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DE19815624A1 - Betriebsschaltung für Entladungslampen mit umschaltbaren Betriebszuständen - Google Patents

Betriebsschaltung für Entladungslampen mit umschaltbaren Betriebszuständen

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Publication number
DE19815624A1
DE19815624A1 DE19815624A DE19815624A DE19815624A1 DE 19815624 A1 DE19815624 A1 DE 19815624A1 DE 19815624 A DE19815624 A DE 19815624A DE 19815624 A DE19815624 A DE 19815624A DE 19815624 A1 DE19815624 A1 DE 19815624A1
Authority
DE
Germany
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operating
circuit
operating state
power supply
voltage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19815624A
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Fischer
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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
Application filed by Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH filed Critical Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Publication of DE19815624A1 publication Critical patent/DE19815624A1/de
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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
    • H05B41/36Controlling
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10Controlling the light source
    • H05B47/175Controlling the light source by remote control
    • H05B47/185Controlling the light source by remote control via power line carrier transmission

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • 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.
DE19815624A 1998-04-07 1998-04-07 Betriebsschaltung für Entladungslampen mit umschaltbaren Betriebszuständen Withdrawn DE19815624A1 (de)

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