Schaltungsanordnung und Verfahren zur schnellen Kommutierung beim Rechteckbetrieb von Hochdruckentladungslampen

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und Verfahren zur schnellen Kommutierung beim Rechteckbetrieb von Hochdruckentladungslampen. Die Erfindung betrifft insbeson- dere einen elektronisch gesteuerten Betrieb von Hochdruckentladungslampen mit schneller Kommutierungssequenz.

Hintergrund

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung zur schnellen Kommutierung beim Rechteckbetrieb von Hochdruck- entladungslampen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Zum Betrieb von Hochdruckentladungslampen, insbesondere von Hochdruckentladungslampen mit einem keramischen Entladungsgefäß, wird meist eine relativ niederfrequente rechteckför- mige Lampenstromversorgung mit schneller Kommutierung ver- wendet. Hochdruckentladungslampen haben in der Regel zwei im Entladungsgefäß gegenüber angebrachte stabförmige Elekt ^¬ roden, die zur Konditionierung des Bogenansatzes oft mit gewendelten Aufsätzen bestückt sind. Die Stromkommutierung dient zur Verhinderung der einseitigen Elektrodenabnutzung und muss mit hinreichend schneller Umpolung bewerkstelligt werden, damit die Lampe während der Kommutierung nicht erlöscht .

Bei Standard-Hochdruckentladungslampen liegt die Kommutierungszeit typischerweise im Bereich kleiner 100 is . Die Kommutierfrequenz wird im Allgemeinen so gewählt, dass einerseits die kurzzeitigen Diskontinuitäten während des Kommutierungsvorgangs sich nicht als Flackern im Licht zeigen und anderseits die akustischen Emissionen sowohl von der heißen Lampe als auch von dem betreibenden Betriebsgerät möglichst nicht in den hörbaren Bereich fallen.

Diese Anforderung lässt sich am besten mit einer Kommu- tierfrequenz im Bereich zwischen 50 Hz und 200 Hz realisieren .

Die besten Ergebnisse erzielt man, wenn man die Kommu- tierfrequenz bei 100 Hz (europäisch) oder bei 120Hz (amerikanisch) auf das Netz synchronisiert und sich damit die niederfrequenten und leicht sichtbaren Mischungsmoden zwischen dem allfälligen 100 Hz-Ripple beziehungsweise 120Hz- Ripple der Netzversorgung und den Schwankungen der Kommutierungsübergänge unterdrücken lassen.

Die Kommutierfrequenz sollte aber auch nicht über den Audiohörbereich bei mehr als 20 kHz gelegt werden, damit beim Betrieb der Lampe die akustischen Eigenresonanzen des Ent- ladungsbogens , die bei gängigen Lampengeometrien im Bereich zwischen 20 kHz und 150 kHz liegen, nicht willkürlich angeregt werden.

Eine resonante Anregung des Lichtbogens würde in den meis ^¬ ten Fällen zu Bogenfluktuation und Bogeninstabilitäten führen, die zum Flackern, letztlich zum Erlöschen oder gar zur Zerstörung der Lampe führen können.

Eine weitere Randbedingung zum rechteckigen Betrieb einer Hochdruckentladungslampe ist die Minimierung des hochfre ^¬ quenten Ripples auf dem rechteckförmigen Lampenstrom, damit hierdurch die akustischen Moden im Entladungsbogen der Lampe nicht willkürlich angeregt werden, was wie bereits erwähnt zu Bogeninstabilitäten führen kann.

Der bei rechteckigem Standard-Betrieb einer Hochdruckentla ^¬ dungslampe zulässige Grenzwert für die hochfreqente Rest- welligkeit liegt im Bereich kleiner als 2%.

Der sich ausbildende hochfrequente Ripple eines Standard- Betriebsgerätes mit rechteckförmiger Lampenstromform ist im Wesentlichen der verbleibende Restripple, der vom internen hochfrequenten Betriebsverfahren des Schaltkonverters her- rührt .

Der sichtbare verbleibende Restripple hängt dabei direkt von der Zeitkonstante der Glättungsvorrichtungen ab, was im Wesentlichen von der Größe des verwendeten Glättungskonden- sators am Ausgang des Lampenstromkreises abhängt.

An dieser Stelle verdeutlicht sich der Umstand, dass bei einem Standard-Betriebsgerät mit rechteckförmiger Lampen- stromform zum Betrieb einer Hochdruckentladungslampe die Implementierung einer hinreichend starken Lampenstromglät- tung der Anforderung einer hinreichend schnellen Stromkom- mutierung entgegen steht.

Eine hohe Zeitkonstante zur starken Glättung des Lampenstroms führt in gleicher Weise zur Verlangsamung der natürlichen Kommutierungszeit bzw. zur Erhöhung des Schaltungs ^¬ aufwands für die Implementierung eines aktiv gesteuerten Kommutierungsvorgangs.

Bei einem Standard-Betriebsgerät mit rechteckförmiger Lam- penstromform zum Betrieb von Standard- Hochdruckentladungslampen wird daher in der Regel ein Ausgleich zwischen der Glättungsanforderung (Restripple klei- ner als 2%) und der Kommutierungszeit (Kommutierungszeit t_com kleiner als 100 ]is) angestrebt. In Fig. 1 ist eine schematische Schaltungstopologie eines elektronischen Betriebsgerätes zum Betrieb einer Standard- Hochdruckentladungslampe nach dem Stand der Technik darge ^¬ stellt, bei der der Betrag der Restwelligkeit des Lampen- Stroms mit der erreichbaren Kommutierungszeit in Einklang gebracht wurde .

Die Zwischenkreisspannung U _ZK von 400 VDC wird von einer Netzleistungsfaktorkorrektureinheit (nicht gezeigt) über einen Zwischenkreiskondensator C _ZK bereitgestellt.

Die Halbrückenschaltung ist als tiefsetzende Halbbrücke mit den Transistoren Q1_HIGH und Q2_LOW ausgeführt. Bei einer tiefsetzenden Halbbrücke wird dem niederfrequenten Betrieb bei ca. 100Hz eine hochfrequente Pulsweitenmodulation überlagert, um die Eingangsspannung der Halbbrücke auf die erforderliche Lampenspannung heruntersetzen zu können.

Dieser Betrieb ist im Stand der Technik weithin bekannt und wird hier deshalb nicht näher erläutert. An der Halbbrücke wird an dessen Ausgang alternativ im 100Hz-Takt für den Vorwärtsbetrieb (Schalter Ql_High wird mit langen Pulswei- ten getaktet, Schalter Q2_Low wird mit kurzen Pulsweiten getaktet) eine Spannung von +300V und für den Rückwärtsbe ^¬ trieb (Schalter Q2_LOW wird mit langen Pulsweiten getaktet, Schalter Ql_High wird mit kurzen Pulsweiten getaktet) eine Spannung von +100V bereitgestellt.

Die Hochdruckentladungslampe 5, im Folgenden auch als Lampe bezeichnet, wird in den beiden Phasen, der Vorwärtsphase und der Rückwärtsphase, auf die mittlere Spannung U _C B hin betrieben, die sich am Blockkondensator C _B in Höhe von 200VDC konstant einstellt. Die an der Lampe auftretende Differenzspannung U _L beträgt im Vorwärtsbetrieb +100V und im Rückwärtsbetrieb -100V. Der an der Lampe auftretende Strom I _L ist in den beiden Betriebsphasen entsprechend der Lampenspannung ebenfalls jeweils invertiert. Die Glättung der erzeugten Betriebsspannung am Ausgang des Schaltkonverters hängt von der Betriebsfrequenz und der LC- Zeitkonstante des Schaltkonverters ab.

Zur Minimierung des verbleibenden hochfrequenten

Schaltripples auf der Lampenspannung U _L , sollte die Zeit ^¬ konstante (beziehungsweise die aus dieser Zeitkonstante herleitbare Frequenz fo) der Schaltkonverterbauteile ver ^¬ glichen mit der Betriebsfrequenz fbetrieb möglichst groß wählt werden: fbetrieb : =60 kHz .

Bei der Vorwärtskommutierung wird der Ladezustand des Konverterkondensators C vom Zwischenkreiskondensator CZK aus über die Induktivität L resonant bis auf den Spannungswert 300V aufgeladen.

Bei der Rückwätskommutierung wird der Ladezustand des Konverterkondensators C umgekehrt über die Induktivität L resonant bis auf den Spannungswert 100V in den Zwischen ^¬ kreiskondensator C _ZK zurückgeladen. Der resonante Umlade- Vorgang läuft im Idealfall bei hinreichend hohen Bauteile ^¬ güten dissipationsfrei ab. Die Kommutierungszeiten für die resonanten Umladevorgänge hängen im Wesentlichen von der LC-Zeitkonstante des Schaltkonverters ab.

Eine große LC-Zeitkonstante hat eine lange resonante Umla- dezeit und damit eine entsprechend langsame Kommutierungs ^¬ zeit zur Folge. Die Resonanzfrequenz des LC-Kreises von fo := = 10-KHz entspricht einer Umlade- bzw. Kommutie-

2·π A)0.5-mH-500nF

rungszeit von 100 ]is .

Die Zeitkonstante von fo=10kHz führt bei einer Betriebs- frequenz von ca. fbetrieb : =60kHz zur einer Restwelligkeit von kleiner 2%. Die Glättungsanforderungen und die Kommutierungszeiten stehen sich bei dieser Schaltanordnung entgegen und müssen zweckmäßig ausgeglichen werden.

Zur Erzeugung der Zündspannung ist in den Lampenkreis se- riell ein Zündtrafo mit Schalttransistor zur Erzeugung eines oder mehrerer Zündpulse eingebracht.

Mit dem oben beschriebenen einfachen Rechteckbetrieb können in der Regel die meisten standardisierten Hochdruckentladungslampen betrieben werden, ohne dass es dabei zu nen- nenswerten Bogeninstabilititäten und Bogenauslenkungen kommt .

Anders dagegen verhält es sich beim Betrieb von quecksil ^¬ berfreien molekularstrahlungsdominierten Hochdruckentladungslampen oder auch von gesättigten kapillarfreien Hoch- druckentladungslampen, bei denen die verwendeten Lampenfüllungen oft hohe Temperaturleitfähigkeit aufweisen, was zur schnellen Auskühlung der Elektroden und des Lampenplasmas während der Stromkommutierung und damit auch zur spontanen Erlöschung der Lampen an dieser Stelle führen kann.

Die Anforderung an die Stromkommutierungszeit beim Betrieb dieser neuartigen Lampen ist damit hoch und liegt im Bereich kleiner 40μ3.

Zusätzlich zur Anforderung der schnellen Stromkommutierung zeigen die Füllungen dieser neuartigen Lampen meist eine erhöhte Empfindlichkeit zur Anregung bogendestabilisieren- der akustischer Eigenmoden, wodurch sich die Anforderungen an das Glättungsvermögen des Ausgangskreises erhöhen

(Ripplegrenzwerte kleiner als 1%) , was aber, wie bereits erwähnt, aus technischer Sicht der schnellen Kommutierung entgegensteht .

Des weiteren werden beim Betrieb derartiger Lampen meist zur Stabilisierung des Entladungsbogens gezielt besondere Modulations-Betriebsverfahren benötigt, was aus schaltungs- technischer Sicht bezüglich der Größe der Zeitkonstanten des internen Schaltkonverters bzw. der Glättungseigenschaf- ten des Ausgangskreises zusätzliche definierte Randbedin ^¬ gungen darstellt, die ebenfalls mit den hohen Anforderungen einer schnellen Kommutierung nur schwer vereinbar sind. Aufgabe

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Schaltungsanordnung zur schnellen Kommutierung beim Rechteckbetrieb von Hochdruckentladungslampen bereitzustellen, mit der die Glättung des Lampenstroms aus dem Tiefsetzsteller beliebig groß ein- stellbar ist, wobei aber die Stromkommutierungen unabhängig davon mit hoher Geschwindigkeit vollzogen werden können.

Darstellung der Erfindung

Die Lösung der Aufgabe bezüglich der Schaltungsanordnung erfolgt erfindungsgemäß mit einer Schaltungsanordnung zur schnellen Kommutierung beim Rechteckbetrieb von Hochdruckentladungslampen, aufweisend eine tiefsetzende Halbbrückenanordnung mit einer Halbbrücke, einer Lampendrossel, einem Konverterkondensator, einem Blockkondensator, einen ersten Schalter zur Kopplung der Halbbrückenanordnung mit der Lampe, einen zweiten Schalter zum Vollzug der Vor- wärtsstromkommutierung und zur Einleitung einer Vorwärtsphase, einen dritten Schalter zum Vollzug der Rück- wärtsstromkommutierung und zur Einleitung einer Rückwärts- phase. Durch diese Maßnahme kann die Halbbrücke wie im

Stand der Technik langsam umgeladen werden, da j a der Lampenkreis über ersten Schalter von der Halbbrücke weggekop ^¬ pelt ist. Wenn die langsame Umladung an der Halbbrücke abgeschlossen ist, dann kann der Lampenkreis wieder ange- koppelt werden. Durch den zweiten Schalter wird die Lampe erfindungsgemäß einer sehr schnellen Kommutierung unterzogen .

Bevorzugt weist die Schaltungsanordnung weiterhin eine Zündinduktivität und einen Zündkondensator auf. Mit dieser kann im Zusammenspiel mit der erfindungsgemäßen Schaltungs ^¬ anordnung eine vereinfachte Zündung der Hochdruckentla ^¬ dungslampe realisiert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltungsanordnung weiterhin eine Leistungsfaktorkorrek- turschaltung auf. Mit dieser können auch Lampen höherer

Leistung unter Einhaltung aller vorgeschriebenen Vorschriften an einem öffentlichen Versorgungsnetz betrieben werden.

Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckentladungslampe mittels einer Schaltungsanordnung mit einer Halbbrückenanordnung mit einer Halbbrücke und einer Lampendrossel, einem Konverterkondensator sowie einem Blockkondensator, mit folgenden Schritten:

- vor dem Einleiten einer Kommutierung abkoppeln der Halb- brückenanordnung von der Hochdruckentladungslampe durch Öffnen eines ersten Schalters, - Vollzug der Vorwärtskommutierung durch Schließen eines zweiten Schalters zur Einleitung einer Vorwärtsphase und durch Öffnen eines dritten Schalters, oder Vollzug der Rückwärtskommutierung durch Schließen eines dritten Schal- ters zur Einleitung einer Rückwärtsphase und durch Öffnen eines zweiten Schalters,

- Ankoppeln der Halbbrückenanordnung an die Hochdruckentladungslampe durch Schließen des ersten Schalters,

- Öffnen des zweiten Schalters und des dritten Schalters. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur schnellen Kommutierung beim Rechteckbetrieb von Hochdruckentladungs ^¬ lampen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

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 identi ^¬ schen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:

Fig.l eine Schaltungstopologie nach dem Stand der Tech nik dargestellt, bei der der Betrag der Restwel- ligkeit des Lampenstroms mit der erreichbaren

Kommutierungszeit in Einklang gebracht wurde,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Sehaltungsanordnung m

einer ersten Ausführungsform, bei der die tiefsetzende Halbbrücke von der Glättungseigenschaft des internen Schaltkonverters entkoppelt wird und beide Charakteristika unabhängig voneinander eingestellt werden können,

Fig. 3a eine Gesamtansicht zur Funktionalität der Schalt ^¬ anordnung für den Rechteckbetrieb,

Fig. 3b eine detaillierte Schaltsequenz der Kommutierung in den Vorwärtsbetrieb,

Fig. 3c eine detaillierte Schaltsequenz der Kommutierung in den Rückwärtsbetrieb,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einer zweiten Ausführungsform zur Erzielung einer schnellen Lampenstromkommutation ausschließlich für die Rückwärtskommutierung zur Einleitung der stationären Rückwärtsphase bei einem EVG für Rechteckbetrieb .

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung, bei der die tiefsetzende Halbbrücke von der Glättungseigen- schaff des internen Schaltkonverters entkoppelt wird und beide Charakteristika unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Die von der Zwischenkreisspannung versorgte Tiefsetzer- Schaltkonverteranordnung stellt wie nach dem Stand der Technik jeweils für den Vorwärtsbetrieb und den Rückwärts ^¬ betrieb auf dem Konverterkondensator C die beiden unterschiedlichen Spannungswerte von 300V bzw. 100V bereit.

Die Umladung des Konverterkondensators C auf die beiden Spannungswerte erfolgt wie nach Stand der Technik resonant über die Zeitkonstanten des LC-Kreises, die möglichst groß gewählt werden kann um am Ende eine ausreichend gute Glät ^¬ tung des Lampenbetriebsstroms zu gewährleisten.

Die Lampe selbst wird auf den mittleren Spannungspegel bei 200VDC am Blockkondensator C _B betrieben.

Insbesondere kann nun mittels des Schalters Q_TRANS der

Lampenkreis und damit die Lampe während der relativ langen Umladevorgänge des Konverterkondensators C des Schaltkon ^¬ verters (mehr als 100 \is) kurzzeitig weggekoppelt werden.

Während der Zeit der Abkopplung kann nun die Lampe unter Umgehung der langsamen Zeitkonstante des Konverters wahl ^¬ weise entweder zur Einleitung der Vorwärtsphase direkt über den Schalter Q_COM_FW an die Zwischenkreisspannung von 400V gelegt werden, oder zur Einleitung der Rückwärtsphase direkt über den Schalter Q_COM_BW auf GND gelegt werden.

Bei der Einleitung der Vorwärtsphase, bei der der Schalter Q_COM_FW auf U _ZK =400VDC leitend geschaltet wird, wird über die eingebrachte Zünddrossel L_Zünd unmittelbar ein kräfti ^¬ ger Lampenstrom in Vorwärtsrichtung in Gang gesetzt, dessen Höhe neben der vorherrschenden Lampenimpedanz von der Größe der Induktivität der Zünddrossel L_zünd und der Einschalt ^¬ dauer abhängt.

Unter der Vorwärtskommutierung wird die Kommutierung von der Rückwärtsphase in die Vorwärtsphase verstanden, bei der der Lampenstrom von einem negativen Wert zu einem positiven Wert gewechselt werden muss.

Bei der Vorwärtsphase wird in der vorliegenden Schaltungs ^¬ anordnung über den Schalter Q_COM_FW ein positiver Strom I _L ausgehend von der Zwischenkreisspannung U _ZK durch die Lampe 5 auf U _C B am Blockkondensator C _B geleitet

Die Einschaltdauer der Vorwärtskommutierung wird so gewählt, dass der sich einstellende Kommutierungsstrom die Lampe kurzeitig ausreichend aufheizt, damit das anschlie ^¬ ßende Zurückkoppeln der Lampe an einen Konverterkondensator C des Schaltkonverters ohne Gefahrlaufens des Erlöschens bewerkstelligt werden kann.

In gleicher Weise wird für die Einleitung der Rückwärtsphase, bei der der Schalter Q_COM_BW auf GND leitend geschaltet wird, ebenfalls über die eingebrachte Zünddrossel ein kräftiger Lampenstrom in Rückwärtsrichtung in Gang gesetzt, dessen Höhe ebenfalls neben der vorherrschenden Lampenimpedanz von der Induktivität der Zünddrossel L_ZÜND und der Einschaltdauer abhängt.

Unter der Rückwärtskommutierung wird die Kommutierung von der Vorwärtsphase in die Rückwärtsphase verstanden, bei der der Lampenstrom von einem positiven Wert zu einem negativen Wert gewechselt werden muss.

Bei der Rückwärtsphase wird in der vorliegenden Schaltungs ^¬ anordnung über den Schalter Q_COM_BW ein negativer Strom I _L ausgehend von U _C B am Blockkondensator durch die Lampe 5 auf Masse geleitet.

Auch hierbei wird dessen Schaltdauer der Rückwärtskommutie ^¬ rung so gewählt, dass der sich einstellende Kommutie ^¬ rungsstrom die Lampe ausreichend aufheizt, damit das an ^¬ schließende Zurückkoppeln der Lampe an einen Konverterkondensator C des Schaltkonverters ohne ein Lampenerlöschen bewerkstelligt werden kann.

Die Einschaltdauer des eingeprägten Stromes für die Vorwärts- und Rückwärtskommutierung wird so gewählt, dass der sich einstellende Kommutierungsstrom die Elektroden der Lampe kurzeitig ausreichend aufheizt, damit das anschlie ^¬ ßende Zurückkoppeln der Lampe an einen Konverterkondensator C des Schaltkonverters ohne Gefahrlaufen eines Lampenerlö ^¬ schens bewerkstelligt werden kann.

Wird eine Zündinduktivität von typischerweise ImH zugrunde gelegt, betragen die typischen Stromanlaufzeiten für die Lampenstromkommutierung ca. 20 \is und die Abschaltung, bzw. das Zurückkoppeln Lampe an den Schaltkonverterausgang zur Fortführung des stationären Vorwärtsbetriebs bzw. Rückwärtsbetriebs kann nach ca. 50 \is bis 70 \is erfolgen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanord- nung ist der, dass mit den drei Entkopplungsschaltern

Q_TRANS, Q_COM_FW und Q_COM_BW zusammen mit L_ZÜND für den Lampenstart weiterhin auch eine resonante Zündsequenz rea ^¬ lisiert werden kann.

Hierzu wird zum Zünden der Lampe der Lampenkreis über

Q_TRANS vom Tiefset zerschaltkonverter abgekoppelt wodurch mit den beiden Schaltern Q_COM_FW und Q_COM_BW über die Zünddrossel L_ZÜND und des Zündkondensators C_ZÜND ein Halbbrückenbetrieb für eine resonante Zündsequenz reali ^¬ siert werden kann. Solche Schaltungsanordnungen zur Zündung von Hochdruckentladungslampen sind im Stand der Technik bekannt und werden daher hier nicht näher erläutert.

Nachdem die Lampe gezündet hat, lässt sich die Lampe über die immer noch abgekoppelte Halbbrücke in einer Warmup- Phase je nach Bedarf weiterhin hochfrequent antreiben, bis ein Ankoppeln an den Schaltkonverter zur Aufnahme des

Rechteckbetriebs angezeigt ist.

Fig. 3a zeigt die relevanten Signale zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.

Die oberste Kurve 1 zeigt die konstante Zwischenkreisspan- nung U _ZK in der Höhe von 400VDC, die von der Leistungsfak ^¬ torkorrekturschaltung über C_PFC bereitgestellt wird. Kurve 2 zeigt die konstante mittlere Spannung U _C B von

200VDC, die sich am Blockkondensator C _B einstellt, auf welche hin die Lampe betrieben wird.

Über den Tiefsetzer-Schaltkonverter werden an seinem Kon- verterkondensator C abwechselnd im Takt von 100Hz die Spannungswerte von 300V und 100V erzeugt und bereitgestellt, mit denen die Lampe in den beiden Betriebsphasenhasen, Vorwärtsbetrieb und Rückwärtsbetrieb gespeist wird.

Die Kurve 3 zeigt diese wechselnde Spannung U _c am Kondensa- tor C.

Die an den Ausgang des Schaltkonverters angekoppelte Lampe wird auf die konstante 20 OV-Spannung am Blockkondensator C _B hin betrieben und erfährt damit die Differenzspannung U _L zwischen C _B und C, die in beiden Betriebsphasen jeweils zu einander invertiert bei 100V liegt.

Die Kurve 5 zeigt den sich einstellenden Lampenstrom I _L analog zur Lampenspannung U _L bei Kurve 4.

Fig. 3b zeigt eine detaillierte Schaltsequenz der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei der Kommutierung in den Vorwärtsbetrieb. Die Kurve 1 zeigt den Schaltzustand bzw. die Gatespannung UQ_TRANS des Koppeltransistors

Q_TRA S . Zu Beginn des Kommutierungsvorgangs wird der Lam ^¬ penkreis über den Koppeltransistor Q_TRANS vom Ausgang des Schaltkonverters für ca. 70 is getrennt.

Die Kurve 2 zeigt den Schaltzustand bzw. die Gatespannung UQ_COM_FW des Schalttransistors Q_COM_FW. Während der Kom ^¬ mutierung in den Vorwärtsbetrieb wird der Lampenkreis über den Schalttransistor Q_COM_FW für ca. 70 is an die Zwi- schenkreisspannung von 400VDC angekoppelt und ermöglicht damit einen schnellen und starken Lampenstrom in Vorwärtsrichtung . Die Kurve 3 zeigt den Schalt zustand bzw. die Gatespannung UQ_COM_BW des Schalttransistors Q_COM_BW. Während der Kom ^¬ mutierung in den Vorwärtsbetrieb bleibt der Schalttransis ^¬ tor Q_COM_BW geschlossen.

Die Kurve 4 zeigt den pulsförmigen Lampenstrom I _L an der Lampe zur Einleitung des Vorwärtsbetriebes. Der sich ein ^¬ stellende Strompuls an der Lampe entsteht infolge der An- kopplung des Lampenkreises über den Schalttransistor

Q_COM_FW an die positive Zwischenkreisspannung von 400VDC unter Umgehung der den Strom bremsenden Lampendrossel L.

Die Kurve 5 zeigt den pulsförmigen Lampenstrom I _L bei der Vorwärtskommutierung in höherer zeitlicher Auflösung.

Die Stromrichtung an der Lampe ändert sich innerhalb von 20usec von -1A auf + 2.5A, was einer Stromkommutierungszeit von unter 20 is entspricht.

Die Kurve 6 zeigt den Schalt zustand bzw. die Gatespannung UQ_COM_FW des Schalttransistors Q_COM_FW in höherer zeitli ^¬ cher Auflösung.

Der Vorwärtskommutierungsvorgang wird nach 70 is beendet in dem der Schalter Q_COM_FW wieder geöffnet wird, wobei der Lampenkreis wieder an den Ausgangskondensator C des Tiefsetzers angekoppelt wird, indem der Schalter Q_COM_FW wieder geschlossen wird.

Fig. 3c zeigt eine detaillierte Schaltsequenz der erfin- dungsgemäßen Schaltungsanordnung bei der Kommutierung in den Rückwärtsbetrieb. Die Kurve 1 zeigt den Schalt zustand bzw. die Gatespannung UQ_TRANS des Koppeltransistors

Q_ RA S . Zu Beginn des Kommutierungsvorgangs wird der Lam ^¬ penkreis über den Koppeltransistor Q_TRANS vom Ausgang des Schaltkonverters für ca. 70 \is getrennt. Die Kurve 2 zeigt den Schalt zustand bzw. die Gatespannung UQ_COM_FW des Schalttransistors Q_COM_FW. Während der Kom ^¬ mutierung in den Rückwärtsbetrieb bleibt der Schalttransis ^¬ tor Q_COM_FW geschlossen. Die Kurve 3 zeigt den Schalt zustand bzw. die Gatespannung UQ_COM_BW des Schalttransistors Q_COM_BW. Während der Kom ^¬ mutierung in den Rückwärtsbetrieb wird der Lampenkreis über den Schalttransistor Q_COM_BW für ca. 70 is an 0V=GND angekoppelt und ermöglicht damit einen schnellen und starken Lampenstrom in Rückwärtsrichtung.

Die Kurve 4 zeigt den pulsförmigen Lampenstrom I _L zur Einleitung des Rückwärtsbetriebes. Der zur Einleitung des Rückwärtsbetrieb sich einstellende Strompuls an der Lampe entsteht infolge der Ankopplung des Lampenkreises über den Schalttransistors Q_COM_BW an 0V=GND.

Die Kurve 5 zeigt den pulsförmigen Lampenstrom I _L bei der Rückwärtskommutierung in höherer zeitlicher Auflösung.

Die Stromrichtung an der Lampe ändert sich innerhalb von 20usec von +1A auf -2.5A, was einer Stromkommutierungszeit von unter 20 is entspricht.

Die Kurve 6 zeigt den Schalt zustand bzw. die Gatespannung UQ_COM_BW des Schalttransistors Q_COM_BW in höherer zeitli ^¬ cher Auflösung.

Der Rückwärtskommutierungsvorgang wird nach 70 is beendet in dem der Schalter Q_COM_BW wieder geöffnet wird, wobei der Lampenkreis wieder an den Ausgangskondensator C des Tiefsetzers angekoppelt wird, indem der Schalter Q_COM_FW wieder geschlossen wird.

Fig. 4 zeigt eine vereinfachte Schaltanordnung, mit der in einem EVG für Rechteckbetrieb nur die schnelle Rück- wärtskommutierung zur Einleitung der stationären Rückwärtsphase möglich ist.

Mit dem fehlenden Schalter Q_COM_FW hat diese Schaltanordnung damit auch einen Schalter weniger und ist kostengüns- tiger in der Herstellung.