Be s ehre ibung

[1] Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe .

Technisches Gebiet

[2] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe in Abhängigkeit eines Dimmsignals, welches in eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, die ein Schaltelement aufweist, das getaktet mit einer Ein- schaltzeit eingeschaltet wird, eingegeben wird, wobei die Leistungsfaktorkorrekturschaltung eine Zwischenkreisspan- nung ausgibt, die wiederum in einen Wandler eingegeben wird, der die Lampenleistung bereitstellt.

[3] Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Schaltungsan- Ordnung mit ei::eir Finσar.g zun F: nspei ser. eines Di nr εi^nals, einem A _^ sqsrj z_,n Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungs ^¬ lampe, eine mit dem Eingang verbundene Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einem einen Steuereingang aufwei- senden steuerbaren getakteten Schaltelement zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Stromaufnahme der Schaltungsanordnung, einen mit dem Ausgang verbundenen Wandler zur Erzeugung der Lampenleistung, einer Zwischenkreis- spannung, die am Ausgang der Leistungsfaktorkorrektur- Schaltung und am Eingang des Wandlers anliegt, und einer einen Steuerausgang aufweisenden Steuereinheit zum Bereitstellen eines Steuersignals für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung und eines Steuersignals für den Wand ^¬ ler am Steuerausgang.

Stand der Technik

[4] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Schaltungsanordnung zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe nach der Gattung des Hauptanspruchs und des Nebengeordne ^¬ ten Anspruchs. Die Lampenleistung wird beim erfindungsge ^¬ mäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mittels eines Dimmsignals eingestellt, so dass die betriebene Gasentladungslampe durch das Dimmsignal gedimmt werden kann. Das Dimmsignal weist hierbei einen Phasenan- oder abschnitt auf.

[5] Bisherige Vorschaltgeräte, die eine variable Lampen ^¬ leistung bereitstellen, messen den Phasenwinkel des Phasenan- oder abschnittes des Dimmsignals aus, und stellen eine Dimmleistung an der Lampe ein, die mit dem Phasenwinkel des Dimmsignals korreliert. Hierzu ist jedoch eine genaue Messung des Phasenwinkels notwendig, was entweder eine teure Zusatzschaltung mit erheblichem Bauteileaufwand oder bei digitaler Verarbeitung einen schnellen und damit teuren Prozessor notwendig macht, der das Dimm ^¬ signal mit einer hohen Abtastrate abtastet.

Aufgabe

[6] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb min- destens einer Gasentladungslampe in Abhängigkeit eines Dimmsignals, welches in eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, die ein Schaltelement aufweist, das getaktet mit einer Einschaltzeit eingeschaltet wird, eingegeben wird, wobei die Leistungsfaktorkorrekturschaltung eine Zwischenkreisspannung ausgibt, die wiederum in einen

Wandler eingegeben wird, der die Lampenleistung bereitstellt, anzugeben, das zu seiner Ausführung weniger Ressourcen als die im Stand der Technik bekannten Verfahren verbraucht .

[7] Es ist ebenfalls Aufgabe der Erfindung, eine Schal ^¬ tungsanordnung zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe mit Fir.g^nσ zun F: nspei ser. ein^:_ ^* Ii r;ris i σriϊ J s, e ^~ ner αυsg^no' zur. Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe, eine mit dem Eingang verbundene Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einem einen Steuereingang aufweisenden steuerbaren getakteten Schaltelement zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Stromaufnahme der Schaltungsanordnung, einen mit dem Ausgang verbundenen Wandler zur Erzeugung der Lampenleistung, einer Zwischenkreisspannung, die am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und am Eingang des Wandlers anliegt, und einer einen Steuerausgang aufwei ^¬ senden Steuereinheit zum Bereitstellen eines Steuersig- nals für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung und eines Steuersignals für den Wandler am Steuerausgang anzugeben, die kostengünstiger und mit weniger Bauteileaufwand als die im Stand der Technik bekannten Schaltungsanordnungen aufgebaut werden kann.

Darstellung der Erfindung

[8] Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Vefahrens er ^¬ folgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Bereitstel ^¬ len einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe in Abhängigkeit eines Dimmsignals, welches in eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung, die

ein Schaltelement aufweist, das getaktet mit einer Ein ^¬ schaltzeit eingeschaltet wird, eingegeben wird, wobei die Leistungsfaktorkorrekturschaltung eine Zwischenkreisspan- nung ausgibt, die wiederum in einen Wandler eingegeben wird, der die Lampenleistung bereitstellt, und bei einer Betriebsphase, bei der das Dimmsignal keinen Phasenan ^¬ schnitt und keinen Phasenabschnitt aufweist, die Leis ^¬ tungsfaktorkorrekturschaltung und der Wandler unabhängig voneinander mit je einem eigenen Regelkreis geregelt werden, und bei einer Betriebsphase, bei der das Dimm ^¬ signal einen Phasenanschnitt oder einen Phasenabschnitt aufweist, die zwei unabhängigen Regelkreise durch einen übergeordneten dritten Regelkreis derart miteinander gekoppelt werden, dass die Lampenleistung des Wandlers derart eingestellt wird, dass die Einschaltzeit des

Schaltelements in der Leistungsfaktorkorrekturschaltung einer vorbestimmten Zeit entspricht.

[9] Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens um- fasst folgende wiederholt ablaufende Schritte: - Erkennen, ob das Dimmsignal einen Phasenanschnitt oder einen Phasenabschnitt aufweist,

- Regeln der Einschaltzeit des Schaltelementes derart, dass die Zwischenkreisspannung einem vorbestimmten Wert entspricht und Abspeichern einer ersten Größe, die ein Maß für eine erste Einschaltzeit des Schaltelementes darstellt, sowie Regeln der Lampenleistung des Wandlers derart, dass sie mit einer Nennleistung der Entladungs ^¬ lampe übereinstimmt, wenn erkannt wurde, dass das Dimm ^¬ signal keinen Phasenanschnitt und keinen Phasenabschnitt aufweist,

- Einlesen einer ersten Größe, die ein Maß für eine erste

Einschaltzeit des Schaltelementes darstellt, und Reduzie ^¬ ren der Lampenleistung des Wandlers derart, dass das Schaltelement jeweils für die Dauer der ersten Einschalt ^¬ zeit geschlossen ist, wenn erkannt wurde, dass das Dimm- signal einen Phasenanschnitt oder einen Phasenabschnitt aufweist .

Durch diese Maßnahme kann mit geringstem Bauteile- und Rechenaufwand eine Korrelation der Leistungsabgabe an die Lampe zum Phasenwinkel des Dimmsignals hergestellt wer- den.

[10] In einer Weiterbildung wird weiterhin eine zweite Größe, die ein Maß für einen ersten Scheitelspannungswert des Dimmsignals darstellt, gleichzeitig mit der ersten Größe abgespeichert, und es werden folgende zusätzliche Schritte ausgeführt:

- Messen einer momentanen Scheitelspannung (Ua) des Dimmsignals,

- Einlesen der zweiten Größe, die ein Maß für einen ersten Scheitelspannungswert (Ul) darstellt, - Gewichten der gemessenen momentanen Scheitelspannung mit dem eingelesenen ersten Scheitelspannungswert, der aus der zweiten Größe hervorgeht derart, dass die Lampen ^¬ leistung des Wandlers so eingestellt wird, dass die aktu ^¬ elle Einschaltzeit des Schaltelements folgende Formel

erfüllt: T _QN =T ₁ --^-C ; C ist hierbei ein von der Lampen ^¬

leistung abhängiger Korrekturfaktor.

Durch diese Maßnahme kann der Dimmlevel der angeschlosse ^¬ nen Gasentladungslampe unabhängig vom Scheitelspannungs ^¬ wert des Dimmsignals gleichgehalten werden.

[11] Für viele Entladungslampen, vor allem Hochdruckentladungslampen ist es von Vorteil, wenn das Dimmsignal von einem Phasenan- oder abschnittsdimmer bereitgestellt wird, der einen Dimmbereich von 50% - 100% aufweist. Damit können Unzulänglichkeiten vermieden werden, die bei einem Dimmlevel unter 50% entstehen können.

[12] In einer weiteren Ausgestaltung wird vor einem Ausschalten der Gasentladungslampe (5) eine dritte Größe, die ein Maß für eine erste Lampenleistung (Pl) des Wand- lers (20) darstellt, abgespeichert, und es werden folgen ^¬ de Schritte bei einem Wiedereinschalten der Gasentladungslampe ausgeführt:

- Einlesen der ersten und der dritten Größe,

- vergleichen der ersten Lampenleistung mit einer vorbe- stimmten Lampenstartleistung,

- Steuern des Wandlers derart, dass die Lampenleistung mit der ersten Lampenleistung der Entladungslampe übereinstimmt, wenn die erste Lampenleistung größer oder gleich der vorbestimmten Lampenstartleistung ist, - Steuern des Wandlers derart, dass die Lampenleistung mit der vorbestimmten Lampenstartleistung der Entladungslampe übereinstimmt, wenn die erste Lampenleistung klei ^¬ ner als die vorbestimmte Lampenstartleistung ist,

- Warten für eine vorbestimmte Zeitspanne, - Steuern des Wandlers derart, dass die Lampenleistung eine Größe aufweist, bei der das Schaltelement jeweils für die Dauer der errechneten Einschaltzeit geschlossen ist . Durch diese Maßnahme wird der vom Benutzer eingestellte Dimmlevel beim Ausschalten der Gasentladungslampe gespei-

chert, und beim Wiedereinschalten der Gasentladungslampe wieder eingestellt.

[13] Die Aufgabe bezüglich der Schaltungsanordnung wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe mit:

- einem Eingang zum Einspeisen eines Dimmsignals,

- einem Ausgang zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentladungslampe, - einer mit dem Eingang verbundenen Leistungsfaktorkorrekturschaltung mit einem einen Steuereingang aufweisenden steuerbaren getakteten Schaltelement zur Sicherstellung einer gleichmäßigen Stromaufnahme der Schaltungsanordnung, - einem mit dem Ausgang verbundenen Wandler zur Erzeugung der Lampenleistung,

- einer Zwischenkreisspannung, die am Ausgang der Leistungsfaktorkorrekturschaltung und am Eingang des Wandlers anliegt, und - einer einen Steuerausgang aufweisenden Steuereinheit zum Bereitstellen eines Steuersignals für die Leistungs ^¬ faktorkorrekturschaltung und eines Steuersignals für den Wandler am Steuerausgang, wobei die Schaltungsanordnung

- ein mit der Steuereinheit verbundenes erstes Speicher- element zum Speichern einer ersten Größe aufweist, die ein Maß für eine erste Einschaltzeit des Schaltelementes darstellt,

- eine mit dem Eingang verbundene Detektionseinheit auf ^¬ weist, die ausgebildet ist, zu bestimmen, ob das Dimm- signal einen Phasenan- oder einen Phasenabschnitt auf ^¬ weist,

- bei detektierter Vollwelle (kein Phasenanschnitt und kein Phasenabschnitt) die erste Größe, die ein Maß für die erste Einschaltzeit des Schaltelementes darstellt, im ersten Speicherelement abspeichert, den Wandler so re- gelt, dass am Ausgang eine Lampenleistung anliegt, die mit einer Nennleistung der Gasentladungslampe übereinstimmt, sowie

- bei detektiertem Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt die erste Größe für die erste Einschaltzeit aus dem Spei- cherelement ausliest und die Lampenleistung durch das

Steuern des Wandlers derart einstellt, dass das Schalt ^¬ element der Leistungsfaktorkorrekturschaltung jeweils für die Dauer der Einschaltzeit geschlossen ist. Durch diese Maßnahme kann mir geringstem Bauteile- und Rechenaufwand eine Korrelation der Leistungsabgabe an die Lampe zum Phasenwinkel des Dimmsignals hergestellt werden.

[14] Vorteilhafterweise tastet die Detektionseinheit das Dimmsignal mit einer Frequenz ab, die folgender Beziehung genügt: f _a ≥ 0,01- f _DIM . Dies stellt sicher, dass die Schal- tungsanordnung mit geringstem Bauteile- und Rechenaufwand auskommt, um einen Phasenan- oder abschnitt detektieren zu können.

[15] Wenn die Steuereinheit weiterhin ausgebildet ist eine zweite Größe in einem zweiten Speicherelement abzu- speichern, die ein Maß für einen ersten Scheitelspannungswert des Dimmsignals darstellt, kann sie einen mo ^¬ mentanen Netzspannungsscheitel des Dimmsignals messen, und den gemessenen momentanen Netzspannungsscheitel mit dem ersten Scheitelspannungswert, der aus der zweiten Größe hervorgeht derart gewichten, dass die Lampenleis ^¬ tung durch das Steuern des Wandlers in einer Höhe bereit-

gestellt wird, dass die Einschaltzeit des Schaltelementes

folgender Formel genügt: T _0N =T ₁ -^--C ; C ist hierbei ein

von der Lampenleistung abhängiger Korrekturfaktor. Durch diese Maßnahme kann der Dimmlevel der angeschlossenen Gasentladungslampe unabhängig vom Scheitelspannungswert des Dimmsignals gleichgehalten werden.

[16] In einer weiteren Ausbildung weist die Schaltungsanordnung ein weiteres Speicherelement zum Abspeichern einer dritten Größe vor dem Ausschalten der Gasentla- dungslampe auf, wobei die dritte Größe ein Maß für eine erste Lampenleistung darstellt, und die Schaltungsanord ^¬ nung weiterhin folgende Merkmale aufweist:

- Eine Mimik zum Einlesen der ersten und der dritten Größe nach dem Einschalten der Gasentladungslampe, - Eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der ersten Lampenleistung mit einer vorbestimmten Lampenstartleis- tung,

- eine Einrichtung zum Steuern des Wandlers derart, dass die Lampenleistung mit der ersten Lampenleistung der Gasentladungslampe übereinstimmt, wenn die erste Lampen ^¬ leistung größer oder gleich der vorbestimmten Lampen- startleistung ist,

- eine Einrichtung zum Steuern des Wandlers derart, dass die Lampenleistung mit der vorbestimmten Lampenstartleis- tung der Gasentladungslampe übereinstimmt, wenn die erste Lampenleistung kleiner als die vorbestimmte Lampenstart- leistung ist,

- Eine Verzögerungseinrichtung, die die an die Gasentladungslampe angelegte Leistung für eine vorbestimmte Zeit- spanne angelegt lässt,

- Eine Regelungsschaltung zum Einstellen des Wandlers derart, dass die Lampenleistung eine Größe aufweist, bei der das Schaltelement jeweils für die Dauer der errechne ^¬ ten Einschalt zeit geschlossen ist. Durch diese Maßnahme wird der vom Benutzer eingestellte Dimmlevel beim Ausschalten der Gasentladungslampe gespei ^¬ chert, und beim Wiedereinschalten der Gasentladungslampe wieder eingestellt.

[17] Besonders Vorteilhafterweise weist die Steuereinheit einen MikroController auf, und die Detektionseinheit wird durch entsprechende Beschaltung und Software des Mikro- controllers gebildet. Diese Maßnahme verspricht den ge ^¬ ringsten Bauteileaufwand, da ein MikroController in den meisten Schaltungsanordnungen aus anderen Gründen schon vorhanden ist, und die zusätzliche Funktionalität im wesentlichen durch eine Erweiterung der Software des MikroControllers herbeigeführt werden kann.

[18] Als Nennleistung der Gasentladungslampe wird hier die vom Lampenhersteller angegebene, nominale Leistung der Gasentladungslampe angesehen. Die nominale Leistung, also die Nennleistung, entspricht einem Dimmlevel von

100%

[19] Als Wandler werden hier alle Arten von Leistungswandlern angesehen, unabhängig davon, ob sie eine Gleich- Spannung oder eine Wechselspannung am Ausgang abgeben. Ein Wandler im vorliegenden Sinne kann also ein Gleichspannungswandler, wie auch ein Wechselrichter sein. Hierbei sind alle denkbaren Topologien, wie Aufwärts- oder Abwärtswandler, Sperr-, Fluß-, Sepie-, oder Cukwandler,

sowie Halbbrücken- oder auch Vollbrückenwechselrichter möglich .

[20] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestal ^¬ tungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfin- dungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Bereitstellen einer Lampenleistung für den Betrieb mindestens einer Gasentla ^¬ dungslampe ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)

[21] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zei- gen:

[22] Fig. 1 Das Blockschaltbild einer Schaltungsanord ^¬ nung in einer ersten Ausführungsform einer ersten Variante.

[23] Fig. 2 Das Blockschaltbild einer Schaltungsanord- nung in einer zweiten Ausführungsform einer ersten Variante.

[24] Fig. 3 Das Blockschaltbild einer Schaltungsanord ^¬ nung in einer dritten Ausführungsform einer ersten Variante.

[25] Fig. 4 Das Blockschaltbild einer Schaltungsanord ^¬ nung einer zweiten Variante, bei der die Regelschaltungen in einem integrierten Schaltkreis implementiert sind.

[26] Fig. 5 Ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Ausführungsform.

[27] Fig. 6 Ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform.

[28] Fig. 7 Ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer dritten Ausführungsform.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

[29] Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsan ^¬ ordnung einer ersten Ausführungsform einer ersten Variante. Die Schaltungsanordnung weist einen Eingang DIM zum Eingeben einer Versorgungsspannung auf, die im folgenden als Dimmsignal bezeichnet wird, da sie einen Phasenan ^¬ schnitt, einen Phasenabschnitt aufweisen kann. Das Dimm ^¬ signal DIM wird üblicherweise von einem handelsüblichen Phasenan- oder abschnittsdimmer (nicht gezeigt) aus einer Netzspannung erzeugt. Das Dimmsignal DIM wird in eine Leistungsfaktorkorrekturschaltung 10 eingegeben, die an ihrem Ausgang eine Zwischenkreisspannung U _zκ ausgibt. Die Leistungsfaktorkorrekturschaltung weist ein Schaltelement 12 auf, mittels dem die Zwischenkreisspannung U _zκ erzeugt wird. Diese Zwischenkreisspannung wird in einen Wechsel- richter 20 eingegeben, der aus dieser Zwischenkreisspannung ein Ausgangssignal zum Betreiben einer Gasentladungslampe 5 generiert. Die Schaltungsanordnung weist weiterhin eine Steuerschaltung 40 auf, die mehrere Regel ^¬ schaltungen beinhaltet. Eine erste Regelschaltung 42 dient zum Regeln der Leistungsfaktorkorrekturschaltung

10. Um dies bewerkstelligen zu können, wird das Dimmsignal DIM und die Zwischenkreisspannung U _zκ erfasst. Die Steuerschaltung 40 weist weiterhin eine zweite Regelschaltung 44 auf, die den Wechselrichter 20 regelt. Um dies bewerkstelligen zu können, wird die Ausgangsspannung des Wechselrichters und der Ausgangsstrom des Wechsel ^¬ richters erfasst. Die Steuerschaltung 40 weist weiterhin eine dritte Regelschaltung 46 auf, die der ersten und der zweiten Regelschaltung übergeordnet ist und diese mitein- ander verbindet. Die dritte Regelschaltung 46 besitzt ein Speicherelement 421, dass eine erste Größe, die ein Maß für eine erste Einschaltzeit Ti des Schaltelementes 12 darstellt, abspeichern kann. Die dritte Regelschaltung 46 weist weiterhin eine Detektionseinheit 11 auf. Die Detek- tionseinheit 11 detektiert, ob das Dimmsignal DIM einen Phasenan- oder abschnitt aufweist.

[30] Solange das Dimmsignal DIM nun keinen Phasenan- oder abschnitt aufweist, ist die dritte Regelschaltung 46 wirkungslos. Sie speichert lediglich eine erste Größe, die ein Maß für eine erste Einschaltzeit Ti des Schalt ^¬ elementes 12 darstellt, in einem ersten Speicherelement 421 ab. Die erste und die zweite Regelschaltung 42 und 44 agieren unabhängig voneinander. Die erste Regelschaltung 42 regelt die Leistungsfaktorkorrekturschaltung so, dass sie eine konstante Zwischenkreisspannung U _zκ ausgibt. Die zweite Regelschaltung 44 regelt den Wechselrichter 20 derart, dass er die Gasentladungslampe 5 mit einer vorbe ^¬ stimmten Leistung betreibt. Die vorbestimmte Leistung ist in diesem Fall die Nennleistung der Gasentladungslampe 5, also die nominale vom Hersteller spezifizierte Leistung der Gasentladungslampe 5.

[31] Sobald das Dimmsignal DIM einen Phasenan- oder ab ^¬ schnitt aufweist, wird das von der Detektionseinheit 11 der dritten Regelschaltung 46 erfasst. Die dritte Regel ^¬ schaltung wird daraufhin aktiv und fungiert als , Master', steuert also die erste und die zweite Regelschaltung 42 und 44. Die dritte Regelschaltung reduziert die Leis ^¬ tungsvorgabe an den Wechselrichter 20, und liest die erste Größe, die ein Maß für eine erste Einschaltzeit Ti des Schaltelementes 12 darstellt, ein. Gleichzeitig liest die dritte Regelschaltung eine von der ersten Regelschal ^¬ tung ausgegebene Größe für die aktuelle Einschaltzeit T _0N des Schaltelementes 12 ein. Diese aktuelle Einschaltzeit T _0N wird nun mit der ersten Einschaltzeit T ₁ verglichen. Da das Dimmsignal durch den Phasenan- oder abschnitt einen geringeren RMS-Wert aufweist, hat sich die aktuelle Einschaltzeit T _0N des Schalters 12 verlängert. Die Leis ^¬ tung des Wechselrichters 20 wird nun solange reduziert, bis die aktuelle Einschaltzeit T ₀ N wieder der gespeicher ^¬ ten Einschaltzeit Ti entspricht. Ist dies erreicht, ist der Dimmlevel der Gasentladungslampe 5 exakt mit dem Phasenwinkel des Dimmsignals korreliert. Dass heisst, je größer der Phasenan- oder abschnitt des Dimmsignals ist, um so niedriger ist der Dimmlevel der Gasentladungslampe 5. Dass heißt, die Gasentladungslampe 5 verhält sich so, als ob sie vom Dimmsignal DIM direkt wie eine Glühlampe gedimmt würde. Dabei ist es nicht notwendig, den Phasen ^¬ winkel des Dimmsignales zu messen. Diese Messung ist sehr aufwendig und rechenintensiv, was erhöhte Kosten bei der Schaltungsanordnung nach sich ziehen würde. Bei dem er- findungsgemäßen Verfahren, welches die Schaltungsanord ^¬ nung ausführt, muss die Schaltungsanordnung lediglich erfassen, ob ein Phasenan- oder abschnitt anliegt, sie

muss aber nicht den Phasenwinkel messen. Die Schaltungs ^¬ anordnung kann daher sehr kostengünstig ausgeführt werden, da keine schnellen MikroController oder teure Analogbausteine notwendig sind.

[32] Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsge ^¬ mäßen Schaltungsanordnung in einer zweiten Ausführungsform einer ersten Variante. Die zweite Ausführungsform arbeitet ähnlich wie die erste Ausführungsform, es werden daher lediglich die Unterschiede zur ersten Ausführungs- form beschrieben. Die zweite Ausführungsform zeichnet sich zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform dadurch aus, dass sie den Dimmlevel der Gasentla ^¬ dungslampe 5 unabhängig von Schwankungen der Eingangsnetzspannung, also des Dimmsignals DIM einstellt. Dazu weist der dritte Regler 46 neben dem ersten Speicherele ^¬ ment 421 ein weiteres Speicherelement 422 auf.

[33] Solange das Dimmsignal DIM keinen Phasenan- oder abschnitt aufweist, speichert die dritte Regelschaltung 46 neben der ersten Größe, die ein Maß für eine erste Einschaltzeit Ti des Schaltelementes 12 darstellt, und in dem ersten Speicherelement 421 abgespeichert wird, eine weitere Größe ab. Die zweite Größe, die ein Maß für einen ersten Scheitelspannungswert Ui des Dimmsignals ist, wird im zweiten Speicherelement 422 abgespeichert.

[34] Sobald das Dimmsignal DIM einen Phasenan- oder abschnitt aufweist, wird das von der Detektionseinheit 11 der dritten Regelschaltung 46 erfasst. Die dritte Regel ^¬ schaltung wird daraufhin aktiv und fungiert als , Master', d.h. sie steuert ab sofort die erste und die zweite Re- gelschaltung 42 und 44. Um nun den Dimmlevel der Gasent-

ladungslampe 5 unabhängig von den Spannungsschwankungen des Dimmsignals DIM zu machen, misst die dritte Regel ^¬ schaltung 46 eine Größe, die ein Maß für die momentane Scheitelspannung U _a ist. Weiterhin liest sie die Größe, die ein Maß für die gespeicherte erste Scheitelspannung Ui ist, und die Größe, die ein Maß für eine erste Ein ^¬ schaltzeit Ti des Schaltelementes 12 darstellt, ein. Daraufhin gewichtet die dritte Regelschaltung 46 den gemessenen momentanen Netzspannungsscheitel U _a mit dem ein- gelesenen ersten Scheitelspannungswert Ui, der aus der zweiten Größe hervorgeht derart, dass die Ausgangsleistung Pi des Wandlers so eingestellt wird, dass die aktuelle Einschaltzeit T _0N des Schaltelements folgende Formel er-

füllt: T _0N =T ₁ -^r--C ; C ist hierbei ein von der Ausgangs-

leistung abhängiger Korrekturfaktor. Er beschreibt die änderung der Verluste des Wechselrichters 20 in Abhängig ^¬ keit der Lampenspannung und der Zwischenkreisspannung. Im Prinzip ist in dem Korrekturfaktor C ein Modell für die nicht konstante Verlustleistung des Wechselrichters 20 bei verschiedenen Eingangs- und Ausgangsparametern hinterlegt .

[35] Durch die Gewichtung des gemessenen momentanen Netzspannungsscheitels U _a mit dem eingelesenen ersten Schei ^¬ telspannungswert Ui wird der Dimmlevel unabhängig von der Höhe des Dimmsignals DIM. Da das Dimmsignal normalerweise die Netzspannung nach einem Dimmer darstellt, werden etwaige Spannungsschwankungen der Netzspannung ausgeregelt.

[36] Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsge ^¬ mäßen Schaltungsanordnung in einer dritten Ausführungs- form einer ersten Variante. Die dritte Ausführungsform

arbeitet ähnlich wie die zweite Ausführungsform, es werden daher lediglich die Unterschiede zur zweiten Ausführungsform beschrieben. In der dritten Ausführungsform wird bei Abschalten der Gasentladungslampe 5 die vor dem Abschalten an die Gasentladungslampe 5 angelegte Leistung gespeichert, um diese Leistung beim Wiedereinschalten der Gasentladungslampe 5 wieder einzustellen. Um dies zu realisieren, wird eine dritte Größe, die ein Maß für eine erste Lampenleistung Pi ist, in einem dritten Speicher- element 423 in der dritten Regelschaltung 46 abgespeichert, bevor die Gasentladungslampe 5 abgeschaltet wird.

[37] Wird die Gasentladungslampe 5 wieder eingeschaltet, so fragt die dritte Regelschaltung 46 ab, ob die gespei ^¬ cherte erste Lampenleistung Pi größer oder gleich einer vorbestimmten Lampenstartleistung ist. Je nach Lampentyp kann die vorbestimmte Startleistung verschiedene Werte annehmen. Bei Lampen, die aufgrund thermischer Restriktionen des Lampenbrenners immer mit voller Leistung gestartet werden müssen, ist die vorbestimmte Startleistung dementsprechend die Nennleistung der Gasentladungslampe 5. Bei Lampen, die mit einer geringeren Leistung als der Nennleistung gestartet werden können, ist die vorbestimmte Startleistung entsprechend geringer als die Nennleis ^¬ tung. Ist also die gespeicherte erste Lampenleistung Pi größer oder gleich der vorbestimmten Lampenstartleistung, so regelt die dritte Regelschaltung 46 bei einem Phase- nan- oder abschnitt den Wechselrichter derart, dass er die gespeicherte erste Lampenleistung Pi an die Gasentla ^¬ dungslampe abgibt. Für den Benutzer hat dies den Vorteil, dass die Lampe automatisch auf den Level gedimmt wird, auf den sie vor dem Ausschalten gedimmt war.

[38] Ist die gespeicherte Lampenleistung Pi kleiner als die vorbestimmte Lampenstartleistung, so regelt die drit ^¬ te Regelschaltung 46 den Wechselrichter derart, dass er die vorbestimmte Lampenstartleistung an die Gasentla- dungslampe abgibt.

[39] Nach dem Lampenstart wird eine vorbestimmte Zeit (ca. 1-15min) gewartet, in der die Leistung, also entwe ^¬ der die gespeicherte erste Lampenleistung Pi oder die Lampenstartleistung an der Gasentladungslampe 5 anliegt. Dies ist notwendig, um den Lampenbrenner thermisch zu stabilisieren .

[40] Nach dieser Zeit regelt die Regelschaltung 46 den Wechselrichter derart, dass die aktuelle Einschaltzeit

T ₀ N mit einer durch die Formel T _r =T,-r- C errechneten

Einschalt zeit T _c übereinstimmt. Damit ist die Dimmstel ^¬ lung der Gasentladungslampe 5 wieder konform mit dem Phasenwinkel des Dimmsignals DIM.

[41] Fig. 4 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsge ^¬ mäßen Schaltungsanordnung in einer zweiten Variante. In dieser Variante werden die Leistungsfaktorkorrekturschal ^¬ tung 10 und der Wechselrichter 20 von einer Steuerschaltung 40 angesteuert, die einen MikroController 41 mit einem Speicher 420 beinhaltet. Die Detektionseinheit 11 ist ebenfalls in die Steuerschaltung 40 integriert. Die Steuerschaltung 40 weist die gleichen Ein- und Ausgänge auf wie die Steuerschaltung 40 in der ersten Variante. Dadurch, dass die Steuerschaltung den MikroController 41 beinhaltet, können alle Regelvorgänge zentral vom Mikro- controller 41 vorgenommen werden. Die Regelschaltungen

sind hier in Software implementiert. Die Steuerschaltung 40 stellt somit ebenfalls eine erste, zweite und dritte Regelschaltung zur Verfügung, die in gleicher Weise arbeiten wie in der ersten Variante beschrieben.

[42] Da die Funktionalität digital als Software implemen ^¬ tiert wird, ist es bedeutend einfacher, Merkmale wie einen von der Spannung des Dimmsignals unabhängigen Dimmlevel oder ein Abspeichern des Dimmlevels beim Abschalten zu implementieren. Diese Variante ist sehr kostengünstig, da moderne Schaltungen wie z.B. Betriebsgeräte für Gas ^¬ entladungslampen meistens aus anderen Gründen schon einen MikroController aufweisen, und sich somit die zusätzliche Funktionalität vor allem auf zusätzliche Software be ^¬ schränkt, was die Kosten niedrig hält. Das erfindungsge- mäße Verfahren, das die Schaltungsanordnung ausführt bietet gerade in solch einer Konstellation den unschätzbaren Vorteil, dass aufgrund der fehlenden Phasenwinkel- messung des Dimmsignals ein sehr Leistungsschwacher und damit kostengünstiger MikroController ausreicht. Bei den bekannten Dimmverfahren nach dem Stand der Technik ist eine Phasenwinkelmessung obligatorisch und ein Leistungsstarker und damit teurer MikroController notwendig.

[43] Ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens einer ersten Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt. Dem Verfahren liegt eine ausführende Schaltungsanordnung, wie sie z.B. in den Fig. 1 beschrieben wurde, zugrunde. Um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, können aber auch Schaltungsanordnungen mit anderer Topologie Verwendung finden. Nach dem Start wird die Gasentladungs- lampe für eine Vorbestimmte Zeit mit einer vorbestimmten Leistung angefahren. Die vorbestimmte Leistung ist bei

den gängigen Gasentladungslampen ihre Nennleistung, also die vom Hersteller spezifizierte Nominalleistung. Bei fortschrittlichen Gasentladungslampen kann die vorbestimmte Leistung aber auch kleiner sein als die Nennleis- tung. Dann wird detektiert, ob das Dimmsignal DIM einen Phasenan- oder abschnitt aufweist, und bei einem Dimm ^¬ signal DIM ohne Phasenan- oder abschnitt wird die Leis ^¬ tungsfaktorkorrekturschaltung so geregelt, dass sie eine vorbestimmte Ausgangsspannung aufweist, und der Wechsel- richter wird so geregelt, dass er eine Leistung an die Gasentladungslampe abgibt, die der Nennleistung der Gas ^¬ entladungslampe entspricht. Außerdem wird die Einschalt ^¬ zeit T ₁ des Schaltelementes der Leistungsfaktorkorrekturschaltung abgespeichert. Weist das Dimmsignal DIM einen Phasenan- oder abschnitt auf, so wird die Abgabeleistung des Wechselrichters so eingestellt, dass die aktuelle Einschaltzeit T ₀ N des Schaltelementes der Leistungsfak ^¬ torkorrekturschaltung der gespeicherten Einschaltzeit Ti entspricht .

[44] In einer Schleife wird immer wieder abgefragt, ob das Dimmsignal DIM einen Phasenan- oder abschnitt auf ^¬ weist und ob die Lampe ausgeschaltet werden soll. Bei entsprechenden Ereignissen wird zu den entsprechenden Betriebspunkten verzweigt.

[45] Fig. 6 zeigt das Ablaufdiagramm des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform. Das Verfahren der zweiten Ausführungsform ist in wesentlichen Teilen ähnlich zu dem in der ersten Ausführungsform. Es werden daher nur die Unterschiede zur ersten Ausführungs- form beschrieben. Das Verfahren der zweiten Ausführungsform kann mit einer Schaltungsanordnung, wie sie in Fig.

2 beschrieben wurde, ausgeführt werden. Es sind jedoch auch andere Schaltungstopologien denkbar, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Der wesentliche Unterschied zum ersten Verfahren liegt darin, dass eine Schwankung der Spannung des Dimmsignals ausge ^¬ glichen wird, und sich somit nicht auf den eingestellten Dimmlevel auswirkt. Dazu wird eine zweite Größe abgespei ^¬ chert, die ein Maß für einen ersten Scheitelspannungswert Ui darstellt. Dieser erste Scheitelspannungswert Ui wird mit einem aktuellen Scheitelspannungswert U _a verrechnet, um die Lampenleistung unabhängig von der Scheitelspannung des Dimmsignals zu machen. Außerdem wird die Verlustleis ^¬ tung des Wechselrichters 20 in die Berechnung der Ein ^¬ schaltzeit Ti des Schaltelementes der Leistungsfaktorkor- rekturschaltung mit einbezogen, um die Leistungsregelung der Gasentladungslampe noch genauer zu gestalten. Dazu wird ein Korrekturfaktor C eingeführt, der ein Modell für die nicht konstante Verlustleistung des Wechselrichters 20 bei verschiedenen Eingangs- und Ausgangsparametern widerspiegelt. Um dies zu bewerkstelligen, wird die aktu ^¬ elle Einschaltzeit T ₀ N des Schaltelementes der Leistungs ^¬ faktorkorrekturschaltung mit folgender Formel berechnet:

T _0N ⁼ T _ι --T--C ; Die aktuelle Einschaltzeit wird hierbei

immer dann mittels dieser Formel berechnet, wenn das Dimmsignal einen Phasenan- oder abschnitt aufweist.

[46] Fig. 7 zeigt das Ablaufdiagramm des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens in einer dritten Ausführungsform. Das Verfahren der dritten Ausführungsform ist in wesentlichen Teilen ähnlich zu dem in der zweiten Ausführungsform. Es werden daher nur die Unterschiede zur zweiten Ausfüh-

rungsform beschrieben. Der Unterschied zur zweiten Ausführungsform besteht darin, dass hier vor dem Ausschalten der Gasentladungslampe eine dritte Größe abgespeichert wird, die ein Maß für die Momentanleistung Pi der Gasent- ladungslampe darstellt. Wird die Gasentladungslampe wie ^¬ der eingeschaltet, so wird abgefragt, ob die gespeicherte Momentanleistung Pi der Gasentladungslampe größer oder gleich einer vorbestimmten Lampenstartleistung ist. Je nach Lampentyp kann die vorbestimmte Startleistung ver- schiedene Werte annehmen. Bei älteren Lampen, die auf ^¬ grund thermischer Restriktionen des Lampenbrenners immer mit voller Leistung gestartet werden müssen, ist die vorbestimmte Startleistung dementsprechend die Nennleis ^¬ tung der Gasentladungslampe 5. Bei moderneren Lampen, die mit einer geringeren Leistung als der Nennleistung gestartet werden können, ist die vorbestimmte Startleistung entsprechend geringer als die Nennleistung. Ist die ge ^¬ speicherte Momentanleistung Pi der Gasentladungslampe größer oder gleich einer vorbestimmten Lampenstartleis- tung, so wird nach dem Einschalten die gespeicherte Mo ^¬ mentanleistung Pi an die Lampe angelegt. Ist die gespei ^¬ cherte Momentanleistung Pi der Gasentladungslampe kleiner als die vorbestimmte Lampenstartleistung, so wird nach dem Einschalten die vorbestimmte Lampenstartleistung an die Lampe angelegt.

[47] Nach dem Lampenstart wird eine vorbestimmte Zeit (ca. ls-15min) gewartet, in der die Leistung, also entwe ^¬ der die gespeicherte erste Lampenleistung Pi oder die Lampenstartleistung an die Gasentladungslampe 5 angelegt wird. Dies ist notwendig, um den Lampenbrenner der Gas ^¬ entladungslampe 5 thermisch zu stabilisieren. Das restli-

che Verfahren der dritten Ausführungsform entspricht dem Verfahren der zweiten Ausführungsform.