CH680968A5

CH680968A5 -

Info

Publication number: CH680968A5
Application number: CH2607/90A
Authority: CH
Inventors: Peter Horn
Original assignee: Knobel Elektro App
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-12-15
Also published as: EP0470453A1; DE59106515D1; ATE128315T1; EP0470453B1

Abstract

The ballast comprises a repetition circuit (C2, T1, T2, T3, Z1) which discharges a timing element (C1) of the ballast in the event of the lamp (1) failing to start, in order to operate the lamp (1) once again with the preheating current and to start it. The repetition circuit is deactivated by a temperature sensor (6) when the ballast reaches a predetermined limiting temperature as a result of frequent repetition. The ballast permits reliable lamp starting, to the extent that the lamp can be started, without any risk of overheating the appliance. <IMAGE>

Description

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CH 680 968 A5 CH 680 968 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vor-schaltgerät gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Vorschaltgerät ist z.B. aus der Europäischen Patentanmeldung Nr. 118 309 bekannt. The invention relates to an electronic ballast according to the preamble of claim 1. Such a ballast is e.g. known from European Patent Application No. 118 309.

Es stellt sich das Problem, bei einem solchen Vorschaltgerät auf einfache Weise ein erneutes Vorheizen und Zünden der Lampe durchzuführen, wenn diese vorgängig nicht gezündet hat. Dies wird bei einem elektronischen Vorschaltgerät der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 erreicht. The problem arises of simply preheating and igniting the lamp again in such a ballast if the lamp has not previously ignited. This is achieved in an electronic ballast of the type mentioned with the characterizing features of claim 1.

Bevorzugterweise ist ferner eine Schaltung vorgesehen, welche die Repetitionsschaltung beim Erreichen einer vorgegebenen Temperatur, welche mittels eines Temperaturfühlers festgestellt wird, deaktiviert. Dies verhindert eine mögliche Beschädigung des Vorschaltgerätes durch andauernde Répétition des Startvorganges. A circuit is preferably also provided which deactivates the repetition circuit when a predetermined temperature is reached, which is determined by means of a temperature sensor. This prevents possible damage to the ballast due to constant repetition of the starting process.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsart ist dabei der Temperaturfühler auf einem gemeinsamen Substrat zusammen mit den den Vorheizstrom führenden Halbleiterschaltern und/oder Dioden und/oder Hochspannungswiderständen angeordnet. In a particularly preferred embodiment, the temperature sensor is arranged on a common substrate together with the semiconductor switches and / or diodes and / or high-voltage resistors carrying the preheating current.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the figures. It shows

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des elektronischen Vorschaltgerätes; Figure 1 shows a first embodiment of the electronic ballast.

Fig. 2 a bis 2 d schematisch Spannungsverläufe in der Schaltung nach Fig. 1 vom Vorheizbetrieb bis zur Zündung; 2 a to 2 d schematically show voltage curves in the circuit according to FIG. 1 from preheating to ignition;

Fig. 3 a bis 3 d schematisch Spannungsverläufe in der Schaltung von Fig. 1 für den Repetitionsbe-trieb; 3 a to 3 d schematically show voltage curves in the circuit of FIG. 1 for repetition operation;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Vorschaltgerätes, und Fig. 5 eine Darstellung der Schaltschwellen der Ausführungsart nach Fig. 4. 4 shows a further exemplary embodiment of the ballast, and FIG. 5 shows the switching thresholds of the embodiment according to FIG. 4.

Fig. 1 zeigt eine Lampenschaltung mit einer an Wechselspannung (in der Regel Netzspannung) angeschlossenen Fluoreszenzlampe. Der Anschluss erfolgt dabei in bekannter Weise über eine Drossel L und allenfalls mit einem Kondensator C. Ferner ist ein elektronisches Vorschaltgerät mit einem Fluor-actor 3 gezeigt, wie grundsätzlich aus der Europäischen Patentanmeldung Nr. 118 309 bekannt. Dessen Funktion kann anhand der Spannungsverläufe gemäss den Fig. 2 a bis 2 d erläutert werden. Beim Anlegen der Wechselspannung wird der Fluoractor 3 über seinen Steuereingang angesteuert und geht in den leitenden Zustand. Durch die Glühkathoden der Lampe 1 fliesst der Vorheizstrom II- Während des Vorheizbetriebs wird der Kondensator C1 aufgeladen; die entsprechende Spannung U2 verläuft rampenförmig mit einer überlagerten Welligkeit. Im Bereich des Maximums einer solchen Welligkeit erreicht die am Gate des Thyristors 4 anliegende Spannung U2 einen Pegel, der das Durchschalten des Thyristors 4 bewirkt. Damit entfällt die Ansteu-erung des Fluoractors 3. Dieser geht indes erst dann in den Sperrzustand, wenn der durch ihn fliessende Strom II einen durch den Fluoractor bestimmten Stromwert (Haltestrom) unterschritten hat. Beim Sperren des Fluoractors wird in der Drossel L die Zündspannung (Fig. 2 d) induziert. 1 shows a lamp circuit with a fluorescent lamp connected to AC voltage (as a rule mains voltage). The connection is made in a known manner via a choke L and at most with a capacitor C. Furthermore, an electronic ballast with a fluorine actor 3 is shown, as is known in principle from European Patent Application No. 118 309. Its function can be explained on the basis of the voltage profiles according to FIGS. 2a to 2d. When the AC voltage is applied, the Fluoractor 3 is controlled via its control input and goes into the conductive state. The preheating current II flows through the hot cathodes of the lamp 1. During the preheating operation, the capacitor C1 is charged; the corresponding voltage U2 is ramped with a superimposed ripple. In the region of the maximum of such a ripple, the voltage U2 present at the gate of the thyristor 4 reaches a level which causes the thyristor 4 to be switched through. This means that the control of the fluorine actuator 3 is omitted. However, this only goes into the blocking state when the current II flowing through it has fallen below a current value (holding current) determined by the fluorine actuator. When the fluorine actuator is blocked, the ignition voltage (FIG. 2 d) is induced in the inductor L.

Sofern indes die Lampe nicht zündet, stellt sich die Aufgabe, auf einfache Weise eine Répétition der Vorheizzeit und des Zündimpulses zu erreichen. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge-mässen Repetitionsschaltung ist in Fig. 1 mit den Transistoren T1, T2 und T3 gezeigt. Die Schaltung spricht dabei auf die Spannung U4 über der Lampe an, welche bei brennender Lampe wesentlich tiefer liegt als bei nicht brennender (nicht erfolgreich gezündeter) Lampe. Für eine 58 Watt Lampe beträgt die Brennspannung z.B. ca. 120 Volt, die Spannung bei nicht brennender Lampe dahingegen 230 Volt. Die Repetitionsschaltung spricht auf diesen Unterschied an, um eine Répétition bei nicht brennender Lampe einzuleiten. Als Kriterium wird dabei die Spannung U5 über einem Kondensator C2 verwendet, welcher über einen Widerstand an die Lampenspannung U4 angeschlossen ist. Bei nicht brennender Lampe erreicht die rampenförmig verlaufende Spannung U5 (Fig. 3 b) den Wert der Zenerspan-nung Uz der Zenerdiode Z1. Dies führt zum Durchschalten der Transistoren T1 bis T3. Dabei wird einerseits der Kondensator C2 entladen. Andererseits ist der Transistor T3 mit dem zeitbestimmenden Kondensator C1 der Starterschaltung verbunden. Durch den Transistor T3 wird dieser Kondensator C1 entladen bzw. die Spannung U2 auf einen tiefen Wert gesetzt. Dies führt dazu, dass der Thyristor 4 beim nächsten Nullpunkt der Spannung U4 erneut sperrt. Der Transistor T3 geht ebenfalls, aufgrund der Entladung von C2 bzw. des Abfallens von U5, in den Sperrzustand. Es herrscht damit wieder derjenige Schaltzustand, bei welchem der Vorheizbetrieb für die Lampe erfolgt: Thyristor 4 sperrt und das hohe Potential von U3 erlaubt das Leiten des Fluoractors. Die Spannung U2 über dem Kondensator C1 steigt rampenförmig an, bis der Thyristor 4 durchschaltet, beim Erreichen des Haltestromes durch den Fluoractor 3 sperrt dieser und ein erneuter Zündimpuls wird erzeugt. Zündet nun die Lampe, so sinkt die Spannung U4 auf die tiefere Brennspannung, z.B. auf 120 Volt, was bewirkt, dass die Spannung U5 den Wert UZ nicht erreicht. Die Repetitionsschaltung bleibt inaktiv. Zündet die Lampe erneut nicht, beginnt der Repetitionsvorgang erneut. Die hohe Spannung U4 bewirkt ein Ansteigen der Spannung U5 bis zum Wert Uz, die Transistoren T1 bis T3 schalten kurzzeitig durch, T3 entlädt C1 und der Fluoractor 3 geht erneut in den Leitzustand für den Vorheizbetrieb. If, however, the lamp does not ignite, the task is to achieve a simple repetition of the preheating time and the ignition pulse. An embodiment of the repetition circuit according to the invention is shown in FIG. 1 with the transistors T1, T2 and T3. The circuit responds to the voltage U4 across the lamp, which is much lower when the lamp is on than when the lamp is not on (not successfully ignited). For a 58 watt lamp, the burning voltage is e.g. approx. 120 volts, the voltage when the lamp is not on the contrary 230 volts. The repeater circuit responds to this difference in order to initiate a repetition when the lamp is not lit. The criterion used here is the voltage U5 across a capacitor C2 which is connected to the lamp voltage U4 via a resistor. When the lamp is not lit, the ramp-shaped voltage U5 (FIG. 3b) reaches the value of the Zener voltage Uz of the Zener diode Z1. This leads to the switching of the transistors T1 to T3. On the one hand, capacitor C2 is discharged. On the other hand, the transistor T3 is connected to the time-determining capacitor C1 of the starter circuit. The transistor T3 discharges this capacitor C1 or sets the voltage U2 to a low value. This means that the thyristor 4 blocks again at the next zero point of the voltage U4. The transistor T3 also goes into the off state due to the discharge of C2 or the drop in U5. This means that the switching state prevails again in which the lamp is preheated: Thyristor 4 blocks and the high potential of U3 allows the fluorine actuator to conduct. The voltage U2 across the capacitor C1 rises in a ramp until the thyristor 4 switches through. When the holding current is reached by the fluorine actuator 3, it blocks and a renewed ignition pulse is generated. If the lamp ignites, the voltage U4 drops to the lower operating voltage, e.g. to 120 volts, which means that the voltage U5 does not reach the value UZ. The repeater circuit remains inactive. If the lamp does not ignite again, the repetition process begins again. The high voltage U4 causes the voltage U5 to rise up to the value Uz, the transistors T1 to T3 switch through briefly, T3 discharges C1 and the fluorine actuator 3 returns to the conducting state for preheating operation.

Bei einer defekten Lampe, welche auch bei mehreren Repetitionszyklen nicht zur Zündung kommt, stellt sich ferner das Problem, ein häufiges Repetieren, welches das Vorschaltgerät beschädigen könnte, zu vermeiden. Vorliegend wird dies durch einen Temperaturfühler erreicht, der bei den durch mehrmaliges Repetieren entstehenden höheren Temperaturen im Vorschaltgerät die Répétition unterbricht. Bei einer ersten, in Fig. 1 gezeigten Ausfüh5 In the case of a defective lamp which does not come on even in the case of several repetition cycles, the problem also arises of avoiding frequent repetition which could damage the ballast. In the present case, this is achieved by a temperature sensor, which interrupts the repetition at the higher temperatures in the ballast that arise due to repeated repetition. In a first embodiment shown in FIG. 1

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CH 680 968 A5 CH 680 968 A5

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rungsart, ist parallel zum Kondensator C2 ein NTC-Widerstand 6 als Temperaturfühler geschaltet. Bei einer vorgewählten Temperatur sinkt der Widerstandswert der Parallelschaltung NTC 6 und R9 auf einen Wert, der eine Aufladung des Kondensators C2 bis zum Pegel Uz verhindert; die Repetitionsschaltung wird somit deaktiviert, solange die Temperatur am Temperaturfühler höher als der vorbestimmte Wert, z.B. 90 Grad Celsius ist. rungsart, an NTC resistor 6 is connected in parallel with the capacitor C2 as a temperature sensor. At a preselected temperature, the resistance of the parallel circuit NTC 6 and R9 drops to a value that prevents the capacitor C2 from charging up to the level Uz; the repetition circuit is thus deactivated as long as the temperature at the temperature sensor is higher than the predetermined value, e.g. Is 90 degrees Celsius.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsart der temperaturabhängigen Repetitionsschaltung gezeigt. Dabei löst der Temperaturfühler 6 das Durchschalten eines Thyristors 7 aus, sobald die Temperatur am Fühler einen vorbestimmten Wert überschreitet. Fig. 5 zeigt dabei den unterschiedlichen Verlauf der Schaltschwellen für T1, Z1 und NTC 6, Thyristor 7. Bei Temperaturen von z.B. unter 90 Grad Celsius erreicht U5 zuerst die Schaltschwelle Uz der Repetitionsschaltung, welche damit aktiviert ist. Bei Temperaturen über 90 Grad Celsius wird zuerst die temperaturabhängige Schwellspannung Us erreicht, bei welcher der Thyristor 7 durchschaltet. Die Repetitionsschaltung ist nicht aktiv. 4 shows a further embodiment of the temperature-dependent repetition circuit. The temperature sensor 6 triggers the switching of a thyristor 7 as soon as the temperature at the sensor exceeds a predetermined value. Fig. 5 shows the different course of the switching thresholds for T1, Z1 and NTC 6, thyristor 7. At temperatures of e.g. below 90 degrees Celsius, U5 first reaches the switching threshold Uz of the repeater circuit, which is thus activated. At temperatures above 90 degrees Celsius, the temperature-dependent threshold voltage Us is reached first, at which the thyristor 7 switches on. The repeater circuit is not active.

Vorzugsweise steht der Temperaturfühler 6 in Wärmeflussverbindung mit mindestens einem den Vorheizstrom führenden Element, z.B. mit dem Fluoractor, den Gleichrichterdioden, den Hochspannungswiderständen. The temperature sensor 6 is preferably in heat flow connection with at least one element carrying the preheating current, e.g. with the Fluoractor, the rectifier diodes, the high voltage resistors.

Vorzugsweise sind mehrere dieser Elemente und der Temperaturfühler auf einem gemeinsamen, wärmeleitenden Substrat, z.B. einen AI2 O3 Substrat angeordnet. Preferably, several of these elements and the temperature sensor are on a common, thermally conductive substrate, e.g. an AI2 O3 substrate arranged.

Claims

1.Electronic ballast for fluorescent lamps, in which a semiconductor switching element and voltage limiting element lying parallel to the lamp can be controlled after a preheating time which is dependent on a timing element, in order to interrupt the current flowing through a choke coil and the lamp cathodes and, with the help of the choke, one to generate voltage-limited lamp ignition voltage, characterized by a repetition circuit (C2, T1 - T3, Z1) for repeating the lamp start when the lamp is not ignited, with a switch arrangement (T1 -T3) which responds to the voltage level across the non-ignited lamp controlled semiconductor switching and voltage limiting element (3) and connected to the timing element (C1) in order to interrupt the activation of the semiconductor switching element when the switch arrangement responds and to allow the preheating time to run again, and in that the repetition circuit has a resistance and having the capacitor (C2) connected to the rectified lamp voltage, and in that the switch arrangement comprises a threshold switch with a zener diode (Z1) and a first transistor (T1), which respond to the voltage across the capacitor (C2), and a second and has third transistor (T2, T3), which turn on when the threshold switch responds, the third transistor being connected to the time-determining capacitor of the timing element such that it can be discharged when the transistor is turned on.

2. Electronic ballast according to claim 1, characterized by a circuit with a temperature sensor (6) which activates or deactivates the repetition circuit depending on the temperature.

3. Electronic ballast according to claim 2, characterized in that the circuit comprises a temperature-dependent resistor connected in parallel with the capacitor of the repetition circuit.

4. Electronic ballast according to claim 2, characterized in that the circuit has a thyristor (7) connected in parallel to the capacitor, the gate input of which is connected to a temperature-dependent resistor.

5. Electronic ballast according to claim 3 or 4, characterized in that the temperature-dependent resistor with the lamp preheating current leading semiconductor switches and / or diodes and / or high-voltage resistors is in heat flow connection.

6. Electronic ballast according to claim 5, characterized in that the semiconductor switch and / or the high-voltage resistors and the temperature-dependent resistor are arranged on a common substrate.

7. Electronic ballast according to one of claims 2 to 6, characterized in that the repetition circuit can be deactivated at a temperature of approximately 90 degrees Celsius.

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