Beschreibung

Ansteuerschaltung für einen schaltbaren Heiztransformator eines elektronischen Vorschaltgeräts und entsprechendes Verfahren

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung für einen schaltbaren Heiztransformator eines elektronischen Vorschaltgeräts mit einer Schaltungseingangsklemme zur Aufnahme einer oszillierenden Inverterspannung (DC- /AC-Wandler) , die eine veränderbare Inverterfrequenz aufweist, und einer Schalteinrichtung, an deren Ausgangsklemme der Heiztransformator anklemmbar ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Schalten eines Heiztransformators.

Stand der Technik

Je nach Anwendungsgebiet sind verschiedene Vorheizkonzep ^¬ te für Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen gebräuchlich. Hierzu zählen beispielsweise eine Vorheizung über den Resonanz-Kondensator des Lastkreises, über eine Hilfswicklung auf der Lampendrossel, über einen resonan- ten Heiztransformator und über einen schaltbaren Heiztransformator. Die kostspieligste aber auch effizienteste Lösung für das Vorheizen besteht in einem schaltbaren Heiztränsformator .

Zur Ansteuerung eines schaltbaren Heiztransformators ist ein entsprechendes Ansteuersignal und ein Treiber bzw. Pegelwandler erforderlich, die in der Regel von einem ASIC bereitgestellt werden. Dieses ASIC realisiert über- licherweise auch die gesamte Ablaufsteuerung. Es sind je-

doch auch kostengünstigere ASICs auf dem Markt, die ein Ansteuersignal für einen Heiztransformator nicht bereit ^¬ stellen .

Grundsätzlich bestünde die Möglichkeit, den schaltbaren Heiztransformator anstatt durch den ASIC durch ein Verzögerungselement anzusteuern. Mit diesem Verzögerungsele ^¬ ment, z. B. Kaltleiter (PTC), kann ein Signal erzeugt werden, das nur kurze Zeit unmittelbar nach dem Einschalten des Geräts aktiv ist. Dieses Verfahren des Ansteuerns mit einem Verzögerungselement erlaubt jedoch keine Syn ^¬ chronisation mit einer fremdgesteuerten Ablaufsteuerung.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine einfache Ansteuerschaltung für einen schaltbaren Heiztransformator bereitzustellen, wobei eine Synchroni- sation mit einer fremdgesteuerten Ablaufsteuerung möglich sein soll. Ebenso soll ein entsprechendes Verfahren zur Verfügung gestellt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine An ^¬ steuerschaltung für einen schaltbaren Heiztransformator eines elektronischen Vorschaltgeräts mit einer Schal ^¬ tungseingangsklemme zur Aufnahme einer oszillierenden In- verterspannung, die eine veränderbare Inverterfrequenz aufweist, und einer Schalteinrichtung, an deren Ausgangsklemme der Heiztransformator anklemmbar ist, sowie einer Frequenzauswerteeinrichtung, die der Schaltungseingangsklemme nachgeschaltet ist und mit der die Inverterfre- quenz in ein Ansteuersignal für die Schalteinrichtung wandelbar ist.

Des Weiteren wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Ver ^¬ fahren zum Schalten eines Heiztransformators eines elekt ^¬ ronischen Vorschaltgeräts durch Aufnehmen einer oszillierenden Inverterspannung, die eine veränderbare Inverter- frequenz aufweist, Wandeln der Inverterfrequenz in ein Ansteuersignal und Schalten des Heiztransformators in Ab ^¬ hängigkeit des Ansteuersignals.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass vor dem Zünden der Gasentladungslampe die Frequenz im Lastkreis höher ist als im Nominalbetrieb, in dem die Lampe brennt, und daher der Frequenzunterschied zu einer Ansteuerung des Heiztransformators vor dem Zünden der Lampe herange ^¬ zogen werden kann. Wenn also die oszillierende Inverterspannung, die beispielsweise durch das Mittelpunktpoten- tial einer Halbbrücke oder Vollbrücke erzeugt wird, für das Erzeugen eines Ansteuersignals für den Heiztransformator verwendet wird, so ist eine Synchronisation mit ei ^¬ ner fremdgesteuerten Ablaufsteuerung des Vorschaltgeräts möglich .

Vorzugsweise besitzt die Frequenzauswerteeinrichtung eine Ladungspumpe. Sie erlaubt, mit einfachen mittein eine Um ^¬ setzung der Frequenz in ein Ansteuersignal.

Der Ladungspumpe kann ein Spannungsteiler nachgeschaltet sein. Dadurch lässt sich der von einer Ladungspumpe er- zeugte Strom in eine gewünschte Spannung wandeln. Güns ^¬ tigerweise besteht diese Schalteinrichtung aus einem MOSFET-Transistor . Dieses Bauelement zeichnet sich als zuverlässige Schalteinheit aus.

Wird die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung in ein elekt- ronisches Vorschaltgerät eingebaut, so erzeugt beispiels-

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weise eine Halbbrücke die oszillierende Inverterspannung. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Amplitude der oszil ^¬ lierenden Inverterspannung unveränderlich gehalten wird, da dann das Ausgangssignal der Ladungspumpe direkt pro- portional zur Frequenz der oszillierenden Inverterspannung ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, die einen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung wiedergibt.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

In der Figur ist eine Ansteuerschaltung für einen Heiztransformator HT dargestellt. Am Eingang E der Schaltung liegt eine rechteckförmige oszillierende Inverterspannung an, die von einem nicht dargestellten Halbbrückenmittel ^¬ punkt stammt. über den Eingang E wird eine Ladungspumpe gespeist. Diese besteht aus den beiden Kondensatoren Cl und C2 sowie den beiden Dioden Dlund D2. Der Kondensator Cl liegt mit einer Klemme an dem Eingang E und mit der anderen Klemme an der Kathode der Diode Dl. Die Anode der Diode Dl ist mit Masse verbunden. Die Kathode der Diode Dl ist ferner mit der Anode der Diode D2 verbunden. Schließlich ist der Kondensator C2 einerseits mit der Ka- thode der Diode D2 und andererseits mit Masse verbunden.

Im Falle einer positiven Eingangsspannung laden sich die Kondensatoren Cl und C2 über die Diode D2 auf. Dabei be ^¬ stimmt die Größe von Cl die in C2 beförderte Ladungsmen ^¬ ge. Bei Eingangsspannung Null sperrt die Diode D2 und der Kondensators Cl wird über die Diode Dl entladen. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Periode einer oszillie ^¬ renden Inverter- bzw. Eingangsspannung. Der durch die Ladungspumpe transferierte gemittelte Strom ist direkt pro ^¬ portional zur Frequenz des nicht dargestellten Inverters, denn mit steigender Frequenz erfolgt der Ladevorgang in den Kondensator C2 immer öfter, so dass dessen Spannung zunimmt .

über eine ohmsche Last wird die am Kondensator C2 anlie ^¬ gende Spannung in geeigneter Weise eingestellt. Die ohm- sehe Last kann als Einzelwiderstand R2 ausgeführt werden oder als Spannungsteiler Rl, R2 zur genaueren Einstellung der Spannung. Der Spannungsteiler Rl, R2 liegt hierzu zwischen der Kathode der Diode D2 und Masse und somit pa ^¬ rallel zum Kondensator C2. Der Mittenabgriff zwischen den beiden Widerständen Rl und R2, d. h. der Ausgang des Spannungsteils, dient zur Steuerung eines MOSFET- Transistors Sl, weshalb dessen Gate mit dem Mittenabgriff verbunden ist. Zur Verbesserung des Schaltverhaltens ist außerdem das Gate mit einem Kondensator C3 an Masse ange- schlössen. Die Source des MOSFET-Transistors ist eben ^¬ falls mit Masse verbunden, während der Drain an den Heiztransformator HT angeschlossen ist.

Die am Ausgang des Spannungsteils anliegende Spannung ist direkt proportional zur Frequenz der rechteckförmigen Eingangsspannung, vorausgesetzt, deren Amplitude ist kon ^¬ stant. Da der MOSFET-Transistor eine definierte Schalt-

schwelle besitzt, wird der Transistor in Abhängigkeit von der Frequenz der Eingangsspannung an- und abgeschaltet. Dies bedeutet, dass der Heiztransformator HT über den als Schaltelement dienenden MOSFET-Transistor Sl bei einer hohen Inverterfrequenz (Vorheizphase) zugeschaltet ist und bei einer niederen Inverterfrequenz (Lampenbetriebsphase) abgeschaltet wird. Das Ansteuersignal folgt damit exakt der Frequenz des Inverters und damit einer vorgege ^¬ benen Ablaufsteuerung, die beispielsweise durch ein ASIC realisiert ist.