DE69225013T2

DE69225013T2 - Schaltanordnung

Info

Publication number: DE69225013T2
Application number: DE69225013T
Authority: DE
Inventors: Jozef Reinerus M Bergervoet; Adrianus Martinus J De Bijl; Leonardus Urbanus E Konings; Jacob Schlejen; Johannes Hendrik Wessels
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2012-01-31
Also published as: FI920473A7; ES2116309T3; EP0498497A3; US5243261A; JPH04324291A; FI920473A0; HU9200339D0; KR100266244B1; FI920473L; EP0498497B1; ATE164980T1; EP0498497A2; HUT61645A; KR920017519A; DE69225013D1; HU213125B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, die zum Betreiben einer Niederdruck-Quecksilberentladungslampe mit Hilfe eines hochfrequenten Stroms geeignet ist, mit
- einer Schaltungsgesamtheit zum Erzeugen des hochfrequenten Stroms aus einer Versorgungsspannung, und
- einem Modulator für das im wesentlichen rechteckförmige Modulieren der Amplitude des hochfrequenten Stroms mit einer Modulationsfrequenz f.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus dem US-Patent US-A- 4.219.760 bekannt.
Während des Lampenbetriebs liegt an der Niederdruck-Quecksilberentladungslampe, im weiteren als Lampe bezeichnet, eine nahezu rechteckförmig modulierte hochfrequente Spannung an. Die Frequenz und die Phase der nahezu rechteckförmigen Modulation der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung sind gleich der Frequenz und Phase der nahezu rechteckförmigen Modulation des hochfrequenten Stroms Die Lampe wird mit Hilfe der hochfrequenten Spannung, die dann als Wiederzündspannung wirkt, zu Beginn jeder Rechteckwelle der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung erneut gezündet. Danach nimmt die Amplitude der hochfrequenten Spannung auf einen nahezu konstanten lampenabhängigen Wert ab, weil die Lampe leitend wird, und die hochfrequente Spannung bewirkt, daß der hochfrequente Strom während der Rechteckwelle durch die Lampe fließt. In dem restlichen Teil jedes Zyklus der nahezu rechteckförmigen Modulation der hochfrequenten Spannung liegt an der Lampe nahezu keine Spannung an und fließt nahezu kein Strom durch die Lampe. Die Lampe wird gedimmt, indem ein Tastverhältnis δ der nahezu rechteckförmigen Modulation der hochfrequenten Spannung eingestellt wird. Es zeigte sich, daß bei diesem Dimmverfahren die Lichtausbeute verhältnismäßig hoch und nahezu unabhängig vom Lichtstrom ist.
Wenn eine Schaltungsanordnung nach dem derzeitigen Stand der Technik verwendet wird, nimmt die Amplitude der Wiederzündspannung am Anfang jeder Rechteckwelle einen verhältnismäßig hohen Wert an, so daß die Lempe schnell wieder gezündet wird. Diese verhältnismäßig hohe Amplitude der Wiederzündspannung beeinflußt jedoch die Lebensdauer der Schaltungsanordnung nachteilig und bewirkt auch einen kurzzeitigen Lichtimpuls mit hoher Amplitude. Da diese Lichtimpulse auch Infrarotlicht enthalten, stellen sie ein Störsignal beispielsweise für Infrarotsysteme dar, wie z.B. für Infrarot-Fernbedienungssysteme oder Audioübertragungssysteme.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu verschaffen, mit der der Lichtstrom einer mit der Schaltungsanordnung betriebenen l-ampe in einem weiten Bereich und mit verhältnismäßig hoher Lichtausbeute eingestellt werden kann, wobei das Ausmaß der von der Lampe bewirkten Störung von Infrarotsystemen sehr gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art zusätzlich mit einer Schaltungsgesamtheit zum Begrenzen der an der Lempe anliegenden Wiederzündspannung versehen ist.
Es zeigte sich, daß in dem Maße, in dem die Wiederzündspannung auf einen niedrigeren Wert begrenzt wird, die Amplitude des auftretenden Lichtimpulses infolge von Wiederzündung starker abnimmt oder der Lichtimpuls sogar nahezu vollständig verschwindet. Wenn die Amplitude des Lichtimpulses abnimmt, wird auch die Störung von in der Umgebung der Lempe verwendeten Infrarotsystemen stark vermindert.
Es sei bemerkt, daß eine Vorschaltgerätschaltung für eine Hochdruck- Natriumlampe aus US 4 339 695 bekannt ist. Die dort beschriebene Vorschaltgerätschaltung umfaßt eine Spannungsbegrenzungsschaltung, die über eine Wicklung des die Lampe speisenden Transformators geschaltet ist. Die Spannungsbegrenzungsschaltung dient dazu, die hohen Anforderungen an die Anlaufleistung zu verkleinern, um mit einem Leistungstransformator möglichst viele Lempen zu betreiben.
Eine verhältnismäßig lange Dauer einer Rechteckwelle der nahezu rechteckförmigen Modulation der hochfrequenten Spannung ermöglicht es, die für die Wie-30 derzündung der Lampe erforderliche Dauer verhältnismäßig lang zu wählen, indem die Amplitude der Wiederzündspannung auf einen verhältnismäßig niedrigen Wert begrenzt wird. Die Dauer einer Rechteckwelle ist für ein gegebenes Tastverhältnis δ bei einer verhältnismäßig niedrigen Modulationsfrequenz f verhältnismäßig lang, so daß es wünschenswert ist, zur Begrenzung der Störung von Infrarotsystemen die Modulationsfrequenz f verhältnismäßig niedrig zu wählen. Eine praktische untere Grenze der Modulationsfrequenz f wird jedoch durch die Tatsache gegeben, daß das von einer mit einer Modulationsfrequenz unter ungefähr 100 Hz betriebenen Lampe ausgestrahlte Licht als für das menschliche Auge unangenehm wahrgenommen wird. Zudem ist in dem Fall, daß die Modulationsfrequenz relativ niedrig und das Tastverhältnis δ relativ gering ist, der durch die Lampe fließende Strom für ein relativ langes Zeitintervall in jeder Periode der Modulation praktisch gleich null. Weil der durch die Lampe fließende Strom für ein relativ langes Zeitintervall praktisch gleich null ist, rekombinieren relativ viele Ladungsteilchen in dem Plasma der Lampe, wodurch die Wiederzündung der Lampe relativ schwierig wird, wenn die Modulationsfrequenz relativ niedrig und das Tastverhältnis δ relativ gering ist. In der Praxis hat sich gezeigt, daß es in den meisten Fällen, selbst wenn das Tastverhältnis δ relativ klein war, möglich war, die Wiederzündspannung so zu begrenzen, daß eine wirkungsvolle Unterdrückung der Störung von Infrarotsystemen realisiert wurde, falls die Modulationsfrequenz im Bereich von 100 Hz bis 10 kHz gewählt wurde.
In der Praxis hat sich gezeigt, daß für jede Lampentemperatur eine geeignete Begrenzung der Wiederzündspannung zwischen sehr engen Grenzen gewählt werden muß und daß die geeignete Begrenzung der Wiederzündspannung temperaturabhängig ist. Unter einer geeigneten Begrenzung der Wiederzündspannung soll hier eine Spannung Vi verstanden werden, bei der die Lampe genügend schnell gezündet werden kann, während gleichzeitig die von der Lampe bewirkte Störung von Infrarotsystemen nur gering ist. Ein kleiner Anstieg der Spannung Vi relativ zu dem geeigneten Wert führt zu einer starken Zunahme der Störung von Infrarotsystemen, während eine kleine Abnahme der Spannung Vi relativ zu dem geeigneten Wert bedeutet, daß die zum Wiederzünden der Lampe benötigte Zeit stark zunimmt oder sogar, daß es nicht gelingt, die Lampe innerhalb der Zeitdauer einer Rechteckwelle wieder zu zünden.
Eine Folge der beobachteten Temperaturabhängigkeit der geeigneten Begrenzung der Wiederzündspannung ist, daß diese geeignete Begrenzung kontinuierlich angepaßt werden muß, wenn die Lampentemperatur nach dem Starten auf eine stationäre Betriebstemperatur ansteigt. Es zeigt sich, daß dieses Problem gelöst werden kann, indem die Spannung Vi, auf die die Wiederzündspannung begrenzt wird, zeitabhängig gemacht wird. Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise eine allmähliche Zunahme des Wertes der Spannung Vi zu Beginn jeder Rechteckwelle der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung bewirkt, daß die Lampe bei verschiedenen Temperaturen (und bei zugehörigen verschiedenen Höchstwerten der Amplitude der Wiederzündspannung) wieder gezündet wird, nahezu ohne Störung von Infrarotsystemen zu verursachen.
Infolge der Wiederzündung der Lampe ist die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung während eines Zeitintervalls Δt1 jeder Rechteckwelle höher als während des Teils der Rechteckwelle, in dem die Lampe wieder gezündet wird, und ist die Amplitude der hochfrequenten Spannung nahezu konstant. Dieses Zeitintervall Δt1 kann in einfacher Weise elektronisch gemessen werden und ist ein Maß für die Zeitdauer der Wiederzündung. Da die Zeitdauer der Wiederzündung und die von dieser Wiederzündung verursachte Störung von Infrarotsystemen miteinander zusammenhängen, ist es möglich, die Wiederzündung der Lampe weiterhin dadurch steuerbar zu machen, daß das Zeitintervall Δt1 über die Spannung Vi geregelt wird. Das Zeitintervall Δt1 muß dann auf einen solchen Wert geregelt werden, daß die Lampe bei der zugehörigen Spannung Vi genügend schnell wieder gezündet wird und gleichzeitig nur einen geringen Grad an Störung von Infrarotsystemen verursacht. Es ist möglich, anstelle des Zeitintervalis Δt1 ein anderes Zeitintervall zu steuern, daß ein Maß für die Zeitdauer der Wiederzündung der Lampe, wie z.B. das Zeitintervall zwischen dem Beginn einer Rechteckwelle der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung und dem Zeitpunkt innerhalb der Rechteckwelle, zu dem die Lampe wieder gezündet wird und zu dem die Amplitude der hochfrequenten Spannung nahezu konstant geworden ist.
Störung von Infrarotsystemen kann nicht nur von Lichtimpulsen verursacht werden, die infolge einer ungenügenden Steuerung der Wiederzündung der Lampe zu Beginn jeder Rechteckwelle der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung auftreten, sondern auch durch zu schnelle Abnahme des Lichtstroms am Ende jeder Rechteckwelle. Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Amplitude des durch die Lampe fließenden hochfrequenten Strom während eines Zeitintervalls, das einen wesentlichen Anteil eines zur Frequenz f gehörenden Zyklus bildet, allmählich auf nahezu den Wert null abnimmt, der Lichtstrom während dieses Zeitintervalls auch allmählich auf nahezu den Wert null sinkt. Dieser allmähliche Abfall des Lichtstroms am Ende jeder Rechteckwelle führt zu einer weiteren Unterdrückung der Störung von Infrarotsystemen. Diese weitere Unterdrückung nimmt in dem Maße zu, in dem das Zeitintervall, in dem die Amplitude des durch die Lampe fließenden hochfrequenten Stroms allmählich auf nahezu den Wert null abnimmt, zunimmt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aulbaus einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung;
Fig. 2 die Ausführungsform von Fig. 1 mehr im Detail;
Fig. 3 drei verschiedene Formen einer Amplitude, in Volt ausgedrückt, einer an einer Niederdruck-Quecksilberlampe anliegenden, nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung als Funktion der Zeit und drei zugehörige Formen des Lichtstroms, in Watt ausgedrückt, der Niederdruck-Quecksilberlampe als Funktion der Zeit und
Fig. 4 Frequenzspektren der Leistung eines von einer elektrodenlosen Niederdruck-Quecksilberlampe ausgesendeten Infrarotsignals.
In Fig. 1 sind K1 und K2 Eingangsklemmen, die zum Anschluß an eine Versorgungsspannungsquelle geeignet sind. 1 bezeichnet eine Schaltungsgesamtheit zum Erzeugen eines hochfrequenten Stroms aus einer von der Versorgungsspannungsquelle gelieferten Versorgungsspannung. II ist ein Modulator für die nahezu rechteckförmige Modulation einer Amplitude des hochfrequenten Stroms mit einer Modulationsfrequenz f. Der Modulator II ist auch mit einer Schaltungsgesamtheit VI versehen zum Verkleinern der Amplitude des hochfrequenten Stroms am Ende jeder Rechteckwelle von einem nahezu konstanten Wert bei stationärem Lampenbetrieb bis auf nahezu den Wert null während eines Zeitintervalls, das ein wesentlicher Anteil eines zur Modulationsfrequenz f gehörenden Zyklus ist. Ein Ausgang der Schaltungsgesamtheit I ist mit einer Lampe IV gekoppelt. Der Ausgang der Schaltungsgesamtheit I ist auch mit einem Eingang eines Schaltungsabschnitts III zum Messen eines Zeitintervalls Δt1, in dem eine Amplitude einer an der Lampe anliegenden, nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung höher ist als ein nahezu konstanter Wert bei stationärem Lampenbetrieb. Ein Ausgang des Schaltungsabschnitts III ist mit einem Eingang der Schaltungsgesamtheit V verbunden, um eine Amplitude einer an der Lampe anliegenden Wiederzündspannung auf eine Spannung Vi zu begrenzen. Ein Ausgang der Schaltungsgesamtheit V ist mit einem Eingang des Modulators II verbunden. Ein weiterer Eingang des Modulators II ist mit einem Ausgang der Schaltungsgesamtheit VIII verbunden, um ein Tastverhältnis δ der an der Lampe anliegenden, nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung einzustellen.
Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung von Fig. 1 ist folgendermaßen.
Wenn die Eingangsklemmen K1 und K2 mit einer Versorgungsspannungsquelle verbunden sind, erzeugt die Schaltungsgesamtheit I einen hochfrequenten Strom, der von dem Modulator II mit einer Modulationsfrequenz f nahezu in eine Rechteckform moduliert wird. An der Lampe liegt eine hochfrequente Spannung an, die auch nahezu rechteckförmig mit der Modulationsfrequenz f moduliert ist. Die Amplitude der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung ist höher als der nahezu konstante Wert bei stationärem Lampenbetrieb während eines Zeitintervalls Δt1 wegen der Wiederzündung der Lampe zu Beginn jeder Rechteckwelle. Nach der Wiederzündung bewirkt die hochfrequente Spannung, daß hochfrequenter Strom durch die Lampe fließt. Das Zeitintervall Δt1 wird vom Schaltungsabschnitt III gemessen und ist ein Maß für die Dauer der Wiederzündung der Lampe. Die Schaltungsgesamtheit V stellt die Spannung Vi in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Messung ein: bei einer Zunahme von Δt1 wird die Spannung Vi erhöht, bei einer Abnahme von Δt1 wird die Spannung Vi erniedrigt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Lampe zu Beginn jeder Rechteckwelle der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung genügend schnell wieder gezündet wird, wobei diese Wiederzündung keinen kurzzeitigen Lichtimpuis hoher Amplitude bewirkt, so daß die von der Lampe verursachte Störung von Infrarotsystemen nur gering ist.
Eine weitere Verringerung der Störung von Infrarotsystemen wird mit der Schaltungsgesamtheit VI erhalten, indem diese Schaltungsgesamtheit bewirkt, daß die Amplitude des durch die Lampe fließenden hochfrequenten Stroms und damit der Lichtstrom am Ende jeder Rechteckwelle allmählich abnimmt.
Der Lichtstrom der Lampe ist durch Einstellung des Tastverhältnisses δ der nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Spannung mit Hilfe der Schaltungsgesamtheit VIII einstellbar.
In der Schaltungsanordnung von Fig. 2 bilden Schaltungsabschnitte A und E zusammen mit Eingangsklemmen 1 und 2 eine unvollständige Halbbrücke. K1 und K2 sind Eingangsklemmen, die zum Anschluß an eine Versorgungsspannungsquelle geeignet sind, und VII ist eine Schaltungsgesamtheit zum Erzeugen einer Gleichspannung aus einer Versorgungsspannung. Zusammen mit der Schaltungsgesamtheit VII und den Eingangsklemmen K1 und K2 bildet die unvollständige Halbbrücke eine Schaltung zum Erzeugen eines hochfrequenten Stroms aus einer Versorgungsspannung. La ist eine mit dieser Schaltung betriebene elektrodenlose Lampe. Der Modulator II ist mit Eingangsklemmen 1 und 2 der unvollständigen Halbbrücke gekoppelt. Die unvollständige Halbbrücke ist folgendermaßen aufgebaut.
Zweig A wird von Schaltelementen S1 und S2, Sekundärwicklungen L3A und L3B des Transformators L, Zenerdioden 41, 42, 43, 44 und Kondensatoren D1 und D2 gebildet. Der Lastzweig E besteht aus der Spule L1 und der von der Spule L2, der Primärwicklung 1-4 des Transformators L, Kondensatoren 18a und 18b und dem Widerstand 30 gebildeten Lastschaltung.
Die Schaltelemente S1 und S2 umfassen jeweils eine Freilaufdiode, von der eine Anode mit einer ersten Hauptelektrode des betreffenden Schaltelements und eine Kathode mit einer zweiten Hauptelektrode des betreffenden Schaltelements verbunden ist.
Die Spule L2 ist innerhalb eines Hohlraums eines Lampengefaßes einer elektrodenlosen Lampe La positioniert.
Die zweite Hauptelektrode des Schaltelements S1 ist mit der Eingangsklemme 1 verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung L3A ist mit einer Steuerelektrode des Schaltelements S1 verbunden, und ein weiteres Ende der Sekundärwicklung L3A ist mit der ersten Hauptelektrode des Schaltelements S1 verbunden. Der Kondensator D1 überbrückt die Sekundärwicklung L3A. Die Sekundärwicklung L3A wird auch von einer Reihenschaltung aus zwei Zenerdioden 41 und 42 überbrückt, deren Anoden miteinander verbunden sind. Die erste Hauptelektrode des Schaltelements S1 ist mit der zweiten Hauptelektrode des Schaltelements S2 verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung L3B ist mit einer Steuerelektrode des Schaltelements S2 und ein weiteres Ende der Sekundärwicklung L3B ist mit der ersten Hauptelektrode des Schaltelements S2 verbunden. Der Kondensator D2 überbrückt die Sekundärwicklung L3B. Die Sekundärwicklung L3B wird auch von einer Reihenschaltung aus zwei Zenerdioden 43 und 44 überbrückt, deren Anoden miteinander verbunden sind. Die erste Hauptelektrode des Schaltelements S2 ist mit der Eingangsklemme 2 verbunden.
Eine Seite der Spule L1 ist mit einem Verbindungspunkt der Schaltelemente S1 und S2 verbunden. Ein weiteres Ende der Spule L1 ist mit einer Seite des Kondensators 18a und einer Seite des Kondensators 18b verbunden. Eine weitere Seite des Kondensators 18b ist mit einem Ende der Spule L2 verbunden. Ein weiteres Ende der Spule L2 ist mit der Eingangsklemme 2 verbunden. Ein weiteres Ende des Kondensators 18a ist mit der Primärwicklung L4 verbunden. Ein weiteres Ende der Primärwicklung L4 ist mit der Eingangsklemme 2 verbunden. Der Widerstand 30 überbrückt die Primärwicklung L4.
Die Funktionsweise der Schaltung von Fig. 2 ist folgendermaßen.
Wenn die Eingangsklemmen K1 und K2 mit den Polen einer Versorgungsspannungsquelle verbunden werden, liegt eine nahezu rechteckförmige Spannung Vin mit einem Tastverhältnis δ und einer Frequenz f zwischen den Eingangsklemmen 1 und 2 an. Die Spannung Vin ist während eines Teils des zur Frequenz f gehörenden Zyklus nahezu gleich null. Während dieses Teils jedes Zyklus ist die an der Lampe La anliegende Spannung auch nahezu null. Während des restlichen Teils jedes Zyklus von Vin ist das Potential der Eingangsklemme 1 Höher als das der Eingangsklemme 2 und werden die Schaltelemente S1 und S2 der unvollständigen Halbbrücke mit einer hohen Frequenz ν leitend und nichtleitend gemacht. Daher liegt an der Lampe La eine hochfrequente Spannung mit der Frequenz Δ an. Das bedeutet, daß eine Spannung an der Lampe La anliegt, die nahezu rechteckförmig moduliert und von hoher Frequenz ist, wobei die Phase und die Frequenz der nahezu rechteckförmigen Modulation denen der nahezu rechteckförmigen Spannung Vin entsprechen. Die an der Lampe anliegende hochfrequente Spannung wirkt dann zu Beginn jeder Rechteckwelle der nahezu rechteckförmigen Modulation als Wiederzündspannung. Die Schaltungsgesamtheit V begrenzt die Amplitude der Spannung Vin zu Beginn jeder Rechteckwelle von Vin. Da die Amplitude der Wiederzündspannung von der Amplitude der Spannung Vin abhängig ist, führt diese Begrenzung der Amplitude von Vin zu einer Begrenzung der Amplitude der Wiederzündspannung auf eine Spannung Vi. Nach dem Zeitpunkt tm in jeder Rechteckwelle, zu dem die Amplitude der Wiederzündspannung einen maximalen Wert erreicht, nimmt die Amplitude von Vin auf den zum stationären Lampenbetrieb gehörenden nahezu konstanten Wert ab. Dank der Begrenzung der Amplitude der Wiederzündspannung wird die Lampe La zu Beginn jeder Rechteckwelle der nahezu rechteckförmigen Modulation, praktisch ohne Störung von Infrarotsystemen zu bewirken, wieder gezündet. Nach der Wiederzündung fließt während des restlichen Teils jeder Rechteckwelle ein hochfrequenter Strom durch die Lampe.
Die Schaltungsgesamtheit VI läßt die Amplitude von Vin am Ende jeder Rechteckwelle von Vin während eines Zeitintervalis, das ein wesentlicher Anteil eines Zyklus der Spannung Vin ist, allmählich auf nahezu den Wert null abnehmen. Infolgedessen nimmt die Amplitude der an der Lampe anliegenden, hochfrequenten Spannung und damit auch die Amplitude des durch die Lampe fließenden hochfrequenten Stroms in einem Zeitintervall, das ein wesentlicher Anteil eines Zyklus der nahezu rechteckförmigen Modulation ist, allmählich auf nahezu null ab. Diese allmähliche Abnahme des durch die Lampe fließenden hochfrequenten Stroms am Ende jeder Rechteckwelle der nahezu rechtecklörmigen Modulation führt zu einer weiteren Unterdrückung der Störung von Infrarotsystemen.
Der Schaltungsabschnitt III mißt das Zeitintervall Δt1, in dem die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung größer ist als der nahezu konstante Wert bei stationärem Lampenbetrieb. Je nach dem Ergebnis dieser Messung wird die Begrenzung der Amplitude der Spannung Vin zu Beginn jeder Rechteckwelle von Vin von der Schaltungsgesamtheit V eingestellt. Die Einstellung der Begren-. zung der Amplitude der Spannung Vin entspricht einer Einstellung der Spannung Vi, auf die die Amplitude der an der Lampe anliegenden Wiederzündspannung begrenzt wird. Das Zeitintervall Δt1 wird vom Schaltungsabschnitt III und der Schaltungsgesamtheit V auf einen nahezu konstanten Wert geregelt, so daß die Unterdrückung der Störung von Infrarotsystemen nahezu unabhängig von der Lampentemperatur ist.
Wenn die Versorgungsspannung eine Wechselspannung ist, kann die Schaltungsgesamtheit VII beispielsweise aus einer Diodenbrücke und einer Kombination aus einem oder mehreren Gleichstromumrichtern vom Typ des Hoch- oder Tiefsetzstellers oder des Sperrwandlers bestehen. Durch periodische Änderung des Tastverhältnisses des (der) in dem (den) Gleichstromumrichter(n) vorhandenen Schalter(s) mit einer Frequenz f ist es möglich, zu bewirken, daß Vin von nahezu rechtecklörmiger Form mit einer Frequenz f ist, und die Amplitude von Vin zu begrenzen.
Fig. 3a zeigt eine graphische Darstellung der Amplitude der an einer mit einer Schaltung nach dem Stand der Technik betriebenen Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung, während einer Rechteckwelle der nahezu rechteckförmigen Modulation, für den Fall, daß keine Maßnahmen zur Steuerung des Wiederzündprozesses getroffen worden sind. Zu Beginn einer Rechteckwelle der nahezu rechteckförrnig modulierten hochfrequenten Spannung ist die Amplitude der hochfrequenten Spannung während eines Zeitintervalls Δt1 infolge der Wiederzündung der Lampe verhältnismäßig hoch. Nach der Wiederzündung nimmt die Amplitude der hochfrequenten Spannung während des restlichen Teils der Rechteckwelle einen beträchtlich niedrigeren Wert Vb an. Die Amplitude der hochfrequenten Spannung fallt am Ende jeder Rechteckwelle sehr schnell auf nahezu den Wert null ab.
Sowohl der Strahlungsfluß der Infrarotstrahlung als auch der Lichtstrom des sichtbaren Lichtes weisen das in Fig. 3b dargestellte zeitabhängige Verhalten auf. Infolge der verhältnismäßig hohen Amplitude der Zündspannung tritt ein kurzzeitiger Lichtimpuls mit verhältnismäßig hoher Amplitude auf. Dann stabilisiert sich der Lichtstrom bei einem nahezu konstanten Wert. Der Lichtstrom wird während eines Teils der Rechteckwelle auf diesem nahezu konstanten Wert gehalten. Am Ende der Rechteckwelle fällt der Lichtstrom sehr schnell auf nahezu den Wert null ab. Der kurzzeitige Lichtimpuls und (in minderem Maße) der schnelle Abfall des Lichtstrom auf nahezu den Wert null am Ende jeder Rechteckwelle bewirken beide eine Störung von Infrarotsystemen.
Fig. 3c zeigt den Verlauf der Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung während einer Rechteckwelle der nahezu rechteckförmigen Modulation für den Fall, daß die Amplitude der Wiederzündspannung auf eine nahezu konstante Spannung Vi begrenzt wird und auch Maßnahmen getroffen worden sind, um die Amplitude der an der Lampe anliegenden, hochfrequenten Spannung am Ende jeder Rechteckwelle allmählich abnehmen zu lassen. Nach der Wiederzündung fällt die Amplitude der hochfrequenten Spannung auf einen Wert Vb ab, genauso wie in dem in Fig. 3a gezeigten Fall. Da die Amplitude der Wiederzündspannung niedriger ist, ist die für die Wiederzündung der Lampe benötigte Zeit größer als in dem Fall, daß keine Maßnahmen zur Steuerung des Wiederzündprozesses getroffen worden sind. Dies äußert sich darin, daß das Zeitintervall Δt1, in dem die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung höher ist als der Wert Vb, weiter zugenommen hat. Am Ende der Rechteckwelle nimmt die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung und damit die Amplitude des durch die Lampe fließenden hochfrequenten Stroms während des Zeitintervalls Δt2 vom Wert Vb bei stationärem Lampenbetrieb auf nahezu den Wert null ab; wobei Δt2 ein wesentlicher Anteil eines zu der Frequenz f gehörenden Zyklus ist.
Fig. 3d zeigt den Lichtstrom als Funktion der Zeit in dem Fall, daß die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung als Funktion der Zeit, wie in Fig. 3c angedeutet, verläuft. Es ist zu erkennen, daß die Amplitude des kurzzeitigen Lichtimpulses beträchtlich abgenommen hat und auch, daß die Abnahme des Lichtstroms am Ende der Rechteckwelle auf den Wert null während eines größeren Zeitintervalls erfolgt als bei dem in Fig. 3b gezeigten Lampenbetrieb. Diese beiden Änderungen führen zu einer beträchtlichen Abnahme der Störung von Infrarotsystemen durch das von der Lampe ausgestrahlte Licht.
Fig. 3e zeigt die Form der Amplitude der an der Lampe anliegenden, hochfrequenten Spannung, wenn die Spannung Vi, auf die die Amplitude begrenzt wird, zeitabhängig ist. Im dargestellten Fall steigt die Spannung Vi allmählich zu Beginn jeder Rechteckwelle an. Die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung steigt auf einen maximalen Wert. Nach diesem maximalen Wert nimmt die Amplitude auf den Wert Vb ab. Die Form der Amplitude als Funktion der Zeit ist nahezu identisch mit der in Fig. 3 gezeigten Form von dem Zeitpunkt an, zu dem die Amplitude den Wert Vb erreicht hat. Die Zeitdauer Δt1 kann geregelt werden, indem man die Spannung Vi vor dem Zeitpunkt tm zu dem die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung maximal ist, mehr oder weniger schnell zunehmen läßt. Δt1 ist somit nahezu zeitunabhängig gemacht worden.
Fig. 3f zeigt den Lichtstrom der Lampe als Funktion der Zeit für den Fall, daß die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung als Funktion der Zeit verläuft, wie in Fig. 3e gezeigt. Zu erkennen ist, daß der kurzzeitige Lichtimpuls nahezu nicht mehr vorhanden ist und der Lichtstrom allmählich von nahezu dem Wert null auf den gleichen nahezu konstanten Pegel ansteigt, wie den, der in Fig. 2b und Fig. 2d erreicht worden ist. Die Abnahme an Lichtstrom vom nahezu konstanten Pegel bis auf nahezu den Wert null verläuft auch sehr allmählich, wie es in Fig. 2d der Fall ist. Die allmählichen Änderungen des Lichtstroms sowohl zu Beginn als auch am Ende jeder Rechteckwelle haben zur Folge, daß die von der Lampe bewirkte Störung von Infrarotsystemen sehr gering ist.
In Fig. 4 ist die Leistung des von einer Lampe ausgestrahlten Infrarotlichtes, ausgedrückt in Dezibel (dB), entlang der y-Achse aufgetragen. Jeder Abschnitt der y-Achse entspricht einer Leistungsänderung von 10 dB. Die auf der x-Achse aufgetragene Größe hat die Dimension einer Frequenz, wobei jeder Abschnitt der x-Achse einer Frequenzänderung von 10 Kilohertz (kHz) entspricht. Der Ursprung des dargestellten Koordinatensystems ist der Punkt (x = 0 kHz, y = 0 dB). Die verwendete Lampe war eine elektrodenlose Niederdruck-Quecksilberenfladungslampe mit einer Nennleistung von 100 Watt. Die Lampe wurde mit einem nahezu rechteckförmig modulierten hochfrequenten Strom betrieben. Die Figur zeigt das Frequenzspektrum der Leistung des von der Lampe ausgestrahlten Infrarotlichtes, sowohl für den Fall, bei dem Maßnahmen zur Steuerung des Verlaufs einer Amplitude einer an der elektrodenlosen Niederdruck- Quecksilberlampe anliegenden hochfrequenten Spannung und zur Steuerung der Abnahme einer Amplitude des hochfrequenten Stroms am Ende jeder Rechteckwelle getroffen worden waren, als auch für den Fall, bei dem solche Maßnahmen nicht getroffen worden waren. Die Frequenz Δ des hochfrequenten Stroms betrug ungefähr 2,65 MHz, und die Modulationsfrequenz f der nahezu rechteckförmigen Modulation betrug ungefahr 200 Hz. Wo keine Maßnahmen zum Steuern der Wiederzündung der Lampe getroffen worden waren, stieg die Amplitude der an der Lampe anliegenden Wiederzündspannung auf über 1000 Volt an, und das Frequenzspektrum des von der Lampe ausgestrahlten Infrarotlichtes ergab Kurve A. Kurve B wurde für die gleiche Lampe gemessen, nachdem Maßnahmen zum Begrenzen der Wiederzündspannung auf eine zeitabhängige Spannung Vi getroffen worden waren, deren Amplitude von nahezu null Volt in ungefahr 200 uSekunden auf einen maximalen Wert von ungefähr 220 Volt anstieg, und zum Absenken der Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung allmählich am Ende jeder Rechteckwelle über ein Zeitintervall von ungefähr 200 uSekunden, wie in Fig. 3e gezeigt. Sowohl Kurve A als auch Kurve B wurden bei einer Bandbreite von 3 kHz gemessen. Aus der Position von Kurve B relativ zu Kurve A kann geschlossen werden, daß die Stärke des Infrarotsignals, wenn die Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung gesteuert wird, über einen verhältnismäßig breiten Frequenzbereich beträchtlich kleiner ist als im Fall einer nicht gesteuerten Amplitude der an der Lampe anliegenden hochfrequenten Spannung. Viele mit Infrarotlicht arbeitenden Fernbedienungen arbeiten bei einer Frequenz von einigen zehn kHz. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Unterdrückung des von der Lampe ausgestrahlten Infrarotlichtes in diesem Frequenzbereich von häufig mehr als 20 dB bewirken.

Claims

1. Schaltungsanordnung, die zum Betreiben einer Niederdruck-Quecksilberentladungslampe (IV; La) mit Hilfe eines hochfrequenten Stroms geeignet ist, mit

- einer Schaltungsgesamtheit (I; VII, A, E) zum Erzeugen des hochfrequenten Stroms aus einer Versorgungsspannung, und

- einem Modulator (II) für das im wesentlichen rechteckförmige Moduheren der Amplitude des hochfrequenten Stroms mit einer Modulationsfrequenz f, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung zusätzlich mit einer Schaltungsgesamtheit (V) zum Begrenzen der an der Lampe anliegenden Wiederzündspannung versehen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsfrequenz zwischen 100 Hz und 10 kHz liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederzündspannung auf eine Spannung Vi begrenzt ist und daß die Schaltungsanordnung eine Schaltungsgesamtheit umfaßt, um die Spannung Vi zeitabhängig zu machen.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederzündspannung auf eine Spannung Vi begrenzt ist und daß die Schaltungsanordnung mit einer Schaltungsgesamtheit (III, V) versehen ist, um die Spannung Vi von der Zeitdauer der Wiederzündung der Niederdruck-Quecksilberentladungslampe (IV, La) abhängig zu machen.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung mit einer Schaltungsgesamtheit (VI) versehen ist, um die Amplitude des hochfrequenten Stroms während eines Zeitraums, der ein wesentlicher Anteil eines zur Frequenz f gehörenden Zyklus ist, von einem Wert bei stationärem Lampenbetrieb auf nahezu den Wert null zu verringern.