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Title:
DETECTION OF THE TYPE OF AN HID LAMP BY A MULTI-LAMP OPERATING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/121493
Kind Code:
A1
Abstract:
In the field of electronic ballast devices, ballast devices are known that can be used with different types of lamps. With those so-called multi-lamp ballast devices, there is a need to precisely detect the lamp and thus the wattage thereof. The invention relates to a method for detecting the nominal output of a high-pressure discharge lamp (EL) connected to a multi-lamp operating device among different nominal outputs (Pmin, Pmax), wherein the multi-lamp operating device can create different operating outputs (Pmin, Pmax), corresponding to the different nominal outputs. The high-pressure discharge lamp (EL) is operated (S1) with the lowest operating output (Pmin). It is determined whether the operating point (N1) resulting from said operating output is within the range (12) of the voltage/current characteristic line of the high-pressure discharge lamp (EL) having a positive gradient (Δ). If this is the case, it is detected that the nominal output of the connected high-pressure discharge lamp (EL) corresponds to the operating output set in the first step (S1).

Inventors:
PEREIRA EDUARDO (CH)
HUBER MARTIN (CH)
Application Number:
PCT/EP2009/002045
Publication Date:
October 08, 2009
Filing Date:
March 19, 2009
Export Citation:
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Assignee:
TRIDONICATCO SCHWEIZ AG (CH)
PEREIRA EDUARDO (CH)
HUBER MARTIN (CH)
International Classes:
H05B41/288
Domestic Patent References:
WO2008001245A12008-01-03
WO2000007415A12000-02-10
WO2008001245A12008-01-03
WO2000007415A12000-02-10
Foreign References:
DE19530485A11997-02-20
US20040113567A12004-06-17
DE19530485A11997-02-20
Other References:
CAO X ET AL: "Dimming Control and Characteristics of High-Frequency Operated Metal Halide Lamps", IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 19, no. 3, 1 May 2004 (2004-05-01), pages 854 - 861, XP011112477, ISSN: 0885-8993
YAN W ET AL: "Nonlinear high-intensity discharge lamp model including a dynamic electrode voltage drop", IEE PROCEEDINGS: SCIENCE, MEASUREMENT AND TECHNOLOGY, IEE, STEVENAGE, HERTS, GB, vol. 150, no. 4, 3 July 2003 (2003-07-03), pages 161 - 167, XP006020601, ISSN: 1350-2344
HOARE D W ET AL: "A high frequency power supply for high intensity discharge (HID) lamps", 19991203, 3 December 1999 (1999-12-03), pages 5/1 - 5/5, XP006502522
Attorney, Agent or Firm:
RUPP, CHRISTIAN (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Diskriminierung einer an einem Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck- Entladungslampe (EL) , wobei das Betriebsgerät dazu ausgelegt ist, Betriebsparameter für unterschiedliche Hochdruck- Entladungslampen (EL) , insbesondere Hochdruck- Entladungslampen (EL) unterschiedlicher Nennleistung (Pmin, Pmax) bereitzustellen, wobei die Diskriminierung anhand des Gradienten, insbesondere des Vorzeichens des Gradienten einer gemessenen Strom-/Spannungskennlinie der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe (EL) an einem vorgegebenen Betriebspunkt der Strom- /Spannungskennlinie erfolgt.

2. Verfahren zur Diskriminierung einer an einem Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck-

Entladungslampe (EL) , wobei das Betriebsgerät dazu ausgelegt ist, Betriebsparameter für unterschiedliche Hochdruck- Entladungslampen (EL) , insbesondere Hochdruck- Entladungslampen (EL) unterschiedlicher Nennleistung (Pmin, Pmax) bereitzustellen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

- (Sl) die Hochdruck-Entladungslampe (EL) wird mit der kleinsten Betriebsleistung (Pmin) betrieben (Sl),

- (S8) es wird ermittelt, ob der mit dieser Betriebsleistung sich ergebende Betriebspunkt (Nl) sich im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie der Hochdruck-Entladungslampe (EL) mit positiver Steigung (δ) befindet,

- (S9) falls ja, wird erkannt, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe (EL) der im ersten Schritt (Sl) eingestellten Betriebsleistung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei, falls sich der Betriebspunkt (Nl) nicht im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung (δ) befindet, erkannt wird (S9' ) , dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck- Entladungslampe (EL) nicht der im ersten Schritt (Sl) eingestellten Betriebsleistung entspricht.

4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche zur Erkennung einer Nennleistung mitten unter einer kleineren (Pmin) und einer größeren Nennleistungen

( Pmax) , wobei falls der Betriebspunkt (Nl) sich nicht im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung (δ) befindet, erkannt wird (S9' ) , dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck- Entladungslampe (EL) der größeren Nennleistung

(Pmax) entspricht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2 zur

Erkennung einer Nennleistung mitten unter mehr als zwei Nennleistungen (Pl, P2, P3), wobei falls der Betriebspunkt (Nl) sich nicht im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit

positiver Steigung (δ) befindet, die Schritte (Sl) , (S8) und (S9) mit der nächstkleinsten Betriebsleistung solange rekursiv durchgeführt werden, bis der Betriebspunkt (Nl) sich im Bereich (12) der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet.

6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei zur Ermittlung (S8) der Steigung (δ) ausgehend vom Betriebspunkt (Nl) die zugeführte

Betriebsleistung derart reduziert wird, dass ein zweiter Betriebspunkt (Nl') sich einstellt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Differenz zwischen der Lampenspannung (Vl) des Betriebspunkts (Nl) und der Lampenspannung (Vl' ) des zweiten Betriebspunkts (Nl' ) ermittelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Lampenspannungen (Vl, Vl' ) des

Betriebspunkts (Nl) und des zweiten Betriebspunkts (Nl') zwischengespeichert (5) werden.

9. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Steigung (δ) am Betriebspunkt (Nl) ermittelt wird.

10. Integrierte Schaltung, insbesondere ASIC, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorigen Ansprüche ausgelegt ist.

11. Betriebsgerät, das zum Betreiben von Hochdruck- Gasentladungslampen (EL) mit wenigstens zwei

unterschiedlichen Nennleistungen (Pmin, Pmax) ausgelegt ist und dazu unterschiedliche Betriebsparameter bereitstellt, aufweisend eine Steuerschaltung, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgelegt ist.

12. Leuchte, aufweisend eine oder mehrere Hochdruck- Gasentladungslampen (EL) sowie ein Betriebsgerät nach Anspruch 11.

13. Beleuchtungssystem, aufweisend eine oder mehrere Leuchten, darunter wenigstens eine nach Anspruch 12, wobei die Leuchten untereinander und/oder mit einer zentralen Steuereinheit zumindest signaltechnisch verbunden sind.

Description:

Erkennung des Typs einer HID-Lampe durch ein Multilampen- Betriebsgerät und Beleuchtungssystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Betriebsgeräte für Hochdruck-Gasentladungslampen (HID-Lampen) . Die Erfindung betrifft insbesondere Betriebsgeräte, die den Typ, insbesondere die Wattage (Nennleistungsklasse) , einer angeschlossenen HID-Lampe diskriminieren können, um bspw. Betriebsparameter für die HID-Lampe abhängig von der Diskriminierung einzustellen.

Unter „Typerkennung" oder „Diskriminierung" ist also zu verstehen, dass ein Betriebsgerät vorgegebene Rückführgrössen (Messwerte) auswertet, um abhängig davon bspw. anhand einer Tabelle oder Funktion Betriebsparameter für angeschlossene Leuchtmittel einzustellen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Beleuchtungssystem, das eine Leuchte mit einem derartigen Betriebsgerät aufweist.

Auf dem Gebiet der elektronischen Vorschaltgeräte sind Vorschaltgeräte bekannt, die für einen bestimmten Lampentyp konstruiert worden sind, und solche, die mit verschiedenen Lampentypen einsetzbar sind. Bei diesen so genannten Multilampen (Mehrlampen) -Vorschaltgeräten, die unterschiedliche Lampentypen d. h. insbesondere Lampen mit unterschiedlichen Nennleistungen (Wattagen) betreiben können, besteht also das Bedürfnis, die tatsächlich

angeschlossene Lampe und somit ihre Wattage zu erkennen, um sie optimal, d.h. mit angepassten Betriebsparametern (Spannung, Strom, Frequenz etc.) zu betreiben.

„Multilampen" oder „Mehrlampen" umfasst somit Betriebsgeräte, die eine oder mehrere Lampe betrieben können.

Niederdruck-Gasentladungslampen können von einem Betriebsgerät durch Erfassen des Wendelwiderstands relativ einfach identifiziert werden. Zur Erkennung einer

Niederdruck-Gasentladungslampe werden bspw. über ein

Widerstands-Meßglied, ein Spannungs-Meßglied bzw. ein

Temperatur-Meßglied die augenblicklichen Istwerte des Wendelwiderstandes, der Lampenspannung der angeschlossenen

Gasentladungslampe bzw. der Außentemperatur gemessen und zur Auswertung dem Betriebsgerät zugeführt, wobei letzteres je nach Wert der erfassten Parameter auf einen bestimmten Lampentyp schließen kann.

Hingegen ist eine derartige Wendelerkennung bei Hochdruck- Entladungslampen (auch HID-Lampen genannt, vom englischen Begriff „high intensity discharge") nicht möglich.

Es ist daher in der US2004/0113567A1 vorgeschlagen worden, erst die Hochdruck-Entladungslampe zu zünden und dann anhand wenigstens eines Werts der U/I-Kennlinie auf den Lampentyp zu schließen. Hierzu wird nach Beginn der elektrischen Entladung wird ein Ausgangsparameter der Lampe überwacht.

Das Problem dabei ist, dass bei dieser Erfassung der so genannten äquivalenten Impedanz unterschiedliche Wattagen (beispielsweise 70 oder 150 Watt) den gleichen Wert zeigen

können und daher anhand dieses Parameters nicht eindeutig unterscheidbar sind. Weiterhin wird die Lampenerkennung noch deswegen erschwert, weil sich diese Parameter je nach Lampentyp während der Lebensdauer der Lampe erheblich verändern können. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist somit, dass die Lampenerkennung nicht zuverlässig ist.

Die Erfindung hat sich dementsprechend zur Aufgabe gesetzt, eine verbesserte Technik zur Erkennung des Typs, insbesondere der Leistungsklasse („Wattage") einer Hochdruck-Entladungslampe bereitzustellen, womit insbesondere der Einsatz von Multilampen-Betriebsgeräten erleichtert wird.

Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche gelöst, wobei sich die Kombination der Ansprüche als besonders vorteilhafte Lösung der Aufgabenstellung auszeichnet .

Die Erfindung schlägt vor ein Verfahren zur Diskriminierung von unterschiedlichen an einem Mehrlampen- Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampen (EL) , insbesondere von Hochdruck-Entladungslampen (EL) unterschiedlicher Nennleistung (Pmin, Pmax) . Dabei erfolgt die Diskriminierung anhand des Gradienten, insbesondere des Vorzeichens des Gradienten der erfassten Strom- /Spannungskennlinie der HID-Lampe an einem vorgegebenen, vorzugsweise bei allen Messungen konstanten Betriebspunkt der Kennlinie der HID-Lampe. Das Betriebsgerät ist also dazu ausgestattet, die Lampenspannung und den Lampenstrom bzw. einen diese allein oder in Kombination bestimmenden Parameter zu erfassen und über eine Regelung den Betriebspunkt konstant zu halten.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen zur Unterscheidung einer an einem Mehrlampen-Betriebsgerät angeschlossenen Hochdruck- Entladungslampe unter unterschiedlichen Nennleistungen. Das Mehrlampen-Betriebsgerät kann unterschiedliche Betriebsleistungen, die den unterschiedlichen Nennleistungen entsprechen, erzeugen. Folgende Schritte sind vorgesehen:

Die Hochdruck-Entladungslampe wird mit der kleinsten Betriebsleistung betrieben.

Es wird ermittelt, ob der mit dieser Betriebsleistung sich ergebende Betriebspunkt sich im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie der Hochdruck- Entladungslampe mit positiver Steigung befindet. Falls ja, wird erkannt, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe der im ersten Schritt eingestellten Betriebsleistung entspricht.

Falls der Betriebspunkt sich nicht im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet, wird erkannt, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe nicht der im ersten Schritt eingestellten Betriebsleistung entspricht .

In einem Verfahren zur Erkennung einer Nennleistung mit einer kleineren und einer größeren Nennleistung wird entschieden, wenn sich der Betriebspunkt nicht im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet, dass die Nennleistung der angeschlossenen Hochdruck-Entladungslampe der größeren Nennleistung entspricht .

In einem Verfahren zur Erkennung einer Nennleistung unter mehreren Nennleistungen werden, wenn sich der Betriebspunkt nicht im Bereich der Spannung/Strom- Kennlinie mit positiver Steigung befindet, die drei ersten Schritte mit der nächstkleinsten Betriebsleistung solange rekursiv durchgeführt, bis der Betriebspunkt sich im Bereich der Spannung/Strom-Kennlinie mit positiver Steigung befindet.

Zur Ermittlung der Steigung wird vorzugsweise ausgehend vom Betriebspunkt die zugeführte Betriebsleistung derart reduziert, dass sich ein zweiter Betriebspunkt einstellt.

Die Differenz zwischen der Lampenspannung des Betriebspunkts und der Lampenspannung des zweiten Betriebspunkts wird dann ermittelt.

Vorzugsweise werden die Lampenspannungen des Betriebspunkts und des zweiten Betriebspunkts zwischengespeichert .

Die Steigung kann vorzugsweise am Betriebspunkt ermittelt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine integrierte Schaltung vorgesehen, die zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ausgelegt ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Mehrlampen-Betriebsgerät vorgesehen zum Betreiben von Hochdruck-Gasentladungslampen, das eine Steuereinheit aufweist, die ein derartiges Verfahren ausführt.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Leuchte mit einem Leuchtmittel und einem derartigen Betriebsgerät. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein Beleuchtungssystem, das eine Leuchte mit einem derartigen Betriebsgerät aufweist.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften werden nunmehr, bezugnehmend auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen und anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 die U/I-Kennlinie einer Hochdruck- Gasentladungslampe,

Fig. 3 im Vergleich zwei U/I-Kennlinien von Hochdruck-Gasentladungslampen mit unterschiedlichen Wattagen,

Fig. 4 ein Diagramm der erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung von Lampentypen, und

Fig. 5 ein Diagramm einer erfindungsgemäßen Lampentypen-Erkennung unter drei verschiedenen Nennleistungen.

In Fig. 1 ist schematisch eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die in Fig. 1 gezeigte

Schaltungsanordnung ist Teil eines elektronischen Vorschaltgeräts und umfasst steuerbare Schalter S1-S4 eines DC/AC-Wechselrichters, die zu einer Vollbrücke verschaltet sind. Als Schalter S1-S4 werden vorzugsweise Feldeffekttransistoren verwendet.

An die Vollbrücke ist eine Gleichspannung Ubus angelegt, die von einer geeigneten Gleichspannungsquelle des entsprechenden elektronischen Vorschaltgeräts, in dem die Schaltungsanordnung verwendet wird, stammt. Die Gleichspannung Ubus kann beispielsweise durch Umsetzung einer anliegenden Netzspannung durch eine Kombination aus einem Funkentstörer und Gleichrichter erzeugt werden. Alternativ dazu kann allerdings auch eine beliebige andere Gleichspannungsquelle verwendet werden.

In dem Brückenzweig der in Fig. 1 gezeigten Vollbrückenschaltung („Vollbrücke") ist eine anzusteuernde Gasentladungslampe EL, insbesondere eine Hochdruck- Gasentladungslampe, angeordnet. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung ist insbesondere für den Betrieb von Metallhalogen-Hochdruck-Gasentladungslampen geeignet, die besonders hohe Zündspannungen benötigen. Hochdruck- Gasentladungslampen unterscheiden sich von Niederdruck- Gasentladungslampen insbesondere dadurch, dass sie höhere Zündspannungen benötigen und in ihrem kleineren Lampenkörper ein höherer Druck auftritt. Des Weiteren weisen Hochdruck-Gasentladungslampen noch eine höhere Leuchtdichte auf.

Mit dem Brückenzweig der in Fig. 1 dargestellten Vollbrücke ist ein Serienresonanzkreis gekoppelt, der eine Induktivität Ll und eine Kapazität Cl umfasst, wobei die Kapazität Cl an einem Anzapfungspunkt der Induktivität Ll

angreift und über einen weiteren steuerbaren Schalter S5 parallel zu dem Schalter S4 geschaltet ist. Darüber hinaus ist eine Glättungs- oder Filterschaltung vorgesehen, die eine weitere Induktivität L2 und eine weitere Kapazität C2 aufweist, wobei diese Bauelemente wie in Fig. 1 gezeigt verschaltet sind. An die Vollbrücke ist zudem ein

Widerstand Rl angeschlossen, der als Strommess-Widerstand

(Shunt) dient.

Ein Spannungsteiler R2, R3 wird zur Messung der Eingangsspannung benutzt und, wie bereits erwähnt, der Widerstand Rl dient zur Messung des Lampenstroms.

Des Weiteren ist in Fig. 1 eine zentrale Steuerschaltung 1 dargestellt, welche von einer Versorgungsspannung VDD gespeist wird. Die Steuerschaltung 1 kann integrierte

Schaltung, insbesondere als anwenderspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated

Circuit, ASIC) oder Mikroprozessor (oder eine Hybridversion davon) ausgestaltet sein.

Das Ansteuern der Schalter S1-S4 der Vollbrücke sowie des Schalters S5 erfolgt über mit den Gates der Transistoren verbundene Anschlüsse Al bis A5 der Steuerschaltung 1. über weitere Messanschlüsse Ml, M2 können jeweils die Lampenspannung und den Lampenstrom erfasst werden.

Der zuvor erwähnte Serienresonanzkreis mit der Induktivität Ll und der Kapazität Cl dient in Kombination mit der weiteren Kapazität C2 insbesondere zum Zünden der

Hochdruck-Gasentladungslampe EL. Zu diesem Zweck wird der

Serienresonanzkreis in Resonanz angeregt, d. h. eine der

Resonanzfrequenz entsprechende Frequenz (oder ein

Vielfaches davon) der Lampe zugeführt. Die Anregung des

Resonanzkreises erfolgt vorzugsweise durch abwechselndes Schalten der Schalter Sl und S2.

Nach dem Zünden wird ein Normalbetrieb der Lampe initiiert. Die Vollbrücke mit den steuerbaren Schaltern

S1-S4 wird auf an sich bekannte Art und Weise während des

Normalbetriebs betrieben, d. h. die beiden

Brückendiagonalen mit den Schaltern Sl und S4 bzw. S2 und

S3 werden abwechselnd aktiviert und deaktiviert und somit die entsprechenden Schalter der beiden Brückendiagonalen abwechselnd bzw. komplementär zueinander ein- und ausgeschaltet .

Dabei besteht die aktivierte Brückendiagonale aus einem hochfrequent getakteten Schalter und einen niederfrequent getakteten Schalter. Vorzugsweise sind Sl, S2 die hochfrequent getakteten Schalter und S3,S4 die niederfrequent getakteten Schalter.

Das Ein- und Ausschalten der Schalter S1-S4 erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines hochfrequenten pulsweitenmodulierten Steuersignals der Steuerschaltung 1, welches mit Hilfe der aus den Bauelementen L2 und C2 bestehenden Filter- oder Glättungsschaltung gesiebt wird, so dass an der Gasentladungslampe EL lediglich der lineare Strommittelwert anliegt.

Mit Hilfe des pulsweitenmodulierten Steuersignals kann somit die der Lampe EL zugeführte Leistung gesteuert bzw. unter Berücksichtigung der von den Mess-Anschlüssen Ml, M2 erfassten Lampenspannung sowie Lampenstrom geregelt werden.

Die Erkennung der Lampe EL ist nicht an die Vollbrückenschaltung und auch nicht an das beschriebene Betriebsverfahren gebunden. Es kann beispielsweise auch eine Halbbrückenschaltung (mit zwei in Serie geschalteten und komplementär getakteten Schaltern) zum Betreiben der Lampe EL gewählt werden. Auch ist die Erkennung nicht an die Art des Betriebes der Lampe EL gebunden. Es kann beispielsweise alternativ zu der oben beschriebenen Methode mit einer niederfrequenten Rechteckspannung auch ein hochfrequenter Betrieb gewählt werden. Bei diesem hochfrequenten Betrieb kann beispielsweise eine Halbbrückenschaltung als Schaltungsanordnung gewählt sein. Die zwei Schalter der Halbbrückenschaltung werden alternierend getaktet. Die Lampe EL ist auch bei dieser Anordnung in einem Serienresonanzkreis aus zumindest einer Induktivität und zumindest einer Kapazität angeordnet. Nach dem Zünden der Lampe EL kann diese weiterhin mit einer hochfrequenten Wechselspannung betrieben werden, die sich im Serienresonanzkreis aufgrund der alternierenden Taktung der beiden Schalter der Halbbrückenschaltung durch eine Anregung in Resonanz ergibt, d. h. die beiden Schalter werden mit einer der Resonanzfrequenz entsprechenden Frequenz (oder einem Vielfachen davon; „Harmonische")) der Lampe angesteuert. Um eine Resonanzanregung zu erreichen, ist es ausreichend, wenn diese Frequenz nur in der Nähe der Resonanzfrequenz liegt.

In Fig. 2 ist die Spannung/Strom-Kennlinie Kl einer 70 Watt Hochdruck-Gasentladungslampe gezeigt.

Bekanntlich zeigt diese dargestellte U/I-Kennlinie bei niedrigen Stromwerten zuerst einen ersten Bereich 11 mit negativem Widerstandsgradienten, d.h. bis zu einem Umkehr-

Minimumpunkt 13 sinkt die Spannung mit steigendem Strom. Danach in einem zweiten Bereich 12 steigt die Spannung der Hochdruck-Gasentladungslampe wieder mit steigendem Strom an.

Im zweiten Bereich 12 sind die Widerstandsgradienten wieder positiv. Gerade in diesem zweiten Bereich 12, d.h. in dem aufsteigenden Ast, befindet sich der normale Betriebspunkt Nl der Hochdruck-Gasentladungslampe EL, um einen stabilen Lampenbetrieb zu gewährleisten.

In der Nähe des normalen Betriebspunkts Nl ist die Steigung der Spannung/Strom-Kennlinie der Hochdruck- Gasentladungslampe also positiv. Wird der Lampenstrom zunächst verringert, so verringert sich die Lampenspannung. Dieses Verhalten besteht bis zum Umkehr- Minimumpunkt 13.

Wird nunmehr dieser 70 Watt Hochdruck-Gasentladungslampe eine Leistung von 70 Watt zugeführt, so befindet sich der entsprechende Betriebspunkt Nl dieser Lampe in einem Bereich 12 der U/I-Kennlinie mit positivem Widerstandsgradienten .

In Fig. 3 wird zusätzlich noch die U/I-Kennlinie K2 einer 150 Watt Hochdruck-Gasentladungslampe dargestellt.

Wenn diese 150 Watt Lampe mit der oben genannten, für die 70 Watt Lampe passende Leistung von 70 Watt betrieben wird, so ergibt sich für die Schaltungsanordnung der Betriebspunkt N2. Aufgrund der insgesamt verschobenen Kennlinie K2, weist dieser neue Betriebspunkt N2 aber einen negativen Widerstandsgradienten auf.

Die Erfindung nutzt nunmehr die Tatsache, dass der normale Betriebspunkt einer Hochdruck-Gasentladungslampe im aufsteigenden Ast 12 der U/I-Kennlinie gewählt wird. Aus dem Vorzeichen und/oder dem Betrag des Gradienten der U/I- Kennlinie an dem Betriebspunkt Nl, N2 kann erfindungsgemäß geschlossen werden, ob die eingesetzte Hochdruck- Gasentladungslampe EL mit einer passenden Leistung betrieben wird.

Die Erfindung schlägt also eine Differenzmessung der U/I- Kennlinie vor. Die kann ausgenutzt werden, um das Vorzeichen und/oder den Betrag des Gradienten der U/I- Kennlinie an einem Betriebspunkt zu erfassen, um wiederum davon abhängig (beispielsweise durch eine Tabellenabgleich) Betriebsparameter für den Betrieb der Lampe einzustellen.

Ein Multilampen-Vorschaltgerät, das unterschiedliche Lampentypen betreiben kann, kann erfindungsgemäß die angeschlossene Hochdruck-Gasentladungslampe erkennen, indem der Gradient der U/I-Kennlinie am Betriebspunkt direkt oder indirekt ermittelt wird und sein Vorzeichen überprüft wird. Auf den Absolutwert des Gradienten kommt es vorzugsweise nicht an, solange nur auf Grund der direkten oder indirekten U/I-Messung Rückschlüsse auf das Vorzeichen des Gradienten getroffen werden können.

Ist dieser ermittelte Gradient negativ, so befindet sich der Betriebspunkt der Lampe in einem Bereich 11, wo mit steigendem Strom die Spannung sinkt. Daraus kann geschlossen werden, dass die Lampe EL mit einer zu kleinen Leistung betrieben wird. Ist dieser ermittelte Gradient hingegen positiv, ist der Betriebspunkt der Lampe in einem Bereich 12 mit gleichzeitigem Anstieg des Lampenstroms und

der Lampenspannung, was auf eine passende bzw. geeignete Leistungszufuhr hindeutet.

Fig. 4 zeigt, wie ein Multilampen-Vorschaltgerät die angeschlossene Hochdruck-Gasentladungslampe bzw. ihre Wattage erkennen kann.

Es sei angenommen, dass das Multilampen-Vorschaltgerät Lampen mit einer ersten Leistung Pmin von z.B. 70 Watt oder mit einer größeren zweiten Leistung Pmax von z.B. 150 Watt betreiben kann.

In einem ersten Verfahrensschritt Sl nach dem Zünden wird der angeschlossenen Hochdruck-Gasentladungslampe EL die geringere Leistung Pmin durch entsprechende Steuerung der Schalter S1-S4 zugeführt.

Der Betriebspunkt Nl der Lampe wird danach ermittelt S2, d.h. der Lampenstrom und die Lampenspannung werden erfasst. Diese Erfassung der Lampenparameter erfolgt beispielsweise über die oben beschriebenen Mess-Anschlüsse Ml, M2 der Steuerschaltung 1.

Der Wert der direkt oder indirekt gemessenen, sich bei Zufuhr der ersten Leistung Pmin ergebenden Lampenstrom und Lampenspannung werden in einem nächsten Schritt S3 in einer Speichereinheit 5 der Steuerschaltung 1 gespeichert, um später darauf zugreifen zu können.

Die von der Vollbrücke erzeugte Leistung wird dann verringert S4, so dass der an der Hochdruck- Gasentladungslampe EL anliegende Strommittelwert sich ebenfalls verringert. Diese erzeugte Leistung wird beispielsweise um maximal 10 % verringert.

Um den neuen Betriebspunkt Nl' zu bestimmen, werden erneut sowohl Lampenstrom als auch Lampenspannung gemessen S5 und in der Speichereinheit 5 gespeichert S6.

Die Steigung δ der Spannung/Strom-Kennlinie der angeschlossenen Hochdruck-Gasentladungslampe zwischen den Betriebspunkten Nl und Nl' wird anschließend mit Hilfe folgender Gleichung ausgerechnet S7:

δ = (Vl-Vl' )/(Il-Il' )

Ist diese Steigung δ positiv S8, so kann darauf geschlossen S9 werden, dass die an das elektronische Vorschaltgerät angeschlossene Hochdruck-Gasentladungslampe die Nennleistung Pmin aufweist, wobei dann das Vorschaltgerät die Lampe mit dieser Leistung Pmin betreiben wird.

Zusätzlich oder alternativ kann auch der Betrag des Gradienten ausgewertet werden.

Andersfalls kann vom Vorschaltgerät bzw. von der

Steuerschaltung 1 daraus entnommen werden S9' , dass die angeschlossene Lampe die Nennleistung Pmax aufweist und mit dieser Leistung Pmax zu betreiben ist.

Statt die Steigung δ bzw. den Widerstandsgradienten auszurechnen S7 und anschließend das Vorzeichen der Steigung δ zu ermitteln S8, kann alternativ dazu lediglich das Vorzeichen der Differenz (Vl-Vl') ermittelt werden, da die Differenz (H-Il') eigentlich positiv bleibt.

Dieses Verfahren kann auch bei einem Vorschaltgerät eingesetzt werden, das mehr als zwei Ausgangsleistungen zur Verfügung stellen kann. Ein Mehrlampen-Vorschaltgerät kann beispielsweise zum Betreiben von Lampen mit 3 unterschiedlichen Nennleistungen Pl, P2 und P3 vorgesehen sein, wobei PKP2<P3.

Auch in solch einem Fall kann das Vorschaltgerät die Wattage der angeschlossenen Lampe selbst erkennen, in dem das in Bezug auf Fig. 4 beschriebene Verfahren rekursiv durchgeführt wird. Hierzu wird zunächst das Erkennungsverfahren der Fig. 4 derart durchgeführt, dass die Gasentladungslampe mit der kleinsten Leistung Pl betrieben wird, siehe Schritt Sil auf Fig. 5.

ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel wird am Betriebspunkt dieser niedrigeren Wattage Pl dann ermittelt, ob sich die Lampe bereits im Bereich der U/I- Kennlinie mit positiver Steigung bzw. positivem Widerstandsgradienten befindet S12. Falls dieser Gradient positiv ist, kann für die Gasentladungslampe auf eine Nennleistung Pl geschlossen werden S13.

Andernfalls kann diese Leistung Pl ausgeschlossen werden, so dass nur noch die möglichen Nennleistungen P2 und P3 zur Wahl stehen. Die rekursive Anwendung des

Erkennungsverfahren bedeutet, dass die Lampe nun mit der

Leistung P2 betrieben wird S13' und, dass überprüft wird, ob der Widerstandsgradient nun positiv ist oder nicht S14, was auf eine Nennleistung P2 bzw. P3 schließen lassen dürfte S15, S15' .

Es ist nicht erforderlich, dass die Erkennung der Lampe bei jedem Lampenstart erfolgen muß. Das Betriebsgerät kann

auch in einem Speicher diesbezügliche Informationen aus einer einmal durchgeführten Lampenerkennung ablegen. Der Speicher kann in der Steuerschaltung 1 integriert sein oder- aber auch extern (innerhalb des Betriebsgerätes oder zumindest innerhalb des Beleuchtungssystems) liegen, wobei die Steuerschaltung 1 darauf zugreifen kann. Nach einer erfolgten Erkennung der Lampe kann die Steuerschaltung 1 in dem Speicher eine Information über den erkannten Lampentyp oder auch entsprechend der Erkennung zu wählende Betriebsparameter für die Lampe ablegen. Diese Information kann bei einem erneuten Startvorgang aus dem Speicher abgefragt werden. Diese Abspeicherung der Information über den erkannten Lampentyp bietet den Vorteil, dass nicht bei jedem Lampenstart eine Erkennung durchgeführt werden muß. Es kann beispielsweise eine Erkennung der Lampe nur bei einer erstmaligen Inbetriebnahme des Betriebsgerätes durchgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Erkennung des Lampentyps durch eine Signalisierung oder Detektion eines Lampenwechsels eingeleitet werden kann. Dies kann beispielsweise durch Entfernen der Lampe während des Betriebs erfolgen oder durch eine Signalisierung von außen. Diese Signalisierung von außen kann beispielsweise durch ein wiederholtes Ein- und Ausschalten des Netzes oder aber durch einen externen Steuerbefehl, der über eine vorhandene Schnittstelle gesendet wird, erfolgen. Der Speicher ist dabei vorteilhafterweise ein nichtflüchtiger Speicher, der auch nach dem Abschalten des Betriebsgerätes noch verfügbar ist. Als Speicher kann auch eine Sicherung verwendet werden, die zur Signalisierung eines bestimmen Lampentyps durchgebrannt werden kann.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise unter Berücksichtigung der in Fig. 3

gezeigten Kennlinien Kl, K2 sichtbar. Diese Kennlinien Kl, K2 beschreiben den Verlauf der Lampenspannung in Abhängigkeit vom Lampenstrom für zwei Lampen mit einer jeweiligen Nennleistung von 70 bzw. 150 Watt. Bei den jeweiligen Betriebspunkten Nl und N2 ergeben sich äquivalente Widerstände von 118 bzw. 110 Ohm, so dass eine Erkennung nach dem Stand der Technik die zwei Lampen tatsächlich leicht verwechseln kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lampentyp-Erkennung basierend auf der Steigung der U/I Kennlinie kann dagegen eindeutig zwischen beiden Lampentypen unterschieden werden.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung ist darin begründet, dass durch dieses Verfahren eine hohe Unabhängigkeit von Temperatureinflüssen oder auch Alterungserscheinungen der Lampe erreicht werden kann. Da für die Erkennung der Lampe nicht Absolutwerte mit einer definierten Wertetabelle für vorgegebene Lampentypen verglichen werden müssen, sondern nur der Gradient der Strom-/Spannungskennlinie an einem vorgegebenen Betriebspunkt bewertet wird, ist es unerheblich, ob sich die Strom-/Spannungskennlinie der Lampe aufgrund einer Temperaturschwankung oder auch einer Alterung der Lampe verschoben hat. Der Gradient der Strom- /Spannungskennlinie der Lampe ändert sich bei einer solchen Temperaturschwankung oder auch einer Alterung der Lampe dagegen nur in einer vernachlässigbaren Höhe.