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Title:
CIRCUIT FOR OPERATING AT LEAST ONE DISCHARGE LAMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/011916
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a circuit for operating at least one discharge lamp, wherein the circuit has a half-bridge inverter (Q10, Q11) with a downstream load circuit (L1, C10, LP1, C11), at least one coupling capacitor (C11) that is connected to the load circuit (L1, C10, LP1, C11) and the half-bridge inverter (Q10, Q11), in addition to a control device (A1) for the half-bridge inverter (Q10, Q11). According to the invention, the circuit has a reference voltage source (R13, R14) and a detector circuit (DE1) that compares the voltage drop in the at least one coupling capacitor (C11) or the voltage drop divided by a voltage divider in the at least one coupling capacitor (C11) with the reference voltage of the reference voltage source (R13, R14) and generates an output signal for controlling the half-bridge inverter (Q10, Q11).

Inventors:
KLIER JUERGEN (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001010
Publication Date:
March 02, 2000
Filing Date:
April 01, 1999
Export Citation:
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Assignee:
PATENT TREUHAND GES FUER ELEKTRISCHE GLUEHLAMPEN MBH (DE)
KLIER JUERGEN (DE)
International Classes:
H05B41/298; H05B41/24; (IPC1-7): H05B41/298
Domestic Patent References:
WO1997043879A11997-11-20
Foreign References:
EP0886460A11998-12-23
EP0681414A21995-11-08
Attorney, Agent or Firm:
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (Postfach 22 16 34 München, DE)
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentanspriiche
1. Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe, wobei die Schaltungsanordnung folgende Merkmale aufweist : einen Halbbrückenwechselrichter (Ql0, Q11; Q20, Q21 ; Q30, Q31) mit mindestens einem nachgeschalteten Lastkreis (L1, C10, LP1; L2, C20, LP2 ; L3, C30, LP3 ; L4, C31, LP4), mindestens einen Koppelkondensator (Cl l ; C21 ; C32, C33), der mit dem Lastkreis (L1, C10, LP1; L2, C20, LP2 ; L3, C30, LP3 ; L4, C31, LP4) und mit dem Halbbrückenwechselrichter (Q10, Q11; Q20, Q21 ; Q30, Q31) verbunden ist, eine Ansteuerungsvorrichtung (Al ; A2 ; A3) fur den Halbbruckenwechsel richter (Q 10, Q 11 ; Q20, Q21 ; Q30, Q31), der Lastkreis (LI, C10, LP1 ; L2, C20, LP2 ; L3, C30, LP3 ; L4, C31, LP4) Anschlusse fur mindestens eine Entladungslampe (LP1 ; LP2 ; LP3, LP4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung eine Referenzspan nungsquelle (R13, R14; Uref; C32, C33) und eine Detektorschaltung (DEI ; R20, R21, R22, Q22, Q23 ; R30, R31, R32, Q32, Q33), die den Spannungsab fall an dem mindestens einen Koppelkondensator (cul ; C32, C33) bzw. den durch einen Spannungsteiler (R23, R24) heruntergeteilten Spannungsabfall an dem mindestens einen Koppelkondensator (C21) mit der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle (R13, R14 ; Uref ; C32, C33) vergleicht und ein Ausgangssignal zur Ansteuerung des Halbbruckenwechselrichters (Q 10, Q 11 ; Q20, Q21 ; Q30, Q31) erzeugt, aufweist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dal3 die Detektorschaltung (DEI) mindestens zwei Spannungseingange und einen Spannungsausgang besitzt, wobei ein erster Spannungseingang mit der Referenzspannungsquelle (R13, Rl4) verbunden ist, ein zweiter Spannungseingang mit einem Anschluß (M12) des mindestens einen Koppelkondensators (C11) verbunden ist und der Spannungsausgang der Detektorschaltung (DEI) mit der Ansteue rungsvorrichtung (Al) des Halbbrückenwechselrichters (Q10, Q11) ver bunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Ansteuerungsvorrichtung (A 1 ; A2 ; A3) eine Abschaltungsvorrichtung enthalt, die den Halbbrückenwochselrichter (Q10, Q11; Q20, Q21 ; Q30, Q31) beim Auftreten eines anomalen Betriebszustandes abschaltet.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzspannungsquelle von einem Spannungsteiler (R13, R14) gebildet wird, der parallel zum Gleichspannungseingang des Halbbruckenwechsel richters (Q10, Q11) geschaltet ist, wobei der Spannungsteiler (R13, R14) ei nen Mittenabgriff (M 11) aufweist, an dem die Referenzspannung bereitge stellt wird.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorschaltung zumindest aus zwei Transistoren (Q12, Q13 ; Q22, Q23 ; Q32, Q33) und einem Spannungsteiler (R10, R11, R12; R20, R21, R22 ; R30, R31, R32) besteht.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistoren (Q12, Q13 ; Q22, Q23 ; Q32, Q33) pnpBipolartransistoren sind.
7. Schaltungsanordnung nach den Anspriichen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (R 10, R 11, R 12 ; R20, R21, R22 ; R30, R31, R32) ei nen ersten und einen zweiten AnschluB sowie einen ersten (j 11; j21; j31) und einen zweiten Mittenabgriff (j 12 ; j22 ; j32) aufweist, wobei der erste AnschluB mit dem mindestens einen Koppelkondensator (C 11 ; C32 bzw. C33) verbunden ist, der zweite AnschluB mit der Referenzspannungsquelle (R13, R14; Uref; C33 bzw. C32) verbunden ist, der erste Mittenabgriff (jl 1; j21; j31) mit dem Emitter des ersten Transi stors (Q12 ; Q22 ; Q32) und mit dem Basisanschluß des zweiten Transi stors (Q13 ; Q23 ; Q33) verbunden ist, der zweite Mittenabgriff (j 12 ; j22 ; j32) mit dem Emitter des zweiten Tran sistors (Q13 ; Q23 ; Q33) und mit dem BasisanschluB des ersten Transi stors (Q12 ; Q22 ; Q32) verbunden ist, die Kollektoranschliisse der Transistoren (Q12, Q13 ; Q22, Q23 ; Q32, Q33) mit dem Spannungsausgang der Detektorschaltung verbunden sind.
Description:
Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Ent- ladungslampe gemdb des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

I. Stand der Technik Eine dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechende Schaltungsanordnung ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift EP 0 753 987 A1 offenbart. Diese Schal- tungsanordnung weist einen Halbbruckenwechselrichter mit einer Abschaltungsvor- richtung auf, die den Halbbruckenwechselrichter im Falle eines anomalen Betriebs- zustandes - beispielsweise bei zundunwilliger oder defekter Lampe - abschaltet. Die Abschaltungsvorrichtung besitzt einen Feldeffekttransistor, dessen Drain-Source- Strecke im Steuerkreis eines Halbbruckenwechselrichtertransistors angeordnet ist und den Steuerkreis zwischen einem niederohmigen und einem hochohmigen Zu- stand schaltet. Beim Auftreten eines anomalen Betriebszustandes erfolgt die Ab- schaltung synchron zur Sperrphase desjenigen Halbbriickenwechselrichtertransistors, in dessen Steuerkreis der Feldeffekttransistor angeordnet ist. Die Abschaltungsvor- richtung dieser Schaltungsanordnung schaltet zwar den Halbbruckenwechselrichter bei zundunwilliger Lampe zuverlassig ab, sie reagiert aber im allgemeinen zu un- empfindlich auf das Auftreten des sogenannten Gleichrichteffektes der Entladungs- lampe, der nachstehend naher eriautert wird.

Eine mogliche Ausfallursache von Entladungslampen, insbesondere von Niederdruk- kentladungslampen, ist durch eine uber die Lampenlebensdauer verminderte Elektro- nen-Emissionsfahigkeit der Lampenelektroden bedingt. Da der Verlust der Emissi- onsfahigkeit bei den beiden Lampenelektroden uber die Lampenlebensdauer im all- gemeinen unterschiedlich stark fortschreitet, hat sich am Lebensdauerende einer mit

Wechselstrom betriebenen Entladungslampe fur den Entladungsstrom durch die Entladungslampe eine Vorzugsrichtung ausgebildet. Die Entladungslampe entfaltet in diesem Fall eine stromgleichrichtende Wirkung. Dieser Effekt wird als Gleich- richteffekt der Entladungslampe bezeichnet. Durch das Auftreten des Gleichrichtef- fektes in der Entladungslampe wird die emissionsunfahige Lampenelektrode extrem erhitzt, so daß unzulässig hohe Temperaturen auftreten konnen, die sogar ein Schmelzen des Lampenkolbenglases bewirken konnen.

AuGerdem verursacht der Gleichrichteffekt der Entladungslampe bei Entladungslam- pen, die an einem Halbbruckenwechselrichter betrieben werden, eine deutliche Ab- weichung des Spannungsabfalls an dem Koppelkondensator bzw. an den Koppel- kondensatoren von dem Normalwert, der ublicherweise halb so groß ist wie der Wert der Eingangsspannung des Halbbruckenwechselrichters. Bei selbstschwingenden Halbbruckenwechselrichtem fuhrt diese Abweichung des Spannungsabfalls an dem Koppelkondensator bzw. den Koppelkondensatoren dazu, daß die Schwingung des Halbbruckenwechselrichters gestoppt wird, weil die Versorgungsspannung eines der beiden Halbbriickenzweige in diesem Fall zu gering zur Aufrechterhaltung der Ruckkopplung ist. Allerdings wird die Schwingung des Halbbruckenwechseirichters unmittelbar nach ihrer Unterbrechung durch die Startschaltung des Halbbrucken- wechselrichters wieder in Gang gesetzt, wenn die Abschaltungsvorrichtung nicht getriggert wird. Dadurch wird die vom Gleichrichteffekt betroffene Entladungslampe nicht zuverlassig abgeschaltet, sondem flackert stattdessen.

II. Darstellung der Erfindung Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Entladungslampe bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist. Insbesondere soll die Schaltungsanordnung das Auftreten des Gleichrichteffektes der mindestens einen Entladungslampe erkennen und den Halbbruckenwechselrichter in diesem Fall dauerhaft abschalten oder zumindest eine Begrenzung der Spannung und/oder des Stromes im Lastkreis auf ungefahrliche Werte gewahrleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelost. Besonders vorteilhafte Ausfiihrungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, die einen Halbbruckenwechselrichter mit Ansteuerungsvorrichtung und nachgeschaltetem Lastkreis, mindestens einen mit dem Lastkreis und dem Halbbruckenwechselrichter verbundenen Koppelkondensator sowie Anschlusse fur mindestens eine Entladungslampe aufweist, besitzt eine Refe- renzspannungsquelle und eine Detektorschaltung, die den Spannungsabfall an dem mindestens einen Koppelkondensator bzw. den durch einen Spannungsteiler herun- tergeteilten Spannungsabfall an dem mindestens einen Koppelkondensator mit der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle vergleicht und ein Ausgangssignal zur Ansteuerung des Halbbruckenwechselrichters erzeugt.

Wie bereits weiter oben eriautert, verursacht das Auftreten des Gleichrichteffektes der mindestens einen Entladungslampe eine deutliche Abweichung des Spannungs- abfalls an dem mindestens einen Koppelkondensator von seinem Normalwert, der halb so grol3 wie die Eingangsspannung des Halbbruckenwechselrichters ist. Mit Hilfe der Referenzspannungsquelle und der Detektorschaltung wird das Auftreten des Gleichrichteffektes der mindestens einen Entladungslampe detektiert, indem mit Hilfe dieser Mittel Abweichungen des Spannungsabfalls an dem mindestens einen Koppelkondensator von seinem Sollwert festgestellt werden und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt und der Ansteuerungsvorrichtung des Halbbruckenwechsel- richters zugefuhrt wird, um entweder den Halbbruckenwechselrichter abzuschalten oder beispielsweise durch eine Frequenzanhebung die Spannung und/oder den Strom im Lastkreis aufungefahrliche Werte herunterzuregeln. Vorteilhafterweise besitzt die Detektorschaltung der effindungsgemäßen Schaltungsanordnung zu diesem Zweck mindestens zwei Spannungseingange und einen mit der Ansteuerungsvorrichtung des Halbbruckenwechselrichters verbundenen Spannungsausgang, wobei ein erster Spannungseingang mit der Referenzspannungsquelle und ein zweiter Spannungsein- gang mit dem mindestens einen Koppelkondensator verbunden ist. Um den Halb- bruckenwechselrichter beim Auftreten eines anomalen Betriebszustandes, das heif3t

bei defekter Lampe oder bei Vorliegen eines sonstigen Storfalles, abschalten zu kon- nen, weist die Ansteuerungsvorrichtung vorteilhafterweise eine Abschaltungsvor- richtung auf, der das Ausgangssignal der Detektorschaltung zugefuhrt wird.

Die Referenzspannungsquelle ist vorteilhafterweise als Spannungsteiler ausgebildet, der parallel zum Gleichspannungseingang des Halbbruckenwechselrichters geschal- tet ist und an dessen Mittenabgriff die Referenzspannung bereitgestellt wird. So wird mit einfachen Mitteln die Referenzspannung aus der Versorgungsspannung des Halbbruckenwechselrichters erzeugt. Vorteilhafterweise besteht die Detektorschal- tung zumindest aus zwei Transistoren und einem Spannungsteiler. Bei den Transisto- ren handelt es sich vorteilhafterweise um pnp-Bipolartransistoren. Der Spannungs- teiler der Detektorschaltung weist vorteilhafterweise einen ersten und einen zweiten Anschluß sowie einen ersten und einen zweiten Mittenabgriff auf, wobei der erste AnschluG mit dem mindestens einen Koppelkondensator und der zweite AnschluB mit der Referenzspannungsquelle verbunden ist, und wobei der erste Mittenabgriff mit dem Emitter des ersten pnp-Transistor und der Basis des zweiten pnp-Transistors verbunden ist, wahrend der zweite Mittenabgriff an den Emitter des zweiten pnp- Transistors und an die Basis des ersten pnp-Transistors angeschlossen ist. Die Kol- lektoranschlusse der pnp-Transistoren sind vorteilhafterweise mit dem Spannungs- ausgang der Detektorschaltung verbunden.

III. Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsbeispiele Nachstehend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausfuhrungsbeispiele erlautert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Schaltskizze eines ersten Ausfuhrungsbeispiels der er- findungsgemdi3en Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Leucht- stofflampe Figur 2 eine schematische Schaltskizze eines zweiten Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemd8en Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Leucht- stofflampe

Figur 3 eine schematische Schaltskizze eines dritten Ausfuhrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betrieb zweier, parallel ge- schalteter Leuchtstofflampen Figur 4 eine schematische Schaltskizze der Detektorschaltung gemma6 eines vierten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung fur den Betrieb von mehr als zwei Lampen Die in Figur 1 abgebildete Schaltungsanordnung dient zum Betrieb einer sogenann- ten T5-Leuchtstofflampe. Dieses erste Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung besitzt zwei als Halbbruckenwechselrichter miteinander verschaltete npn-Transistoren Q10, Q11, deren Steuerelektroden mit der Ansteuerungsvorrichtung A1 des Halbbrucken- wechselrichters verbunden sind. Der Halbbruckenwechselrichter QIC, Qll bezieht seine Eingangs- oder Versorgungsspannung iiber die Gleichspannungsanschliisse jlO, jl3. Der GleichspannungsanschluG jl3 liegt auf Massepotential und an dem Gleichspannungsanschluß jlO wird eine Spannung von ungefahr +400 V bereitge- stellt. Diese Eingangs- oder Versorgungsspannung wird in bekannter Weise, bei- spielsweise mit Hilfe eines vorgeschalteten, in den Figuren nicht abgebildeten Hoch- setzstellers aus der gleichgerichteten Netzwechselspannung erzeugt.

Die Ansteuerungsvorrichtung A1 des Halbbrückenwechselrichters Q10, Q11 ist als integrierter Schaltkreis ausgefiihrt, der den Schalttakt der Transistoren Q10, Qll bestimmt. An den Mittenabgriff M 10 des Halbbrückenwechselrichters Q10, Q11 ist ein als Serienresonanzkreis ausgebildeter Lastkreis angeschlossen, der eine Resonan- zinduktivitat LI, einen Resonanzkondensator C10 und eine Leuchtstofflampe LP1 aufweist. An den Lastkreis ist ein Koppelkondensator Cl 1 angeschlossen. Der Reso- nanzkondensator C10 ist parallel zur Entladungsstrecke der Leuchtstofflampe LP1 geschaltet. Der positive AnschluB des Koppelkondensators Cll ist iiber den Ver- zweigungspunkt M12 an die Lampe LP1 angeschlossen und sein negativer AnschluB liegt auf Massepotential. Die Transistoren Q10, Qll schalten altemierend, so daß der Mittenabgriff M10 des Halbbrückenwechselrichters Q10, Q11 abwechselnd mit dem hohen Potential U (ca. 400 V) von jlO und dem Massepotential von jl3 verbunden

ist. Da der Koppelkondensator Cll im Idealfall auf die halbe Versorgungsspannung U/2 (ca. 200 V) des Halbbnickenwechselrichters aufgeladen ist, fließt daher zwi- schen dem Mittenabgriff M10 und dem Verzweigungspunkt M12 ein mittelfrequen- ter Wechselstrom, dessen Frequenz im wesentlichen durch den Schalttakt der Transi- storen Q10, Qll bestimmt wird. Wahrend der Elektrodenvorheizphase fließt der Wechselstrom uber die beiden Lampenelektroden und den Resonanzkondensator C10. In der Zundphase wird am Resonanzkondensator C10, beispielsweise mittels der Methode der Resonanzuberhohung, die Zundspannung fur die Leuchtstofflampe LP1 bereitgestellt. Nach Ziindung der Entladung in der Lampe LP1 flieBt der Wech- selstrom im wesentlichen uber die Entladungsstrecke der Lampe und der Resonanz- kondensator ist nahezu uberbruckt.

AuBerdem weist die Schaltungsanordnung einen Spannungsteiler, der aus den beiden Widerstanden R13, R14 und deren Mittenabgriff M 11 besteht, und eine Detektor- schaltung DEI auf. Der Spannungsteiler R13, R14 ist parallel zum Gleichspannungs- eingangjl0, jl3 des Halbbruckenwechselrichters angeordnet. Da die beiden Span- nungsteilerwiderstande R13, R14 den gleichen Widerstandswert besitzen, liegt an deren Mittenabgriff M11 die halbe Versorgungsspannung U/2 des Halbbriicken- wechselrichters Q 10, Q 11 an.

Die Detektorschaltung DE1 besitzt einen ersten Spannungseingang, der an den Ver- zweigungspunkt M12 und damit an den positiven AnschluB des Koppelkondensators Cll angeschlossen ist, und einen zweiten Spannungseingang, der mit dem Mittenab- griff M11 des Spannungsteilers R13, R14 verbunden ist, sowie einen mit der An- steuerungsvorrichtung A1 verbundenen Spannungsausgang. Diese Detektorschaltung DEI besteht aus einem von den drei Widerstanden RIO, Rll, R12 gebildeten Span- nungsteiler R10, R11, R12 und zwei pnp-Bipolartransistoren Q12, Q13. Die drei Spannungsteilerwiderstande RIO, Rll, R12 sind in Reihe zwischen die beiden Ab- griffe M 12 und Mol 1 geschaltet. Der zwischen den Widerstanden RIO, Rl 1 gelegene erste Mittenabgriff j 11 des Spannungsteiters RIO, Rll, R12 ist mit dem Emitter des ersten pnp-Transistors Q12 und mit der Basis des zweiten pnp-Transistors Q13 ver- bunden. Der zwischen den Widerstanden Rll, R12 gelegene zweite Mittenabgriff

jl2 des Spannungsteilers R10, R11, R12 ist mit dem Emitter des zweiten pnp- Transistors Q13 und mit der Basis des ersten pnp-Transistors Q12 verbunden. Die Kollektoren der beiden Transistoren Q12, Q13 sind miteinander verbunden und bil- den den Spannungsausgang der Detektorschaltung DEI.

Wie bereits oben erwahnt, liegt im Idealfall an beiden Abgriffen Ml 1 und Ml 2 die Halfte der Eingangsspannung U/2 des Halbbnickenwechselrichters an, so daB im Idealfall kein Spannungsabfall am Spannungsteiler RIO, Rll, R12 auftritt und die pnp-Transistoren Q12, Q13 nicht angesteuert werden. Durch das Auftreten des Gleichrichteffektes in der Lampe LP1 bildet sich eine Vorzugsrichtung fur den Lam- penstrom aus. Dadurch andert sich der Spannungsabfall am Koppelkondensator Cll und damit auch das Potential am Abgriff M12. In Abhangigkeit von der bevorzugten Lampenstromrichtung weicht das Potential am Abgriff M12 nach unten oder oben von dem Idealwert U/2 ab. Diese Abweichung des Potentials am Abgriff M12 von dem Idealwert U/2 verursacht einen Spannungsabfall am Spannungsteiler R 10, R 11, R12. Der Spannungsteiler RIO, Rll, R12 erzeugt dann ein Ansteuerungssignal fur die Basis eines der pnp-Transistoren Q12 oder Q13. Ist das Potential am Abgriff M12 beispielsweise kleiner als U/2, so wird die Basis des zweiten pnp-Transistors Q13 angesteuert. Ist hingegen das Potential am Abgriff M12 zu einem hoheren Wert als U/2 verschoben, so wird die Basis des ersten pnp-Transistors Q12 angesteuert.

Der pnp-Transistor Q12 bzw. Q13 schaltet durch, wenn die Spannungsdifferenz zwi- schen seiner Basis und seinem Emitter -0, 6 V betragt. Das heißt, beträgt der Span- nungsabfall an dem Spannungsteilerwiderstand Rll mindestens 0, 6 V, so schaltet, je nach Polung der Spannung am Widerstand Rll, einer der beiden pnp-Transistoren Q12 oder Q13 durch. Die Ansprechschwelle der beiden pnp-Transistoren Q12, Q13 kann daher durch eine geeignete Dimensionierung der Spannungsteilerwiderstande RIO, Rll, R12 eingestellt werden. Sie muB relativ hoch eingestellt werden, weil be- reits beim regularen Lampenbetrieb Abweichungen des Potentials am Abgriff M 12 vom Idealwert auftreten. Bei dem ersten Ausfuhrungsbeispiel ist der Widerstand Rl 1 so dimensioniert, daß der pnp-Transistor Q12 oder Q13 erst bei einer Abweichung des Potentials am Abgriff M12 von ungefahr 100 V von dem Idealwert U/2 durchge- schaltet wird. Das heil3t, der Transistor Q13 wird durchgeschaltet, wenn der Span-

nungsabfall am Koppelkondensator Cll statt 200 V nur noch 100 V oder weniger betragt, und der Transistor Q12 wird durchgeschaltet, wenn der Spannungsabfall am Koppelkondensator Cl 1 von 200 V auf mindestens 300 V angestiegen ist. In beiden vorgenannten Fallen erzeugt die Detektorschaltung DE1 ein Ausgangssignal fiir die Ansteuerungsvorrichtung A1 des Halbbrückenwechselrichters Q10, Q11, das vor- zugsweise zur Abschaltung des Halbbrückenwochselrichters Q10, Q11 genutzt wird.

Es kann allerdings auch, beispielsweise uber eine Anhebung der Steuerfrequenz der Halbbruckenwechselrichtertransitoren Q10, Qll, zur Begrenzung der Spannung und/oder des Stromes im Lastkreis verwendet werden. In der Tabelle 1 ist eine Di- mensionierung der Bauteile der Schaltungsanordnung gemiii3 des ersten Ausfuh- rungsbeispiels angegeben.

GemdB des in Figur 2 abgebildeten zweiten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung be- sitzt die Schaltungsanordnung zwei als Halbbnickenwechselrichter miteinander ver- schaltete npn-Transistoren Q20, Q21, deren Steuerelektroden mit der Ansteuerungs- vorrichtung A2 des Halbbruckenwechselrichters verbunden sind. Der Haibbrucken- wechselrichter Q20, Q21 bezieht seine Eingangs- oder Versorgungsspannung uber die Gleichspannungsanschliisse j20, j23. Der Gleichspannungsanschluß j23 liegt auf Massepotential und an dem Gleichspannungsanschluf3 j20 wird eine Spannung von ungefahr +400 V bereitgestellt. Diese Eingangs- oder Versorgungsspannung wird in bekannter Weise, beispielsweise mit Hilfe eines vorgeschalteten, in den Figuren nicht abgebildeten Hochsetzstellers aus der gleichgerichteten Netzwechselspannung erzeugt.

Die Ansteuerungsvorrichtung A2 des Halbbruckenwechselrichters Q20, Q21 ist als integrierter Schaltkreis ausgefiihrt, der den Schalttakt der Transistoren Q20, Q21 bestimmt. An den Mittenabgriff M20 des Halbbruckenwechselrichters Q20, Q21 ist ein als Serienresonanzkreis ausgebildeter Lastkreis angeschlossen, der eine Resonan- zinduktivitat L2, einen Resonanzkondensator C20 und eine Leuchtstofflampe LP2 aufweist. An den Lastkreis ist ein Koppelkondensator C21 angeschlossen. Der Reso- nanzkondensator C20 ist parallel zur Entladungsstrecke der Leuchtstofflampe LP2 geschaltet. Der positive AnschluB des Koppelkondensators C21 ist liber den Ver-

zweigungspunkt M22 an die Lampe LP2 angeschlossen und sein negativer AnschluG liegt auf Massepotential. Die Transistoren Q20, Q21 schalten altemierend, so da6 der Mittenabgriff M20 des Halbbruckenwechselrichters Q20, Q21 abwechselnd mit dem hohen Potential U (ca. 400 V) von j20 und dem Massepotential von j23 verbunden ist. Da der Koppelkondensator C21 im Idealfall auf die halbe Versorgungsspannung U/2 (ca. 200 V) des Halbbruckenwechselrichters aufgeladen ist, fließt daher zwi- schen dem Mittenabgriff M20 und dem Verzweigungspunkt M22 ein mittelfrequen- ter Wechselstrom, dessen Frequenz im wesentlichen durch den Schalttakt der Transi- storen Q20, Q21 bestimmt wird.

AuGerdem besitzt die Schaltungsanordnung gemdb des zweiten Ausfuhrungsbeispiels eine Referenzspannungsquelle Uref und eine Detektorschaltung sowie einen Span- nungsteiler R23, R24, der an den Koppelkondensator C21 angeschlossen ist und die Koppelkondensatorspannung U/2 im Verhaltnis der Widerstandswerte der Span- nungsteilerwiderstande R23, R24 herunterteilt. Die Detektorschaltung besteht beim zweiten Ausfuhrungsbeispiel aus den Spannungsteilerwiderstanden R20, R21, R22 und aus den pnp-Kleinsignaltransistoren Q22, Q23. Diese Detektorschaltung ist ge- nau so aufgebaut wie die Detektorschaltung DE1 des ersten Ausfuhrungsbeispiels.

Ihre Spannungseingange sind allerdings an den Mittenabgriff des Spannungsteilers R23, R24 und an die Referenzspannungsquelle Uref angeschlossen. Der wesentliche Unterschied zum ersten Ausfuhrungsbeispie ! besteht nun darin, da6 die Detektor- schaltung des zweiten Ausfuhrungsbeispiels nicht - wie beim ersten Ausfiihrungs- beispiel- den Spannungsabfall am Koppelkondensator C21 detektiert, sondem statt dessen den Spannungsabfall am Spannungsteilerwiderstand R24 uberwacht und mit der Referenzspannung der Referenzspannungsquelle Uref vergleicht. Die Referenz- spannung Uref betragt ungefahr +5 V und wird mittels einer Hilfsspannungsquelle generiert. Mit Hilfe des Spannungsteilers R23, R24 wird der Spannungsabfall am Koppelkondensator C21 im Verhaltnis 1/39 heruntergeteilt, so daß im Idealfall am Widerstand R24 ebenfalls eine Spannung von ungefahr +5 V anliegt, da der Span- nungsabfall am Koppelkondensator C21 im Idealfall gleich der halben Versorgungs- spannung U/2 des Halbbruckenwechselrichters Q20, Q21, also ungefahr gleich 200V betragt. Die Detektorschaltung R20, R21, R22, Q22, Q23 mit den Mittenab-

griffen j21, j22 fiir die Emitter- und Basisanschlusse der Transistoren Q22, Q23 funktioniert sonst genau so wie die Detektorschaltung DE1 des ersten Ausfuhrungs- beispiels. Der einzige Unterschied besteht darin, da6 die Detektorschaltung des zweiten Ausfuhrungsbeispiels (Figur 2) mit wesentlich kleineren Eingangsspannun- gen an ihren Spannungseingangen bei R20 und R22 arbeitet als die Detektorschal- tung DE1 des ersten Ausfiihrunsgbeispiels. Das hat den Vorteil, daß in der Detektor- schaltung des zweiten Ausfuhrungsbeispiels Kleinsignaltransistoren Q22, Q23 einge- setzt werden konnen. Die Funktionsweise der Detektorschaltungen der beiden ersten Ausfuhrungsbeispiele ist aber sonst gleich. Sinkt die Spannung am Koppelkonden- sator C21 beispielsweise auf einen Wert unterhalb von 100 V, so betragt der Span- nungsabfall am Widerstand R24 weniger als 2, 5 V. Dann schaltet der Transistor Q23 durch. Steigt die Spannung am Koppelkondensator C21 auf mehr als 300 V an, so betragt der Spannungsabfall am Widerstand R24 mehr als 7, 5 V. Dann schaltet der Transistor Q22 durch. In beiden Fallen liefert die Detektorschaltung ein Ausgangs- signal fiir die Ansteuerungsvorrichtung A2 des Halbbruckenwechselrichters Q20, Q21, das vorzugsweise zur Abschaltung des Halbbruckenwechselrichters Q20, Q21 verwendet wird. Eine geeignete Dimensionierung der Bauteile der Schaltungsanord- nung gemdb des zweiten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung ist in der Tabelle 2 angegeben.

Das dritte Ausfuhrungsbeispiel (Figur 3) beschreibt die Anwendung der Erfindung auf eine Schaltungsanordnung zum Betrieb von zwei parallel geschalteten Leucht- stofflampen LP3, LP4. Diese Schaltungsanordnung besitzt zwei als Halbbrticken- wechselrichter miteinander verschaltete npn-Transistoren Q30, Q31, deren Steuere- lektroden mit der Ansteuerungsvorrichtung A3 des Halbbruckenwechselrichters ver- bunden sind. Der Halbbnickenwechselrichter Q30, Q31 bezieht seine Eingangs- oder Versorgungsspannung iiber die Gleichspannungsanschliisse j30, j33. Der Gleich- spannungsanschluß j33 liegt auf Massepotential und an dem Gleichspannungsan- schluB j30 wird eine Spannung von ungefahr +400 V bereitgestellt. Diese Eingangs- oder Versorgungsspannung wird in bekannter Weise, beispielsweise mit Hilfe eines vorgeschalteten, in den Figuren nicht abgebildeten Hochsetzstellers aus der gleichge- richteten Netzwechselspannung erzeugt.

Die Ansteuerungsvorrichtung A3 des Halbbruckenwechselrichters Q30, Q31 ist als integrierter Schaltkreis ausgefiihrt, der den Schalttakt der Transistoren Q30, Q31 bestimmt. An den Mittenabgriff M30 des Halbbruckenwechselrichters Q30, Q31 sind zwei parallel geschaltete, als Serienresonanzkreise ausgebildete Lastkreise ange- schlossen. Beide Lastkreise weisen jeweils eine Resonanzinduktivitat L3 bzw. L4, einen Resonanzkondensator C30 bzw. C31 und eine Leuchtstofflampe LP3 bzw. LP4 auf. An beide Lastkreise ist jeweils ein Koppelkondensator C32 bzw. C33 ange- schlossen. An beiden Koppelkondensatoren C32, C33 liegt im Idealfall die halbe Versorgungsspannung U/2 des Halbbruckenwechselrichters Q30, Q31 an. Die Po- tentiale an den Abgriffen M31, M32 betragen also im Idealfall U/2, das heil3t unge- fahr +200 V. An die Abgriffe M31 und M32 ist jeweils ein Spannungseingang einer aus den Spannungsteilerwiderstanden R30, R31, R32 und den pnp-Transitoren Q32, Q33 bestehenden Detektorschaltung angeschlossen. Der Spannungsausgang dieser Detektorschaltung wird von den miteinander verbundenen Kollektoren der pnp- Transistoren Q32, Q33 gebildet. Er ist mit der Ansteuerungsschaltung A3 des Halb- bruckenwechselrichters Q30, Q31 verbunden. Der erste Mittenabgriff j31 des Span- nungsteilers R30, R31, R32 ist mit dem Emitter des ersten pnp-Transistors Q32 und mit der Basis des zweiten pnp-Transistors Q33 verbunden, wahrend sein zweiter Mittenabgriff j32 mit dem Emitter des zweiten pnp-Transistors Q33 und der Basis des ersten pnp-Transistors Q32 verbunden ist. Die Detektorschaltung des dritten Ausfuhrungsbeispiels uberwacht den Spannungsabfall an beiden Koppelkondensato- ren C32 und C33, indem ein Koppelkondensator C32 bzw. C33 dem jeweils anderen Koppelkondenator C33 bzw. C32 als Referenzspannungsquelle dient.

Tritt beispielsweise bei der ersten Lampe LP3 der Gleichrichteffekt auf, so daß der Spannungsabfall am ersten Koppelkondensator C32 um mehr als 100 V von dem Idealwert U/2 = 200 V abweicht und beispielsweise mehr als 300 V betragt, so wird der erste pnp-Transistoren Q32 durchgeschaltet. Am anderen Koppelkondensator C33, der in diesem Fall als Referenzspannungsquelle dient, liegt namlich im Idealfall immer noch die halbe Versorgungsspannung U/2 = 200 V des Halbbruckenwechsel- richters Q30, Q31 an. Sinkt die Spannung am ersten Koppelkondensator C32 auf

einen Wert unterhalb von 100 V, so wird der zweite pnp-Transistor Q33 durchge- schaltet.

Tritt hingegen bei der zweiten Lampe LP4 der Gleichrichteffekt auf, so wird der Spannungsabfall am zweiten Koppelkondnesator C33 von dem Idealwert U/2 = 200 V abweichen. Steigt beispielsweise der Spannungsabfall am zweiten Koppel- kondensator C33 auf mehr als 300 V an, so wird der zweite pnp-Transistor Q33 durchgeschaltet. Am ersten Koppelkondensator C32, der in diesem Fall als Referenz- spannungsquelle dient, liegt namlich im Idealfall immer noch die halbe Versorgungs- spannung U/2 = 200V des Halbbruckenwechselrichters Q30, Q31 an. Sinkt die Spannung am zweiten Koppelkondensator C33 aber auf einen Wert unterhalb von 100 V, so wird der erste pnp-Transistor Q32 durchgeschaltet.

In allen vorgenannten Fallen, in denen einer der beiden pnp-Transistoren Q32 oder Q33 durchgeschaltet wird, erzeugt die Detektorschaltung an ihrem Spannungsaus- gang ein Ansteuerungssignal fiir die Ansteuerungsvorrichtung A3 des Halbbrucken- wechselrichters Q30, Q31, das vorzugsweise zur Abschaltung des Halbbriicken- wechselrichters Q30, Q31 verwendet wird. Die Detekorschaltung des dritten Ausfuh- rungsbeispiels arbeitet also vollkommen analog zu der Detektorschaltung DEI des ersten Ausfuhrungsbeispiels. Fur den unwahrscheinlichen Fall, daB der Gleichricht- effekt bei beiden Lampen LP3, LP4 gleichzeitig auftritt, funktioniert die Detektor- schaltung des dritten Ausfuhrungsbeispiels allerdings nicht. Eine geeignete Dimen- sionierung der beim dritten Ausfuhrungsbeispiele verwendeten Bauteile ist in Tabelle 3 angegeben.

Figur 4 zeigt eine Detektorschaltung mit drei Spannungseingangen El, E2, E3 fur eine Schaltungsanordnung mit einem Halbbnickenwechselrichter, an dessen Mitten- abgriff drei parallel geschaltete Lastkreise angeschlossen sind. Jeder der Spannungs- eingange El, E2, E3 ist mit dem auf positiven Potential liegenden Anschlul3 des Koppelkondensators eines der Lastkreise verbunden. Diese Detektorschaltung ver- gleicht den Spannungsabfall an den Koppelkondensatoren der drei Lastkreise mitein- ander. Sie arbeitet vollkommen analog zu der Detektorschaltung des dritten Ausfiih-

rungsbeispiels. Die in Figur 4 abgebildete Detektorschaltung besteht aus drei pnp- Transistoren Q42, Q43, Q44, drei Basis-Emitter-Widerstanden R41, R43, R45 und drei Vorwiderstanden R40, R42, R44. Die miteinander verbundenen Kollektoren der pnp-Transistoren Q42, Q43, Q44 bilden den Spannungsausgang der Detektorschal- tung.

Wird beispielsweise das Potential am Eingang El bzw. E2 bzw. E3 gegenuber dem Potential an den anderen beiden Eingangen uber die Ansprechschwelle hinaus ange- hoben, so schaltet der Transistor Q44 bzw. Q42 bzw. Q43 durch. Wird das Potential am Eingang El bzw. E2 bzw. E3 gegentiber dem Potential an den anderen beiden Eingangen uber die Ansprechschwelle hinaus abgesenkt, so schaltet der Transistor Q42 bzw. Q43 bzw. Q44 durch. In allen vorgenannten Fallen entsteht am Span- nungsausgang der Detektorschaltung ein Ansteuerungssignal fiir die Ansteuerungs- vorrichtung des Halbbruckenwechselrichters. Diese Detektorschaltung laBt sich durch Anfugen weiterer pnp-Transistoren und Basis-Emitter-Widerstande sowie weiterer Vorwiderstande auch auf mehr als drei parallel geschaltete Lastkreise an- passen.

Die Erfindung beschrankt sich nicht auf die oben naher erlauterten Ausfiiphrungsbei- spiele. Beispielsweise konnen die pnp-Transistoren der Detektorschaltungen auch durch Feldeffekttransistoren mit ahnlicher Strom-Spannungskennlinie ersetzt wer- den. Anstelle von pnp-Transistoren konnen fur die Detektorschaltung aber auch npn- Transistoren verwendet werden. Es muß dann nur mit geeigneten Mitteln sicherge- stellt werden, da6 die Ansteuerungsvorrichtung des Halbbruckenwechselrichters von der Detektorschaltung mit Steuersignalen der richtigen Polaritat beaufschlagt wird.

Tabelle 1 : Dimensionierung der elektrischen Bauteile gemdb des ersten Ausfuh- rungsbeispiels L1 1,6 mH C10 7,5 nF C11 68 nF R10, R12 390 kQ R11 4,7 k# R13, R14 470 kQ Q12, Q13 BF421 Tabelle 2 : Dimensionierung der elektrischen Bauteile gemäß des zweiten Ausfuh- rungsbeispiels L2 1,6 mH C20 7,5 nF C21 68 nF Uref +S V R20, R22 10 kQ R21 6,2 k# R23 390 kQ R24 10 k# Q22, Q23 BC807 Tabelle 3: Dimensionierung der elektrischen Bauteile gemäß des dritten Ausfuh- rungsbeispiels L3, L4 1,6 mH C30, C31 7, 5 nF C32, C33 68 nF R30, R32 390 kQ R31 4,7 k# Q32, Q33 BF421