Be s ehre ibung

Elektronisches Betriebsgerät zum Betreiben mindestens ei ^¬ ner Entladungslampe

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Be ^¬ triebsgerät zum Betreiben mindestens einer Entladungslam- pe mit einem zweipoligen Anschluss zum Anschließen des elektronischen Betriebsgeräts an eine Versorgungsspannung mit einem ersten Pol und einem zweiten Pol, einer mit dem zweipoligen Anschluss gekoppelten Filtervorrichtung zur Filterung von EMV-Störungen, einem Gleichrichter, der mit der Filtervorrichtung gekoppelt ist und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss aufweist, wobei der erste Ausgangsanschluss zur Bereitstellung eines ersten Be ^¬ zugspotentials mit einer ersten Spannungsschiene und der zweite Ausgangsanschluss zur Bereitstellung eines zweiten Bezugspotentials mit einer zweiten Spannungsschiene ge ^¬ koppelt ist, wobei der Gleichrichter ausgelegt ist, zwi ^¬ schen seinem ersten und seinem zweiten Ausgangsanschluss eine Gleichspannung bereit zu stellen, einem Wechselrichter mit mindestens einem ersten und einem zweiten elekt- ronischen Schalter, der zwischen die erste und die zweite Spannungsschiene gekoppelt ist, wobei der Mittelpunkt des Wechselrichters mit einem Anschluss für die mindestens eine Entladungslampe gekoppelt ist, und einer überwa- chungs- und Steuervorrichtung, die zwischen die erste und die zweite Spannungsschiene gekoppelt ist und mindestens einen Eingangsanschluss aufweist, der mit der mindestens einen Entladungslampe koppelbar ist, um mindestens einen Betriebsparameter der mindestens einen Entladungslampe zu überwachen. Ein derartiges elektronisches Betriebsgerät

ist bekannt, wobei beispielsweise als überwachungs- und Steuervorrichtung ein Infineon IFX verwendet wird. Dabei werden über mehrere Eingangsanschlüsse des IFX verschie ^¬ dene Signale überwacht, beispielsweise die Brennspannung, eine mögliche Asymmetrie, die Zwischenkreisspannung, die Frequenz und dergleichen. In dem IFX werden die über die Eingangsanschlüsse erhaltenen Signale verknüpft, ausge ^¬ wertet und können so zu einer Abschaltung des Betriebs der Entladungslampe führen. Im realen Betrieb sind jedoch die an den Eingangsanschlüssen anliegenden Signale sowie die Versorgung des IFX mit Störungen überlagert. Diese können einerseits eine zuverlässige überwachung stören, können andererseits eine unberechtigte Abschaltung durch ^¬ führen .

Die an dem zweipoligen Anschluss anliegende Versorgungs ^¬ spannung kann eine Wechselspannung sein, kann jedoch auch insbesondere im Notbetrieb, eine Gleichspannungsversor ^¬ gung sein.

Stand der Technik

Im Stand der Technik werden derart hochempfindliche über- wachungs- und Steuervorrichtungen entweder in einem Metallgehäuse untergebracht, was mit erhöhten Kosten ein ^¬ hergeht und sinnvoll nur eingesetzt werden kann, wenn ein Schutzerde-Anschluss zur Verfügung steht. Alternativ wird die Abschaltschwelle relativ hoch gewählt, was jedoch zur Folge hat, dass das elektronische Betriebsgerät bei einem starken Anstieg der Lampenbrennspannung ausfallen kann oder für diesen Fall entsprechend überdimensioniert wer ^¬ den muss.

Darstellung der Erfindung

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein eingangs genanntes elektronisches Be ^¬ triebsgerät derart weiter zu bilden, dass damit der Be ^¬ trieb ohne Verwendung eines Metallgehäuses, d.h. bei Un- terbringung eines derartigen elektronischen Betriebsgeräts in einem Kunststoffgehäuse ohne Schutzerde- Anschluss, unter Bereitstellung einer zuverlässigen überwachung einer angeschlossenen Entladungslampe sichergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Be ^¬ triebsgerät mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Großteil der die an den Eingangsanschlüssen der überwachungs- und Steuervorrichtung anliegenden Signale überlagernden Störungen von den in einem elektronischen Betriebsgerät vorhandenen elektronischen Schaltern herrührt, beispielsweise der Schalter des Wechselrichters. Diese überlagern sich nicht nur mit den an den Eingangsanschlüssen anliegenden Signalen, sondern beeinflussen auch die Versorgung der überwachungs- und Steuervorrichtung. Da bei einem zweipoligen Anschluss zum Anschließen an eine Versorgungsspannung keine Schutzerde vorhanden ist, sieht die vorliegende Erfindung ein Auskoppelnetzwerk mit mindestens einem Eingangsanschluss und mindes- tens einem Ausgangsanschluss vor, wobei der mindestens eine Eingangsanschluss des Auskoppelnetzwerks mit einer der Spannungsschienen gekoppelt ist und wobei der mindes ^¬ tens eine Ausgangsanschluss des Auskoppelnetzwerks mit einem der Pole gekoppelt ist. Dadurch werden hochfrequen-

te Störungen, die an den Versorgungsanschlüssen der über- wachungs- und Steuervorrichtung auftreten, zuverlässig abgeleitet, wobei, wenn der Eingangsanschluss des Auskop ^¬ pelnetzwerks mit dem ersten Bezugspotential, das vorzugs- weise das Pluspotential darstellt, verbunden ist, der Ausgangsanschluss des Auskoppelnetzwerks mit dem Line- Anschluss gekoppelt ist, während, wenn der Eingangsan ^¬ schluss des Auskoppelnetzwerks mit dem zweiten Bezugspo ^¬ tential gekoppelt ist, d.h. insbesondere dem Minuspoten- tial, der Ausgang des Auskoppelnetzwerks mit dem Neutral- Anschluss gekoppelt ist.

Dadurch kann auch ohne angeschlossene Schutzerde eine un ^¬ erwünschte Abschaltung im Normalbetrieb (AC-Betrieb) oder im Notbetrieb (DC-Betrieb) zuverlässig verhindert werden. Ferner ist es dadurch auch möglich, die Abschaltung so zu dimensionieren, dass das elektronische Betriebsgerät bei einer stark ansteigenden Brennspannung der Entladungslampe nicht ausfällt. Wie sich hieraus ergibt, kann der ers ^¬ te Pol einen Line-Anschluss und der zweite Pol einen Neutral-Anschluss darstellen. Alternativ, insbesondere im Notbetrieb, kann der erste Pol einen Plus-Anschluss und der zweite Pol einen Minus-Anschluss darstellen.

Besonders bevorzugt ist, dass durch die vorliegende Er ^¬ findung der Bau von Schutzklasse-II-Leuchten, d.h. Leuch- ten ohne Metallgehäuse und ohne Schutzerde-Anschluss, er ^¬ möglicht wird. Bevorzugt umfasst das Auskoppelnetzwerk mindestens einen Kondensator, der seriell zwischen den mindestens einen Eingangsanschluss des Ausgangskoppel ^¬ netzwerks und den mindestens einen Ausgangsanschluss des Auskoppelnetzwerks gekoppelt ist. Dadurch ergibt sich ei ^¬ ne besonders einfache und dennoch zuverlässige Realisie-

rung eines erfindungsgemäßen elektronischen Betriebsgeräts. Dabei weist der Kondensator bevorzugt eine Kapazi ^¬ tät zwischen 1 pF und 1 nF auf, insbesondere zwischen 10 pF und 100 pF .

Wie bereits erwähnt, ist gemäß einer bevorzugten Ausfüh ^¬ rungsform ein erfindungsgemäßes elektronisches Betriebs ^¬ gerät in eine Leuchte der Schutzklasse II integriert. Die für Leuchten der Schutzklasse II geltenden Anforderungen liegen unter denen für Leuchten der Schutzklasse I und ermöglichen eine kostengünstigere Realisierung und Wartung. Zum letzten Punkt ist anzumerken, dass bei Leuchten der Schutzklasse II der Endanwender - anders als bei Leuchten der Schutzklasse I - keine jährliche kostenin ^¬ tensive überprüfung der Schutzleiterverbindung durchfüh- ren lassen muss.

Bevorzugt liegt die Kopplung des mindestens einen Aus ^¬ gangsanschlusses des Auskoppelnetzwerks mit einem der Po ^¬ le auf der Seite der Filtervorrichtung, die dem zweipoligen Anschluss gegenüber liegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Filtervorrichtung eine erste Teilfiltervorrichtung und eine zweite Teilfiltervorrichtung, die seriell zwischen den zweipoligen Anschluss und den Gleichrichter gekoppelt sind, wobei die Kopplung des mindestens einen Ausgangsan- Schlusses des Auskoppelnetzwerks mit einem der Pole zwi ^¬ schen der ersten und der zweiten Teilfiltervorrichtung liegt. Durch diese Maßnahme lassen sich zweistufige EMV- Filtervorrichtungen auf einfache Weise mit dem Grundge ^¬ danken, der der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, kombinieren.

Bevorzugt ist das Auskoppelnetzwerk derart zwischen eine der Spannungsschienen und einen der Pole gekoppelt, dass durch das Auskoppelnetzwerk mindestens eine Induktivität überbrückt wird.

Schließlich ist bevorzugt, wenn die überwachungs- und Steuervorrichtung als integrierte Schaltung, insbesondere als ASIC ausgeführt ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Nachfolgenden werden nunmehr zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Betriebsgeräts unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen :

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erste Ausfüh- rungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen

Betriebsgeräts; und

Fig. 2 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Betriebsgeräts;

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Betriebsgeräts. Dieses weist eingangssei- tig zwei Pole L, N auf, wobei der Pol L einen Line- Anschluss und der Pol N einen Neutral-Anschluss dar ^¬ stellt. Darauf folgt eine erste Teilfiltervorrichtung 10,

an die sich eine zweite Teilfiltervorrichtung 12 anschließt. Die erste Teilfiltervorrichtung 10 ist optio ^¬ nal, wobei in ihr insbesondere Schaltgruppen zusammenge- fasst sind, die unkompensierte Drosseln und Kondensatoren aufweisen. Die zweite Teilfiltervorrichtung 12 umfasst insbesondere Schaltgruppen mit querangeordneten Kondensatoren, sogenannte Quer-C, und stromkompensierten Dros ^¬ seln. Der Ausgang der Teilfiltervorrichtung 12 ist mit dem Eingang eines Gleichrichters 14 gekoppelt, dessen Ausgänge Al, A2 mit einer ersten Spannungsschiene 16 und einer zweiten Spannungsschiene 18 gekoppelt sind, zwi ^¬ schen denen eine Gleichspannung bereit gestellt wird. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 ist weiterhin einge ^¬ zeichnet ein optionaler Spannungswandler 20, der eine In- duktivität Ll, einen Schalter Sl, eine Diode Dl und einen Kondensator Cl umfasst. Vorliegend ist der Spannungswand ^¬ ler als Hochsetzsteller ausgeführt. Er kann ohne Beeinträchtigung der Erfindung auch als Tiefsetzsteiler, als Buck-Konverter und dergleichen ausgeführt sein.

Eine überwachungs- und Steuervorrichtung 22 ist zu ihrer Versorgung zwischen die erste Spannungsschiene 16 und die zweite Spannungsschiene 18 gekoppelt. Sie weist drei Ein ^¬ gänge El bis E3 auf, um mehrere Betriebsparameter einer Entladungslampe La zu überwachen. Sie weist weiterhin zwei Ausgänge A3, A4 auf, um die beiden Schalter S2, S3 einer Halbbrückenschaltung eines Wechselrichters 26 anzu ^¬ steuern. Der Halbbrückenmittelpunkt HM ist über die Se ^¬ rienschaltung eines Kondensators C2 und einer Lampendros ^¬ sel L2 mit der Entladungslampe La gekoppelt. überdies ist ein Koppelkondensator C3 vorgesehen. Wie für den Fachmann offensichtlich, kann die Entladungslampe La auch auf an-

dere Art und Weise beschaltet werden, ohne die Anwendung der vorliegenden Erfindung auszuschließen.

Erfindungsgemäß ist in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 die Spannungsschiene 18 über ein Auskoppelnetzwerk 24, das einen Eingang E4 sowie einen Ausgang A5 aufweist, mit dem Neutral-Anschluss gekoppelt. Die Kopplung kann vor der ersten Teilfiltervorrichtung 10 erfolgen oder zwischen den beiden Teilfiltervorrichtungen 10 und 12.

Besonders bevorzugt umfasst das Auskoppelnetzwerk einen nicht dargestellten Kondensator, der seriell zwischen den Eingangsanschluss E4 des Auskoppelnetzwerks 24 und den Ausgangsanschluss A5 des Auskoppelnetzwerks 24 gekoppelt ist .

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines er- findungsgemäßen elektronischen Betriebsgeräts, wobei Bauelemente, die denen von Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und nachfolgend ledig ^¬ lich auf die Unterschiede zu Fig. 1 eingegangen wird. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Eingang E4 des Auskoppelnetzwerks 24 mit der ersten Spannungsschiene 16 verbunden, während der Ausgang A5 mit dem Line-Anschluss gekoppelt ist, und zwar entweder vor der ersten Filtervorrichtung 10 oder zwischen der ersten 10 und der zweiten Filtervorrichtung 12.

Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Ausgang A5 des Auskoppelnetzwerks 24 mit beiden einge ^¬ zeichneten Kopplungspunkten gekoppelt.

Die Eingangsspannung, die zwischen dem Line-Anschluss und dem Neutral-Anschluss anliegt, kann sowohl eine Wechsel-

Spannung als auch eine Gleichspannung sein. Im Falle einer Gleichspannung wirkt der Gleichrichter 14 dann als Verpolschutz .