Schaltungsanordnung und Verfahren zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe mit einer Gleichrichterschaltung, die eine Zwi- schenkreisspannung ausgibt, einem Halbbrückenwandler zum

Erzeugen einer Wechselspannung und einem Überlagerungszündgerät zum Erzeugen einer Zündspannung zum Starten der Hochdruckentladungslampe .

Hintergrund

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung und einem Verfahren zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche .

Die Erfindung betrifft insbesondere Betriebsgerät für Hoch- druckentladungslampen, die auf einer Halbbrückenschaltung mit Koppelkondensatoren aufgebaut sind. Bekannte Betriebs ^¬ geräte mit Halbbrückenschaltung werden z.B. mit Netzspannung betrieben, und weisen eine Gleichrichterschaltung auf, die eine oft geregelte Gleichspannung bereitstellt. Diese Spannung wird auch oft als Zwischenkreisspannung bezeichnet .

Prinzipbedingt ist bei Betriebsgeräten mit Halbbrücke die maximale an die Hochdruckentladungslampe anlegbare Spannung die halbe Zwischenkreisspannung, also maximal etwa 250V, da die halbe Spannung an den Koppelkondensatoren abfällt.

Diese maximale an die Hochdruckentladungslampe anlegbare Spannung ist insbesondere wichtig beim Starten der Hoch ^¬ druckentladungslampe, im Folgenden auch als Lampe bezeich ^¬ net, wenn diese kurz nach dem Zünden, also kurz nach der Etablierung eines elektrischen Durchbruchs zwischen den Lampenelektroden , hochgefahren' wird. Dies ist bei Hochdruckentladungslampen immer ein neuralgischer Betriebspunkt, da die Elektroden des Gasentladungslampenbrenners dabei noch kalt sind.

Der Bogenansatz ist beim Betrieb einer Gasentladungslampe mit Wechselstrom grundsätzlich problematisch. Beim Betrieb mit Wechselstrom wird während einer Kommutierung der Betriebsspannung eine Kathode zur Anode und umgekehrt eine Anode zur Kathode. Der Übergang Kathode-Anode ist prinzip ^¬ bedingt unproblematisch, da die Temperatur der Elektrode keinen Einfluss auf ihren anodischen Betrieb hat. Beim Übergang Anode-Kathode hängt die Fähigkeit der Elektrode, einen ausreichend hohen Strom liefern zu können, von deren Temperatur ab. Ist diese zu niedrig, wechselt der Lichtbo ^¬ gen während der Kommutierung, meistens nach dem Nulldurchgang, von einer punktförmigen Bogenansatzbetriebsweise in eine diffuse Bogenansatzbetriebsweise. Dieser Wechsel geht mit einem oft sichtbaren Einbruch der Lichtemission einher, was als Flackern wahrgenommen werden kann. Im ungünstigsten Fall geht die Lampe ganz aus.

Sinnvollerweise wird die Lampe also in punktförmiger Bogen ^¬ ansatzbetriebsweise betrieben, da der Bogenansatz hier sehr klein und damit sehr heiß ist. Das hat zur Folge, dass hier aufgrund der höheren Temperatur am kleinen Ansatzpunkt weniger Spannung benötigt wird, um ausreichend Strom lie ^¬ fern zu können. Als Kommutierung wird im folgenden der Vorgang betrachtet, bei dem die Polarität der Spannung wechselt, und bei dem daher eine starke Strom- oder Spannungsänderung auftritt. Bei einer im wesentlichen symmetrischen Betriebsweise der Lampe befindet sich bei der Mitte der Kommutierungszeit der Spannungs- oder Stromnulldurchgang. Hierbei ist zu bemerken, dass die Spannungskommutierung üblicherweise immer schneller abläuft als die Stromkommutierung.

Aus , The boundary layers of Ac-arcs at HID-electrodes :

phase resolved electrical measurements and optical observa- tions', 0. Langenscheidt et al . , J. Phys D 40 (2007), S. 415-431 ist bekannt, dass bei einer kalten Elektrode und diffusem Bogenansatz die Spannung nach der Kommutierung zunächst ansteigt, da die zu kalte Elektrode den benötigten Strom nur durch eine höhere Spannung liefern kann. Kann die Vorrichtung zum Betrieb der Gasentladungslampe diese Span ^¬ nung nicht liefern, so tritt das o.g. Flackern auf.

Beim Lampenstart tritt diese Problematik besonders stark hervor, da die Elektroden hier nur Umgebungstemperatur haben und noch nicht ihre Betriebstemperatur von über

2000°C. Hier ist die Wahrscheinlichkeit groß dass die Lampe nach dem Zünden sofort wieder verlischt wenn die Spannung, die an die Lampe angelegt wird, zu klein ist. Diese Span ^¬ nung wird üblicherweise als Übernahmespannung bezeichnet, da sie die Übernahme der Hochdruckentladungslampe von einer Glimmentladung kurz nach dem Zünden zu einer Bogenentladung einleitet. Bei manchen Typen von Hochdruckentladungslampen sind die maximalen 250V Übernahmespannung, die ein auf einer Halbbrücke aufgebautes Betriebsgerät liefern kann zu wenig, um ein sicheres Starten der Hochdruckentladungslampe zu gewährleisten. Ein weiteres Problem von Halbbrückenbetriebsgeräten besteht darin, dass sie aufgrund der seriell zur Hochdruckentla ^¬ dungslampe geschalteten Kondensatoren keine Gleichstrompha ^¬ sen an die Hochdruckentladungslampe anlegen können. Diese gehören bei Betriebsgeräten mit einer Vollbrücke schon länger zum Stand der Technik, da sie ein schnelles und exaktes Aufheizen der Lampenelektroden gewährleisten.

Zur Lösung des ersten Problems ist es aus dem Stand der Technik bekannt, einen Schalter Parallel zu einem der Koppelkondensatoren zu schalten, um diesen zu entladen und die Übernahmespannung zu erhöhen. Eine solche Schaltungsanord ^¬ nung ist aus der WO2002/32195 bekannt. Hier wird vor dem Starten der Hochdruckentladungslampe ein Schalter mit einem seriell geschalteten Widerstand parallel zu einem der Kop ^¬ pelkondensatoren geschaltet, und dieser bei Schließen des Schalters komplett entladen.

Für das weitere Problem ist aus dem Stand der Technik keine Lösung bekannt.

Bekannte Betriebsgeräte verwenden zum Zünden der Hochdruckentladungslampe üblicherweise ein sogenanntes Überlage ^¬ rungszündgerät, welches seriell zu Lampe geschaltet ist und die für einen Durchbruch im Gasentladungslampenbrenner erforderliche Zündspannung generiert. Diese Überlagerungs ^¬ zündgeräte bestehen üblicherweise aus einem Zündtransforma ^¬ tor, an dessen Sekundärseite die Zündspannung generiert wird, und an dessen Primärseite ein sogenannter Zündkreis bestehend aus einem Zündkondensator und einem Schalter angeschlossen ist. Die Serienschaltung aus Zündkondensator und Schalter ist zur Primärwicklung des Zündtransformators parallel geschaltet. Die Sekundärseite des Zündtransforma ^¬ tors ist seriell zur Hochdruckentladungslampe geschaltet. Der Schalter dieser Überlagerungszündgeräte ist oftmals eine Funkenstrecke. Diese weist aber das Problem einer hohen Toleranz der Durchbruchsspannung und damit einer nicht immer optimalen Zündung der Hochdruckentladungslampe auf. Bei fortgeschrittenen Zündgeräten ist der Schalter daher als fremd gesteuerter Schalter ausgeführt, der aus einem Transistor mit zugehöriger Ansteuerung besteht. Diese Variante weist aber das Problem einer aufwendigen Ausführung und damit signifikanten Verteuerung des Betriebsgerätes auf.

Au gabe

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Starten und Betreiben einer Hochdruckent ladungslampe anzugeben, welche die oben genannten Nachteil nicht mehr aufweisen.

Zusammen assung

Die Lösung der Aufgabe bezüglich der Schaltungsanordnung erfolgt erfindungsgemäß mit einer Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe, auf ^¬ weisend eine Halbbrückenanordnung mit einem Halbbrückenmit telpunkt, die an eine Zwischenkreisspannung mit einem Bezugspotenzial und einem Speisespannungspotenzial ange ^¬ schlossen ist, eine Lampendrossel, die mit einem Ende an den Halbbrückenmittelpunkt angeschlossen ist, eine Zündstu fe, die mit dem anderen Ende der Lampendrossel sowie mit der Zwischenkreisspannung verbunden ist, einen ersten

Schalter, der zwischen das Bezugspotential der Zwischenkreisspannung und die Zündstufe geschaltet ist, eine Se ^¬ rienschaltung eines ersten und eines zweiten Kondensators, die an die Zwischenkreisspannung angeschlossen ist, Anschlüsse zum Anschließen einer Hochdruckentladungslampe, wobei ein erster Anschluss mit der Zündstufe verbunden ist und ein zweiter Anschluss mit dem Verbindungspunkt des ersten und zweiten Kondensators, ein Zweipol-Netzwerk, dessen erster Pol mit der Zündstufe verbunden ist und des ^¬ sen zweiter Pol mit dem Verbindungspunkt des ersten und zweiten Kondensators verbunden ist, wobei der erste Schal ^¬ ter zur Erzeugung von Zündpulsen zum Zünden einer an die Schaltungsanordnung angeschlossenen Hochdruckentladungslampe und zum Entladen des zweiten Kondensators über das Zwei ^¬ polnetzwerk dient. Damit wird ein zuverlässiger und schonender Start der Hochdruckentladungslampe sichergestellt, indem die Übernahmespannung erhöht wird und ein Heizen der Elektroden des Gasentladungslampenbrenners nach der Zündung stattfindet .

Zum Erhöhen der Übernahmespannung wird vorzugsweise der zweite Kondensator bis auf eine vorbestimmte Spannung ent ^¬ laden. Die vorbestimmte Spannung liegt dabei bevorzugt zwischen 10V und 200V, insbesondere zwischen 20V und 150V.

Zum Entladen des zweiten Kondensators wird dabei bevorzugt der erste Schalter für eine vorbestimmte Zeit getaktet angesteuert. Besonders bevorzugt wird der erste Schalter mit einer Pulsweitenmodulation angesteuert.

Die Lösung der Aufgabe bezüglich des Verfahrens erfolgt erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Starten und Betrei ^¬ ben einer Hochdruckentladungslampe mit einer oben beschrie ^¬ benen Schaltungsanordnung und folgenden Schritten:

- Erzeugen einer Zündspannung und Entladen des zweiten Kondensators auf eine vorbestimmte erste Spannung durch getaktetes Ansteuern des ersten Schalters mit einer ersten Frequenz und einem ersten Tastverhältnis für eine erste Zeitspanne,

- Aufladen des zweiten Kondensators auf eine vorbestimmte zweite Spannung und erzeugen einer Zündspannung durch ge- taktetes Ansteuern des ersten Schalters mit einer zweiten Frequenz und einem zweiten Tastverhältnis für eine zweite Zeitspanne,

- permanentes Öffnen des ersten Schalters und erzeugen einer rechteckförmigen Wechselspannung zum Betreiben der Hochdruckentladungslampe .

Bevorzugt ist die Länge der ersten Zeitspanne abhängig von der Detektion eines elektrischen Durchbruchs in der Hochdruckentladungslampe. Vorzugsweise dauert die erste Zeit ^¬ spanne ab der Detektion des elektrischen Durchbruchs noch eine vorbestimmte Zeit lang an. Damit ist eine Gleichspan ^¬ nungsphase gewährleistet, die eine der Elektroden des Gas ^¬ entladungslampenbrenners möglichst schnell auf Betriebstem peratur bringt. Die Länge der Gleichspannungsphase beträgt dabei 0,1s bis ls, bevorzugt 0,2s bis 0,6s. Die optimale Länge der Gleichspannungsphase hängt dabei vom Lampentyp, und der Wattage der Hochdruckentladungslampe ab.

Besonders bevorzugt wird der erste Schalter beim Erzeugen der rechteckförmigen Wechselspannung noch für eine vorbestimmte dritte Zeitspanne mit der zweiten Frequenz und dem zweiten Tastverhältnis angesteuert

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Starten und Betreiben einer Hochdruckentladungslampe ergeben sich aus weiteren abhängi gen Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)

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 ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen

Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit dargestellter Zündstufe,

Fig. 3 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit dargestellter Zündstufe und darge- stelltem Zweipol-Netzwerk,

Fig. 4 eine Grafik der Lampenspannung, des Lampenstromes und der Spannung am Kondensator C2 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus den Signalverläufen der Fig. 4,

Fig. 6 einen weiteren Ausschnitt der Signalverläufe der

Fig. 4 der den Start bis zum elektrischen Durchbruch des Gasentladungslampenbrenners zeigt, Fig. 7 einen weiteren Ausschnitt der Signalverläufe der

Fig. 4 der den Start der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und der Hochdruckentladungslampe zeigt,

Fig. 8 einen etwas anderen Ausschnitt des Zündvorgangs, Fig. 9 den Übergang vom Gleichstrombetrieb in den Wechselstrombetrieb,

Fig. 10 die Situation der Fig. 9 mit einer größeren Zeitbasis von 50ms/Div.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die erfindungsgemäße Schaltungsanord ^¬ nung ist vom Grundprinzip her ein Betriebsgerät für Gasent- ladungslampen mit eine Halbbrücke mit Leistungsschaltern S2 und S3 und symmetrischer Mittenspannung durch die zwei Koppelkondensatoren Cl und C2. Die Halbbrücke ist an eine Zwischenkreisspannung U_B angeschlossen, die bei Betriebsgeräten mit 220V Wechselspannung üblicherweise ca. 400V beträgt. Die Zwischenkreisspannung liegt zwischen einem

Speisespannungspotenzial und einem Bezugspotenzial an. Die Zwischenkreisspannung B_B ist durch die Bauteiletechnologien der Halbleiter auf maximal 500V begrenzt. Bei höheren Spannungen müssten Halbleiter mit anderer Technologie ein- gesetzt werden, die deutlich teurer wären und das Betriebsgerät unwirtschaftlich machen würden. Zwischen dem Mittenpunkt HBM der Halbbrücke und dem Mittenpunkt CBM der beiden Kondensatoren sind eine Hochdruckentladungslampe 5, ein Zündgerät 6 und eine Drossel L3 in Serienschaltung geschal- tet. Zwischen den Mittenpunkt CBM der beiden Kondensatoren und das Zündgerät 6 ist ein Zweipol-Netzwerk ZP geschaltet. Zwischen das Zündgerät 6 und das Bezugspotenzial ist ein erster Schalter Sl geschaltet. Dieser Schalter erfüllt in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zwei Funktionen. In seiner ersten Funktion dient der Schalter als Zündschalter für den Primärkreis des Zündgerätes 6. In seiner zwei ^¬ ten Funktion dient der Schalter als Schalter zum Entladen des Koppelkondensators C2.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit Details des Zündgerätes 6. Das Zündgerät 6 weist einen

Zündtransformator TR mit einer Primärwicklung LI und einer Sekundärwicklung L2 auf. Die Sekundärwicklung L2 ist in Serie mit der Hochdruckentladungslampe 5 und der Drossel L3 geschaltet. Ein Anschluss der Primärwicklung LI ist mit einem Ladewiderstand Rl und mit einem Zündkondensator C3 verbunden. Der Ladewiderstand wiederum ist mit dem Speise ^¬ spannungspotenzial und der Zündkondensator mit dem Bezugs- potenzial verbunden. Der andere Anschluss der Primärwicklung ist mit dem Verbindungspunkt ZBM zweier Dioden Dl und D2 verbunden, die in Serie geschaltet sind und an die Zwi- schenkreisspannung angeschlossen sind. An diesen Verbindungspunkt ZBM ist ebenfalls der erste Schalter Sl sowie das Zweipolnetzwerk ZP angeschlossen. Wie dem Schaltbild zu entnehmen ist, kann mit dem Schalter Sl der Zündkondensator C3 entladen und ein hoher Strom im Primärkreis erzeugt werden. Durch diesen hohen Primärstrom wird eine Zündspannung an der Sekundärwicklung L2 generiert und der Hoch- druckentladungslampe 5 zugeführt.

Über das Zweipolnetzwerk ZP ist der erste Schalter Sl auch zum Koppelkondensator C2 parallel geschaltet.

Fig. 3 zeigt nun die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit einer beispielhaften Ausbildung des Zweipolnetzwerks ZP, welches hier aus der Serienschaltung einer Diode D_ZP und eines Widerstandes R_ZP besteht. Dabei ist die Kathode der Diode mit dem ersten Schalter Sl verbunden. Wird der erste Schalter Sl geschlossen, so fließt ein Strom 13 durch den ersten Schalter Sl, der sich aus einem Strom 12 aus dem Koppelkondensator C2 und einem Strom 14 aus dem Zündkondensator C3 zusammensetzt. Das Zweipolnetzwerk ZP begrenzt dabei den Entladestrom 12 aus dem Koppelkondensator C2. Dabei begrenzt der Widerstand R_ZP des Zweipolnetzwerkes den Strom bei geschlossenem ersten Schalter Sl und die Diode D_ZP des Zweipolnetzwerkes legt die Stromrichtung fest, so dass der Kondensator C2 nur durch das Zweipolnetzwerk entladen werden kann, und bei offenem ersten Schalter kein Strom in den Koppelkondensator fließen kann. Der Widerstand R_ZP ist so dimensioniert, dass der Anteil des Spitzenwertes des Stromes 12 durch das Zweipolnetzwerk am Spitzenwert des Gesamtstromes 13 kleiner als 40% ist. Be ^¬ sonders bevorzugt ist der Anteil des Spitzenwertes des Stroms 12 durch das Zweipolnetzwerk am Spitzenwert des Gesamtstromes 13 kleiner als 20%. Der Widerstand R_ZP muss dabei so dimensioniert sein, dass er die Leistung für die Zeit, in der ein Strom durch ihn fließt aufnehmen kann. Die aufzunehmende Arbeit beträgt daher I2*U_C2_DC* (t4 ^~ t2) · Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde das Zweipolnetzwerk folgendemaßen dimensioniert:

R_ZP: 27R, 2W

D_ZP: 600V, 1A

Der Schalter kann damit erfindungsgemäß gleichzeitig als Zündschalter und zum Entladen des Koppelkondensators C2 Verwendung finden. Damit ist nur ein Schalter mit zugehöriger Ansteuerung notwendig, was Kosten und Bauraum spart. Beim erfindungsgemäßen Verfahren, welches mit dieser Schaltungsanordnung ausgeführt werden kann wird nun der erste Schalter Sl während mehrerer aufeinanderfolgender Zeitspannen mit verschiedenen Frequenzen und Tastverhältnissen angesteuert .

Fig. 4 zeigt einige relevante Größen, die das komplette Startverfahren veranschaulichen. Die Zeitauflösung ist hier mit 100ms/Div so gewählt, dass der gesamte Startvorgang gezeigt werden kann. Zum Zeitpunkt ti beträgt die Spannung am Koppelkondensator C2 die halbe Zwischenkreisspannung, in etwa 210V. Ab dem Zeitpunkt t ₂ werden Zündpulse erzeugt was sich einerseits im Lampenspannungssignal, im Lampenstrom- signal und in der Spannung U_C2 am Koppelkondensator C2 widerspiegelt, die von ca. 210 V auf 50V bis 60V sinkt, um die Übernahmespannung von 210V auf 420V-50V=370V zu erhöhen. In dieser Zeit wird der erste Schalter mit einer ersten Frequenz von etwa 3kHz und einem ersten Tastverhältnis bei einer Einschaltdauer von 50us bis lOOus angesteuert. Zum Zeitpunkt t3 zündet die Hochdruckentladungslampe 5, und es beginnt die Gleichspannungsphase, die bis zum Zeitpunkt t5 dauert, und in der eine Elektrode des Gasentladungslam ^¬ penbrenners aufgeheizt wird. In einer Ausführungsform ist der Zeitpunkt t5 abhängig vom Zeitpunkt der Zündung der Hochdruckentladungslampe 5, um eine definierte Länge der Gleichspannungsphase zu erreichen. Die Gleichspannungsphase ist dabei zwischen 0,1s und ls, bevorzugt zwischen 0,2s und 0,6s lang. In der Phase zwischen dem Zeitpunkt ti und dem Zeitpunkt ts wird der erste Schalter mit einer zweiten Frequenz von 50Hz bis 5kHz und einem zweiten Tastverhältnis bei einer Einschaltdauer von 4us angesteuert, um den Koppelkondensator C2 für die erste Kommutierung auf eine Spannung U_C2_KM von ca. 280V aufzuladen. Je nach Ausführungsform kann die Spannung zwischen 250V und 500V liegen. Zum Zeitpunkt ts wird auf Wechselstrombetrieb umgeschaltet, und nach einer Einschwingphase, in der auch die zweite Elektro ^¬ de des Gasentladungslampenbrenners aufgeheizt wird befindet sich die Lampe im stabilen Betrieb. Die Umschaltung auf Wechselstrom erfolgt in zwei Stufen: In der ersten Stufe, die zum Zeitpunkt ti beginnt, wird der erste Schalter mit einem zweiten Tastverhältnis und einer zweiten Frequenz von 50Hz bis 5kHz angesteuert, wobei die Einschaltdauer des ersten Schalters gegenüber dem ersten Tastverhältnis deut ^¬ lich kürzer ist, in diesem Ausführungsbeispiel 4us . Dies hat zur Folge, dass der Koppelkondensator C2 langsam wieder aufgeladen wird, und die Spannung U_C2 demzufolge ansteigt. Zum Zeitpunkt ts hat die Spannung U_C2 am Koppelkondensator C2 ein Maximum erreicht, so dass die Übernahmespannung bei der ersten Kommutierung wieder entsprechend hoch ist, und es wird wie oben schon erläutert auf Wechselstrombetrieb umgestellt. Für eine weitere Zeitspanne wird während des Wechselstrombetriebes der erste Schalter Sl mit dem zweiten Tastverhältnis und der Einschaltdauer von 4us, und der zweiten Frequenz von 50Hz bis 5kHz angesteuert, um weiter Zündpulse zu erzeugen. Dies stellt sicher, dass bei einem unvorhergesehenen Erlöschen der Hochdruckentladungslampe nach einer Kommutierung diese sofort wieder gezündet wird. Da die zweite Elektrode am Anfang des Wechselstrombetriebes noch recht kalt ist, ist ein Verlöschen des Entladungsbo ^¬ gens nach der Kommutierung nicht immer zu vermeiden.

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus den Signal ^¬ verläufen der Fig. 4. Die Zeitbasis ist hier auf 5ms/Div eingestellt. Bis zum Zeitpunkt ti ist die Spannung U _C 2 am Koppelkondensator C2 niedrig, da das Tastverhältnis so eingestellt ist, dass die Einschaltdauer des ersten Schal ^¬ ters Sl sehr hoch ist. Zum Zeitpunkt ti wird das Tastver ^¬ hältnis umgestellt und die Einschaltdauer ist nun bedeutend niedriger als vorher. Das hat zur Folge, dass der Koppel ^¬ kondensator C2 wesentlich weniger stark entladen wird, und die Spannung U_C2 an ihm somit wieder ansteigt. In Folge des Umschwingens steigt die Spannung U_C2 am Koppelkondensator C2 auf eine Spannung U_C2_KM an, die höher ist als die Zwischenkreisspannung U_B . Zum Zeitpunkt ts ist die Spannung am Koppelkondensator C2 am höchsten, und die Halbbrücke wird in Betrieb genommen. Damit steht nach dem Um ^¬ schalten der Halbbrücke eine höhere Übernahmespannung als die Zwischenkreisspannung für die Hochdruckentladungslampe 5 zur Verfügung. Ab diesem Zeitpunkt wird die Lampe mit einem Wechselstrom betrieben. Fig. 6 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Signalverläufe der Fig. 4. Hier wird der Start bis zum elektrischen Durchbruch des Gasentladungslampenbrenners sichtbar. Die Zeitba ^¬ sis ist hier litis/Di . Vor dem Zeitpunkt t ₂ werden noch keine Zündpulse erzeugt, hier läuft die Halbbrücke leer mit einer vorbestimmten Frequenz, was an der rechteckförmigen Lampenspannung UL gesehen werden kann. Zum Zeitpunkt t ₂ wird der erste Schalter Sl mit der ersten Frequenz und dem ersten Tastverhältnis betrieben. Die Einschaltdauer des ersten Schalters ist recht hoch, daher entlädt sich der

Koppelkondensator C2 bei jedem Einschalten sichtbar. Durch das Einschalten des ersten Schalters werden Zündpulse erzeugt, die an den Gasentladungslampenbrenner angelegt werden. Zum Zeitpunkt t _2a beginnt der Gasentladungslampenbren- ner durchzubrechen, was an dem pulsförmigen Stromverlauf gesehen werden kann. Zum Zeitpunkt des ersten elektrischen Durchbruchs im Gasentladungslampenbrenner ist die Spannung U_C2 am Koppelkondensator C2 schon signifikant erniedrigt, und die Übernahmespannung für die Hochdruckentladungslampe 5 beziehungsweise den Gasentladungslampenbrenner der Hochdruckentladungslampe 5 entsprechend erhöht.

Fig. 7 zeigt einen weiteren Ausschnitt der Signalverläufe der Fig. 4. Es wird der Start der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und der Hochdruckentladungslampe 5 gezeigt. Die Zeitpunkte entsprechen wieder den Zeitpunkten der Fig. 4. Die Zeitbasis in dieser Figur ist 20ms/Div. Zu Beginn zum Zeitpunkt ti wird die Halbbrücke wie oben schon erwähnt mit einer vorbestimmten Frequenz, was an der rechteckförmigen Lampenspannung UL gesehen werden kann, betrieben. Zu diesem Zeitpunkt beginnt auch die vorgeschaltete Leis ^¬ tungsfaktorkorrekturschaltung ihre Arbeit und erhöht die Zwischenkreisspannung, was sich ebenfalls in der Spannung U_C2 am Koppelkondensator C2 niederschlägt. Ab dem Zeitpunkt t ₂ werden Zündpulse erzeugt. Dies ist gut an dem sehr unruhigen Stromverlauf des Lampenstromes IL zu sehen. Ab dem Zeitpunkt t ₃ etabliert sich eine Glimmentladung im Gasentladungslampenbrenner, die ab dem Zeitpunkt t _3a langsam in eine Bogenentladung überführt wird. Dies zeigt sich in einem langsamen absinken der Lampenspannung UL . Der Lampenstrom IL erhöht sich leicht und verläuft wesentlich stabiler .

Fig. 8 zeigt einen etwas anderen Ausschnitt des Zündvorgangs mit ebenfalls 20ms/Div Zeitauflösung. Hier wird die Überführung der Glimmentladung in eine Bogenentladung gezeigt. Zum Zeitpunkt t _3a geht die Glimmentladung langsam in eine Bogenentladung über, die sich nach und nach stabili- siert. Ab einer gewissen Zeit sinkt die Lampenspannung UL nicht mehr, und der Bogen hat sich damit soweit stabili ^¬ siert, dass begonnen werden kann den Gasentladungslampenbrenner in den stabilen Brennzustand bei Nominalleistung zu überführen. Dies erfolgt durch weiteren Betrieb mit

Gleichstrom, bei dem eine Elektrode des Gasentladungslampenbrenners aufgeheizt wird.

Fig. 9 zeigt den Übergang vom Gleichstrombetrieb in den Wechselstrombetrieb. Die Zeitbasis beträgt hier wie vorher 20ms/Div. Bis zum Zeitpunkt ti ist die Hochdruckentladungs- lampe im Gleichstrombetrieb, zu diesem Zeitpunkt wechselt die Ansteuerung des ersten Schalters Sl, der nun mit deut ^¬ lich verringerter Einschaltdauer betrieben wird. Dadurch wird der Koppelkondensator C2 wieder aufgeladen und seine Spannung U_C2 steigt auf die Hälfte der Zwischenkreisspan- nung. Ist dies geschehen, wird zum Zeitpunkt ts die erste

Kommutierung eingeleitet, in dem die Halbbrücke umschaltet, und sich die Lampenspannung und die Richtung des Lampen- Stroms somit umkehren. In diesem Betriebsmodus wird dann auch die zweite Elektrode aufgeheizt.

Fig. 10 zeigt die Situation mit einer größeren Zeitbasis von 50ms/Div. Es ist deutlich zu sehen, dass hier die zweite Elektrode noch zu kalt ist, so dass hier noch eine

Glimmentladung stattfindet, was an der erhöhten Lampenspannung in dieser Stromrichtung gesehen werden kann. Die Lampe läuft eine Zeit lang unsymmetrisch, bis sich die zweite Elektrode soweit aufgeheizt hat, dass die Glimmentladung in dieser Stromrichtung ebenfalls in eine Bogenentladung führt, und die Lampenspannung dementsprechend sinkt.