DE4025939A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE OPERATION OF A FLUORESCENT LAMP - Google Patents
CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE OPERATION OF A FLUORESCENT LAMPInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Leuchtstofflampe an einem Wechselstromnetz, beispielsweise einem Flugzeug-Bordnetz.The invention relates to a circuit arrangement for the Operation of a fluorescent lamp on an AC network, for example an aircraft electrical system.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist in der DE 33 27 189 A1 beschrieben. Zwischen den Lampenelektroden liegt ein Schalter, den eine Steuerschaltung zum Dimmen der Helligkeit schaltet. Durch Öffnen des Schalters in jeder Netzhalbwelle entstehen phasenverschobene Zündspannungsimpulse. Bei geschlossenem Schalter fließt ein Heizstrom über die Lampenelektroden.Such a circuit arrangement is in the DE 33 27 189 A1 described. Between Lamp electrodes is a switch, the one Control circuit for dimming the brightness switches. By Opening the switch occur in every mains half-wave phase-shifted ignition voltage pulses. When closed A heater current flows through the lamp electrodes.
Eine ähnliche Schaltungsanordnung ist in der CH-PS 5 95 036 beschrieben.A similar circuit arrangement is in the CH-PS 5 95 036 described.
Bei den bekannten Schaltungsanordnungen führen Netzspannungsschwankungen und Netzfrequenzschwankungen zu unerwünschten Helligkeitsschwankungen der Leuchtstofflampe. Diese machen sich insbesondere dann bemerkbar, wenn die Wiederholungsrate der Schwankungen zwischen 0 und etwa 50/s liegt. Solche Helligkeitsschwankungen sind insbesondere in Fluggastzellen unangenehm. Außerdem treten Helligkeitsschwankungen auch durch verbrauchte Leuchtstofflampen auf. Diese flackern ständig, da die Startversuche nicht zum Zünden führen.Lead in the known circuit arrangements Mains voltage fluctuations and mains frequency fluctuations unwanted fluctuations in brightness Fluorescent lamp. This is particularly important noticeable when the repetition rate of the fluctuations is between 0 and about 50 / s. Such Brightness fluctuations are particularly in Passenger cells uncomfortable. Also kick Brightness fluctuations also due to used Fluorescent lamps on. These flicker constantly as the Attempts to start do not lead to ignition.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die unerwünschte, sichtbare Helligkeitsschwankungen vermeidet.The object of the invention is a circuit arrangement to propose of the type mentioned at the outset undesirable, visible fluctuations in brightness avoids.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit einem zwischen zwei Lampenelektroden liegenden Schalter, der mittels einer Steuerschaltung schaltbar ist, die zur Helligkeitssteuerung den Schalter in phasenverschobenen Schaltzeitpunkten periodisch schaltet, dadurch gelöst, daß an die Steuerschaltung ein Meßglied angeschlossen ist, das in Abhängigkeit von Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten die Schaltzeitpunkte der Steuerschaltung so verschiebt, daß im sichtbaren Bereich liegende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen werden.According to the invention, the above task is for a Circuit arrangement of the type mentioned with a switch located between two lamp electrodes, the is switchable by means of a control circuit which for Brightness control the switch in out of phase Switches switching times periodically, thereby resolved, that a measuring element is connected to the control circuit is that depending on deviations of the Mains frequency and / or the mains voltage and / or the Brightness of setpoints the switching times of the Control circuit moves so that in the visible range lying brightness fluctuations are compensated.
Dadurch ist erreicht, daß sich Schwankungen der Spannung und/oder der Frequenz des Netzes nicht auf die Beleuchtung auswirken können. Dies ist insbesondere bei Flugzeugen wichtig, da dort in bestimmten Situationen solche Schwankungen auftreten können und die Fluggäste nicht durch Helligkeitsschwankungen der Beleuchtung beunruhigt werden sollen.This ensures that fluctuations in the voltage and / or the frequency of the network is not on the Can affect lighting. This is particularly the case with Aircraft important because there in certain situations such fluctuations can occur and the passengers not due to fluctuations in the brightness of the lighting should be worried.
Eine andere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art mit einer der Leuchtstofflampe vorgeschalteten Drossel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Drossel einstellbar ist und daß zur Einstellung der Induktivität ein Regler vorgesehen ist, der mittels eines Meßgliedes Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit von Sollwerten erfaßt und die Induktivität zum Ausgleich von sichtbaren Helligkeitsschwankungen nachstellt. Auch mit dieser Schaltungsanordnung lassen sich die oben genannten Vorteile erreichen.Another circuit arrangement according to the invention type mentioned with one of the fluorescent lamp upstream throttle is characterized in that the inductance of the choke is adjustable and that for Setting the inductance a controller is provided the deviations of the by means of a measuring element Mains frequency and / or the mains voltage and / or the Brightness of setpoints recorded and the inductance to Compensation for visible fluctuations in brightness adjusts. Also leave with this circuit arrangement achieve the advantages mentioned above.
Um Helligkeitsschwankungen zu vermeiden, die auf dem Flackern verbrauchter Leuchtstofflampen beruhen, ist bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ein Schalter zum Abschalten der Leuchtstofflampe und eine Steuerschaltung vorgesehen, die die Zündversuche und das Leuchten der Leuchtstofflampe überwacht und die nach einer gewissen Anzahl von Zündversuchen, oder nach einer bestimmten Zeit nach dem ersten Zündversuch, den Schalter öffnet, wenn die Leuchtstofflampe nach diesen Zündversuchen nicht gezündet hat.To avoid brightness fluctuations on the Flickering of used fluorescent lamps is due to a circuit arrangement of the type mentioned Switch to turn off the fluorescent lamp and one Control circuit provided that the ignition attempts and that The fluorescent lamp lights up and the after a certain number of ignition attempts, or after one certain time after the first attempt at ignition, the switch opens when the fluorescent lamp after this Attempted ignition did not ignite.
Auch diese Schaltungsanordnung allein löst die Aufgabe. Diese Schaltungsanordnung kann auch in Verbindung mit einer der beiden vorgenannten Schaltungsanordnungen eingesetzt werden. Durch diese Schaltungsanordnung ist erreicht, daß eine verbrauchte Leuchtstofflampe nach einigen Startversuchen selbsttätig abgeschaltet wird, ohne daß davon die anderen Leuchtstofflampen der Beleuchtung betroffen sind.This circuit arrangement alone solves the problem. This circuit arrangement can also be used in conjunction with one of the two aforementioned circuit arrangements be used. Through this circuit arrangement achieved that a spent fluorescent lamp after some start attempts is switched off automatically, without the other fluorescent lamps of the Lighting are affected.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:Advantageous refinements of the invention result from the following description of exemplary embodiments. The drawing shows:
Fig. 1 eine Schaltung einer Leuchtstofflampe mit Helligkeitssteuerung, Fig. 1 shows a circuit of a fluorescent lamp with brightness control,
Fig. 2 eine weitere Schaltung einer Leuchtstofflampe mit Helligkeitssteuerung, Fig. 2 shows another circuit of a fluorescent lamp with brightness control,
Fig. 3 ein Stromdiagramm, Fig. 3 is a flow diagram,
Fig. 4 eine Schaltung einer Leuchtstofflampe mit verstellbarer Drossel, Fig. 4 shows a circuit of a fluorescent lamp with an adjustable throttle,
Fig. 5 eine weitere Schaltung einer Leuchtstofflampe mit verstellbarer Drossel, Fig. 5 shows a further circuit of a fluorescent lamp with an adjustable throttle,
Fig. 6 eine Schaltung einer Leuchtstofflampe zur Vermeidung des Flackerns, Fig. 6 shows a circuit of a fluorescent lamp to avoid flicker,
Fig. 7 eine Alternative zu Fig. 6 und Fig. 7 shows an alternative to Fig. 6 and
Fig. 8 eine weitere Alternative zu Fig. 6. Fig. 8 shows a further alternative to Fig. 6.
Eine Leuchtstofflampe (1) weist eine Leuchtstoffröhre (2) mit zwei Lampenelektroden (3, 4) auf. Die Lampenelektroden (3, 4) sind über ein passives oder aktives Vorschaltgerät (5) an eine Wechselspannungsquelle (6), insbesondere ein Flugzeug-Bordnetz, angeschlossen. Bei der Ausführung nach Fig. 1 ist das Vorschaltgerät (5) eine Drossel. Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4 ist das Vorschaltgerät (5) eine verstellbare Drossel.A fluorescent lamp ( 1 ) has a fluorescent tube ( 2 ) with two lamp electrodes ( 3 , 4 ). The lamp electrodes ( 3 , 4 ) are connected to an AC voltage source ( 6 ), in particular an aircraft electrical system, via a passive or active ballast ( 5 ). In the embodiment of Fig. 1, the ballast (5) is a choke. In the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4, the ballast ( 5 ) is an adjustable choke.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1, 2 und 6 bis 8 sind die der Wechselspannungsquelle (6) abgewandten Pole der Lampenelektroden (3, 4) über einen Schalter (7) miteinander verbunden. Dieser ist von einer Steuerschaltung (8) steuerbar.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1, 2 and 6 to 8, the poles of the lamp electrodes ( 3 , 4 ) facing away from the AC voltage source ( 6 ) are connected to one another via a switch ( 7 ). This can be controlled by a control circuit ( 8 ).
Mittels der Steuerschaltung (8) ist eine Helligkeitssteuerung der Leuchtstofflampe (1) (Dimmbetrieb) in an sich bekannter Weise möglich. Die Steuerschaltung (8) weist hierfür einen Phasenschieber (9) auf. Sie öffnet beispielsweise in jeder Halbwelle der Netzwechselspannung den Schalter (7) gegenüber dem Nulldurchgang mehr oder weniger phasenverschoben. Durch das Öffnen des Schalters (7) entsteht ein Zündimpuls, der die Leuchtstoffröhre (2) zündet.The control circuit ( 8 ) enables brightness control of the fluorescent lamp ( 1 ) (dimming operation) in a manner known per se. For this purpose, the control circuit ( 8 ) has a phase shifter ( 9 ). For example, it opens the switch ( 7 ) more or less out of phase with respect to the zero crossing in each half-wave of the AC line voltage. Opening the switch ( 7 ) creates an ignition pulse that ignites the fluorescent tube ( 2 ).
Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm des durch das Vorschaltgerät (5) fließenden Stromes. Die Schaltzeitpunkte, zu denen der Schalter (7) geschaltet wird, sind mit t1 bzw. t2 bezeichnet. Zu den Zeitpunkten t1 wird der Schalter (7) geöffnet. Die Schaltzeitpunkte t1 sind also die Zündzeitpunkte. Zu den Zeitpunkten t2 wird der Schalter (7) geschlossen. Die Schaltzeitpunkte t2 sind also die Löschzeitpunkte. Die Lampenhelligkeit hängt von der Strom-Zeitfläche zwischen den Schaltzeitpunkten t1 und t2 ab. Die Helligkeitssteuerung bzw. Helligkeitsregelung kann dementsprechend durch ein Verschieben der Zündzeitpunkte t1 und/oder ein Verschieben der Löschzeitpunkte t2 vorgenommen werden (vgl. Fig. 3). Fig. 3 shows a timing diagram of the current flowing through the ballast ( 5 ). The switching times at which the switch ( 7 ) is switched are designated t 1 and t 2 . At times t 1 , the switch ( 7 ) is opened. The switching times t 1 are therefore the ignition times. At times t 2 , the switch ( 7 ) is closed. The switching times t 2 are therefore the deletion times. The lamp brightness depends on the current-time area between the switching times t 1 and t 2 . The brightness control or brightness regulation can accordingly be carried out by shifting the ignition times t 1 and / or shifting the extinguishing times t 2 (cf. FIG. 3).
An die Steuerschaltung (8) ist ein Meßglied (10) angeschlossen. Dieses erfaßt Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und verschiebt dementsprechend die Schaltzeitpunkte t1 oder t2 der Steuerschaltung (8). Dadurch werden störende Helligkeitsschwankungen ausgeglichen.A measuring element ( 10 ) is connected to the control circuit ( 8 ). This detects deviations in the mains frequency and / or the mains voltage and accordingly shifts the switching times t 1 or t 2 of the control circuit ( 8 ). This compensates for annoying fluctuations in brightness.
Das Meßglied (10) kann auch von einem Helligkeitssensor gebildet sein, der die Helligkeit der Leuchtstofflampe (1) erfaßt. Bei Schwankungen der Helligkeit verschiebt er die Schaltzeitpunkte der Steuerschaltung (8) so, daß eine gleichbleibende Helligkeit entsteht. Es liegt eine Helligkeitsregelung vor.The measuring element ( 10 ) can also be formed by a brightness sensor which detects the brightness of the fluorescent lamp ( 1 ). In the event of fluctuations in the brightness, it shifts the switching times of the control circuit ( 8 ) so that the brightness remains constant. There is a brightness control.
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 5 sind für die Lampenelektroden (3, 4) zusätzliche Heizschaltungen (11, 12) vorgesehen, die unter Umgehung des Vorschaltgeräts (5) an die Wechselspannungsquelle (6) angeschlossen sind.In the exemplary embodiments according to FIGS . 2 and 5, additional heating circuits ( 11 , 12 ) are provided for the lamp electrodes ( 3 , 4 ), which are connected to the AC voltage source ( 6 ) bypassing the ballast ( 5 ).
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 und 5 ist die verstellbare Drossel (5) an einen Regler (13) angeschlossen. Dieser ist mit dem Meßglied (10) und der Wechselspannungsquelle (6) verbunden. Der Regler (13) erfaßt Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung und/oder der Helligkeit. Er stellt die Induktivität der Drossel (5) so nach, daß der Drosselstrom die Helligkeitsschwankungen ausgleicht. In the embodiments according to FIGS. 4 and 5, the adjustable throttle (5) is connected to a controller (13). This is connected to the measuring element ( 10 ) and the AC voltage source ( 6 ). The controller ( 13 ) detects deviations in the mains frequency and / or the mains voltage and / or the brightness. It adjusts the inductance of the choke ( 5 ) so that the choke current compensates for the brightness fluctuations.
Das Meßglied (10) ist beispielsweise ein Strommesser, der den durch das Vorschaltgerät (5) fließenden Strom mißt. Da die Lampenhelligkeit von der Strom-Zeitfläche zwischen den Schaltzeitpunkten t1 und t2 abhängt und die Steuerschaltung (8) diese erzeugt, kann eine Nachsteuerung der Helligkeit erfolgen. Abweichungen der Netzfrequenz und/oder der Netzspannung führen zu einer Änderung des durch das Vorschaltgerät (5) fließenden Stromes, was an sich zu einer Änderung der Helligkeit führen würde. Durch die Verschiebung der Schaltzeitpunkte t1 und/oder t2 läßt sich dieser Effekt ausregeln.The measuring element ( 10 ) is, for example, an ammeter which measures the current flowing through the ballast ( 5 ). Since the lamp brightness depends on the current-time area between the switching times t 1 and t 2 and the control circuit ( 8 ) generates it, the brightness can be readjusted. Deviations in the mains frequency and / or the mains voltage lead to a change in the current flowing through the ballast ( 5 ), which in itself would lead to a change in the brightness. This effect can be corrected by shifting the switching times t 1 and / or t 2 .
Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 6 bis 8 ist ein zusätzlicher Schalter (14) vorgesehen, mit dem sich flackernde, also verbrauchte Leuchtstofflampen abschalten lassen. Der Schalter (14) wird von der Steuerschaltung (8) geschaltet.In the exemplary embodiments according to FIGS. 6 to 8, an additional switch ( 14 ) is provided, with which flickering, that is to say used, fluorescent lamps can be switched off. The switch ( 14 ) is switched by the control circuit ( 8 ).
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 mißt das von einem Strommesser gebildete Meßglied (10) nach jedem Öffnen des Schalters (7), also nach dem Zündimpuls, den Strom. Fließt ein Strom, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß die Leuchtstofflampe (1) gezündet ist. Der Schalter (14) bleibt geschlossen. Fließt dagegen kein Strom, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß der Zündimpuls nicht zum Zünden der Leuchtstofflampe (1) geführt hat. Erfolgt nach einem oder mehreren Zündimpulsen kein Zünden der Leuchtstofflampe (1), dann öffnet die Steuerschaltung (8) den Schalter (14), wodurch die Leuchtstofflampe (1) zwangsweise abgeschaltet wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, the measuring element ( 10 ) formed by an ammeter measures the current each time the switch ( 7 ) is opened, that is to say after the ignition pulse. If a current flows, this is a sign that the fluorescent lamp ( 1 ) has been lit. The switch ( 14 ) remains closed. If, on the other hand, no current is flowing, this is a sign that the ignition pulse has not led to the ignition of the fluorescent lamp ( 1 ). If the fluorescent lamp ( 1 ) is not ignited after one or more ignition pulses, the control circuit ( 8 ) opens the switch ( 14 ), whereby the fluorescent lamp ( 1 ) is forcibly switched off.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist als Meßglied (10) ein Spannungsmesser vorgesehen, der netzseitig die Spannung zwischen den Lampenelektroden (3, 4) erfaßt. Wenn der Schalter (7) offen ist und die Leuchtstofflampe (1) trotzdem nicht leuchtet, weicht die vom Meßglied (10) gemessene Spannung von der Spannung ab, die entsteht, wenn die Leuchtstofflampe (1) leuchtet. Dies ist ein Zeichen dafür, daß die Leuchtstofflampe (1) trotz eines bzw. mehrerer Zündversuche nicht gezündet hat. Die Steuerschaltung (8) öffnet dann den Schalter (14).In the exemplary embodiment according to FIG. 7, a voltmeter is provided as the measuring element ( 10 ), which detects the voltage between the lamp electrodes ( 3 , 4 ) on the mains side. If the switch ( 7 ) is open and the fluorescent lamp ( 1 ) still does not light up, the voltage measured by the measuring element ( 10 ) deviates from the voltage which arises when the fluorescent lamp ( 1 ) lights up. This is a sign that the fluorescent lamp ( 1 ) has not ignited despite one or more ignition attempts. The control circuit ( 8 ) then opens the switch ( 14 ).
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist ein Helligkeitssensor (15) vorgesehen, der an die Steuerschaltung (8) angeschlossen ist. Leuchtet die Leuchtstofflampe (1) trotz eines oder mehrerer Zündversuche nicht, dann wird wiederum der Schalter (14) von der Steuerschaltung (8) geöffnet.In the exemplary embodiment according to FIG. 8, a brightness sensor ( 15 ) is provided, which is connected to the control circuit ( 8 ). If the fluorescent lamp ( 1 ) does not light up despite one or more ignition attempts, then the switch ( 14 ) is opened again by the control circuit ( 8 ).
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch eine Kombination eines oder mehrerer Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele. So ist es beispielsweise möglich die Maßnahme nach Fig. 6 bei den Schaltungen nach den Fig. 1 oder 2 einzusetzen. Es ist dann nur ein einziges Stommeßglied (10) nötig.Further exemplary embodiments result from a combination of one or more features of the exemplary embodiments described. For example, it is possible to use the measure according to FIG. 6 in the circuits according to FIGS. 1 or 2. Then only a single current measuring element ( 10 ) is required.
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