DE102005055831A1 - Electronic ballast for gas discharge lamp, has measuring device with ohmic resistor and rectifier for measuring current and providing current measured value, so that full bridge circuit is controlled by controller depending on value - Google Patents

Electronic ballast for gas discharge lamp, has measuring device with ohmic resistor and rectifier for measuring current and providing current measured value, so that full bridge circuit is controlled by controller depending on value Download PDF

Info

Publication number
DE102005055831A1
DE102005055831A1 DE200510055831 DE102005055831A DE102005055831A1 DE 102005055831 A1 DE102005055831 A1 DE 102005055831A1 DE 200510055831 DE200510055831 DE 200510055831 DE 102005055831 A DE102005055831 A DE 102005055831A DE 102005055831 A1 DE102005055831 A1 DE 102005055831A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electronic ballast
load circuit
circuit
impedance
gas discharge
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.)
Withdrawn
Application number
DE200510055831
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Dr. Rossmanith
Markus Schaumburg Ziegler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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 Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Priority to DE200510055831 priority Critical patent/DE102005055831A1/en
Priority to EP20060124510 priority patent/EP1793655B1/en
Publication of DE102005055831A1 publication Critical patent/DE102005055831A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit 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
    • H05B41/288—Circuit 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
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2921—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2925—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal lamp operating conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit 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
    • H05B41/288—Circuit 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
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2921—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2926—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

The ballast has a full bridge circuit with four switching units (S1-S4) and a load circuit that is arranged in a centre branch of the bridge circuit. A controller (ST) controls the bridge circuit and determines an impedance/voltage of the load circuit, and a measuring device includes an ohmic resistor and a rectifier (GR). The device measures current by one of the units and provides a current measured value for the controller, so that the bridge circuit is controlled by the controller depending on the value such that a phase-shifted full-bridge is realized with resonance ignition. An independent claim is also included for a method for controlling an electronic ballast for a gas discharge lamp.

Description

Technisches Gebiettechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe mit einer Vollbrückenschaltung, die vier Schaltelemente aufweist und in deren Mittelzweig ein Lastkreis angeordnet ist, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Vollbrückenschaltung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Steuern des elektronischen Vorschaltgeräts.The The present invention relates to an electronic ballast for a gas discharge lamp with a full bridge circuit, having the four switching elements and disposed in the central branch of a load circuit is, and a control device for controlling the full bridge circuit. About that In addition, the present invention relates to a corresponding method for controlling the electronic ballast.

Stand der TechnikState of technology

Zur Überwachung des Betriebszustands einer Gasentladungslampe ist es nötig, die Lampenspannung oder den Lampenstrom zu messen. Bei einer Halbbrückenschaltung kann die Spannung an der Lampe einfach gemessen werden, indem die Spannung an dem einen Lampenpol abgegriffen wird, da der andere Pol in der Regel auf Masse bzw. einem definierten Potential liegt. Bei einer phasenverschobenen Vollbrücke hingegen, sind die Spannungen an beiden Polen der Lampe variabel. Daher ist es schwierig, die Lampenspannung bzw. den Lampenstrom direkt mit Hilfe eines Monitorwerts abzugreifen. Speziell die Lampenspannung, welche für die Zündung wichtig ist, kann nur differentiell gemessen werden. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen Schaltungsaufwand.For monitoring the operating state of a gas discharge lamp, it is necessary that Lamp voltage or to measure the lamp current. In a half-bridge circuit the voltage at the lamp can be easily measured by the Voltage at the one pole is tapped, as the other Pol is usually at ground or a defined potential. In a phase-shifted full bridge, however, are the voltages variable at both poles of the lamp. Therefore, it is difficult to Lamp voltage or the lamp current directly using a monitor value tap off. Especially the lamp voltage, which is important for the ignition is, can only be measured differentially. This means, however a considerable amount of circuitry.

Aus der Druckschrift WO 2004/098245 A1 ist ebenfalls ein elektronisches Vorschaltgerät mit Vollbrückenschaltung bekannt. Auch hier wird zumindest indirekt festgestellt, dass die Lampenspannung selbst nicht ohne weiteres messbar ist. Es wird dort ein Test der Lampe vor dem Betrieb vorgeschlagen.Out the publication WO 2004/098245 A1 is also an electronic ballast with full bridge circuit known. Again, it is at least indirectly established that the Lamp voltage itself is not readily measurable. It will be there Test the lamp proposed before operation.

Darstellung der Erfindungpresentation the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektronisches Vorschaltgerät mit Vollbrückenschaltung bereitzustellen, mit dem der Betriebszustand der zu betreibenden Gasentladungslampe mit einfacheren Mitteln festgestellt werden kann. Darüber hinaus soll ein entsprechendes Verfahren zum Steuern des elektronischen Vorschaltgeräts in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Lampe bereitgestellt werden.The Object of the present invention is an electronic ballast with full bridge circuit to provide the operating state of the operated Gas discharge lamp can be determined with simpler means. About that In addition, a corresponding method for controlling the electronic ballast dependent on be provided by the operating state of the lamp.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungungslampe mit einer Vollbrückenschaltung, die vier Schaltelemente aufweist und in deren Mittelzweig ein Lastkreis angeordnet ist, und einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Vollbrückenschaltung, sowie einer Messeinrichtung zum Messen des Stroms durch eines der vier Schaltelemente und zum Bereitstellen eines Strommesswerts für die Steuereinrichtung, so dass die Vollbrückenschaltung durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit des Strommesswerts steuerbar ist.According to the invention this Task solved by an electronic ballast for one Gas discharge lamp with a full bridge circuit, the four switching elements has and in the middle branch of a load circuit is arranged, and a control device for controlling the full-bridge circuit, as well a measuring device for measuring the current through one of the four Switching elements and for providing a current reading for the control device, so that the full bridge circuit by the control device as a function of the measured current value is controllable.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Steuern eines elektronischen Vorschaltgeräts für eine Gasentladungslampe mit einer Vollbrückenschaltung, die vier Schaltelemente aufweist und in deren Mittelzweig ein Lastkreis angeordnet ist, durch Messen des Stroms durch eines der vier Schaltelemente, Bereitstellen eines entsprechenden Strommesswerts und Steuern der Vollbrückenschaltung in Abhängigkeit des Strommesswerts.Furthermore is provided according to the invention a method for controlling an electronic ballast for a gas discharge lamp with a full bridge circuit, having the four switching elements and disposed in the central branch of a load circuit by measuring the current through one of the four switching elements, Providing a corresponding current reading and controlling the Full bridge circuit dependent on of the current reading.

In vorteilhafter Weise ist es somit möglich, durch eine einfache Spannungs- bzw. Strommessung auf den Betriebszustand der Gasentladungslampe zu schließen. Abhängig davon kann dann die Vollbrücke in geeigneter Weise angesteuert werden.In Advantageously, it is thus possible by a simple Voltage or Current measurement to close the operating state of the gas discharge lamp. Depending on it then can the full bridge be controlled in a suitable manner.

Die Messeinrichtung umfasst vorteilhafterweise einen ohmschen Widerstand und einen Gleichrichter. Damit lässt sich auf günstige Art und Weise ein Spannungswert ermitteln, der als Hinweis für den Betriebszustand der Lampe dient.The Measuring device advantageously comprises an ohmic resistance and a rectifier. Leave it on cheap How to determine a voltage value as an indication of the operating condition the lamp is used.

Vorzugsweise wird die Vollbrückenschaltung derart angesteuert, dass eine phasenverschobene Vollbrücke mit der Resonanzzündung realisiert ist. Damit kann die Lampe mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden.Preferably the full bridge circuit becomes so controlled, that realizes a phase-shifted full bridge with the resonance ignition is. Thus, the lamp can be operated with a high efficiency become.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist durch die Steuereinrichtung eine erste Impedanz bzw. Spannung des Lastkreises bei einer ersten Frequenz und eine zweite Impedanz bzw. Spannung bei einer höheren, zweiten Frequenz jeweils unterhalb der Leerlaufresonanzfrequenz des Lastkreises und oberhalb der Resonanzfrequenz des Lastkreises bei eingeschalteter Lampe ermittelbar. Damit lassen sich Messwerte ermitteln, die sich zur eindeutigen Unterscheidung zwischen dem Nominalbetrieb und dem Leerlaufbetrieb der Lampe eignen. Dabei ist es günstig, wenn die Steuereinrichtung das elektronische Vorschaltgerät abschaltet, sobald die erste Impedanz größer als die zweite Impedanz bzw. die erste Spannung kleiner als die zweite Spannung ist. Durch das automatische Abschalten kann eine Überlastung der elektronischen Bauelemente des Vorschaltgeräts vermieden und dessen Lebensdauer entsprechend erhöht werden.at a particularly preferred embodiment is by the controller a first impedance or voltage of the load circuit at a first frequency and a second impedance or tension at a higher, second frequency respectively below the idle resonance frequency of the load circuit and above the resonant frequency of the load circuit can be determined when the lamp is switched on. This allows readings that clearly differentiate between the Nominal operation and the idle operation of the lamp are suitable. It is it cheap, when the controller turns off the electronic ballast, once the first impedance is greater than the second impedance or the first voltage smaller than the second Tension is. The automatic shutdown can overload avoided the electronic components of the ballast and its life accordingly elevated become.

Bei einer Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts ist durch die Steuereinrichtung ein Kurzschlusszustand der Gasentladungslampe von einem Nominalzustand, der dem gewünschten EIN-Zustand der Gasentladungslampe entspricht, anhand einer Impedanz des Lastkreises bzw. einer Spannung am Lastkreis unterscheidbar, so dass im Kurzschlussfall das elektronische Vorschaltgerät automatisch abgeschaltet werden kann. Dies führt zu einer erhöhten Betriebssicherheit des Geräts.In a further development of the electronic ballast according to the invention by the control device is a short-circuit state of the gas discharge lamp of a nominal state, which corresponds to the desired ON state of the gas discharge lamp, based on an impedance of Distinguishable load circuit or a voltage on the load circuit, so that in case of short circuit, the electronic ballast can be switched off automatically. This leads to increased reliability of the device.

Zur exakten Bestimmung der Resonanzfrequenz des Lastkreises kann unter Berücksichtigung der vorgegebenen Lampenleitungslänge ein Abgleich des Strommonitors stattfinden. Insbesondere kann eine entsprechende Abgleicheinrichtung auch in dem EVG vorgesehen sein. Damit ist gewährleistet, dass ein optimaler Betrieb auch bei unterschiedlichen Lampenleitungslängen erreicht werden kann.to exact determination of the resonant frequency of the load circuit can under consideration of predetermined lamp line length an adjustment of the current monitor take place. In particular, a corresponding adjustment device may also be provided in the ECG. This ensures that that optimum operation is achieved even with different lamp line lengths can be.

Kurze Beschreibung der Zeichnungenshort Description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which: show:

1 ein Schaltdiagram eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts; 1 a circuit diagram of an electronic ballast according to the invention;

2 das Impedanzverhalten des Resonanzkreises des elektronischen Vorschaltgeräts von 1; 2 the impedance behavior of the resonant circuit of the electronic ballast of 1 ;

3 den Verlauf von zwei Resonanzkurven für unterschiedliche Lampenleitungslängen; 3 the course of two resonance curves for different lamp line lengths;

4 die entsprechenden Zündspannungsverläufe zu den Resonanzkurven von 3; und 4 the corresponding Zündspannungsverläufe to the resonance curves of 3 ; and

5 ein Diagramm zur Bestimmung der Resonanzfrequenz. 5 a diagram for determining the resonance frequency.

Bevorzugte Ausführung der Erfindungpreferred execution the invention

Das nachfolgend geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.The Below described embodiment represents a preferred embodiment of the present invention.

Das in 1 wiedergegebene erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät (EVG) besteht aus einer phasenverschobenen Vollbrücke V mit Resonanzzündung und einem vorgeschalteten EMV-Filter F mit sogenanntem PFC Boost (Power Factor Correction-Hochsteller). Die Vollbrücke V besteht aus vier Schaltelementen S1, S2, S3 und S4. In dem Mittelzweig der Vollbrücke befindet sich der Lastkreis bestehend aus einer Drossel L und einer nachgeschalteten Parallelschaltung, in deren einem Zweig die Gasentla dungslampe LP in Serie mit einem Kondensator Cs und in deren anderem Zweig ein Kondensator Cp angeordnet ist.This in 1 reproduced electronic ballast (ECG) according to the invention consists of a phase-shifted full bridge V with resonance ignition and an upstream EMC filter F with so-called PFC Boost (Power Factor Correction-Hochsteller). The full bridge V consists of four switching elements S1, S2, S3 and S4. In the middle branch of the full bridge is the load circuit consisting of a choke L and a downstream parallel circuit, in one branch the Gasentla training lamp LP in series with a capacitor C s and in the other branch a capacitor C p is arranged.

Sämtliche Schaltelemente S1 bis S4 werden von einer Steuerung ST gesteuert. An der Masseseite (Low-Side) befinden sich die Schaltelemente S2 und S4 der Vollbrücke. Dementsprechend befinden sich die Schaltelemente S1 und S3 auf der Versorgungsspannungsseite (High-Side). Zwischen das Schaltelement S4 und Masse ist ein ohmscher Widerstand R geschaltet. An diesem wird eine Wechselspannung abgegriffen und von einem Gleichrichter GR gleichgerichtet. Das gleichgerichtete Signal wird der Steuerung ST zur Verfügung gestellt. Dadurch kann die Ansteuerfrequenz für die Schaltelemente S1 bis S4 abhängig von der gemessenen Spannung bzw. dem durch den ohmschen Widerstand R fließenden Strom gemacht werden.All Switching elements S1 to S4 are controlled by a controller ST. On the ground side (low-side) are the switching elements S2 and S4 of the full bridge. Accordingly, the switching elements S1 and S3 are on the Supply voltage side (high-side). Between the switching element S4 and ground is connected to a resistor R. At this An AC voltage is tapped and from a rectifier GR rectified. The rectified signal becomes the controller ST available posed. As a result, the drive frequency for the switching elements S1 to S4 dependent from the measured voltage or by the ohmic resistance R flowing Electricity is made.

Anstelle der Lampenspannung wird erfindungsgemäß der Strom in der Vollbrücke zur Bewertung des Betriebszustandes des Lastkreises herangezogen. Dieser Strom, der auch als Monitorstrom bezeichnet werden kann, wird hier an dem Messwiderstand R bei dem Low-Side-Schalter S4 gemessen. Die Eigenschaften des Lastkreises können anhand seines in 2 dargestellten Impedanzverhaltens erklärt werden. Der Resonanzkreis L, Cs, Cp gegebenenfalls mit dem Messwiderstand R bildet je nach Zustand der Lampe einen entsprechenden Pol aus. Ist die Lampe LP nicht gezündet, so ist die Frequenz f∞ des Pols durch die Bauelemente L und Cp bestimmt. Die entsprechende Impedanzkennlinie ist in 2 mit a bezeichnet. Ist die Lampe hingegen gezündet, so bestimmen die Bauelemente L, Cp und Cs die Frequenz f0 des dann entstehenden Pols. Es ergibt sich die Impedanzkennlinie b. Durch die Impendanz der Lampe wird die Resonanz im EIN-Zustand der Lampe gedämpft, so dass sich die Impedanzkennlinie c ergibt.Instead of the lamp voltage, according to the invention, the current in the full bridge is used to evaluate the operating state of the load circuit. This current, which can also be referred to as monitor current, is measured here at the measuring resistor R at the low-side switch S4. The characteristics of the load circuit can be determined by its in 2 explained impedance behavior can be explained. The resonant circuit L, C s , C p optionally with the measuring resistor R forms a corresponding pole depending on the state of the lamp. If the lamp LP is not ignited, the frequency f ∞ of the pole is determined by the components L and C p . The corresponding impedance characteristic is in 2 denoted by a. If the lamp is ignited, however, the components L, C p and C s determine the frequency f 0 of the resulting pole. The result is the impedance characteristic b. Due to the impedance of the lamp, the resonance in the ON state of the lamp is attenuated, so that the impedance characteristic c results.

Die Lampe wird mit Frequenzen oberhalb der Leerlaufresonanzfrequenz f∞ geheizt und gezündet. Während des Nominalbetriebs, d.h. des üblichen EIN-Zustands der Lampe, wird diese in einem Frequenzbereich fm (Arbeitsbereich) gehalten, für den gilt: f∞ > fm > f0. Für das konkrete Beispiel von 2 ist f∞ = 80kHz, fm = 45 – 55kHz und f0 = 29kHz. Dies ergibt sich durch eine Bestückung des Resonanzkreises mit L = 4mH, Cs = 6,8nF, Cp = 1nF. Im eingeschalteten Zustand weist die Lampe einen ohmschen Widerstand von ca. 500 Ω auf. Während der Resonanzzündung, bei der die Frequenz, wie in 2 angedeutet ist, entsprechend dem Pfeil allmählich bis zur Polfrequenz f∞ reduziert und die Spannung entsprechend erhöht wird, kann die Lampenspannung indirekt gemessen werden, da diese über den Energieinhalt des Resonanzkreises, zu dem auch der Messwiderstand R zählt, mit dem Strom in Zusammenhang gebracht werden kann. Insbesondere lässt sich über den im Widerstand R gemessenen Strom die Energie in der Drossel L ermitteln. Da diese im Resonanzfall dem Kondensator Cp übertragen wird, kann daraus die Spannung über den Kondensator Cp ermittelt werden, da W = 1/2CU2 ist. Somit lässt sich die Spannung an dem Verbindungspunkt der Drossel L und des Kondensators Cp und folglich die maßgebliche Spannung an der Lampe LP ermitteln.The lamp is heated and ignited at frequencies above the idle resonance frequency f ∞ . During nominal operation, ie the usual ON state of the lamp, it is kept in a frequency range f m (working range) for which f ∞ > f m > f 0 . For the concrete example of 2 is f ∞ = 80kHz, f m = 45 - 55kHz and f 0 = 29kHz. This results from equipping the resonant circuit with L = 4mH, C s = 6.8nF, C p = 1nF. When switched on, the lamp has an ohmic resistance of approx. 500 Ω. During the resonance ignition, at which the frequency, as in 2 is indicated, according to the arrow gradually reduced to the pole frequency f ∞ and the voltage is increased accordingly, the lamp voltage can be measured indirectly, as they are about the energy content of the resonant circuit, which also includes the measuring resistor R, associated with the current can. In particular, the energy in the inductor L can be determined via the current measured in the resistor R. Since this is transmitted to the capacitor C p in the case of resonance, the voltage across the capacitor C p can be determined therefrom, since W = 1 / 2CU 2 . Thus, the voltage at the connection point of the reactor L and of the capacitor C p and thus determine the relevant voltage to the lamp LP.

Im Nominalbetrieb (EIN-Zustand der Lampe), beispielsweise im FM-modulierten Betrieb zwischen 45 kHz und 55 kHz, kann dieser Monitor (Strommesser) verwendet werden, um abrupte Änderungen im Betriebszustand der Lampe zu überwachen. Da für 45 kHz und 55 kHz Betriebsfrequenz die Impedanz des Resonanzkreises jeweils eine andere ist, und somit der Strom auch unterschiedlich ist, kann der Strom verwendet werden, um den induktiven Betrieb von dem unerwünschten kapazitiven Betrieb zu unterscheiden. Beim kapazitiven Betrieb sind die Verluste verhältnismäßig hoch.in the Nominal mode (ON state of the lamp), for example in FM-modulated operation between 45 kHz and 55 kHz, this monitor (ammeter) can be used be abrupt changes to monitor in the operating state of the lamp. Therefore 45 kHz and 55 kHz operating frequency the impedance of the resonant circuit each is a different, and thus the current also different is, the current can be used to inductive operation from the unwanted to distinguish capacitive operation. In capacitive operation, the Losses relatively high.

Konkret können mittels des Strommonitors folgende Betriebsmodi und Übergänge überwacht werden:

  • A: Die Lampe zündet und bleibt an, und das EVG schaltet in den Nominalmodus. Dies bedeutet, dass die Frequenz entsprechend dem Pfeil A in 2 in den Arbeitsbereicht zwischen 45 und 55 kHz gesteuert wird. Der Strommonitor misst nach diesem Schaltvorgang bei 55 kHz eine kleine Stromamplitude (große Impedanz) bei 45 kHz eine größere Stromamplitude (kleinere Impedanz). Dies bedeutet, dass das EVG korrekt geschaltet hat.
  • B: Die Lampe zündet und bleibt nicht an, aber das EVG schaltet versehentlich in den Nominalmodus. Dies bedeutet, dass der Resonanzkreis auf der Frequenzkennlinie a bleibt, wie dies in 2 durch den Pfeil B angedeutet ist. Der Strommonitor misst nun bei 55 kHz eine größere Stromamplitude (kleinere Impedanz) und bei 45 kHz eine kleinere Stromamplitude (größere Impedanz). Dies bedeutet, dass der Arbeitspunkt sich links von der Resonanzfrequenz befindet, wodurch ein kapazitiver Betrieb gekennzeichnet ist. Das EVG erkennt somit, dass ein unerwünschter Zustand vorliegt und schaltet ab.
  • C: Die Lampe erlischt während des korrekten Nominalbetriebs, wenn beispielsweise Zuleitungen unterbrochen werden oder die Lampe defekt wird. Dieser Zustandsübergang ist in 2 durch den Pfeil C angedeutet. Der Arbeitspunkt des Resonanzkreises befindet sich somit auf der Leerlaufkurve a, so dass der Strommonitor bei 55 kHz eine größere Stromamplitude (kleinere Impedanz) und bei 45 kHz eine kleinere Stromamplitude (größere Impedanz) misst. Dies deutet wiederum auf kapazitiven Betrieb hin und das EVG schaltet ab.
  • D: An der Lampe tritt Kurzschluss auf. Dies bedeutet, dass der Arbeitspunkt des Resonanzkreises von der Kennlinie c auf die Kennlinie b wandert. Die Veränderung des Arbeitspunkts ist in der Darstellung von 2 kaum erkennbar. Ist der Strommonitor jedoch in der Lage, diese Veränderung aufzulösen, so kann das EVG auch einen Kurzschluss an der Lampe erkennen und entsprechend abschalten.
Specifically, the following operating modes and transitions can be monitored by means of the current monitor:
  • A: The lamp will light and stay on, and the ECG will switch to nominal mode. This means that the frequency corresponding to the arrow A in 2 is controlled in the working range between 45 and 55 kHz. The current monitor measures a small current amplitude (high impedance) at 55 kHz after this switching process at 55 kHz a larger current amplitude (smaller impedance). This means that the ECG has switched correctly.
  • B: The lamp ignites and does not stay on, but the ECG accidentally switches to nominal mode. This means that the resonance circuit remains on the frequency characteristic a, as in 2 indicated by the arrow B. The current monitor now measures a larger current amplitude (smaller impedance) at 55 kHz and a smaller current amplitude (larger impedance) at 45 kHz. This means that the operating point is to the left of the resonance frequency, which indicates a capacitive operation. The ECG thus detects that an undesirable condition exists and switches off.
  • C: The lamp goes off during the correct nominal operation, for example when leads are interrupted or the lamp becomes defective. This state transition is in 2 indicated by the arrow C. The operating point of the resonant circuit is thus on the open circuit curve a, so that the current monitor measures a larger current amplitude (smaller impedance) at 55 kHz and a smaller current amplitude (larger impedance) at 45 kHz. This in turn indicates capacitive operation and the electronic ballast shuts down.
  • D: Short circuit occurs at the lamp. This means that the operating point of the resonance circuit moves from the characteristic curve c to the characteristic curve b. The change of the operating point is in the representation of 2 hardly recognizable. However, if the current monitor is able to resolve this change, the electronic ballast can also detect a short circuit at the lamp and switch it off accordingly.

Bei der praktischen Realisierung in einem EVG muss berücksichtigt werden, dass die Lampenzuleitungen eine Kapazität CL besitzen. Diese Kapazität hängt von der Lampenleitung, deren Länge und Einbausituation ab. Sie wird mit ca. 50 – 100pF/m Lampenleitungslänge angegeben. Schaltungstechnisch befindet sich diese Kapazität CL parallel zum Zündkondensator Cp, und beeinflusst somit die Resonanzfrequenz f∞. 3 zeigt den Verlauf von zwei Resonanzkurven: ⧫ mit L = 2,85mH und Cp = 1nF, ∎ mit zusätzlicher Kapazität CL = 177pF. Deutlich ist die Verschiebung des Resonanzpoles zu erkennen.In practical implementation in an ECG, it must be taken into account that the lamp leads have a capacitance C L. This capacity depends on the lamp cable, its length and installation situation. It is specified with approx. 50 - 100pF / m lamp cable length. Circuitry, this capacitance C L is parallel to the ignition capacitor Cp, and thus influences the resonance frequency f ∞. 3 shows the course of two resonance curves: ⧫ with L = 2,85mH and Cp = 1nF, ∎ with additional capacitance C L = 177pF. The shift of the resonance pole can be clearly seen.

Bei dem Strommonitor wird die Zündspannung über die Energieerhaltung berechnet (½ CU2 = ½ LI2). Die Kapazität CL geht in diese Gleichung der Energieerhaltung ein und führt somit zu einer ungenauen Umrechnung zwischen Strommonitor und eigentlicher Zündspannung. 4 zeigt den Unterschied zwischen den beiden oben angeführten Fällen: Ein vom EVG gemessener Monitorwert, z.B. 1200 korrespondiert mit unterschiedlichen Zündspannungen von 1,6 kV oder 1,8 kV, abhängig von CL.For the current monitor, the ignition voltage is calculated via energy conservation (½ CU 2 = ½ LI 2 ). The capacitance C L enters into this equation of energy conservation and thus leads to an inaccurate conversion between the current monitor and the actual ignition voltage. 4 shows the difference between the two cases mentioned above: A monitor value measured by the ECG, eg 1200 corresponds to different ignition voltages of 1.6 kV or 1.8 kV, depending on C L.

Durch obigen Sachverhalt ist eine Abgleichprozedur für den Strommonitor unumgänglich. Die genaueste Methode besteht darin, die Resonanzfrequenz f∞ vor dem eigentlichen Betrieb auszumessen. Ist die Resonanzfrequenz bekannt, kann unter der Voraussetzung konstanter Werte für L und Cp die Kapazität CL berechnet werden.Due to the above, an adjustment procedure for the stream monitor is inevitable. The most accurate method is to measure the resonance frequency f ∞ before the actual operation. If the resonance frequency is known, the capacitance C L can be calculated assuming constant values for L and Cp.

5 zeigt eine Methode zur Bestimmung der Resonanzfrequenz f∞: Das EVG nähert sich der Resonanzfrequenz sowohl von höheren als auch von niedrigeren Frequenzen (hier dargestellt durch den Zähler eines Timers) bis zu einem bestimmten Monitorwert (hier 600, durch „A" und „B" markiert). Die gesuchte Resonanzfrequenz entspricht dem Mittelwert der beiden „A" und „B" zugeordneten Frequenzen. 5 shows a method for determining the resonant frequency f ∞ : The ECG approaches the resonant frequency of both higher and lower frequencies (represented here by the counter of a timer) up to a certain monitor value (here 600, by "A" and "B"). marked). The sought resonance frequency corresponds to the average of the two frequencies assigned to "A" and "B".

In weiterer Folge kann der Wert für CL bestimmt und die Energieerhaltung verwendet werden, um einen korrekten Zusammenhang zwischen Strom und Spannung im Resonanzkreis zu erhalten.Subsequently, the value for C L can be determined and the energy conservation used to obtain a correct relationship between current and voltage in the resonant circuit.

Eine entsprechende Abgleicheinrichtung kann in das EVG integriert sein.A appropriate matching device can be integrated in the ECG.

Claims (11)

Elektronisches Vorschaltgerät für eine Gasentladungungslampe (LP) mit – einer Vollbrückenschaltung, die vier Schaltelemente (S1 bis S4) aufweist und in deren Mittelzweig ein Lastkreis angeordnet ist, und – einer Steuereinrichtung (ST) zur Steuerung der Vollbrückenschaltung, gekennzeichnet durch – eine Messeinrichtung zum Messen des Stroms durch eines der vier Schaltelemente (S1 bis S4) und zum Bereitstellen eines Strommesswerts für die Steuereinrichtung, so dass die Vollbrückenschaltung durch die Steuereinrichtung (ST) in Abhängigkeit des Strommesswerts steuerbar ist.Electronic ballast for a gas discharge lamp (LP) with - a full bridge circuit having four switching elements (S1 to S4) and in the central branch of a load circuit is arranged, and - A control device (ST) for controlling the full bridge circuit, characterized by - a measuring device for measuring the current through one of the four switching elements (S1 to S4) and for providing a current reading for the control device, so that the full bridge circuit by the control device (ST) in Dependence of the current measured value is controllable. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, wobei die Messeinrichtung einen ohmschen Widerstand (R) und einen Gleichrichter (GR) umfasst.Electronic ballast according to claim 1, wherein the Measuring device an ohmic resistance (R) and a rectifier (GR). Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinrichtung (ST) die Vollbrückenschaltung derart ansteuert, dass eine phasenverschobene Vollbrücke mit Resonanzzündung realisiert ist.Electronic ballast according to claim 1 or 2, wherein the control device (ST) controls the full-bridge circuit in such a way, that realizes a phase-shifted full bridge with resonance ignition is. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Steuereinrichtung eine erste Impedanz/Spannung des Lastkreises bei einer ersten Frequenz und eine zweite Impedanz/Spannung bei einer höheren zweiten Frequenz jeweils unterhalb der Leerlaufresonanzfrequenz des Lastkreises und oberhalb der Resonanzfrequenz des Lastkreises bei eingeschalteter Lampe ermittelbar ist.Electronic ballast according to one of the preceding Claims, wherein a first impedance / voltage of the Load circuit at a first frequency and a second impedance / voltage at a higher second frequency respectively below the idle resonance frequency of the load circuit and above the resonant frequency of the load circuit can be determined when the lamp is turned on. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung das elektronische Vorschaltgerät abschaltet, wenn die erste Impedanz größer als die zweite Impedanz bzw. die erste Spannung kleiner als die zweite Spannung ist.Electronic ballast according to claim 4, wherein the Control device, the electronic ballast turns off when the first Impedance greater than the second impedance or the first voltage smaller than the second Tension is. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Steuereinrichtung (ST) ein Kurzschlusszustand der Gasentladungslampe (LP) von einem Nominalzustand, der dem gewünschten EIN-Zustand der Gasentladungslampe entspricht, unterscheidbar ist, und im Kurzschlussfall das elektronische Vorschaltgerät somit automatisch abschaltbar ist.Electronic ballast according to one of the preceding Claims, wherein by the control device (ST) a short circuit state of Gas discharge lamp (LP) of a nominal state, the desired ON state of the gas discharge lamp corresponds, is distinguishable, and in the event of a short circuit, the electronic ballast thus automatically can be switched off. Verfahren zum Steuern eines elektronischen Vorschaltgeräts für eine Gasentladungslampe (LP) mit einer Vollbrückenschaltung, die vier Schaltelemente (S1 bis S4) aufweist und in deren Mittelzweig ein Lastkreis angeordnet ist, gekennzeichnet durch – Messen des Stroms durch eines der vier Schaltelemente (S1 bis S4), – Bereitstellen eines entsprechenden Strommesswerts und – Steuern der Vollbrückenschaltung in Abhängigkeit des Strommesswerts.Method for controlling an electronic ballast for a gas discharge lamp (LP) with a full bridge circuit, has the four switching elements (S1 to S4) and in the middle branch Load circuit is arranged, marked by - Measure up the current through one of the four switching elements (S1 to S4), - Provide a corresponding current reading and - controlling the full bridge circuit depending on the Current measured value. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine erste Impedanz des Lastkreises bei einer ersten Frequenz und eine zweite Impedanz bei einer höheren zweiten Frequenz jeweils unterhalb der Leerlaufresonanzfrequenz des Lastkreises und oberhalb der Resonanzfrequenz des Lastkreises bei eingeschalteter Lampe ermittelt wird und das elektronische Vorschaltgerät abgeschaltet wird, wenn die erste Impedanz größer als die zweite Impedanz ist.The method of claim 7, wherein a first impedance of the load circuit at a first frequency and a second impedance at a higher second frequency respectively below the idle resonance frequency of the load circuit and above the resonant frequency of the load circuit is determined when the lamp is turned on and the electronic ballast off when the first impedance is greater than the second impedance is. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine erste Spannung am Lastkreis bei einer ersten Frequenz und eine zweite Spannung am Lastkreis bei einer höheren zweiten Frequenz jeweils unterhalb der Leerlaufresonanzfrequenz des Lastkreises und oberhalb der Resonanzfrequenz des Lastkreises bei eingeschalteter Lampe ermittelt wird, und das elektronische Vorschaltgerät abgeschaltet wird, wenn die erste Spannung kleiner als die zweite Spannung ist.The method of claim 7, wherein a first voltage on the load circuit at a first frequency and a second voltage on the load circuit at a higher second frequency respectively below the idle resonance frequency of the load circuit and above the resonant frequency of the load circuit is determined with the lamp turned on, and the electronic ballast is switched off when the first voltage is less than the second Tension is. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei ein Kurzschlusszustand der Gasentladungslampe (LP) von einem Nominalzustand, der dem gewünschten EIN-Zustand der Gasentladungslampe entspricht, anhand einer Impedanz des Lastkreises oder einer Spannung am Lastkreis unterschieden wird, und im Kurzschlussfall das EVG automatisch abgeschaltet wird.Method according to one of claims 7 to 9, wherein a short circuit condition the gas discharge lamp (LP) of a nominal state, the desired ON state of the gas discharge lamp corresponds to an impedance of the load circuit or a voltage on the load circuit is distinguished, and in case of a short circuit, the electronic ballast is switched off automatically. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Resonanzfrequenz des Lastkreises unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Lampenleitungslänge vor dem Betrieb der Gasentladungslampe ermittelt wird.Method according to one of claims 8 to 10, wherein the resonant frequency of the load circuit under consideration a predetermined lamp line length before the operation of the gas discharge lamp is determined.
DE200510055831 2005-11-23 2005-11-23 Electronic ballast for gas discharge lamp, has measuring device with ohmic resistor and rectifier for measuring current and providing current measured value, so that full bridge circuit is controlled by controller depending on value Withdrawn DE102005055831A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510055831 DE102005055831A1 (en) 2005-11-23 2005-11-23 Electronic ballast for gas discharge lamp, has measuring device with ohmic resistor and rectifier for measuring current and providing current measured value, so that full bridge circuit is controlled by controller depending on value
EP20060124510 EP1793655B1 (en) 2005-11-23 2006-11-21 Electronic ballast with circuit monitoring the operating state and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200510055831 DE102005055831A1 (en) 2005-11-23 2005-11-23 Electronic ballast for gas discharge lamp, has measuring device with ohmic resistor and rectifier for measuring current and providing current measured value, so that full bridge circuit is controlled by controller depending on value

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005055831A1 true DE102005055831A1 (en) 2007-05-31

Family

ID=37770696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200510055831 Withdrawn DE102005055831A1 (en) 2005-11-23 2005-11-23 Electronic ballast for gas discharge lamp, has measuring device with ohmic resistor and rectifier for measuring current and providing current measured value, so that full bridge circuit is controlled by controller depending on value

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1793655B1 (en)
DE (1) DE102005055831A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009054377A1 (en) * 2009-11-24 2011-05-26 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Circuit arrangement and method for operating a discharge lamp

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1306920B1 (en) * 1998-01-05 2001-10-11 Int Rectifier Corp INTEGRATED CIRCUIT FOR THE CONTROL OF STABILIZERS FOR FLUORESCENT LAMP
US6531831B2 (en) * 2000-05-12 2003-03-11 O2Micro International Limited Integrated circuit for lamp heating and dimming control
DE10310143A1 (en) * 2003-03-07 2004-09-16 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Method and device for determining the resonance frequency of a resonance circuit
US6879113B2 (en) * 2003-03-11 2005-04-12 Bruce Industries, Inc. Low frequency output electronic ballast

Also Published As

Publication number Publication date
EP1793655A3 (en) 2012-01-11
EP1793655A2 (en) 2007-06-06
EP1793655B1 (en) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1519638B1 (en) Method for operating a low pressure discharge lamp
EP0876742B1 (en) Method and control circuit for regulation of the operational characteristics of gas discharge lamps
AT517946B1 (en) PROCESS, OPERATING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM
WO2007025976A1 (en) Ballast for a discharge lamp with adaptive preheating
EP2408272A2 (en) Switching system and method for operating at least one discharge lamp
EP1492393B1 (en) Ballast for fluorescent lamp and method to detect eol
WO2009121493A1 (en) Detection of the type of an hid lamp by a multi-lamp operating device and lighting system
EP1793655B1 (en) Electronic ballast with circuit monitoring the operating state and method thereof
EP1424881B1 (en) Method and device for driving a fluorescent lamp
DE102006016827A1 (en) Circuit arrangement for high-pressure gas discharge lamps
DE19613257A1 (en) Method and electronic control circuit for regulating the operating behavior of gas discharge lamps
EP1477046B1 (en) Lamp sensor for a choke for operating a gas discharge lamp
WO2009129860A1 (en) Method and circuit arrangement for operating at least one discharge lamp
EP1872635B1 (en) Operating devices with lamp regulation by analysis of the lamp temperature
EP2208401B1 (en) Electronic ballast and method for operating at least one first and second discharge lamp
EP2796012B1 (en) Method, operating device and lighting system with integrated lamp rectifier effect detection
DE10127135B4 (en) Dimmable electronic ballast
DE102008018388B4 (en) Method for the automatic recognition of a load and for the automatic assignment of a control method by a dimmer and dimmer
AT505376B1 (en) CONTROL UNIT FOR LAMP-OPERATING DEVICES
WO2012109687A1 (en) Method for detecting a rectifier effect for a dimmable gas discharge lamp
DE102009016905A1 (en) Circuit arrangement and method for operating at least two different types of discharge lamps
DE102009016906A1 (en) Electronic ballast for operating at least two different types of discharge lamps
DE102011051501A1 (en) Ballast for gas discharge lamp, has voltage tap circuit with frequency dependent transfer characteristic, which has input terminal connected to gas discharge lamp and output terminal connected to control circuit
EP2306790A1 (en) Dimmable and static ballast on a universal PCB

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: OSRAM GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG, , DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: OSRAM AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: OSRAM GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG, 81543 MUENCHEN, DE

Effective date: 20111202

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20121124