter effekt, ändert sich deren Lampenstrom und die sich er gebende unterschiedliche Stromaufteilung zwischen den Lampenzweigen führt zu einem Signal an der Messwicklung. Letztendlich können somit Impedanzverschiebungen zwischen Lampen erfasst werden. Dies führt zu einem sichereren Betrieb der Leuchtstofflampen. Insbesondere kann die Überlastung einzelner Leuchtstofflampen vermieden werden. In the ballast for more lamp operation is between the individual lamp branches a balancing transformer is provided. This points for each lamp branch on at least one winding, which by flows through the lamp current. The windings of the individual lamp branches couple with each other in such a way that Asymmetries, i. H. an uneven current distribution is counteracted on individual lamp branches. The sym Metriertransformator has a measuring winding, so that this forms a coupling transformer. The measuring winding captures the difference in the lamp branches streams. If these are divided evenly, the result is Measuring winding no signal. In this way, a Current shift between individual lamp branches be caught. Developed a fluorescent lamp, at for example due to aging, a rectifier effect, their lamp current changes and it changes giving different current distribution between the Lamp branches lead to a signal on the measuring winding. Ultimately, impedance shifts between Lamps are detected. This leads to a safer one Operation of fluorescent lamps. In particular, the Overloading of individual fluorescent lamps can be avoided.

Die wenigstens zwei Lampenzweige sind vorzugsweise parallel zueinander geschaltet. Parallel zu jeder Leuchtstofflampe kann zwischen ihren Hauptanschlüssen ein Stabilisierungskondensator angeordnet sein, der den Be trieb der Leuchtstofflampe stabilisiert. Dies gilt ins besondere für den Betrieb der Leuchtstofflampen mit ver minderter Leistung. Der Stabilisierungskondensator ver hindert weitgehend, dass der von der Versorgungsschaltung gelieferte Strom auf eine der Leuchtstofflampen kommu tiert und die andere verlöschen lässt. Es ist somit ein sicherer Betrieb der Leuchtstofflampen auch mit geringer Leistung, d. h. mit geringer Helligkeit möglich.The at least two lamp branches are preferred connected in parallel. Parallel to everyone Fluorescent lamp can be between their main connections Stabilizing capacitor can be arranged, the Be drove the fluorescent lamp stabilized. This applies ins special for the operation of fluorescent lamps with ver reduced performance. The stabilizing capacitor ver largely prevents that from the supply circuit delivered electricity to one of the fluorescent lamps animals and let the other go out. It is therefore a safe operation of the fluorescent lamps even with low Performance, d. H. possible with low brightness.

Der Symmetriertrafo kann vorzugsweise für jeden Lam penzweig eine Kompensationswicklung für den Heizstrom enthalten, die jeweils gegensinnig zu der ihr zugeordne ten Hauptwicklung angeordnet ist. Der durch den Zündkon densator an der Leuchtstofflampe vorbeifließende Strom erzeugt somit einen Fluss, der dem von dem Lampenstrom erzeugten Fluss gegensinnig ist. Der verbleibende Fluss entspricht dem durch die Lampe fließenden Strom, so dass die sich dann zwischen den Wicklungen verschiedener Lam penzweige ergebende Flussdifferenz auf die Differenz der durch die Lampen fließenden Ströme bezieht. Die Schaltung kann dadurch sehr empfindlich auf fehlende Balance rea gieren. Außerdem führt ein, wo auch immer vorhandener Wendelbruch oder eine schlechte Kontaktierung an den Anschluss-Stiften einer Leuchtstofflampe sofort zu einer Veränderung des von dem betreffenden Lampenzweig in dem Symmetriertransformator hervorgerufenen Fluss, was als Strömungsgleichgewicht erfasst und zum Abschalten des Vorschaltgeräts herangezogen werden kann. Dies erhöht wiederum die Sicherheit des Vorschaltgeräts bzw. des Be triebs der Leuchtstofflampen. The balancing transformer can preferably be used for each lam penzweig a compensation winding for the heating current included, each in the opposite direction to the one assigned to it th main winding is arranged. The by the Zündkon current flowing past the fluorescent lamp thus creates a flow equal to that of the lamp current generated flow is opposite. The remaining river corresponds to the current flowing through the lamp, so that which is then between the windings of different lam resulting flow difference on the difference of the currents flowing through the lamps. The circuit can be very sensitive to a lack of balance yaw. It also introduces wherever available Spiral break or poor contact to the Connect pins of a fluorescent lamp to one immediately Change of the lamp branch concerned in the Symmetrical transformer caused what as Flow balance recorded and to switch off the Ballast can be used. This increases again the safety of the ballast or the Be drives the fluorescent lamps.

Zusätzlich kann parallel zu dem Symmetriertrafo ein kapazitiver Koppelzweig vorhanden sein, der jeweils von einem Lampenzweig zu der Überwachungsschaltung führt. Das hier ausgewertete Mess-Signal kann somit ein Mischsignal sein, das sowohl dann eine Schwelle übersteigt, wenn eine maximal zulässige Stromunsymmetrie überschritten wird als auch dann, wenn die an einem der Lampenzweige vorhandene Spannung zu groß wird. Die kapazitiven Koppelzweige sind vorzugsweise zwischen ein heißes Ende der Lampen und ei nen im Wesentlichen auf Masse liegenden Eingang der Überwachungsschaltung geschaltet. Durch den sich hier ergebenden großen Spannungsabfall über dem kapazitiven Koppelzweig genügen geringe Kapazitätswerte und Mess- Ströme zur Erzeugung ausreichender Signalpegel. Die kapa zitiven Koppelzweige können bedarfsweise durch die kapa zitive Kopplung der Wicklungen des Symmetriertrafos rea lisiert werden.In addition, a parallel to the balancing transformer capacitive coupling branch be present, each of a lamp branch leads to the monitoring circuit. The The measured signal evaluated here can therefore be a mixed signal be that exceeds a threshold both if one permissible current asymmetry is exceeded as even if the existing one on one of the lamp branches Tension becomes too great. The capacitive coupling branches are preferably between a hot end of the lamps and egg NEN input of the Monitoring circuit switched. By the here resulting large voltage drop across the capacitive Coupling branch are sufficient small capacitance values and measuring Currents to generate sufficient signal levels. The kapa citative coupling branches can, if necessary, be created by kapa zitive coupling of the windings of the balancing transformer rea be lized.

Eine besonders zweckmäßige Kombination im Hinblick auf den sicheren und ordnungsgemäßen Betrieb der Leucht stofflampen auch im Dimmbetrieb ist gegeben, wenn für die Leuchtstofflampen sowohl ein Symmetriertrafo als auch für jeden Lampenzweig jeweils ein Stabilisierungskondensator vorgesehen wird. Die Stabilisierungskondensatoren können dann für den Symmetriertrafo eine Vorlast bilden. Der Symmetriertrafo erzeugt nicht nur ein Mess-Signal, wenn die Stromverteilung unsymmetrisch wird, sondern bewirkt darüber hinaus einen Stromausgleich, d. h. eine Kopplung zwischen den Lampenzweigen, so dass er in Grenzen eine gleichmäßige Stromaufteilung erzwingen kann.A particularly useful combination in terms of on the safe and proper operation of the lights fabric lamps are also available in dimming mode, if for the Fluorescent lamps both a balancing transformer and for a stabilizing capacitor for each lamp branch is provided. The stabilizing capacitors can then form a preload for the balancing transformer. The Balancing transformer not only generates a measurement signal, though the current distribution becomes asymmetrical, but causes moreover a current equalization, d. H. a coupling between the lamp branches so that it is within limits uniform force distribution can force.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Appropriate embodiments of the invention result itself from the subclaims.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, embodiments of the Invention illustrated. Show it:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Vorschaltgerät für Zweilampenbetrieb, mit Symmetriertrafo und Überwachungs schaltung sowie mit einer Stromüberwachungsschaltung für den Gesamtstrom als Blockschaltbild und Fig. 1 shows a ballast according to the invention for two-lamp operation, with balancing transformer and monitoring circuit and with a current monitoring circuit for the total current as a block diagram and

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform einer Überwachungsschaltung für den Gesamtstrom als Schaltbild. Fig. 2 shows a modified embodiment of a monitoring circuit for the total current as a circuit diagram.

In Fig. 1 ist ein Vorschaltgerät 1 für Leuchtstoff lampen 2, 3 veranschaulicht, die in zueinander parallelen Lampenzweigen 4, 5 angeordnet sind. Die Leuchtstofflampen 2, 3 weisen jeweils zwei beheizbare Elektroden 6, 7 auf, deren Anschlüsse 8, 9, 11, 12 nach außen geführt sind. Dabei bilden die Anschlüsse 8, 11 Hauptanschlüsse, bei denen der im Lampenzweig 4, 5 fließende Strom zugeführt wird. Dieser Strom enthält einen direkt durch die Leucht stofflampe 2, 3 fließenden Anteil sowie einen Heizstrom anteil, der durch einen Heizkreis 14, 15 fließt, in dem die Elektroden 6, 7 angeordnet sind. In dem Heizkreis 14, 15 ist außerdem jeweils ein "hinter der Lampe" angeord neter Zündkondensator 16, 17 angeordnet.In Fig. 1, a ballast 1 for fluorescent lamps 2 , 3 is illustrated, which are arranged in mutually parallel lamp branches 4 , 5 . The fluorescent lamps 2 , 3 each have two heatable electrodes 6 , 7 , the connections 8 , 9 , 11 , 12 of which are led to the outside. The connections 8 , 11 form main connections at which the current flowing in the lamp branch 4 , 5 is supplied. This current contains a portion flowing directly through the fluorescent lamp 2 , 3 and a heating current portion which flows through a heating circuit 14 , 15 in which the electrodes 6 , 7 are arranged. In the heating circuit 14 , 15 is also a "behind the lamp" angeord designated ignition capacitor 16 , 17 is arranged.

Die Lampenzweige 4, 5 sind jeweils über Koppelkon densatoren 18, 19 an ein gemeinsames induktives Bauele ment L, beispielsweise eine Vorschaltdrossel 21 an geschlossen. Über diese werden die Lampenzweige 4, 5 von einer Wechselspannungsquelle, beispielsweise einer Wechselrichterhalbbrücke 22, mit Spannung versorgt. Die Wechselrichterhalbbrücke 22 ist von einer Steuerschaltung 23 gesteuert, die die Schaltfrequenz der Wechselrichter halbbrücke 22 vorgibt. Mit der Arbeitsfrequenz kann der Betrieb des Vorschaltgeräts 1 (Zündbetrieb, Normal betrieb) gesteuert werden. Zum Dimmen der Lampen (Lei stungsreduzierung) wird die Schaltfrequenz erhöht.The lamp branches 4 , 5 are each via Koppelkon capacitors 18 , 19 to a common inductive component L element, for example a ballast 21 to closed. Via this, the lamp branches 4 , 5 are supplied with voltage by an AC voltage source, for example an inverter half bridge 22 . The inverter half bridge 22 is controlled by a control circuit 23, the half-bridge, the switching frequency of the inverter 22 specifies. The operation of the ballast 1 (ignition operation, normal operation) can be controlled with the operating frequency. The switching frequency is increased to dim the lamps (power reduction).

Die Wechselrichterhalbbrücke 22 erhält von einer Wandlerschaltung 24 eine Betriebsgleichspannung im Be reich von 400 V, die über einen Glättungskondensator 25 geführt ist. Die Wandlerschaltung 24, die vorzugsweise als Aufwärtswandler ausgebildet ist, erhält ihre Be triebsspannung über ein Netzfilter 26.The inverter half bridge 22 receives from a converter circuit 24 an operating DC voltage in the loading area of 400 V, which is passed through a smoothing capacitor 25 . The converter circuit 24 , which is preferably designed as a step-up converter, receives its operating voltage via a line filter 26 .

Zur Symmetrierung der Ströme in den Lampenzweigen 4, 5 ist ein Symmetriertransformator 27 vorgesehen, der für jeden Lampenzweig 4, 5 jeweils eine Hauptwicklung 28, 29 aufweist. Beide Hauptwicklungen 28, 29 koppeln mitein ander magnetisch. Sie sind von ihrer Polung her so ge schaltet, dass eine Stromzunahme in der Hauptwicklung 28 eine Vergrößerung der Spannung über der Leuchtstofflampe 3 und somit eine Vergrößerung des Stroms in dem Lampen zweig 5 bewirkt. Somit wirkt der Symmetriertransformator 27 ausbalancierend.In order to balance the currents in the lamp branches 4 , 5 , a balancing transformer 27 is provided, which has a main winding 28 , 29 for each lamp branch 4 , 5 . Both main windings 28 , 29 couple with each other magnetically. They are switched by their polarity so that a current increase in the main winding 28 causes an increase in the voltage across the fluorescent lamp 3 and thus an increase in the current in the lamp branch 5 . The balancing transformer 27 thus has a balancing effect.

Der Symmetriertransformator 27 weist außerdem für jeden Lampenzweig 4, 5 eine Heizkreiswicklung 31, 32 auf, die zu der jeweils zugeordneten Hauptwicklung 28, 29 ge gensinnig geschaltet ist und die zu dem jeweiligen Zünd kondensator 16, 17 in Reihe in dem jeweiligen Heizkreis 14, 15 angeordnet ist. Der durch die Heizkreiswicklung 31 an der Leuchtstofflampe 2 vorbeifließende Strom vermin dert in dem Symmetriertransformator 27 die von der Haupt wicklung 28 hervorgerufene Spannung. Die resultierende Durchflutung und der resultierende Fluss in dem Symme triertrafo 27 entspricht deshalb zunächst dem durch die Leuchtstofflampe 2 fließenden Strom. Das Gleiche gilt, jedoch mit umgekehrtem Vorzeichen, für die Leuchtstoff lampe 3. Der in dem Symmetriertransformator 27 vorhandene Gesamtfluss ist somit die Differenz der beiden durch die Leuchtstofflampen 2, 3 fließenden Ströme, multipliziert mit einem konstanten Faktor. Sind die beiden Ströme gleich groß, ist der resultierende Fluss gleich null.The balancing transformer 27 also has for each lamp branch 4 , 5 a heating circuit winding 31 , 32 which is connected in the opposite direction to the respectively associated main winding 28 , 29 and which is connected to the respective ignition capacitor 16 , 17 in series in the respective heating circuit 14 , 15 is arranged. The current flowing through the heating circuit winding 31 past the fluorescent lamp 2 minimizes the voltage generated by the main winding 28 in the balancing transformer 27 . The resulting flooding and the resulting flow in the symmetry transformer 27 therefore initially corresponds to the current flowing through the fluorescent lamp 2 . The same applies, but with the opposite sign, for the fluorescent lamp 3 . The total flow present in the balancing transformer 27 is thus the difference between the two currents flowing through the fluorescent lamps 2 , 3 , multiplied by a constant factor. If the two flows are equal, the resulting flow is zero.

Der Symmetriertransformator 27 ist außerdem mit ei ner Messwicklung 33 versehen, die eine Spannung abgibt, wenn in dem Symmetriertransformator 27 ein (sich zeitlich ändernder) magnetischer Fluss vorhanden ist. Dies ist bei einer unsymmetrischen Stromaufteilung der Fall. Die Mess wicklung 33 ist über Widerstände 34, 35 gegen Masse abgeschlossen und an eine Symmetrieüberwachungsschaltung 33a angeschlossen. Diese enthält eine Brückengleichrichter schaltung 36. Die Brückengleichrichterschaltung 36 ist beispielsweise eine Graetzbrücke, an deren Ausgang ein Tiefpass 37, bestehend aus einem Widerstand 38 und einem gegen Masse geschalteten Kodensator 39 angeschlossen ist. Die von der Messwicklung 33 gelieferte gleichgerichtete und geglättete Spannung wird der Steuerschaltung 23 zu geführt. Diese schaltet die Wechselrichterhalbbrücke 22 ab, wenn die Spannung an ihrem Eingang 41, an den der Tiefpass 37 angeschlossen ist, einen Schwellwert über steigt.The balancing transformer 27 is also provided with a measuring winding 33 which emits a voltage when a (time-changing) magnetic flux is present in the balancing transformer 27 . This is the case with an asymmetrical current distribution. The measurement winding 33 is terminated to ground via resistors 34 , 35 and connected to a symmetry monitoring circuit 33 a. This contains a bridge rectifier circuit 36 . The bridge rectifier circuit 36 is, for example, a Graetz bridge, to the output of which a low-pass filter 37 , consisting of a resistor 38 and a capacitor 39 connected to ground, is connected. The rectified and smoothed voltage supplied by the measuring winding 33 is fed to the control circuit 23 . This switches off the inverter half bridge 22 when the voltage at its input 41 , to which the low-pass filter 37 is connected, rises above a threshold value.

Zusätzlich kann eine Summenstromüberwachungsschal tung 42 vorgesehen sein, die über eine Leitung 43 ein Signal erhält, das der Summe der in den Lampenzweigen 4, 5 fließenden Ströme entspricht. Beispielsweise kann die ses Signal durch einen entsprechenden Messwiderstand 44 erzeugt werden. Das Signal ist zunächst ein Wechselsig nal, das mit einer Gleichrichterschaltung 45 entsprechend gleichgerichtet werden und als Istwertsignal einem Regler 46 zugeführt werden kann. Dieser wirkt auf die Steuer schaltung 23 in einer Weise ein, dass beispielsweise durch gezielte Frequenzverstellung der gewünschte, durch die Lampenzweige 4 und 5 insgesamt fließende Strom erhal ten bzw. eingestellt wird.In addition, a sum current monitoring circuit 42 can be provided which receives a signal via line 43 which corresponds to the sum of the currents flowing in the lamp branches 4 , 5 . For example, this signal can be generated by a corresponding measuring resistor 44 . The signal is initially a Wechselsig signal that can be rectified accordingly with a rectifier circuit 45 and can be supplied to a controller 46 as an actual value signal. This acts on the control circuit 23 in such a way that the desired current flowing through the lamp branches 4 and 5 as a whole is obtained or set, for example by targeted frequency adjustment.

Zusätzlich zu der Summenstromüberwachungsschaltung 42 und der Symmetrieüberwachungsschaltung 33a kann eine Überspannungsüberwachung 47 vorgesehen werden. Zu dieser gehören zwei kapazitive Koppelzweige 51, 52, die von dem jeweiligen heißen Ende der Leuchtstofflampe 2, 3 abzwei gen und zu der Symmetrieüberwachungsschaltung 33a führen. Die kapazitiven Koppelzweige 51, 52 können durch diskrete Bauelemente mit Koppelkondensatoren aufgebaut werden. Im vorliegenden Beispiel sind sie durch Koppelkapazitäten 53, 54 gebildet, die zwischen der Hauptwicklung 28, 29 und der Messwicklung 33 des Symmetriertransformators 27 vorhanden sind. Übersteigt die Spannungsdifferenz zwi schen der Hauptwicklung 28, 29 und der Messwicklung 33 ein zulässiges Maß, nimmt die kapazitiv in die Messwick lung 33 eingekoppelte Spannung zu, so dass letztendlich an dem Eingang 41 eine Spannung erscheint, die die Schwellspannung überschreitet und somit zum Abschalten der Wechselrichterhalbbrücke 22 führt.In addition to the total current monitoring circuit 42 and the symmetry monitoring circuit 33 a, an overvoltage monitoring 47 can be provided. These include two capacitive coupling branches 51 , 52 which branch off from the respective hot end of the fluorescent lamp 2 , 3 and lead to the symmetry monitoring circuit 33 a. The capacitive coupling branches 51 , 52 can be constructed using discrete components with coupling capacitors. In the present example, they are formed by coupling capacitors 53 , 54 , which are present between the main winding 28 , 29 and the measuring winding 33 of the balancing transformer 27 . If the voltage difference between the main winding 28 , 29 and the measuring winding 33 exceeds a permissible level, the capacitively coupled into the measuring winding 33 increases the voltage, so that ultimately a voltage appears at the input 41 which exceeds the threshold voltage and thus to switch off the Inverter half bridge 22 leads.

Zur Stabilisierung des Betriebs können "vor der Lam pe", d. h. jeweils zwischen den Elektroden 8, 11 jeder Leuchtstofflampe 2, 3 Stabilisierungskondensatoren 55, 56 angeordnet werden. Diese haben bei zweilampiger Ausfüh rung eine Kapazität zwischen 100 pF und 1 nF. Durch Reso nanzeffekte mit dem Symmetriertrafo 27 ergeben sich ins besondere im Dimmbetrieb Spannungsüberhöhungen, wenn die Leuchtstofflampe 2, 3 verlöschen will oder verloschen ist, so dass ein Verlöschen verhindert oder die Leucht stofflampe wieder gezündet wird.To stabilize the operation, "in front of the lamp", ie in each case between the electrodes 8 , 11 of each fluorescent lamp 2 , 3, stabilizing capacitors 55 , 56 can be arranged. With a two-lamp version, these have a capacitance between 100 pF and 1 nF. Due to resonance effects with the balancing transformer 27 there are voltage increases in particular when dimming, if the fluorescent lamp 2 , 3 wants to go out or has gone out, so that it does not go out or the fluorescent lamp is ignited again.

Das insoweit beschriebene Vorschaltgerät 1 arbeitet wie folgt:
Zum Zünden der Leuchtstofflampen 2, 3 steuert die Steuerschaltung 23 die Wechselrichterhalbbrücke 22 zu nächst mit einer solchen Frequenz an, dass die aus den Zündkondensatoren 16, 17 mit der Vorschaltdrossel 21 ge bildeten Schwingkreise in die Nähe ihrer Resonanz kommen, so dass ein relativ großer Strom durch die Heizkreise 14, 15 fließt, die Elektroden 6, 7 vorgeheizt werden und eine beträchtliche Spannung über den Leuchtstofflampen 2, 3 abfällt. Wenn die Leuchtstofflampen 2, 3 gezündet haben, wird die Betriebsfrequenz geändert, so dass zu der Resonanz ein größerer Abstand eingenommen wird. Durch die Heizkreise 14, 15 fließen nun nur noch geringe Ströme und die Leuchtstofflampen 2, 3 brennen im Parallelbetrieb stabil. In diesem Betriebszustand wird der Summenstrom der beiden Lampenzweige 4, 5 durch die Summenstromüberwa chungsschaltung 42 konstant gehalten. Dazu führt der Reg ler 46 die Steuerschaltung 23 gemäß dem erfassten Summen strom nach. Soll die Helligkeit der Leuchtstofflampen 2, 3 verändert, beispielsweise vermindert werden, wird der Sollwert des Reglers 46 entsprechend verändert, so dass die beiden Lampenzweige 4, 5 letztendlich weniger Strom erhalten.The ballast 1 described so far works as follows:
To ignite the fluorescent lamps 2 , 3 , the control circuit 23 controls the inverter half bridge 22 at a frequency such that the oscillating circuits formed from the ignition capacitors 16 , 17 with the series reactor 21 come close to their resonance, so that a relatively large current flows through the heating circuits 14 , 15 , the electrodes 6 , 7 are preheated and a considerable voltage drops across the fluorescent lamps 2 , 3 . When the fluorescent lamps 2 , 3 have ignited, the operating frequency is changed so that the resonance is at a greater distance. Only small currents now flow through the heating circuits 14 , 15 and the fluorescent lamps 2 , 3 burn stably in parallel operation. In this operating state, the total current of the two lamp branches 4 , 5 is kept constant by the total current monitoring circuit 42 . For this purpose, the controller 46 tracks the control circuit 23 according to the detected total current. If the brightness of the fluorescent lamps 2 , 3 is to be changed, for example reduced, the setpoint of the controller 46 is changed accordingly, so that the two lamp branches 4 , 5 ultimately receive less current.

In allen Betriebszuständen, insbesondere bei lei stungsvermindertem Betrieb (Dimmstufe) bewirkt der Sym metriertransformator 27 eine gleichmäßige Aufteilung des von der Wechselrichterhalbbrücke 22 abgegebenen Stroms auf die beiden Lampenzweige 4, 5 und letztendlich auf die beiden Leuchtstofflampen 2, 3. Der Symmetriertransforma tor 27 überträgt dabei zur Herstellung der Symmetrie bedarfsweise Energie von einem Lampenzweig 4 auf den an deren Lampenzweig 5 oder umgekehrt. Wird beispielsweise infolge von Alterung einer Lampe oder Auftreten eines Gleichrichtereffekts an einer der Leuchtstofflampen 2, 3 der dazu erforderliche Aufwand zu groß, steigt die Span nung an der Messwicklung 33 über ein Toleranzniveau hin aus an. Entsprechend übersteigt die Spannung an dem Ein gang 41 den Schwellwert und die Wechselrichterhalbbrücke 22 wird stillgesetzt. Damit kann ein Betrieb des Vor schaltgeräts 1 mit defekten Leuchtstofflampen 2, 3 ver hindert werden.In all operating states, in particular in the case of low-power operation (dimming stage), the symmetrizing transformer 27 effects an even distribution of the current output by the inverter half bridge 22 between the two lamp branches 4 , 5 and ultimately between the two fluorescent lamps 2 , 3 . The Symmetriertransforma gate 27 transmits energy to produce the symmetry, if necessary, from a lamp branch 4 to the other lamp branch 5 or vice versa. If, for example, due to aging of a lamp or the occurrence of a rectifier effect on one of the fluorescent lamps 2 , 3, the effort required for this is too great, the voltage on the measuring winding 33 rises above a tolerance level. Accordingly, the voltage at the input 41 exceeds the threshold value and the inverter half bridge 22 is stopped. An operation of the switching device 1 with defective fluorescent lamps 2 , 3 can thus be prevented.

Sind die Unsymmetrien zwischen den Lampenzweigen 4, 5 nicht zu groß, so dass der Symmetriertransformator 27 eine Symmetrierung, d. h. gleichmäßige Aufteilung der Lampenströme bewirken kann, ermöglichen die Stabilisierungskondensatoren 55, 56 eine Symmetrierung oder unterstützen diese, insbesondere bei sehr starken Dimmstufen, d. h. bei Betrieb der Leuchtstofflampen 2, 3 mit sehr geringer Leistung, die nur ein oder wenige Pro zent ihrer vollen Leistung beträgt. Auf diese Weise kann ausgeschlossen werden, dass eine der Leuchtstofflampen 2, 3 plötzlich verlischt.If the asymmetries between the lamp branches 4 , 5 are not too great, so that the balancing transformer 27 can bring about a balancing, ie uniform distribution of the lamp currents, the stabilizing capacitors 55 , 56 allow balancing or support this, especially with very strong dimming levels, ie during operation the fluorescent lamps 2 , 3 with very low power, which is only one or a few percent of their full power. In this way it can be excluded that one of the fluorescent lamps 2 , 3 suddenly goes out.

Andere, beispielsweise mit der Alterung einer der Leuchtstofflampen 2, 3 zusammenhängende Effekte können einen unzulässigen Spannungsanstieg über einer Leucht stofflampe 2, 3 bewirken. Ein solcher Spannungsanstieg führt über die kapazitiven Koppelzweige 51, 52 zur Ein speisung einer Spannung in die Symmetrieüberwachungs schaltung 33a, die, wie bei Vorliegen einer Stromunsymme trie, auch in diesem Fall ein Abschaltsignal generiert. Auch hiermit ist eine sichere Abschaltung des Vorschalt gerätes 1 möglich.Others, such as the aging of the fluorescent lamps 2, 3 related effects fluorescent lamp an unacceptable voltage rise above a light-2, causing the third Such a voltage rise leads via the capacitive coupling branches 51 , 52 to a voltage being fed into the symmetry monitoring circuit 33 a which, like in the presence of a current imbalance, also generates a switch-off signal in this case. This also enables a safe shutdown of the ballast 1 .

Tritt in den Leuchtstofflampen 2, 3 ein Wendelbruch nahe dem Hauptanschluss 8, 11 auf, ändert sich der Strom im Lampenzweig. Es ist unwahrscheinlich, dass zwei Wen deln (Elektroden 6, 7) gleichzeitig brechen. Somit führt ein Wendelbruch zu einer Unsymmetrie für den Symmetrier transformator 27 und somit zu einer Durchflutung dessel ben. Übersteigt diese einen Schwellwert tritt an der Messwicklung 33 eine Spannung auf, die größer als eine Schwellspannung ist und die wiederum ein Abschaltsignal generieren kann.If a filament break occurs in the fluorescent lamps 2 , 3 near the main connection 8 , 11 , the current in the lamp branch changes. It is unlikely that two coils (electrodes 6 , 7 ) will break at the same time. Thus, a spiral break leads to an asymmetry for the balancing transformer 27 and thus to the same ben. If this exceeds a threshold value, a voltage occurs at the measuring winding 33 which is greater than a threshold voltage and which in turn can generate a switch-off signal.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform für eine Summenstromüberwachungsschaltung 42 veranschaulicht. An Stelle des Messwiderstands 44 ist ein Transformator 61 vorgesehen, dessen Hauptwicklung 62 von dem Summenstrom der beiden Lampenzweige 4, 5 durchflossen wird. Die in den Heizkreisen 14, 15 liegende Wicklungen 64, 65 sind entgegengesetzt gepolt und vermindern die in dem Trans formator 61 von der Wicklung 62 erzeugte Durchflutung. Letztendlich entspricht die Durchflutung des Transforma tors 61 der Summe der durch die Leuchtstofflampen 2, 3 fließenden Ströme. Von den in den Lampenzweigen 4, 5 fließenden Strömen sind die durch die Heizkreise 14, 15 fließenden Ströme subtrahiert. Eine Stromsensorwicklung 66 erfasst somit nur die durch die Leuchtstofflampen 2, 3 fließenden Ströme und führt diese gegebenenfalls über eine Gleichrichterschaltung 67 dem Regler 46 zu, der vor zugsweise als PI-Regler ausgebildet ist. Die Gleichrich terschaltung 67 kann eine Vollwellen-Gleichrichterschal tung, eine Einweg-Gleichrichterschaltung oder durch fremdgesteuerte Schalter gebildet sein.A modified embodiment for a total current monitoring circuit 42 is illustrated in FIG. 2. Instead of the measuring resistor 44 , a transformer 61 is provided, the main winding 62 of which is flowed through by the total current of the two lamp branches 4 , 5 . The lying in the heating circuits 14 , 15 windings 64 , 65 have opposite polarity and reduce the throughput generated in the transformer 61 by the winding 62 . Ultimately, the flooding of the transformer 61 corresponds to the sum of the currents flowing through the fluorescent lamps 2 , 3 . The currents flowing through the heating circuits 14 , 15 are subtracted from the currents flowing in the lamp branches 4 , 5 . A current sensor winding 66 thus only detects the currents flowing through the fluorescent lamps 2 , 3 and, if necessary, feeds them via a rectifier circuit 67 to the controller 46 , which is preferably designed as a PI controller. The rectifier circuit 67 can be a full-wave rectifier circuit, a one-way rectifier circuit or can be formed by externally controlled switches.

Ein Vorschaltgerät 1 für Gasentladungslampen, ins besondere Leuchtstofflampen 2 weist zwei Lampenzweige 4, 5 auf, die durch einen Symmetriertransformator 27 mitein ander gekoppelt sind. Insbesondere, um einen stabilen Dimmbetrieb zu ermöglichen, sind den Leuchtstofflampen 2, 3 Stabilisierungskondensatoren 55, 56 parallelgeschaltet. Außerdem ist der Symmetriertransformator 27 über eine Messwicklung 33 an eine Symmetrieüberwachungsschaltung 33a angeschlossen, die bei Vorliegen einer Unsymmetrie, wie sie beispielsweise infolge des Auftretens eines Gleichrichtereffekts an einer der Leuchtstofflampen 2, 3 auftreten kann, ein entsprechendes Steuersignal an eine Steuerschaltung 23 gibt. Dies kann zum Stillsetzen des Vorschaltgeräts 1 genutzt werden.A ballast 1 for gas discharge lamps, in particular fluorescent lamps 2, has two lamp branches 4 , 5 , which are coupled to one another by a balancing transformer 27 . In particular, to enable stable dimming operation, the fluorescent lamps 2 , 3 stabilizing capacitors 55 , 56 are connected in parallel. In addition, the balun 27 is connected via a measuring winding 33 to a balance monitoring circuit 33 a, which in the presence of an asymmetry, such as, for example, are due to the occurrence of a rectifier effect in one of the fluorescent lamps 2, 3 may occur, an appropriate control signal to a control circuit 23rd This can be used to shut down the ballast 1 .

Eine weitere Verbesserung kann erreicht werden, in dem zusätzlich kapazitive Koppelzweige 51, 52 zwischen den Lampenzweigen 4, 5 und der Symmetrieüberwachungsschaltung 33a vorgesehen werden.A further improvement can be achieved by additionally providing capacitive coupling branches 51 , 52 between the lamp branches 4 , 5 and the symmetry monitoring circuit 33 a.

Claims

1. ballast ( 1 ) for gas discharge lamps with four connections ( 8 , 9 ; 11 , 12 ) connected in pairs to one another, in particular fluorescent lamps ( 2 , 3 ),
with a first lamp branch ( 4 ) which has two main connections ( 8 , 11 ) for supplying and discharging the lamp current and two heating connections ( 9 , 12 ) for supplying and discharging a heating current for supplying power to a first gas discharge lamp ( 2 ), and
with a second lamp branch ( 5 ) which has two main connections ( 8 , 11 ) for supplying and discharging the lamp current and two heating connections ( 9 , 12 ) for supplying and discharging a heating current for supplying power to a second gas discharge lamp ( 3 ) ,
with a supply circuit ( 22 ) which supplies both lamp branches ( 4 , 5 ) with current,
wherein each lamp branch ( 4 , 5 ) has an ignition capacitor ( 16 , 17 ), each of which is arranged in a current path ( 14 , 15 ) present between the heating connections ( 9 , 12 ), and
with a balancing transformer ( 27 ), which has a main winding ( 28 , 29 ) through which the lamp current flows for each lamp branch ( 4 , 5 ), the main windings ( 28 , 29 ) being connected in phase opposition, so that they are in the balancing transformer ( 27 ) cause opposite flows,
characterized in that
the balancing transformer ( 27 ) has a measuring winding ( 33 ) in which the flux difference of the oppositely directed fluxes induces a voltage, and which is connected to a monitoring circuit ( 33 a).

2. Ballast according to claim 1, characterized in that each lamp branch ( 4 , 5 ) has a stabilizing capacitor ( 55 , 56 ), which is arranged in a current path between the main connections ( 8 , 11 ).

3. Ballast according to claim 1, characterized in that the balancing transformer ( 27 ) with its NEN main windings ( 28 , 29 ) is connected to the higher voltage on the main terminals ( 8 ).

4. Ballast according to claim 1, characterized in that the balancing transformer ( 27 ) for each lamp branch ( 4 , 5 ) has a heating circuit winding ( 31 , 32 ) through which the heating current flows and which flows through the main winding through which the lamp current flows ( 28 , 29 ) is connected in opposite directions such that the fluxes generated by the lamp current and the heating current of a lamp branch ( 4 , 5 ) are opposite to one another.

5. Ballast according to claim 1, characterized in that between the lamp branches ( 4 , 5 ) and the monitoring circuit ( 33 a) each have a capacitive branch ( 51 , 52 ) is provided.

6. Ballast according to claim 5, characterized in that the capacitive branch ( 51 , 52 ) is designed as a stray capacitance ( 53 , 54 ) between the windings ( 28 , 29 , 33 ) of the balancing transformer ( 27 ).

7. Ballast according to claim 6, characterized in that the voltage drop across the capacitive branch ( 51 , 52 ) essentially corresponds to the voltage drop across the gas discharge lamp ( 2 , 3 ).

8. Ballast according to claim 1, characterized in that the lamp branches ( 4 , 5 ) are controlled by an inverter ( 22 ) with a predetermined frequency, the frequency of a control circuit ( 23 ) being fixed.

9. Ballast according to claim 1, characterized in that an overall current detection circuit ( 42 ) is connected to the lamp branches ( 4 , 5 ).