WO1999034648A1 - Electronic lamp ballast - Google Patents

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WO1999034648A1
WO1999034648A1 PCT/EP1998/007426 EP9807426W WO9934648A1 WO 1999034648 A1 WO1999034648 A1 WO 1999034648A1 EP 9807426 W EP9807426 W EP 9807426W WO 9934648 A1 WO9934648 A1 WO 9934648A1
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WO
WIPO (PCT)
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circuit
electronic ballast
gas discharge
lamp
control circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/007426
Other languages
German (de)
Inventor
Norbert Primisser
Reinhard BÖCKLE
Stefan Koch
Stefan Rhyner
Original Assignee
Tridonic Bauelemente Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP98964410A priority patent/EP1048190B1/en
Priority to AU19624/99A priority patent/AU1962499A/en
Priority to DE59808310T priority patent/DE59808310D1/en
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/295Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • H05B41/298Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2981Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions

Definitions

  • the present invention relates to an electronic ballast for operating at least one fluorescent or gas discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • Such an electronic ballast is known for example from EP-Bl-0338 109.
  • Fig. 10 shows the basic structure of this electronic ballast.
  • the electronic ballast shown in FIG. 10 first comprises a circuit A which is connected to the AC network.
  • This circuit A serves as an RF harmonic filter for reducing the harmonic harmonics of the mains frequency and for radio interference suppression.
  • the circuit A is followed by a rectifier circuit B, which converts the mains voltage into a rectified intermediate voltage and supplies it to an inverter circuit D via a harmonic filter C, which serves to smooth the intermediate voltage.
  • This inverter D serves as a controllable AC voltage source and converts the DC voltage of the rectifier B into a variable AC voltage.
  • the inverter D generally comprises two controllable switches (not shown), for example MOS field-effect transistors. The two switches are connected in the form of a half-bridge circuit and are alternately controlled with the aid of a corresponding bridge driver such that one of the switches is switched on and the other is switched off.
  • the two inverter switches are connected in series between a supply voltage and ground, a load circuit or output circuit E in which a gas discharge lamp or fluorescent lamp G is arranged being connected to the common node between the two inverter switches.
  • This output circuit E comprises a series resonance circuit, via which the “chopped” high-frequency AC voltage of the inverter D is fed to the fluorescent lamp G.
  • the lamp electrodes of the fluorescent lamp G are preheated in order to extend the life of the lamp.
  • the preheating can be carried out, for example, with the aid of a heating transformer, the primary winding of which is connected to the series resonant circuit, while the secondary windings of the heating transformer are coupled to the individual lamp filaments. In this way it is possible to supply the lamp filaments with energy even in the ignited mode.
  • the frequency is that of the inverter D changed AC voltage with respect to the resonance frequency of the series resonance circuit of the output circuit E changed such that the voltage applied to the gas discharge lamp G does not cause the lamp to ignite.
  • the electronic ballast has a control circuit F which monitors various circuit sizes of the electronic ballast and generates a corresponding control signal for the inverter D when a limit value is exceeded in order to change the frequency of the alternating voltage generated by the inverter D depending on the detected fault .
  • control circuit F can monitor the lamp voltage, the preheating voltage, the lamp operating current, the impedance phase angle of the output circuit E or the DC voltage generated by the rectifier B and set the inverter frequency such that the lamp voltage, the preheating voltage or the lamp current have a predetermined limit value do not exceed, the direct current power taken from the rectifier B is as constant as possible or a capacitive operation of the series resonance output circuit E is avoided.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an electronic ballast which enables the simplest possible switchover between a cold start operation without preheating the lamp filaments and a warm start operation with preheating the lamp filaments.
  • This object is achieved according to the present invention by an electronic ballast with the features of claim 1.
  • the subclaims describe advantageous and preferred exemplary embodiments of the present invention.
  • the electronic ballast has a control circuit which monitors a circuit or operating variable of the electronic ballast and, depending on the value of this circuit variable, operates the electronic ballast either with a preheating mode or without a preheating mode.
  • the circuit size monitored by the control circuit is advantageously a voltage potential present at a corresponding connection, the connection being able to be connected optionally to a high or a low supply voltage potential (e.g. via a resistor). Depending on which supply voltage potential the resistor is connected to, the control circuit thus determines whether a warm start or cold start operation is desired.
  • the application of the high or low supply voltage potential to the connection mentioned above can be carried out, for example, simply by changing the resistance described above by a user.
  • the electronic ballast is designed such that it automatically detects when the electronic ballast is restarted or restarted whether the correspondingly controlled gas discharge lamp has already been in operation, so that the lamp electrodes of the gas discharge lamp may not be preheated can be. This takes place with the aid of an energy storage circuit which is charged during the operation of the gas discharge lamp and is discharged with a specific time constant after the electronic ballast has been switched off.
  • the control circuit provided according to the invention automatically detects the charge still remaining in the energy storage circuit when the electronic ballast is restarted, the charge recorded being a measure of the switch-off time of the electronic ballast and thus also of the temperature of the lamp electrodes still present.
  • the control circuit controls the gas discharge lamp without preheating operation. Otherwise a preheating operation is carried out.
  • the energy storage circuit can in particular be formed by an RC element connected to the control circuit.
  • FIG. 1 shows a circuit diagram of a preferred exemplary embodiment of an electronic ballast according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged illustration of a control circuit shown in FIG. 1 with a corresponding external sound system of this control circuit
  • FIG. 3 shows a block diagram of the control circuit shown in FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a circuit diagram of a current detection block shown in FIG. 3,
  • FIGS. 3 and 4 show illustrations for explaining the capacitance current detection with the aid of the current detection block shown in FIGS. 3 and 4,
  • FIG. 6 shows a circuit diagram of a voltage detection block shown in FIG. 3,
  • FIGS. 7a and 7b show illustrations for explaining the lamp change detection with the aid of the voltage detection block shown in FIGS. 3 and 6,
  • FIG. 8a shows a circuit diagram to explain the warm / cold start mode switchover according to a first exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 9 shows an example of various operating states controlled by the electronic ballast according to the invention
  • Fig. 10 shows a block diagram of a known electronic ballast
  • 11a to 11d show illustrations for explaining a further function of the voltage detection block shown in FIGS. 3 and 6.
  • the electronic ballast shown in FIG. 1 first comprises a circuit A, which is connected on the input side to a supply voltage, for example a mains voltage, and is used for radio interference suppression.
  • the circuit A is constructed in the usual way and includes, for example, capacitive input filters and, if necessary, harmonic chokes.
  • a capacitor C2 and a symmetry transformer L1 are shown only by way of example, it being possible for a surge arrester or a VDR with the designation F1 to be connected in parallel.
  • the circuit B following the circuit A comprises a full-wave rectifier bridge with diodes VI-V4.
  • the rectifier circuit B converts the supply AC voltage present on the input side into a rectified intermediate voltage.
  • the rectifier circuit B can therefore be omitted if the electronic ballast is operated with direct voltage.
  • the following circuit part C serves for harmonic filtering and smoothing the intermediate voltage supplied by the rectifier B.
  • the circuit C shown in FIG. 1 comprises, for example, capacitors C3, C1, a diode V5, a coil L2, a MOS field-effect transistor T1 and a control circuit IC1 designed as an integrated circuit.
  • the control circuit IC1 is connected to a supply voltage potential VCC and can be connected to the other circuit elements in such a way that it receives different voltage potentials U or currents I.
  • the structure of the circuit C shown in FIG. 1 is of course to be understood purely by way of example.
  • An inverter circuit D is driven by the harmonic filter C shown in FIG. 1, the essential elements of which are two controllable switches connected in series between a supply voltage line and ground, in the present example in the form of MOS field-effect transistors T2 and T3.
  • the two inverter switches T2, T3 are connected to form a half bridge and are each controlled, ie opened and closed, with the aid of a control circuit IC2 designed as an integrated circuit.
  • the control circuit IC2 thus also takes on the function of a bridge driver and is connected to or coupled to a corresponding supply voltage line VCC.
  • the Inverter circuit D generates an alternating voltage with variable frequency and / or duty cycle depending on the rectified intermediate voltage generated by rectifier circuit B.
  • the inverter D is constructed in the usual way and its function is sufficiently known, so that a further explanation can be dispensed with here. It is only important at this point that the control circuit IC2 controls the two inverter switches T2 and T3 alternately, depending on the control signals supplied, so that a "chopped", high-frequency AC voltage occurs at the connection point between the two inverter switches T2 and T3.
  • a series resonance output circuit or load circuit E is connected to the inverter D.
  • the load circuit E is designed for the connection of two gas discharge lamps Gl, G2 in a tandem configuration.
  • the load circuit E can also be modified such that only one gas discharge lamp or more than two gas discharge lamps can be operated.
  • the load circuit E has a series resonance circuit consisting of a resonance circuit coil L3 and a resonance circuit capacitor C14.
  • This series resonant circuit or the resonant circuit coil L3 is connected to the connection point between the two inverter switches T2 and T3 and the resonant circuit capacitor C14 is arranged such that it is connected in parallel with the gas discharge lamp or gas discharge lamps Gl, G2 to be operated.
  • the high-frequency AC voltage generated by the inverter D is supplied to the gas discharge lamps Gl and G2 via the series resonance circuit.
  • the two gas discharge lamps Gl and G2 are connected in a tandem configuration to the load circuit E or the electronic ballast.
  • the upper filament of the upper gas discharge lamp Gl and the lower filament of the lower gas discharge lamp G2 are connected directly to the load circuit E, while the lower filament of the upper gas discharge lamp Gl and the upper filament of the lower Gas discharge lamp G2 connected to each other and connected to the load circuit E.
  • a heat exchanger L4 is provided according to FIG.
  • the primary winding of which is connected in series with the resonant circuit capacitor C14, while the secondary winding connects the lower filament of the upper gas discharge lamp Gl and the upper filament of the lower gas discharge lamp G2 to one another.
  • the frequency of the AC voltage supplied by the inverter E is related the resonance frequency of the series resonance circuit is set such that the voltage across the resonance circuit capacitor C14 and thus across the gas discharge lamps Gl and G2 does not cause the gas discharge lamps to ignite.
  • an essentially constant preheating current flows through the filaments of the gas discharge lamps Gl, G2.
  • the capacitor C15 shown in FIG. 1 adapts the preheating voltage in the tandem configuration of the gas discharge lamps Gl and G2 shown in FIG. 1.
  • the frequency of the alternating voltage supplied by the inverter D is shifted into the vicinity of the resonant frequency of the series resonant circuit via the control circuit IC2, as a result of which the voltage across the resonant circuit capacitor C14 and the gas discharge lamps Gl, G2 is increased, as a result of which these gas discharge lamps are ignited.
  • the electronic ballast shown in FIG. 1 goes into the actual operating phase, in which the frequency of the alternating voltage supplied by the inverter D is continuously set, for example, in such a way that the most constant lamp current flows or starts through the gas discharge lamps Gl, G2 the gas discharge lamps have as constant a lamp voltage as possible.
  • the electronic ballast shown in FIG. 1 goes into the actual operating phase, in which the frequency of the alternating voltage supplied by the inverter D is continuously set, for example, in such a way that the most constant lamp current flows or starts through the gas discharge lamps Gl, G2 the gas discharge lamps have as constant a lamp voltage as possible.
  • a circuit module which, at the heart, comprises the control circuit IC2 already mentioned and several external components as external circuitry for the control circuit IC2.
  • the main external components are six resistors RIO, R13 - R16 and R21, R22 and two capacitors C7 and C17. As shown in Fig. 1, the individual external components are connected to respective input terminals of the control circuit IC2.
  • the external components connected to the control circuit IC2 serve primarily to detect certain circuit sizes of the electronic ballast, so that these can be evaluated in the control circuit IC2.
  • FIG. 2 shows an enlarged representation of the control circuit IC2 shown in FIG. 1 and the external wiring of the individual input connections of the control circuit IC2. Only the essential connections and external components are shown in FIG. 2.
  • the control circuit IC2 is advantageously designed as an application-specific integrated circuit (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) and accommodated in a multi-pole SMD housing (Surface Mounted Device).
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the control circuit IC2 is suitable both for the operation of a single lamp output circuit E and for the operation of a load circuit E designed for a tandem configuration shown in FIG. 1 with a plurality of gas discharge lamps.
  • the control circuit IC2 has a plurality of connections which have the following functions.
  • the reference potential, ie the ground potential, for the individual analog and digital function blocks of the control circuit IC2 is applied to the connection GND. From Fig. 1 it can be seen that the ground potential of the entire electronic ballast is grounded via a coupling capacitor C1.
  • the internally generated supply voltage for the individual analog and digital function blocks of the control circuit IC2 is provided at the connection VDD, which is connected to the ground potential via the coupling capacitor C7 (cf. FIG. 1).
  • the connection NP serves, as will be explained in more detail below, for the external setting and detection of the preheating method, ie for the selection between a cold start and warm start operation.
  • the NP connection is connected externally in such a way that dynamic selection of the preheating method is possible.
  • the terminal VL1 detects the divided lamp voltage of the gas discharge lamps Gl, G2 via the resistors RIO and R14, R15 shown in FIG. 1 and partly in FIG. 2 and thus serves primarily for monitoring the lamp voltage.
  • the connection ILC is used to monitor the resistors R13 and R16 shown in FIG. 1 and partly in FIG. 2 Output circuit or load circuit current (choke current) or for monitoring the lamp current flowing through the gas discharge lamps Gl, G2 after their ignition, by using the shunt resistor R16 to detect a voltage proportional thereto and to supply the control circuit via the connection ILC.
  • the VLI connection is thus used for voltage monitoring, while the ILC connection is used for current monitoring.
  • the two output connections OUTL and OUTH serve to control the low-lying or high-lying half-bridge switch T3 and T2 shown in FIG. 1.
  • control signals (TTL level) for switching the two inverter switches T2 and T3 on and off are provided at the output connections OUTL and OUTH.
  • the connection VCC of the control circuit IC2 is finally the central supply voltage connection of the control circuit IC2.
  • the supply voltage range can include 10-18V, for example.
  • the control circuit IC2 controls the inverter switches T2 and T3 in such a way that an alternating voltage of variable frequency with an operating frequency range of, for example, 40-80 kHz is generated on the output side by the inverter circuit D.
  • the control circuit IC2 forms the heart of the entire electronic ballast shown in FIG. 1 and accordingly comprises a large number of different functions.
  • the control circuit IC2 can be used to dynamically determine the preheating method for the connected gas discharge lamp (s) and to switch between a cold start and a warm start operation.
  • the control circuit IC2 ensures a defined preheating operation with a defined preheating time and a defined preheating current.
  • the control circuit IC2 likewise ensures a predefined ignition operation with a defined ignition time and a defined ignition voltage.
  • the preheating current and the lamp operating current or the lamp voltage can be detected via the connections ILC or VLI of the control circuit IC2 and regulated to a value that is as constant as possible.
  • control circuit IC2 monitors the capacitive operation of the load circuit E via the current connection ILC.
  • the occurrence of a constant light effect in a connected gas discharge lamp Gl, G2 can also be detected via the voltage connection VLI.
  • the occurrence of a gas defect which leads to an overvoltage in the corresponding gas discharge lamp, can be detected with the aid of the voltage connection VLI and the electronic ballast can accordingly be switched off in this case.
  • a special function of the control circuit IC2 is the detection of a lamp change, the lamp change detection in the tandem configuration shown in FIG. 1 being in particular independent of the changed lamp, ie both the upper gas discharge lamp Gl and the lower one can be changed Gas discharge lamp G2 can be detected.
  • a (preferably digitally implemented) sequence control is implemented in the control circuit IC2, which ensures that the gas discharge lamp (s) connected to the electronic ballast are controlled in accordance with predetermined operating states, whereby from one operating state to a new operating state only when fulfilled at least one specific condition can be changed.
  • operating state-dependent monitoring of certain variables of the electronic ballast is possible, so that different error variables can be monitored and evaluated differently depending on the respective operating state.
  • an event-filtered error evaluation takes place in particular, ie with the help of digital event filters, for example, it is ensured that the existence of an error is only concluded if the corresponding error actually occurs several times in succession.
  • control circuit IC2 has further functions, all of which will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.
  • Fig. 3 shows a block diagram of the internal structure of the control circuit IC2 described above.
  • a module 100 is coupled to the current connection ILC, which is used, among other things, for the previously described current detection and capacitive current detection of the load circuit.
  • the evaluation of the current sensed via the connection ILC is carried out in particular with the aid of a regulator formed by a comparator circuit.
  • this comparator circuit is also supplied and evaluated with the voltage signal received by the voltage connection VLI of the control circuit IC2 and processed by a module 200.
  • the module 200 is used in particular for detecting the lamp voltage, for rectifying effect detection and for lamp change detection.
  • a further module 300 is coupled to the connection NP, which module is used to detect the warm or cold start operation when preheating the gas discharge lamp (s) to be controlled and to implement a dynamic preheating operation.
  • a voltage regulator module 400 is connected to the supply voltage connections VCC and VDD, which has an internal voltage regulator which provides a regulated, very precise voltage for the voltage supply of all internal function blocks.
  • Another module 500 serves as a source for all required reference quantities, ie reference voltages and reference currents, in the control circuit IC2.
  • An oscillator 600 serves as an internal clock generator of the control circuit IC2, a time base generator 700 coupled to it depending on the predetermined clock of the oscillator 600 internal time variables for the sequence control of the Control circuit IC2, such as the preheating or ignition time, derived.
  • Another module 800 is used to implement the sequence control of the individual operating states of the entire electronic ballast and interacts closely with another module 900, which is used for measuring phase control.
  • the module 900 is used in particular for event-filtered evaluation of certain error quantities of the electronic ballast and for the measurement phase-dependent control of all switches of the individual function blocks of the control circuit IC2.
  • the sequence controller 800 evaluates the event-filtered status messages of the measurement phase controller 900 and controls the individual operating states of the electronic ballast or the control circuit IC2 depending on the time variables specified by the time base generator 700.
  • the control circuit IC2 has a further module 1000 for controlling the inverter. With the aid of this module 1000, frequency setting signals supplied by the measuring phase control 900 are converted into corresponding control signals for the upper inverter switch (via the output connection OUTH) or the lower inverter switch (via the output connection OUTL).
  • the control circuit IC2 can comprise both analog and digitally implemented function blocks.
  • the digital part of the control circuit IC2 designed as ASIC comprises the time base generator 700, the sequence control 800, the measurement phase control 900 and the inverter control 1000.
  • the control circuit IC2 can be equipped in such a way that the digital part corresponds to the analog part in terms of the area required by the control circuit IC2.
  • FIG. 4 shows a detailed circuit diagram of the current detection module 100 shown in FIG. 3.
  • FIG. 4 also shows the resistors R13 and R16 which are connected externally to the current connection ILC of the control circuit and which are also shown in FIG. 1.
  • a reference current Irefl is added to the signal detected at the current connection ILC in order to ensure that the signal to be processed by the current detection module 100 is always in the operating voltage range of the control circuit.
  • an integrator circuit 105 is provided, which is used to integrate the input signal supplied to it.
  • the entire function block 105 is implemented in such a way that the integrator function can be used both for measuring the lamp current (via the ILC connection) in normal operation and for identifying rectification effects (via the VLI connection).
  • the integrator circuit 105 can have sample and hold elements, which sample the input signal of the integrator alternately every period of the internal clock generator (cf. module 600 in FIG. 3). The charge thereby stored in the sample and hold elements is passed on to an integration amplifier of the integrator circuit 105. This process is repeated cyclically.
  • the integrator 105 can have an internal controllable switch which bridges the aforementioned sample and hold elements and is closed during the duration of the offset adjustment of the integrator 105. In this way, any signal, in particular the signal present at the input connection ILC, can be applied to the actual integration amplifier via the switch S105 or a reference voltage potential for rectifying effect detection from the voltage block 200 via the switch S107 during the initialization phase.
  • the actual integration amplifier of integrator 105 has the task of integrating the current measurement signal at the ILC connection in a time-controlled manner. In the event that the current measurement signal present at the ILC connection is integrated by the integration amplifier of the integrator circuit 105, the switch S105 is closed, while in the case of the rectification effect evaluation the reference potential for the rectification effect evaluation supplied via the switch S107 is applied to the integrator circuit 105.
  • a comparator 103 serves as the actual controller, which carries out the required setpoint / actual value comparison and is connected to the output of integrators 105.
  • the arrangement of this comparator 103 shown in FIG. 4 makes it possible to use the comparator 103 very flexibly.
  • a switch S124 By actuating a switch S124 accordingly, different reference voltages or reference values can be connected or applied to the comparator 103, reference voltages Vrefl-Vref ⁇ being shown by way of example in FIG.
  • the reference potential Vrefl and Vref2 corresponds, for example, to a desired preheating voltage during a preheating operating state.
  • the reference voltage Vrefl or Vref2 is thus applied to the comparator 103 with the aid of the controllable switch S124, so that the measurement signal which is present at the ILC connection and is not integrated is compared with the reference value Vrefl or Vref2 respectively applied.
  • the reference potential Vref3 corresponds to the integration start value of the integration amplifier of the integrator 105, so that when this reference potential Vref3 is applied, the comparator 103 can detect the actual change in the integration result.
  • the reference potentials Vref4 or Vref ⁇ can correspond to a positive or negative limit value for the lamp voltage of the connection VLI supplied and integrated via the switch S107, in order to be able to reliably detect the occurrence of a rectification effect by comparison with these two limit values if the integration result is exceeded in a positive or negative direction.
  • the further reference potential Vref5 is also used, which is added during the rectification effect detection and corresponds to the output or start value for the integration of the lamp voltage supplied via the switch S107.
  • the change in the corresponding integration variable that is actually present relative to the corresponding start value can thus be determined with the aid of the comparator 103.
  • the output signal of the comparator 103 is fed to the measuring phase controller 900 shown in FIG. 3, which evaluates it and evaluates it differently depending on the current measuring phase. This is how the measuring phase control ensures
  • the measurement phase control generates an event-filtered signal which indicates whether there is a rectification effect in a connected gas discharge lamp or not. This signal is evaluated by the sequence control block 800 shown in FIG. 3 and used to control the operating state of the entire electronic ballast.
  • the measurement signal present at the connection ILC can also be monitored and evaluated bypassing the integrator circuit 105 in order, for example, to detect a capacitive operation of the load circuit of the electronic ballast.
  • a detector can be provided for detecting a capacitive current flowing in the load circuit, which, for example, determines the phase angle of the load circuit, ie the phase difference between the load circuit voltage and the load circuit current (Capacitive current detection).
  • Capacitive current detection Capacitive current detection
  • FIG. 5a shows an enlarged illustration of the essential elements of the inverter D already shown in FIG. 1 and of the load circuit E.
  • FIG. 5a assumes that only one gas discharge lamp Gl is connected to the load circuit.
  • 5a shows the two inverter switches T2 and T3 connected in series.
  • the load circuit with its series resonance circuit is connected to the connection point between the two inverter switches T2 and T3, i.e. the resonance circuit coil L3 is connected in parallel with the resonance circuit capacitor C14 to the lower inverter switch T3.
  • the resonant circuit capacitor C14 is also connected in parallel to the gas discharge lamp Gl.
  • Free-wheeling diodes VI 1 and V12 are connected in parallel to the individual inverter switches T2 and T3 and serve to protect the respective inverter switch.
  • 5b shows on the one hand the switch-on states of the two inverter switches T2 and T3 and the current profile of the current I u flowing through the choke L3 and the time profile of the voltage potential V L occurring at the connection point between the two inverter switches T2 and T3.
  • a current flows in the freewheeling diode of the inverter switch to be switched on and the inverter half bridge switches the resonant load circuit inductively, ie the voltage or potential V L leads the choke current I u .
  • the capacitive switching of the resonance load of the resonance load circuit is the capacitive switching of the resonance load of the resonance load circuit.
  • FIG. 5a shows the course of the individual currents Ij-I 4 , which occur during the time intervals t ,, - t 4 shown in FIG. 5b in the case of an inductive or capacitive inductor current 1 ⁇ .
  • the above-mentioned phenomenon occurs in particular in the case of load circuit voltages V L with an output frequency close to the resonance frequency of the series resonance circuit, which is the case in particular when the gas discharge lamp Gl is ignited, an inductive current initially flowing in the load circuit, which leads to heating of the coil L3 leads. Due to the heating of the coil L3, its inductance drops, so that a transition suddenly occurs from the inductive area to the faulty capacitive area.
  • the level of the current amplitude of the load circuit detected via the input ILC can now be monitored and compared with a fixed, predetermined reference value.
  • the magnitude of the current amplitude is advantageously detected at the time when the lower inverter switch T3 is switched on, since in this case the polarities of the measured values to be recorded are favorable for processing within the control circuit IC2 designed as an ASIC. If the detected current value is below the limit value specified by the corresponding reference potential, the presence of capacitive operation is inferred from the load circuit, and an output signal with a high level can be generated which is evaluated by the measurement phase control block 900 shown in FIG. 3 and finally by the inverter control block 1000, also shown in FIG. 3, is converted into control signals for the two inverter switches T2 and T3 in such a way that they are alternately switched on and off at an increased frequency in order to increase the working frequency and thus counteract the capacitive operation.
  • FIG. 6 shows on the one hand the internal structure of the voltage detection block 200 and the external circuitry of the control circuit coupled to the connection VLI of the voltage detection block 200.
  • a series resistor RIO is coupled on the one hand to the connection VLI and on the other hand to a voltage divider consisting of resistors R14 and R15, the two voltage divider resistors R14 and R15 being connected in parallel to the gas discharge lamp Gl and are connected to the gas discharge lamps Gl and G2 connected in tandem in FIG. 1.
  • FIG. 6 it is assumed in FIG. 6 that, in contrast to FIG. 1, only one gas discharge lamp G1 is driven, to which the resonant circuit capacitor C14 is also connected in parallel.
  • the two resistors R14 and R15 have the task of dividing down the voltage applied to the gas discharge lamp Gl so that a measuring signal representative of the lamp voltage can be fed to the voltage terminal VLI of the voltage detection block 200 with the aid of the resistor RIO acting at the connection point between the resistors R14 and R15 .
  • the three external resistors RIO, R14 and R15 are variable, so that - analogously to the power connection ILC (cf. resistors R13, R16) - a connection of the control circuit completely independent of one another at different times includes a total of three different control variables of the electronic ballast Can be set or controlled using one and the same controller.
  • the setpoints for the control of the three different control variables can be set or predefined depending on the lamp type or the electronic ballast type currently being used.
  • the following variables of the electronic ballast can be set using the three external variable resistors RIO, R14 and R15: the maximum lamp voltage positive / negative, the amplitude of the AC voltage component of the lamp voltage signal and the signal increase of the lamp voltage signal for rectification effect evaluation.
  • an internal reference current source is again provided, which applies an additional internal current Iref2 to the measurement signal present at the voltage connection VLI.
  • the reference current Iref2 is activated with the help of the controllable switch S207 only during the evaluation of the rectification effect, i.e. closed. All other evaluations connected to the VLI connection relate to the signal present at the VLI connection without an additional reference current Iref2, i.e. without DC offset. Accordingly, all other detectors on the VL1 connection are deactivated during the rectification effect evaluation, since they would otherwise give incorrect results.
  • the rectification effect detection is to be explained in more detail with the help of the present control circuit.
  • gas discharge lamps due to the wear of the heating filament, have the effect at the end of the life of the gas discharge lamps that the lamp electrodes wear out unevenly over time, i.e. the removal of the emission layers on the lamp electrodes is different. Due to the different wear of the lamp electrodes, there are differences in the emissivity of the two lamp electrodes. The result of this is that a higher current flows from one lamp electrode to the other when the corresponding gas discharge lamp is operated than vice versa. The time course of the lamp current thus shows an increase in a half-wave.
  • the different removal of the two lamp electrodes thus creates asymmetries which not only lead to a stronger flicker of light at the end of the life of the gas discharge lamp, but even in extreme cases only permit the gas discharge lamp to be operated during one half-wave.
  • the gas discharge lamp acts like a rectifier, so that the effect described above is referred to as the "rectifying effect".
  • the rectification effect explained above also has the consequence that the more worn electrode, which has a higher work function than the other electrode, heats up more than the other electrode when the gas discharge lamp is started up.
  • the work function is generally the minimum energy required to detach an electron from a metal, in the present case from a lamp electrode.
  • the heating of the lamp electrode described above can become so strong, in particular in the case of lamps with a small diameter, that parts of the lamp glass bulb can melt.
  • each controlled lamp is monitored for the occurrence of a rectification effect, so that a reaction can be made accordingly when a rectification effect is detected.
  • the actual rectification effect detection does not take place in the voltage detection block 200 shown in FIG. 6, but in the current detection block 100, since the integrator circuit of the current detection block 100 and the downstream comparator 103 (cf. FIG. 4) are also used for the rectification effect detection . In this way, the number of monitoring of the electronic ballast or the gas discharge lamp (s) required components can be reduced.
  • the switch S207 shown in FIG. 6 is advantageously closed some time before the expected zero crossing of the lamp voltage signal present at the connection VLI, so that transient processes caused by the capacitor C201 cannot additionally falsify the measurement signal.
  • Switch S201 is opened again exactly at the calculated zero crossing of the lamp voltage.
  • the signal present at the switch S107 shown in FIGS. 4 and 6 corresponds at this point in time to the AC voltage amplitude at the connection VLI, while the DC component of the signal present at the switch S107 corresponds to the reference voltage VrefS that is switched on.
  • the measurement signal of the connection VLI prepared in this way is finally fed to the integrator circuit 105 shown in FIG. 4, as has already been explained above.
  • the switching state of the switch S107 is controlled by the measuring phase controller 900 shown in FIG. 3.
  • the individual switches shown in FIG. 4 are closed or opened by the measuring phase controller 900 in such a way that, with the aid of the comparator 103, an averaged evaluation of the current measuring signal present at the terminal ILC or of the voltage measuring signal present at the terminal VLI is possible via the upstream integrator circuit.
  • the comparator 103 can also be connected directly to the current measurement connection ILC, bypassing the integrator circuit, in order thus to evaluate or regulate the peak value of the current measurement signal at the connection ILC.
  • the measuring phase control 900 which of the measuring or. Control states are assumed.
  • the rectification effect detection principle implemented in the present control circuit IC2 provides that the lamp voltage detected via the voltage connection VLI is integrated with the aid of the integrator circuit of the current detection block 100 shown in FIG. 4, and then the deviation from a predetermined desired value is evaluated.
  • the measurement signal corresponding to the lamp voltage is integrated over a full period or a multiple of a full period of the lamp voltage, and then the deviation of the integration result from the original integration start value is evaluated.
  • the comparator 103 is supplied with the integration start value by applying the corresponding reference potential Vref5.
  • the comparator 103 can also be given a positive limit value or a negative limit value for the rectification effect detection in the form of the further reference potentials Vref4 or Vref ⁇ .
  • the potential Vref5 can be, for example, 3.0V, while a value of 4.0V can be used as the positive reference potential Vref4 and a value of 2.0V can be used as the negative reference potential Vref ⁇ .
  • the output signal of the comparator shown in FIG. 4 is in turn fed to the measurement phase controller 900 which, after detection of a rectification effect, outputs a corresponding status message or error message to the sequence controller 800 shown in FIG. 3.
  • the measurement phase controller 900 carries out an event-filtered revision of this error message and ensures that an error message indicating the rectification effect is only output to the sequence controller 800 if the rectification effect occurs continuously over a long period of time.
  • the measuring phase controller 900 only outputs a rectification effect error message to the sequence controller 800 if a rectification effect is detected 32 times in succession every 255th period of the lamp voltage by the comparator 103 shown in FIG. 4. As soon as no rectification effect has been detected during a period of the lamp voltage, the counter of the measuring phase control 900 assigned to the rectification effect is reset to zero and the evaluation of the rectification effect error signal of the comparator 103 is started again.
  • the occurrence of a rectification effect is only taken into account in the operating state of the electronic ballast, since, for example, the occurrence of a rectification effect should not lead to the system being switched off during the preheating phase.
  • the rectification effect detection takes place in particular in that clock pulses of a (high-frequency) reference clock are counted and compared with one another during the individual half-waves of the lamp voltage or the quantity dependent thereon, the clock pulses counted as a function of the duration of the respective half-wave are. If there is no rectification effect, the clock pulses counted during the positive and negative half-waves match. In contrast, if there is a rectification effect, the clock pulses counted during the positive and negative half-waves differ from one another.
  • 11a shows a circuit-technical implementation of this exemplary embodiment with an up / down counter 107, which receives a signal UZERO as the actual input signal and furthermore as control signals a high-frequency reference clock signal CLK, for example with the frequency 10 MHz, and a reset or reset signal .
  • the signal UZERO assumes a positive and otherwise a negative voltage level during each positive half-wave of the lamp voltage present at the connection VLI and thus detects the zero crossing of the lamp voltage.
  • the counter 107 is started at the zero crossing of the lamp voltage and counts either up or down during the subsequent half-wave of the lamp voltage.
  • the measurement signal ie the lamp voltage
  • the counting direction of counter 107 is reversed.
  • the current counter reading N of the counter 103 is connected to a comparator, which can be formed, for example, by the comparator 103 already described above.
  • This comparator 103 compares the current counter reading N with the initialization value or the original counter reading of the counter 107. If there is no rectification effect, it must the counter reading N has reached the initial value N 0 again after reaching the next zero crossing of the lamp voltage.
  • the comparator 103 advantageously compares the counter reading N with the initial value N 0 within certain tolerance limits, in order not to prematurely conclude that there is a rectification effect.
  • the output signal of the comparator 103 is fed via a D-flip-flop 108 clocked by a latch signal to the measuring phase controller 900, which - as has been described above - evaluates this signal and in particular carries out an event-filtered evaluation, ie only then concludes that there is a rectification effect , if, for example, a rectification effect is reported by the comparator 103 32 times in succession every 255th period of the lamp voltage.
  • the zero crossing signal UZERO can originate, for example, from a further comparator 203, which monitors the voltage measuring signal present at the voltage connection VLI with regard to its zero crossing.
  • the entire integrated measuring system of the control circuit IC2 is cyclically synchronized with respect to the zero point of the lamp voltage.
  • the synchronization advantageously takes place every second period of the output frequency.
  • An exception to this principle is the rectification effect evaluation. In this case, the synchronization is delayed by two further periods over a full period of the lamp voltage due to the integration carried out for the rectification effect evaluation.
  • the output signal of the zero crossing comparator 203 is also fed to the measuring phase control 900 and is of central importance for the control of all controllable switches of the entire control circuit, the actuation of which is controlled in each case to the zero crossing of the lamp voltage.
  • FIG. 11 b shows a representation of the signal profiles in the circuit shown in FIG. 11 a in the absence of a rectification effect and the states that occur in the process.
  • 1 lb in particular shows that the zero crossing signal UZERO assumes the positive level during the positive half-wave of the lamp voltage U VL1 and the counter 107 decreases its counter reading N based on the initialization value NO according to the reference clock CLK until the lamp voltage U VL1 passes through a new zero is present. The counter reading N is then increased again.
  • the latch signal outputs the output value of the comparator 103 to the measuring phase controller 900 via the D flip-flop 108, and then the counter 107 is reset to the initial value N 0 using the reset signal.
  • the Lamp voltage U VL1 the counter reading N of the counter 107 again the initial value N 0 , so that the comparator 103 reports no rectification effect.
  • 11c and 11d show courses of the counter reading N if there is a rectifying effect, the counter reading N being greater than N 0 according to FIG. 11c or smaller than N 0 according to FIG. 11d after a full period of the lamp voltage U VL1 and thus the comparator 103 recognizes and reports the rectification effect by comparing N with N 0 .
  • the comparison of the comparator N advantageously takes place within predetermined tolerance limits, which are defined by threshold values N S1 and N S2 according to FIG. 11D, ie the comparator 103 only outputs an output signal corresponding to the rectification effect if the following condition is not fulfilled: N S2 ⁇ N ⁇ N S1 .
  • the threshold values are advantageously selected asymmetrically in such a way that the distance between N S1 and N 0 is greater than the distance between N 0 and N S2 (in particular twice as large), since the control behavior of the electronic ballast occurs when the rectification effect shown in FIG always tries to compensate for the associated decrease in current by changing the frequency.
  • the sensitivity for the rectification effect detection at counter readings N which are below the output value N 0 after a full period of the lamp voltage U vu is increased and the threshold value N S2 is shifted closer to the output value N 0 .
  • a further function block for overvoltage detection of the lamp voltage can be connected to the voltage connection VLI (cf. the arrow shown in FIG. 6), the output signal of this function block also being able to be fed to the measurement phase control 900 and, for example, again event-filtered (cf. the rectification effect evaluation explained above). leads to a corresponding error message to the sequencer 800.
  • the voltage detection block 200 shown in FIG. 6 comprises a further function block which is provided for the detection of a lamp change.
  • This functional block comprises a sampling circuit 201, a switch S206 and a comparator 202.
  • This lamp change detection circuit makes it possible to detect a change in both the upper gas discharge lamp Gl shown in FIG. 1 and the lower gas discharge lamp G2. So far it was due to circuitry Difficulties only possible and known to monitor and recognize a change in this lower gas discharge lamp G2 by monitoring the lower lamp filament of the lower gas discharge lamp G2. As soon as a change in the lower gas discharge lamp G2 was detected, the entire system was restarted.
  • any gas discharge lamp Gl, G2 connected to the electronic ballast As soon as a lamp change has been recognized, this is communicated via the measuring phase controller 900 shown in FIG. 3 to the sequence controller 800 also shown schematically in FIG. 3, so that it can automatically restart the system after notification of a lamp change.
  • a lamp change is particularly considered if the control circuitry has a lamp fault, e.g. a gas defect that has been identified and reported. In this case, the installer will try to replace the faulty lamp. Initially, however, the fitter does not know which of the gas discharge lamps G1, G2 connected to the electronic ballast is faulty. He will therefore replace one of these connected gas discharge lamps. As soon as the
  • the sequence control 800 shown in FIG. 3 will restart the system. If a lamp fault is still detected or all the connected gas discharge lamps cannot be ignited, the control circuit switches back to an error or lamp change detection state without the connected gas discharge lamps being able to be operated continuously. For the fitter, this means that the gas discharge lamp that he replaced was either not defective or that another defective gas discharge lamp exists. In this case, the fitter has to replace another gas discharge lamp connected to the electronic ballast.
  • a lamp change is recognized in that a supply voltage of a certain frequency is applied to the load circuit by the inverter and the transient response of the load circuit is evaluated in this regard.
  • the transient response of the load circuit is in turn assessed on the basis of the measurement signal present at the voltage connection VLI and proportional to the lamp voltage, this measurement signal being sampled several times and thus the characteristic curve of the lamp voltage resulting from the applied supply voltage being assessed.
  • the supply voltage applied to the load circuit in lamp change detection mode has, in particular, a relatively low frequency of, for example, 40 Hz.
  • only one of the two inverter switches T2, T3 (cf. FIG. 1) is switched on or off alternately with the aforementioned frequency in the lamp change detection mode, while the other inverter switch remains permanently open during the lamp change mode.
  • it is the upper inverter switch T2 that is permanently open, while the lower inverter switch T3 is alternately switched on and off with the low repetition frequency of approximately 40 Hz.
  • the function of the lamp change detection circuit shown in Fig. 6 is as follows.
  • the lower inverter switch T3 of the inverter D shown in FIG. 1 is switched on and off with a low repetition frequency of approximately 40 Hz, while the upper inverter switch T2 remains permanently switched off. Because the inverter switch T3 is switched on and off, there is a certain transient response in the load circuit of the electronic ballast, which depends in particular on the gas discharge lamps connected to the electronic ballast. This transient response of the load circuit is reflected in the measurement signal detected via the input connection VLI, which is evaluated by the lamp change detection circuit.
  • the sampling circuit 201 stores certain ones Time T r T 3 the current voltage value of the measurement signal present at the connection VLI.
  • the third measurement at time T 3 is not absolutely necessary, but it does increase the reliability of the measurement against interference. The measurement process described above takes place after the inverter switch T3 has been opened and before it has been closed again.
  • the result is temporarily stored in the downstream digital part (not shown in FIG. 6).
  • the lamp change detection circuit is then reinitialized, ie a specific reference voltage Vrefl 1 is switched on via switch S206 and a new sample value of the voltage signal at terminal VLI is buffered in the sampling circuit 201.
  • the comparator 202 thus carries out a double relative evaluation of the sample values stored in the sampling circuit 201, that is to say the difference between the sample value stored at time T, and the sample value stored at time T 2 , and the difference between the one recorded at time T j Sample value and the sample value stored at time T 3 .
  • This evaluation of the relative relationships between the individual sample values is advantageous compared to the evaluation of absolute measured variables, since additional components would be required to evaluate absolute measured variables.
  • FIG. 7a shows a time diagram of the course of the voltage U vu present at the connection VLI, the switching state of the inverter switch T3 and the switching state of the switch S206 shown in FIG. 6. Furthermore, the individual sampling times T ,, T 2 and T 3 are indicated in FIG. 7a.
  • the evaluation of the comparison result provided by the comparator 202 between the samples at times T, and T 2 or Tj and T 3 takes place in the measuring phase controller 900.
  • the transient process that is to say on the basis of the sample values at times Tj - T 3 formed voltage characteristic
  • 7b shows an example of the characteristic curve of the voltage signal U VL present at the connection VLI for three different cases.
  • the characteristic curve a corresponds to the characteristic curve which arises when the upper gas discharge lamp Gl shown in FIG. 1 changes.
  • the characteristic curve b corresponds to the characteristic curve when changing the lower one Gas discharge lamp G2 during lamp change detection operation.
  • the third characteristic curve c shown in FIG. 7b corresponds to the characteristic curve in normal operation without a lamp change, ie in the event that all lamps are connected.
  • the control circuit IC2 will monitor the transient behavior with regard to the occurrence of the characteristic curves a or b when a lamp fault occurs in an error state. As soon as the voltage at the connection VLI runs in accordance with one of these characteristics, this means that one of the connected gas discharge lamps has been removed from its version for troubleshooting.
  • the control circuit IC2 or sequence control 800 then changes to the actual lamp change detection state, in which, as in the fault state, only the lower inverter switch T3 is opened and closed, for example at 40 Hz, while the upper inverter switch T2 is permanently open. In this state, the control circuit IC2 waits for the appearance of the characteristic curve c, d. H. that a replacement lamp has been used instead of the removed lamp and now all lamps are reconnected. The system then restarts or restarts. This process will be explained again later with reference to FIG. 9.
  • FIG. 8a and 8b show two variants of the circuit 300 shown in FIG. 3 for detecting a warm / cold start operation. Both variants have in common that the voltage potential present at the connection NP of the control circuit is always evaluated and it is determined by comparison with a predetermined reference voltage Vrefl 2 whether a warm or cold start is to be carried out. This comparison is carried out with the aid of a comparator 301, the positive measuring input of which is connected to the connection NP. On the output side, the comparator 301 is connected to a state hold circuit 302, which can be implemented, for example, by a D flip-flop. This state hold circuit 302 has the effect that the output signal of the comparator 301 is only switched through and evaluated to the sequence control 800 if a corresponding enable signal EN is present.
  • This enable signal EN takes only at a high level for a short time only when the entire system is restarted or restarted, for example by actuating an appropriate power switch. At no later point in time does a signal change at the NP port result in a state change at the output port of the state hold circuit 302.
  • FIG. 8b shows a variant of the circuit explained above, which enables a dynamic switchover between a warm and cold start operation.
  • the circuit shown in Fig. 8b corresponds essentially to the circuit shown in Fig. 8a, with the exception, however, that a switch S301 is provided internally at the input terminal NP, via which the supply voltage potential VDD can be applied to the input terminal NP, while externally an RC element consisting of the resistor R22 and capacitor C17 already shown in FIGS. 1 and 2 is connected to the connection NP.
  • the voltage potential present at the input connection NP is monitored by the comparator 301.
  • the operation of the circuit shown in Fig. 8b is as follows.
  • the switch S301 is closed so that the capacitor C17 is charged by the supply voltage potential VDD applied to the input terminal NP. If the system is switched off (for example as a result of a fault) or the system supply is switched from mains to emergency power operation, switch S301 is opened and capacitor C17 discharges with the time constant defined by the RC element.
  • the RC element is advantageously designed in such a way that the capacitor C17 carries the charge can hold until the voltage applied to the input connection NP is greater than the reference voltage Vrefl 2 applied to the comparator 301 for a period of up to 400 ms.
  • the enable signal EN of the state hold circuit 302 assumes a high level, so that the comparison result of the comparator 301 is switched through. If, at this point in time, the voltage potential present at the input connection NP is still greater than the reference voltage Vrefl2, the sequence control 800 ensures the start-up of the connected gas discharge lamps without preheating operation and thus carries out a cold start. If, on the other hand, the voltage potential present at the input connection NP is less than the reference potential Vrefl2, the connected gas discharge lamps are preheated and a warm start is thus carried out.
  • the voltage potential present at the input terminal NP of the control circuit depends on the on-time of the switch S301, which is equivalent to the operating time of the electronic ballast. This variable is decisive for the state of charge of the capacitor C17. Furthermore, the voltage potential at the input connection NP depends on the switch-off time of the switch S301 or the duration of the emergency power operation of the electronic ballast and the time constant of the RC element. These variables are decisive for the discharge process of the capacitor C17.
  • the circuit shown in FIG. 8b therefore performs a cold or warm start depending on the duration of the switch-off time and on the time constant of the RC element.
  • Switch-off duration can be specified, which is just sufficient for a cold start operation of the connected lamps.
  • the RC element only has to be dimensioned such that, after charging the capacitor C17 and opening the switch S301, the voltage potential applied to the input terminal NP is greater than the reference potential just after the aforementioned switch-off period
  • Vrefl 2 of the comparator 301 is.
  • the maximum permissible time between switching to emergency power operation and restarting or restarting the electronic ballast without preheating the lamp electrodes is set to 400 ms.
  • the resistor R22 and the capacitor C17 are to be dimensioned in such a way that the aforementioned period of 400 ms can be observed.
  • any other energy storage circuit can be used, which stores energy depending on the supply voltage potential present at the input terminal NP and discharges with a certain time constant after the supply voltage potential has been disconnected .
  • This energy storage circuit can thus contain any delay elements, as long as there is a defined and known temporal behavior of the delay element or the energy storage circuit.
  • the function blocks 400 and 500 shown in FIG. 3 will be explained in more detail below.
  • the voltage regulator function block 400 generates an internally regulated, very precise supply voltage VDD for all internal function blocks, which at the same time represents the source for all required reference voltages.
  • this internal supply voltage VDD is applied to the outside via the connection VDD and filtered via the external capacitor C7 with good high-frequency properties. Due to the provision of the internal supply voltage VDD, a single low-voltage level can be used for all functional parts of the entire electronic ballast, which is particularly advantageous for cost reasons.
  • the reference voltage generator 500 serves for the central generation of all reference quantities for the control circuit IC2, i.e. to generate all reference potentials and reference currents.
  • the oscillator 600 shown in FIG. 3 represents the central clock source for the entire control circuit IC2.
  • the oscillator 600 is constructed in such a way that no external components are required.
  • the basic clock of the oscillator is set with the help of micro fuses to the desired value of, for example, 10 MHz with an accuracy of z. B. 4-bit matched.
  • the frequency of the clock generator can be reduced to approximately 1/20 of the nominal clock rate, ie to approximately 550 kHz, via a digital input of the oscillator 600. This reduced clock rate, as will be explained in more detail below, is required for certain operating states, in particular for the fault and lamp change detection state, in which the supply energy has to be reduced.
  • the time base generator 700 Depending on the basic clock of the oscillator 600, the time base generator 700 likewise shown in FIG. 3 generates a plurality of constant time intervals which are supplied to the individual function blocks of the control circuit IC2 via digital outputs of the time base generator 700.
  • the sequential control function block 800 receives, for example, all the time reference quantities from the time base generator 700. All the time quantities generated by the time base generator 700 are a multiple of this Basic clock of the oscillator 600.
  • the time reference variables generated by the time base generator 700 can include, for example, the individual preheating times or the ignition time. As will be explained in more detail below, these temporal reference variables are particularly important for the temporal operating state control of the control circuit IC2, which is carried out by the sequence control function block 800.
  • sequence controller 800 The function of the sequence controller 800 will be explained in more detail below with reference to FIG. 9.
  • the sequence control function block 800 controls the operation of the electronic ballast, for example in accordance with the state diagram shown in FIG. 9. 9, each possible operating state is illustrated by a circle, while the individual arrows represent possible changes in state which occur when a condition associated with the two operating states is met. These conditions are in each case linked to specific states of certain state or monitoring variables of the electronic ballast or the lamp (s), these monitoring variables being processed internally by the sequence control 800 in the form of variables which depend on whether the monitoring variable assumes the corresponding state or not, for example assumes the value "1" when the assigned state is taken or "0" when the state is not taken.
  • the individual variables monitored by the sequence controller 800 can include, for example, time-based variables or error variables.
  • the course of a commissioning time, a preheating time, an ignition time or a delay time for the rectification effect detection can be monitored.
  • the error quantities for example, the occurrence of a capacitive current in the load circuit (via the current detection block 100), the presence of an overvoltage at the connected gas discharge lamp, the occurrence of a rectification effect or asymmetrical lamp operation, the absence of a lamp or the occurrence of a synchronization error with regard to the zero crossing the lamp voltage (in each case via the voltage detection block 200) are monitored.
  • the output signal of the function block 300 can be monitored, with the aid of which a distinction can be made between a warm and a cold start operation.
  • the individual error quantities are detected by the blocks 100-300 shown in FIG. 3, but processing is first carried out by the measuring phase control function block 900 before the individual error quantities are actually evaluated by the sequence control 800.
  • the measuring phase control contains a digital event filter assigned to the corresponding error size for each monitored error size.
  • this digital event filter performs the function of a counter which counts the uninterrupted occurrence of the corresponding error.
  • An error message is only passed on to the sequence control 800 by the corresponding event filter when the corresponding error has occurred n times in succession, where n corresponds to the filter depth of the corresponding digital event filter and can be different for each error size.
  • the sequential control unit 800 does not react prematurely to the occurrence of a specific error, and an operating state change as a result of a specific error message is only carried out when it can be assumed with a relatively high degree of certainty that the corresponding error actually exists.
  • a special feature in this regard is the digital event filter for the rectification effect detection, since the rectification effect is a creeping, i.e. error occurs slowly over time.
  • the event filter assigned to the rectification effect is therefore dimensioned in such a way that a rectification effect only occurs and a corresponding error message is output to the sequential control unit 800 if the measuring phase control 900 reports a rectification effect 32 times in succession every 255th period of the lamp voltage.
  • a filter depth of 64 can be used for the detection of a capacitive current, a filter depth of 3 for the detection of an overvoltage and one for the detection of a synchronization error and for the lamp change detection Filter depth of 7 can be provided.
  • filter depth values are also conceivable.
  • the sequencer 800 may include a hysteresis comparator that monitors the external supply voltage signal VCC within certain limits and generates the enable signal EN if the supply voltage signal VC is within the required range
  • the comparator also monitors the switching on and off of the entire system.
  • the enable signal EN can thus occur asynchronously to all other signals depending on the switching on and off of the overall system, with after the appearance of the enable signal EN, i.e. after inclusion
  • the electronic ballast is switched on again and the individual function blocks of the control circuit IC2 are compared. This comparison is carried out by reading in the respective values for the individual micro fuses. These micro fuses are small fuses that are used, for example, to balance the individual internal power sources.
  • the enable signal EN occurs, the output signal of the function block 300 shown in FIG. 3 is read in, so that it is determined at this point in time whether the connected gas discharge lamps with a cold or warm start in To be put into operation. Overall, in state I the control circuit IC2 is thus initialized.
  • the sequential control system 800 automatically changes to a commissioning state (state II). Exceptionally, the transition from state I to state II is not linked to certain conditions and occurs automatically each time the electronic ballast is restarted or restarted. In state II, the harmonic filter starts up or the load circuit of the electronic ballast settles. Furthermore, the coupling capacitor of the load circuit is precharged in state II. In this phase, all error detectors are deactivated, i.e. there is no evaluation of the aforementioned error sizes.
  • a preheating state III is started from state II, for example if a start-up time assigned to state II, which denotes the normal operating time of state II, has expired and no cold start operation has been reported by function block 300 shown in FIG. 3. If, on the other hand, the start-up time has not yet expired, the system remains in state II, which is shown in FIG. 9 by a state which starts from state II and returns to state II Arrow is shown. If a cold start operation was detected by the function block 300 and the start-up time has already expired, the sequence control 800 changes directly from the state II to an ignition state IV, which corresponds to the previously explained warm start operation.
  • the inverter half bridge is driven in such a way that it oscillates at the upper limit in terms of frequency and generates, for example, an output frequency of approximately 80 kHz.
  • the preheating control, the overvoltage detection and the capacitive current detection can be activated.
  • the working frequency of the inverter of the electronic ballast can be changed depending on the value of the lamp current detected and the states of the overvoltage and capacitive current detection.
  • the control variable "lamp current” is used to try to reduce the output frequency of the inverter because the detected lamp current is significantly too small compared to the specified setpoint due to the fact that the ignition has not yet taken place. This control process becomes until the overvoltage detection or capacitive current detection prevents or counteracts the continuous reduction of the inverter frequency. As a rule, the overvoltage detection will become dominant as an influencing factor.
  • the lamp voltage is regulated, as it were. This behavior changes until the lamp is ignited or until the specified ignition time has elapsed, but as a rule the gas discharge lamp will ignite before the specified ignition time has elapsed, in which case the lamp current surge becomes dominant again and the output frequency of the inverter is reduced until the stable operating point specified by the lamp current reference value has been reached.
  • the capacitive current detection in ignition state IV is only in the event of a fault, for example when saturation of the resonant circuit choke L3 shown in FIG. 1, actively intervene in the ignition process.
  • the ignition state IV can only be left in the direction of the previously mentioned operating state V after the specified ignition time has elapsed. This change of state is in particular independent of whether control in the ignition state IV is still based on the ignition voltage or is already based on the lamp current.
  • the mean or effective value of the lamp current is regulated, i.e. the output frequency of the inverter depends on the detected lamp current.
  • Overvoltage, capacitive current and synchronization error detection is activated during this operating state V, the control circuit also carrying out a new setpoint / actual value comparison only every second period of the inverter output frequency during this state.
  • the rectification effect detection can also be activated.
  • the operating state V is not limited in time, i.e. is in principle an endless loop and can only be exited when one of the activated error detectors responds. All error detectors of the control circuit are advantageously activated during the operating state V.
  • fault state VII shown in FIG. 9 is started up.
  • This fault condition VII is therefore the central point of contact for all serious operational disturbances.
  • Fault state VII is jumped on directly from preheating state III if an overvoltage or a capacitive current operation has been detected during these preheating states.
  • fault state VII is started from operating state V if, during this state, capacitive current operation, an overvoltage fault, a synchronization fault and / or the occurrence of a Rectification effect, etc. has been detected with respect to the connected gas discharge lamps.
  • the start-up of the fault state VII can, for example, be associated with a corresponding signaling of the respective fault for the user.
  • Fault status VII is only exited by the sequential control system if, after restarting the system, start-up status II is restarted via reset status I and the gas discharge lamps are started up again.
  • error state VII can be left if it is detected in this state that not all of the lamps connected to the electronic ballast have intact lamp filaments. This is equivalent to leaving the fault state VII in the direction of the lamp change detection state VIII already mentioned as soon as one of the connected gas discharge lamps is removed from its socket.
  • the operating current consumption of the control circuit is reduced to a minimum possible value during the fault state VII.
  • the electronic ballast is operated as in the lamp change detection state, i. H. the lower inverter switch T3 is opened and closed at a low frequency of, for example, 40 Hz, while the upper inverter switch is permanently opened.
  • the control circuit IC2 waits in the fault state VII for the occurrence of the voltage characteristic curves a or b (cf. FIG. 7a) at the voltage measurement connection VLI, which corresponds to the removal of one of the connected gas discharge lamps Gl, G2 . In this case, the control circuit IC2 changes to the lamp change detection state VIII.
  • the control circuit can reliably detect both a change or a removal of the upper gas discharge lamp Gl and the lower gas discharge lamp G2 (cf. FIG. 1) and automatically restart the system after detecting a lamp change.
  • the lamp change detection state VIII monitors whether all the gas discharge lamps have been inserted. As soon as it has been recognized that all gas discharge lamps have been inserted, ie all lamp filaments connected to the electronic ballast are intact, the system automatically returns to commissioning state II switched over and the gas discharge lamps started again according to the functional circuit shown in FIG. 9. All other fault detectors are also deactivated during lamp change detection state VIII, with the exception of lamp change detection.
  • the inverter control function block 1000 is used to generate control signals for the upper and lower inverter switches T2, T3 (cf.
  • the inverter control 1000 ensures that the upper
  • Frequency is opened and closed alternately via the lower output connection OUTL.
  • the inverter control 1000 in particular ensures an asymmetrical duty cycle of the inverter switches, but this asymmetry is only 2.1% for an output frequency of the inverter of 43 kHz, for example, and only 4% for an output frequency of 80 kHz, and is therefore hardly significant.
  • the generation of asymmetrical output signals for the two inverter switches leads to an increase in the frequency resolution of the inverter, i.e. With the help of the control circuit, smaller frequency steps of the inverter can be set.
  • the generation of an asymmetrical duty cycle also has the effect that the so-called.
  • "Walmen” of the connected gas discharge lamps can be changed.
  • This Walmen is an effect of "running layers", which occurs especially at low temperatures shortly after the start of the system, which is due to an uneven light distribution in the corresponding gas discharge lamp.
  • These "running layers” consist of light / Dark zones that run along the lamp tube at a certain speed.
  • this running effect can be soiled by superimposing a small direct current in such a way that it no longer has a disruptive effect.
  • the generation of an asymmetrical duty cycle by the present control circuit of the electronic ballast can also prevent the occurrence of the so-called. Counteract "Walmens".
  • an asymmetrical duty cycle for the two inverter switches is generated during individual half-periods, although the duty cycle is averaged over an entire period. Since only asymmetrical output signals are to be generated in the operating state V shown in FIG. 9, the inverter control 1000 evaluates, for example, a corresponding control signal which only releases the asymmetrical operation (for example by assuming a high level) if the system is in the operating state V is located.

Abstract

The invention relates to an electronic lamp ballast for operating at least one gas-discharge lamp (G1, G2). The electronic lamp ballast comprises a control circuit (IC2), which monitors a voltage potential applied to the input connection (NP) and, depending on the value of the voltage potential, operates the gas-discharge lamp (G1, G2) with or without preheating. The voltage potential monitored by the control circuit (IC2) can in particular depend on the charge status of an energy storage circuit (R22, C17) which is charged while the gas-discharge lamp (G1, G2) is operating and is discharged at a certain time constant when the electronic lamp ballast is switched off. This allows for dynamic switching between cold-start and warm-start operations.

Description

Elektronisches Vorschaltgerat Electronic ballast
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerat zum Betreiben mindestens einer Leuchtstoff- oder Gasentladungslampe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The present invention relates to an electronic ballast for operating at least one fluorescent or gas discharge lamp according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges elektronisches Vorschaltgerat ist beispielsweise aus der EP-Bl-0338 109 bekannt. Fig. 10 zeigt den prinzipiellen Aufbau dieses elektronischen Vorschaltgerätes.Such an electronic ballast is known for example from EP-Bl-0338 109. Fig. 10 shows the basic structure of this electronic ballast.
Das in Fig. 10 gezeigte elektronische Vorschaltgerat umfaßt zunächst eine Schaltung A, welche an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Diese Schaltung A dient als HF- Oberwellenfilter zur Reduzierung der harmonischen Oberwellen der Netzfrequenz sowie zur Funkentstörung.The electronic ballast shown in FIG. 10 first comprises a circuit A which is connected to the AC network. This circuit A serves as an RF harmonic filter for reducing the harmonic harmonics of the mains frequency and for radio interference suppression.
An die Schaltung A schließt sich eine Gleichrichterschaltung B an, die die Netzspannung in eine gleichgerichtete Zwischenspannung umwandelt und diese über ein Oberwellenfilter C, welches zur Glättung der Zwischenspannung dient, einer Wechselrichterschaltung D zufuhrt. Dieser Wechselrichter D dient quasi als steuerbare Wechselspannungsquelle und wandelt die Gleichspannung des Gleichrichters B in eine variable Wechselspannung um. Der Wechselrichter D umfaßt in der Regel zwei (nicht dargestellte) steuerbare Schalter, beispielsweise MOS-Feldeffekttransistoren. Die beiden Schalter sind in Form einer Halbbrückenschaltung verschaltet und werden mit Hilfe eines entsprechenden Brückentreibers alternierend derart angesteuert, daß jeweils einer der Schalter ein- und der andere ausgeschaltet ist. Die beiden Wechselrichterschalter sind dabei in Serienschaltung zwischen eine Versorgungsspannung und Masse angeschlossen, wobei am gemeinsamen Knotenpunkt zwischen den beiden Wechselrichterschaltern ein Lastkreis bzw. Ausgangskreis E angeschlossen ist, in dem eine Gasentladungslampe oder Leuchtstofflampe G angeordnet ist. Dieser Ausgangskreis E umfaßt einen Serienresonanzkreis, über den die „zerhackte" hochfrequente Wechselspannung des Wechselrichters D der Leuchtstofflampe G zugeführt wird.The circuit A is followed by a rectifier circuit B, which converts the mains voltage into a rectified intermediate voltage and supplies it to an inverter circuit D via a harmonic filter C, which serves to smooth the intermediate voltage. This inverter D serves as a controllable AC voltage source and converts the DC voltage of the rectifier B into a variable AC voltage. The inverter D generally comprises two controllable switches (not shown), for example MOS field-effect transistors. The two switches are connected in the form of a half-bridge circuit and are alternately controlled with the aid of a corresponding bridge driver such that one of the switches is switched on and the other is switched off. The two inverter switches are connected in series between a supply voltage and ground, a load circuit or output circuit E in which a gas discharge lamp or fluorescent lamp G is arranged being connected to the common node between the two inverter switches. This output circuit E comprises a series resonance circuit, via which the “chopped” high-frequency AC voltage of the inverter D is fed to the fluorescent lamp G.
Vor dem Anlegen der Zündspannung an die Leuchtstofflampe G werden die Lampenelektroden der Leuchtstofflampe G vorgeheizt, um die Lebensdauer der Lampe zu verlängern. Das Vorheizen kann beispielsweise mit Hilfe eines Heiztransformators erfolgen, dessen Primärwicklung mit dem Serienresonanzkreis verbunden ist, während die Sekundärwicklungen des Heiztransformators mit den einzelnen Lampenwendeln gekoppelt sind. Auf diese Weise ist es möglich, auch im gezündeten Betrieb die Lampenwendeln mit Energie zu versorgen. Im Vorheizbetrieb wird die Frequenz der von dem Wechselrichter D gelieferte Wechselspannung gegenüber der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises des Ausgangskreises E derart verändert, daß die an der Gasentladungslampe G anliegende Spannung keine Zündung der Lampe verursacht. In diesem Fall fließt durch die als Wendeln ausgeführte Lampenelektroden der Lampe ein im wesentlichen konstanter Strom, wodurch die Lampenwendeln vorgeheizt werden. Nach Ablauf der Vorheizphase wird die Frequenz der von dem Wechselrichter D gelieferten Wechselspannung in die Nähe der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises verschoben, wodurch sich die an der Gasentladungslampe G anliegende Spannung erhöht, so daß die Gasentladungslampe G gezündet wird.Before the ignition voltage is applied to the fluorescent lamp G, the lamp electrodes of the fluorescent lamp G are preheated in order to extend the life of the lamp. The preheating can be carried out, for example, with the aid of a heating transformer, the primary winding of which is connected to the series resonant circuit, while the secondary windings of the heating transformer are coupled to the individual lamp filaments. In this way it is possible to supply the lamp filaments with energy even in the ignited mode. In preheating mode, the frequency is that of the inverter D changed AC voltage with respect to the resonance frequency of the series resonance circuit of the output circuit E changed such that the voltage applied to the gas discharge lamp G does not cause the lamp to ignite. In this case, an essentially constant current flows through the lamp electrodes of the lamp, which are designed as filaments, whereby the lamp filaments are preheated. After the preheating phase, the frequency of the alternating voltage supplied by the inverter D is shifted close to the resonant frequency of the series resonant circuit, as a result of which the voltage applied to the gas discharge lamp G increases, so that the gas discharge lamp G is ignited.
Während des Vorheizens, Zündens und Betriebs der Gasentladungslampe G können bestimmte Fehlerfälle auftreten, die es zu erkennen gilt, um entsprechend darauf reagieren zu können. Zu diesem Zweck weist das elektronische Vorschaltgerat eine Steuerschaltung F auf, die verschiedene Schaltungsgrößen des elektronischen Vorschaltgerätes überwacht und bei Überschreiten eines Grenzwertes ein entsprechendes Steuersignal für den Wechselrichter D erzeugt, um die Frequenz der von dem Wechselrichter D erzeugten Wechselspannung abhängig von dem detektierten Fehlerfall zu verändern. So kann beispielsweise die Steuerschaltung F die Lampenspannung, die Vorheizspannung, den Lampenbetriebsstrom, den Impedanz-Phasenwinkel des Ausgangskreises E oder die von dem Gleichrichter B erzeugte Gleichspannung überwachen und die Wechselrichterfrequenz derart einstellen, daß die Lampenspannung, die Vorheizspannung bzw. der Lampenstrom einen vorgegebenen Grenzwert nicht überschreiten, die dem Gleichrichter B entnommene Gleichstromleistung möglichst konstant ist oder ein kapazitiver Betrieb des Serienresonanz- Ausgangskreises E vermieden wird.During the preheating, ignition and operation of the gas discharge lamp G, certain faults can occur which have to be recognized in order to be able to react accordingly. For this purpose, the electronic ballast has a control circuit F which monitors various circuit sizes of the electronic ballast and generates a corresponding control signal for the inverter D when a limit value is exceeded in order to change the frequency of the alternating voltage generated by the inverter D depending on the detected fault . For example, the control circuit F can monitor the lamp voltage, the preheating voltage, the lamp operating current, the impedance phase angle of the output circuit E or the DC voltage generated by the rectifier B and set the inverter frequency such that the lamp voltage, the preheating voltage or the lamp current have a predetermined limit value do not exceed, the direct current power taken from the rectifier B is as constant as possible or a capacitive operation of the series resonance output circuit E is avoided.
Wie zuvor beschrieben worden ist, ist es bekannt, mit Hilfe eines Vorheizbetriebs die Lampenwendeln der Gasentladungslampe vorzuheizen, um deren Lebensdauer zu verlängern. Dies führt jedoch dazu, daß infolge des Vorheizbetriebs eine längere Zeitspanne vergeht, bis die Gasentladungslampe gezündet und in Betrieb genommen werden kann. Es sind jedoch Fälle denkbar, bei denen auf das Vorheizen der Lampenelektroden verzichtet werden kann, beispielsweise wenn die entsprechende Gasentladungslampe kurz zuvor bereits betrieben worden ist.As has been described above, it is known to preheat the lamp filaments of the gas discharge lamp with the aid of a preheating operation in order to extend their life. However, this leads to the fact that a longer period of time elapses as a result of the preheating operation until the gas discharge lamp can be ignited and put into operation. However, cases are conceivable in which it is possible to dispense with the preheating of the lamp electrodes, for example if the corresponding gas discharge lamp has already been operated shortly beforehand.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Vorschaltgerat zu schaffen, welches ein möglichst einfaches Umschalten zwischen einem Kaltstartbetrieb ohne Vorheizen der Lampenwendeln und einem Warmstartbetrieb mit Vorheizen der Lampenwendeln ermöglicht. Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein elektronisches Vorschaltgerat mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte und bevorzugte Ausf hrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.The present invention is therefore based on the object of providing an electronic ballast which enables the simplest possible switchover between a cold start operation without preheating the lamp filaments and a warm start operation with preheating the lamp filaments. This object is achieved according to the present invention by an electronic ballast with the features of claim 1. The subclaims describe advantageous and preferred exemplary embodiments of the present invention.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das elektronische Vorschaltgerat eine Steuerschaltung auf, die eine Schaltungs- bzw. Betriebsgröße des elektronischen Vorschaltgerätes überwacht und abhängig von dem Wert dieser Schaltungsgröße das elektronische Vorschaltgerat entweder mit einem Vorheizbetrieb oder ohne einen Vorheizbetrieb betreibt. Vorteilhafterweise ist die von der Steuerschaltung überwachte Schaltungsgröße ein an einem entsprechenden Anschluß anliegendes Spannungspotential, wobei der Anschluß wahlweise an ein hohes oder ein niedriges Versorgungsspannungspotential (z.B. über einen Widerstand) angeschlossen werden kann. Abhängig davon, an welches Versorgungsspannungspotential der Widerstand angeschlossen ist, stellt die Steuerschaltung somit fest, ob ein Warmstart- oder Kaltstartbetrieb gewünscht ist. Das Anlegen des hohen bzw. niedrigen Versorgungsspannungspotentials an den zuvor erwähnten Anschluß kann beispielsweise einfach durch Umstecken des zuvor beschriebenen Widerstands durch einen Benutzer erfolgen.According to the present invention, the electronic ballast has a control circuit which monitors a circuit or operating variable of the electronic ballast and, depending on the value of this circuit variable, operates the electronic ballast either with a preheating mode or without a preheating mode. The circuit size monitored by the control circuit is advantageously a voltage potential present at a corresponding connection, the connection being able to be connected optionally to a high or a low supply voltage potential (e.g. via a resistor). Depending on which supply voltage potential the resistor is connected to, the control circuit thus determines whether a warm start or cold start operation is desired. The application of the high or low supply voltage potential to the connection mentioned above can be carried out, for example, simply by changing the resistance described above by a user.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das elektronische Vorschaltgerat derart ausgestaltet, daß es automatisch bei einem Neu- oder Wiederstart des elektronischen Vorschaltgerätes erkennt, ob die entsprechend angesteuerte Gasentladungslampe zuvor bereits in Betrieb war, so daß ggf. auf ein Vorheizen der Lampenelektroden der Gasentladungslampe verzichtet werden kann. Dies erfolgt mit Hilfe einer Energiespeicherschaltung, die während des Betriebs der Gasentladungslampe aufgeladen und nach Abschalten des elektronischen Vorschaltgeräts mit einer bestimmten Zeitkonstante entladen wird. Die erfindungsgemäß vorgesehene Steuerschaltung erfaßt beim Neustarten des elektronischen Vorschaltgeräts automatisch die noch in der Energiespeicherschaltung verbliebene Ladung, wobei die erfaßte Ladung ein Maß für die Ausschaltzeit des elektronischen Vorschaltgerätes und somit auch für die noch vorhandene Temperatur der Lampenelektroden ist. Ist die zum Wiedereinschaltzeitpunkt des elektronischen Vorschaltgeräts in der Energiespeicherschaltung noch verbliebene Ladung noch ausreichend hoch, steuert die Steuerschaltung die Gasentladungslampe ohne Vorheizbetrieb an. Andernfalls wird ein Vorheizbetrieb durchgeführt. Die Energiespeicherschaltung kann insbesondere durch ein an die Steuerschaltung angeschlossenes RC-Glied gebildet sein. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung kann sichergestellt werden, daß die Gasentladungslampe möglichst rasch in Betrieb genommen werden kann, indem auf einen nicht erforderlichen Vorheizbetrieb verzichtet wird. Durch diese Maßnahme werden zugleich die Lampenelektroden der Gasentladungslampe geschont, da ein übermäßiges Erhitzen der Lampenelektroden ebenfalls verhindert wird. Dabei ist sichergestellt, daß auch bei Inbetriebnahme der Gasentladungslampe ohne Vorheizbetrieb eine ausreichende Temperatur der Lampenelektroden zum Zünden der Gasentladungslampe vorhanden ist.According to a preferred embodiment of the invention, the electronic ballast is designed such that it automatically detects when the electronic ballast is restarted or restarted whether the correspondingly controlled gas discharge lamp has already been in operation, so that the lamp electrodes of the gas discharge lamp may not be preheated can be. This takes place with the aid of an energy storage circuit which is charged during the operation of the gas discharge lamp and is discharged with a specific time constant after the electronic ballast has been switched off. The control circuit provided according to the invention automatically detects the charge still remaining in the energy storage circuit when the electronic ballast is restarted, the charge recorded being a measure of the switch-off time of the electronic ballast and thus also of the temperature of the lamp electrodes still present. If the charge remaining in the energy storage circuit when the electronic ballast is switched on is still sufficiently high, the control circuit controls the gas discharge lamp without preheating operation. Otherwise a preheating operation is carried out. The energy storage circuit can in particular be formed by an RC element connected to the control circuit. With the help of the solution according to the invention it can be ensured that the gas discharge lamp can be put into operation as quickly as possible by dispensing with an unnecessary preheating operation. This measure also protects the lamp electrodes of the gas discharge lamp, since excessive heating of the lamp electrodes is also prevented. This ensures that even when the gas discharge lamp is started up without preheating operation, the lamp electrodes have a sufficient temperature to ignite the gas discharge lamp.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the attached drawing.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgerätes,1 shows a circuit diagram of a preferred exemplary embodiment of an electronic ballast according to the invention,
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer in Fig. 1 dargestellten Steuerschaltung mit einer entsprechenden externen Beschallung dieser Steuerschaltung,FIG. 2 shows an enlarged illustration of a control circuit shown in FIG. 1 with a corresponding external sound system of this control circuit,
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der in Fig. 2 gezeigten Steuerschaltung,3 shows a block diagram of the control circuit shown in FIG. 2,
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild eines in Fig. 3 dargestellten Stromerfassungsblocks,4 shows a circuit diagram of a current detection block shown in FIG. 3,
Fig. 5a und 5b zeigen Darstellungen zur Erläuterung der Kapazitätsstromerfassung mit Hilfe des in den Fig. 3 und 4 gezeigten Stromerfassungsblocks,5a and 5b show illustrations for explaining the capacitance current detection with the aid of the current detection block shown in FIGS. 3 and 4,
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild eines in Fig. 3 dargestellten Spannungserfassungsblocks,6 shows a circuit diagram of a voltage detection block shown in FIG. 3,
Fig. 7a und 7b zeigen Darstellungen zur Erläuterung der Lampenwechselerkennung mit Hilfe des in den Fig. 3 und 6 dargestellten Spannungserfassungsblocks,7a and 7b show illustrations for explaining the lamp change detection with the aid of the voltage detection block shown in FIGS. 3 and 6,
Fig. 8a zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung der Warm-/Kaltstartbetriebsumschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,8a shows a circuit diagram to explain the warm / cold start mode switchover according to a first exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 8b zeigt ein Schaltbild zur Erläuterung einer dynamischen8b shows a circuit diagram to explain a dynamic one
Warm-/Kaltstartbetriebumschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,Warm / cold start mode switching according to a second exemplary embodiment of the present invention,
Fig. 9 zeigt beispielhaft verschiedene von dem erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgerat angesteuerte Betriebszustände, Fig. 10 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten elektronischen Vorschaltgerätes, und9 shows an example of various operating states controlled by the electronic ballast according to the invention, Fig. 10 shows a block diagram of a known electronic ballast, and
Fig. 11a bis lld zeigen Darstellungen zur Erläuterung einer weiteren Funktion des in Fig. 3 und Fig. 6 gezeigten Spannungserfassungsblocks.11a to 11d show illustrations for explaining a further function of the voltage detection block shown in FIGS. 3 and 6.
Das in Fig. 1 gezeigte elektronische Vorschaltgerat umfaßt zunächst eine Schaltung A, welche eingangsseitig an eine Versorgungsspannung, beispielsweise eine Netzspannung, angeschlossen wird und zur Funkentstörung dient. Die Schaltung A ist in üblicher Weise aufgebaut und umfaßt beispielsweise kapazitive Eingangsfilter sowie ggfs. Oberwellendrosseln. In Fig. 1 sind lediglich beispielhaft ein Kondensator C2 sowie ein Symmetrieübertrager Ll dargestellt, wobei ein Überspannungsabieiter oder ein VDR mit der Bezeichnung Fl parallel geschaltet sein kann.The electronic ballast shown in FIG. 1 first comprises a circuit A, which is connected on the input side to a supply voltage, for example a mains voltage, and is used for radio interference suppression. The circuit A is constructed in the usual way and includes, for example, capacitive input filters and, if necessary, harmonic chokes. In Fig. 1, a capacitor C2 and a symmetry transformer L1 are shown only by way of example, it being possible for a surge arrester or a VDR with the designation F1 to be connected in parallel.
Die sich an die Schaltung A anschließende Schaltung B umfaßt eine Vollwellengleichrichterbrücke mit Dioden VI - V4. Die Gleichrichterschaltung B wandelt die eingangsseitig anliegende Versorgungswechselspannung in eine gleichgerichtete Zwischenspannung um. Die Gleichrichterschaltung B kann demnach entfallen, falls das elektronische Vorschaltgerat mit Gleichspannung betrieben wird.The circuit B following the circuit A comprises a full-wave rectifier bridge with diodes VI-V4. The rectifier circuit B converts the supply AC voltage present on the input side into a rectified intermediate voltage. The rectifier circuit B can therefore be omitted if the electronic ballast is operated with direct voltage.
Der nachfolgende Schaltungsteil C dient zur Oberwellenfilterung und Glättung der von dem Gleichrichter B gelieferten Zwischenspannung. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung C umfaßt beispielsweise Kondensatoren C3, Cll, eine Diode V5, eine Spule L2, einen MOS-Feldeffekttransistor Tl und eine als integrierte Schaltung ausgestaltete Steuerschaltung ICl. Die Steuerschaltung ICl ist an ein Versorgungsspannungspotential VCC angeschlossen und kann mit den übrigen Schaltungselementen derart verschaltet sein, daß sie verschiedene Spannungspotentiale U oder Ströme I empfangt. Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau der Schaltung C ist selbstverständlich rein beispielhaft zu verstehen.The following circuit part C serves for harmonic filtering and smoothing the intermediate voltage supplied by the rectifier B. The circuit C shown in FIG. 1 comprises, for example, capacitors C3, C1, a diode V5, a coil L2, a MOS field-effect transistor T1 and a control circuit IC1 designed as an integrated circuit. The control circuit IC1 is connected to a supply voltage potential VCC and can be connected to the other circuit elements in such a way that it receives different voltage potentials U or currents I. The structure of the circuit C shown in FIG. 1 is of course to be understood purely by way of example.
Von dem in Fig. 1 gezeigten Oberwellenfilter C wird eine Wechselrichterschaltung D angesteuert, die als wesentliche Elemente zwei in Serie zwischen eine Versorgungsspannungsleitung und Masse geschaltete steuerbare Schalter, im vorliegenden Beispiel in Form von MOS-Feldeffekttransistoren T2 und T3, aufweist. Die beiden Wechselrichterschalter T2, T3 sind zu einer Halbbrücke verschaltet und werden jeweils mit Hilfe einer als integrierte Schaltung ausgebildeten Steuerschaltung IC2 angesteuert, d.h. geöffnet und geschlossen. Die Steuerschaltung IC2 übernimmt somit zugleich die Funktion eines Brückentreibers und ist an eine entsprechende Versorgungsspannungsleitung VCC angeschlossen bzw. mit dieser gekoppelt. Die Wechselrichterschaltung D erzeugt abhängig von der von der Gleichrichterschaltung B erzeugten gleichgerichteten Zwischenspannung eine Wechselspannung mit variabler Frequenz und/oder Tastverhältnis. Allgemein ist der Wechselrichter D in üblicher Weise aufgebaut und seine Funktion ist hinreichend bekannt, so daß hier auf eine weitere Erläuterung verzichtet werden kann. Von Bedeutung ist an dieser Stelle lediglich, daß die Steuerschaltung IC2 abhängig von ihr zugeführten Steuersignalen die beiden Wechselrichterschalter T2 und T3 alternierend ansteuert, so daß am Verbindungspunkt zwischen den beiden Wechselrichterschaltern T2 und T3 eine „zerhackte", hochfrequente Wechselspannung auftritt.An inverter circuit D is driven by the harmonic filter C shown in FIG. 1, the essential elements of which are two controllable switches connected in series between a supply voltage line and ground, in the present example in the form of MOS field-effect transistors T2 and T3. The two inverter switches T2, T3 are connected to form a half bridge and are each controlled, ie opened and closed, with the aid of a control circuit IC2 designed as an integrated circuit. The control circuit IC2 thus also takes on the function of a bridge driver and is connected to or coupled to a corresponding supply voltage line VCC. The Inverter circuit D generates an alternating voltage with variable frequency and / or duty cycle depending on the rectified intermediate voltage generated by rectifier circuit B. In general, the inverter D is constructed in the usual way and its function is sufficiently known, so that a further explanation can be dispensed with here. It is only important at this point that the control circuit IC2 controls the two inverter switches T2 and T3 alternately, depending on the control signals supplied, so that a "chopped", high-frequency AC voltage occurs at the connection point between the two inverter switches T2 and T3.
Mit dem Wechselrichter D ist ein Serienresonanz- Ausgangskreis bzw. Lastkreis E verbunden. Im vorliegenden Fall ist der Lastkreis E für den Anschluß von zwei Gasentladungslampen Gl, G2 in Tandemkonfiguration ausgelegt. Selbstverständlich läßt sich der Lastkreis E auch dahingehend abwandeln, daß lediglich eine Gasentladungslampe oder mehr als zwei Gasentladungslampen betrieben werden können. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Lastkreis E einen Serienresonanzkreis bestehend aus einer Resonanzkreisspule L3 und einem Resonanzkreiskondensator C14 aufweist. Dieser Serienresonanzkreis bzw. die Resonanzkreisspule L3 ist an den Verbindungspunkt zwischen den beiden Wechselrichterschaltern T2 und T3 angeschlossen und der Resonanzkreiskondensator C14 ist derart angeordnet, daß er parallel zu der zu betreibenden Gasentladungslampe bzw. den zu betreibenden Gasentladungslampen Gl, G2 geschaltet ist. Die von dem Wechselrichter D erzeugte hochfrequenzte Wechselspannung wird über den Serienresonanzkreis den Gasentladungslampen Gl und G2 zugeführt.A series resonance output circuit or load circuit E is connected to the inverter D. In the present case, the load circuit E is designed for the connection of two gas discharge lamps Gl, G2 in a tandem configuration. Of course, the load circuit E can also be modified such that only one gas discharge lamp or more than two gas discharge lamps can be operated. From Fig. 1 it can be seen that the load circuit E has a series resonance circuit consisting of a resonance circuit coil L3 and a resonance circuit capacitor C14. This series resonant circuit or the resonant circuit coil L3 is connected to the connection point between the two inverter switches T2 and T3 and the resonant circuit capacitor C14 is arranged such that it is connected in parallel with the gas discharge lamp or gas discharge lamps Gl, G2 to be operated. The high-frequency AC voltage generated by the inverter D is supplied to the gas discharge lamps Gl and G2 via the series resonance circuit.
Wie bereits erläutert worden ist, sind gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel die beiden Gasentladungslampen Gl und G2 in Tandemkonfiguration an den Lastkreis E bzw. das elektronische Vorschaltgerat angeschlossen. Dies bedeutet, daß - wie aus Fig. 1 ersichtlich ist - die obere Wendel der oberen Gasentladungslampe Gl sowie die untere Wendel der unteren Gasentladungslampe G2 direkt an den Lastkreis E angeschlossen sind, während die untere Wendel der oberen Gasentladungslampe Gl und die obere Wendel der unteren Gasentladungslampe G2 miteinander verbunden und an den Lastkreis E angeschlossen sind. Vor dem Anlegen der Zündspannung an die Gasentladungslampen Gl, G2 werden diese vorgeheizt, um die Lebensdauer der Gasentladungslampen zu verlängern. Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 1 ein Heizübertrager L4 vorgesehen, dessen Primärwicklung in Serie mit dem Resonanzkreiskondensator C14 geschaltet ist, während die Sekundärwicklung die untere Wendel der oberen Gasentladungslampe Gl und die obere Wendel der unteren Gasentladungslampe G2 miteinander verbindet. Im Vorheizbetrieb wird die Frequenz der von dem Wechselrichter E gelieferten Wechselspannung bezüglich der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises derart eingestellt, daß die über dem Resonanzkreiskondensator C14 und damit über den Gasentladungslampen Gl und G2 anliegende Spannung keine Zündung der Gasentladungslampen hervorruft. In diesem Fall fließt durch die Wendeln der Gasentladungslampen Gl , G2 ein im wesentlichen konstanter Vorheizstrom. Der in Fig. 1 dargestellte Kondensator C15 bewirkt eine Anpassung der Vorheizspannung bei der in Fig. 1 dargestellten Tandemkonfiguration der Gasentladungslampen Gl und G2. Das zuvor erläuterte Prinzip des Vorheizens kann selbstverständlich auf einfache Art und Weise auch auf den Betrieb von einer Gasentladungslampe oder mehr als zwei Gasentladungslampen übertragen werden. Des weiteren ist abgesehen von der Tandemkonfiguration auch eine Parallelkonfiguration bzw. Parallelschaltung mehrerer Gasentladungslampen Gl, G2 denkbar. In Fig. 1 ist jedoch die Tandemkonfiguration der Gasentladungslampen Gl, G2 dargestellt, da bei einer derartigen Lampenkonfiguration mit Hilfe des in Fig. 1 dargestellten elektronischen Vorschaltgerätes vorteilhaft auf einfache Art und Weise ein Lampenwechsel sowohl der oberen als auch der unteren Gasentladungslampe festgestellt werden kann. Die Lampenwechselerkennung wird nachfolgend noch näher erläutert. Zum Zweck der Lampenwechselerkennung dient u.a. auch der in Fig. 1 dargestellte Widerstand R12.As has already been explained, according to the example shown in FIG. 1, the two gas discharge lamps Gl and G2 are connected in a tandem configuration to the load circuit E or the electronic ballast. This means that - as can be seen from Fig. 1 - the upper filament of the upper gas discharge lamp Gl and the lower filament of the lower gas discharge lamp G2 are connected directly to the load circuit E, while the lower filament of the upper gas discharge lamp Gl and the upper filament of the lower Gas discharge lamp G2 connected to each other and connected to the load circuit E. Before the ignition voltage is applied to the gas discharge lamps G1, G2, these are preheated in order to extend the life of the gas discharge lamps. For this purpose, a heat exchanger L4 is provided according to FIG. 1, the primary winding of which is connected in series with the resonant circuit capacitor C14, while the secondary winding connects the lower filament of the upper gas discharge lamp Gl and the upper filament of the lower gas discharge lamp G2 to one another. In the preheating mode, the frequency of the AC voltage supplied by the inverter E is related the resonance frequency of the series resonance circuit is set such that the voltage across the resonance circuit capacitor C14 and thus across the gas discharge lamps Gl and G2 does not cause the gas discharge lamps to ignite. In this case, an essentially constant preheating current flows through the filaments of the gas discharge lamps Gl, G2. The capacitor C15 shown in FIG. 1 adapts the preheating voltage in the tandem configuration of the gas discharge lamps Gl and G2 shown in FIG. 1. The previously explained principle of preheating can of course also be transferred in a simple manner to the operation of a gas discharge lamp or more than two gas discharge lamps. In addition to the tandem configuration, a parallel configuration or parallel connection of a plurality of gas discharge lamps Gl, G2 is also conceivable. In Fig. 1, however, the tandem configuration of the gas discharge lamps Gl, G2 is shown, since in such a lamp configuration with the help of the electronic ballast shown in Fig. 1, a lamp change of both the upper and the lower gas discharge lamp can advantageously be determined in a simple manner. The lamp change detection is explained in more detail below. Resistor R12 shown in FIG. 1 is also used for the purpose of detecting lamp changes.
Nach Ablauf der Vorheizphase wird über die Steuerschaltung IC2 die Frequenz der von dem Wechselrichter D gelieferten Wechselspannung in die Nähe der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises verschoben, wodurch die an den Resonanzkreiskondensator C14 und den Gasentladungslampen Gl, G2 anliegende Spannung erhöht wird, wodurch diese Gasentladungslampen zünden.After the preheating phase has elapsed, the frequency of the alternating voltage supplied by the inverter D is shifted into the vicinity of the resonant frequency of the series resonant circuit via the control circuit IC2, as a result of which the voltage across the resonant circuit capacitor C14 and the gas discharge lamps Gl, G2 is increased, as a result of which these gas discharge lamps are ignited.
Nach Zünden der Gasentladungslampen geht das in Fig. 1 dargestellte elektronische Vorschaltgerat in die eigentliche Betriebsphase über, in der die Frequenz der von dem Wechselrichter D gelieferten Wechselspannung beispielsweise kontinuierlich derart eingestellt wird, daß durch die Gasentladungslampen Gl, G2 ein möglichst konstanter Lampenstrom fließt oder an den Gasentladungslampen eine möglichst konstante Lampenspannung anliegt. Wie noch nachfolgend näher erläutert wird, weist das in Fig. 1 gezeigte elektronische Vorschaltgerat eine Reihe von Fehlerdetektoren auf, die bestimmte Schaltungsgrößen des elektronischen Vorschaltgerätes, insbesondere des Lastkreises E, überwachen und bei Erfassen eines bestimmten Fehlers eine entsprechende Ansteuerung des Wechselrichters D herbeiführen, um beispielsweise das Auftreten einer Überspannung an den Gasentladungslampen G2 und G2, eines Gleichrichteffekts in den Gasentladungslampen Gl, G2 oder eines kapazitiven Betriebs des Lastkreises E zu vermeiden. Zur Steuerung des Wechselrichters D dient ein Schaltungsmodul, welches als Herzstück die bereits zuvor erwähnte Steuerschaltung IC2 sowie mehrere externe Komponenten als externe Beschaltung der Steuerschaltung IC2 umfaßt. Die wesentlichen externen Komponenten sind sechs Widerstände RIO, R13 - R16 und R21, R22 sowie zwei Kondensatoren C7 und C17. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die einzelnen externen Komponenten an jeweilige Eingangsanschlüsse der Steuerschaltung IC2 angeschlossen. Die mit der Steuerschaltung IC2 verbundenen externen Komponenten dienen primär zur Erfassung bestimmter Schaltungsgrößen des elektronischen Vorschaltgerätes, so daß diese in der Steuerschaltung IC2 ausgewertet werden können.After the gas discharge lamps have been ignited, the electronic ballast shown in FIG. 1 goes into the actual operating phase, in which the frequency of the alternating voltage supplied by the inverter D is continuously set, for example, in such a way that the most constant lamp current flows or starts through the gas discharge lamps Gl, G2 the gas discharge lamps have as constant a lamp voltage as possible. As will be explained in more detail below, the electronic ballast shown in FIG. 1 has a number of fault detectors which monitor certain circuit sizes of the electronic ballast, in particular the load circuit E, and trigger a corresponding control of the inverter D when a specific fault is detected For example, to avoid the occurrence of an overvoltage on the gas discharge lamps G2 and G2, a rectification effect in the gas discharge lamps G1, G2 or a capacitive operation of the load circuit E. To control the inverter D, a circuit module is used which, at the heart, comprises the control circuit IC2 already mentioned and several external components as external circuitry for the control circuit IC2. The main external components are six resistors RIO, R13 - R16 and R21, R22 and two capacitors C7 and C17. As shown in Fig. 1, the individual external components are connected to respective input terminals of the control circuit IC2. The external components connected to the control circuit IC2 serve primarily to detect certain circuit sizes of the electronic ballast, so that these can be evaluated in the control circuit IC2.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 1 dargestellten Steuerschaltung IC2 sowie die externe Beschaltung der einzelnen Eingangsanschlüsse der Steuerschaltung IC2. Dabei sind in Fig. 2 lediglich die wesentlichen Anschlüsse und externen Bauelemente dargestellt. Im vorliegenden Beispiel ist die Steuerschaltung IC2 vorteilhafterweise als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) ausgebildet und in einem mehrpoligen SMD-Gehäuse (Surface Mounted Device) untergebracht. Im vorliegenden Fall ist die Steuerschaltung IC2 sowohl für den Betrieb eines einzelnen Lampenausgangskreises E als auch für den Betrieb eines für eine in Fig. 1 gezeigte Tandemkonfiguration mit mehreren Gasentladungslampen ausgelegten Lastkreises E geeignet.FIG. 2 shows an enlarged representation of the control circuit IC2 shown in FIG. 1 and the external wiring of the individual input connections of the control circuit IC2. Only the essential connections and external components are shown in FIG. 2. In the present example, the control circuit IC2 is advantageously designed as an application-specific integrated circuit (Application Specific Integrated Circuit, ASIC) and accommodated in a multi-pole SMD housing (Surface Mounted Device). In the present case, the control circuit IC2 is suitable both for the operation of a single lamp output circuit E and for the operation of a load circuit E designed for a tandem configuration shown in FIG. 1 with a plurality of gas discharge lamps.
Wie bereits erwähnt worden ist und insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt die Steuerschaltung IC2 mehrere Anschlüsse, die folgende Funktionen aufweisen. An den Anschluß GND ist das Bezugspotential, d.h. das Massepotential, für die einzelnen Analog- und Digitalfunktionsblöcke der Steuerschaltung IC2 angelegt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß das Massepotential des gesamten elektronischen Vorschaltgerätes über einen Koppelkondensator Cl geerdet ist. An dem Anschluß VDD, der über den Koppelkondensator C7 mit dem Massepotential verbunden ist (vgl. Fig. 1), wird die intern generierte Versorgungsspannung für die einzelnen Analog- und Digtalfunktionsblöcke der Steuerschaltung IC2 bereitgestellt. Der Anschluß NP dient, wie noch näher nachfolgend erläutert wird, zur externen Einstellung sowie Erkennung der Vorheizmethode, d.h. zur Auswahl zwischen einem Kaltstart- und Warmstartbetrieb. Insbesondere ist der Anschluß NP extern derart beschaltet, daß eine dynamische Wahl der Vorheizmethode möglich ist. Der Anschluß VL1 erfaßt über die in Fig. 1 und teilweise in Fig. 2 dargestellten Widerstände RIO sowie R14, R15 die heruntergeteilte Lampenspannung der Gasentladungslampen Gl, G2 und dient somit vornehmlich zur Lampenspannungsüberwachung. Analog dient der Anschluß ILC mit Hilfe der in Fig. 1 und teilweise in Fig. 2 gezeigten Widerstände R13 und R16 zur Überwachung des Ausgangskreis- bzw. Lastkreisstromes (Drosselstromes) bzw. zur Überwachung des durch die Gasentladungslampen Gl, G2 nach deren Zünden fließenden Lampenstromes, indem mit Hilfe des Shunt-Widerstandes R16 eine dazu proportionale Spannung erfaßt und der Steuerschaltung über den Anschluß ILC zugeführt wird. Der Anschluß VLI dient somit zur Spannungsüberwachung, während der Anschluß ILC zur Stromüberwachung dient. Die beiden Ausgangsanschlüsse OUTL und OUTH dienen zur Ansteuerung des in Fig. 1 gezeigten tiefliegenden bzw. hochliegenden Halbbrückenschalters T3 bzw. T2. Zu diesem Zweck werden an den Ausgangsanschlüssen OUTL und OUTH Ansteuersignale (TTL- Pegel) zum Ein- bzw. Ausschalten der beiden Wechselrichterschalter T2 bzw. T3 bereitgestellt. Der Anschluß VCC der Steuerschaltung IC2 ist schließlich der zentrale Versorgungsspannungsanschluß der Steuerschaltung IC2.As has already been mentioned and can be seen in particular from FIG. 2, the control circuit IC2 has a plurality of connections which have the following functions. The reference potential, ie the ground potential, for the individual analog and digital function blocks of the control circuit IC2 is applied to the connection GND. From Fig. 1 it can be seen that the ground potential of the entire electronic ballast is grounded via a coupling capacitor C1. The internally generated supply voltage for the individual analog and digital function blocks of the control circuit IC2 is provided at the connection VDD, which is connected to the ground potential via the coupling capacitor C7 (cf. FIG. 1). The connection NP serves, as will be explained in more detail below, for the external setting and detection of the preheating method, ie for the selection between a cold start and warm start operation. In particular, the NP connection is connected externally in such a way that dynamic selection of the preheating method is possible. The terminal VL1 detects the divided lamp voltage of the gas discharge lamps Gl, G2 via the resistors RIO and R14, R15 shown in FIG. 1 and partly in FIG. 2 and thus serves primarily for monitoring the lamp voltage. Analogously, the connection ILC is used to monitor the resistors R13 and R16 shown in FIG. 1 and partly in FIG. 2 Output circuit or load circuit current (choke current) or for monitoring the lamp current flowing through the gas discharge lamps Gl, G2 after their ignition, by using the shunt resistor R16 to detect a voltage proportional thereto and to supply the control circuit via the connection ILC. The VLI connection is thus used for voltage monitoring, while the ILC connection is used for current monitoring. The two output connections OUTL and OUTH serve to control the low-lying or high-lying half-bridge switch T3 and T2 shown in FIG. 1. For this purpose, control signals (TTL level) for switching the two inverter switches T2 and T3 on and off are provided at the output connections OUTL and OUTH. The connection VCC of the control circuit IC2 is finally the central supply voltage connection of the control circuit IC2.
Der Versorgungsspannungsbereich kann beispielsweise 10-18V umfassen. Des weiteren steuert die Steuerschaltung IC2 die Wechselrichterschalter T2 und T3 derart an, daß von der Wechselrichterschaltung D ausgangsseitig eine Wechselspannung variabler Frequenz mit einem Betriebsfrequenzbereich von beispielsweise 40-80kHz erzeugt wird.The supply voltage range can include 10-18V, for example. Furthermore, the control circuit IC2 controls the inverter switches T2 and T3 in such a way that an alternating voltage of variable frequency with an operating frequency range of, for example, 40-80 kHz is generated on the output side by the inverter circuit D.
Die Steuerschaltung IC2 bildet das Herzstück des gesamten in Fig. 1 dargestellten elektronischen Vorschaltgerätes und umfaßt demnach eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen. So kann beispielsweise mit Hilfe der Steuerschaltung IC2 die Vorheizmethode für die angeschlossene(n) Gasentladungslampe(n) dynamisch festgelegt und zwischen einem Kaltstart- und einem Warmstartbetrieb gewechselt werden. Zu diesem Zweck sorgt die Steuerschaltung IC2 für einen definierten Vorheizbetrieb mit einer definierten Vorheizzeit und einem definierten Vorheizstrom. Ebenso sorgt die Steuerschaltung IC2 für einen vordefinierten Zündbetrieb mit einer festgelegten Zündzeit und einer festgelegten Zündspannung. Über die Anschlüsse ILC bzw. VLI der Steuerschaltung IC2 kann beispielsweise der Vorheizstrom und der Lampenbetriebsstrom bzw. die Lampenspannung erfaßt und auf einen möglichst konstanten Wert geregelt werden. Des weiteren wird von der Steuerschaltung IC2 über den Stromanschluß ILC ein kapazitiver Betrieb des Lastkreises E überwacht. Über den Spannungsanschluß VLI kann zudem das Auftreten eines Gleichlichteffekts in einer angeschlossenen Gasentladungslampe Gl, G2 erkannt werden. Ebenso kann mit Hilfe des Spannungsanschlusses VLI das Auftreten eines Gasdefekts, welcher zu einer Überspannung an der entsprechenden Gasentladungslampe führt, erkannt und entsprechend das elektronische Vorschaltgerat in diesem Fall abgeschaltet werden. Eine besondere Funktion der Steuerschaltung IC2 ist das Erkennen eines Lampenwechsels, wobei bei der in Fig. 1 dargestellten Tandemkonfiguration die Lampenwechselerkennung insbesondere unabhängig von der gewechselten Lampe ist, d.h. es kann sowohl ein Wechsel der oberen Gasentladungslampe Gl als auch der unteren Gasentladungslampe G2 erkannt werden. Schließlich ist in der Steuerschaltung IC2 eine (vorzugsweise digital implementierte) Ablaufsteuerung realisiert, die dafür sorgt, daß die an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossene(n) Gasentladungslampe(n) gemäß vorbestimmten Betriebszuständen angesteuert werden, wobei von einem Betriebszustand in einen neuen Betriebszustand nur bei Erfüllung mindestens einer bestimmten Bedingung gewechselt werden kann. Innerhalb eines jeden Betriebszustandes ist eine betriebszustandsabhängige Überwachung bestimmter Größen des elektronischen Vorschaltgerätes möglich, so daß abhängig von dem jeweiligen Betriebszustand unterschiedliche Fehlergrößen überwacht und unterschiedlich ausgewertet werden können. Hinsichtlich der Fehler erfolgt insbesondere eine ereignisgefilterte Fehlerbewertung, d.h. mit Hilfe beispielsweise digitaler Ereignisfilter wird sichergestellt, daß auf das Vorliegen eines Fehlers nur dann geschlossen wird, falls der entsprechende Fehler tatsächlich mehrmals hintereinander auftritt.The control circuit IC2 forms the heart of the entire electronic ballast shown in FIG. 1 and accordingly comprises a large number of different functions. For example, the control circuit IC2 can be used to dynamically determine the preheating method for the connected gas discharge lamp (s) and to switch between a cold start and a warm start operation. For this purpose, the control circuit IC2 ensures a defined preheating operation with a defined preheating time and a defined preheating current. The control circuit IC2 likewise ensures a predefined ignition operation with a defined ignition time and a defined ignition voltage. For example, the preheating current and the lamp operating current or the lamp voltage can be detected via the connections ILC or VLI of the control circuit IC2 and regulated to a value that is as constant as possible. Furthermore, the control circuit IC2 monitors the capacitive operation of the load circuit E via the current connection ILC. The occurrence of a constant light effect in a connected gas discharge lamp Gl, G2 can also be detected via the voltage connection VLI. Likewise, the occurrence of a gas defect, which leads to an overvoltage in the corresponding gas discharge lamp, can be detected with the aid of the voltage connection VLI and the electronic ballast can accordingly be switched off in this case. A special function of the control circuit IC2 is the detection of a lamp change, the lamp change detection in the tandem configuration shown in FIG. 1 being in particular independent of the changed lamp, ie both the upper gas discharge lamp Gl and the lower one can be changed Gas discharge lamp G2 can be detected. Finally, a (preferably digitally implemented) sequence control is implemented in the control circuit IC2, which ensures that the gas discharge lamp (s) connected to the electronic ballast are controlled in accordance with predetermined operating states, whereby from one operating state to a new operating state only when fulfilled at least one specific condition can be changed. Within each operating state, operating state-dependent monitoring of certain variables of the electronic ballast is possible, so that different error variables can be monitored and evaluated differently depending on the respective operating state. With regard to the errors, an event-filtered error evaluation takes place in particular, ie with the help of digital event filters, for example, it is ensured that the existence of an error is only concluded if the corresponding error actually occurs several times in succession.
Neben den zuvor kurz zusammengefaßten Funktionen besitzt die Steuerschaltung IC2 weitere Funktionen, die allesamt nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden sollen.In addition to the functions briefly summarized above, the control circuit IC2 has further functions, all of which will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des internen Aufbaus der zuvor beschriebenen Steuerschaltung IC2. Mit dem Stromanschluß ILC ist zunächst ein Modul 100 gekoppelt, welches u.a. zur zuvor erläuterten Stromerfassung sowie Kapazitivstromerfassung des Lastkreises dient. Die Auswertung des über den Anschluß ILC erfaßten Stroms erfolgt insbesondere mit Hilfe eines durch eine Komparatorschaltung gebildeten Reglers. Um den Schaltungsaufwand wirklich gering zu halten, wird dieser Komparatorschaltung auch das von dem Spannungsanschluß VLI der Steuerschaltung IC2 empfangene und von einem Modul 200 aufbereitete Spannungssignal zugeführt und ausgewertet. Das Modul 200 dient insbesondere zur Erfassung der Lampenspannung, zur Gleichrichteffekterkennung sowie zur Lampenwechselerkennung. Des weiteren ist mit dem Anschluß NP ein weiteres Modul 300 gekoppelt, welches zur Erkennung des Warm- oder Kaltstartbetriebes beim Vorheizen der anzusteuernden Gasentladungslampe(n) sowie zur Realisierung eines dynamischen Vorheizbetriebs dient. Mit den Versorgungsspannungsanschlüssen VCC und VDD ist ein Spannungsreglermodul 400 verbunden, welches einen internen Spannungsregler aufweist, der eine geregelte, sehr präzise Spannung zur Spannungsversorgung sämtlicher interner Funktionsblöcke bereitstellt. Ein weiteres Modul 500 dient als Quelle für sämtliche benötigte Referenzgrößen, d.h. Referenzspannungen und Referenzströme, in der Steuerschaltung IC2. Ein Oszillator 600 dient als interner Taktgeber der Steuerschaltung IC2, wobei ein damit gekoppelter Zeitbasisgenerator 700 abhängig von dem vorgegebenen Takt des Oszillators 600 interne zeitliche Größen für die Ablaufsteuerung der Steuerschaltung IC2, wie z.B. die Vorheiz- oder Zündzeit, ableitet. Ein weiteres Modul 800 dient zur Realisierung der Ablaufsteuerung der einzelnen Betriebszustände des gesamten elektronischen Vorschaltgerätes und wirkt eng mit einem weiteren Modul 900, welches zur Meßphasensteuerung dient, zusammen. Das Modul 900 dient insbesondere zur ereignisgefilterten Auswertung bestimmter Fehlergrößen des elektronischen Vorschaltgerätes sowie zur meßphasenabhängigen Ansteuerung sämtlicher Schalter der einzelnen Funktionsblöcke der Steuerschaltung IC2. Die Ablaufsteuerung 800 wertet die ereignisgefilterten Zustandsmeldungen der Meßphasensteuerung 900 aus und steuert abhängig von den von dem Zeitbasisgenerator 700 vorgegebenen zeitlichen Größen die einzelnen Betriebszustände des elektronischen Vorschaltgerätes bzw. der Steuerschaltung IC2. Schließlich weist die Steuerschaltung IC2 ein weiteres Modul 1000 zur Wechselrichteransteuerung auf. Mit Hilfe dieses Moduls 1000 werden von der Meßphasensteuerung 900 gelieferte Frequenzeinstellungssignale in entsprechende Steuersignale für den oberen Wechselrichterschalter (über den Ausgangsanschluß OUTH) bzw. den unteren Wechselrichterschalter (über den Ausgangsanschluß OUTL) umgesetzt.Fig. 3 shows a block diagram of the internal structure of the control circuit IC2 described above. First, a module 100 is coupled to the current connection ILC, which is used, among other things, for the previously described current detection and capacitive current detection of the load circuit. The evaluation of the current sensed via the connection ILC is carried out in particular with the aid of a regulator formed by a comparator circuit. In order to keep the circuit complexity really low, this comparator circuit is also supplied and evaluated with the voltage signal received by the voltage connection VLI of the control circuit IC2 and processed by a module 200. The module 200 is used in particular for detecting the lamp voltage, for rectifying effect detection and for lamp change detection. Furthermore, a further module 300 is coupled to the connection NP, which module is used to detect the warm or cold start operation when preheating the gas discharge lamp (s) to be controlled and to implement a dynamic preheating operation. A voltage regulator module 400 is connected to the supply voltage connections VCC and VDD, which has an internal voltage regulator which provides a regulated, very precise voltage for the voltage supply of all internal function blocks. Another module 500 serves as a source for all required reference quantities, ie reference voltages and reference currents, in the control circuit IC2. An oscillator 600 serves as an internal clock generator of the control circuit IC2, a time base generator 700 coupled to it depending on the predetermined clock of the oscillator 600 internal time variables for the sequence control of the Control circuit IC2, such as the preheating or ignition time, derived. Another module 800 is used to implement the sequence control of the individual operating states of the entire electronic ballast and interacts closely with another module 900, which is used for measuring phase control. The module 900 is used in particular for event-filtered evaluation of certain error quantities of the electronic ballast and for the measurement phase-dependent control of all switches of the individual function blocks of the control circuit IC2. The sequence controller 800 evaluates the event-filtered status messages of the measurement phase controller 900 and controls the individual operating states of the electronic ballast or the control circuit IC2 depending on the time variables specified by the time base generator 700. Finally, the control circuit IC2 has a further module 1000 for controlling the inverter. With the aid of this module 1000, frequency setting signals supplied by the measuring phase control 900 are converted into corresponding control signals for the upper inverter switch (via the output connection OUTH) or the lower inverter switch (via the output connection OUTL).
Die Steuerschaltung IC2 kann sowohl analog als auch digital implementierte Funktionsblöcke umfassen. Im vorliegenden Fall umfaßt der Digitalteil der als ASIC ausgebildeten Steuerschaltung IC2 den Zeitbasisgenerator 700, die Ablaufsteuerung 800, die Meßphasensteuerung 900 sowie die Wechselrichteransteuerung 1000. Insbesondere kann die Steuerschaltung IC2 derart ausgestattet sein, daß der Digitalteil bezüglich des Flächenbedarfs der Steuerschaltung IC2 dem Analogteil entspricht.The control circuit IC2 can comprise both analog and digitally implemented function blocks. In the present case, the digital part of the control circuit IC2 designed as ASIC comprises the time base generator 700, the sequence control 800, the measurement phase control 900 and the inverter control 1000. In particular, the control circuit IC2 can be equipped in such a way that the digital part corresponds to the analog part in terms of the area required by the control circuit IC2.
Fig. 4 zeigt ein detailliertes Schaltbild des in Fig. 3 dargestellten Stromerfassungsmoduls 100. In Fig. 4 sind auch die extern mit dem Stromanschluß ILC der Steuerschaltung verbundenen Widerstände R13 und R16 dargestellt, die auch in Fig. 1 gezeigt sind.FIG. 4 shows a detailed circuit diagram of the current detection module 100 shown in FIG. 3. FIG. 4 also shows the resistors R13 and R16 which are connected externally to the current connection ILC of the control circuit and which are also shown in FIG. 1.
Intern wird dem am Stromanschluß ILC erfaßten Signal ein Bezugsstrom Irefl aufaddiert, um sicherzustellen, daß das von dem Stromerfassungsmodul 100 zu verarbeitende Signal stets im Arbeitsspannungsbereich der Steuerschaltung liegt.Internally, a reference current Irefl is added to the signal detected at the current connection ILC in order to ensure that the signal to be processed by the current detection module 100 is always in the operating voltage range of the control circuit.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine Integratorschaltung 105 vorgesehen, die zur Integration des ihr zugeführten Eingangssignals dient. Der gesamte Funktionsblock 105 ist derart realisiert, daß die Integratorfunktion sowohl zur Messung des Lampenstromes (über den Anschluß ILC) im Normalbetrieb, als auch zur Gleichrichteffekterkennung (über den Anschluß VLI) genutzt werden kann. Die Integratorschaltung 105 kann Abtasthalteglieder aufweisen, welche abwechselnd jede Periode des internen Taktgenerators (vgl. Modul 600 in Fig. 3) das Eingangssignal des Integrators abtasten. Die dadurch in den Abtasthaltegliedern gespeicherte Ladung wird an einen Integrationsverstärker der Integratorschaltung 105 weitergegeben. Dieser Vorgang wird zyklisch wiederholt.As shown in FIG. 4, an integrator circuit 105 is provided, which is used to integrate the input signal supplied to it. The entire function block 105 is implemented in such a way that the integrator function can be used both for measuring the lamp current (via the ILC connection) in normal operation and for identifying rectification effects (via the VLI connection). The integrator circuit 105 can have sample and hold elements, which sample the input signal of the integrator alternately every period of the internal clock generator (cf. module 600 in FIG. 3). The charge thereby stored in the sample and hold elements is passed on to an integration amplifier of the integrator circuit 105. This process is repeated cyclically.
Der Integrator 105 kann einen internen steuerbaren Schalter aufweisen, welcher die zuvor erwähnten Abtasthalteglieder überbrückt und während der Dauer des Offsetabgleichs des Integrators 105 geschlossen wird. Auf diese Weise kann ein beliebiges Signal, insbesondere das am Eingangsanschluß ILC anliegende Signal über den Schalter S105 oder ein Referenzspannungspotential zur Gleichrichteffekterkennung vom Spannungsblock 200 über den Schalter S107, während der Initialisierungsphase an den eigentlichen Integrationsverstärker angelegt werden.The integrator 105 can have an internal controllable switch which bridges the aforementioned sample and hold elements and is closed during the duration of the offset adjustment of the integrator 105. In this way, any signal, in particular the signal present at the input connection ILC, can be applied to the actual integration amplifier via the switch S105 or a reference voltage potential for rectifying effect detection from the voltage block 200 via the switch S107 during the initialization phase.
Der eigentliche Integrations Verstärker des Integrators 105 hat die Aufgabe, das Strommeßsignal am ILC- Anschluß zeitlich exakt gesteuert aufzuintegrieren. Für den Fall, daß das am ILC-Anschluß anliegende Strommeßsignal von dem Integrationsverstärker der Integratorschaltung 105 aufintegriert wird, ist der Schalter S105 geschlossen, während für den Fall der Gleichrichteffektauswertung das über den Schalter S107 zugeführte Referenzpotential für die Gleichrichteffektauswertung an der Integratorschaltung 105 anliegt.The actual integration amplifier of integrator 105 has the task of integrating the current measurement signal at the ILC connection in a time-controlled manner. In the event that the current measurement signal present at the ILC connection is integrated by the integration amplifier of the integrator circuit 105, the switch S105 is closed, while in the case of the rectification effect evaluation the reference potential for the rectification effect evaluation supplied via the switch S107 is applied to the integrator circuit 105.
Als eigentlicher Regler dient schließlich ein Komparator 103, der den erforderlichen Soll- /Istwertvergleich durchführt und an den Ausgang Integrators 105 angeschlossen ist. Durch die in Fig. 4 gezeigte Anordnung dieses Komparators 103 ist es möglich, den Komparator 103 sehr flexibel einzusetzen. Durch entsprechende Betätigung eines Schalters S124 können an den Komparator 103 verschiedene Referenzspannungen bzw. Referenzwerte hinzugeschaltet bzw. angelegt werden, wobei in Fig. 4 beispielhaft Referenzspannungen Vrefl - Vrefό dargestellt sind. Das Bezugspotential Vrefl und Vref2 entspricht dabei beispielsweise einer gewünschten Vorheizspannung während eines Vorheizbetriebszustandes. Während des Vorheizbetriebes wird somit mit Hilfe des steuerbaren Schalter S124 die Referenzspannung Vrefl bzw. Vref2 an den Komparator 103 angelegt, so daß das augenblicklich am ILC-Anschluß anliegende und nicht integrierte Meßsignal mit dem jeweils angelegten Referenzwert Vrefl bzw. Vref2 verglichen wird. Im Normalbetrieb entspricht beispielsweise das Bezugspotential Vref3 dem Integrationsstartwert des Integrationsverstärkers des Integrators 105, so daß bei Anliegen dieses Bezugspotentials Vref3 der Komparator 103 die tatsächliche Veränderung des Integrationsergebnisses erfassen kann. Die Bezugspotentiale Vref4 bzw. Vrefό können einem positiven bzw. negativen Grenzwert für die über den Schalter S107 zugeführte und aufintegrierte Lampenspannung des Anschlusses VLI entsprechen, um somit durch Vergleich mit diesen beiden Grenzwerten bei Überschreitung des Integrationsergebnisses in positiver oder negativer Richtung das Auftreten eines Gleichrichteffekts zuverlässig erkennen zu können. Zu diesem Zweck wird auch das weitere Bezugspotential Vref5 verwendet, welches bei der Gleichrichteffekterkennung hinzugeschaltet wird und dem Ausgangs- bzw. Startwert für die Integration der über den Schalter S107 zugeführten Lampenspannung entspricht. Durch Berücksichtigung der durch die Bezugspotentiale Vref3 bzw. Vref5 vorgegebenen Startwerte des Integrationsverstärkers des Integrators 105 kann somit mit Hilfe des Komparators 103 die tatsächlich relativ zu dem entsprechenden Startwert vorliegende Veränderung der entsprechenden Integrationsgröße festgestellt werden.Finally, a comparator 103 serves as the actual controller, which carries out the required setpoint / actual value comparison and is connected to the output of integrators 105. The arrangement of this comparator 103 shown in FIG. 4 makes it possible to use the comparator 103 very flexibly. By actuating a switch S124 accordingly, different reference voltages or reference values can be connected or applied to the comparator 103, reference voltages Vrefl-Vrefό being shown by way of example in FIG. The reference potential Vrefl and Vref2 corresponds, for example, to a desired preheating voltage during a preheating operating state. During the preheating operation, the reference voltage Vrefl or Vref2 is thus applied to the comparator 103 with the aid of the controllable switch S124, so that the measurement signal which is present at the ILC connection and is not integrated is compared with the reference value Vrefl or Vref2 respectively applied. In normal operation, for example, the reference potential Vref3 corresponds to the integration start value of the integration amplifier of the integrator 105, so that when this reference potential Vref3 is applied, the comparator 103 can detect the actual change in the integration result. The reference potentials Vref4 or Vrefό can correspond to a positive or negative limit value for the lamp voltage of the connection VLI supplied and integrated via the switch S107, in order to be able to reliably detect the occurrence of a rectification effect by comparison with these two limit values if the integration result is exceeded in a positive or negative direction. For this purpose, the further reference potential Vref5 is also used, which is added during the rectification effect detection and corresponds to the output or start value for the integration of the lamp voltage supplied via the switch S107. By taking into account the start values of the integration amplifier of the integrator 105 given by the reference potentials Vref3 or Vref5, the change in the corresponding integration variable that is actually present relative to the corresponding start value can thus be determined with the aid of the comparator 103.
Das Ausgangssignal des Komparators 103 wird der in Fig. 3 dargestellten Meßphasensteuerung 900 zugeführt, die dieses auswertet und abhängig von der augenblicklichen Meßphase unterschiedlich bewertet. So sorgt die MeßphasensteuerungThe output signal of the comparator 103 is fed to the measuring phase controller 900 shown in FIG. 3, which evaluates it and evaluates it differently depending on the current measuring phase. This is how the measuring phase control ensures
900 beispielsweise für eine entsprechende Anpassung der Ausgangsfrequenz des900 for example for a corresponding adjustment of the output frequency of the
Wechselrichters des elektronischen Vorschaltgerätes, falls das von dem Komparator 103 überwachte Strommeßsignal des Anschlusses ILC von dem vorgegebenen Sollwert Vref3 abweicht. Für den Fall der Gleichrichteffektauswertung erzeugt hingegen, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, die Meßphasensteuerung ein ereignisgefiltertes Signal, welches angibt, ob ein Gleichrichteffekt in einer angeschlossenen Gasentladungslampe vorliegt oder nicht. Dieses Signal wird von dem in Fig. 3 gezeigten Ablaufsteuerungsblock 800 ausgewertet und zur Betriebszustandssteuerung des gesamten elektronischen Vorschaltgerätes verwendet.Inverter of the electronic ballast, if the current measurement signal monitored by the comparator 103 of the connection ILC deviates from the predetermined target value Vref3. In the case of the rectification effect evaluation, however, as will be explained in more detail below, the measurement phase control generates an event-filtered signal which indicates whether there is a rectification effect in a connected gas discharge lamp or not. This signal is evaluated by the sequence control block 800 shown in FIG. 3 and used to control the operating state of the entire electronic ballast.
Im vorliegenden Fall wird insbesondere vorgeschlagen, während des Vorheizbetriebes den Spitzenwert des Vorheizstromes IHZ zu regeln. Für den Normalbetrieb wird hingegen vorgeschlagen, den Mittelwert bzw. den Effektivwert des Lampenbetriebsstromes IL zu regeln.In the present case, it is proposed in particular to regulate the peak value of the preheating current I HZ during the preheating operation. For normal operation, however, it is proposed to regulate the mean value or the effective value of the lamp operating current I L.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann das am Anschluß ILC anliegende Meßsignal auch unter Umgehung der Integratorschaltung 105 überwacht und ausgewertet werden, um z.B. einen kapazitiven Betrieb des -Lastkreises des elektronischen Vorschaltgerätes zu erfassen. Hierzu kann ein Detektor zur Erfassung eines in dem Lastkreis fließenden kapazitiven Stromes vorgesehen sein, der beispielsweise den Phasenwinkel des Lastkreises, d.h. den Phasenunterschied zwischen der Lastkreisspannung und dem Lastkreisstrom, ermittelt (Kapazitivstromerfassung). Auch das Ergebnis dieser Überwachung bzw. Auswertung kann der Meßphasensteuerung 900 zugeführt werden.As shown in FIG. 4, the measurement signal present at the connection ILC can also be monitored and evaluated bypassing the integrator circuit 105 in order, for example, to detect a capacitive operation of the load circuit of the electronic ballast. For this purpose, a detector can be provided for detecting a capacitive current flowing in the load circuit, which, for example, determines the phase angle of the load circuit, ie the phase difference between the load circuit voltage and the load circuit current (Capacitive current detection). The result of this monitoring or evaluation can also be fed to the measuring phase controller 900.
Das Auftreten eines kapazitiven Stroms im Lastkreis soll nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 5a und 5b näher erläutert werden.The occurrence of a capacitive current in the load circuit will be explained in more detail below with reference to FIGS. 5a and 5b.
Fig. 5a zeigt eine vergrößerte Darstellung der wesentlichen Elemente des bereits in Fig. 1 dargestellten Wechselrichters D sowie des Lastkreises E. Der Einfachheit halber wird in Fig. 5a davon ausgegangen, daß an den Lastkreis lediglich eine Gasentladungslampe Gl angeschlossen ist. In Fig. 5a sind die beiden in Serie geschalteten Wechselrichterschalter T2 und T3 dargestellt. Wie bereits in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Lastkreis mit seinem Serienresonanzkreis an dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Wechselrichterschaltern T2 und T3 angeschlossen, d.h. die Resonanzkreisspule L3 ist mit dem Resonanzkreiskondensator C14 parallel zu den unteren Wechselrichterschalter T3 geschaltet. Der Resonanzkreiskondensator C14 ist zudem parallel zu der Gasentladungslampe Gl angeschlossen. Zu den einzelnen Wechselrichterschaltern T2 und T3 sind Freilaufdioden VI 1 bzw. V12 parallel geschaltet, die zum Schutz des jeweiligen Wechselrichterschalters dienen.FIG. 5a shows an enlarged illustration of the essential elements of the inverter D already shown in FIG. 1 and of the load circuit E. For the sake of simplicity, FIG. 5a assumes that only one gas discharge lamp Gl is connected to the load circuit. 5a shows the two inverter switches T2 and T3 connected in series. As already shown in Fig. 1, the load circuit with its series resonance circuit is connected to the connection point between the two inverter switches T2 and T3, i.e. the resonance circuit coil L3 is connected in parallel with the resonance circuit capacitor C14 to the lower inverter switch T3. The resonant circuit capacitor C14 is also connected in parallel to the gas discharge lamp Gl. Free-wheeling diodes VI 1 and V12 are connected in parallel to the individual inverter switches T2 and T3 and serve to protect the respective inverter switch.
In Fig. 5b sind einerseits die Einschaltzustände der beiden Wechselrichterschalter T2 und T3 sowie der Stromverlauf des über die Drossel L3 fließenden Stromes Iu und der zeitliche Verlauf des am Verbindungspunkt zwischen den beiden Wechselrichterschaltern T2 und T3 auftretenden Spannungspotentials VL dargestellt. Zum Einschaltzeitpunkt des oberen bzw. unteren Wechselrichterschalters T2 bzw. T3 fließt ein Strom in der Freilaufdiode des einzuschaltenden Wechselrichterschalters und die Wechselrichterhalbbrücke schaltet den Resonanzlastkreis induktiv, d.h. die Spannung bzw. das Potential VL eilt dem Drosselstrom Iu voraus. Im Gegensatz dazu steht das kapazitive Schalten der Resonanzlast des Resonanzlastkreises. In diesem Arbeitsbereich fließt ein Strom in der dem einzuschaltenden Wechselrichterschalter entgegengesetzten Freilaufdiode, wodurch eine hohe Sperrspannung an der vorwärtsstromführenden Freilaufdiode eines der beiden Wechselrichterschalter auftritt. Dies folgt wiederum zu sehr hohen Recovery-Strömen, wodurch in beiden Wechselrichterschaltern T2 und T3 hohe Schaltverluste auftreten.5b shows on the one hand the switch-on states of the two inverter switches T2 and T3 and the current profile of the current I u flowing through the choke L3 and the time profile of the voltage potential V L occurring at the connection point between the two inverter switches T2 and T3. At the time the upper or lower inverter switch T2 or T3 is switched on, a current flows in the freewheeling diode of the inverter switch to be switched on and the inverter half bridge switches the resonant load circuit inductively, ie the voltage or potential V L leads the choke current I u . In contrast to this is the capacitive switching of the resonance load of the resonance load circuit. In this working area, a current flows in the freewheeling diode opposite the inverter switch to be switched on, as a result of which a high reverse voltage occurs at the forward-current-carrying freewheeling diode of one of the two inverter switches. This in turn follows to very high recovery currents, as a result of which high switching losses occur in both inverter switches T2 and T3.
Fig. 5a zeigt den Verlauf der einzelnen Ströme I-j - I4, die während der in Fig. 5b dargestellten Zeitintervalle t,, - t4 im Falle eines induktiven bzw. kapazitiven Drosselstromes 1^ auftreten. Das obengenannte Phänomen tritt insbesondere bei Lastkreisspannungen VL mit einer in der Nähe der Resonanzfrequenz des Serienresonanzkreises liegenden Ausgangsfrequenz auf, was inbesondere beim Zünden der Gasentladungslampe Gl der Fall ist, wobei zunächst ein induktiver Strom in dem Lastkreis fließt, der zu einer Erwärmung der Spule L3 führt. Aufgrund der Erwärmung der Spule L3 sinkt deren Induktivität, so daß plötzlich ein Übergang von dem induktiven Bereich in den fehlerhaften kapazitiven Bereich auftritt.FIG. 5a shows the course of the individual currents Ij-I 4 , which occur during the time intervals t ,, - t 4 shown in FIG. 5b in the case of an inductive or capacitive inductor current 1 ^. The above-mentioned phenomenon occurs in particular in the case of load circuit voltages V L with an output frequency close to the resonance frequency of the series resonance circuit, which is the case in particular when the gas discharge lamp Gl is ignited, an inductive current initially flowing in the load circuit, which leads to heating of the coil L3 leads. Due to the heating of the coil L3, its inductance drops, so that a transition suddenly occurs from the inductive area to the faulty capacitive area.
Zur Erkennung der unverwünschten kapazitiven Betriebs des Lastkreises kann nunmehr die die Höhe der über den Eingang ILC erfaßten Stromamplitude des Lastkreises überwacht und mit einem fest vorgegebenen Referenzwert verglichen werden. Vorteilhafterweise wird die Höhe der Stromamplitude jeweils zum Einschaltzeitpunkt des unteren Wechselrichterschalters T3 erfaßt, da in diesem Fall die Polaritäten der zu erfassenden Meßwerte günstig für die Verarbeitung innerhalb der als ASIC ausgebildeten Steuerschaltung IC2 sind. Liegt der erfaßte Stromwert unterhalb des durch das entsprechende Referenzpotential vorgegebenen Grenzwerts, wird auf das Vorliegen eines kapazitiven Betriebs das Lastkreises geschlossen, und es kann ein Ausgangssignal mit einem hohen Pegel erzeugt werden, welches von dem in Fig. 3 gezeigten Meßphasensteuerungsblock 900 ausgewertet und schließlich von dem ebenfalls in Fig. 3 gezeigten Wechselrichteransteuerungsblock 1000 derart in Ansteuersignale für die beiden Wechselrichterschalter T2 und T3 umgesetzt wird, daß diese mit einer erhöhten Frequenz alternierend ein- und ausgeschaltet werden, um die Arbeitsfrequenz zu erhöhen und somit dem kapazitiven Betrieb entgegenzuwirken.To detect the undesired capacitive operation of the load circuit, the level of the current amplitude of the load circuit detected via the input ILC can now be monitored and compared with a fixed, predetermined reference value. The magnitude of the current amplitude is advantageously detected at the time when the lower inverter switch T3 is switched on, since in this case the polarities of the measured values to be recorded are favorable for processing within the control circuit IC2 designed as an ASIC. If the detected current value is below the limit value specified by the corresponding reference potential, the presence of capacitive operation is inferred from the load circuit, and an output signal with a high level can be generated which is evaluated by the measurement phase control block 900 shown in FIG. 3 and finally by the inverter control block 1000, also shown in FIG. 3, is converted into control signals for the two inverter switches T2 and T3 in such a way that they are alternately switched on and off at an increased frequency in order to increase the working frequency and thus counteract the capacitive operation.
Nachfolgend soll unter Bezugnahme auf Fig. 6 der Aufbau sowie die Funktion des bereits in Fig. 3 angedeuteten Spannungserfassungsblocks 200 näher erläutert werden, der die am Spannungsanschluß VLI anliegenden Meßsignale auswertet bzw. aufbearbeitet.The structure and the function of the voltage detection block 200 already indicated in FIG. 3, which evaluates or processes the measurement signals present at the voltage connection VLI, will be explained in more detail below with reference to FIG. 6.
Fig. 6 zeigt dabei einerseits den internen Aufbau des Spannungserfassungsblocks 200 sowie die mit dem Anschluß VLI des Spannungserfassungsblocks 200 gekoppelte externe Beschaltung der Steuerschaltung. Insbesondere ist in Übereinstimmung mit Fig. 1 aus Fig. 6 ersichtlich, daß ein Vorwiderstand RIO einerseits mit dem Anschluß VLI und andererseits mit einem Spannungsteiler bestehend aus Widerständen R14 und R15 gekoppelt ist, wobei die beiden Spannungsteilerwiderstände R14 und R15 parallel zu der Gasentladungslampe Gl bzw. zu den in Fig. 1 tandemartig verschalteten Gasentladungslampen Gl und G2 geschaltet sind. Der Einfachheit halber wird in Fig. 6 davon ausgegangen, daß im Gegensatz zu Fig. 1 lediglich eine Gasentladungslampe Gl angesteuert wird, zu der zudem der Resonanzkreiskondensator C14 parallel geschaltet ist. Die beiden Widerstände R14 und R15 haben die Aufgabe, die an der Gasentladungslampe Gl anliegende Spannung herunterzuteilen, so daß mit Hilfe des am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R14 und R15 angreifenden Widerstandes RIO ein für die Lampenspannung repräsentatives Meßsignal dem Spannungsanschluß VLI des Spannungserfassungsblocks 200 zugeführt werden kann.6 shows on the one hand the internal structure of the voltage detection block 200 and the external circuitry of the control circuit coupled to the connection VLI of the voltage detection block 200. In particular, in accordance with FIG. 1, it can be seen from FIG. 6 that a series resistor RIO is coupled on the one hand to the connection VLI and on the other hand to a voltage divider consisting of resistors R14 and R15, the two voltage divider resistors R14 and R15 being connected in parallel to the gas discharge lamp Gl and are connected to the gas discharge lamps Gl and G2 connected in tandem in FIG. 1. For the sake of simplicity, it is assumed in FIG. 6 that, in contrast to FIG. 1, only one gas discharge lamp G1 is driven, to which the resonant circuit capacitor C14 is also connected in parallel. The two resistors R14 and R15 have the task of dividing down the voltage applied to the gas discharge lamp Gl so that a measuring signal representative of the lamp voltage can be fed to the voltage terminal VLI of the voltage detection block 200 with the aid of the resistor RIO acting at the connection point between the resistors R14 and R15 .
Vorteilhafterweise sind die drei externen Widerstände RIO, R14 und R15 veränderlich, so daß - analog zu dem Stromanschluß ILC (vgl. die Widerstände R13, R16) - über einen Anschluß der Steuerschaltung vollkommen unabhängig voneinander zu verschiedenen Zeitpunkten insgesamt drei verschiedene Regelgrößen des elektronischen Vorschaltgerätes mit Hilfe ein und desselben Reglers eingestellt bzw. gesteuert werden können. Durch Einstellen der Widerstandswerte der Widerstände RIO, R14 und R15 können demnach abhängig von dem augenblicklich verwendeten Lampentyp bzw. dem augenblicklich verwendeten elektronischen Vorschaltgerätetyp die Sollwerte für die Regelung der drei unterschiedlichen Regelgrößen eingestellt bzw. vorgegeben werden. Im vorliegenden Fall können mit Hilfe der drei externen veränderlichen Widerstände RIO, R14 und R15 die folgenden Größen des elektronischen Vorschaltgerätes eingestellt werden: die maximale Lampenspannung positiv/negativ, die Amplitude des Wechselspannungsanteils des Lampenspannungssignals sowie die Signalanhebung des Lampenspannungssignals zur Gleichrichteffektauswertung.Advantageously, the three external resistors RIO, R14 and R15 are variable, so that - analogously to the power connection ILC (cf. resistors R13, R16) - a connection of the control circuit completely independent of one another at different times includes a total of three different control variables of the electronic ballast Can be set or controlled using one and the same controller. By setting the resistance values of the resistors RIO, R14 and R15, the setpoints for the control of the three different control variables can be set or predefined depending on the lamp type or the electronic ballast type currently being used. In the present case, the following variables of the electronic ballast can be set using the three external variable resistors RIO, R14 and R15: the maximum lamp voltage positive / negative, the amplitude of the AC voltage component of the lamp voltage signal and the signal increase of the lamp voltage signal for rectification effect evaluation.
Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, ist wiederum eine interne Referenzstromquelle vorgesehen, die das am Spannungsanschluß VLI anliegende Meßsignal mit einem zusätzlichen internen Strom Iref2 beaufschlagt. Im Gegensatz zu dem in Fig. 4 dargestellten ILC-Anschluß wird jedoch in diesem Fall der Referenzstrom Iref2 mit Hilfe des steuerbaren Schalters S207 lediglich während der Auswertung des Gleichrichteffekts aktiviert, d.h. geschlossen. Sämtliche weitere mit dem VLI -Anschluß verbundenen Auswertungen beziehen sich auf das am Anschluß VLI anliegende Signal ohne zusätzlichen Referenzstrom Iref2, d.h. ohne Gleichstromoffset. Dementsprechend werden während der Gleichrichteffektauswertung sämtliche anderen Detektoren am VLl-Anschluß deaktiviert, da sie ansonsten falsche Ergebnisse liefern würden.As can be seen in FIG. 6, an internal reference current source is again provided, which applies an additional internal current Iref2 to the measurement signal present at the voltage connection VLI. In contrast to the ILC connection shown in Fig. 4, however, in this case the reference current Iref2 is activated with the help of the controllable switch S207 only during the evaluation of the rectification effect, i.e. closed. All other evaluations connected to the VLI connection relate to the signal present at the VLI connection without an additional reference current Iref2, i.e. without DC offset. Accordingly, all other detectors on the VL1 connection are deactivated during the rectification effect evaluation, since they would otherwise give incorrect results.
Durch das Hinzuschalten des Referenzstromes Iref2 wird wiederum das am Anschluß VLI anliegende Signal angehoben. Analog zum Einspeisen des in Fig. 4 gezeigten Referenzstromes Irefl am Stromanschluß ILC ist jedoch dies bei der Gleichrichteffektauswertung unschädlich, da - wie nachfolgend noch näher erläutert wird - die Gleichrichteffekterkennung durch Auswertung des Ausgangssignals der in Fig. 4 gezeigten Integratorschaltung durchgeführt wird, wobei infolge der Mittelung durch die Integratorschaltung der Gleichstromanteil Irefl bzw. Iref2 eliminiert wird.By connecting the reference current Iref2, the signal present at the connection VLI is raised again. Analogously to feeding in the reference current Irefl shown in FIG. 4 at the current connection ILC, this is harmless in the rectification effect evaluation, since - as will be explained in more detail below - the rectification effect detection by evaluating the output signal of the in FIG. 4 Integrator circuit shown is carried out, the DC component Irefl or Iref2 is eliminated due to the averaging by the integrator circuit.
Zunächst soll die Gleichrichteffekterkennung mit Hilfe der vorliegenden Steuerschaltung näher erläutert werden. Wie bei anderen Lampen auch, tritt bei Gasentladungslampen aufgrund von Abnutzungserscheinungen der Heizwendel am Lebensdauerende der Gasentladungslampen der Effekt auf, daß sich die Lampenelektroden mit der Zeit ungleichmäßig abnutzen, d.h. die Abtragung der Emissionsschichten auf den -Lampenelektroden ist unterschiedlich. Aufgrund der unterschiedlichen Abnutzung der -Lampenelektroden entstehen Unterschiede im Emissionsvermögen der beiden Lampenelektroden. Dies hat zur Folge, daß beim Betrieb der entsprechenden Gasentladungslampe von einer Lampenelektrode zur anderen ein höherer Strom fließt als umgekehrt. Der zeitliche Verlauf des Lampenstromes weist somit eine Überhöhung einer Halbwelle auf. Durch die unterschiedliche Abtragung der beiden Lampenelektroden entstehen somit Asymmetrien, die nicht nur zu einem stärkeren Lichtflimmern am Lebensdauerende der Gasentladungslampe führen, sondern sogar im Extremfall einen Betrieb der Gasentladungslampe nur während einer Halbwelle zulassen. In diesem Fall wirkt die Gasentladungslampe wie ein Gleichrichter, so daß der zuvor beschriebene Effekt als „Gleichrichteffekt" bezeichnet wird.First, the rectification effect detection is to be explained in more detail with the help of the present control circuit. As with other lamps, gas discharge lamps, due to the wear of the heating filament, have the effect at the end of the life of the gas discharge lamps that the lamp electrodes wear out unevenly over time, i.e. the removal of the emission layers on the lamp electrodes is different. Due to the different wear of the lamp electrodes, there are differences in the emissivity of the two lamp electrodes. The result of this is that a higher current flows from one lamp electrode to the other when the corresponding gas discharge lamp is operated than vice versa. The time course of the lamp current thus shows an increase in a half-wave. The different removal of the two lamp electrodes thus creates asymmetries which not only lead to a stronger flicker of light at the end of the life of the gas discharge lamp, but even in extreme cases only permit the gas discharge lamp to be operated during one half-wave. In this case, the gas discharge lamp acts like a rectifier, so that the effect described above is referred to as the "rectifying effect".
Der zuvor erläuterte Gleichrichteffekt hat des weiteren zur Folge, daß sich die stärker abgenutzte Elektrode, welche eine höhere Austrittsarbeit als die andere Elektrode aufweist, bei Inbetriebnahme der Gasentladungslampe stärker als die andere Elektrode erhitzt. Als Austrittsarbeit wird allgemein die Minimalenergie bezeichnet, die zum Lösen eines Elektrons aus einem Metall, im vorliegenden Fall aus einer Lampenelektrode, erforderlich ist. Die zuvor beschriebene Erhitzung der Lampenelektrode kann insbesondere bei Lampen mit geringem Durchmesser so stark werden, daß Teile des Lampenglaskolbens schmelzen können.The rectification effect explained above also has the consequence that the more worn electrode, which has a higher work function than the other electrode, heats up more than the other electrode when the gas discharge lamp is started up. The work function is generally the minimum energy required to detach an electron from a metal, in the present case from a lamp electrode. The heating of the lamp electrode described above can become so strong, in particular in the case of lamps with a small diameter, that parts of the lamp glass bulb can melt.
Daher wird mit Hilfe der vorliegenden Steuerschaltung jede angesteuerte Lampe auf das Auftreten eines Gleichrichteffektes hin überwacht, so daß bei Erkennen eines Gleichrichteffektes entsprechend reagiert werden kann.Therefore, with the help of the present control circuit, each controlled lamp is monitored for the occurrence of a rectification effect, so that a reaction can be made accordingly when a rectification effect is detected.
Wie bereits zuvor angedeutet worden ist, erfolgt die eigentliche Gleichrichteffekterkennung nicht in dem in Fig. 6 dargestellten Spannungserfassungsblock 200, sondern in dem Stromerfassungsblock 100, da zur Gleichrichteffekterkennung die Integratorschaltung des Stromerfassungsblocks 100 sowie der nachgeschaltete Komparator 103 (vgl. Fig. 4) mitbenutzt wird. Auf diese Weise kann die Anzahl der zur Überwachung des elektronischen Vorschaltgerätes bzw. der Gasentladungslampe (n) erforderlichen Bauelemente reduziert werden.As has already been indicated above, the actual rectification effect detection does not take place in the voltage detection block 200 shown in FIG. 6, but in the current detection block 100, since the integrator circuit of the current detection block 100 and the downstream comparator 103 (cf. FIG. 4) are also used for the rectification effect detection . In this way, the number of monitoring of the electronic ballast or the gas discharge lamp (s) required components can be reduced.
In dem in Fig. 6 gezeigten Spannungserfassungsblock 200 erfolgt lediglich die Signalaufbereitung des am Anschluß VLI anliegenden Meßsignales. Zu diesem Zweck wird zunächst der Schalter S207 geschlossen, um somit das am Anschluß VLI anliegende Wechselspannungssignal positiv anzuheben. Am nachgeschalteten Koppelkondensator C201 kann jedoch lediglich nur der Wechselspannungsanteil des somit aufbereiteten Meßsignals passieren. Daher muß nach dem Koppelkondensator C201 erneut das Signal angehoben werden, was nach Ablauf einer bestimmten Einschwingzeit bezüglich der Stromquelle Iref2 durch Schließen eines Schalters S201 erfolgt. Dabei wird zum erneuten Anheben des Meßsignals eine intern definierte, von außen nicht beeinflußte Referenzspannung VrefS verwendet, die somit der gesamten Steuerschaltung bekannt ist. Im Falle der Gleichrichteffektauswertung liegt diese interne Referenzspannung Vrefδ - wie bereits anhand von Fig. 4 erläutert worden ist - auch am Integrationsverstärker der Integratorschaltung 105 an.In the voltage detection block 200 shown in FIG. 6, only the signal conditioning of the measurement signal present at the connection VLI takes place. For this purpose, switch S207 is first closed in order to raise the AC voltage signal present at connection VLI positively. At the downstream coupling capacitor C201, however, only the AC voltage component of the measurement signal thus processed can pass. Therefore, the signal must be raised again after the coupling capacitor C201, which takes place after a certain settling time with respect to the current source Iref2 by closing a switch S201. To raise the measurement signal again, an internally defined reference voltage VrefS, which is not influenced from outside, is used, which is therefore known to the entire control circuit. In the case of the rectification effect evaluation, this internal reference voltage Vrefδ - as has already been explained with reference to FIG. 4 - is also present at the integration amplifier of the integrator circuit 105.
Vorteilhafterweise wird der in Fig. 6 gezeigte Schalter S207 bereits einige Zeit vor dem erwarteten Nulldurchgang des am Anschluß VLI anliegenden Lampenspannungssignals geschlossen, so daß durch den Kondensator C201 verursachte Einschwingvorgänge das Meßsignal nicht zusätzlich verfälschen können. Exakt zum errechneten Nulldurchgang der Lampenspannung wird der Schalter S201 wieder geöffnet. Das an dem in den Fig. 4 und 6 gezeigten Schalter S107 anliegende Signal entspricht zu diesem Zeitpunkt der Wechselspannungsamplitude am Anschluß VLI, während der Gleichanteil des am Schalter S107 anliegenden Signals der hinzugeschalteten Referenzspannung VrefS entspricht. Durch Schließen des Schalters S107 wird schließlich - wie bereits zuvor erläutert worden ist - das derart aufbereitete Meßsignal des Anschlusses VLI der in Fig. 4 gezeigten Integratorschaltung 105 zugeführt. Der Schaltzustand des Schalters S107 wird wie auch sämtliche andere steuerbaren Schalter der gesamten Steuerschaltung IC2 von der in Fig. 3 gezeigten Meßphasensteuerung 900 gesteuert. Die einzelnen in Fig. 4 gezeigten Schalter werden dabei von der Meßphasensteuerung 900 derart geschlossen bzw. geöffnet, daß mit Hilfe des Komparators 103 über die vorgeschaltete Integratorschaltung eine gemittelte Auswertung des am Anschluß ILC anliegenden Strommeßsignals bzw. des am Anschluß VLI anliegenden Spannungsmeßsignals möglich ist. Des weiteren kann der Komparator 103 durch entsprechende Betätigung der steuerbaren Schalter des in Fig. 4 gezeigten Stromerfassungsblocks 100 auch direkt unter Umgehung der Integratorschaltung mit dem Strommeßanschluß ILC verbunden werden, um somit den Spitzenwert des Stromeßsignales am Anschluß ILC auszuwerten bzw. zu regeln. Wie bereits erläutert worden ist, wird durch die Meßphasensteuerung 900 vorgegeben, welcher der zuvor beschriebenen Meßbzw. Regelzustände eingenommen wird.The switch S207 shown in FIG. 6 is advantageously closed some time before the expected zero crossing of the lamp voltage signal present at the connection VLI, so that transient processes caused by the capacitor C201 cannot additionally falsify the measurement signal. Switch S201 is opened again exactly at the calculated zero crossing of the lamp voltage. The signal present at the switch S107 shown in FIGS. 4 and 6 corresponds at this point in time to the AC voltage amplitude at the connection VLI, while the DC component of the signal present at the switch S107 corresponds to the reference voltage VrefS that is switched on. By closing the switch S107, the measurement signal of the connection VLI prepared in this way is finally fed to the integrator circuit 105 shown in FIG. 4, as has already been explained above. The switching state of the switch S107, like all other controllable switches of the entire control circuit IC2, is controlled by the measuring phase controller 900 shown in FIG. 3. The individual switches shown in FIG. 4 are closed or opened by the measuring phase controller 900 in such a way that, with the aid of the comparator 103, an averaged evaluation of the current measuring signal present at the terminal ILC or of the voltage measuring signal present at the terminal VLI is possible via the upstream integrator circuit. Furthermore, by corresponding actuation of the controllable switches of the current detection block 100 shown in FIG. 4, the comparator 103 can also be connected directly to the current measurement connection ILC, bypassing the integrator circuit, in order thus to evaluate or regulate the peak value of the current measurement signal at the connection ILC. As has already been explained predetermined by the measuring phase control 900, which of the measuring or. Control states are assumed.
Das bei der vorliegenden Steuerschaltung IC2 realisierte Gleichrichteffekterkennungsprinzip sieht vor, daß die über den Spannungsanschluß VLI erfaßte Lampenspannung mit Hilfe der Integratorschaltung des in Fig. 4 gezeigten Stromerfassungsblocks 100 integriert und anschließend die Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert ausgewertet wird. Insbesondere wird das der Lampenspannung entsprechende Meßsignal über eine volle Periode bzw. ein Vielfaches einer vollen Periode der Lampenspannung integriert und anschließend die Abweichung des Integrationsergebnisses vom ursprünglichen Integrationsstartwert ausgewertet. Zu diesem Zweck wird dem Komperator 103 der Integrationsstartwert durch Anlegen des entsprechenden Referenzpotentials Vref5 zugeführt. Mit Hilfe des Schalters S124 können des weiteren dem Komparator 103 in Form der weiteren Bezugspotentiale Vref4 bzw. Vrefό ein positiver Grenzwert bzw. ein negativer Grenzwert für die Gleichrichteffekterkennung vorgegeben werden. Das Potential Vref5 kann beispielsweise 3,0V betragen, während als positives Referenzpotential Vref4 ein Wert von 4,0V und als negatives Referenzpotential Vrefό ein Wert von 2,0V verwendet werden kann.The rectification effect detection principle implemented in the present control circuit IC2 provides that the lamp voltage detected via the voltage connection VLI is integrated with the aid of the integrator circuit of the current detection block 100 shown in FIG. 4, and then the deviation from a predetermined desired value is evaluated. In particular, the measurement signal corresponding to the lamp voltage is integrated over a full period or a multiple of a full period of the lamp voltage, and then the deviation of the integration result from the original integration start value is evaluated. For this purpose, the comparator 103 is supplied with the integration start value by applying the corresponding reference potential Vref5. With the help of the switch S124, the comparator 103 can also be given a positive limit value or a negative limit value for the rectification effect detection in the form of the further reference potentials Vref4 or Vrefό. The potential Vref5 can be, for example, 3.0V, while a value of 4.0V can be used as the positive reference potential Vref4 and a value of 2.0V can be used as the negative reference potential Vrefό.
Mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Auswertungsschaltung ist es möglich, den Gleichrichteffekt sowohl in positive als auch in negative Richtung zu erkennen. Das Ausgangssignal des in Fig. 4 gezeigten Komparators wird wiederum der Meßphasensteuerung 900 zugeführt, die nach Erkennen eines Gleichrichteffekts eine entsprechende Zustandsmeldung bzw. Fehlermeldung an die in Fig. 3 gezeigte Ablaufsteuerung 800 abgibt. Da jedoch nicht voreilig auf einen Gleichrichteffekt geschlossen werden soll, wenn dieser beispielsweise nur kurzfristig auftritt, führt die Meßphasensteuerung 900 eine ereignisgefilterte Überarbeitung dieser Fehlermeldung durch und stellt sicher, daß nur dann eine den Gleichrichteffekt anzeigende Fehlermeldung an die Ablaufsteuerung 800 ausgegeben wird, falls der Gleichrichteffekt über einen längeren Zeitraum ununterbrochen auftritt. Dies gilt im Prinzip nicht nur für die einen Gleichrichteffekt anzeigende Fehlermeldung, sondern für sämtliche von der Meßphasensteuerung 900 an die Ablaufsteuerung 800 ausgegebenen Fehler- bzw. Zustandsmeldungen. Die zuvor genannte Überarbeitung der Gleichrichteffekt- Fehlermeldung ist jedoch insbesondere deswegen sinnvoll, da es sich bei dem Gleichrichteffekt um einen schleichenden Effekt handelt, der zeitlich verzögert auftritt. Daher gibt die Meßphasensteuerung 900 eine Gleichrichteffektfehlermeldung nur dann an die Ablaufsteuerung 800 aus, falls von dem in Fig. 4 gezeigten Komparator 103 32 mal nacheinander jede 255. Periode der Lampenspannung ein Gleichrichteffekt erfaßt wird. Sobald während einer Periode der Lampenspannung kein Gleichrichteffekt erfaßt worden ist, wird der dem Gleichrichteffekt zugewiesene Zähler der Meßphasensteuerung 900 wieder auf Null gesetzt und mit der Auswertung des Gleichrichteffekt-Fehlersignals des Komparators 103 von neuem begonnen.With the aid of the evaluation circuit shown in FIG. 4, it is possible to recognize the rectifying effect both in the positive and in the negative direction. The output signal of the comparator shown in FIG. 4 is in turn fed to the measurement phase controller 900 which, after detection of a rectification effect, outputs a corresponding status message or error message to the sequence controller 800 shown in FIG. 3. However, since a rectification effect should not be prematurely concluded if, for example, it only occurs for a short time, the measurement phase controller 900 carries out an event-filtered revision of this error message and ensures that an error message indicating the rectification effect is only output to the sequence controller 800 if the rectification effect occurs continuously over a long period of time. In principle, this applies not only to the error message indicating a rectification effect, but also to all error or status messages output by the measuring phase controller 900 to the sequence controller 800. However, the aforementioned revision of the rectification effect error message is particularly useful because the rectification effect is a creeping effect that occurs with a time delay. Therefore, the measuring phase controller 900 only outputs a rectification effect error message to the sequence controller 800 if a rectification effect is detected 32 times in succession every 255th period of the lamp voltage by the comparator 103 shown in FIG. 4. As soon as no rectification effect has been detected during a period of the lamp voltage, the counter of the measuring phase control 900 assigned to the rectification effect is reset to zero and the evaluation of the rectification effect error signal of the comparator 103 is started again.
Wie nachfolgend noch näher erläutert wird, wird das Auftreten eines Gleichrichteffekts lediglich im Betriebszustand des elektronischen Vorschaltgerätes berücksichtigt, da beispielsweise während der Vorheizphase das Auftreten eines Gleichrichteffektes nicht zum Abschalten des Systems führen soll.As will be explained in more detail below, the occurrence of a rectification effect is only taken into account in the operating state of the electronic ballast, since, for example, the occurrence of a rectification effect should not lead to the system being switched off during the preheating phase.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erfolgt die Gleichrichteffekterkennung insbesondere dadurch, daß während der einzelnen Halbwellen der Lampenspannung bzw. der davon abhängigen Größe Taktimpulse eines (hochfrequenten) Referenztakts gezählt und miteinander verglichen werden, wobei die gezählten Taktimpulse abhängig von der zeitlichen Dauer der jeweiligen Halbwelle sind. Liegt kein Gleichrichteffekt vor, stimmen die während der positiven und negativen Halbwellen gezählten Taktimpulse überein. Bei Vorliegen eines Gleichrichteffekts weichen hingegen die während der positiven und negativen Halbwellen gezählten Taktimpulse voneinander ab.According to a preferred embodiment of the present invention, the rectification effect detection takes place in particular in that clock pulses of a (high-frequency) reference clock are counted and compared with one another during the individual half-waves of the lamp voltage or the quantity dependent thereon, the clock pulses counted as a function of the duration of the respective half-wave are. If there is no rectification effect, the clock pulses counted during the positive and negative half-waves match. In contrast, if there is a rectification effect, the clock pulses counted during the positive and negative half-waves differ from one another.
Fig. 11a zeigt eine schaltungstechnische Realisierung dieses Ausführungsbeispiels mit einem Aufwärts-/Abwärts-Zähler 107, der als eigentliches Eingangssignal ein Signal UZERO und des weiteren als Steuersignale ein hochfrequentes Referenztaktsignal CLK, z.B. mit der Frequenz 10 MHz, sowie ein Rücksetz- oder Resetsignal empfängt. Das Signal UZERO nimmt während jeder positiven Halbwelle der am Anschluß VLI anliegenden Lampenspannung einen positiven und ansonsten einen negativen Spannungspegel an und erfaßt somit den Nulldurchgang der Lampenspannung. Der Zähler 107 ist insbesondere als ein 9-Bit-Zähler ausgestaltet und wird bei Anliegen des Resetsignals auf einen mittleren Zählerstand, z.B. auf den Ausgangszählerwert N0=255, initialisiert. Der Zähler 107 wird beim Nulldurchgang der Lampenspannung gestartet und zählt während der nachfolgenden Halbwelle der Lampenspannung entweder nach oben oder nach unten. Erreicht das Meßsignal, d.h. die Lampenspannung, nach einer Halbperiode wieder den Nulldurchgang, wird die Zählrichtung des Zählers 107 umgedreht. Nach Ablauf einer vollen Periode der Lampenspannung wird der aktuelle Zählerstand N des Zähler 103 einem Komparator zugeschaltet, der beispielsweise durch den bereits zuvor beschriebenen Komparator 103 gebildet sein kann. Dieser Komparator 103 vergleicht den aktuellen Zählerstand N mit dem Initialisierungswert bzw. dem ursprünglichen Zählerstand des Zählers 107. Wenn kein Gleichrichteffekt vorliegt, muß der Zählerstand N nach Erreichen des nächsten Nulldurchgangs der Lampenspannung wieder den Ausgangswert N0 erreicht haben. Weicht hingegen der Zählerstand N von dem Ausgangswert N0 ab, liegt ein Gleichrichteffekt vor. Vorteilhafterweise vergleicht der Komparator 103 den Zählerstand N mit dem Ausgangswert N0 innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen, um somit nicht voreilig auf das Vorliegen eines Gleichrichteffekts zu schließen. Das Ausgangssignal des Komparators 103 wird über ein durch ein Latchsignal getaktetes D-Flip-Flop 108 der Meßphasensteuerung 900 zugeführt, die - wie oben beschrieben worden ist - dieses Signal auswertet und insbesondere eine ereignisgefilterte Wertung durchführt, d.h. nur dann auf das Vorliegen eines Gleichrichteffekts schließt, falls von dem Komparator 103 beispielsweise 32 mal nacheinander jede 255. Periode der Lampenspannung ein Gleichrichteffekt gemeldet wird.11a shows a circuit-technical implementation of this exemplary embodiment with an up / down counter 107, which receives a signal UZERO as the actual input signal and furthermore as control signals a high-frequency reference clock signal CLK, for example with the frequency 10 MHz, and a reset or reset signal . The signal UZERO assumes a positive and otherwise a negative voltage level during each positive half-wave of the lamp voltage present at the connection VLI and thus detects the zero crossing of the lamp voltage. The counter 107 is designed in particular as a 9-bit counter and is initialized to a medium counter reading, for example to the output counter value N 0 = 255, when the reset signal is present. The counter 107 is started at the zero crossing of the lamp voltage and counts either up or down during the subsequent half-wave of the lamp voltage. When the measurement signal, ie the lamp voltage, reaches zero again after a half cycle, the counting direction of counter 107 is reversed. After a full period of the lamp voltage has elapsed, the current counter reading N of the counter 103 is connected to a comparator, which can be formed, for example, by the comparator 103 already described above. This comparator 103 compares the current counter reading N with the initialization value or the original counter reading of the counter 107. If there is no rectification effect, it must the counter reading N has reached the initial value N 0 again after reaching the next zero crossing of the lamp voltage. If, on the other hand, the counter reading N deviates from the initial value N 0 , there is a rectifying effect. The comparator 103 advantageously compares the counter reading N with the initial value N 0 within certain tolerance limits, in order not to prematurely conclude that there is a rectification effect. The output signal of the comparator 103 is fed via a D-flip-flop 108 clocked by a latch signal to the measuring phase controller 900, which - as has been described above - evaluates this signal and in particular carries out an event-filtered evaluation, ie only then concludes that there is a rectification effect , if, for example, a rectification effect is reported by the comparator 103 32 times in succession every 255th period of the lamp voltage.
Das Nulldurchgangssignal UZERO kann beispielsweise von einem weiteren Komparator 203 stammen, der das am Spannungsanschluß VLI anliegende Spannungsmeßsignal hinsichtlich dessen Nulldurchgangs überwacht. Mit Hilfe dieses Nullspannungskomparators 203 wird das gesamte integrierte Meßsystem der Steuerschaltung IC2 zyklisch bezüglich des Nullpunktes der Lampenspannung synchronisiert. Dabei erfolgt vorteilhafterweise die Synchronisierung jede zweite Periode der Ausgangsfrequenz. Eine Ausnahme von diesem Prinzip stellt die Gleichrichteffektauswertung dar. In diesem Fall wird die Synchronisierung aufgrund der zur Gleichrichteffektauswertung durchgeführten Integration über eine volle Periode der Lampenspannung um zwei weitere Perioden verzögert. Das Ausgangssignal des Nulldurchgangskomparators 203 wird ebenfalls der Meßphasensteuerung 900 zugeführt und hat zentrale Bedeutung für die Ansteuerung sämtlicher steuerbarer Schalter der gesamten Steuerschaltung, deren Betätigung jeweils auf den Nulldurchgang der Lampenspannung gesteuert wird.The zero crossing signal UZERO can originate, for example, from a further comparator 203, which monitors the voltage measuring signal present at the voltage connection VLI with regard to its zero crossing. With the aid of this zero voltage comparator 203, the entire integrated measuring system of the control circuit IC2 is cyclically synchronized with respect to the zero point of the lamp voltage. The synchronization advantageously takes place every second period of the output frequency. An exception to this principle is the rectification effect evaluation. In this case, the synchronization is delayed by two further periods over a full period of the lamp voltage due to the integration carried out for the rectification effect evaluation. The output signal of the zero crossing comparator 203 is also fed to the measuring phase control 900 and is of central importance for the control of all controllable switches of the entire control circuit, the actuation of which is controlled in each case to the zero crossing of the lamp voltage.
Fig. 11b zeigt eine Darstellung der Signalverläufe in der in Fig. 11a dargestellten Schaltung bei Nichtvorliegen eines Gleichrichteffekts sowie die dabei auftretenden Zustände. Insbesondere ist aus Fig. 1 lb ersichtlich, daß das Nulldurchgangssignal UZERO während der positiven Halbwelle der Lampenspannung UVL1 den positiven Pegel annimmt und der Zähler 107 seinen Zählerstand N ausgehend von dem Initialisierungswert NO gemäß dem Refernztakt CLK verringert bis ein erneuter Nulldurchgang der Lampenspannung UVL1 vorliegt. Anschließend wird der Zählerstand N wieder erhöht. Nach einer Periode der Lampenspannung Uvu wird durch das Latchsignal der Ausgangswert des Komparators 103 über das D-Flip-Flop 108 an die Meßphasensteuerung 900 ausgegeben und anschließend der Zähler 107 mit Hilfe des Resetsignals wieder auf den Anfangswert N0 eingestellt. Bei dem in Fig. 11b gezeigten Fall entspricht nach einer vollen Periode der Lampenspannung UVL1 der Zählerstand N des Zählers 107 wieder dem Ausgangswert N0, so daß der Komparator 103 keinen Gleichrichteffekt meldet.FIG. 11 b shows a representation of the signal profiles in the circuit shown in FIG. 11 a in the absence of a rectification effect and the states that occur in the process. 1 lb in particular shows that the zero crossing signal UZERO assumes the positive level during the positive half-wave of the lamp voltage U VL1 and the counter 107 decreases its counter reading N based on the initialization value NO according to the reference clock CLK until the lamp voltage U VL1 passes through a new zero is present. The counter reading N is then increased again. After a period of the lamp voltage U vu , the latch signal outputs the output value of the comparator 103 to the measuring phase controller 900 via the D flip-flop 108, and then the counter 107 is reset to the initial value N 0 using the reset signal. In the case shown in FIG. 11b, after a full period, the Lamp voltage U VL1 the counter reading N of the counter 107 again the initial value N 0 , so that the comparator 103 reports no rectification effect.
Fig. 11c und lld zeigen hingegen Verläufe des Zählerstands N, falls ein Gleichrichteffekt vorliegt, wobei nach Ablauf einer vollen Periode der Lampenspannung UVL1 der Zählerstand N gemäß Fig. 11c größer als N0 bzw. gemäß Fig. lld kleiner als N0 ist und somit der Komparator 103 durch Vergleich von N mit N0 den Gleichrichteffekt erkennt und meldet.11c and 11d, on the other hand, show courses of the counter reading N if there is a rectifying effect, the counter reading N being greater than N 0 according to FIG. 11c or smaller than N 0 according to FIG. 11d after a full period of the lamp voltage U VL1 and thus the comparator 103 recognizes and reports the rectification effect by comparing N with N 0 .
Wie bereits zuvor erläutert worden ist, erfolgt der Vergleich des Komparators N vorteilhafterweise innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen, die gemäß Fig. lld durch Schwellenwerte NS1 und NS2 definiert sind, d.h. der Komparator 103 gibt nur dann ein dem Gleichrichteffekt entsprechendes Ausgangssignal aus, falls folgende Bedingung nicht erfüllt ist: NS2 < N < NS1.As has already been explained above, the comparison of the comparator N advantageously takes place within predetermined tolerance limits, which are defined by threshold values N S1 and N S2 according to FIG. 11D, ie the comparator 103 only outputs an output signal corresponding to the rectification effect if the following condition is not fulfilled: N S2 <N <N S1 .
Die Schwellenwerte werden vorteilhafterweise unsymmetrisch derart gewählt, daß der Abstand zwischen NS1 und N0 größer als der Abstand zwischen N0 und NS2 (insbesondere doppelt so groß) ist, da bei Auftreten des in Fig. lld gezeigten Gleichrichteffekts das Regelverhalten des elektronischen Vorschaltgeräts stets versucht, den damit verbundenen Stromrückgang durch Frequenzänderung zu kompensieren. Um diesem Verhalten Rechnung zu tragen wird die Empfindlichkeit für die Gleichrichteffekterkennung bei Zählerständen N, die nach einer vollen Periode der Lampenspannung Uvu unterhalb des Ausgangswerts N0 liegen, erhöht und der Schwellenwert NS2 näher zu dem Ausgangswert N0 hin verschoben.The threshold values are advantageously selected asymmetrically in such a way that the distance between N S1 and N 0 is greater than the distance between N 0 and N S2 (in particular twice as large), since the control behavior of the electronic ballast occurs when the rectification effect shown in FIG always tries to compensate for the associated decrease in current by changing the frequency. In order to take this behavior into account, the sensitivity for the rectification effect detection at counter readings N which are below the output value N 0 after a full period of the lamp voltage U vu is increased and the threshold value N S2 is shifted closer to the output value N 0 .
An den Spannungsanschluß VLI kann ein weiterer Funktionsblock zur Überspannungserkennung der Lampenspannung angeschlossen sein (vgl. den in Fig. 6 dargestellten Pfeil), wobei auch das Ausgangssignal dieses Funktionsblocks der Meßphasensteuerung 900 zugeführt werden kann und beispielsweise wiederum ereignisgefiltert (vgl. die zuvor erläuterte Gleichrichteffektauswertung) zu einer entsprechenden Fehlermeldung an die Ablaufsteuerung 800 führt.A further function block for overvoltage detection of the lamp voltage can be connected to the voltage connection VLI (cf. the arrow shown in FIG. 6), the output signal of this function block also being able to be fed to the measurement phase control 900 and, for example, again event-filtered (cf. the rectification effect evaluation explained above). leads to a corresponding error message to the sequencer 800.
Der in Fig. 6 gezeigte Spannungserfassungsblock 200 umfaßt einen weiteren Funktionsblock, der zur Erkennung eines Lampenwechsels vorgesehen ist. Dieser Funktionsblock umfaßt eine Abtastschaltung 201, einen Schalter S206 und einen Komparator 202. Diese Lampenwechselerkennungsschaltung ermöglicht das Erkennen eines Wechsels sowohl der in Fig. 1 gezeigten oberen Gasentladungslampe Gl als auch der unteren Gasentladungslampe G2. Bisher war es aufgrund schaltungstechnischer Schwierigkeiten lediglich möglich und bekannt, durch Überwachung der unteren -Lampenwendel der unteren Gasentladungslampe G2 einen Wechsel dieser unteren Gasentladungslampe G2 zu überwachen und zu erkennen. Sobald ein Wechsel der unteren Gasentladungslampe G2 erfaßt wurde, wurde ein Neustart des Gesamtsystems durchgeführt. Da jedoch nicht ein Wechsel der oberen Gasentladungslampe Gl erkannt werden konnte, war das Austauschen dieser oberen Gasentladungslampe Gl ohne unmittelbare Wirkung, d.h. es wurde kein Neustart durchgeführt. Ein Monteur konnte daher nur schwer erkennen, welche der beiden in Fig. 1 gezeigten Gasentladungslampen Gl, G2 tatsächlich defekt war, da auch nach Auswechseln einer fehlerhaften Gasentladungslampe Gl kein automatischer Neustart durchgeführt wurde, so daß der Monteur keine Rückmeldung darüber bekam, ob die von ihm ausgewechselte Gasentladungslampe Gl tatsächlich defekt war.The voltage detection block 200 shown in FIG. 6 comprises a further function block which is provided for the detection of a lamp change. This functional block comprises a sampling circuit 201, a switch S206 and a comparator 202. This lamp change detection circuit makes it possible to detect a change in both the upper gas discharge lamp Gl shown in FIG. 1 and the lower gas discharge lamp G2. So far it was due to circuitry Difficulties only possible and known to monitor and recognize a change in this lower gas discharge lamp G2 by monitoring the lower lamp filament of the lower gas discharge lamp G2. As soon as a change in the lower gas discharge lamp G2 was detected, the entire system was restarted. However, since a change in the upper gas discharge lamp Gl could not be detected, the replacement of this upper gas discharge lamp Gl had no immediate effect, ie no restart was carried out. A fitter was therefore difficult to see which of the two gas discharge lamps Gl, G2 shown in Fig. 1 was actually defective, since even after replacing a defective gas discharge lamp Gl, no automatic restart was carried out, so that the fitter received no feedback as to whether the him replaced gas discharge lamp Gl was actually defective.
Mit Hilfe der vorliegenden Lampenwechselerkennungsschaltung ist es nunmehr möglich, den Wechsel jeder beliebigen an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossenen Gasentladungslampe Gl, G2 zu erkennen. Sobald ein Lampenwechsel erkannt worden ist, wird dies über die in Fig. 3 gezeigte Meßphasensteuerung 900 der ebenfalls in Fig. 3 schematisch dargestellten Ablaufsteuerung 800 mitgeteilt, so daß diese nach Mitteilung eines Lampenwechsels automatisch einen Neustart des Systems herbeiführen kann. Ein Lampenwechsel kommt insbesondere dann in Betracht, wenn von der Steuerschaltung ein Lampenfehler, wie z.B. ein Gasdefekt, festgestellt und gemeldet worden ist. In diesem Fall wird der Monteur versuchen, die fehlerhafte Lampe auszuwechseln. Zunächst weiß der Monteur jedoch nicht, welche der an dem elektronischen Vorschaltgerat angeschlossenen Gasentladungslampen Gl, G2 fehlerhaft ist. Daher wird er eine dieser angeschlossenen Gasentladungslampen auswechseln. Sobald dieWith the aid of the present lamp change detection circuit, it is now possible to detect the change of any gas discharge lamp Gl, G2 connected to the electronic ballast. As soon as a lamp change has been recognized, this is communicated via the measuring phase controller 900 shown in FIG. 3 to the sequence controller 800 also shown schematically in FIG. 3, so that it can automatically restart the system after notification of a lamp change. A lamp change is particularly considered if the control circuitry has a lamp fault, e.g. a gas defect that has been identified and reported. In this case, the installer will try to replace the faulty lamp. Initially, however, the fitter does not know which of the gas discharge lamps G1, G2 connected to the electronic ballast is faulty. He will therefore replace one of these connected gas discharge lamps. As soon as the
Lampenwechselerkennungsschaltung des in Fig. 6 gezeigten Spannungserfassungsblocks 200 einen -Lampenwechsel erkannt hat, wird die in Fig. 3 gezeigte Ablaufsteuerung 800 einen Neustart des Systems durchführen. Sollte weiterhin ein Lampenfehler erkannt oder keine Zündung sämtlicher angeschlossener Gasentladungslampen möglich sein, geht die Steuerschaltung wieder in einen Fehler- bzw. Lampenwechselerkennungszustand über, ohne daß die angeschlossenen Gasentladungslampen dauerhaft betrieben werden können. Für den Monteur bedeutet dies, daß die von ihm ausgewechselte Gasentladungslampe entweder nicht fehlerhaft war oder eine weitere fehlerhafte Gasentladungslampe existiert. In diesem Fall muß der Monteur eine andere an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossene Gasentladungslampe auswechseln. Sollte nach einem Lampenwechsel ein erfolgreicher Neustart des Systems möglich sein, bedeutet dies für den Monteur, daß einerseits die von ihm ausgewechselte Gasentladungslampe fehlerhaft war und daß andererseits nunmehr sämtliche an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossenen Gasentladungslampen fehlerfrei sind. Insgesamt wird auf diese Weise die Fehlererkennung und Fehlerbehebung für den Monteur deutlich vereinfacht, da der Monteur sofort nach Wechsel einer Gasentladungslampe aufgrund eines erfolgreichen oder nicht erfolgreichen Neustarts des Systems entscheiden kann, ob nunmehr alle an das System angeschlossenen Lampen fehlerfrei sind oder nicht.If the lamp change detection circuit of the voltage detection block 200 shown in FIG. 6 has recognized a lamp change, the sequence control 800 shown in FIG. 3 will restart the system. If a lamp fault is still detected or all the connected gas discharge lamps cannot be ignited, the control circuit switches back to an error or lamp change detection state without the connected gas discharge lamps being able to be operated continuously. For the fitter, this means that the gas discharge lamp that he replaced was either not defective or that another defective gas discharge lamp exists. In this case, the fitter has to replace another gas discharge lamp connected to the electronic ballast. If a successful restart of the system is possible after changing the lamp, this means for the fitter that on the one hand the gas discharge lamp that he replaced was faulty and on the other hand that all are now connected to the electronic ballast Gas discharge lamps are faultless. Overall, the fault detection and troubleshooting for the fitter is significantly simplified in this way, since the fitter can decide immediately after changing a gas discharge lamp based on a successful or unsuccessful restart of the system whether all lamps connected to the system are now faultless or not.
Mit Hilfe der in Fig. 6 dargestellten Lampenwechselerkennungsschaltung wird ein Lampenwechsel dadurch erkannt, daß an den Lastkreis von dem Wechselrichter eine Versorgungsspannung bestimmter Frequenz angelegt und diesbezüglich das Einschwingverhalten des Lastkreises ausgewertet wird. Die Beurteilung des Einschwingverhaltens des Lastkreises erfolgt wiederum anhand des am Spannungsanschluß VLI anliegenden und der Lampenspannung proportionalen Meßsignals, wobei dieses Meßsignal mehrfach abgetastet und somit die sich infolge der angelegten Versorgungsspannung ergebende Kennlinie der Lampenspannung beurteilt wird.With the aid of the lamp change detection circuit shown in FIG. 6, a lamp change is recognized in that a supply voltage of a certain frequency is applied to the load circuit by the inverter and the transient response of the load circuit is evaluated in this regard. The transient response of the load circuit is in turn assessed on the basis of the measurement signal present at the voltage connection VLI and proportional to the lamp voltage, this measurement signal being sampled several times and thus the characteristic curve of the lamp voltage resulting from the applied supply voltage being assessed.
Die im Lampenwechselerkennungsbetrieb an den Lastkreis angelegte Versorgungsspannung weist insbesondere eine relativ niedrige Frequenz von beispielsweise 40Hz auf. Des weiteren wird im Lampenwechselerkennungsbetrieb lediglich eine der beiden Wechselrichterschalter T2, T3 (vgl. Fig. 1) abwechselnd mit der zuvor genannten Frequenz ein- bzw. ausgeschaltet, während der andere Wechselrichterschalter dauerhaft während des Lampenwechselbetriebes geöffnet bleibt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es der obere Wechselrichterschalter T2, der dauerhaft geöffnet ist, während der untere Wechselrichterschalter T3 mit der niedrigen Wiederholfrequenz von ca. 40Hz alternierend ein- und ausgeschaltet wird.The supply voltage applied to the load circuit in lamp change detection mode has, in particular, a relatively low frequency of, for example, 40 Hz. Furthermore, only one of the two inverter switches T2, T3 (cf. FIG. 1) is switched on or off alternately with the aforementioned frequency in the lamp change detection mode, while the other inverter switch remains permanently open during the lamp change mode. In the present exemplary embodiment, it is the upper inverter switch T2 that is permanently open, while the lower inverter switch T3 is alternately switched on and off with the low repetition frequency of approximately 40 Hz.
Die Funktion der in Fig. 6 gezeigten Lampenwechselerkennungsschaltung ist wie folgt.The function of the lamp change detection circuit shown in Fig. 6 is as follows.
Wie bereits erläutert worden ist, wird bei Erkennen eines Fehlers der untere Wechselrichterschalter T3 des in Fig. 1 gezeigten Wechselrichters D mit einer niedrigen Wiederholfrequenz von ca. 40Hz ein- und ausgeschaltet, während der obere Wechselrichterschalter T2 dauerhaft ausgeschaltet bleibt. Aufgrund des Ein- und Ausschaltens des Wechselrichterschalters T3 ergibt sich im -Lastkreis des elektronischen Vorschaltgerätes ein bestimmtes Einschwingverhalten, welches insbesondere von den an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossenen Gasentladungslampen abhängt. Dieses Einschwingverhalten des Lastkreises spiegelt sich in dem über den Eingangsanschluß VLI erfaßten Meßsignal wieder, welches von der Lampenwechselerkennungsschaltung ausgewertet wird. Zu diesem Zweck speichert die Abtastschaltung 201 zu bestimmten Zeitpunkten TrT3 den aktuellen Spannungswert des am Anschluß VLI anliegenden Meßsignals. Im Prinzip ist die dritte Messung zum Zeitpunkt T3 nicht unbedingt erforderlich, sie erhöht jedoch die Sicherheit der Messung gegenüber Störeinflüssen. Der zuvor beschriebene Meßvorgang erfolgt nach dem Öffnen des Wechselrichterschalters T3 und vor dessen erneutem Schließen.As has already been explained, when a fault is detected, the lower inverter switch T3 of the inverter D shown in FIG. 1 is switched on and off with a low repetition frequency of approximately 40 Hz, while the upper inverter switch T2 remains permanently switched off. Because the inverter switch T3 is switched on and off, there is a certain transient response in the load circuit of the electronic ballast, which depends in particular on the gas discharge lamps connected to the electronic ballast. This transient response of the load circuit is reflected in the measurement signal detected via the input connection VLI, which is evaluated by the lamp change detection circuit. For this purpose, the sampling circuit 201 stores certain ones Time T r T 3 the current voltage value of the measurement signal present at the connection VLI. In principle, the third measurement at time T 3 is not absolutely necessary, but it does increase the reliability of the measurement against interference. The measurement process described above takes place after the inverter switch T3 has been opened and before it has been closed again.
Nach Aufnahme der Meßpunkte zu den Zeitpunkten T] - T3 wird das Ergebnis im nachgeschalteten Digitalteil (in Fig. 6 nicht gezeigt) zwischengespeichert. Anschließend wird die Lampenwechselerkennungsschaltung neu initialisiert, d.h. über den Schalter S206 wird eine bestimmte Referenzspannung Vrefl 1 zugeschaltet und ein erneuter Abtastwert des Spannungssignals am Anschluß VLI in der Abtastschaltung 201 zwischengespeichert. Der Komparator 202 führt somit eine doppelte Relativbewertung der in der Abtastschaltung 201 gespeicherten Abtastwerte durch, d.h. es wird einmal die Differenz zwischen dem zum Zeitpunkt T, gespeicherten Abtastwert und dem zum Zeitpunkt T2 gespeicherten Abtastwert sowie zum anderen die Differenz zwischen dem zum Zeitpunkt Tj aufgenommenen Abtastwert und dem zum Zeitpunkt T3 gespeicherten Abtastwert ermittelt. Diese Auswertung der relativen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Abtastwerten ist gegenüber der Auswertung absoluter Meßgrößen vorteilhaft, da zur Auswertung absoluter Meßgrößen zusätzliche Bauteile erforderlich wären.After recording the measuring points at the times T ] - T 3 , the result is temporarily stored in the downstream digital part (not shown in FIG. 6). The lamp change detection circuit is then reinitialized, ie a specific reference voltage Vrefl 1 is switched on via switch S206 and a new sample value of the voltage signal at terminal VLI is buffered in the sampling circuit 201. The comparator 202 thus carries out a double relative evaluation of the sample values stored in the sampling circuit 201, that is to say the difference between the sample value stored at time T, and the sample value stored at time T 2 , and the difference between the one recorded at time T j Sample value and the sample value stored at time T 3 . This evaluation of the relative relationships between the individual sample values is advantageous compared to the evaluation of absolute measured variables, since additional components would be required to evaluate absolute measured variables.
Fig. 7a zeigt ein zeitliches Diagramm des Verlaufs der am Anschluß VLI anliegenden Spannung Uvu, des Schaltzustandes des Wechselrichterschalters T3 sowie des Schaltzustandes des in Fig. 6 gezeigten Schalter S206. Des weiteren sind in Fig. 7a die einzelnen Abtastzeitpunkte T,, T2 und T3 angedeutet.FIG. 7a shows a time diagram of the course of the voltage U vu present at the connection VLI, the switching state of the inverter switch T3 and the switching state of the switch S206 shown in FIG. 6. Furthermore, the individual sampling times T ,, T 2 and T 3 are indicated in FIG. 7a.
Die Auswertung des von dem Komparator 202 gelieferten Vergleichsergebnisses zwischen den Abtastwerten zu den Zeitpunkten T, und T2 bzw. Tj und T3 erfolgt in der Meßphasensteuerung 900. .Anhand des Einschwingvorgangs, d.h. anhand der durch die Abtastwerte zu den Zeitpunkten Tj - T3 gebildeten Spannungskennlinie, kann entschieden werden, ob während des Lampenwechselerkennungsbetriebs eine der Gasentladungslampen entnommen worden ist und, falls ja, welche der Gasentladungslampen entnommen worden ist. Des weiteren läßt sich beurteilen, ob statt dessen alle Lampenwendeln der einzelnen Gasentladungslampen korrekt mit dem Lastkreis verbunden, d. h. alle Lampen fehlerfrei angeschlossen sind. Fig. 7b zeigt beispielhaft den Verlauf der Kennlinie des am Anschluß VLI anliegenden Spannungssignals UVLι f r drei verschiedene Fälle. Die Kennlinie a entspricht derjenigen Kennlinie, die sich beim Wechsel der in Fig. 1 gezeigten oberen Gasentladungslampe Gl einstellt. Die Kennlinie b entspricht der Kennlinie beim Wechsel der unteren Gasentladungslampe G2 während des Lampenwechselerkennungsbetriebes. Die in Fig. 7b gezeigte dritte Kennlinie c entspricht der Kennlinie im normalen Betrieb ohne Lampenwechsel, d. h. für den Fall, daß alle Lampen angeschlossen sind. Durch die Auswertung bzw. Erfassung der Kennlinie des am Anschluß VLI anliegenden Spannungssignals UVL1 kann somit die Steuerschaltung beurteilen, welche der angeschlossenen Gasentladungslampen Gl, G2 ausgewechselt worden ist. Dies bedeutet, daß nicht nur ein Wechsel der unteren Gasentladungslampe G2, sondern auch ein Wechsel der oberen Gasentladungslampe Gl zuverlässig erkannt werden kann. Sobald die Steuerschaltung einen Wechsel einer der an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossenen Gasentladungslampe erkannt hat, wird ein automatischer Neustart des Systems durchgeführt, um die angeschlossenen Gasentladungslampen zu zünden.The evaluation of the comparison result provided by the comparator 202 between the samples at times T, and T 2 or Tj and T 3 takes place in the measuring phase controller 900. On the basis of the transient process, that is to say on the basis of the sample values at times Tj - T 3 formed voltage characteristic, it can be decided whether one of the gas discharge lamps has been removed during the lamp change detection operation and, if so, which of the gas discharge lamps has been removed. Furthermore, it can be assessed whether instead all lamp filaments of the individual gas discharge lamps are correctly connected to the load circuit, ie all lamps are connected without errors. 7b shows an example of the characteristic curve of the voltage signal U VL present at the connection VLI for three different cases. The characteristic curve a corresponds to the characteristic curve which arises when the upper gas discharge lamp Gl shown in FIG. 1 changes. The characteristic curve b corresponds to the characteristic curve when changing the lower one Gas discharge lamp G2 during lamp change detection operation. The third characteristic curve c shown in FIG. 7b corresponds to the characteristic curve in normal operation without a lamp change, ie in the event that all lamps are connected. By evaluating or acquiring the characteristic of the voltage signal U VL1 present at the connection VLI, the control circuit can thus assess which of the connected gas discharge lamps Gl, G2 has been replaced. This means that not only a change in the lower gas discharge lamp G2, but also a change in the upper gas discharge lamp Gl can be reliably detected. As soon as the control circuit has recognized a change in one of the gas discharge lamps connected to the electronic ballast, the system is automatically restarted in order to ignite the connected gas discharge lamps.
In der Praxis wird somit die Steuerschaltung IC2 bei Auftreten eines Lampenfehlers in einem Fehlerzustand das Einschwingverhalten hinsichtlich des Auftretens der Kennlinien a oder b überwachen. Sobald die am Anschluß VLI anliegende Spannung gemäß einer dieser Kennlinien verläuft, bedeutet dies, daß eine der angeschlossenen Gasentladungslampen aus ihrer Fassung zur Fehlerbehebung entnommen worden ist. Anschließend geht die Steuerschaltung IC2 bzw. Ablaufsteuerung 800 in den eigentlichen Lampenwechselerkennungszustand über, in dem wie im Fehlerzustand lediglich der untere Wechselrichterschalter T3 beispielsweise mit 40Hz geöffent und geschlossen wird, während der obere Wechselrichterschalter T2 dauerhaft geöffnet ist. In diesem Zustand wartet die Steuerschaltung IC2 auf das Auftreten der Kennlinie c, d. h. daß anstelle der entnommenen Lampe wieder eine Ersatzlampe eingesetzt worden ist und nunmehr alle Lampen wieder angeschlossen sind. Anschließend führt das System einen Neu- bzw. Wiederstart durch. Dieser Vorgang wird später nochmals unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert.In practice, the control circuit IC2 will monitor the transient behavior with regard to the occurrence of the characteristic curves a or b when a lamp fault occurs in an error state. As soon as the voltage at the connection VLI runs in accordance with one of these characteristics, this means that one of the connected gas discharge lamps has been removed from its version for troubleshooting. The control circuit IC2 or sequence control 800 then changes to the actual lamp change detection state, in which, as in the fault state, only the lower inverter switch T3 is opened and closed, for example at 40 Hz, while the upper inverter switch T2 is permanently open. In this state, the control circuit IC2 waits for the appearance of the characteristic curve c, d. H. that a replacement lamp has been used instead of the removed lamp and now all lamps are reconnected. The system then restarts or restarts. This process will be explained again later with reference to FIG. 9.
Fig. 8a und 8b zeigen zwei Varianten der in Fig. 3 dargestellten Schaltung 300 zur Erkennung eines Warm-/Kaltstartbetriebs. Beiden Varianten ist gemeinsam, daß stets das am Anschluß NP der Steuerschaltung anliegende Spannungspotential ausgewertet und durch Vergleich mit einer vorgegebenen Referenzspannung Vrefl 2 festgestellt wird, ob ein Warm- oder Kaltstart durchgeführt werden soll. Dieser Vergleich wird mit Hilfe eines Komparators 301 durchgeführt, dessen positiver Meßeingang mit dem Anschluß NP verbunden ist. Ausgangsseitig ist der Komparator 301 an eine Zustandshalteschaltung 302 angeschlossen, die beispielsweise durch ein D-Flip-Flop realisiert sein kann. Diese Zustandshalteschaltung 302 bewirkt, daß das Ausgangssignal des Komparators 301 lediglich bei Vorliegen eines entsprechenden Freigabesignals EN zur Ablaufsteuerung 800 durchgeschaltet und ausgewertet wird. Dieses Freigabesignal EN nimmt ausschließlich beim Neu- bzw. Wiederstarten des Gesamtsystems, beispielsweise durch Betätigung eines entsprechenden Netzschalters, kurzzeitig einen hohen Pegel an. Zu keinem späteren Zeitpunkt führt eine Signaländerung am Anschluß NP zu einer Zustandsänderung am Ausgangsanschluß der Zustandshalteschaltung 302.8a and 8b show two variants of the circuit 300 shown in FIG. 3 for detecting a warm / cold start operation. Both variants have in common that the voltage potential present at the connection NP of the control circuit is always evaluated and it is determined by comparison with a predetermined reference voltage Vrefl 2 whether a warm or cold start is to be carried out. This comparison is carried out with the aid of a comparator 301, the positive measuring input of which is connected to the connection NP. On the output side, the comparator 301 is connected to a state hold circuit 302, which can be implemented, for example, by a D flip-flop. This state hold circuit 302 has the effect that the output signal of the comparator 301 is only switched through and evaluated to the sequence control 800 if a corresponding enable signal EN is present. This enable signal EN takes only at a high level for a short time only when the entire system is restarted or restarted, for example by actuating an appropriate power switch. At no later point in time does a signal change at the NP port result in a state change at the output port of the state hold circuit 302.
Bei der in Fig. 8a gezeigten Variante kann durch Anschließen eines Vorwiderstandes Rv entweder an das hohe Versorgungsspannungspotential VDD oder an das Massepotential zwischen einem Kaltstart- und einem Warmstartbetrieb umgeschaltet werden. Ist der Vorwiderstand Rv an VDD angeschlossen, wird ein Kaltstartbetrieb aktiviert, d.h. die angeschlossenen Gasentladungslampen werden ohne Vorheizbetrieb gezündet. Ist hingegen der Vorwiderstand Rv an das Massepotential angeschlossen, wird ein Warmstartbetrieb durchgeführt, d.h. die angeschlossenen Gasentladungslampen werden mit einem vorgeschalteten Vorheizbetrieb zum Vorheizen der Lampenelektroden gezündet. Der Komparator 301 kann durch Überwachen des Spannungspotentials am Anschluß NP feststellen, ob der Widerstand Rv an das Versorgungsspannungspotential VDD oder das Massepotential angeschlossen ist. Die Auswertung des Komparatorausgangssignals erfolgt schließlich in der in Fig. 3 gezeigten Ablaufsteuerung 800, die abhängig davon, ob ein Kaltstart- oder Warmstartbetrieb gewählt ist, die Gasentladungslampen ohne oder mit Vorheizbetriebszuständen ansteuert.In the variant shown in FIG. 8a, by connecting a series resistor R v either to the high supply voltage potential VDD or to the ground potential, it is possible to switch between a cold start and a warm start operation. If the series resistor R v is connected to VDD, a cold start operation is activated, ie the connected gas discharge lamps are ignited without preheating operation. On the other hand, if the series resistor R v is connected to the ground potential, a warm start operation is carried out, ie the connected gas discharge lamps are ignited with an upstream preheating operation for preheating the lamp electrodes. The comparator 301 can determine whether the resistor R v is connected to the supply voltage potential VDD or the ground potential by monitoring the voltage potential at the connection NP. The evaluation of the comparator output signal finally takes place in the sequence control 800 shown in FIG. 3, which, depending on whether a cold start or warm start mode is selected, controls the gas discharge lamps without or with preheating operating states.
Fig. 8b zeigt eine Variante der zuvor erläuterten Schaltung, die eine dynamische Umschaltung zwischen einem Warm- und Kaltstartbetrieb ermöglicht. Die in Fig. 8b gezeigte Schaltung entspricht im wesentlichen der in Fig. 8a gezeigten Schaltung, jedoch mit der Ausnahme, daß intern an dem Eingangsanschluß NP ein Schalter S301 vorgesehen ist, über den das Versorgungsspannungspotential VDD an den Eingangsanschluß NP angelegt werden kann, während extern an den Anschluß NP ein RC-Glied bestehend aus dem bereits in den Fig. 1 und 2 gezeigten Widerstand R22 und Kondensator C17 angeschlossen ist. Wie bei der in Fig. 8a gezeigten Variante wird durch den Komparator 301 das an dem Eingangsanschluß NP anliegende Spannungspotential überwacht. Die Funktion der in Fig. 8b gezeigten Schaltung ist folgendermaßen.8b shows a variant of the circuit explained above, which enables a dynamic switchover between a warm and cold start operation. The circuit shown in Fig. 8b corresponds essentially to the circuit shown in Fig. 8a, with the exception, however, that a switch S301 is provided internally at the input terminal NP, via which the supply voltage potential VDD can be applied to the input terminal NP, while externally an RC element consisting of the resistor R22 and capacitor C17 already shown in FIGS. 1 and 2 is connected to the connection NP. As in the variant shown in FIG. 8a, the voltage potential present at the input connection NP is monitored by the comparator 301. The operation of the circuit shown in Fig. 8b is as follows.
Während des normalen Betriebs des elektronischen Vorschaltgerätes ist der Schalter S301 geschlossen, so daß der Kondensator C17 durch das an den Eingangsanschluß NP angelegte Versorgungsspannungspotential VDD aufgeladen wird. Kommt es (z.B. infolge eines Fehlers) zum Abschalten des Systems oder zum Umschalten der Systemversorgung von Netz- auf Notstrombetrieb, wird der Schalter S301 geöffnet, und der Kondensator C17 entlädt sich mit der durch das RC-Glied festgelegten Zeitkonstante. Normgemäß ist das RC-Glied vorteilhafterweise derart ausgelegt, daß der Kondensator C17 die Ladung solange halten kann, daß die am Eingangsanschluß NP anliegende Spannung für eine Dauer von bis zu 400 ms größer als die am Komparator 301 anliegende Referenzspannung Vrefl 2 ist.During normal operation of the electronic ballast, the switch S301 is closed so that the capacitor C17 is charged by the supply voltage potential VDD applied to the input terminal NP. If the system is switched off (for example as a result of a fault) or the system supply is switched from mains to emergency power operation, switch S301 is opened and capacitor C17 discharges with the time constant defined by the RC element. According to the standard, the RC element is advantageously designed in such a way that the capacitor C17 carries the charge can hold until the voltage applied to the input connection NP is greater than the reference voltage Vrefl 2 applied to the comparator 301 for a period of up to 400 ms.
Beim Wieder- oder Neustarten des Systems nimmt das Freigabesignal EN der Zustandshalteschaltung 302 einen hohen Pegel an, so daß das Vergleichsergebnis des Komparators 301 durchgeschaltet wird. Ist zu diesem Zeitpunkt das an dem Eingangsanschluß NP anliegende Spannungspotential noch größer als die Referenzspannung Vrefl2, sorgt die Ablaufsteuerung 800 für die Inbetriebnahme der angeschlossenen Gasentladungslampen ohne Vorheizbetrieb und führt somit einen Kaltstart durch. Ist hingegen das an dem Eingangsanschluß NP anliegende Spannungspotential kleiner als das Bezugspotential Vrefl2, werden die angeschlossenen Gasentladungslampen vorgeheizt und somit ein Warmstart durchgeführt.When the system is restarted or restarted, the enable signal EN of the state hold circuit 302 assumes a high level, so that the comparison result of the comparator 301 is switched through. If, at this point in time, the voltage potential present at the input connection NP is still greater than the reference voltage Vrefl2, the sequence control 800 ensures the start-up of the connected gas discharge lamps without preheating operation and thus carries out a cold start. If, on the other hand, the voltage potential present at the input connection NP is less than the reference potential Vrefl2, the connected gas discharge lamps are preheated and a warm start is thus carried out.
Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß das am Eingangsanschluß NP der Steuerschaltung anliegende Spannungspotential abhängig von der Einschaltdauer des Schalters S301 ist, die gleichbedeutend mit der Betriebsdauer des elektronischen Vorschaltgerätes ist. Diese Größe ist maßgeblich für den Aufladezustand des Kondensators C17. Des weiteren ist das Spannungspotential am Eingangsanschluß NP von der Ausschaltzeit des Schalters S301 bzw. der Dauer des Notstrombetriebs des elektronischen Vorschaltgerätes sowie der Zeitkonstante des RC-Gliedes abhängig. Diese Größen sind maßgeblich für den Entladevorgang des Kondensators C17.From the above description it can be seen that the voltage potential present at the input terminal NP of the control circuit depends on the on-time of the switch S301, which is equivalent to the operating time of the electronic ballast. This variable is decisive for the state of charge of the capacitor C17. Furthermore, the voltage potential at the input connection NP depends on the switch-off time of the switch S301 or the duration of the emergency power operation of the electronic ballast and the time constant of the RC element. These variables are decisive for the discharge process of the capacitor C17.
Die in Fig. 8b gezeigte Schaltung führt somit abhängig von der Dauer der Ausschaltzeit sowie abhängig von der Zeitkonstante des RC-Gliedes einen Kalt- bzw. Warmstart durch.The circuit shown in FIG. 8b therefore performs a cold or warm start depending on the duration of the switch-off time and on the time constant of the RC element.
Durch entsprechende Bemessung der Zeitkonstante des RC-Gliedes kann diejenigeBy appropriately dimensioning the time constant of the RC element, the one
Ausschaltzeitdauer festgelegt werden, die gerade noch für einen Kaltstartbetrieb der angeschlossenen Lampen ausreicht. Zu diesem Zweck muß das RC-Glied lediglich derart dimensioniert werden, daß nach Aufladen des Kondensators C17 und Öffnen des Schalters S301 das an dem Eingangsanschluß NP angelegte Spannungspotential gerade noch nach Ablauf der zuvor genannten Ausschaltzeitdauer größer als das BezugspotentialSwitch-off duration can be specified, which is just sufficient for a cold start operation of the connected lamps. For this purpose, the RC element only has to be dimensioned such that, after charging the capacitor C17 and opening the switch S301, the voltage potential applied to the input terminal NP is greater than the reference potential just after the aforementioned switch-off period
Vrefl 2 des Komparators 301 ist. Normgemäß ist jedoch die maximal zulässige Zeit zwischen dem Umschalten auf Notstrombetrieb und dem Neu- bzw. Wiederstarten des elektronischen Vorschaltgerätes ohne Vorheizen der Lampenelektroden auf 400 ms festgelegt. Dementsprechend sind der Widerstand R22 und der Kondensator C17 derart zu dimensionieren, daß die zuvor genannte Zeitspanne von 400 ms eingehalten werden kann. Selbstverständlich kann anstelle des in Fig. 8b gezeigten RC-Gliedes mit dem Widerstand R22 und dem Kondensator C17 jede beliebige andere Energiespeicherschaltung verwendete werden, die abhängig von dem an dem Eingangsanschluß NP anliegenden Versorgungsspannungspotential Energie speichert und sich mit einer bestimmten Zeitkonstante nach Abklemmen des Versorgungsspannungspotentials entlädt. Diese Energiespeicherschaltung kann somit beliebige Verzögerungsglieder enthalten, solange ein definiertes und bekanntes zeitliches Verhalten des Verzögerungsgliedes bzw. der Energiespeicherschaltung gegeben ist.Vrefl 2 of the comparator 301 is. However, the maximum permissible time between switching to emergency power operation and restarting or restarting the electronic ballast without preheating the lamp electrodes is set to 400 ms. Accordingly, the resistor R22 and the capacitor C17 are to be dimensioned in such a way that the aforementioned period of 400 ms can be observed. Of course, instead of the RC element shown in FIG. 8b with the resistor R22 and the capacitor C17, any other energy storage circuit can be used, which stores energy depending on the supply voltage potential present at the input terminal NP and discharges with a certain time constant after the supply voltage potential has been disconnected . This energy storage circuit can thus contain any delay elements, as long as there is a defined and known temporal behavior of the delay element or the energy storage circuit.
Nachfolgend sollen die in Fig. 3 gezeigten Funktionsblöcke 400 und 500 näher erläutert werden. Der Spannungsregler-Funktionsblock 400 erzeugt eine intern geregelte, sehr präzise Versorgungsspannung VDD für alle internen Funktionsblöcke, die zugleich die Quelle für alle benötigten Referenzspannungen darstellt. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, wird diese interne Versorgungsspannung VDD über den Anschluß VDD nach außen gelegt und über den externen Kondensator C7 mt guten Hochfrequenzeigenschaften gefiltert. Aufgrund der Bereitstellung der internen Versorgungsspannung VDD kann für sämtliche Funktionsteile des gesamten elektronischen Vorschaltgerätes eine einzige Niedervoltebene verwendet werden, was insbesondere aus Kostengründen vorteilhaft ist.The function blocks 400 and 500 shown in FIG. 3 will be explained in more detail below. The voltage regulator function block 400 generates an internally regulated, very precise supply voltage VDD for all internal function blocks, which at the same time represents the source for all required reference voltages. As can be seen from FIGS. 1 and 2, this internal supply voltage VDD is applied to the outside via the connection VDD and filtered via the external capacitor C7 with good high-frequency properties. Due to the provision of the internal supply voltage VDD, a single low-voltage level can be used for all functional parts of the entire electronic ballast, which is particularly advantageous for cost reasons.
Der Referenzspannungsgenerator 500 dient zur zentralen Erzeugung sämtlicher Referenzgrößen für die Steuerschaltung IC2, d.h. zur Erzeugung aller Referenzpotentiale und Referenzströme.The reference voltage generator 500 serves for the central generation of all reference quantities for the control circuit IC2, i.e. to generate all reference potentials and reference currents.
Der in Fig. 3 dargestellte Oszillator 600 stellt die zentrale Taktquelle für die gesamte Steuerschaltung IC2 dar. Der Oszillator 600 ist derart konstruiert, daß keine externen Komponenten erforderlich sind. Der Grundtakt des Oszillators wird mit Hilfe von Micro- Fuses auf den gewünschten Wert von beispielsweise 10MHz mit einer Genauigkeit von z. B. 4-Bit abgeglichen. Über einen digitalen Eingang des Oszillators 600 kann die Frequenz des Taktgenerators auf ca. 1/20 der nominalen Taktrate, d.h. auf ca. 550kHz, reduziert werden. Diese reduzierte Taktrate wird, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, für bestimmte Betriebszustände, insbesondere für den Fehler- und Lampenwechselerkennungszustand, benötigt, in denen die Versorgungsenergie reduziert werden muß. Der ebenfalls in Fig. 3 gezeigte Zeitbasisgenerator 700 erzeugt abhängig von dem Grundtakt des Oszillators 600 mehrere konstante Zeitabstände, die über digitale Ausgänge des Zeitbasisgenerators 700 den einzelnen Funktionsblöcken der Steuerschaltung IC2 zugeführt werden. Der Ablaufsteuerungsfunktionsblock 800 erhält beispielsweise sämtliche zeitlichen Referenzgrößen von dem Zeitbasisgenerator 700. Alle von dem Zeitbasisgenerator 700 erzeugten zeitlichen Größen sind ein Vielfaches des Grundtaktes des Oszillators 600. Die von dem Zeitbasisgenerator 700 erzeugten zeitlichen Referenzgrößen können beispielsweise die einzelnen Vorheizzeiten oder die Zündzeit umfassen. Diese zeitlichen Referenzgrößen sind, wie nachfolgend näher erläutert wird, insbesondere für die zeitliche Betriebszustandssteuerung der Steuerschaltung IC2 von Bedeutung, die von dem Ablaufsteuerung-Funktionsblock 800 durchgeführt wird.The oscillator 600 shown in FIG. 3 represents the central clock source for the entire control circuit IC2. The oscillator 600 is constructed in such a way that no external components are required. The basic clock of the oscillator is set with the help of micro fuses to the desired value of, for example, 10 MHz with an accuracy of z. B. 4-bit matched. The frequency of the clock generator can be reduced to approximately 1/20 of the nominal clock rate, ie to approximately 550 kHz, via a digital input of the oscillator 600. This reduced clock rate, as will be explained in more detail below, is required for certain operating states, in particular for the fault and lamp change detection state, in which the supply energy has to be reduced. Depending on the basic clock of the oscillator 600, the time base generator 700 likewise shown in FIG. 3 generates a plurality of constant time intervals which are supplied to the individual function blocks of the control circuit IC2 via digital outputs of the time base generator 700. The sequential control function block 800 receives, for example, all the time reference quantities from the time base generator 700. All the time quantities generated by the time base generator 700 are a multiple of this Basic clock of the oscillator 600. The time reference variables generated by the time base generator 700 can include, for example, the individual preheating times or the ignition time. As will be explained in more detail below, these temporal reference variables are particularly important for the temporal operating state control of the control circuit IC2, which is carried out by the sequence control function block 800.
Die Funktion der Ablaufsteuerung 800 soll nachfolgend näher unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert werden.The function of the sequence controller 800 will be explained in more detail below with reference to FIG. 9.
Der Ablaufsteuerung-Funktionsblock 800 steuert den Betrieb des elektronischen Vorschaltgerätes beispielsweise gemäß dem in Fig. 9 dargestellten Zustandsdiagramm. Dabei ist in Fig. 9 jeder mögliche Betriebszustand bildlich durch einen Kreis dargestellt, während die einzelnen Pfeile mögliche Zustandswechsel darstellen, welche unter Erfüllung einer entsprechend den beiden Betriebszuständen zugeordneten Bedingung auftreten. Diese Bedingungen sind jeweils an bestimmte Zustände bestimmter Zustands- oder Überwachungsgrößen des elektronischen Vorschaltgerätes bzw. der Lampe(n) geknüpft, wobei diese Überwachungsgrößen intern von der Ablaufsteuerung 800 in Form von Variablen verarbeitet werden, die abhängig davon, ob die Überwachungsgröße den entsprechenden Zustand einnimmt oder nicht, beispielsweise den Wert „ 1 " bei Einnahme des zugewiesenen Zustandes oder „0" bei Nichteinnahme des Zustandes annimmt. Die einzelnen von der Ablaufsteuerung 800 überwachten Größen können beispielsweise zeitlich basierende Größen oder Fehlergrößen umfassen. Bezüglich der zeitlich basierenden Größen kann beispielsweise der Ablauf einer Inbetriebnahmezeit, einer Vorheizzeit, einer Zündzeit oder einer Verzögerungszeit für die Gleichrichteffekterkennung überwacht werden. Hinsichtlich der Fehlergrößen kann beispielsweise das Auftreten eines kapazitiven Stroms im Lastkreis (über den Stromerfassungsblock 100), das Vorliegen einer Überspannung an der angeschlossenen Gasentladungslampe, das Auftreten eines Gleichrichteffektes bzw. eines unsymmetrischen Lampenbetriebs, das NichtVorhandensein einer Lampe oder das Auftreten eines Synchronisationsfehlers bezüglich des Nulldurchgangs der Lampenspannung (jeweils über den Spannungserfassungsblock 200) überwacht werden. Des weiteren kann das Ausgangssignal des Funktionsblocks 300 überwacht werden, mit dessen Hilfe zwischen einem Warm- und einem Kaltstartbetrieb unterschieden werden kann. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Überwachungsgrößen des elektronischen Vorschaltgerätes denkbar. Wie bereits zuvor erläutert worden ist, werden zwar die einzelnen Fehlergrößen von den in Fig. 3 gezeigten Blöcken 100 - 300 erfaßt, jedoch erfolgt zunächst eine Aufbearbeitung durch den Meßphasensteuerung-Funktionsblock 900, ehe die einzelnen Fehlergrößen tatsächlich von der Ablaufsteuerung 800 ausgewertet werden. Zu diesem Zweck enthält die Meßphasensteuerung für jede überwachte Fehlergröße ein der entsprechenden Fehlergröße zugeordnetes digitales Ereignisfilter. Dieses digitale Ereignisfilter führt im Prinzip die Funktion eines Zählers aus, welcher das ununterbrochene Auftreten des entsprechenden Fehlers zählt. Eine Fehlermeldung wird von dem entsprechenden Ereignisfilter erst dann an die Ablaufsteuerung 800 weitergegeben, wenn der entsprechende Fehler n-mal nacheinander aufgetreten ist, wobei n der Filtertiefe des entsprechenden digitalen Ereignisfilters entspricht und für jede Fehlergröße unterschiedlich sein kann. Sobald bei einer Abfrage der Fehler nicht mehr auftritt, wird der Zählerstand des digitalen Ereignisfilters zurückgesetzt und der Zählvorgang wieder von vorne neu begonnen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Ablaufsteuerung 800 nicht voreilig auf das Auftreten eines bestimmten Fehlers reagiert, und eine Betriebszustandsänderung infolge einer bestimmten Fehlermeldung erst dann durchgeführt wird, wenn mit relativ großer Sicherheit davon ausgegangen werden kann, daß der entsprechende Fehler tatsächlich vorliegt.The sequence control function block 800 controls the operation of the electronic ballast, for example in accordance with the state diagram shown in FIG. 9. 9, each possible operating state is illustrated by a circle, while the individual arrows represent possible changes in state which occur when a condition associated with the two operating states is met. These conditions are in each case linked to specific states of certain state or monitoring variables of the electronic ballast or the lamp (s), these monitoring variables being processed internally by the sequence control 800 in the form of variables which depend on whether the monitoring variable assumes the corresponding state or not, for example assumes the value "1" when the assigned state is taken or "0" when the state is not taken. The individual variables monitored by the sequence controller 800 can include, for example, time-based variables or error variables. With regard to the time-based variables, the course of a commissioning time, a preheating time, an ignition time or a delay time for the rectification effect detection can be monitored. With regard to the error quantities, for example, the occurrence of a capacitive current in the load circuit (via the current detection block 100), the presence of an overvoltage at the connected gas discharge lamp, the occurrence of a rectification effect or asymmetrical lamp operation, the absence of a lamp or the occurrence of a synchronization error with regard to the zero crossing the lamp voltage (in each case via the voltage detection block 200) are monitored. Furthermore, the output signal of the function block 300 can be monitored, with the aid of which a distinction can be made between a warm and a cold start operation. Any other monitoring parameters of the electronic ballast are of course also conceivable. As has already been explained above, the individual error quantities are detected by the blocks 100-300 shown in FIG. 3, but processing is first carried out by the measuring phase control function block 900 before the individual error quantities are actually evaluated by the sequence control 800. For this purpose, the measuring phase control contains a digital event filter assigned to the corresponding error size for each monitored error size. In principle, this digital event filter performs the function of a counter which counts the uninterrupted occurrence of the corresponding error. An error message is only passed on to the sequence control 800 by the corresponding event filter when the corresponding error has occurred n times in succession, where n corresponds to the filter depth of the corresponding digital event filter and can be different for each error size. As soon as the error no longer occurs during a query, the counter status of the digital event filter is reset and the counting process starts again from the beginning. In this way it is ensured that the sequential control unit 800 does not react prematurely to the occurrence of a specific error, and an operating state change as a result of a specific error message is only carried out when it can be assumed with a relatively high degree of certainty that the corresponding error actually exists.
Eine Besonderheit stellt diesbezüglich das digitale Ereignisfilter für die Gleichrichteffekterkennung dar, da es sich beim Gleichrichteffekt um einen schleichend, d.h. zeitlich langsam auftretenden Fehlerfall handelt. Daher ist das dem Gleichrichteffekt zugewiesene Ereignisfilter derart dimensioniert, daß nur dann auf das Auftreten eines Gleichrichteffektes geschlossen und eine entsprechende Fehlermeldung an die Ablaufsteuerung 800 ausgegeben wird, falls der Meßphasensteuerung 900 32 mal nacheinander jede 255. Periode der Lampenspannung ein Gleichrichteffekt gemeldet wird. Dementsprechend umfaßt das dem Gleichrichteffekt zugewiesene Ereignisfilter eine Filtertiefe von n = 32 x 255. Für die Erfassung eines kapazitiven Stroms kann hingegen eine Filtertiefe von 64, für die Erfassung einer Überspannung eine Filtertiefe von 3 und für die Erfassung eines Synchronisationsfehlers sowie für die Lampenwechselerkennung jeweils eine Filtertiefe von 7 vorgesehen sein. Selbstverständlich sind auch andere Filtertiefenwerte denkbar.A special feature in this regard is the digital event filter for the rectification effect detection, since the rectification effect is a creeping, i.e. error occurs slowly over time. The event filter assigned to the rectification effect is therefore dimensioned in such a way that a rectification effect only occurs and a corresponding error message is output to the sequential control unit 800 if the measuring phase control 900 reports a rectification effect 32 times in succession every 255th period of the lamp voltage. Accordingly, the event filter assigned to the rectification effect comprises a filter depth of n = 32 x 255. On the other hand, a filter depth of 64 can be used for the detection of a capacitive current, a filter depth of 3 for the detection of an overvoltage and one for the detection of a synchronization error and for the lamp change detection Filter depth of 7 can be provided. Of course, other filter depth values are also conceivable.
Wird im folgenden von dem Auftreten eines bestimmten Fehlerfalls gesprochen, ist somit die entsprechende Fehlermeldung von der Meßphasensteuerung 900 zu der Ablaufsteuerung 800 nach Passieren des entsprechend zugeordneten Ereignisfilters gemeint. Der Ausgangszustand der in Fig. 9 gezeigten Betriebszustandssteuerung ist der sogen. Resetzustand (Zustand I). In dem Zustand I befindet sich das System stets dann, wenn das elektronische Vorschaltgerat gestartet bzw. neu gestartet worden ist, was gleichbedeutend mit dem Auftreten des anhand von Fig. 8 erläuterten Freigabesignals EN ist. Zu diesem Zweck kann die Ablaufsteuerung 800 einen hysteresebehafteten Komparator umfassen, der das externe Versorgungsspannungssignal VCC innerhalb bestimmter Grenzen überwacht und das Freigabesignal EN erzeugt, falls das Versorgungsspannungssignal VC innerhalb des erförderlichenIf the following is spoken of the occurrence of a specific error case, the corresponding error message from the measurement phase control 900 to the sequence control 800 after passing through the correspondingly assigned event filter is meant. The initial state of the operating state control shown in FIG. 9 is the so-called. Reset state (state I). The system is in state I whenever the electronic ballast has been started or restarted, which is synonymous with the occurrence of the enable signal EN explained with reference to FIG. 8. To this end, the sequencer 800 may include a hysteresis comparator that monitors the external supply voltage signal VCC within certain limits and generates the enable signal EN if the supply voltage signal VC is within the required range
Versorgungsspannungsbereiches liegt. Auf diese Weise überwacht der Komparator zugleich das Ein- und Ausschalten des Gesamtsystems. Das Freigabesignal EN kann somit abhängig vom Ein- und Ausschalten des Gesamtsystems asynchron zu sämtlichen anderen Signalen auftreten, wobei nach Auftreten des Freigabesignals EN, d.h. nach Einbzw. Wiedereinschalten des elektronischen Vorschaltgerätes, der Abgleich der einzelnen Funktionsblöcke der Steuerschaltung IC2 erfolgt. Dieser Abgleich erfolgt durch Einlesen der jeweiligen Werte für die einzelnen Micro-Fuses. Diese Micro-Fuses sind kleine Sicherungen, die beispielsweise zum Abgleich der einzelnen internen Stromquellen dienen. Des weiteren erfolgt, wie anhand Fig. 8 erläutert worden ist, mit Auftreten des Freigabesignals EN das Einlesen des Ausgangssignals des in Fig. 3 gezeigten Funktionsblocks 300, so daß zu diesem Zeitpunkt festgestellt wird, ob die angeschlossenen Gasentladungslampen mit einem Kalt- oder Warmstart in Betrieb genommen werden sollen. Insgesamt erfolgt somit im Zustand I eine Initialisierung der Steuerschaltung IC2.Supply voltage range is. In this way, the comparator also monitors the switching on and off of the entire system. The enable signal EN can thus occur asynchronously to all other signals depending on the switching on and off of the overall system, with after the appearance of the enable signal EN, i.e. after inclusion The electronic ballast is switched on again and the individual function blocks of the control circuit IC2 are compared. This comparison is carried out by reading in the respective values for the individual micro fuses. These micro fuses are small fuses that are used, for example, to balance the individual internal power sources. Furthermore, as has been explained with reference to FIG. 8, when the enable signal EN occurs, the output signal of the function block 300 shown in FIG. 3 is read in, so that it is determined at this point in time whether the connected gas discharge lamps with a cold or warm start in To be put into operation. Overall, in state I the control circuit IC2 is thus initialized.
Nach Initialisierung der Steuerschaltung geht die Ablaufsteuerung 800 automatisch in einen Inbetriebnahmezustand (Zustand II) über. Der Übergang von Zustand I in Zustand II ist ausnahmsweise nicht an bestimmte Bedingungen geknüpft und erfolgt automatisch bei jedem Neu- bzw. Wiederstart des elektronischen Vorschaltgerätes. Im Zustand II erfolgt das Anlaufen des Oberwellenfilters bzw. das Einschwingen des Lastkreises des elektronischen Vorschaltgerätes. Des weiteren wird im Zustand II der Koppelkondensator des Lastkreises vorgeladen. In dieser Phase sind sämtliche Fehlerdetektoren deaktiviert, d.h. es erfolgt keine Auswertung der zuvor erwähnten Fehlergrößen.After the control circuit has been initialized, the sequential control system 800 automatically changes to a commissioning state (state II). Exceptionally, the transition from state I to state II is not linked to certain conditions and occurs automatically each time the electronic ballast is restarted or restarted. In state II, the harmonic filter starts up or the load circuit of the electronic ballast settles. Furthermore, the coupling capacitor of the load circuit is precharged in state II. In this phase, all error detectors are deactivated, i.e. there is no evaluation of the aforementioned error sizes.
Ein Vorheizzustand III wird ausgehend von dem Zustand II angelaufen, falls z.B. eine dem Zustand II zugeordnete Inbetriebnahmezeit, die die normale Betriebsdauer des Zustandes II bezeichnet, abgelaufen ist und von dem in Fig. 3 gezeigten Funktionsblock 300 kein Kaltstartbetrieb gemeldet worden ist. Ist hingegen die Inbetriebnahmezeit noch nicht abgelaufen, verbleibt das System weiterhin in dem Zustand II, was in Fig. 9 durch einen von dem Zustand II ausgehenden und wieder zu den Zustand II zurückführenden Pfeil dargestellt ist. Wurde von dem Funktionsblock 300 ein Kaltstartbetrieb erfaßt und ist bereits die Inbetriebnahmezeit abgelaufen, wechselt die Ablaufsteuerung 800 direkt von dem Zustand II in einen Zündzustand IV, was dem zuvor erläuterten Warmstartbetrieb entspricht.A preheating state III is started from state II, for example if a start-up time assigned to state II, which denotes the normal operating time of state II, has expired and no cold start operation has been reported by function block 300 shown in FIG. 3. If, on the other hand, the start-up time has not yet expired, the system remains in state II, which is shown in FIG. 9 by a state which starts from state II and returns to state II Arrow is shown. If a cold start operation was detected by the function block 300 and the start-up time has already expired, the sequence control 800 changes directly from the state II to an ignition state IV, which corresponds to the previously explained warm start operation.
In dem ersten Vorheizzustand III wird die Wechselrichterhalbbrücke derart angesteuert, daß sie frequenzmäßig an der oberen Grenze schwingt und beispielsweise eine Ausgangsfrequenz von ca. 80kHz erzeugt. In diesem Zustand kann die Vorheizregelung, die Überspannungserkennung sowie die Kapazitivstromerkennung aktiviert sein.In the first preheating state III, the inverter half bridge is driven in such a way that it oscillates at the upper limit in terms of frequency and generates, for example, an output frequency of approximately 80 kHz. In this state, the preheating control, the overvoltage detection and the capacitive current detection can be activated.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Vorheizzeit wird in den bereits zuvor erwähnten Zündzustand IV gewechselt, falls zudem keine Lampenüberspannung und kein Kapazitivstrombetrieb erfaßt worden ist. Während des Zündzustandes IV sind sämtliche Fehlerdetektoren der Steuerschaltung mit den zugehörigen Ereignisfiltern des Meßphasensteuerung-Funktionsblocks deaktiviert. Dementsprechend kann ausgehend von diesem Zustand IV auch nicht ein nachfolgend noch näher erläuterter Fehlerzustand VII angesprungen werden. Das heißt, das System verbleibt im Zündzustand IV bis die Zustandswechselbedingung für den Übergang in einen Betriebszustand V erfüllt ist.After a predefined preheating time has elapsed, a switch is made to the ignition state IV already mentioned, if no lamp overvoltage and no capacitive current operation have been detected. During the ignition state IV, all error detectors of the control circuit with the associated event filters of the measurement phase control function block are deactivated. Accordingly, starting from this state IV, it is also not possible to jump to a fault state VII, which will be explained in more detail below. This means that the system remains in ignition state IV until the state change condition for the transition to an operating state V is fulfilled.
In dem Zündzustand IV kann die Arbeitsfrequenz des Wechselrichters des elektronischen Vorschaltgerätes abhängig von dem Wert des erfaßten Lampenstroms sowie den Zuständen der Überspannungs- und Kapazitivstromerkennung verändert werden. Ausgehend von dem durch den Vorheizbetrieb vorgegebenen Arbeitspunkt des Lastkreises wird mit Hilfe der Regelgröße „Lampenstrom" versucht, die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters zunächst zu verringern, da der erfaßte Lampenstrom wegen der noch nicht erfolgten Zündung gegenüber dem vorgegebenen Sollwert deutlich zu klein ist. Dieser Regelungsvorgang wird so lange fortgesetzt bis die Überspannungserkennung oder Kapazitivstromerkennung das fortdauernde Verringern der Wechselrichterfrequenz verhindert bzw. diesem entgegenwirkt. In der Regel wird zunächst die Überspannungserkennung als Einflußfaktor dominant werden. Infolge der nunmehr vorliegenden Dominanz der Überspannungserkennung wird nun gleichsam die Lampenspannung geregelt. An diesem Verhalten ändert sich bis zum Zünden der Lampe oder bis zum Ablauf der vorgegebenen Zündzeit nichts. In der Regel wird jedoch die Gasentladungslampe vor Ablauf der vorgegebenen Zündzeit zünden, wobei in diesem Fall die Lampenstromregelung wieder dominant wird und die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters so lange verringert wird bis der durch den Lampenstromreferenzwert vorgegebene stabile Arbeitspunkt eingenommen worden ist. Die Kapazitivstromerkennung wird im Zündzustand IV nur im Fehlerfall, z.B. bei Sättigung der in Fig. 1 gezeigten Resonanzkreisdrossel L3, aktiv in den Zündvorgang eingreifen. Sobald die Kapazitivstromerkennung anspricht, wird die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters durch die Steuerschaltung so lange nach oben geschoben bis eine andere der vorgenannten Einflußgrößen während des Zündbetriebs IV wieder dominant wird. Ergänzend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß während des Zündzustandes IV von der Regelschaltung der Steuerschaltung IC2 lediglich beispielsweise jede achte Periode der Ausgangsfrequenz des Wechselrichters ein neuer Soll-/Istwertvergleich durchgeführt wird, da sich in der Praxis ergeben hat, daß mit Hilfe eines derart reduzierten Reglertaktes beispielsweise die Lampenspannung mit einer deutlich geringeren Welligkeit ausgeregelt werden kann.In the ignition state IV, the working frequency of the inverter of the electronic ballast can be changed depending on the value of the lamp current detected and the states of the overvoltage and capacitive current detection. Starting from the operating point of the load circuit specified by the preheating mode, the control variable "lamp current" is used to try to reduce the output frequency of the inverter because the detected lamp current is significantly too small compared to the specified setpoint due to the fact that the ignition has not yet taken place. This control process becomes until the overvoltage detection or capacitive current detection prevents or counteracts the continuous reduction of the inverter frequency. As a rule, the overvoltage detection will become dominant as an influencing factor. As a result of the dominance of the overvoltage detection that is now present, the lamp voltage is regulated, as it were. This behavior changes until the lamp is ignited or until the specified ignition time has elapsed, but as a rule the gas discharge lamp will ignite before the specified ignition time has elapsed, in which case the lamp current surge becomes dominant again and the output frequency of the inverter is reduced until the stable operating point specified by the lamp current reference value has been reached. The capacitive current detection in ignition state IV is only in the event of a fault, for example when saturation of the resonant circuit choke L3 shown in FIG. 1, actively intervene in the ignition process. As soon as the capacitive current detection responds, the output frequency of the inverter is pushed up by the control circuit until another of the aforementioned influencing variables becomes dominant again during the ignition operation IV. In addition, it should be pointed out at this point that during the ignition state IV of the control circuit of the control circuit IC2, for example every eighth period of the output frequency of the inverter, a new setpoint / actual value comparison is carried out, since it has been found in practice that with the help of such a reduced controller cycle, for example, the lamp voltage can be corrected with a significantly lower ripple.
Der Zündzustand IV kann in Richtung des bereits zuvor erwähnten Betriebszustandes V nur nach Ablauf der vorgegebenen Zündzeit verlassen werden. Dieser Zustandswechsel ist insbesondere unabhängig davon, ob in dem Zündzustand IV immer noch bezogen auf die Zündspannung oder bereits bezogen auf den Lampenstrom geregelt wird.The ignition state IV can only be left in the direction of the previously mentioned operating state V after the specified ignition time has elapsed. This change of state is in particular independent of whether control in the ignition state IV is still based on the ignition voltage or is already based on the lamp current.
Nach Erreichen des in Fig. 9 gezeigten Betriebszustandes V wird, wie bereits erläutert worden ist, auf den Mittel- bzw. Effektivwert des Lampenstromes geregelt, d.h. die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters ist von dem erfaßten Lampenstrom abhängig. Während dieses Betriebszustandes V ist die Überspannungs-, Kapazitivstrom- und Synchronisationsfehlererkennung aktiviert, wobei auch während dieses Zustandes die Regelschaltung lediglich jede zweite Periode der Wechselrichterausgangsfrequenz einen neuen Soll-/Istwertvergleich durchführt. Ebenso kann die Gleichrichteffekterkennung (GLRE) aktiviert sein. Der Betriebszustand V ist zeitlich nicht beschränkt, d.h. stellt im Prinzip eine Endlosschleife dar, und kann ausschließlich bei Ansprechen eines der aktivierten Fehlerdetektoren verlassen werden. Vorteilhafterweise sind während des Betriebszustandes V sämtliche Fehlerdetektoren der Steuerschaltung aktiviert.After reaching the operating state V shown in Fig. 9, as already explained, the mean or effective value of the lamp current is regulated, i.e. the output frequency of the inverter depends on the detected lamp current. Overvoltage, capacitive current and synchronization error detection is activated during this operating state V, the control circuit also carrying out a new setpoint / actual value comparison only every second period of the inverter output frequency during this state. The rectification effect detection (GLRE) can also be activated. The operating state V is not limited in time, i.e. is in principle an endless loop and can only be exited when one of the activated error detectors responds. All error detectors of the control circuit are advantageously activated during the operating state V.
Tritt nun in einem der zuvor erläuterten Zustände III oder V ein Fehler auf, der durch den entsprechenden zustandsabhängig aktivierten Fehlerdetektor erfaßt worden ist, wird der in Fig. 9 dargestellte Fehlerzustand VII angelaufen. Dieser Fehlerzustand VII ist somit der zentrale Anlaufpunkt für sämtliche schweren Betriebsstörungen. Der Fehlerzustand VII wird direkt ausgehend von dem Vorheizzustand III angesprungen, falls während dieser Vorheizzustände eine Überspannung oder ein Kapazitivstrombetrieb erfaßt worden ist. Dagegen wird der Fehlerzustand VII ausgehend von dem Betriebszustand V angelaufen, falls während dieses Zustande ein Kapazitivstrombetrieb, ein Überspannungsfehler, ein Synchronisationsfehler und/oder das Auftreten eines Gleichrichteffektes usw. bezüglich der angeschlossenen Gasentladungslampen erfaßt worden ist.If an error now occurs in one of the previously explained states III or V, which has been detected by the corresponding state-dependent activated fault detector, the fault state VII shown in FIG. 9 is started up. This fault condition VII is therefore the central point of contact for all serious operational disturbances. Fault state VII is jumped on directly from preheating state III if an overvoltage or a capacitive current operation has been detected during these preheating states. In contrast, fault state VII is started from operating state V if, during this state, capacitive current operation, an overvoltage fault, a synchronization fault and / or the occurrence of a Rectification effect, etc. has been detected with respect to the connected gas discharge lamps.
Das Anlaufen des Fehlerzustandes VII kann beispielsweise gleichzeitig mit einer entsprechenden Signalisierung des jeweiligen Fehlers für den Benutzer verbunden sein. Der Fehlerzustand VII wird von der Ablaufsteuerung nur verlassen, falls nach einem Neustart des Systems wieder über den Resetzustand I der Inbetriebnahmezustand II angelaufen und die Gasentladungslampen von neuem in Betrieb genommen werden. Alternativ kann der Fehlerzustand VII verlassen werden, falls in diesem Zustand erfaßt wird, daß nicht sämtliche an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossenen Lampen intakte Lampenwendeln aufweisen. Dies ist gleichbedeutend damit, daß der Fehlerzustand VII in Richtung des bereits zuvor erwähnten Lampenwechselerkennungszustandes VIII verlassen wird, sobald eine der angeschlossenen Gasentladungslampen aus ihrer Fassung herausgenommen wird. Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß während des Fehlerzustandes VII die Betriebsstromaufnahme der Steuerschaltung auf einen minimal möglichen Wert reduziert ist.The start-up of the fault state VII can, for example, be associated with a corresponding signaling of the respective fault for the user. Fault status VII is only exited by the sequential control system if, after restarting the system, start-up status II is restarted via reset status I and the gas discharge lamps are started up again. Alternatively, error state VII can be left if it is detected in this state that not all of the lamps connected to the electronic ballast have intact lamp filaments. This is equivalent to leaving the fault state VII in the direction of the lamp change detection state VIII already mentioned as soon as one of the connected gas discharge lamps is removed from its socket. In addition, it should be pointed out that the operating current consumption of the control circuit is reduced to a minimum possible value during the fault state VII.
In dem Fehlerzustand wird das elektronische Vorschaltgerat wie im Lampenwechselerkennungszustand betrieben, d. h. es wird jeweils der untere Wechselrichterschalter T3 mit einer niedrigen Frequenz von beispielsweise 40Hz geöffent und geschlossen, während der obere Wechselrichterschalter dauerhaft geöffent ist. Wie bereits zwar anhand Fig. 6/7 erläutert worden ist, wartet die Steuerschaltung IC2 im Fehlerzustand VII auf das Auftreten der Spannungskennlinien a oder b (vgl. Fig. 7a) am Spannungsmeßanschluß VLI, was der Entnahme eine der angeschlossenen Gasentladungslampen Gl, G2 entspricht. In diesem Fall geht die Steuerschaltung IC2 in den Lampenwechselerkennungs-Zustand VIII über.In the fault state, the electronic ballast is operated as in the lamp change detection state, i. H. the lower inverter switch T3 is opened and closed at a low frequency of, for example, 40 Hz, while the upper inverter switch is permanently opened. As has already been explained with reference to FIG. 6/7, the control circuit IC2 waits in the fault state VII for the occurrence of the voltage characteristic curves a or b (cf. FIG. 7a) at the voltage measurement connection VLI, which corresponds to the removal of one of the connected gas discharge lamps Gl, G2 . In this case, the control circuit IC2 changes to the lamp change detection state VIII.
Mit Hilfe des bereits zuvor erläuterten Lampenwechselerkennungsverfahrens kann die Steuerschaltung sowohl einen Wechsel bzw. eine Entnahme der oberen Gasentladungslampe Gl als auch der unteren Gasentladungslampe G2 (vgl. Fig. 1) zuverlässig feststellen und nach Erkennen eines Lampenwechsels automatisch einen Neustart des Systems herbeiführen. Während im Fehlerzustand VII geprüft wird, ob eine der Gasentladungslampen herausgenommen worden ist, wird im Lampenwechselerkennungszustand VIII überwacht, ob sämtliche Gasentladungslampen eingesetzt sind. Sobald erkannt worden ist, daß alle Gasentladungslampen eingesetzt worden sind, d.h. alle an das elektronische Vorschaltgerat angeschlossenen Lampenwendeln intakt sind, wird automatisch wieder in den Inbetriebnahmezustand II umgeschaltet und die Gasentladungslampen wieder gemäß dem in Fig. 9 dargestellten Funktionskreislauf in Betrieb genommen. Auch während des Lampenwechselerkennungszustandes VIII sind mit Ausnahme der Lampenwechselerkennung alle anderen Fehlerdetektoren deaktiviert.With the help of the lamp change detection method already explained above, the control circuit can reliably detect both a change or a removal of the upper gas discharge lamp Gl and the lower gas discharge lamp G2 (cf. FIG. 1) and automatically restart the system after detecting a lamp change. While it is checked in the fault state VII whether one of the gas discharge lamps has been removed, the lamp change detection state VIII monitors whether all the gas discharge lamps have been inserted. As soon as it has been recognized that all gas discharge lamps have been inserted, ie all lamp filaments connected to the electronic ballast are intact, the system automatically returns to commissioning state II switched over and the gas discharge lamps started again according to the functional circuit shown in FIG. 9. All other fault detectors are also deactivated during lamp change detection state VIII, with the exception of lamp change detection.
Abschließend soll nachfolgend kurz die Funktion der in Fig. 3 gezeigten Wechselrichteransteuerung 1000 erläutert werden.Finally, the function of the inverter control 1000 shown in FIG. 3 will be briefly explained below.
Der Wechselrichteransteuerung-Funktionsblock 1000 dient zur Erzeugung von Ansteuersignale für den oberen bzw. unteren Wechselrichterschalter T2, T3 (vgl. Fig.The inverter control function block 1000 is used to generate control signals for the upper and lower inverter switches T2, T3 (cf.
1), die über die Ausgangsanschlüsse OUTH bzw. OUTL der Steuerschaltung ausgegeben werden. Abhängig von diesen Ansteuersignalen werden die beiden Wechselrichterschalter entweder eingeschaltet oder geöffnet. In der Regel erzeugt die Wechselrichteransteuerung1), which are output via the output connections OUTH or OUTL of the control circuit. Depending on these control signals, the two inverter switches are either switched on or opened. As a rule, the inverter control generates
1000 abwechselnde Steuerimpulse für die Steueranschlüsse OUTH bzw. OUTL der beiden Wechselrichterschalter T2 bzw. T3 und kann des weiteren eine interne1000 alternating control pulses for the control connections OUTH and OUTL of the two inverter switches T2 and T3 and can also be an internal one
Totzeitzählerfunktion aufweisen, um eine ausreichende Totzeit zwischen der Ansteuerung der beiden Wechselrichterschalter sicherzustellen. Im LampenwechselerkennungszustandHave a dead time counter function to ensure a sufficient dead time between the activation of the two inverter switches. In the lamp change detection state
VIII (vgl. Fig. 9) sorgt die Wechselrichteransteuerung 1000 dafür, daß über den oberenVIII (see FIG. 9), the inverter control 1000 ensures that the upper
Ausgangsanschluß OUTH der obere Wechselrichterschalter T2 dauerhaft geöffnet bleibt, während lediglich der untere Wechselrichterschalter T3 mit einer relativ niedrigenOutput terminal OUTH, the upper inverter switch T2 remains permanently open, while only the lower inverter switch T3 with a relatively low one
Frequenz über den unteren Ausgangsanschluß OUTL abwechselnd geöffnet und geschlossen wird.Frequency is opened and closed alternately via the lower output connection OUTL.
Die Wechselrichteransteuerung 1000 sorgt insbesondere für ein unsymmetrisches Tastverhältnis der Wechselrichterschalter, wobei jedoch diese Unsymmetrie bei einer Ausgangsfrequenz des Wechselrichters von beispielsweise 43kHz lediglich 2,1 % und bei einer Ausgangsfrequenz von 80kHz lediglich 4 % beträgt und somit kaum ins Gewicht fällt. Die Erzeugung unsymmetrischer Ausgangssignale für die beiden Wechselrichterschalter führt zu einer Erhöhung der Frequenzauflösung des Wechselrichters, d.h. mit Hilfe der Steuerschaltung können kleinere Frequenzschritte des Wechselrichters eingestellt werden.The inverter control 1000 in particular ensures an asymmetrical duty cycle of the inverter switches, but this asymmetry is only 2.1% for an output frequency of the inverter of 43 kHz, for example, and only 4% for an output frequency of 80 kHz, and is therefore hardly significant. The generation of asymmetrical output signals for the two inverter switches leads to an increase in the frequency resolution of the inverter, i.e. With the help of the control circuit, smaller frequency steps of the inverter can be set.
Die Erzeugung eines unsymmetrischen Tastverhältnisses besitzt jedoch zudem die Wirkung, daß das sogen. „Walmen" der angeschlossenen Gasentladungslampen verändert werden kann. Bei diesem Walmen handelt es sich um einen insbesondere bei tiefen Temperaturen kurz nach dem Start des Systems auftretenden Effekt von „laufenden Schichten", die auf eine ungleiche Lichtverteilung in der entsprechenden Gasentladungslampe zurückgehen. Diese „laufenden Schichten" bestehen aus Hell- /Dunkelzonen, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit längs der Lampenröhre laufen. Wie beispielsweise aus der EP-B 1-0490 329 bekannt ist, kann dieser Laufeffekt durch Überlagern eines geringen Gleichstromes derart beschleumgt werden, daß er nicht mehr störend wirkt. Auch die Erzeugung eines unsymmetrischen Tastverhältnisses durch die vorliegende Steuerschaltung des elektronischen Vorschaltgerätes kann dem Auftreten des sogen. „Walmens" entgegenwirken.The generation of an asymmetrical duty cycle also has the effect that the so-called. "Walmen" of the connected gas discharge lamps can be changed. This Walmen is an effect of "running layers", which occurs especially at low temperatures shortly after the start of the system, which is due to an uneven light distribution in the corresponding gas discharge lamp. These "running layers" consist of light / Dark zones that run along the lamp tube at a certain speed. As is known, for example, from EP-B 1-0490 329, this running effect can be soiled by superimposing a small direct current in such a way that it no longer has a disruptive effect. The generation of an asymmetrical duty cycle by the present control circuit of the electronic ballast can also prevent the occurrence of the so-called. Counteract "Walmens".
Wie bereits zuvor erläutert worden ist, wird mit Hilfe der vorliegenden Steuerschaltung während einzelner Halbperioden ein unsymmetrisches Tastverhältnis für die beiden Wechselrichterschalter erzeugt, wobei jedoch das Tastverhältnis über eine Gesamtperiode ausgemittelt ist. Da lediglich in dem in Fig. 9 gezeigten Betriebszustand V unsymmetrische Ausgangssignale erzeugt werden sollen, wertet die Wechselrichteransteuerang 1000 beispielsweise ein entsprechendes Steuersignal aus, welches lediglich dann (z.B. durch Annehmen eines hohen Pegels) den unsymmetrischen Betrieb freigibt, falls sich das System in dem Betriebszustand V befindet. As has already been explained above, with the aid of the present control circuit, an asymmetrical duty cycle for the two inverter switches is generated during individual half-periods, although the duty cycle is averaged over an entire period. Since only asymmetrical output signals are to be generated in the operating state V shown in FIG. 9, the inverter control 1000 evaluates, for example, a corresponding control signal which only releases the asymmetrical operation (for example by assuming a high level) if the system is in the operating state V is located.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Elektronisches Vorschaltgerat zum Betreiben mindestens einer Gasentladungslampe, mit einer Wechelspannungsquelle (D), mit einem von der Wechselspannungsquelle (D) angesteuerten Lastkreis (E), der mindestens eine Gasentladungslampe (Gl , G2) enthält, und mit einer Steuerschaltung (IC2) zum Steuern des Betriebs der Gasentladungslampe (Gl, G2), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (IC2) eine Schaltungsgröße des elektronischen Vorschaltgeräts überwacht und abhängig von dem Wert dieser Schaltungsgröße beim Starten des elektronischen Vorschaltgeräts die Gasentladungslampe (Gl, G2) entweder mit einem Vorheizbetrieb zum Vorheizen der Lampenwendeln der Gasentladungslampe (Gl, G2) oder ohne den Vorheizbetrieb betreibt.1. Electronic ballast for operating at least one gas discharge lamp, with an AC voltage source (D), with a load circuit (E) driven by the AC voltage source (D), which contains at least one gas discharge lamp (Gl, G2), and with a control circuit (IC2) for Controlling the operation of the gas discharge lamp (Gl, G2), characterized in that the control circuit (IC2) monitors a circuit size of the electronic ballast and, depending on the value of this circuit size when starting the electronic ballast, the gas discharge lamp (Gl, G2) either with a preheating mode Preheating the lamp filaments of the gas discharge lamp (Gl, G2) or without preheating.
2. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsgröße des elektronischen Vorschaltgerätes ein an einem Anschluß (NP) der Steuerschaltung (IC2) anliegendes Spannungspotential ist.2. Electronic ballast according to claim 1, characterized in that the circuit size of the electronic ballast is at a terminal (NP) of the control circuit (IC2) applied voltage potential.
3. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (IC2) Komparatormittel (301) zum Vergleichen des an der Steuerschaltung (IC2) anliegenden Spannungspotentials mit einem Referenzwert3. Electronic ballast according to claim 2, characterized in that the control circuit (IC2) comparator means (301) for comparing the voltage potential applied to the control circuit (IC2) with a reference value
(Vrefl2) umfaßt.(Vrefl2).
4. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (IC2) die Gasentladungslampe ohne den Vorheizbetrieb betreibt, falls die Komparatormittel (301) ein an der Steuerschaltung (IC2) anliegendes Spannungspotential anzeigen, welches größer als der Referenzwert (Vrefl2) ist, und daß die Steuerschaltung (IC2) im anderen Fall die Gasentladungslampe (Gl, G2) mit dem Vorheizbetrieb betreibt.4. Electronic ballast according to claim 3, characterized in that the control circuit (IC2) operates the gas discharge lamp without the preheating operation if the comparator means (301) indicate a voltage potential applied to the control circuit (IC2) which is greater than the reference value (Vrefl2) , and that the control circuit (IC2) in the other case operates the gas discharge lamp (Gl, G2) with the preheating mode.
5. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Komparatormitteln (301) anliegende Referenzwert ca. IV beträgt.5. Electronic ballast according to claim 4, characterized in that the reference value applied to the comparator means (301) is approximately IV.
6. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Komparatormittel (301) einer Zustandshalteschaltung6. Electronic ballast according to one of claims 3-5, characterized in that the output signal of the comparator means (301) of a state hold circuit
(302) zugeführt ist, welche das Ausgangssignal der Komparatormittel (301) lediglich beim Starten des elektronischen Vorschaltgerätes an ihren Ausgang durchschaltet, wobei die Steuerschaltung (IC2) das Ausgangssignal der Zustandshalteschaltung (302) für die Inbetriebnahme der Gasentladungslampe (Gl, G2) wahlweise mit oder ohne den Vorheizbetrieb auswertet.(302) is supplied, which only switches the output signal of the comparator means (301) through to its output when the electronic ballast is started, the control circuit (IC2) optionally also using the output signal of the state hold circuit (302) for starting up the gas discharge lamp (Gl, G2) or evaluates without preheating.
7. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandshalteschaltung (302) ein D-Flip-Flop umfaßt, an dessen7. Electronic ballast according to claim 6, characterized in that the state hold circuit (302) comprises a D flip-flop, at the
Takteingang ein Taktsignal anliegt, welches lediglich beim Starten des elektronischen Vorschaltgerätes vorübergehend einen hohen Pegel aufweist.A clock signal is present which only temporarily has a high level when the electronic ballast is started.
8. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Steuerschaltung (IC2) überwachte Schaltungsgröße ein über eine Widerstandsschaltung (Rv) an die Steuerschaltung (IC2) wahlweise hinzuschaltbares Versorgungsspannungspotential (VDD) ist.8. Electronic ballast according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit size monitored by the control circuit (IC2) is a selectable supply voltage potential (VDD) via a resistance circuit (R v ) to the control circuit (IC2).
9. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (IC) als die überwachte Schaltungsgröße des elektronischen Vorschaltgeräts den Ladezustand einer Energiespeicherschaltung (R22, C17) überwacht, welche während des Betriebs der Gasentladungslampe (Gl, G2) aufgeladen wird und sich beim Abschalten des elektronischen Vorschaltgerätes gemäß einer bestimmten Zeitkonstante entlädt.9. Electronic ballast according to one of the preceding claims, characterized in that the control circuit (IC) monitors the state of charge of an energy storage circuit (R22, C17) as the monitored circuit size of the electronic ballast, which is charged during operation of the gas discharge lamp (Gl, G2) and discharges when the electronic ballast is switched off according to a certain time constant.
10. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicherschaltung eine an einen Anschluß (NP) der Steuerschaltung10. Electronic ballast according to claim 9, characterized in that the energy storage circuit one to a connection (NP) of the control circuit
(IC2) angeschlossene Serienschaltung mit einem Ladekondensator (C17) und einem Widerstand (R22) umfaßt. (IC2) connected series circuit with a charging capacitor (C17) and a resistor (R22).
11. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 9 oder 10 und einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicherschaltung (R22, C17) eine derartige Zeitkonstante aufweist, daß das von der Steuerschalmng (IC2) überwachte und von dem Ladezustand der11. Electronic ballast according to claim 9 or 10 and one of claims 3-7, characterized in that the energy storage circuit (R22, C17) has such a time constant that that monitored by the Steuererschalmng (IC2) and the state of charge of the
Energiespeicherschaltung abhängige Spannungspotential nach Abschalten des elektronischen Vorschaltgerätes für eine Zeitdauer von ca. 400 ms größer als der an der Steuerschalmng (IC2) anliegende Referenzwert (Vrefl 2) ist.Energy storage circuit-dependent voltage potential after switching off the electronic ballast for a period of approx. 400 ms is greater than the reference value (Vrefl 2) applied to the control shutter (IC2).
12. Elektronisches Vorschaltgerat nach einem der Ansprüche 9-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiespeicherschalmng (R22, C17) über einen steuerbaren Schalter (S301) an eine Versorgungsspannungsquelle (VDD) angeschlossen ist, wobei die Energiespeicherschalmng (R22, C17) durch Schließen des steuerbaren Schalters (S301) aufgeladen wird.12. Electronic ballast according to one of claims 9-11, characterized in that the energy storage circuit (R22, C17) is connected via a controllable switch (S301) to a supply voltage source (VDD), the energy storage circuit (R22, C17) by closing the controllable switch (S301) is charged.
13. Elektronisches Vorschaltgerat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (IC2) den steuerbaren Schalter (S301) derart steuert, daß dieser beim Starten des elektronischen Vorschaltgerätes zunächst geöffnet und erst nach Zünden der Gasentladungslampe (Gl, G2) geschlossen ist und wieder beim Abschalten des elektronischem Vorschaltgeräts geöffnet wird. 13. Electronic ballast according to claim 12, characterized in that the control circuit (IC2) controls the controllable switch (S301) in such a way that when the electronic ballast is started, the switch is first opened and only closed after the gas discharge lamp (Gl, G2) has been ignited and again is opened when the electronic ballast is switched off.
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