DE19815624A1 - Betriebsschaltung für Entladungslampen mit umschaltbaren Betriebszuständen - Google Patents
Betriebsschaltung für Entladungslampen mit umschaltbaren BetriebszuständenInfo
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- Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
Abstract
Beschrieben wird eine einfache und zuverlässige Schaltung in einer Gasentladungslampen-Betriebsschaltung zum Umschalten zwischen Betriebszuständen mit verschiedenen Lampenströmen durch kurze Unterbrechung der Leistungsversorgung, wobei längere Unterbrechungen einen definierten Betriebszustand nach sich ziehen.
Description
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Betriebsschaltung für eine Last. Als
Last kommen insbesondere Entladungslampen, vor allem Kompaktleucht
stofflampen, in Frage.
Bei Entladungslampen kommen Betriebsschaltungen und elektronische Vor
schaltgeräte zum Einsatz, die z. B. einen Halbbrückenoszillator mit Netzver
sorgung über einen Gleichrichter und einen Glättungskondensator aufwei
sen können. Dabei erzeugt der Halbbrückenoszillator eine hochfrequente
Wechselspannungsversorgung für den flackerfreien und geräuscharmen Be
trieb der Entladungslampe.
Ein wesentlicher Nachteil der Entladungslampen gegenüber Glühlampen
und Halogenglühlampen bestand bislang darin, daß sich bei Betriebsgeräten
von Entladungslampen keine Dimmfunktion realisieren ließ. An diesem
Punkt hat es nun durch einen zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag
eine Verbesserung gegeben, bei dem Unterbrechungen der Leistungsversor
gung einer Betriebsschaltung für eine Entladungslampe ausgewertet werden
und gewissermaßen als Triggersignal dienen, um die Betriebsschaltung beim
Neustart in einem anderen Betriebszustand mit größerem oder kleinerem
Lampenstrom weiterarbeiten zu lassen. Dadurch können zwei Betriebszu
stände unterschieden und geschaltet werden, die ähnlich einer Dimmfunk
tion auf Wunsch eine Verringerung der Lampenleistung zulassen. Zu diesem
Stand der Technik wird verwiesen auf die EP 0 488 002 B1 und die zuge
hörige Prioritätsanmeldung DE 40 37 948.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt dieser Erfindung
das technische Problem zugrunde, eine Betriebsschaltung, insbesondere für
Entladungslampen, mit durch Leistungsversorgungsunterbrechungen um
schaltbaren Betriebszuständen und einem gegenüber dem zitierten Stand der
Technik hinsichtlich der Gebrauchseigenschaften weiter entwickelten Schal
tungsaufbau anzugeben.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltung zum Be
treiben einer Last, insbesondere einer Entladungslampe, mit einer Betriebs
zustands-Speichereinrichtung zum Speichern einer einen Betriebszustand
der Last darstellenden Größe und mit einer Umschalteinrichtung zum Um
schalten einer Mehrzahl von Betriebszuständen der Last, die bei jeder kürze
ren Unterbrechung der Leistungsversorgung der Betriebsschaltung aktiviert
wird und in einen anderen als den durch die gespeicherte Größe dargestell
ten Betriebszustand umschaltet, gekennzeichnet durch eine von der Betriebs
zustands-Speichereinrichtung separate Zeitgeberschaltung zur Definition
einer bestimmten Zeit zur Unterscheidung längerer Unterbrechungen der
Leistungsversorgung von den kürzeren, wobei die Umschalteinrichtung
durch längere Unterbrechungen zum Schalten in einen festgelegten Aus
gangsbetriebszustand aktiviert wird.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, daß Leistungsversorgungsunterbre
chungen nach ihrer Zeitdauer unterschieden werden. Dabei führen längere
Unterbrechungen nicht wie die kürzeren zu einem Umschaltvorgang in ei
nen anderen Betriebszustand, sondern zum Neustart in einen unabhängig
vom vorherigen Betriebszustand eindeutig festgelegten Betriebszustand.
Zwar erwähnt die zitierte EP 0 488 002 B1 bereits eine solche Zielvorgabe,
nämlich ein Umschalten des dortigen bistabilen Umschaltsystems in den
Ausgangszustand. Jedoch läßt dieses Dokument die Angabe eines techni
schen Lösungswegs zur Realisierung dieser Funktion vermissen.
Von dieser bekannten Zielvorgabe ausgehend könnte man naheliegender
weise zunächst versuchen, den Speicher, der den letzten Betriebszustand
über eine Leistungsversorgungsunterbrechung speichern soll, so auszufüh
ren, daß er ab einer gewissen Zeitschwelle den letzten Betriebszustand als
seinen Speicherinhalt verliert. Dabei müßte sichergestellt sein, daß der Ver
lust des Speicherinhalts zu einem definierten Ausgangszustand des Spei
chers führt. Naheliegend wäre es also, als Betriebszustandsspeicher einen
Kondensator zu verwenden, der sich bei einer Leistungsversorgungsunter
brechung entlädt und der ab einer gewissen Dauer von Leistungsversor
gungsunterbrechungen immer den Zustand "Leer" hat.
Der Erfindung liegt nun die Idee zugrunde, daß bei diesem naheliegenden
Weg zwei Funktionen in einer Einrichtung zusammengefaßt sind, die vor
teilhafterweise getrennt realisiert sein sollten. Deswegen sieht die Erfindung
vor, die Funktion "Betriebszustand speichern" und die Funktion
"Zeitschwelle für Leistungsversorgungsunterbrechungen definieren" zu
trennen, also eine von einer Betriebszustands-Speichereinrichtung separate
Zeitgeberschaltung vorzusehen.
Vorteile dieser Lösung bestehen beispielsweise darin, daß für die Betriebszu
stands-Speichereinrichtung ein Speicher verwendet werden kann, der ein
diskretes und damit immer wohldefiniertes Ausgangssignal über den Be
triebszustand abgibt. Dieses ist bei einer Speichereinrichtung, die gleichzeitig
die Zeitgeberfunktion realisieren soll und deren Speicherinhalt somit zeitlich
"verfallen" muß, nicht ohne weiteres möglich.
Ein weiterer Vorteil kann sich dann ergeben, wenn die Ausgangsgröße der
Betriebszustands-Speichereinrichtung als Sollwert oder zur Erzeugung eines
Sollwerts verwendet wird. Wenn dann die Zeitgeberfunktion in der Betriebs
speichereinrichtung integriert wäre, hätte dies zur Folge, daß bei kurzen Lei
stungsversorgungsunterbrechungen sich die in der Betriebszustands-Spei
chereinrichtung gespeicherte Größe kaum verändert hätte. Da nun aber nach
einer kurzen Leistungsversorgungsunterbrechung in einen anderen Betriebs
zustand umgeschaltet werden soll, wäre diese gespeicherte Größe als Soll
wert oder zur Bildung eines solchen nicht mehr geeignet.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann hingegen durch die Trennung zwi
schen Zeitgeberschaltung und Betriebszustands-Speichereinrichtung die
Zeitgeberschaltung beispielsweise gleichzeitig zu einem Speicher für den
nach einer zukünftigen kurzen Leistungsversorgungsunterbrechung kom
menden Betriebszustand gemacht werden, wobei aber die in der eigentlichen
Betriebszustands-Speichereinrichtung gespeicherte Größe für die Soll
wert-Bildung dient. Man kann aber auch als Betriebszustands-Speichereinrichtung
eine sich automatisch bei jeder Leistungsversorgungsunterbrechung durch
ein Triggersignal umschaltende Einrichtung einsetzen. Diese kann dann
durch ein definiertes Rücksetzsignal als Speicherinhalt die dem Ausgangs-Betriebs
zustand entsprechende Größe halten. Das Rücksetzsignal wird aus
gelöst, wenn die Zeitgeberschaltung eine längere Unterbrechung der Lei
stungsversorgung feststellt.
Insgesamt ergeben sich durch die erfindungsgemäße Lösung verbesserte
Möglichkeiten zur Schaltungsauslegung, die durch den eindeutigen Aus
gangsbetriebszustand nach längeren Leistungsversorgungsunterbrechungen
zu einem höheren Bedienungskomfort und in der eben geschilderten Weise
zu zuverlässigeren und funktionstüchtigeren Schaltungsauslegungen führen.
Bei dieser Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, daß die Zeitgeberschaltung
kapazitiv aufgebaut ist, und zwar mit einem Glättungs-Elektrolytkondensa
tor, der in vielen Fällen ohnehin auf der Ausgangsseite eines Netzgleichrich
ters vorgesehen ist, der die Betriebsschaltung versorgt. Dieser Glättungs-Elektro
lytkondensator wird dann ohnehin im Betrieb durch den Netzgleich
richter aufgeladen und bei Leistungsversorgungsunterbrechungen entladen,
so daß sein Ladungszustand zur Zeitdefinition verwendet werden kann.
Die Entladung des Glättungs-Elektrolytkondensators bei Unterbrechung der
Leistungsversorgung kann bei einer einfachen Schaltungsvariante durch
Verbrauchsströme ohnehin vorhandener Schaltungsteile erfolgen, etwa
durch einen Verbrauchsstrom der Betriebszustands-Speichereinrichtung.
Dieser Entladungsvorgang ist durch den Schaltungsaufbau ohnehin vorge
geben und bietet damit eine vorteilhafte Ausgestaltung - wenn die Einfach
heit der Schaltung im Vordergrund steht.
Andererseits sind die Verbrauchsströme häufig relativ schlechte Bezugsgrö
ßen, weil sie mit Fertigungstoleranzen behaftet sind oder stark temperatur
abhängig sein können, etwa durch die Temperaturabhängigkeit der Leck
ströme. In einer verbesserten Variante der Erfindung ist daher vorgesehen,
einen gesonderten Entladewiderstand vorzusehen, der mit dem Glättungs-Elektro
lytkondensator einen Entladungszeitverlauf und damit die ge
wünschte Zeitgeberfunktion definiert. Dazu sollte dieser Entladewiderstand
so bemessen sein, daß der durch ihn fließende Strom die zuvor erwähnten
Verbrauchsströme übersteigt und somit die Entladung des Glättungs-Elek
trolytkondensators dominiert. Ferner muß natürlich berücksichtigt werden,
daß die an dem Entladewiderstand abfallende Spannung (als Teilspannung
einer Spannungsteilung) eine ausreichende Versorgungsspannung für dar
über versorgte Schaltungsteile ergibt.
Wenn nicht das Überschreiten des Zeitschwellenwerts zur Unterscheidung
der kürzeren von den längeren Leistungsversorgungsunterbrechungen
selbst, etwa durch die Entladung des erwähnten Glättungs-Elektrolytkon
densators, bereits den erwünschten definierten Ausgangszustand der Be
triebszustands-Speichereinrichtung zur Folge hat, kann eine Rücksetzeinrich
tung vorgesehen sein, die die Betriebszustands-Speichereinrichtung in den
Ausgangszustand rücksetzt. Damit wird auch die Umschalteinrichtung
rückgesetzt, so daß beim Neustart der Betriebsschaltung der festgelegte
Ausgangs-Betriebszustand vorliegt. Diese Rücksetzeinrichtung ist vor allem
dann sinnvoll, wenn - wie oben bereits erwähnt und im Ausführungsbeispiel
dargestellt - eine Betriebszustands-Speichereinrichtung Verwendung findet,
die bei jeder Leistungsversorgungsunterbrechung, ob länger oder kürzer, die
gespeicherte Größe verändert.
Es ist nicht zwingend, wie bei der zitierten europäischen Patentschrift zwi
schen nur zwei verschiedenen Betriebszuständen umzuschalten. Vielmehr
können auch drei oder mehr Betriebszustände durch die Umschalteinrich
tung wählbar und in der Betriebszustands-Speichereinrichtung speicherbar
sein. Bei der Erfindung ist es auch nicht notwendig nur an unterschiedliche
Lampenströme und damit unterschiedliche Lampenleistungen und Hellig
keiten zu denken. Vielmehr kann der Begriff Betriebszustand sehr allgemein
aufgefaßt werden und beispielsweise auch den Betrieb unterschiedlicher
oder unterschiedlich vieler Segmente einer Lampe oder unterschiedlicher
Lampen eines Lampensystems bedeuten. Der Klarheit halber ist auch festzu
stellen, daß das Ausgeschaltetsein der gesamten Betriebsschaltung hier nicht
als Betriebszustand aufzufassen ist.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung liegt darin, zwischen die Zeitge
berschaltung und die Betriebszustands-Speichereinrichtung einen Kompara
tor zu schalten. Damit kann ein sich kontinuierlich verändernder Ausgangs
wert der Zeitgeberschaltung z. B. eine kontinuierlich abnehmende Spannung
an einem sich entladenden Kondensator, durch den Komparator in eine dis
krete Größe umgewandelt werden. Damit erhält die Betriebszustands-Spei
chereinrichtung ein Signal aus der Zeitgeberschaltung, das durch seine defi
nierte und diskrete Veränderung mögliche undefinierte Zwischenzustände
der Betriebszustands-Speichereinrichtung vermeidet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbei
spiels exemplarisch dargestellt, das in den Figuren gezeigt ist.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Schaltdiagramm einer erfindungsgemäßen
Betriebsschaltung.
Fig. 2 zeigt Zeitverläufe verschiedener elektrischer Größen der in Fig. 1
dargestellten Betriebsschaltung.
In Fig. 1 sind die für die Erfindung wesentlichen Bauteile der Betriebsschal
tung gezeichnet, wobei auf die Darstellung des konventionellen Rests der
Betriebsschaltung verzichtet wurde. Mit C1 ist ein Elektrolytkondensator
gezeichnet, der zwischen den Ausgangsanschlüssen eines Netzgleichrichters
zur Versorgung der Betriebsschaltung angeschlossen ist, um die gleichge
richtete Spannung zu glätten. Von diesem Glättungs-Elektrolytkondensator
führen hier nicht eingezeichnete Versorgungszweige zu einer Transistor-Halb
brückenoszillatorschaltung, die eine hochfrequente Wechselspannungs
versorgung für eine Niederdruckgasentladungslampe erzeugt. Die in der
Figur eingezeichnete untere Leitung an dem negativen Anschluß des Elek
trolytkondensators C1 dient hier als Bezugspotential für alle eingezeichneten
Bauteile.
Der Elektrolytkondensator C1 versorgt ferner eine Betriebszustands-Spei
chereinrichtung SP, und zwar ein sogenanntes Toggle-Flip-Flop. Bei einem
Toggle-Flip-Flop ist der invertierende Ausgang auf den nicht eingezeichne
ten Speicherwerteingang zurückgeführt, so daß das Toggle-Flip-Flop bei ei
ner Flanke am Takteingang das invertierte Ausgangssignal auf den nichtin
vertierenden Ausgang durchschaltet und somit seinen Speicherzustand än
dert. Es handelt sich also um ein mit jeder Flanke alternierend schaltendes
binäres Speicherelement. Wenn mehr als zwei verschiedene Betriebszustände
umgeschaltet bzw. in der Betriebszustands-Speichereinrichtung SP gespei
chert werden sollen, so wird statt des binären Toggle-Flip-Flops ein binärer
Zähler als Betriebszustands-Speichereinrichtung SP verwendet.
Die Betriebszustands-Speichereinrichtung SP wird auch nach dem Abschal
ten der Leistungsversorgung über den Elektrolytkondensator C1 für eine
gewisse Zeit mit Spannung versorgt, und zwar über den Spannungsversor
gungsanschluß SPV.
Der Takteingang der Betriebszustands-Speichereinrichtung SP wird bei jeder
Leistungsversorgungs-Unterbrechung in nicht eingezeichneter Weise ange
steuert. Dadurch verändert sich die in der Betriebszustands-Speichereinrich
tung SP gespeicherte Größe und damit das Ausgangssignal SPA bei jeder
Leistungsversorgungsunterbrechung, unabhängig von deren Dauer. Diese
Takteingangsansteuerung geschieht bei diesem Ausführungsbeispiel wie
folgt: Ein Ansteuerungs-IC der Oszillatorschaltung für den Lampenbetrieb
wird während des Oszillatorbetriebs durch die Oszillation versorgt. Für die
Startphase vor dem Beginn der Oszillation gibt es eine weitere Versorgung
des IC, die netzseitig am Gleichrichter angeschlossen ist. Sie ist so ausgelegt,
daß der IC nach einer Leistungsversorgungsunterbrechung sehr viel früher
stromlos wird als die von dem Elektrolytkondensator C1 versorgten Schal
tungsteile in Fig. 1. Dann wird der Impuls für die Takteingangsansteue
rung von dem IC beim Wiedereinsetzen der Leistungsversorgung erzeugt.
Das Ausgangssignal SPA der Betriebszustands-Speichereinrichtung SP wird
einer Umschalteinrichtung U zugeführt, die beim neuen Start der Betriebs
schaltung nach einer Leistungsversorgungsunterbrechung ansprechend auf
das Ausgangssignal SPA einen bestimmten unter mindestens zwei verschie
denen Betriebszuständen wählt. Die Umschalteinrichtung U kann beispiels
weise ein Regler sein, der das Ausgangssignal SPA als Basis für seinen Soll
wert verwendet.
Da die Betriebszustands-Speichereinrichtung SP als Flip-Flop nach einer län
geren Leistungsversorgungsunterbrechung, bei der die Versorgungsspan
nung aus dem Elektrolytkondensator C1 unter einen für die Aufrechterhal
tung des Speicherzustands erforderlichen Minimalwert gefallen ist, hinsicht
lich des Speicherinhalts bei an dem Anschluß SPV wiederanliegender Ver
sorgungsspannung nicht definiert ist, ist eine Rücksetzeinrichtung SS vorge
sehen. Diese Rücksetzeinrichtung oder Startschaltung SS ist eine konventio
nelle Under-voltage-lockout-Schaltung, die beim Ansteigen der auch an ihr
anliegenden Versorgungsspannung über einen festlegbaren Schwellenwert
ein zeitlich begrenztes Signal über den Ausgang SSA an einen Rücksetzan
schluß der Betriebszustands-Speichereinrichtung SP liefert. Diese Rück
setzeinrichtung kommt also zum Einsatz, wenn die Dauer der Leistungsver
sorgungsunterbrechung für ein Absinken der Versorgungsspannung Vs un
ter den Schwellenwert der Rücksetzeinrichtung SS gesorgt hat. Dieser
Schwellenwert ist so eingestellt, daß er einer Versorgungsspannung an der
Betriebszustands-Speichereinrichtung SP entspricht, die deren Speichergröße
sicher aufrecht erhalten kann.
Fig. 1 zeigt weiterhin ein spannungsbegrenzendes Schaltelement ZD, im
einfachsten Fall eine Zenerdiode. Dieses Schaltelement ZD stellt sicher, daß
die Höhe der Spannung am Elektrolytkondensator C1 nicht zu Schäden an
der Betriebszustands-Speichereinrichtung SP, der Rücksetzeinrichtung SS
oder der Umschalteinrichtung U führt.
Man könnte prinzipiell den Schwellenwert der Rücksetzeinrichtung SS so
auslegen, daß die Entladung des Elektrolytkondensators C1 alleine durch die
Verbrauchsströme der Blöcke ZD, SS und SP (sowie weiterer nicht einge
zeichneter Schaltungselemente) in genau derjenigen Zeit eine Entladung auf
den Schwellenwert der Rücksetzeinrichtung SS bewirkt, die man als Grenze
zwischen einer kürzeren Leistungsversorgungsunterbrechung (zum Um
schalten des Betriebszustands) und einer längeren Leistungsversorgungsun
terbrechung (zum Neustart im Ausgangszustand) anstrebt. Diese Zeit kann
z. B. eine Sekunde betragen.
Es zeigt sich jedoch, daß vor allem die Temperaturabhängigkeit verschiede
ner Leckströme sowie Toleranzen der Bauteile zu einer störenden Schwan
kung dieser Zeit führen. Daher ist ein Entladewiderstand Rb vorgesehen, an
dem die durch das spannungsbegrenzende Schaltungselement ZD begrenzte
Spannung anliegt. Dieser Entladewiderstand Rb führt einen Strom, der grö
ßer als die Summe aller weiteren den Elektrolytkondensator C1 entladenden
Ströme ist. Dadurch bestimmt sich die Zeit des Absinkens der Versorgungs
spannung Vs auf den Schwellenwert der Rücksetzeinrichtung SS im wesent
lichen durch den Gesamtwiderstand der Serienschaltung aus dem Entlade
widerstand Rb und einem weiteren, seriell zu dem Elektrolytkondensator C1
liegenden Widerstand Ra. Dieser Widerstand Ra dient zur Trennung der
durch den Block ZD begrenzten Spannung von der an dem Elektrolytkon
densator C1 anliegenden Spannung durch den Spannungsabfall aufgrund
des durch den Block ZD fließenden Stromes.
Der weiter oben erwähnte Komparatoreingang der Betriebszustands-Spei
chereinrichtung SP ist bei dem hier geschilderten Ausführungsbeispiel nicht
notwendig, weil die Under-voltage-lockout-Schaltung SS für eine definierte
Grenze zwischen kürzeren und längeren Leistungsversorgungsunterbre
chungen sorgt.
Fig. 2 illustriert den Betrieb der erfindungsgemäßen Schaltung in einem
schematischen Zeitverlaufsdiagramm. In der ersten Zeile a) ist die Netzspan
nung der Leistungsversorgung U(N) aufgetragen, die im Zeitverlauf nach
einem Einschaltvorgang drei kurze und danach drei längere Unterbrechun
gen (dritte längere Unterbrechung nicht mehr aufgeführt) zeigt. In diesen
Figuren ist angenommen, daß der Oszillator (Halbbrücke) nach Abschalten
der Leistungsversorgung sofort steht; d. h. das Nachlaufen durch die Ladung
in dem Kondensator C1 bis zur Unterschreitung einer Spannungsgrenze des
Oszillators ist nicht dargestellt.
In der zweiten Zeile b) erkennt man in der Darstellung der Spannung U(C1)
an dem Elektrolytkondensator C1 zunächst, daß der Kondensator C1 nach
dem Einschalten der Leistungsversorgung sofort durch den Gleichrichter
aufgeladen wird. Bei den Unterbrechungen der Leistungsversorgung fällt die
Spannung U(C1) mit einem bestimmten Zeitverlauf ab, der hier der Einfach
heit halber linear dargestellt ist. Tatsächlich ist der Zeitverlauf bei diesem
Ausführungsbeispiel exponentiell.
Bei den ersten drei kürzeren Unterbrechungen der Leistungsversorgung
sinkt die Spannung U(C1) vor dem plötzlichen Wiederanstieg deutlich weni
ger weit ab als bei den folgenden längeren Unterbrechungen.
Das spannungsbegrenzende Schaltelement ZD führt, wie in Zeile c) gezeich
net, bei eingeschalteter Leistungsversorgung und durch die kürzeren Unter
brechungen hindurch dauernd einen Strom I(ZD). Bei den beiden längeren
Unterbrechungen fällt die Spannung U(C1) soweit, daß die Begrenzungs
spannung des Schaltelements ZD unterschritten wird, so daß der Strom
I(ZD) plötzlich aussetzt. Er steigt jeweils mit der Spannung U(C1) nach Ein
schalten der Leistungsversorgung sofort wieder an. Ab den Zeitpunkten in
nerhalb der längeren Leistungsversorgungsunterbrechungen, bei denen die
spannungsbegrenzende Funktion des Schaltelements ZD aussetzt, fällt die
Spannung Vs an dem Widerstand Rb von dem durch das spannungsbegren
zende Schaltelement ZD gegebenen Wert Vsmax ab. Auch hier ist der tat
sächlich exponentielle Verlauf der Einfachheit halber linear dargestellt. Nach
Ablauf einer weiteren Zeitspanne und insgesamt um die Zeit ts gegenüber
dem Ausschalten der Leistungsversorgung, also dem Abfall der Spannung
U(N) versetzt, fällt die Versorgungsspannung Vs unter den eingezeichneten
Wert Vsmin, der der Schwellenspannung der Rücksetzeinrichtung SS ent
spricht. Dementsprechend erzeugt der Ausgang SSA der Rücksetzeinrich
tung SS nach dem Wiedereinschalten der Leistungsversorgung einen Span
nungspuls U(SSA), der in der 5. Zeile d) dargestellt ist.
Das die Speichergröße der Betriebszustands-Speichereinrichtung SP darstel
lende Ausgangssignal U(SPA) in Zeile f) verhält sich dementsprechend wie
folgt: Das erste Einschalten des in Fig. 2 dargestellten Zeitverlaufs ist, wie
sich aus dem Puls U(SSA) in Zeile d) erkennen läßt, ein Einschalten nach ei
ner längeren Unterbrechung. Durch den Puls U(SSA) in den Ausgangszu
stand zurückgesetzt, gibt die Betriebszustands-Speichereinrichtung SP einen
niedrigen Wert ihrer Ausgangsspannung U(SPA) aus. Die erste Kurzunter
brechung führt zu einer die Togglefunktion der Betriebszustands-Speicher
einrichtung SP aktivierenden Flanke an deren Takteingang und
schaltet die Speichergröße und damit die Ausgangsspannung U(SPA) auf
den hohen Wert um. Analog wird nach der nächsten längeren Unterbre
chung wieder in den vorherigen Zustand zurückgeschaltet. Auch die dritte
kurze Leistungsversorgungsunterbrechung aktiviert die Togglefunktion und
führt damit wieder zum hohen Wert der Spannung U(SPA). Dieser wird so
lange definiert gehalten, wie die Versorgungsspannung Vs über dem Mini
malwert Vsmin liegt. Danach folgt ein durch die gestrichelt eingezeichnete
Flanke der Spannung U(SPA) angedeuteter undefinierter Zustand. Diese
Undefiniertheit schadet nicht, weil die Betriebsschaltung und die Gasentla
dungslampe zu dieser Zeit ausgeschaltet sind. Der Puls von U(SSA) nach
dem Wiedereinschalten sorgt dementsprechend für ein definiertes Rückset
zen der Speichergröße bzw. der Betriebszustands-Speichereinrichtung. Die
ser Betriebszustandswechsel geht nicht auf die Togglefunktion zurück, schon
weil der Ausgangszustand nicht definiert war, sondern auf den Puls der
Ausgangsspannung U(SSA) der Rücksetzeinrichtung SS. Das zeigt sich nach
der folgenden längeren Leistungsversorgungsunterbrechung, bei der nicht,
wie es der Togglefunktion entsprechen würde, in den anderen Betriebszu
stand gewechselt wird, sondern erneut der Ausgangszustand mit voller
Lampenleistung auftritt.
Diese Funktionsweise ist erwünscht, weil der Benutzer zum Umschalten der
Gasentladungslampe das kurze Ausschalten bzw. eine kurze Leistungsver
sorgungsunterbrechung durch Betätigen eines Tasters verwendet, wohinge
gen ein Neustart der Gasentladungslampe nach einem wirklich so beabsich
tigten Ausschalten nicht in einen für den Benutzer möglicherweise nicht
vorhersehbaren Zustand führen soll. Sinnvollerweise wird die Lampe nach
längerem Ausschalten mit voller Helligkeit betrieben und kann durch kurze
Unterbrechungen "abgedimmt" werden.
Dieses Ausführungsbeispiel demonstriert den Vorteil der Erfindung, unter
Zuhilfenahme des ohnehin vorhandenen Glättungs-Elektrolytkondensators
C1 eine Zusatzschaltung in die Betriebsschaltung integrieren zu können, mit
der Leistungsversorgungsunterbrechungen abhängig von ihrer Zeitdauer zu
unterschiedlichen Reaktionen führen. Kürzere Leistungsversorgungsunter
brechungen als eine durch die Dimensionierung der Widerstände Ra und Rb
und die vorgegebene Kapazität des Elektrolytkondensators C1 in Zusam
menhang mit der eingestellten Schwellenspannung der Rücksetzschaltung
SS gegebene Zeit führen zu einem Betriebszustandswechsel zwischen zwei
oder mehreren Betriebszuständen der Betriebsschaltung bzw. der Gasentla
dungslampe. Damit kann eine einer Glühlampen-Dimmschaltung vergleich
bare Einstellung der Helligkeit vorgenommen werden. Längere Leistungs
versorgungsunterbrechungen als die einstellbare gegebene Zeit führen we
gen der Auslösung des Rücksetzungsvorgangs in der Rücksetzeinrichtung
SS immer zu einem Neubeginn der Betriebsschaltung und damit des Betriebs
der Gasentladungslampe in dem durch die in der rückgesetzten Betriebszu
stands-Speichereinrichtung SP gespeicherte Speichergröße definierten Aus
gangs-Betriebszustand. Dabei ist bei der vorliegenden Lösung keine auf
wendige Realisierung einer analogen Meßgrößenbildung durch eine eigene
RC-Kombination und/oder eine zusätzliche Einheit zur Diskretisierung der
analogen Meßgrößen notwendig.
Claims (5)
1. Schaltung zum Betreiben einer Last, insbesondere einer Entladungs
lampe, mit einer Betriebszustands-Speichereinrichtung (SP) zum Spei
chern einer einen Betriebszustand der Last darstellenden Größe (SPA)
und mit einer Umschalteinrichtung (U) zum Umschalten zwischen ei
ner Mehrzahl von Betriebszuständen der Last, die bei jeder kürzeren
Unterbrechung der Leistungsversorgung [U(N)] der Betriebsschaltung
aktiviert wird und in einen anderen als den durch die gespeicherte
Größe (SPA) dargestellten Betriebszustand umschaltet, gekennzeichnet
durch eine von der Betriebszustands-Speichereinrichtung (SP) separate
Zeitgeberschaltung (C1, Ra, Rb) zur Definition einer bestimmten Zeit
(ts) zur Unterscheidung längerer Unterbrechungen der Leistungsver
sorgung [U(N)] von den kürzeren, wobei die Umschalteinrichtung (U)
durch längere Unterbrechungen zum Schalten in einen festgelegten
Ausgangsbetriebszustand aktiviert wird.
2. Betriebsschaltung nach Anspruch 1, bei der die Zeitgeberschaltung (C1,
Ra, Rb) einen Glättungs-Elektrolytkondensator (C1) auf der Ausgangs
seite eines Netzgleichrichters zur Versorgung der Betriebsschaltung
aufweist und die bestimmte Zeit (ts) über die Entladung dieses Kon
densators (C1) definiert.
3. Betriebsschaltung nach Anspruch 2 mit einem Entladewiderstand (Rb)
zur Definition des Zeitverlaufs (ts) zur Entladung des Glättungselektro
lyt-Kondensators (C1).
4. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche mit einer
Rücksetzeinrichtung (SS) zum definierten Rücksetzen (SSA) der Be
triebszustands-Speichereinrichtung (SP) und der Umschalteinrichtung
(U) nach jeder längeren Unterbrechung als die bestimmte Zeit (ts).
5. Betriebsschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die
Umschalteinrichtung (U) alternierend zwischen mehr als zwei Betriebs
zuständen umschaltet.
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