Die Erfindung betrifft einen elektronischen Transformator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 Insbesondere betπfft die Erfindung einen elektronischen Transformator zum Betreiben emer Niedervolt-Halogenlampe

Das Grundprinzip von elektronischen Transformatoren ist aus C H Sturm/E Klein, "Betπebsgerate und Schaltungen für elektrische Lampen" , Siemens Aktiengesellschaft, 1992, Seiten 295 ff bekannt. Die bekannten elektronischen Transformatoren besitzen im wesentlichen em Oberwellenfilter zur Funk- Entstörung , welches eingangsseitig an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen wird Mit dem Oberwellenfilter ist eine Gleichrichterschaltung, in der Regel eme normale Diodenschaltung, verbunden, die die von der Wechselspannungsquelle gelieferte Versorgungswechselspanxiung gleichrichtet Die von der Gleichrichterschaltung erzeugte gleichgerichtete Zwischenkreisspannung wird emem Wechselrichter zugeführt, der zwei in einer Bruckenschalrung angeordnete Schalter, m der Regel Leistungstransistoren, besitzt, die abhangig von der Zwischenkreisspannung abwechselnd em- und ausgeschaltet werden Der Wechselrichter entnimmt auf diese Weise der Gleichrichterschaltung eine in Rechteckblocke zerhackte Spannung, die mittels eines Übertragers auf die für die Niedervolt-Halogenlampe notwendige Klemspannung transformiert wird Die Frequenz des Wechselrichters hegt dabei zwischen 20 und 50 kHz

Das Dimmen der Niedervolt-Halogenlampe kann dabei auf verschiedene Arten geschehen Bei der sogenannten Phasenanschnitts- bzw Phasenabschnittsteuerung wird die dem Wechselrichter zugefuhrte Spannung verzogen bzw vorzeitig abgeschaltet Ebenso ist bekannt, die Niedervolt-Halogenlampe durch Pulsweitenmodulation zu dimmen, d h durch Verandern der Einschalt- bzw Ausschaltzeiten der beiden Schalter des Wechselrichters, wobei die Ein- bzw Ausschaltzelten für beide Schalter stets gleich sind Im ungedimmten Betrieb der Niedervolt-Halogenlampe werden die beiden Schalter des Wechselrichters so betrieben, daß die Austastphase, d h der Zeitbereich, in dem keiner der beiden Schalter eingeschaltet ist, möglichst kurz ist Im Dimmbetπeb werden die Einschaltzeiten der beiden Schalter gegenüber dem ungedimmten Betrieb verkürzt, so daß sich die Austastzeit zwischen dem Ausschalten des einen Schalters und dem Einschalten des anderen Schalters erhöht Wie bereits erwähnt, sind die Einschaltzeiten der beiden Schalter sowohl im ungedimmten Betrieb als auch im Dimmbetrieb gleich lang

Bei dem zuvor beschriebenen Dimmverfahren mittels Pulsweitenmodulation besteht jedoch das Problem, daß wahrend der Austastzeiten Oszillationen durch emen Schwingkreis verursacht werden können, der einerseits durch die Transformatormduktivitat und andererseits durch parallel zu den Schaltern hegende Kapazitäten gebildet wird

Der Erfindung hegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Transformator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, bei dem Oszillationen wahrend der Austastzeiten vermieden werden

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelost

Erfindungsgemaß wird zum Dimmen der Niedervolt-Halogenlampe das Tastverhaltnis zwischen den Einschaltzelten der beiden Schalter des Wechselrichters verändert, d h die Einschaltzeit des emen Schalters wird auf Kosten der Emschaltzeit des anderen Schalters verlängert Im ungedimmten Betrieb werden wie beim bekannten Stand der Technik die beiden Schalter des Wechselrichters abwechselnd gleich lange em- bzw ausgeschaltet Sowohl im gedimmten als auch im ungedimmten Betrieb wird die Austastzeit zwischen dem Einschalten des emen Schalters und dem Ausschalten des anderen Schalters des Wechselrichters möglichst gering gehalten

Auf diese Weise kann erfindungsgemaß das Auftreten von Oszillationen wahrend der Austastzeiten zwischen dem Emschalten und dem Ausschalten der beiden Wechselrichterschalter vermieden werden

Des weiteren ist erfindungsgemaß eine Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung vorhanden, die die von der Gleichrichterschaltung gelieferte Zwischenkreisspannung überwacht und das Tastverhaltms zwischen dem Einschalten der beiden Schalter des Wechselrichters auf einen bestimmten Dimmwert verändert, wenn die Zwischenkreisspannung emen bestimmten Schwellenwert übersteigt, um die Ausgangsspannung des Transformators in diesem Falle konstant zu halten

Ebenso ist eme Kurzschlußuberwachung vorgesehen, die den Ausgangsstrom des elektronischen Transformators bzw eine dazu proportionale Meßgroße überwacht und die das abwechselnde Ein-/ Ausschalten der beiden Wechselrichterschalter unterbricht falls der Ausgangsstrom des elektronischen Transformators bzw die dazu proportionale Meßgroße einen bestimmten Schwellenwert überschreitet

Durch die Verwendung emer erfmdungsgemaßen Softstartschalrung werden die Emschaltzeiten der beiden Wechselrichterschalter derart gesteuert, daß nach dem Einschalten des elektronischen Transformators die Lampe innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls sukzessive von emem voll gedimmten Zustand m den ungedimmten Zustand gefahren wird

Des weiteren kann erfindungsgemaß eine Zwischenkreis-Uberwachungsschaltuns vorgesehen sem, die das abwechselnde Em-/ Ausschalten der Wechselrichterschalter unterbricht, falls die von der Gleichrichterschaltung gelieferte Zwischenkreisspannung einen bestimmten Schwellenwert übersteigt

Mittels einer Temperaturuberwachungsschaltung kann die Niedervolt-Halogenlampe durch Veränderung des Tastverhaltnisses zwischen den Emschaltzeiten der Wechselrichterschalter heruntergedimmt werden, falls die von der Temperaturuberwachungsschaltung erfaßte Temperatur einen bestimmten Temperaturgrenzwert überschreitet

Schließlich kann eme Leerlaufabschaltungsemheit vorgesehen sem, die den Leerlaufbetrieb des elektronischen Transformators ermittelt und m diesem Fall das abwechselnde Em-/ Ausschalten der Wechselrichterschalter unterbricht

Vorzugsweise werden die zuvor beschriebenen Schaltungen mit einer Timerschaltung kombiniert, so daß das Unterbrechen des abwechselnden Eιn-/Ausschaltens der beiden Wechselrichterschalter durch die Timerschaltung gesteuert und lediglich für eme bestimmte Zeitspanne erfolgt Liegt nach Ablauf der Zeitspanne der Fehlzustand weiterhin vor, so wird der Betrieb des Wechselrichters weiterhin unterbrochen, bis der Fehlzustand behoben ist Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispieles beschrieben Es zeigen

Fig 1 em Aufuhrungsbeispiel des erfindungsgemaßen elektronischen Transformators.

Fig 2a-2c und 3a-3b Spannungs- und Stromverlaufe bei dem in Figur 1 gezeigten erfindungsgemaßen elektronischen Transformator im ungedimmten Betrieb,

Fig 4a-4c, 5a-5b und 6a-6b Spannungs- und Stromverlaufe bei dem in Figur 1 gezeigten erfindungsgemaßen Ausführungsbeispiel im Dimmbetrieb,

Fig 7 em Diagramm zur Erläuterung der Funktion der Softstartschaltung des in Figur 1 gezeigten erfindungsgemaßen Ausfuhrungsbeispieles,

Fig 8a und 8b Signalverlaufe zur Erläuterung der Funktionsweise der

Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung des in Fig 1 gezeigten erfindungsgemaßen Ausfuhrungsbeispieles, und

Fig 9 em Diagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Temperaturuberwachungsschaltung des in Figur 1 gezeigten erfindungsgemaßen Ausfuhrungsbeispieles

Der elektromsche Transformator weist eingangsseitig ein Oberwellenfilter, insbesondere zur Funkentstörung, auf, wobei die Spule LI und die Kondensatoren Cl und C2 zur Funkentstörung des Transformators dienen Die Widerstände Rl und R2 schützen den elektromschen Transformator vor Überspannungen und Storimpulsen von der Netzspannung Die von dem Oberwellenfilter gelieferte Netzspannung wird durch die aus den Dioden D1-D4 gebildete Gleichπchterbruckenschaltung gleichgerichtet und als Zwischenkreisspannung dem eigentlichen Wechselrichter des Transformators und dessen Steuerschaltung zugeführt Der Wechselrichter weist zwei steuerbare Schalter 2 und 3 auf, die jeweils über eine Dioden-Widerstandsschaltung D7, R8 bzw D8, R9 angesteuert werden Die steuerbaren Schalter 2 und 3 werden in der Regel durch Leistungstransistoren, d h durch Feldeffekttransistoren gebildet Die steuerbaren Schalter 2 und 3 werden abwechselnd ein- und ausgeschaltet so daß am Verbindungspunkt C zwischen den beiden Kondensatoren C4 und C5 die zu den steuerbaren Schaltern 2 und 3 parallel geschaltet sind, eine halbsinusformige Gleichspannung auftritt, die mit einer Wechselspannung (Rippel) moduliert ist Zwischen den Verbindungspunkten der Halbleiterschalter 2 und 3 und der Kondensatoren C4 und C5 hegt die Primärwicklung eines Übertragers 16, an dessen Sekundärwicklung eme ohm'sche Last, in diesem Fall eine Niedervolt-Halogenlampe 1 angeschlossen ist Zwischen den Ausgangen A und G des elektromschen Transformators hegt im ungedimmten Fall eine doppelsinusformige zerhackte Wechselspannung, wobei im ungedimmten Fall das Tastverhaltnis der Zerhackungsfrequenz - wie beim bekannten Stand der Technik - symmetrisch ist Im Dimmbetπeb hegt dagegen am Ausgang A eine Wechselspannung an, bei der das Tastverhaltnis der Zerhackungsfrequenz unsymmetrisch ist

Die Widerstände R3-R5 sowie der Kondensator C3 bilden die Anlaufspannungsversorgung des Wechselrichters und dessen Steuerschaltung Sobald der Wechselrichter zu schwingen beginnt, wird die Versorgungsenergie kapazitiv mittels C6 am Mittelpunkt der Halbbrücke bei C4 und C5 ausgekoppelt und über die Dioden D9-D10 sowie den Kondensator C3 dem Wechselrichter bzw dessen Steuerschaltung zur Spannungsversorgung zurückgeführt Mittels einer Diode D5 wird die Spannung am Kondensator C3 stabilisiert, d h die Betriebsspannungsversorgung des elektromschen Transformators erfolgt über den Kondensator C3 Diese kapazitive Ankopplung hat den Vorteil, daß der Kondensator C6 großer als bisher üblich gewählt werden kann, da Cβ mcht mehr im Einschaltzeitpunkt von dem unteren Schalter 3 kurzgeschlossen wird und somit erhöhte Schaltverluste verursacht

Nachfolgend soll der Aufbau des Wechselrichters bzw dessen Steuerschaltung naher erläutert werden

Die Halbbrücken-Schalter 2 und 3 werden durch emen Bruckentreiber 11 angesteuert, der wiederum von einem Oszillator 9 gesteuert wird, welcher eine Schwingung fester Frequenz und Amplitude liefert Die Austastzeit zwischen den Einschaltphasen der beiden Schalter 2 und 3 wird durch die externen Gate-Widerstande R8 und R9 sowie die Dioden D7 und D8 realisiert, um emen Bruckenkurzschluß zu vermeiden Die eigentliche Dimmung der Niedervolt-Halogenlampe 1 erfolgt durch Verändern des Tastverhaltmsses des Oszillators 9, d h durch Verändern der Emschaltzeiten der beiden Schalter 2 und 3, wodurch der eme Schalter langer eingeschaltet ist als der andere und sich die Spannung an den Kondensatoren C4 und C5 entsprechend verändert Zum Einstellen des Tastverhaltmsses des Oszillators 9 ist in Figur 1 eine Potentiometerdimmung 7 mit einem Potentiometer R7 vorgesehen Ebenso kann jedoch das Tastverhaltnis des Oszillators 9 durch eine externe Dimmungseinheit 8 gesteuert werden, die über ein Interface mit beispielsweise einem digitalen Bus oder mit einer bekannten 0-10 V Schnittstelle verbunden ist Der Oszillator 9 wird von einer Gleichspannungsquelle versorgt und bildet mit dem Bruckentreiber 11 vorzugsweise eine Baueinheit

Der in Figur 1 gezeigte elektromsche Transformator weist eme Kurzschlußabschaltung 15 zur Kurzschluß- oder Uberlasterkennung auf Zu diesem Zweck wird der in der Halbbrücke mit den Schaltern 2 und 3 fließende Strom bzw eine dazu proportionale Meßgroße (Spannung) im unteren Zweig des Schalters 3 mittels eines Shunt- Widerstandes RIO erfaßt und ausgewertet Übersteigt die somit ermittelte Meßgroße

einen bestimmten Schwellenwert, so aktiviert die Kurzschlußabschaltung 15 eine Timerschaltung 14, die beispielweise als Pulszähler oder Zeitglied (RC-Schaltung) realisiert sein kann. Die Timerschaltung 14 unterbricht beispielsweise im Zusammenspiel mit einem UND-Glied 10 das Betreiben der Schalter 2 und 3 für eine bestimmte Zeit. Nach Ablauf dieser Zeitspanne wird erneut überprüft, ob die erfaßte Meßgröße inzwischen den Schwellenwert unterschritten hat. Ist dies nicht der Fall, so wird erneut die Timerschaltung 14 aktiviert und das Ein-/Ausschalten der Schalter 2 und 3 erneut für die bestimmte Zeitspanne unterbrochen. Alternativ kann die Timerschaltung auch derart modifiziert sein, daß sie den Wechselrichter nur dann unterbricht, wenn beispielsweise zehn Impulse des durch die Kurzschlußabschalrung überwachten Stromes größer als der vorgegebene Schwellenwert sind.

Des weiteren ist eine Temperaturüberwachung 6 mit einem Temperatursensor R6, beispielsweise einen NTC- oder PTC- Widerstand, vorgesehen. Die Temperaturüberwachungsschaltung 6 soll bewirken, daß bei erhöhter Temperatur, d.h. bei starker Wärme Verlustleistung, eine Reduzierung des Tastverhältnisses erfolgt, d.h. die Niedervolt-Halogenlampe 1 heruntergedimmt wird, um die Verlustleistung auf diese Weise zu reduzieren. Die in Figur 1 dargestellte Temperaturüberwachungsschaltung 6 funktioniert dabei wie in Figur 9 dargestellt. Übersteigt die überwachte Temperatur einen bestimmten Grenzwert Tempi , so erfolgt eine Dimmung, d.h. eine Tastverhältnisänderung durch den Oszillator 9. Oberhalb einer zweiten Grenztemperatur Temp2 wird für eine vorbestimmte Zeitspanne der Wechselrichter, d.h. das Ein- / Ausschalten der Schalter 2 und 3, unterbrochen bzw. die Niedervolt-Halogenlampe 1 vollständig heruntergedimmt. Zu diesem Zweck ist die Temperaturüberwachungsschalrαng 6 mit der Timerschaltung 14 gekoppelt, so daß nach Ablauf der Timerzeit, während der der Wechselrichter deaktiviert ist, ein Wiedereinschalten des Wechselrichters möglich ist.

Eine Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung 5 dient zur Überwachung der von der Gleichrichterschaltung D1-D4 gelieferten Zwischenkreisspannung, die am Schaltungspunkt E auftritt. Die Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung ruft eine Veränderung des Tastverhältnisses des Oszillators 9 hervor, wenn die gleichgerichtete Zwischenkreisspannung einen bestimmten Schwellenwert überschreitet. Die Funktion der erfindungsgemäßen Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung 5 ist aus Figur 8a und 8b ersichtlich. Die obere Hälfte der Figur 8a zeigt die von der Gleichrichterschalrung D1-D4 gelieferte Zwischenkreisspannung Ur£, die mit der halben Netzspannungsperiode Tjvj _et2 periodisch ist. Übersteigt die Zwischenkreisspannung Ug

einen vorgegebenen Schwellenwert Ug _ren2 , so ruft die Zwischenkreis- Ausregelschaltung 5 automatisch eme Tastverhaltnisanderung des Oszillators 9 und somit em Herunterdimmen der Niedervolt-Halogenlampe 1 hervor Dies ist aus der unteren Hälfte der Figur 8a ersichtlich, welche die Ausgangsimpulse des Oszillators 9 darstellt Auf diese Weise wird die Ausgangsspannung des elektromschen Transformators, d h die Lampenspannung der Niedervolt-Halogenlampe 1 , durch eine Veränderung des Tastverhaltmsses des Oszillators 9 konstant gehalten, wenn die gleichgerichtete Zwischenkreisspannung eine bestimmte Grenzspannung U _σren2

(beispielsweise 230 V) übersteigt Die Zwischenkreis-Ausregelschaltung 5 dient somit zur Erhöhung der Lebensdauer der Niedervolt-Halogenlampe 1 Figur 8b zeigt den

Zusammenhang zwischen der Zwischenkreisspannung Ug und der Ausgangssparmung des elektromschen Transformators U^, welcher den m Figur 8a gezeigten

Spannungszusammenhangen entspricht Bei Überschreiten der Schwellenspannung Urr _j enz ^ ^er Zwischenkreisspannung Ug wird die Ausgangsspannung des elektromschen Transformators UA auf eine Maximalspannung U _max begrenzt

Vorteilhafterweise wird die Zwischenkreis- Ausregelschaltung 5 so modifiziert, daß kontinuierlich der Schwellenwert Ug _renz überwacht und bei Überschreiten des

Schwellenwertes U _σren2 über die gesamte Halbwelle der Dimmgrad erhöht wird, so daß die Lampe geschont wird

Neben der Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung 5 ist eine

Zwischenkreisspannung-Abschaltung 4 vorhanden, die ebenso die Zwischenkreisspannung Ug überwacht Dieser Schaltungsblock dient jedoch zum direkten Abschalten des Bruckentreibers 11 , d h zur Unterbrechung der Aktivität des Wechselrichters wenn die Zwischenkreisspannung emen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt das Abschalten des Wechselrichters direkt durch die Zwischenkreisspannung-Abschaltung 4 beispielsweise im Zusammenspiel mit dem UND-Glied 10 Vorteilhafterweise wird jedoch die Zwischenkreisspannung- Abschaltung 4 mit der Timerschaltung 14 kombiniert, so daß ein Wiedereinschalten des Wechselrichters durch die Timerschaltung 14 nach einer bestimmten Zeit möglich ist Die Schwellenspannung der Zwischenkreisspannung-Abschaltung 4, bei der die Unterbrechung des Bruckentreibers hervorgerufen wird ist in der Regel wesentlich hoher als diejenige Schwellensparunung der Zwischenkreisspannung-Ausregelschaltung 5, bei der die Ausgangssparmung des elektromschen Transformators durch Tastverhaltnisanderung des Oszillators 9 konstant geregelt wird

Der erfindungsgemäße elektronische Transformator weist des weiteren eine Softstartschaltung 13 auf, die über eine Dimmung, d.h. eine Tastverhältnisänderung des Oszillators 9, den Strom vorgibt, welchen die Niedervolt-Halogenlampe 1 aufnehmen darf. Beim Einschalten des Wechselrichters mit einer kalten Lampe 1 fließen ohne entsprechende Schutzmaßnahmen sehr hohe Ströme durch die Lampenwendeln. Diese hohen Ströme verkürzen die Lampenlebensdauer erheblich. Um dies zu vermeiden _, wird bei bekannten elektronischen Transformatoren die Kurzschlußabschaltung derart eingestellt, daß sie während einer Startphase des elektronischen Transformators aktiv wird. Damit die Lampenwendel hochohmig wird und die Niedervolt-Halogenlampe 1 zu leuchten beginnt, muß ein gewisser Mindeststrom zugelassen werden, der jedoch im Dauerkurzschlußfall unerwünscht ist. Daher muß bei bekannten elektronischen Transformatoren ein Kompromiß zwischen der sogenannten Softstartzeit und der Dauerkurzschlußleismng eingegangen werden. Dies wird mithilfe der erfindungsgemäßen Softstartschaltung 13 vermieden, da der Softstaπ mittels Dimmung realisiert wird. Beim Einschalten des elektromschen Transformators wird - wie in Figur-

7 dargestellt - mit einem maximalen Dimmgrad die Niedervolt-Halogenlampe 1 betrieben und der Dimmgrad anschließend kontinuierlich reduziert, bis zu einem vorgegebenen Einschaltzeitpunkt T _e -[ _n die Nennleistung erreicht ist. Dann wird der Lampenstrom auf einen konstanten Pegel gehalten. Zu diesem Zeitpunkt T _ejn muß nicht zwangsläufig der Dimmgrad 0% betragen, sondern kann auch jeden beliebigen Wert zwischen 100% und 0% annehmen, der einen vorschriftsmäßigen Betrieb der Niedervolt-Halogenlampe 1 erlaubt. Die Softstartschaltung 13 des erfindungsgemäßen elektronischen Transformators ermöglicht es, die Kurzschlußüberwachung durch die Kurzschlußüberwachungsschaltung 15 unabhängig von der Softstartschaltung 13 vorzunehmen. Durch die erfindungsgemäße Softstartschaltung 13 wird der Lampenstrom auch beim Einschalten des elektronischen Transformators nicht wesentlich größer als der Nennstrom und auch eine sensibel eingestellte Kurzschlußüberwachungsschaltung 15 spricht nicht an. Die erfindungsgemäße Softstartschaltung 13 ermöglicht somit, das Kurzschluß verhalten und den Softstaπ des elektronischen Transformators optimal und unabhängig voneinander einzustellen.

Probleme können bei zwangsgesteuerten elektronischen Transformatoren im Leerlaufbetrieb auftreten, insbesondere dann, wenn das Tastverhältnis zwischen den Einschaltzeiten der steuerbaren Schalter 2 und 3 - wie erfindungsgemäß vorgesehen - unsymmetrisch ist. In diesem Fall kann sich aufgrund der Induktivität des Übertragers 16 ein sehr hoher Strom aufbauen, da die Halbbrückenkondensatoren C4 und C5 mit

der Primärwicklung des Übertragers 16 einen LC-Resonanzkreis bilden Da der Wechselrichter über den Oszillator 9 zwangsgesteuert ist, muß zum Schutz des Leistungskreises des elektromschen Transformators em Leerlaufbetriebsfall erkannt und m diesem Fall beispielsweise der Wechselrichter für eme vorgegebene Zeitspanne abgeschaltet werden Somit wird verhindert, daß im Dimmbetrieb der Ausgangsstrom stetig ansteigt und es aufgrund der Stromquelleneigenschaft der Primärwicklung des Übertragers 16 zu Kurzschlüssen in der Bruckenschaltung mit den Schaltern 2 und 3 und den Kondensatoren C4 und C5 kommen kann

Eine Möglichkeit, den zuvor genannten Problemen im Leerlaufbetrieb entgegenzuwirken, hegt dann, den Leerlaufbetrieb zu erkennen und in diesem Fall den Wechselrichter für eine vorgegebene Zeitspanne abzuschalten Zu diesem Zweck ist bei der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemaßen elektromschen Transformatorschaltung eine Leerlaufuberwachungsschaltung 12 vorgesehen, die dieselbe Spannung an dem Shunt-Widerstand RIO überwacht wie die Kurzschlußuberwachungsschaltung 15 Übersteigt die somit erfaßte Spannung einen bestimmten Schwellenwert mcht, so schließt die Leerlaufuberwachungsschaltung 12 auf das Vorhegen eines Leerlaufbetriebes sofern diese Uberwachungsschaltung 12 gleichzeitig über die Verbindung mit dem Eingangsanschluß des Bruckentreibers 11 feststellt, daß die Schalter 2 und/oder 3 von dem Bruckentreieber 11 angesteuert werden In diesem Fall wird die Timerschaltung 14 von der Uberwachungsschaltung 12 angesteuert und unterbricht beispielsweise im Zusammenspiel mit dem UND-Glied 10 den Bruckentreiber 11 für eme vorgegebene Zeitspanne

Alternativ zu der in Figur 1 dargestellten Möglichkeit der Leeriaufuberwachung kann auch der Wechselrichter wahrend des Betriebes über einen Kondensator oder eine sonstige Reaktanz vom Verbindungspunkt C zwischen den Kondensatoren C4 und C5 aus versorgt werden In diesem Fall bricht die Oszillatorversorgung wahrend eines Leerlaufbetriebes periodisch zusammen, da die Anlaufspannungsversorgung des elektronischen Transformators mcht in der Lage ist, den Wechselrichter im Betrieb zu versorgen und der Spannungsπppel am Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren C4 und C5 nicht ausreicht, um genügend zusätzlichen Versorgungsstrom vom Ausgangskreis her zu hefern Der Wechselrichter schaltet daher periodisch ab und versucht selbständig, nach Aufladen des Startkondensators C3 der Anlaufversorgung des elektromschen Transformators erneut zu starten Auf diese Weise ist ein automatischer Wiederstart der Niedervolt-Halogenlampe 1 nach einem Wechsel derselben möglich Eme weitere Variante der in Figur 1 dargestellten Leeriaufuberwachung hegt dann, daß

die Leerlaufuberwachungsschaltung 12 nach Feststellen des Leerlaufbetriebes selbständig die Oszillatorfrequenz 9 derart erhöht, daß un Ausgangskreis nahezu kern Ausgangsstrom mehr fließt

Nachfolgend soll die Funktionsweise der m Figur 1 dargestellten erfindungsgemaßen elektronischen Transformatorschaltung anhand der in Figur 2-6 gezeigten Strom- und Spannungsverlaufe naher erläutert werden Dabei zeigen die Figuren 2 und 3 Strom- und Spannungsverlaufe des elektromschen Transformators im ungedimmten Betrieb, wahrend die Figuren 4-6 Strom-Spannungsverlaufe un gedimmten Betrieb darstellen

Figur 2a zeigt die an dem Ausgangsanschluß A des elektromschen Transformators auftretende Ausgangs- bzw Lampenspannung U^ im ungedimmten Betrieb Es ist ersichtlich, daß die Ausgangssparmung U^. eine doppelsinusformige Spannung mit einem symmetrischen Tastverhaltnis der Zerhackungsfrequenz darstellt, d h die Einschaltzeit T2 des oberen Schalters 2 entspricht der Einschaltzeit T3 des unteren

Schalters 3 des Wechselrichters

Figur 2b und 2c zeigen im vergrößerten Maßstab den Verlauf der an dem

Verbindungspunkt B zwischen den Schaltern 2 und 3 bzw an dem Verbindungspunkt C zwischen den Kondensatoren C4 und C5 auftretenden Spannungen sowie des über den Halbleiterschalter 3 fließenden Stromes Wahrend des Zeitintervalls T ₇ währenddessen der obere Schalter geöffnet ist, ist der untere Schalter 3 des Wechselrichters geschlossen, so daß kein Strom I3 fließt

Figur 3a und 3b zeigen m geraffter Darstellung die an dem Verbindungspunkt C auftretende Wechselspannung Uc bzw die an dem Kondensator C3 auftretende

Versorgungsspannung Urj) und den über den AusKopplungskondensator C6 fließenden

Strom Ig Figur 3a ist deutlich der Spannungsπppel der Spannung UQ ZU entnehmen, wobei jedoch dieser Spannungsπppel aufgrund der identischen Einschaltzeiten T2 und T3 symmetrisch ist Aus Figur 3b ist ersichtlich, daß wahrend der Einschaltzeit des oberen Schalters 2, d h der Ausschaltzeit des unteren Schalters 3 , der Strom I5 über den AusKopplungskondensator C6 und die Diode D9 an den Eingang des

Wechselrichters und dem Kondensator C3 zugeführt wird, der sich sukzessive wahrend der Emschaltzeiten T2 des oberen Schalters 2 aufladt, so daß die an dem Kondensator C3 anliegende Spannung Urj sukzessive ansteigt bis sie durch die Diode D5 begrenzt wird

Figur 4a zeigt den Verlauf der Ausgangssparmung U^ des erfindungsgemäßen elektronischen Transformators im Dimmbetrieb, wobei das Tastverhältnis zwischen der Einschaltzeit T2 des oberen Schalters 2 und der Einschaltzeit T3 des unteren Schalters 3 verändert ist, so daß gilt T3 > T2. Am Ausgang ergibt sich somit ein unsymmetrischer Spannungsverlauf. Für den Effektivwert der Ausgangsspannung U _A gilt:

Dabei gilt für das Tastverhältnis d:

τ ₂ d= γ . (2)

T bezeichnet die Periodendauer der Eingangsspannung und T2 die gegenüber der Einschaltzeit T3 des unteren Schalters 3 kürzere Einschaltzeit des oberen Schalters 2. Für T2 ist der Bereich 0 bis 0,5-T zulässig.

Für das Übersetzungsverhältnis N des Übertragers 16 gilt:

Windungsanzahl der Primärwicklung Windungsanzahl der Sekundärwicklung ^' ^

Figur 4b und 4c zeigen die den in Figur 2b und 2c dargestellten Strom- und Spannungsverläufe entsprechenden Verläufe im gedimmten Betrieb, wobei gilt T3 >

T ₂ -

Analog zeigen Figur 5a und 5b die den in Figur 3a und 3b gezeigten Verläufe entsprechenden Strom- und Spannungs verlaufe, wobei auch hier aufgrund des Dimmbetriebes gilt T3 > T2. Es tritt zwar am Verbindungspunkt C zwischen den

Kondensatoren C4 und C5 weiterhin ein Spannungsrippel auf, dieser ist jedoch aufgrund der unterschiedlichen Einschaltzeiten der beiden Schalter des Wechselrichters unsymmetrisch. Figur 5b ist zu entnehmen, daß aufgrund der geringeren Einschaltzeit T2 des oberen Schalters 2 das Aufladen des Kondensators C3 und damit der Anstieg der Spannung Ug langsamer erfolgt.

Figur 6a zeigt den sich im Dimmbetrieb ergebende Strom I 5 über die Primärwicklung des Übertragers 16, während Figur 6b die über die Schalter 2 bzw. 3 fließende

Brückenströme I2 bzw. I3 darstellt. Der in Figur 6a dargestellte Stromverlauf des

Primärwicklungsstromes l\ß entspricht dem vorzeichenmäßig richtigen Summationsstrom der beiden Ströme I2 und I3.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die Steuerschaltung des in Figur 1 dargestellten elektromschen Transformators, welche die Schaltungselemente 4-15 umfaßt, vorteilhafterweise als ASIC-Baustein (application specific integrated circuit) ausgebildet ist.