[go: up one dir, main page]

DE69716290T2 - Schaltung und verfahren zum betreiben von lampen - Google Patents

Schaltung und verfahren zum betreiben von lampen

Info

Publication number
DE69716290T2
DE69716290T2 DE69716290T DE69716290T DE69716290T2 DE 69716290 T2 DE69716290 T2 DE 69716290T2 DE 69716290 T DE69716290 T DE 69716290T DE 69716290 T DE69716290 T DE 69716290T DE 69716290 T2 DE69716290 T2 DE 69716290T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lamp
frequency
voltage
power supply
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69716290T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69716290D1 (de
Inventor
David Gurwicz
Anthony Lakin
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.)
INTELLIGENT POWER SYSTEMS Ltd
Original Assignee
INTELLIGENT POWER SYSTEMS Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INTELLIGENT POWER SYSTEMS Ltd filed Critical INTELLIGENT POWER SYSTEMS Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE69716290D1 publication Critical patent/DE69716290D1/de
Publication of DE69716290T2 publication Critical patent/DE69716290T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H05B41/288Circuit 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 and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2881Load circuits; Control thereof
    • H05B41/2882Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter
    • H05B41/2883Load circuits; Control thereof the control resulting from an action on the static converter the controlled element being a DC/AC converter in the final stage, e.g. by harmonic mode starting
    • 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
    • H05B41/02Details
    • H05B41/04Starting switches
    • H05B41/042Starting switches using semiconductor devices
    • 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
    • H05B41/288Circuit 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 and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/2881Load circuits; Control thereof
    • 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
    • H05B41/36Controlling
    • H05B41/38Controlling the intensity of light
    • H05B41/382Controlling the intensity of light during the transitional start-up phase
    • 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für Lampen, insbesondere aber nicht ausschließlich Bogenentladungslampen, die herkömmlich eine höhere Spannung benötigen, um den Betrieb zu beginnen, als benötigt wird, um eine Entladung aufrecht zu erhalten.
  • Bogenentladungslampen benötigen eine Wechselstromquelle einer relativ niedrigen Frequenz, um die Lampe anzutreiben. Zusätzlich, um die Lampe zu starten, wird gewöhnlich ein Hochspannungsimpuls benötigt. Derartige Lampen sind gut bekannt, wobei gebräuchliche Beispiele der Lampen Metallhalogenittechnologie verwenden; wobei Details der Lampe selbst für die vorliegende Erfindung nicht kritisch sind.
  • Eine herkömmliche Schaltung zum Ansteuern einer Bogenentladungslampe ist schematisch in Fig. 1 veranschaulicht. Diese Schaltung verwendet einen Hochfrequenzschalttransistor Q1, der mit einem Induktor 11 verbunden ist, um einen gesteuerten Strom eines geeigneten Wertes zum Ansteuern der Lampe herzustellen. Die Hochspannung wird dann in eine Wechselspannung mit relativ niedriger Frequenz bei einem Schaltbrückennetzwerk, das Transistoren Q2-5 umfasst, konvertiert. Die Transistoren werden über jeweilig Isolatoren DR1-5 an der integrierten Steuereinheit 31 angetrieben. Eine Zündung wird bereit gestellt durch einen Impulstransformator 15, der in Serie mit der Lampe 13 ist, der bei Betätigung einen Hochspannungsimpuls der Größenordnung von 15 kV bis 40 kV erzeugt, um die Lampe zu starten.
  • Ein Problem mit der herkömmlichen Schaltung ist, dass die Verwendung von einer derartig hohen Startspannung Probleme bereiten kann. Im Besonderen muss die Schaltung stark isoliert sein, um Spannungen zu widerstehen, die viel höher sind als jene, die während des normalen Betriebes der Lampe vorhanden sind. Dies führt zu erhöhten Kosten und oft zu einer Zunahme der Größe der Vorrichtung. Zusätzlich bietet die Hochspannung ein ernstes Erschütterungsrisiko.
  • Wenn die Frequenz des Wechselstroms auf eine höhere Frequenz erhöht wird, typisch eine Ultraschallfrequenz, fließt ein kapazitiver Verschiebungsstrom zwischen den Elektroden der Lampe, die eine Ionisierung und eine erleichterte Zündung bei niedrigen Zündspannungen bereit stellt. Jedoch sind hohe Frequenzen für den Betrieb der Lampe nicht wünschenswert, aufgrund der Tendenz akustisch stehende Wellen in der Lampe zu produzieren, die den Bogenweg stören können und Lampen flackern und Bogeninstabilität verursachen.
  • US-A-5,491,386 offenbart eine Schaltung zum Starten einer Hochdruckentladungslampe in der eine Hochfrequenz, größer als die Resonanzfrequenz, von einer abgestimmten Schaltung verwendet wird, um die Lampe zu starten, und eine niedrigere Frequenz danach benutzt wird. Ein Problem mit dieser Anordnung, die gänzlich auf die abgestimmte Schaltung angewiesen ist, um eine erhöhte Spannung zum Starten der Lampe zu erzeugen, ist dass die Schaltung um den Zeitpunkt bei dem die Lampe gestartet wird unstabil sein kann; wobei ein komplexes Protokoll zur Steuerung der Schaltfrequenz benötigt wird, um dies zu verringern.
  • EP-A-408,121 offenbart eine Lampentreiberschaltung, in der ein Paar Autotransformatoren auf einem herkömmlichen Kern in Verbindung mit einem Kondensator eingesetzt werden, um eine erhöhte Spannung bereit zu stellen, um die Lampe zu starten. Diese Anordnung benötigt einen speziell gebauten Autotransformator, in dem sowohl die Induktivität als auch das Windungszahlverhältnis von jeder der vier Spulen gesteuert werden muss, um die gewünschte Resonanz zu erzielen. Zusätzlich werden eine Fühlerspule und eine komplexe Steuerschaltung benötigt.
  • Die Erfindung zielt darauf ab, eine Lampentreiberschaltung bereit zu stellen, in der eine genügend große Startspannung erreicht werden kann und ein verlässlicher Lampenbetrieb gewährleistet ist, ohne unangemessene komplexe Schaltung.
  • Entsprechend eines ersten Aspekts, stellt die vorliegende Erfindung einen Lampentreiber für eine Entladungslampe bereit, die aufweist, AC-Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel, um eine Leistung zu der Lampe zuzuführen, und Steuerungsmittel, um die Leistungszufuhr bzw. Netzteilmittel zu steuern, um bei einer ersten Ausgangsfrequenz zum Starten der Lampe betrieben zu werden, und bei einer zweiten Ausgangsfrequenz, die niedriger als die erste ist, um die Lampe, nachdem die Entladung initiiert ist, mit Leistung zu versorgen, wobei das Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel vorzugsweise enthält, eine fein eingestellte bzw. abgestimmt Schaltung, die im Wesentlichen bei der ersten Frequenz in Resonanz ist, die an den Ausgang der Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel angekoppelt ist, um bei der ersten Frequenz eine größere Spannung über die Lampe als bei der zweiten Frequenz zu erzeugen, wobei das Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel vorzugsweise weiter enthält, Transformatormittel, das eine Primärwicklung, die an die fein eingestellte bzw. abgestimmte Schaltung angekoppelt ist, und eine Sekundärwicklung enthält, die angekoppelt ist, um die an die Lampe angelegte Spannung zu verstärken, wobei bei der ersten Frequenz eine höhere Spannung über der Sekundärwicklung erzeugt wird als bei der zweiten Frequenz.
  • Mit dieser Anordnung kann eine Hochfrequenz benutzt werden, um die Lampe zu starten, wobei der Vorteil der reduzierten Zündspannung dies bereit stellt, aber die Lampe kann bei einer niedrigeren Frequenz verlässlich betrieben werden, sobald die Zündung stattgefunden hat. Der Einsatz eines Transformators mit einer Primärwicklung, die in Serie an die fein eingestellte bzw. abgestimmte Schaltung angekoppelt ist, stellt ein einfaches aber effektives Mittel zur weiteren Erhöhung der Spannung bereit, ohne auf enge Toleranzen speziell ausgelegter Komponenten zurückzugreifen, und überraschenderweise kann die einfachere Schaltung, die durch die Erfindung bereit gestellt ist, stabiler sein, so dass eine einfachere Frequenzsteuerungsanordnung eingesetzt werden kann.
  • Ein zusätzlicher Gewinn der Bereitstellung eines Transformators zusätzlich zu einer fein eingestellten bzw. abgestimmten Schaltung ist der, dass die Transformatoreigenschaften unabhängig von dem Induktivitätselement der fein eingestellten bzw. abgestimmten Schaltung optimiert werden kann. Vorzugsweise ist der Transformatorkern aus einem Material hergestellt, das bereitwillig sättigt.
  • Die erste Frequenz ist vorzugsweise zumindest ungefähr 10 kHz, und bevorzugter eine Ultraschallfrequenz (vorzugsweise zumindest ungefähr 20 kHz). Die zweite Frequenz ist vorzugsweise weniger als ungefähr 1 kHz, vorzugsweise in dem Bereich 25-500 Hz, bevorzugter ungefähr 80-150 Hz. Vorzugsweise ist die erste Frequenz zumindest 5, bevorzugter zumindest 10, 50 oder sogar 100 · der zweiten Frequenz.
  • Der Lampentreiber kann eine höhere Spannung bei der ersten Frequenz als bei der zweiten Frequenz liefern. Der Lampentreiber kann weiter Mittel aufweisen, die fähig sind, die Spannung bei der ersten Frequenz mehr zu erhöhen, als bei der zweiten Frequenz. Die Bereitstellung einer höheren Spannung erleichtert das Starten.
  • Vorzugsweise wird eine fein eingestellt bzw. abgestimmte Schaltung, die im Wesentlichen resonant bei der ersten Frequenz ist an den Ausgang der Leistungszufuhr bzw. Netzteilmittel angekoppelt, um eine Spannung über der Lampe bei der ersten Frequenz zu erzeugen, die größer ist als bei der zweiten Frequenz. Dies kann einen bequemeren Weg zum Bereitstellen einer erhöhten Ausgangsspannung während dem Starten der Lampe bereit stellen.
  • Bevorzugter weist die fein eingestellte bzw. abgestimmte Schaltung Induktormittel und Kondensatormittel in Serie auf, wobei ein Ausgang zu der Lampe von der Verbindung des Induktormittels und Kondensatormittels genommen wird. Der Ausgang von der Serienresonanzschaltung kann eine höhere Spannung bereit stellen, als der Eingang zu der Serienresonanzschaltung.
  • Vorzugsweise wird das Induktormittel zwischen dem Ausgang zu der Lampe und dem Leistungszufuhr- bzw. Netzteilmittel angekoppelt, und das Kondensatormittel wird parallel an die Lampe angekoppelt. Mit dieser Anordnung, wenn die Lampe bei der zweiten Frequenz betrieben wird, gibt es eine relativ kleine Impedanz in Serie mit der Lampe und eine relativ hohe Impedanz parallel zu der Lampe.
  • Die Schaltung umfasst vorzugsweise weiter Transformatormittel, die angeordnet sind, um eine Spannung als Ausgang zu der Lampe bei der ersten Frequenz bereit zu stellen, die höher ist, als bei der zweiten Frequenz. Zum Beispiel kann der Transformator mit einer Resonanzschaltung (entweder in Serie oder parallel) verbunden sein, der angeordnet ist, um die Spannung über den Wicklungen bei der ersten Frequenz zu maximieren, oder gestaltet sein kann, um effizienter bei der ersten Frequenz anzukoppeln. Dies ermöglicht eine höhere Startspannung, die zu entwickeln ist.
  • Vorzugsweise wird die Primärwicklung eines Transformators in Serie mit der Serienresonanzschaltung verbunden, und die Sekundärwicklung des Transformators wird in Serie mit der Lampe verbunden. Mit dieser Anordnung, wenn der Strom durch die Serienresonanzschaltung fließt, um die Lampe zu starten, wird eine weitere Spannung in der Sekundärwicklung entwickelt, und dies wird weiter die Spannung erhöhen, die zur Verfügung steht, um die Lampe zu starten.
  • Vorzugsweise beinhaltet das Leistungszufuhrmittel bzw. das Netzteilmittel eine Brückentreiberschaltung. Das Verwenden einer Brückentreiberschaltung in der vorliegenden Anwendung kann eine bessere Steuerung der Leistungszufuhrausgangsspannung bzw. Netzteilausgangsspannung bei beiden Frequenzen ermöglichen.
  • Diese Erfindung stellt auch ein entsprechendes Verfahren zum Starten einer Lampe bereit.
  • Bevorzugte Eigenschaften des ersten Aspekts können an den Verfahrensaspekt angewendet werden. Die Erfindung stellt auch die Anwendung schaltbarer Frequenzen oder höhere als eingestufte Frequenzen, oder niedrigere als eingestufte Zündspannungen bereit, um eine Entladungslampe zu starten.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
  • Fig. 1 ist ein Schaltplan eines Lampentreibers vom Stand der Technik;
  • Fig. 2 ist ein Schaltplan eines Lampentreibers entsprechend der Erfindung;
  • Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die typische Spannungswellungsform zeigt, die durch die Schaltung von Fig. 2 während der Zündung erzeugt wird.
  • Nimmt man Bezug auf Fig. 2, so ist ein Brückentreiber 10, der vier Schalttransistoren 12a, b, d, steuert, die zwischen positiven und negativen Zufuhrschienen bzw. -schleifen 13a, b verbunden sind, um jeweils eine Ausgangsspannung mit alternierender bzw. wechselnder Polarität an den Verbindungen 14a, b zu erzeugen. Eine herkömmliche D. C. Leistungsversorgungsschaltung (nicht gezeigt), die nicht reguliert werden muss, z. B. ein Brückengleichrichter oder Spannungsviervielfacher oder eine Aufwärtsschaltung kann benutzt werden, um Leistung zu den Leistungsschienen bzw. -schleifen 13a, b, typisch in der Größenordnung von 300 V, abhängig von der Betriebsspannung der Lampe, zuzuführen; wobei die Details zu dieser Erfindung nicht nah verwandt bzw. passend sind. In der Ausführungsform werden NPN-Schalttransistoren benutzt, aber wie geschätzt wird, könnten einige oder alle von diesen PNP Transistoren oder MOSFETs oder dgl. sein; wobei irgendeine geeignete Brückentreiberschaltung benutzt werden könnte.
  • Die Schaltfrequenz wird durch die Brücken-Frequenz-Steuerung 16, die arbeitet, um die Brückenfrequenz von einer Hochfrequenz (typisch in dem Bereich 20-40 kHz, in dieser Ausführungsform ungefähr 22-25 kHz) zum Starten der Lampe bei einer niedrigen Frequenz (typisch in dem Bereich 50-200 Hz, in dieser Ausführungsform ungefähr 120 Hz) sobald die Lampe gezündet hat, gesteuert. Das Schalten von einer hohen Frequenz zu einer niedrigen Frequenz kann entweder nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung, die ausreichend ist, um eine verlässliche Zündung der Lampe zu ermöglichen oder in Antwort auf eine gefühlte Bedingung, die anzeigt, dass die Lampe gezündet hat, durchgeführt werden. Die gefühlte Bedingung kann z. B. ein Strom sein, der in der Leistungszufuhr bzw. im Netzteil oder in der Führung zu der Lampe 20 fliest, oder abhängig ist von einer Lichtausbeute von der Lampe. Alternativ kann das Schalten in Antwort auf einer Eingabe von einem Bediener durchgeführt werden. Das Schalten nach einer Zeitverzögerung kann den Vorteil einer einfacheren Schaltung offerieren. Das Schalten in Antwort auf einen gefühlten Zustand kann den Vorteil eines verlässlicheren Startens der Lampe bieten.
  • Obwohl als separate Einheiten schematisch gezeigt, werden die Brückenfrequenzsteuerung 16 und der Brückentreiber 10 vorzugsweise in eine einzelne integrierte Schaltung vereinigt, die analog sein kann oder digital mikroprozessgesteuert aufnehmen bzw. einschließen kann. Die präzise Natur der Schaltung, die einen Wechselstrom bereit stellt, der von einer hohen Frequenz zu einer niedrigen Frequenz schaltet, ist nicht entscheidend für die Erfindung.
  • Um die Spannung zu verstärken, die zum Start der Lampe vorhanden ist, wird die Lampe 20 nicht einfach direkt an die Wechselstromausgänge 14a, 14a angeschlossen. Statt dessen umfasst eine Serienresonanzschaltung einen Induktor L1 und einen Kondensator Cl, die über den Ausgangsabschlüssen verbunden sind und die Lampe 20, die über dem Kondensator C1 verbunden ist. Folglich wird bei der Hochfrequenz, bei der L1 und C1 im Wesentlichen resonant sind, die Spannung, die über der Lampe erzeugt wird, beträchtlich größer werden als die aktuelle über den Abflüssen 14a, 14b. Bei der niedrigen Frequenz, wird der Kondensator C1 eine hohe Impedanz haben, und der Induktor L1 wird eine niedrige Impedanz haben, so dass die Lampe mit einer Spannung versorg wird, die nahe bei der liegt, die präsent ist über den Abflüssen 14a, 14b. Diese Anordnung dient dazu die Startspannung zu verstärken. Es wird geschätzt werden, dass in der beschriebenen Ausführungsform, die höheren Frequenzen ungefähr 200 · der niedrigeren Frequenz ist, so ist es gradlinig, die Werte von L1 und C1 zu wählen, die einen sehr kleinen Effekt auf die Ausgangsspannung bei niedrigen haben werden.
  • Zusätzlich umfasst ein Starttransformator in der gezeigten Ausführungsform eine Primärwicklung T1P und eine Sekundärwicklung T1S, der zusätzlich in der Schaltung verbunden ist. Die Primärwicklung T1P wird in Serie mit dem Kondensator C1 und dem Wechselstromleistungszufuhranschluss 14b verbunden, und die Sekundärwicklung wird in Serie mit dem Leistungszufuhranschluss 14b und der Lampe 20 verbunden. Folglich wenn im Wesentlichen Strom durch den Kondensator C1 fließt, das stattfinden wird, wenn die Hochfrequenz an den Anschlüssen 14a, 14b bereit gestellt wird, wird Strom durch den primären Transformator T1P fließen, und erzeugt eine Spannung in dem sekundären Transformator T1S. Dies wird weiter die Spannung über der Lampe erhöhen. Bei der niedrigen Frequenz werden kleine Ströme durch den Kondensator und den primären Transformator T1P fließen und deshalb wird weniger Spannung in dem Sekundärtransformator T1S erzeugt werden.
  • Obwohl ein einzelner Transformator in dieser Ausführungsform für die Bequemlichkeit benutzt wird, könnte ein ähnlicher Effekt mit einer Anzahl von Transformatoren erreicht werden, vorzugsweise mit ihren Sekundärwicklungen in Serie mit der Lampe, z. B. einer verbunden in jeder Leitung zu der Lampe. Wie es aus der Spannungswellenform in Fig. 3 offensichtlich ist, sättigt der Transformator während jeden Zyklusses, dadurch steigt der Betrag der Spannungsspitze zum Starten der Lampe. Legierungen, die bereitwillig sättigen, sind bekannt; ein Beispiel eines geeigneten Materials für den Transformatorkern wird verkauft unter dem Handelsnamen "HCR" von Telcon of Hill House, 1 Little New Street, London.
  • Wie geschätzt wird, beim Wählen geeigneter Wert von L1 und C1, die im Wesentlichen bei der hohen Frequenz resonant sind, muss die Induktivität des primären Transformators T1P unter Verwendung altbekannter Grundsätze zur Berechnung von Parametern von derartigen Schaltungen in Betracht gezogen werden.
  • Ein typischer Ausgang einer derartigen Schaltung, wenn bei einer hohen Frequenz angetrieben, wird in Fig. 3 gezeigt. Man kann sehen, dass die Wellenform scharfe Spitzen an den Tag legt, aufgrund der Sättigung des Transformatorkerns. Die Spannungsspitze hat eine Amplitude von ungefähr 4-5 kV wenn angetrieben von einer Leistungszufuhr mit einer DC Spannung von ungefähr 300 V zwischen den Schienen bzw. Schleifen 13a und 13b. Bei einer Frequenz von ungefähr 20 kHz war dies ausreichend, um eine verlässliche Zündung einer Bogenlampe zu verursachen, die herkömmlicher Weise eine Zündspannung von zumindest 10 kV benötigt. In der Tat waren solche Frequenzen, Zündspannungen in der Größenordnung von weniger als 3 kV effektiv für Lampen, für die die Hersteller eine Zündspannung von 15 kV oder mehr spezifizierten. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zündspannung weniger als ungefähr 10 kV, vorzugsweise weniger als 6 oder 7 kV; dies reduziert die Probleme der Isolation.
  • Es wird offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen für die beschriebene Schaltung gemacht werden können. Zum Beispiel kann eine weitere Schaltung eingeschlossen sein, um die Startspannung zu verstärken. Während dies die elegante Einfachheit der Schaltung der Ausführungsform beeinträchtigen kann, kann dies noch von der Grundeigenschaft der vorliegenden Erfindung Gebrauch machen, und zwar von der Bereitstellung eines Wechselstromes bei zwei unterschiedlichen Frequenzen.
  • Zusätzlich, während es bevorzugt ist, dass die selbe Leistungszufuhrschaltung verwendet wird, um beide Frequenzen zu erzeugen, da dies benötigte Komponenten einsparen kann, ist es möglich, um Hochfrequenz und Niedrigfrequenz Inverterschaltungen, die zu verwenden sind, mit Mittel zum Schalten unter ihnen beim Zünden der Lampe, zu separieren.
  • Zur Vermeidung von Bedenken, muss man verstehen, dass die Betriebsfrequenz nicht konstant sein muss, weder genau gesteuert werden muss. Zusätzlich braucht es keinen plötzlichen Übergang von hohen auf niedrige Frequenzen zu geben, aber ein im Wesentlichen kontinuierlicher Übergang ist möglich. Wie ein Fachmann verstehen wird, können Frequenzen nicht zu 100% Präzision gesteuert werden, und in irgendeinem Fall wird eine typische Inverterschaltung keine reine Sinuswelle einer einzelnen Frequenz produzieren, sondern wird Oberwellen bzw. Oberschwingungen produzieren; Bezüge auf Frequenzen in dieser Beschreibung sind beabsichtigt, um Nominalfrequenzen zu implizieren. Folglich kann die unverzögerte bzw. augenblickliche Frequenz merklich abweichen, die bereit stellt, dass die Nominalfrequenz während des Startens im Wesentlichen für eine ausreichende Zeit höher ist, als die während des Normalbetriebes, um das Starten der Röhre zu erleichtern.
  • Jedes hierin offenbarte Merkmal kann unabhängig bereit gestellt sein, außer wenn es anders ausgedrückt ist. Die angehängte Zusammenfassung bzw. der angehängte Abstract wird hierin durch Bezug mit eingeschlossen.

Claims (14)

1. Lampentreiber bzw. Lampensteuerung für eine Entladungslampe (20), der bzw. die aufweist, AC-Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel, um eine Leistung zu der Lampe zuzuführen, und Steuerungsmittel, um die Leistungszufuhr- bzw. Netzteilmittel zu steuern, um bei einer ersten Ausgangsfrequenz zum Starten der Lampe betrieben zu werden, und bei einer zweiten Ausgangsfrequenz, die niedriger als die erste ist, um die Lampe, nachdem die Entladung initiiert ist, mit Leistung zu versorgen, wobei der Lampentreiber bzw. die Lampensteuerung ferner enthält, eine fein eingestellte Schaltung (L1, Cl), die im wesentlichen bei der ersten Frequenz in Resonanz ist, die an den Ausgang der Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel angekoppelt ist, um bei der ersten Frequenz eine größere Spannung über die Lampe als bei der zweiten Frequenz zu erzeugen, wobei der Lampentreiber bzw. die Lampensteuerung ferner Transformatormittel (T1P, T1S) enthält, die eine Primärwindung bzw. -wicklung (T1P), die in Serie mit der fein eingestellten Schaltang angekoppelt ist, und eine Sekundärwindung bzw. -wicklung (T1S) enthält, die angekoppelt ist, um die an die Lampe angelegte Spannung zu verstärken, wobei bei der ersten Frequenz eine höhere Spannung über der Sekundärwindung erzeugt wird, als bei der zweiten Frequenz.
2. Lampentreiber bzw. -steuerung nach Anspruch 1, wobei die erste Frequenz bei zumindest ungefähr 10 kHz liegt.
3. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Frequenz niedriger als ungefähr 1 kHz ist.
4. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß irgendeinem der voranstehende Ansprüche, wobei die zweite Frequenz unterhalb der Frequenz ist, bei der stehende akustische Wellen merkliches Lampenflackern verursachen.
5. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die fein eingestellte Schaltung Induktionsmittel und Kondensatormittel in Serie aufweist, wobei ein Ausgang zu der Lampe von dem Kontakt der Induktionsmittel und der Kondensatormittel genommen ist.
6. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß Anspruch 5, wobei das bzw. die Induktionsmittel zwischen dem Ausgang zu der Lampe und dem Leistungszufuhr- bzw. Netzteilmittel angekoppelt ist bzw. sind, und das bzw. die Kondensatormittel parallel mit der Lampe angekoppelt ist bzw. sind.
7. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei die Primärwindung- bzw. -wicklung (T1P) des Transformators in Serie mit der seriellen Resonanzschaltung angeschlossen ist, und wobei die Sekundärwindung- bzw. -wicklung (T1s) des Transformators in Serie mit der Lampe angeschlossen ist.
8. Lampentreiber bzw. -steuerung nach irgendeinem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel eine Brückentreiberschaltung (10) enthalten.
9. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Transformator einen Kern von einem Material hat, dass zu dem der Induktionsmittel der seriellen Resonatorschaltung verschieden ist.
10. Lampentreiber bzw. -steuerung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, der bzw. die so angeordnet ist, dass im Gebrauch beim Starten der Lampe das Transformatorkernmaterial sättigt.
11. Verfahren zum Ansteuern bzw. Versorgen einer Lampe mit einem Lampentreiber bzw. einer Lampensteuerung, die aufweist, AC-Leistungszufuhr- bzw. -Netzteilmittel, um eine Leistung zu der Lampe zuzuführen, und der bzw. die ferner eine fein eingestellte Schaltung (L1, C1) enthält, die im wesentlichen in Resonanz zu einer ersten Frequenz ist, die an den Ausgang der Leistungszufuhrmittel bzw. Netzteilmittel angekoppelt ist, wobei der Lampentreiber bzw. die Lampensteuerung ferner enthält, Transformatormittel (T1P, T1S), die eine Primärwindung bzw. -wicklung (T1P), die in Serie mit der fein eingestellten Schaltung angekoppelt ist, und eine Sekundärwindung bzw. -wicklung (T1S) enthält, die angekoppelt ist, um die Spannung, die der Lampe zugeführt wird, zu verstärken, wobei das Verfahren aufweist:
an die Lampe wird eine AC-Spannung bei der ersten Frequenz angelegt, um eine erste Spannung über die Lampe zu erzeugen, um eine Entladung zu initiieren;
an die Lampe wird eine AC-Spannung einer zweiten, niedrigeren Frequenz angelegt, um eine zweite, niedrigere Frequenz über die Lampe zu erzeugen, um die Entladung aufrechtzuerhalten.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste Frequenz zumindest ungefähr 10 kHz beträgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die zweite Frequenz weniger als ungefähr 1 kHz beträgt.
14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 13, wobei die AC- Spannung, die bei der ersten Frequenz angelegt wird so ausgelegt wird, dass der Transformator sättigt.
DE69716290T 1996-11-19 1997-11-19 Schaltung und verfahren zum betreiben von lampen Expired - Fee Related DE69716290T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9624167A GB2319677B (en) 1996-11-19 1996-11-19 Lamp driver circuit and method
PCT/GB1997/003172 WO1998023134A1 (en) 1996-11-19 1997-11-19 Lamp driver circuit and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69716290D1 DE69716290D1 (de) 2002-11-14
DE69716290T2 true DE69716290T2 (de) 2003-06-26

Family

ID=10803248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69716290T Expired - Fee Related DE69716290T2 (de) 1996-11-19 1997-11-19 Schaltung und verfahren zum betreiben von lampen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0940063B1 (de)
DE (1) DE69716290T2 (de)
GB (2) GB2356499B (de)
WO (1) WO1998023134A1 (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6188183B1 (en) 1998-06-13 2001-02-13 Simon Richard Greenwood High intensity discharge lamp ballast
US6495971B1 (en) 1998-06-13 2002-12-17 Hatch Transformers, Inc. High intensity discharge lamp ballast
GB9812703D0 (en) * 1998-06-13 1998-08-12 Simsoarica Limited High intensity discharge lamp ballast
DE19916878B4 (de) * 1998-09-18 2011-06-22 Tridonic Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben von Gasentladungslampen
WO2000018197A1 (de) 1998-09-18 2000-03-30 Knobel Ag Lichttechnische Komponenten Schaltungsanordnung zum betreiben von gasentladungslampen
US6194843B1 (en) 1999-01-29 2001-02-27 Electro-Mag International, Inc. HID ballast with hot restart circuit
US6459214B1 (en) * 2001-04-10 2002-10-01 General Electric Company High frequency/high power factor inverter circuit with combination cathode heating
US7486028B2 (en) * 2001-10-31 2009-02-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Circuit arrangement
DE10200004A1 (de) * 2002-01-02 2003-07-17 Philips Intellectual Property Elektronische Schaltung und Verfahren zum Betreiben einer Hochdrucklampe
GB2391726B (en) * 2002-08-07 2005-07-27 Microlights Ltd Improvements in and relating to electronic ballasts
DE102004037382A1 (de) * 2004-04-02 2005-10-20 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Vorschaltgerät für mindestens eine Lampe
WO2006043248A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-27 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Resonant ignitor circuit for lamp with a variable output capacitance ballast
DE602006014884D1 (de) * 2006-05-26 2010-07-22 Greenwood Soar Ip Ltd Vorschaltgerät für eine hochintensitäts-entladungslampe
US7589480B2 (en) 2006-05-26 2009-09-15 Greenwood Soar Ip Ltd. High intensity discharge lamp ballast
DE102008017545A1 (de) 2008-03-25 2009-10-01 Tridonicatco Schweiz Ag Schaltungsanordnung zum Betreiben von HID-Ladungslampen

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3758824A (en) * 1970-07-23 1973-09-11 Sherwin Williams Co Amplification of induced radiation and means for attaining the same
GB1530142A (en) * 1975-11-21 1978-10-25 Gen Electric Starters for discharge lamps
US4060751A (en) * 1976-03-01 1977-11-29 General Electric Company Dual mode solid state inverter circuit for starting and ballasting gas discharge lamps
US4700113A (en) * 1981-12-28 1987-10-13 North American Philips Corporation Variable high frequency ballast circuit
ES8402688A1 (es) * 1982-02-11 1984-02-16 Westinghouse Electric Corp Aparato del tipo de reactancia auxiliar para hacer funcionar lamparas de descarga con energia de corriente alterna.
US4678968A (en) * 1985-02-15 1987-07-07 Gte Products Corporation High intensity discharge lamp starting and operating apparatus
US4887007A (en) * 1987-02-18 1989-12-12 U.S. Philips Corporation DC-AC converter for supplying a gas and/or vapour discharge lamp
GB2204751B (en) * 1987-04-22 1991-06-26 Davis Group Ltd Discharge lamp circuits
US4888528A (en) * 1987-06-29 1989-12-19 Gte Laboratories Incorporated Method of and apparatus for ultrahigh frequency starting of high intensity discharge lamps
US4904905A (en) * 1988-08-05 1990-02-27 American Sterilizer Company Dual resonant frequency arc lamp power supply
FI903403A7 (fi) * 1989-07-10 1991-01-11 Philips Electronics North America Piirijärjestely
EP0456247B1 (de) * 1990-05-10 1995-10-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparat zum Betreiben einer Entladungslampe
GB2261332B (en) * 1991-11-06 1996-05-08 Horizon Fabrications Ltd Driving circuit for electrical discharge devices
GB9223440D0 (en) * 1992-11-09 1992-12-23 Tunewell Transformers Ltd Improvements in or relating to an electrical arrangement
JP3329929B2 (ja) * 1994-02-15 2002-09-30 松下電工株式会社 高圧放電灯点灯装置
BE1009331A3 (nl) * 1995-04-20 1997-02-04 Vito Voedingsschakeling voor gasontladingslampen.

Also Published As

Publication number Publication date
GB2356499B (en) 2001-07-11
WO1998023134A1 (en) 1998-05-28
EP0940063A1 (de) 1999-09-08
GB2319677B (en) 2001-04-18
DE69716290D1 (de) 2002-11-14
EP0940063B1 (de) 2002-10-09
GB9624167D0 (en) 1997-01-08
GB2319677A (en) 1998-05-27
GB0104048D0 (en) 2001-04-04
GB2356499A (en) 2001-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69208218T2 (de) Steuerungsschaltung für eine Entladungslampe
DE69716290T2 (de) Schaltung und verfahren zum betreiben von lampen
DE3243316C2 (de) Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentladungslampen zum Steuern der Leistungsaufnahme derselben
DE3715162C2 (de)
DE69224433T2 (de) Steuerungsschaltung für eine entladungslampe
DE10025610B4 (de) Ansteuergerät für eine Entladungslampe
DE3880658T2 (de) Selbstregulierendes, gegen Nichtbelastung geschütztes Ballastsystem.
DE4328748B4 (de) Wechselrichtereinheit
DE2705968A1 (de) Starter- und vorschaltanordnung fuer gasentladungslampe
DE69902379T2 (de) Vorschaltgerät mit helligkeitssteuerung und regelverfahren für lampen unter verwendung eines frequenzgeregelten streufeldtransformators
DE2705969A1 (de) Vorschaltanordnung fuer entladungslampe
EP0356818B1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Last
DE3221701A1 (de) Schaltungsanordnung zum starten und betreiben von leuchtstofflampen
DE3909174A1 (de) Impuls fuer impuls stromgeregelte spannungsversorgung
DE10223770A1 (de) Entladungslampen-Starter
DE3135311A1 (de) Schaltung fuer die stromzufuehrung einer wechselstromentladungslampe
DE2658903A1 (de) Schalt-spannungsregler
DE2948287C2 (de)
DE69616479T2 (de) Schaltungsanordnung
DE69411447T2 (de) Gleichstromversorgung mit verbessertem Leistungsfaktor
DE19606874A1 (de) Stromversorgungsvorrichtung
DE102005007346A1 (de) Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben von Gasentladungslampen
DE10124219A1 (de) Mikrowellenofen und Verfahren zum Steuern desselben
DE69618567T2 (de) Schaltungsanordnung
DE69414330T2 (de) Stromversorgungsschaltung mit einem resonanten Gegentaktwandler

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee