Verfahren und Betriebsvorrichtung zum Betreiben von Entladungslampen unterschiedlichen Lampentyps

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von Entladungslampen unterschiedlichen Lampen- typs an einer Betriebsvorrichtung, bei dem vor dem Zünden der Entladungslampe der Wert eines mit dem Wendelwider ^¬ stand der Entladungslampe korrelierten ersten Parameters bestimmt wird. Sie betrifft überdies eine Betriebsvor ^¬ richtung zum Betreiben von Entladungslampen unterschied- liehen Lampentyps mit einer Steuervorrichtung, wobei die Steuervorrichtung ausgelegt ist, vor dem Zünden der Entladungslampe den Wert eines mit dem Wendelwiderstand der Entladungslampe korrelierten ersten Parameters zu bestim ^¬ men . Die Problematik, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, tritt beispielsweise in Steuergeräten mit automa ^¬ tischer Lampenerkennung auf. Dabei besteht in mikrocont- rollergesteuerten Betriebsvorrichtungen zum Betreiben von Entladungslampen unterschiedlichen Lampentyps die Mög- lichkeit, durch geeignete Messmethoden und nachfolgende programmtechnische Auswertung zunächst den Wendelwider ^¬ stand der zu betreibenden Entladungslampe zu detektieren und aufgrund des detektierten Wendelwiderstands den der Entladungslampe entsprechenden Lampenstrom zur Verfügung zu stellen.

Es gibt jedoch eine Vielzahl von Entladungslampen, die insbesondere im höherstromigen Bereich mit unterschiedli ^¬ chen Lampenströmen zu betreiben sind, deren Wendelwider- stände aber in einem engen Bereich beieinander liegen und somit nicht mehr eindeutig voneinander unterschieden werden können. Auch die Streuungen unter den verschiedenen Herstellern von Entladungslampen machen eine sichere Un- terscheidung unmöglich.

Stand der Technik

Im Stand der Technik werden zur Lösung dieses Problems mehrere Typen von Betriebsvorrichtungen bereitgestellt, wobei jede Betriebsvorrichtung für den Betrieb ausgewählter Typen von Entladungslampen ausgelegt ist, die ein- wandfrei voneinander unterschieden werden können. Mit Bezug auf Entladungslampen wurde beispielsweise ein erster Typ von Betriebsgerät bereitgestellt, der für den Betrieb von Leuchtstofflampen der Lampentypen FH, FQ49 und FQ54 ausgelegt ist. Ein zweiter Typ von Betriebsgerät ist aus- gelegt für den Betrieb von Leuchtstofflampen der Lampentypen FH, FQ49 und FQ80. Da die Lampentypen FQ54 und FQ80 über ihren Wendelwiderstand nicht unterscheidbar sind, wurden im Stand der Technik demnach zwei Typen von Betriebsgeräten bereitgestellt, um diese Zweideutigkeit zu beseitigen. Damit geht der Nachteil einher, dass vom Hersteller und beim Kunden eine Vielzahl von Typen von Betriebsgeräten bereitzustellen sind. Dies resultiert in logistischen Problemen und zusätzlichem Lagerbedarf.

Bei einer weiteren aus dem Stand der Technik bekannten Vorgehensweise werden Entladungslampen, die aufgrund des Wendelwiderstands nicht zu unterscheiden sind, die zu ih ^¬ rem Betrieb jedoch Lampenströme erfordern, die in be ^¬ stimmten Grenzen ähnlich sind, mit einem gemittelten Lampenstrom betrieben. Während der optimale Lampenstrom für Entladungslampen vom Typ FQ24 300 mA beträgt und der optimale Entladungsstrom für Entladungslampen des Typs FQ39 340 mA, diese Lampen jedoch aufgrund ihres Wendelwiderstands nicht unterscheidbar sind, werden diese ohne Un- terschied mit einem gemittelten Strom von 320 mA betrieben. Daraus ergibt sich jedoch der Nachteil, dass diese Vorgehensweise neueren hohen Effizienzanforderungen, beispielsweise A2BAT, nicht genügt. Sie resultiert in einem schlechten Wirkungsgrad und führt zu unerwünschten Folgen für die Umwelt.

Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein eingangs genanntes Verfahren bzw. eine eingangs genannte Betriebsvorrichtung derart weiterzubilden, dass einerseits möglichst wenige Typen an Betriebsgeräten zum Betreiben von Entladungslampen unterschiedlichen Typs bereitgehalten werden müssen, dass andererseits der Betrieb der Entladungslampen unterschiedlichen Typs mit einem möglichst hohen Wirkungsgrad erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch eine Betriebsvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 11.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Entladungslampen, deren Wendelwiderstände in einem engen Bereich beieinander liegen, häufig durch Auswertung eines zweiten Parameters voneinander unterschieden werden können, wobei der zweite Parameter mit der in der Entladungslampe umgesetzten Leistung nach dem Zünden der Entladungslampe korreliert ist. Nimmt man den Wert des Wen- delwiderstands und den Wert des zweiten Parameters, so lässt sich daraus der Lampentyp der Entladungslampe in den allermeisten Fällen eindeutig bestimmen. Dadurch kann die Entladungslampe anschließend beispielsweise mit dem optimalen Lampenstrom betrieben werden, der dem ermittelten Lampentyp zugeordnet ist.

Durch diese Vorgehensweise ist die Anzahl der bereitzu ^¬ stellenden Typen von Betriebsvorrichtungen zum Betreiben von Entladungslampen minimiert. Überdies wird nach der Ermittlung des Lampentyps die Lampe mit optimierten Be ^¬ triebsparametern betrieben, sodass insbesondere der Wirkungsgrad optimal ist. Dadurch lassen sich auch hohe Ef ^¬ fizienzanforderungen, beispielsweise gemäß A2BAT, erfülle. Die Splittung von Betriebsgeräten, um voneinander aufgrund des Wendelwiderstands nicht unterscheidbare Ent ^¬ ladungslampen zu betreiben, kann vermieden werden. Dies resultiert in einem Logistikvorteil sowohl für den Her ^¬ steller als auch für den Kunden.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren folgen daher auf den Schritt des Bestimmens des Werts eines mit dem Wen ^¬ delwiderstand der Entladungslampe korrelierten ersten Pa ^¬ rameters vor dem Zünden der Entladungslampe (Schritt a) ) , folgende weitere Schritte: b) Nach dem Zünden der Entladungslampe: Bestimmen des Werts mindestens eines mit der in der Entladungslampe umgesetzten Leistung korrelierten zweiten Parameters; c) Ermitteln des Lampentyps aus den Werten zumindest des ersten und des zweiten Parameters; und d) Betreiben der Entladungslampe mit mindestens einem Betriebsparameter, der dem ermittelten Lampentyp zugeordnet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird in einem Schritt e) vor dem Zünden der Entladungslampe die Entla ^¬ dungslampe anhand des Werts des ersten Parameters zu ei ^¬ ner von mindestens zwei Gruppen von Lampentypen zugeordnet, wobei die mindestens zwei Gruppen dadurch unter ^¬ scheidbar sind, dass die Lampentypen innerhalb der ersten Gruppe jeweils einen Nennbetriebsstrom aufweisen, der innerhalb eines ersten vorgebbaren Wertebereichs liegt, wo ^¬ bei die Lampentypen innerhalb der zweiten Gruppe jeweils einen Nennbetriebsstrom aufweisen, der innerhalb eines zweiten vorgebbaren Wertebereichs liegt, wobei sich der erste und der zweite vorgebbare Wertebereich nicht über ^¬ lappen. Anschließend wird in einem Schritt f) nach dem Zünden der Entladungslampe und vor Schritt b) die Entla ^¬ dungslampe mit einem vorläufigen Nennbetriebsstrom betrieben, der innerhalb des vorgebbaren Wertebereichs der Gruppe liegt, der die Entladungslampe in Schritt e) zuge ^¬ ordnet wurde. Durch diese Vorgehensweise wird sicherge ^¬ stellt, dass die Entladungslampe zur Bestimmung des Werts des zweiten Parameters nach dem Zünden der Entladungslampe mit einem Lampenstrom betrieben wird, durch den eine Schädigung der Entladungslampe bis zur Ermittlung des speziellen Lampentyps zuverlässig ausgeschlossen werden kann .

Bevorzugt wird als der vorläufige Nennbetriebsstrom der Mittelwert der Nennbetriebsströme der der Gruppe zugeord- neten Entladungslampen verwendet. Dadurch wird besonders zuverlässig ein schädigungsfreier Betrieb der Entladungs- lampe während der Ermittlung des zweiten Parameters er ^¬ möglicht .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dauert Schritt f) so lange, bis zumindest eines der folgenden Kriterien er- füllt ist: Ablauf eines vorgebbaren Zeitraums, der insbe ^¬ sondere im Bereich von einer bis fünf Minuten liegt, bevorzugt zwischen zwei und vier Minuten; die Lampenimpe ^¬ danz liegt in einem vorgebbaren Bereich; die zeitliche Änderung der Lampenimpedanz liegt unter einem vorgebbaren ersten Schwellwert; die Temperatur der Entladungslampe oder des die Entladungslampe betreibenden elektronischen Vorschaltgeräts liegt in einem vorgebbaren Bereich; die zeitliche Änderung der Temperatur der Entladungslampe o- der des die Entladungslampe betreibenden elektronischen Vorschaltgeräts liegt unter einem vorgebbaren zweiten Schwellwert. Durch diese Maßnahme wird der Zeitraum, in dem die Entladungslampe lediglich mit dem vorläufigen Nennbetriebsstrom betrieben wird, d.h. der Zeitraum, in dem die Entladungslampe mit noch nicht optimalem Wir- kungsgrad betrieben wird, minimiert. Sobald aufgrund ei ^¬ nes dieser Kriterien von einem stabilen Zustand ausgegangen werden kann, bei dem die Durchführung von Schritt b) zuverlässige, aussagekräftige Werte liefert, wird quasi zum frühestmöglichen Zeitpunkt der Wert des mindestens einen, mit der in der Entladungs lampe umgesetzten Leis ^¬ tung korrelierten zweiten Parameters bestimmt. Dadurch ist die Zeit, in der die Lampe suboptimal betrieben wird, minimiert .

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass bei einem Schritt g) der Wert eines vor dem Zünden der Entladungslampe bestimmten, mit dem Wendelwi- derstand der Entladungslampe korrelierten ersten Parame ^¬ ters abgespeichert wird. Dies eröffnet die Möglichkeit, in einem weiteren Schritt h) den in Schritt a) bestimmten Wert eines mit dem Wendelwiderstand der Entladungslampe korrelierten ersten Parameters mit dem in Schritt g) zu ^¬ vor im Betriebsgerät abgespeicherten Wert eines mit dem Wendelwiderstand der Entladungslampe korrelierten Parame ^¬ ters zu vergleichen. Anschließend kann in einem Schritt i) für den Fall, dass der in Schritt a) ermittelte Wert innerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs dem in Schritt g) gespeicherten Wert entspricht, die Entladungs ^¬ lampe nach ihrem Zünden unter Umgehung von Schritt f) mit dem mindestens einen Betriebsparameter gemäß Schritt b) betrieben werden. Diese Vorgehensweise macht sich den Um- stand zunutze, dass Wendelwiderstände, wenngleich mini ^¬ mal, doch von Entladungslampe zu Entladungslampe unter ^¬ schiedlich sind. Wird nun nach der Durchführung von Schritt a) festgestellt, dass der Wendelwiderstand dem zuvor gespeicherten Wert des Wendelwiderstands ent- spricht, so wird davon ausgegangen, dass mit dem Be ^¬ triebsgerät die Entladungslampe gekoppelt ist, die vor dem Ausschalten des Betriebsgeräts bereits gekoppelt war.

Als Konsequenz daraus wird erfindungsgemäß die Entla ^¬ dungslampe - unter Umgehung des Betriebs der Entladungs- lampe mit dem vorläufigen Nennbetriebsstrom - unmittelbar mit dem mindestens einen optimierten Betriebsparameter, der dem ermittelten Lampentyp zugeordnet ist, betrieben. Durch diese Vorgehensweise wird der Wirkungsgrad weiter optimiert. Die Zeitdauer, in der die Lampe mit gegebenen- falls ungünstigen Betriebsparametern betrieben wird, wird ebenfalls minimiert. Dies resultiert gegebenenfalls in einer Verlängerung der Lampenlebensdauer.

Optional kann sich ein Schritt j) anschließen, bei dem der nach dem Zünden der Entladungslampe bestimmte Wert eines mit der in der Entladungslampe umgesetzten Leistung korrelierten zweiten Parameters abgespeichert wird. Dies ermöglicht eine weitere, noch präzisere Identifizierung einer individuellen Entladungslampe.

Bevorzugt wird als erster Parameter in Schritt a) der Wendelwiderstand selbst verwendet. Als zweiter Parameter oder weiterer Parameter in Schritt b) wird mindestens ei ^¬ ne der folgenden Größen verwendet: Wendelwiderstand; in der Entladungslampe umgesetzte Leistung; Temperatur mindestens eines Orts der Entladungslampe; zeitliche Ände- rung des Wendelwiderstands; zeitliche Änderung einer in der Entladungslampe umgesetzten Leistung; zeitliche Ände ^¬ rung der Temperatur mindestens Orts der Entladungslampe; Temperatur mindestens eines Orts des die Entladungslampe betreibenden elektronischen Vorschaltgeräts ; zeitliche Änderung der Temperatur mindestens eines Orts des die Entladungslampe betreibenden elektronischen Vorschaltge ^¬ räts. Durch diese Auswahl kann eine Anpassung an den zugelassenen Aufwand und die benötigte Genauigkeit bei der Bestimmung des Werts des zweiten Parameters vorgenommen werden.

Als der mindestens eine Betriebsparameter in Schritt d) wird bevorzugt eine der folgenden Größen verwendet: Nenn- betriebsstrom; Nennleistung; Zwischenkreisspannung . Durch diese Auswahl und den zur Umsetzung zulässigen Aufwand kann aufwandsabhängig ein optimaler Wirkungsgrad der Entladungslampe sichergestellt werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen . Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorge ^¬ stellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für die erfindungsgemäße Betriebsvorrichtung.

Kurze Beschreibung der Zeichnung (en)

Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Signalablaufplan für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs ^¬ gemäßen Verfahrens; und

Fig. 2 in schematischer Darstellung den Ablauf eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter beispielhafter Bezugnahme auf be ^¬ stimmte Lampentypen.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung den Signalab- laufplan für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsge ^¬ mäßen Verfahrens. Dieses beginnt in Schritt 100 mit dem Einschalten des Betriebsgeräts zum Betreiben der Entladungslampe. In Schritt 120 wird anschließend der Wendel ^¬ widerstand R _F ii der Entladungslampe gemessen. Dabei kann der Wendelwiderstand kalt oder heiß gemessen werden, d.h. vor oder nach dem Vorheizen. Anschließend wird in Schritt 140 ermittelt, ob der aktuell gemessene Wendelwiderstand R _FÜ innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs dem bei der letzten Inbetriebnahme des Betriebsgeräts ermittelten und abgespeicherten Wendelwiderstand R _F ii_ _st entspricht.

Ist dies nicht der Fall, weil sich beispielsweise die beiden Werte nicht entsprechen bzw. noch kein abgespeicherter Wert für R _F ii_ _st vorliegt, so wird anschließend in einem Schritt 150 der Wert von R _F n als R _F ii_ _st gespeichert. Im darauf folgenden Schritt 160 wird die Entladungslampe FL einer Gruppe von Lampentypen zugeordnet und zwar anhand des Werts des Werts von R _FÜ . Die mindestens zwei Gruppen von Lampentypen unterscheiden sich dadurch, dass die Lampentypen innerhalb der ersten Gruppe jeweils einen Nennbetriebsstrom aufweisen, der innerhalb eines ersten vorgebbaren Wertebereichs liegt, wobei die Lampentypen innerhalb der zweiten Gruppe jeweils einen Nennbetriebs ^¬ strom aufweisen, der innerhalb eines zweiten vorgebbaren Wertebereichs liegt, wobei sich der erste und der zweite vorgebbare Wertebereich nicht überlappen.

Anschließend wird in Schritt 180 die Entladungslampe FL gezündet und mit einem vorläufigen Nennbetriebsstrom betrieben. Dabei kann es sich beispielsweise um den Mittel- wert der Nennbetriebsströme der der jeweiligen Gruppe zu ^¬ geordneten Entladungslampen handeln. Nach Ablauf eines Zeitraums von drei Minuten wird in Schritt 200 die in der Entladungslampe umgesetzte Leistung P _FL bestimmt. Bei ei ^¬ ner bevorzugten Messung der in der Entladungslampe umge- setzten Leistung wird das Produkt des gemittelten Stroms eines der Schalter der üblicherweise verwendeten Brücken- Schaltung sowie der Zwischenkreisspannung des Inverters des die Lampe betreibenden elektronischen Vorschaltgeräts berechnet. Zur Ermittlung des gemittelten Stroms ist üb ^¬ licherweise ein Source-Widerstand vorgesehen, wobei die an dem Source-Widerstand abfallende Spannung über ein RC- Filter geleitet wird.

In Schritt 220 wird aus dem Wert des Wendelwiderstands R _FÜ und dem Wert der in der Entladungslampe umgesetzten Leistung P _FL der Lampentyp der mit dem Betriebsgerät ge- koppelten Entladungslampe ermittelt. Im darauf folgenden Schritt 240 wird begonnen, die Entladungslampe FL mit ei ^¬ nem Nennbetriebsstrom zu betreiben, der dem in Schritt 220 ermittelten Lampentyp entspricht. Das Verfahren endet in Schritt 260 nach dem Ausschalten des Betriebsgeräts. Wird in Schritt 140 festgestellt, dass der aktuell gemes ^¬ sene Wert von R _F n dem im Betriebsgerät abgespeicherten Wert von R _F ii_ _st entspricht - innerhalb vorgebbarer Tole ^¬ ranzbereiche - so wird unmittelbar zu Schritt 240 gegan ^¬ gen, wonach die Entladungslampe mit einem Nennbetriebs- ström betrieben wird gemäß dem Lampentyp, der bei der letzten Inbetriebnahme des Betriebsgeräts ermittelt wor ^¬ den war.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Ablauf eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf bekannte Typen von Leuchtstofflampen. Zunächst wird in einem Schritt 300 der Wendelwiderstand R _F n nach dem Vorheizen der jeweiligen Entladungslampe gemessen. Aufgrund des gemessenen Wendel ^¬ widerstands R _F ii wird die Entladungslampe einer von drei Gruppen Grl, Gr2, Gr3 zugeordnet. Im Ausführungsbeispiel umfasst die Gruppe Grl die Lampentypen FH14, FH21, FH28, FH35; die Gruppe Gr2 umfasst die Lampentypen FQ24, FQ39 sowie FQ49. Die Gruppe Gr3 schließlich umfasst die Lam ^¬ pentypen FQ54 und FQ80. Innerhalb einer Gruppe ist eine Unterscheidung, um welchen Lampentyp es sich handelt, aufgrund des in Schritt 300 bestimmten Wendelwiderstands R _FÜ nicht möglich.

Anschließend wird die Entladungslampe mit einem gruppen ^¬ spezifischen vorläufigen Nennbetriebsstrom I _ne nn betrie- ben. In der ersten Gruppe beträgt dieser 170 mA, in der zweiten Gruppe 300 mA und in der dritten Gruppe 500 mA, vgl. Schritt 320. Während die Entladungslampe mit dem vorläufigen Nennbetriebsstrom betrieben wird, wird in einem anschließenden Schritt 340 die in der Lampe umgesetz- te Leistung P _FL bestimmt. Durch Auswertung des in Schritt 300 bestimmten Werts des Wendelwiderstands R _F ii sowie des in Schritt 340 bestimmten Werts der in der Entladungslampe umgesetzten Leistung P _FL lässt sich der Typ der mit dem Betriebsgerät gekoppelten Entladungslampe FL genau bestimmen. Dadurch ist es möglich, die Entladungslampe ab Schritt 360 mit dem Nennbetriebsstrom zu betreiben, der für den ermittelten Lampentyp LT optimal ist. Dieser beträgt, wie beispielhaft für die Gruppe Gr2 dargestellt, für den Lampentyp FQ49 260 mA, für den Lampentyp FQ24 300 mA, für den Lampentyp FQ39 340 mA.

Wie bereits erwähnt, kann anstelle oder zusätzlich zu dem beispielhaft als Betriebsparameter angeführten Nennbetriebsstrom die Zwischenkreisspannung oder die Nennleistung im Hinblick auf den ermittelten Lampentyp modifi- ziert werden. Wie bereits erwähnt, können in Schritt 340 auch andere mit der in der Entladungslampe umgesetzten Leistung korrelierte Parameter ausgewertet werden. Schließlich sei darauf hingewiesen, dass Schritt 340 erst dann durchge ^¬ führt wird, wenn nach Schritt 320 davon auszugehen ist, dass die Entladungslampe stabil betrieben wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn ein vorgebbarer Zeitraum abgelaufen ist, wenn die Lampenimpedanz in einem vorgebbaren Bereich liegt, wenn die zeitliche Änderung der Lampenimpedanz unter einem vorgebbaren ersten Schwellwert liegt, wenn die Temperatur der Entladungslampe oder des die Entladungslampe betreibenden elektronischen Vor- schaltgeräts in einem vorgebbaren Bereich liegt oder wenn die zeitliche Änderung der Temperatur der Entladungslampe oder des die Entladungslampe betreibenden elektronischen Vorschaltgeräts unter einem vorgebbaren zweiten Schwellwert liegt.