TYPERKENNUNG EINER MIT EINEM ELEKTRONISCHEN VORSCHALTGERäT

ZU BETREIBENDEN GASENTLADUNGSLAMPE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Typs einer mit einem elektronischen Vorschaltgerät zu betreibenden Gasentladungslampe.

Ein derartiges Verfahren ist nach der EP 1519638 Al bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird zu zwei verschiedenen Zeitpunkten der Vorheizphase der Spannungsabfall über einem auf der Primärseite des Heiztransformators befindlichen Widerstand gemessen. Die beiden dadurch ermittelten Spannungswerte werden mit in einem Speicher abgelegten Referenzspannungswerten verglichen, um den Lampentyp zu bestimmen.

Nach der EP 1125477 Bl ist es bekannt, den Wendelwiderstand der Lampe zu bestimmen, um durch Vergleich mit einem in einem Register abgelegten Referenzwiderstands-Wert den Lampentyp zu ermitteln.

Nach der EP 1103165 Bl erfolgt die Identifizierung des Lampentyps durch Messung des über die Wendel fließenden Stromes. Der Strom wird während der Vorheizphase zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten gemessen.

In der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2007 047 142.6 wird vorgeschlagen, den Messwert des Wendelwiderstandes zur Bestimmung des Lampentyps zu verwenden, wobei allerdings Voraussetzung

ist, dass die der Heizwendel zugeführte Leistung bzw. der zugeführte Wendelstrom während der Vorheizphase konstant gehalten werden. Dadurch wird folgender vorteilhafter Effekt erzielt: Während der Vorheizphase erhitzen sich die Wendeln. Mit der Erhitzung steigt auch der Wendelwiderstand. Wenn beispielsweise die Wendel eines ersten Lampentyps den Kaltwiderstand R hat, so kann sich dieser während der Vorheizphase verdoppeln, so dass er beispielsweise 2R beträgt. Wenn nun die Wendel eines zweiten Lampentyps den Kaltwiderstand 2R hat, so würde deren Heißwiderstand 4R sein. Während der Vorheizphase findet also eine Aufspreizung der Widerstandswerte dahingehend statt, dass der Abstand bzw. die Differenz der Heißwiderstände doppelt so groß ist, wie die der Kaltwiderstände. Infolge des größeren Abstandes der Heißwiderstände ist eine genauere Bestimmung des Lampentyps möglich. Voraussetzung dafür ist jedoch - wie vorher angegeben - dass die den Wendeln zugeführte Leistung bzw. der den Wendeln zugeführter Heizstrom während der Vorheizphase konstant gehalten werden.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren (EP

1519638 Al) liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine

Möglichkeit zu schaffen, den Lampentyp bestimmen zu können.

Unter „Lampentyperkennung" ist dabei optional auch zu verstehen, dass die Anzahl parallel oder seriell durch das Betriebsgerät versorgter Gasentladungslampen mit Heizwendeln ermittelbar ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäße gelöst durch die Kombination der im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale.

Die erfindungsgemäße Lösung übernimmt das Prinzip der Widerstandsmessung bei während der Vorheizzeit konstant gehaltener Heizleistung bzw. konstant gehaltenem Heizstrom. Zusätzlich zu dieser Maßnahme wird jedoch aus dem gemessenen Heißwiderstand und dem gemessenen Kaltwiderstand der Differenzwiderstand gebildet, der jedenfalls dann unabhängig von der Starttemperatur ist, wenn eine Wendelspannungsbegrenzung noch nicht eingesetzt hat.

Die optionale Erkennung eines Substitutionswiderstands als Ersatzlast kann ein spezielles, vom Normalbetrieb abweichendes Verhalten auslösen. Zum einen können für diesen Fall abweichende Betriebsparameter für den nachfolgenden Betrieb eingestellt werden, wobei z.B. auch die Vorheizzeit oder das Ablaufverhalten des Lampenstarts geändert werden kann, es können dem EVG aber auch Betriebsparameter über den erkannten Wert des Substitutionswiderstands für den späteren Betrieb, d.h. nach dem nächsten Lampenstart, vorgegeben werden. Dies kann als eine Art Programmierung des EVG verstanden werden, wobei auch die jeweiligen Typen der zu erkennenden Lampen vorgegeben werden können. Ein Beispiel dafür kann sein, dass eine EVG die Parametersätze für die Kombination einer 14W und 24W Lampe sowie die Kombination einer 21W und 39W Lampe gespeichert hat. Je nach Vorgabe durch den einmalig anzuschließenden Rsub kann das EVG später zwischen einer 14W und 24W Lampe oder einer 21W und 39W Lampe unterscheiden.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt, dass die Referenzwerte für die Differenzwiderstände für jeden Lampentyp einen festgelegten Variationsbereich abdecken. Damit ist eine Bestimmung des Lampentyps jedenfalls dann möglich, wenn der ermittelte Differenzwiderstand in einen dieser Variationsbereiche fällt. Wenn sich zwischen zwei Variationsbereichen ein Undefinierter Abstandsbereich befindet und ein ermittelter Differenzwiderstand in diesen Abstandsbereich fällt, kann derjenige Lampentyp zur Bestimmung ausgewählt werden, der zuletzt eindeutig erkannt worden ist. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, denjenigen Lampentyp zur Bestimmung auszuwählen, dessen zugeordneter Variationsbereich dem Abstandsbereich benachbart ist und Differenzwiderstände abdeckt, die kleiner als der ermittelte Differenzwiderstand.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung betrifft ferner ein Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe, das zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Merkmale für ein solches Vorschaltgerät sind im Anspruch 11 angegeben.

Die von Anspruch 11 abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen dieses Vorschaltgerätes .

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann die Anzahl parallel und/oder seriell von dem Betriebsgerät versorgter Gasentladungslampen eines bestimmten Typs erkannt werden.

Dazu wird bspw. überprüft, ob der validierte Differenzwiderstand dem n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps in Serie am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.

Es kann weiterhin überprüft werden, ob der validierte Differenzwiderstand dem 1/n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps parallel am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes ;

Fig. 2 ein Flussdiagramm, welches zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren praktisch umgesetzt wird;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit des Wendelwiderstandes von der Vorheizzeit für drei verschiedene Lampentypen sowie sich daraus ergebenden drei Variationsbereiche für den Differenzwiderstand jedes dieser drei Lampentypen;

Das in Fig. 1 gezeigte Vorschaltgerät V dient zum Betrieb einer Gasentladungslampe L mit zwei Heizwendeln Wl und W2.

Zur Erzeugung der Betriebsspannung für die Lampe L wird von einem Gleichrichter 1 die Netzspannung gleichgerichtet und in einer Glättungsschaltung geglättet. Ein Wechselrichter 3 erzeugt daraus eine Wechselspannung, die einem Serienresonanzkreis 4 zugeführt wird. Die über dem Kondensator des Serienresonanzkreises 4 abfallende Spannung wird der Lampe L als Betriebsspannung zugeführt.

Ein mit einem Bus verbundener Programmgeber 14 legt den Start einer Vorheizphase für die Lampe L fest. Er gibt dazu an den Block 8 ein Startsignal. Der Block 8 erzeugt die Heizleistung bzw. den Wendelstrom für die Wendeln Wl und W2 der Lampe L. Die Heizleistung bzw. der Wendelstrom werden während der Vorheizphase konstant gehalten. Die Heizleistung bzw. der Wendelstrom werden der Lampe L über einen Block 6 geführt, der Mittel zum begrenzen der Wendelspannung enthält. Eine Begrenzung der Wendelspannung ist erforderlich, um eine Querentladung zwischen den einzelnen Abschnitten der Heizwendeln zu vermeiden. Der durch die "kalte" Wendel W2 fließende Wendelstrom erzeugt an dem Widerstand R3 einen Spannungsabfall, der Wendelstrom-Messmitteln 7 geführt wird. An einem Spannungsteiler Rl, R2 wird ferner eine Spannung abgenommen, die ein Maß für die Wendelspannung an der "kalten" Wendel W2 ist. Diese wird den Wendelspannungs- Messmitteln 9 zugeführt.

Die von den Wendelstrom-Messmitteln 7 und den Wendelspannungs-Messmitteln 9 laufend gemessenen Messwerte

werden einem Speicher 15 zugeführt. Der Speicher 15 ist von dem Programmgeber 14 gesteuert, und zwar so, dass die Messwerte für den Wendelstrom und die Wendelspannung zu zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während der Vorheizphase gespeichert werden. Die gespeicherten Messwerte für den Wendelstrom und die Wendelspannung werden von dem Speicher 15 aus einem Quotientenbildner 10 zugeführt, der daraus den Kaltwiderstand und den Heißwiderstand der Wendel berechnet. Diese Werte werden von dem Quotientenbildner 10 an den Differenzwertbildner 11 weitergeleitet, der daraus den Differenzwiderstand errechnet.

Der Differenzwertbildner 11 führt den Differenzwiderstand einer Entscheidungslogik: 13 zu, die ihrerseits mit einem Speicher 12 korrespondiert, indem eine Tabelle für Referenz-Differenzwiderstände abgelegt ist. Die Entscheidungslogik 13 vergleicht den in dem Block 11 berechneten Differenzwiderstand mit den Referenzwerten in der im Speicher 12 gespeicherten Tabelle und bestimmt den Typ der von dem Vorschaltgerät V betriebenen Lampe L. Der ermittelte Lampentyp wird von der Entscheidungslogik 13 an die Betriebsparameter-Einstellmittel 5 gemeldet, die unter anderem den Heizstrom bzw. die Heizleistung neu einstellen, falls die Lampe L von einem anderen Typ ist als die zuvor mit dem Vorschaltgerät V betriebene Lampe. Weitere Betriebsparameter können die Vorheizzeit, die Zündspannung, die Lampenbrennspannung, der Lampenstrom oder auch Parameter für Fehlerabschaltungen sein. Es können aber auch Betriebsparameter für die Leistungsfaktorkorrekturschaltung wie beispielsweise die Busspannung oder die Dynamik der Regelschleife eingestellt werden.

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass die einzelnen Blöcke in Fig. 1 nicht notwendigerweise durch Hardware realisiert sein müssen. Vielmehr ist es auch möglich, dass die Funktion einiger Blöcke durch eine entsprechende Software in einem Prozessor realisiert wird. Die Blockdarstellung in Fig. 1 soll lediglich dem besseren Verständnis dienen.

Die logische Abfolge der einzelnen Verfahrensschritte zur Ermittlung des Lampentyps, also die softwaremäßige Darstellung der Erfindung, ist in Fig. 2 gezeigt. Die wird nachfolgend erläutert.

Die Darstellung in Fig. 2 betrifft den Fall, dass mit einem Vorschaltgerät parallel zwei Lampen betrieben werden. Sie umfasst aber selbstverständlich auch die

Möglichkeit, dass nur mit einer Lampe gearbeitet wird.

Zu Beginn der Vorheizphase werden von den beiden Lampen die Kaltwiderstände Rcoldl und Rcold2 gemessen. Aus den beiden Messwerten wird der Absolutwert der Differenz |Rdiff| berechnet. Danach werden drei Fälle unterschieden. Wenn |Rdiff| kleiner als ein erster Referenzwert Refl ist, so bedeutet dass, dass die beiden Lampen vom gleichen Typ sind. Es geht dann weiter im "Fall 1".

Wenn |Rdiff| größer als der erste Referenzwert Refl aber kleiner als ein zweiter Referenzwert Ref2 ist, so bedeutet dass, dass Lampen zwar betriebsbereit, jedoch nicht vom gleichen Typ sind. In diesem Fall wird der Pfad "Fall 2"

beschritten. Das Ergebnis hat in der Regel zur Folge, dass eine Lampe ausgetauscht wird.

Nunmehr soll der Pfad "Fall 1" weiter verfolgt werden, bei dem die weitere Auswertung mit derjenigen Lampe durchgeführt wird, deren Wendel den geringeren Kaltwiderstand aufweist.

Es versteht sich, dass man zu diesem Punkt in dem Flussdiagramm auch kommt, wenn nur eine Lampe vorhanden ist. In diesem Fall entfällt die Aufspaltung der

Kaltwiderstände in zwei Pfade. Der weitere Verlauf des

Flussdiagramms ist ohnehin nur auf einen

Differenzwiderstand beschränkt, sei es der Lampe mit der Wendel mit dem geringeren Kaltwiderstand oder der einzigen

Lampe .

Des Weiteren wird nun geprüft, ob der Differenzwiderstand Rdiff kleiner als ein vordefinierter Substitutionswiderstand Rsub ist. Dieser Fall ist dann gegeben, wenn die Lampe zur Testzwecken durch einen solchen Substitutionswiderstand ersetzt ist. Wenn das der Fall ist, unterscheiden sich der Kaltwiderstand und der Heißwiderstand nicht. Deshalb wird - wenn die Entscheidung "Ja" lautet - der Differenzwiderstand Rdiff gleich dem Heißwiderstand Rhot gesetzt.

Im Falle des Erkennens eines Substitutionswiderstandwertes kann ein spezielles, vom Normalbetrieb abweichendes Verhalten auslöst werden. Beispielweise können für diesen Fall abweichende Betriebsparameter für den nachfolgenden Betrieb eingestellt werden, wobei auch die Vorheizzeit oder das Ablaufverhalten des Lampenstarts geändert werden

kann, es können dem Vorschaltgerät aber auch Betriebsparameter über den erkannten Wert des Substitutionswiderstandes für den späteren Betrieb, d.h. nach dem nächsten Lampenstart, vorgegeben werden. Dies kann als eine Art Programmierung des Vorschaltgerätes verstanden werden, wobei auch die jeweiligen Typen der zu erkennenden Lampen vorgegeben werden können. Ein Beispiel dafür kann sein, dass ein Vorschaltgerät die Parametersätze für die Kombination einer 14W und 24W Lampe sowie die Kombination einer 21W und 39W Lampe gespeichert hat. Je nach Vorgabe durch den Wert des einmalig anzuschließendem Substitutionswiderstandes kann das Vorschaltgerät später zwischen einer 14W und 24W Lampe oder einer 21W und 39W Lampe unterscheiden und somit dass Problem umgehen, dass sich die 14W Lampe und die 21W Lampe anhand ihrer Wendeln nicht unterscheiden lassen.

Wenn der Differenzwiderstand Rdiff größer als der Substitutionswiderstand Rsub ist, d. h., wenn sich - weil eine Lampe eingesetzt ist - Rcold und Rhot ausreichend unterscheiden, so lautet das Ergebnis der Entscheidung "Nein".

Als nächstes steht die Entscheidung an, ob der Differenzwiderstand Rdiff kleiner als ein erster gespeicherter Widerstandswert "Pegel 1" ist. Wenn Differenzwiderstand Rdiff kleiner als dieser Pegel 1 ist, so wird die Entscheidung getroffen, dass es sich hier um den Lampentyp 1 handelt.

Wenn der Differenzwiderstand Rdiff zwischen den bereits genannten Pegel 1 und einem weiteren höher gelegenen

Pegel 2 liegt, so wird die Entscheidung getroffen, dass ein Lampentyp 2 vorliegt.

Wenn der Differenzwiderstand Rdiff zwischen dem Pegel 2 und einem weiteren Pegel 3 liegt, so wird die Entscheidung getroffen, dass der Lampentyp 3 vorliegt.

Die Begriffe "Pegel 1", "Pegel 2" und "Pegel 3" werden nachfolgend noch in Verbindung mit Fig. 3 genauer erläutert.

Sofern sich der Differenzwiderstand Rdiff in die genannten Grenzen fällt und der Lampentyp dadurch bestimmt werden kann, so wird mit dem Setzen der Lampenparameter entsprechend dem ermittelten Lampentyp fortgefahren.

Wenn dagegen kein Bereich gefunden worden ist, in den der Differenzwiderstand Rdiff eingeordnet werden kann, so wird mit dem zuletzt gespeicherten Wert weitergearbeitet.

Fig. 3 zeigt den Verlauf des Wendelwiderstandes bei drei verschiedenen Lampentypen während der Vorheizphase, die 500 ms dauert.

Bei der ersten Wendel ist der Kaltwiderstand Rcoldl 2 WW, und der Heißwiderstand Rhotl 3,88 W, wobei WW für eine Widerstandswert-Einheit steht.

Bei der Wendel des zweiten Lampentyps beträgt der Kaltwiderstand Rcold2 4 WW. Er steigt während der Vorheizphase auf den Heißwiderstand Rhot2 mit 14 WW an.

Die Wendel des dritten Lampentyps beginnt mit dem Kaltwiderstand Rcold3 bei 8 WW. Dieser Widerstand steigt während der Vorheizphase auf den Heißwiderstand Rhot3 mit 40 WW.

Man erkennt, wie Widerstandswerte mit der thermischen Erwärmung aufspreizen. Voraussetzung ist dabei, dass den Wendeln während der Vorheizphase immer die gleiche Heizleistung bzw. der gleiche Heizstrom zugeführt wird.

Bildet man nun jeweils aus dem Heißwiderstand R _hot und dem Kaltwiderstand R _C oid den Differenzwiderstand, so ergibt sich für den ersten Lampentyp ein Differenzwiderstand Rdiffl von 1,88 W. Der Differenzwiderstand Rdiff2 ist des zweiten Lampentyps beträgt 10 W. Der Differenzwiderstand Rdiff3 für den dritten Lampentyp beträgt 32 W.

Die Aufspreizung der Heißwiderstände Rhotl, Rhot2 und Rhot3 erlaubt es, für die Differenzwiderstände Rdiffl, Rdiff2 und Rdiff3 Variationsbereiche zu definieren, die voneinander einen Abstand haben. Die Variationsbereiche sind mit Schraffurlinien gekennzeichnet.

Eine sichere Identifizierung ist jedenfalls dann gegeben, wenn der ermittelte Differenzwiderstand der Heizwendel einer Lampe in einen der drei schraffierten Bereiche fällt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine zufriedenstellende Bestimmung des Lampentyps auch dann möglich ist, wenn man mit den drei eingezeichneten Pegeln arbeitet. Der erste Pegel "Pegel 1" ist mit dem Kaltwiderstand Rcoldl des ersten Lampentyps identisch. Der

zweite Pegel "Pegel 2" ist mit dem Heißwiderstand Rhot2 des zweiten Lampentyps identisch. Der dritte Pegel "Pegel 3" liegt mit beachtlichem Abstand über dem Heißwiderstand Rhot3 des Lampentyps.

Mit den rechts in der Darstellung eingezeichneten Distanzpfeilen ist durch gestrichelte Linien dargestellt, dass die Bestimmungsbereiche für den betreffenden Lampentyp über den unteren nicht definierten Bereich hinaus bis zu dem nächsten Pegel reichen.

Die über die schraffierten Bereiche hinausgehenden Identifizierungszonen sind nicht zwingend, sondern fallspezifisch gewählt worden. Wesentlich ist, dass die schraffierten Bereiche, also die Variationsbereiche für die Differenzwiderstände eine. Identifizierung des Lampentyps mit großer Sicherheit erlauben.

Bei dem Lampentyp 3 wäre es jedoch denkbar, dass - bei entsprechender vorheriger Erhitzung - der Kaltwiderstand Rcold3 im Verlauf der Vorheizzeit von 500 ms so weit ansteigt, dass der Heißwiderstand Rhot3 weit über dem Wert (40 WW) liegt, der in Fig. 3 angegeben. Das hätte aber bei der vorausgesetzten konstanten Heizleistung bzw. dem konstanten Wendelstrom zur Folge, dass zwischen den einzelnen Abschnitten der Wendel Querentladungen auftreten, weil die Spannung zwischen diesen Abschnitten zu hoch wird. Hier setzt deshalb die Wirkung der Wendelspannungs-Begrenzung ein, die in Zusammenhang mit Block 6 in Fig. 1 erläutert wurde. Die Begrenzung der Heizspannung bewirkt, dass der Heißwiderstand Rhot3 nicht auf den zuvor beschriebenen theoretischen Wert steigen kann, sondern limitiert wird.

Wie oben erläutert wird erfindungsgemäss der validierte Differenzwiderstand der Heizwendel mit vorgegebenen Bereichen verglichen. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung kann dieser Ansatz auch verwendet werden, um die Anzahl parallel und/oder seriell von dem Betriebsgerät versorgter Gasentladungslampen. Auch bei einer derartigen Multilampen-Anwendung kann weiterhin auf den verwendeten Lampentyp geschlossen werden (d.h. die zugehörigen Betriebsparameter bspw. für den Vorheiz-, Zünd- und/oder Brennbetrieb gesetzt werden) , solange ein einheitlicher Lampentyp eingesetzt wird.

Dazu wird genauer gesagt überprüft, ob der validierte Differenzwiderstand dem n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps in Serie am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.

Es wird weiterhin überprüft, ob der validierte Differenzwiderstand dem 1/n-fachen eines der mehreren Korridorbereiche entspricht. Falls ja, kann daraus geschlossen werden, dass n Lampen desjenigen Lampentyps parallel am Ausgang des Betriebsgeräts verschaltet sind, der diesem Korridorbereich zugeordnet ist.