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Title:
CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR OPERATION OF A DISCHARGE LAMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/031430
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a circuit arrangement for operation of a discharge lamp, comprising: an input having a first input connection (E1) and a second input connection (E2) for connection of a supply voltage; a first electronic switch (Q1), which has a control electrode, a working electrode and a reference electrode, wherein the working electrode is coupled to the first input connection (E1); a first diode (D1), the anode of which is coupled to the second input (E2) and the cathode of which is coupled to the reference electrode of the first electronic switch (Q1) to form a first junction point (N); a control apparatus (12), which is coupled to the control electrode of the first electronic switch (Q1) in order to drive said first electronic switch (Q1); an output with a first output connection (A1) and a second output connection (A2) for providing an output voltage (UA) to the discharge lamp (La); an inductance (Lz), which is arranged in series with one of the output connections (A1; A2); a lamp inductor (L1), which is coupled between the first junction point (N) and the first output connection (A1); and a first capacitor (C1), which is coupled between the first output connection (A1) and the anode of the first diode (D1); wherein the control apparatus (12) is designed to switch the first electronic switch (Q1) on continuously for a switched-on time and to switch it off continuously for a switched-off time; wherein the circuit arrangement furthermore comprises a voltage measurement apparatus (10) for measuring the output voltage (UA), wherein the voltage measurement apparatus (10) is designed to produce at its output a signal which is correlated with the measured output voltage (UA) wherein the voltage measurement apparatus (10) is coupled to the control apparatus (12) in order to transmit this signal to the control apparatus (12), and wherein the control apparatus (12) is designed to vary the switched-off time (Toff) as a function of the measured output voltage (UA). The invention furthermore relates to a corresponding method for operation of a discharge lamp.

Inventors:
BRAUN ALOIS (DE)
LIMMER WALTER (DE)
SCHMIDL MAXIMILIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/062358
Publication Date:
March 25, 2010
Filing Date:
September 17, 2008
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM GMBH (DE)
BRAUN ALOIS (DE)
LIMMER WALTER (DE)
SCHMIDL MAXIMILIAN (DE)
International Classes:
H05B41/282; H05B41/392
Foreign References:
US20050007036A12005-01-13
EP1339268A22003-08-27
DE102005045569A12006-12-07
Attorney, Agent or Firm:
Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Betreiben einer Entladungslampe umfassend:

- einen Eingang mit einem ersten (Ei) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Anschließen einer Versorgungsspannung; einen ersten elektronischen Schalter (Qi) , der eine Steuerelektrode, eine Arbeitselektrode und eine Be¬ zugselektrode aufweist, wobei die Arbeitselektrode mit dem ersten Eingangsanschluss E1) gekoppelt ist; - eine erste Diode (Di) , deren Anode mit dem zweiten Eingangsanschluss (E2) gekoppelt ist und deren Ka¬ thode unter Ausbildung eines ersten Verbindungs¬ punkts (N) mit der Bezugselektrode des ersten e- lektronischen Schalters (Qi) gekoppelt ist; - eine Steuervorrichtung (12), die zur Ansteuerung des ersten elektronischen Schalters (Qi) mit dessen Steuerelektrode gekoppelt ist;

- einen Ausgang mit einem ersten (Ai) und einem zweiten Ausgangsanschluss (A2) zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung (UA) an die Entladungslampe (La) ; eine Induktivität (Lz) , die seriell zu einem der Ausgangsanschlüsse (Ai; A2) angeordnet ist; eine Lampendrossel (Li) , die zwischen den ersten Verbindungspunkt (N ( und den ersten Ausgangsan- Schluss (Ai) gekoppelt ist; und

- einen ersten Kondensator (Ci) , der zwischen den ersten Ausgangsanschluss (Ai) und die Anode der ersten Diode (Di) gekoppelt ist; wobei die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, den ersten elektronischen Schalter (Qi) fortwährend für eine Einschaltzeit leitend und für eine Ausschaltzeit nichtleitend zu schalten; dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin eine Spannungs- messvorrichtung (10) zur Messung der Ausgangsspannung (UA) umfasst, wobei die Spannungsmessvorrichtung (10) ausgelegt ist, an ihrem Ausgang ein Signal bereitzu¬ stellen, das mit der gemessenen Ausgangsspannung (UA) korreliert ist, wobei die Spannungsmessvorrichtung (10) zur Übertragung dieses Signals an die Steuervorrichtung (12) mit der Steuervorrichtung (12) gekoppelt ist, und wobei die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Ausschaltzeit (Taus) in Abhängigkeit der ge¬ messenen Ausgangsspannung (UA) zu variieren.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Ausschaltzeit (Taus) proportional, insbesondere direkt oder indirekt proportional, zur Ausgangsspannung (UA) zu variieren.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, bei ei¬ ner Vergrößerung der Ausgangsspannung (UA) die Aus- schaltzeit (Taus) zu verkürzen und umgekehrt.

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, die Ausschaltzeit (Taus) derart zu variieren, dass gilt: wobei Tein die Einschaltzeit, Taus die Ausschaltzeit, L die seriell zu einem der Ausgangsanschlüsse (Ai; A2) angeordnete Induktivität (Lz) , und Ci die Kapazität des ersten Kondensators (Ci) darstellt.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gilt:

1 -≠ 0,8 bis 1,2*- 1 lein ' l aus ^^y ^Z^l

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder

5, dadurch gekennzeichnet, dass

≠ , ; n = 1, 2, 3, ...

"- \1 ein ^ 1 ausJ

7 . Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , das s

; n = 1 , 2 , 3 , . . .

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Formel die Verstimmung des Schwingkreises aus dem ersten Kondensator (Ci) und der Induktivität (Lz) durch die Impedanz der am Ausgang anzuschließenden Entladungslampe (La) berücksichtigt ist .

9. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Strommesswiderstand (Rs) um- fasst, der zwischen die Anode der ersten Diode (Di) und den zweiten Eingangsanschluss (E2) gekoppelt ist, zur Messung des Stroms durch den ersten elektronischen Schalter (Qx) in dessen leitendem Zustand, wobei die Steuervorrichtung (12) mit dem Strommesswiderstand ge- koppelt und ausgelegt ist, die Einschaltzeit (Tein) zur Regelung des Stroms auf einen vorgebbaren Wert zu variieren .

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin einen zweiten (Qi) , einen dritten (Q4) und einen vierten elektronischen Schalter (Q3) umfasst, wobei der erste (Q2) , der zweite (Qi) , der dritte (Q4) und der vierte elektroni¬ sche Schalter (Q3) eine Vollbrücke darstellen, wobei der erste Verbindungspunkt (N) einen ersten Brückenmittelpunkt darstellt, wobei die Schaltungsanordnung weiterhin eine zweite Diode (D2) umfasst, die parallel zum ersten elektroni¬ schen Schalter (Q2) gekoppelt ist, wobei der zweite elektronische Schalter (Qi) parallel zur ersten Diode (Di) gekoppelt ist, wobei der dritte (Q4) und der vierte elektronische Schalter (Q3) unter Ausbildung eines zweiten Verbindungspunkts, der einen zweiten Brückenmittelpunkt darstellt, miteinander gekoppelt sind, wobei der zweite Brückenmittelpunkt den zweiten Ausgangsanschluss (A2) darstellt, wobei die Steuervor¬ richtung (12) ausgelegt ist, den ersten (Q2), den zweiten (Qi) , den dritten (Q4) und den vierten elektronischen Schalter (Q3) anzusteuern.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, in einer ersten Phase den dritten elektronischen Schalter (Q4) leitend, den vierten elektronischen Schalter (Q3) und den ersten elektronischen Schalter (Q2) nichtleitend zu schalten, in einer zweiten Phase den vierten elektronischen Schalter (Q3) leitend, den dritten elektronischen Schalter (Q4) und den zweiten elektronischen Schalter (Qi) nichtleitend zu schalten, wobei sich die erste und die zweite Phase mit einer ersten vorgebbaren Frequenz, die insbesondere im Niederfrequenzbereich liegt, fortwährend abwechseln, wobei die Steuervorrichtung (12) weiterhin ausgelegt ist, in der ersten Phase den zweiten elektronischen Schalter (Qi) und in der zweiten Phase den ersten elektronischen Schalter (Q2) mit einer zweiten vorgebbaren Frequenz, die insbesondere im Hochfrequenzbereich liegt, abwechselnd leitend und nichtleitend zu schal- ten und dabei die Ausschaltzeit in Abhängigkeit der gemessenen Ausgangsspannung zu variieren.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem dritten (Q4) und dem vierten elektronischen Schalter (Q3) jeweils eine Freilaufdiode parallelge¬ schaltet ist.

13. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin einen zweiten Kondensator (C2) umfasst, der zwischen den ersten Ein- gangsanschluss (Ei) und den ersten Ausgangsanschluss (Ai) gekoppelt ist.

14. Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe an einer Schaltungsanordnung mit einem Eingang mit einem ersten (Ei) und einem zweiten Eingangsanschluss (E2) zum Anschließen einer Versorgungsspannung; einem ers- ten elektronischen Schalter (Ql) , der eine Steuerelektrode, eine Arbeitselektrode und eine Bezugselektrode aufweist, wobei die Arbeitselektrode mit dem ersten Eingangsanschluss (Ei) gekoppelt ist; einer ersten Di¬ ode (Di) , deren Anode mit dem zweiten Eingangsan- Schluss (E2) gekoppelt ist und deren Kathode unter

Ausbildung eines ersten Verbindungspunkts (N) mit der

Bezugselektrode des ersten elektronischen Schalters

(Qi) gekoppelt ist; einer Steuervorrichtung (12), die zur Ansteuerung des ersten elektronischen Schalters (Qi) mit dessen Steuerelektrode gekoppelt ist; einem Ausgang mit einem ersten (Ai) und einem zweiten Aus- gangsanschluss (A2) zum Bereitstellen einer Ausgangs¬ spannung (UA) an die Entladungslampe (La) ; einer In- duktivität (Lz) , die seriell zu einem der Ausgangsan¬ schlüsse (Ai; A2) angeordnet ist; einer Lampendrossel

(Li) , die zwischen den ersten Verbindungspunkt (N) und den ersten Ausgangsanschluss (Ai) gekoppelt ist; und einem ersten Kondensator (Ci) , der zwischen den ersten Ausgangsanschluss (Ai) und die Anode der ersten Diode

(Di) gekoppelt ist; wobei die Steuervorrichtung (12) ausgelegt ist, den ersten elektronischen Schalter (Qx) fortwährend für eine Einschaltzeit leitend und für ei¬ ne Ausschaltzeit nichtleitend zu schalten; gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Messen der Ausgangsspannung (UA) ; b) Koppeln eines Signals, das mit der gemessenen Aus¬ gangsspannung (UA) korreliert ist, an die Steuer¬ vorrichtung (12); und c) durch die Steuervorrichtung (12): Variieren der Ausschaltzeit (Taus) in Abhängigkeit der gemessenen Ausgangsspannung (UA) .

Description:
Be s ehre ibung

Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanord ¬ nung zum Betreiben einer Entladungslampe, umfassend einen Eingang mit einem ersten und einem zweiten Eingangsan- schluss zum Anschließen einer Versorgungsspannung, einen ersten elektronischen Schalter, der eine Steuerelektrode, eine Arbeitselektrode und eine Bezugselektrode aufweist, wobei die Arbeitselektrode mit dem ersten Eingangsan- Schluss gekoppelt ist, eine erste Diode, deren Anode mit dem zweiten Eingangsanschluss gekoppelt ist und deren Ka ¬ thode unter Ausbildung eines ersten Verbindungspunkts mit der Bezugselektrode des ersten elektronischen Schalters gekoppelt ist, eine Steuervorrichtung, die zur Ansteue- rung des ersten elektronischen Schalters mit dessen Steuerelektrode gekoppelt ist, einen Ausgang mit einem ersten und einem zweiten Ausgangsanschluss zum Bereitstellen einer Ausgangsspannung an die Entladungslampe, eine Induktivität, die seriell zu einem der Ausgangsanschlüsse an- geordnet ist, eine Lampendrossel, die zwischen den ersten Verbindungspunkt und den ersten Ausgangsanschluss gekop ¬ pelt ist, und einen ersten Kondensator, der zwischen den ersten Ausgangsanschluss und die Anode der ersten Diode gekoppelt ist, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den ersten elektronischen Schalter fortwährend für eine Einschaltzeit leitend und für eine Ausschaltzeit nicht ¬ leitend zu schalten. Sie betrifft überdies ein entspre ¬ chendes Verfahren zum Betreiben einer Entladungslampe. Stand der Technik

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Sie stellt sich im Wesentlichen als Buck-Konverter mit nachgeschalteter Zündvorrichtung für die Entladungslampe dar, wobei die erwähnte Induktivität die Zündinduktivität darstellt. In der Praxis wurde nun festgestellt, dass Entladungslampen, die an einer derartigen Schaltungsanordnung betrieben werden, bisweilen verlöschen. Durch die Einführung zusätzlicher ohmscher Widerstände in den Ausgangskreis, d. h. seriell zur Ent- ladungslampe, konnte das Verlöschen weitgehend verhindert werden. Allerdings ist diese Lösung im Hinblick auf die entstehende Verlustleistung unerwünscht.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt deshalb darin, eine eingangs genannte Schaltungsanordnung bezie- hungsweise ein eingangs genanntes Verfahren derart wei ¬ terzubilden, dass ein Verlöschen der Entladungslampe bei geringer Verlustleistung zuverlässig verhindert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 14.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in Abhängigkeit der Zündinduktivität und des ersten Kondensators Schwingungen im Ausgangskreis auftreten können. Bei niedrigen Lampenimpedanzen werden sie wenig be- dämpft und können den Lampenbetrieb stören, da der Lam ¬ penstrom schwingt. Bei der üblichen weiteren Beschaltung einer aus dem Stand der Technik bekannten, gattungsgemä- ßen Schaltungsanordnung ist eine Messung des Ausgangsstroms vorgesehen, wobei durch entsprechende Ansteuerung des ersten elektronischen Schalters der Ausgangsstrom festfrequent peak-to-peak geregelt wird. Tritt nun im Ausgangskreis eine Schwingung auf, so kann das dazu füh ¬ ren, dass Einschaltzyklen gänzlich ausfallen und die effektive Ansteuerfrequenz sich der Resonanzfrequenz, die im Wesentlichen durch die Zündinduktivität und den ersten Kondensator bestimmt ist, annähert. Der Regelkreis zieht sich also „in die Schwingung hinein". Dabei kann der Strom sogar ins Negative schwingen und dadurch die Lampe zum Verlöschen bringen.

Die aus dem Stand der Technik bekannte Vorgehensweise der Einfügung von ohmschen Widerständen in den Ausgangskreis diente unwissentlich dazu, die Schwingung zu bedampfen, führte jedoch zu unerwünscht hoher Verlustleistung.

Auf der Basis dieser Erkenntnisse beseitigt die vorlie ¬ gende Erfindung das oben genannte Problem dadurch, dass im Continuous Mode die Schaltungsanordnung nicht nahezu festfrequent betrieben wird, sondern die Ausschaltzeit des ersten elektronischen Schalters variiert wird. Durch Messung der Ausgangsspannung wird der Abstand zur genannten Resonanzfrequenz ermittelt und durch Variation der Ausschaltzeit ein ausreichender Abstand dazu hergestellt. Dadurch wird ein „Hineinziehen" des Regelkreises in die Schwingung zuverlässig vermieden. Als Folge davon lässt sich ein Verlöschen der Entladungslampe auch ohne Verwendung zusätzlicher ohmscher Widerstände zur Bedämpfung des Ausgangskreises zuverlässig vermeiden. Die Steuervorrichtung kann ausgelegt sein, die Ausschaltzeit proportional, insbesondere direkt oder indirekt pro ¬ portional, zur Ausgangsspannung zu variieren. Die Steuervorrichtung kann insbesondere ausgelegt sein, bei einer Vergrößerung der Ausgangsspannung die Ausschaltzeit zu verkürzen und umgekehrt. Wenn T e i n die Einschaltzeit, T aus die Ausschaltzeit, L z die seriell zu einem der Ausgangs ¬ anschlüsse angeordnete Induktivität und Ci die Kapazität des ersten Kondensators darstellt, ist die Steuervorrich- tung insbesondere ausgelegt, die Ausschaltzeit derart zu variieren, dass gilt:

-/ ein ~*~ -/ aus

Besonders bevorzugt vermeidet die Steuervorrichtung durch Variation der Ausschaltzeit einen Bereich von 20 Prozent unter bis 20 Prozent über der Resonanzfrequenz, so dass gilt:

Um sicherzustellen, dass auch Harmonische der Resonanzfrequenz vermieden werden, gilt weiterhin:

Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang wiederum, wenn ein Bereich von 20 Prozent unter bis 20 Prozent über der jeweiligen Frequenz vermieden wird, so dass gilt:

7 1

≠ 0,8 bis 1,2* ^=; n = 1, 2, 3, ... n *{Teιn + Taus) 2^ Z C 1 Insbesondere wenn die Impedanz der am Ausgang anzuschlie ¬ ßenden Entladungslampe nicht zu vernachlässigen ist, ist in der jeweiligen, oben erwähnten Formel die Verstimmung des Schwingkreises aus dem ersten Kondensator und der In- duktivität durch die Impedanz der am Ausgang anzuschlie ¬ ßenden Entladungslampe zu berücksichtigen. Damit lassen sich besonders präzise Werte für die zu vermeidenden Fre ¬ quenzen ermitteln und bei der Steuerung durch die Steuervorrichtung berücksichtigen.

Bevorzugt umfasst eine erfindungsgemäße Schaltungsanord ¬ nung weiterhin einen Strommesswiderstand, der zwischen die Anode der ersten Diode und den zweiten Eingangsan- schluss gekoppelt ist, zur Messung des Stroms durch den ersten elektronischen Schalter in dessen leitendem Zu- stand, wobei die Steuervorrichtung mit dem Strommesswiderstand gekoppelt und ausgelegt ist, die Einschaltzeit zur Regelung des Stroms auf einen vorgebbaren Wert zu variieren. Dabei wird die Einschaltzeit insbesondere so ge ¬ regelt, dass der mittlere Strom trotz der unterschiedli- chen Ausschaltzeiten konstant bleibt.

Die vorgenannten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung betreffen insbesondere Realisierungen mit einem einzigen elektronischen Schalter. Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee ist je- doch insbesondere auch auf eine Vollbrückentopologie ü- bertragbar. Insofern umfasst eine bevorzugte Weiterbil ¬ dung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung weiterhin einen zweiten, einen dritten und einen vierten elektronischen Schalter, wobei der erste, der zweite, der dritte und der vierte elektronische Schalter eine Voll ¬ brücke darstellen, wobei der ersten Verbindungspunkt ei- nen ersten Brückenmittelpunkt darstellt, wobei die Schal ¬ tungsanordnung weiterhin eine zweite Diode umfasst, die parallel zum ersten elektronischen Schalter gekoppelt ist, wobei der zweite elektronische Schalter parallel zur ersten Diode gekoppelt ist, wobei der dritte und der vierte elektronische Schalter unter Ausbildung eines zweiten Verbindungspunkts, der einen zweiten Brückenmit ¬ telpunkt darstellt, miteinander gekoppelt sind, wobei der zweite Brückenmittelpunkt den zweiten Ausgangsanschluss darstellt, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, den ersten, den zweiten, den dritten und den vierten elektronischen Schalter erfindungsgemäß anzusteuern. Dabei ist die Steuervorrichtung bevorzugt ausgelegt, in einer ers ¬ ten Phase den dritten elektronischen Schalter leitend, den vierten elektronischen Schalter und den ersten elektronischen Schalter nichtleitend zu schalten, in einer zweiten Phase den vierten elektronischen Schalter leitend, den dritten elektronischen Schalter und den zweiten elektronischen Schalter nichtleitend zu schalten, wobei sich die erste und die zweite Phase mit einer ersten vor ¬ gebbaren Frequenz, die insbesondere im Niederfrequenzbe ¬ reich liegt, fortwährend abwechseln, wobei die Steuervorrichtung weiterhin ausgelegt ist, in der ersten Phase den zweiten elektronischen Schalter und in der zweiten Phase den ersten elektronischen Schalter mit einer zweiten vorgebbaren Frequenz, die insbesondere im Hochfrequenzbe ¬ reich liegt, abwechselnd leitend und nichtleitend zu schalten und dabei die Ausschaltzeit in Abhängigkeit der gemessenen Ausgangsspannung zu variieren.

Bevorzugt ist dem dritten und dem vierten elektronischen Schalter jeweils eine Freilaufdiode parallelgeschaltet. Weiterhin bevorzugt umfasst die Schaltungsanordnung einen zweiten Kondensator, der zwischen den ersten Eingangsan- schluss und den ersten Ausgangsanschluss gekoppelt ist. In diesem Fall ist in den obigen Gleichungen anstelle der Kapazität des ersten Kondensators die Gesamtkapazität aus erstem und zweitem Kondensator anzusetzen.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Die mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Schaltungsanord- nung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße Verfahren.

Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)

Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs ¬ anordnung mit einem elektronischen Schalter;

Fig. 2 in schematischer Darstellung ein zweites Ausfüh- rungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungs ¬ anordnung mit Vollbrückentopologie;

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf diverser Ströme bei einer peak-to-peak-Regelung gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf entsprechender Größen bei Resonanz gemäß dem Stand der Technik. Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsanord ¬ nung. Diese umfasst einen Eingang mit einem ersten Ei und einem zweiten Eingangsanschluss E 2 , an den eine Versor- gungsspannung angeschlossen werden kann. Zwischen den Eingängen ist ein optionaler Kondensator C E angeordnet, der zur Stabilisierung der Eingangsspannung dient. Die Schaltungsanordnung umfasst einen ersten elektronischen Schalter Qi mit einer Steuerelektrode, einer Arbeits- elektrode und einer Bezugselektrode. Die Arbeitselektrode ist mit dem ersten Eingangsanschluss E 1 gekoppelt. Wei ¬ terhin ist eine Diode Di vorhanden, deren Kathode unter Ausbildung eines Verbindungspunkts N mit der Bezugselekt ¬ rode des elektronischen Schalters Qi gekoppelt ist. Die Schaltungsanordnung umfasst weiterhin einen Ausgang mit einem ersten Ai und einem zweiten Ausgangsanschluss A 2 , an dem eine Ausgangsspannung U A an eine Entladungslampe La bereitgestellt wird. Zwischen dem Verbindungspunkt N und dem ersten Ausgangsanschluss Ai ist die Serienschal- tung einer Lampendrossel Li und einer Zündinduktivität L z angeordnet. Der Verbindungspunkt zwischen der Lampendros ¬ sel Li und der Zündinduktivität L z ist über einen Konden ¬ sator Ci mit dem zweiten Ausgangsanschluss A 2 gekoppelt. Die Anode der Diode Di ist ebenfalls mit dem Ausgangsan- Schluss A 2 gekoppelt.

Zur Messung der Ausgangsspannung U A ist eine Spannungs ¬ messvorrichtung 10 vorgesehen. Eine Größe, die mit der gemessenen Ausgangsspannung U A korreliert ist, wird an eine Steuervorrichtung 12 gekoppelt, die mit der Steuer- elektrode des elektronischen Schalters Qi gekoppelt ist, um diesen anzusteuern. Die Steuervorrichtung 12 ist überdies mit einer Strommessvorrichtung 14 gekoppelt, die die Spannung, die über einem Strommesswiderstand R s , der zwi ¬ schen die Anode der Diode Di und den zweiten Eingangsan- Schluss E 2 gekoppelt ist, misst und an die Steuervorrich ¬ tung 12 bereitstellt. Gestrichelt eingezeichnet ist ein Zündkondensator C zi . Die Steuervorrichtung 12 ist erfindungsgemäß ausgelegt, die Ausschaltzeit des Schalters Qi in Abhängigkeit der gemessenen Ausgangsspannung U A zu va- riieren. Die Variation erfolgt insbesondere derart, dass sich die Frequenz, mit der der Schalter Q x angesteuert wird, von einer Resonanzfrequenz und deren Vielfacher, die im Wesentlichen durch die Zündinduktivität L z und den ersten Kondensator Ci definiert sind, unterscheidet. Der die Lampendrossel L x durchfließende Strom ist mit I Li , der die Lampe La durchfließende Strom ist mit I La und der den Schalter Qi durchfließende Strom ist mit I Q i bezeichnet.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltungsan- Ordnung, wobei die Schaltungsanordnung nunmehr eine VoIl- brückentopologie aufweist. Bezugszeichen, die in Zusam ¬ menhang mit Fig. 1 eingeführt wurden, gelten für gleiche und gleich wirkende Bauelemente von Fig. 2 weiter und werden nicht nochmals eingeführt.

Diese umfasst weiterhin einen zweiten Q 2 , einen dritten Q 3 und einen vierten Schalter Q 4 . Dem Schalter Qi ist eine zweite Diode D 2 parallelgeschaltet. Zwischen den ersten Eingangsanschluss Ei und den ersten Ausgangsanschluss Ai ist ein zweiter Kondensator C 2 gekoppelt. Zwischen dem ersten Schalter Qi und dem zweiten Schalter Q 2 ist ein erster Brückenmittelpunkt BMl, zwischen dem dritten Schalter Q 3 und dem vierten Schalter Q 4 ein zweiter Brückenmittelpunkt BM2 gebildet. Vorliegend ist die Zündin ¬ duktivität L z zwischen dem zweiten Ausgangsanschluss A 2 und dem zweiten Brückenmittelpunkt BM2 angeordnet. Optio- nal ist ein weiterer Zündkondensator C z2 eingezeichnet, der alternativ oder zusätzlich zum Zündkondensator Czi vorgesehen sein kann. Dieser kann parallel zu den beiden Ausgangsanschlüssen Ai, A 2 gekoppelt sein.

Der Betrieb der Schaltungsanordnung von Fig. 2 erfolgt durch entsprechende Ansteuerung der Schalter Qi bis Q 4 durch die Steuervorrichtung 12. Dabei steuert die Steuervorrichtung 12 in einer ersten Phase den Schalter Q 4 leitend, die Schalter Q 3 und Q 2 nichtleitend. In einer zwei ¬ ten Phase wird der Schalter Q 3 leitend, die Schalter Q 4 und Qi nichtleitend geschaltet. Die erste und die zweite Phase wechseln sich fortwährend mit einer ersten vorgeb ¬ baren Frequenz, die insbesondere im Niederfrequenzbereich liegt, ab. In der ersten Phase wird der Schalter Qi und in der zweiten Phase der Schalter Q 2 mit einer zweiten vorgebbaren Frequenz, die insbesondere im Hochfrequenzbe ¬ reich liegt, abwechselnd leitend und nichtleitend ge ¬ schaltet. Dabei wird die Ausschaltzeit in Abhängigkeit der gemessenen Ausgangsspannung U A derart variiert, dass sich die Ansteuerfrequenz von der Resonanzfrequenz, die im Wesentlichen durch die Kapazitäten Ci, C 2 und die Zündinduktivität L z definiert ist, und deren Vielfacher unterscheiden .

Die Figuren 3 und 4 verdeutlichen nochmals die Überlegungen und Erkenntnisse, die dieser vorliegenden Erfindung zugrunde liegen. Für die grundsätzliche Topologie von Fig. 2 - allerdings ohne erfindungsgemäße Steuerung - zeigt Fig. 3 den zeitlichen Verlauf diverser Ströme bei einer peak-to-peak-Regelung des Stroms I Q i durch den Schalter Qi. Eingezeichnet ist eine Abschaltstromschwelle I s . Sobald der Strom durch den Schalter diesen Stromwert I s erreicht, wird der Schalter I Q i in den nichtleitenden Zustand geschaltet. Die Einschaltzeit beträgt T e i n und führt zum Ansteigen des Stroms I L i durch die Lampendros ¬ sel Li. Nach dem Ausschalten des Schalters Qi, d. h. in der Entmagnetisierungsphase der Lampendrossel Li, nimmt der Strom durch die Lampendrossel I L i kontinuierlich ab, siehe T aus . Weiterhin ist eingezeichnet der Strom I D1 in der Freilaufphase, d. h. bei geöffnetem Schalter Q 1 . Schließlich ist eingetragen der an die Entladungslampe La bereitgestellte Strom I La , der dem mittleren Strom I L i qUer durch die Lampendrossel L 1 entspricht.

Fig. 4 zeigt die Situation bei Auftreten einer Schwingung im Ausgangskreis, d. h. des Ausgangsstroms I La . Tritt ei ¬ ne Schwingung im Ausgangskreis auf, erhält der Strom durch den Strommesswiderstand R s im Maximum der Schwin- gung einen „Offset", d. h. der Ausschaltzeitpunkt wird früher erreicht und anfangs sinkt die Einschaltzeit Tem- Im Minimum der Schwingung bleibt T e i n wie gehabt, d. h. es wird im Minimum mehr Energie eingekoppelt als im Maximum. Insbesondere wird Energie mit der Eigenfrequenz des Schwingkreises aus Zündinduktivität L z und Kondensator Ci, C 2 eingekoppelt. In der Folge schwingt sich der Kreis auf, der Offset im Maximum steigt, bis er so hoch ist, dass im Einschaltzeitpunkt, siehe ti von Fig. 4, des Schalters Qi bereits die Abschaltschwelle erreicht ist. Damit schaltet der Schalter Qi nicht mehr ein. Die gesamte Energie wird im Minimum eingekoppelt, der Kreis wird mit seiner Resonanzfrequenz angeregt. Mit anderen Worten: Der Regelkreis „zieht sich in die Schwingung hinein".