DE3445817A1 - Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an niedervolt-gleichspannung - Google Patents
Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an niedervolt-gleichspannungInfo
- Publication number
- DE3445817A1 DE3445817A1 DE19843445817 DE3445817A DE3445817A1 DE 3445817 A1 DE3445817 A1 DE 3445817A1 DE 19843445817 DE19843445817 DE 19843445817 DE 3445817 A DE3445817 A DE 3445817A DE 3445817 A1 DE3445817 A1 DE 3445817A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- frequency
- circuit arrangement
- lamp
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
- H05B41/28—Circuit 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
- H05B41/288—Circuit 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 without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
- H05B41/2885—Static converters especially adapted therefor; Control thereof
- H05B41/2887—Static converters especially adapted therefor; Control thereof characterised by a controllable bridge in the final stage
- H05B41/2888—Static converters especially adapted therefor; Control thereof characterised by a controllable bridge in the final stage the bridge being commutated at low frequency, e.g. 1kHz
Landscapes
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
DEUTSCHE PATENTANMELDUNG
von
Dipl.-Ing. Wolfgang Renner Walter-Kollo-Straße 66
6232 Bad Soden
Schaltungsanordnung zum Betrieb einer
Ho chdruck-Entladungslampe
an Niedervolt-Gleichspannung
Elektronisches Versorgungsgerät zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe an Niedervolt-Gleichspannung
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe (z.B. Halogen-Met
alldampf lampe, Natriumdampf-Hochdrucklampe) an einer
Niedervolt-Gleichspannungsquelle (z.B. Fahrzeug-Bordnetz, Batterie). Die Schaltung enthält als wesentliche Bestandteile
einen Hochfrequenz-Wechselrichter mit Ferritübertrager, eine hochfrequenzseitige Vorschalteinrichtung zur
Lampenstrombegrenzung und einen anschließenden HF/NF-Rückwandler, bestehend aus Gleichrichter und Transistor-Vollbrücke
zur Erzeugung niederfrequenter Rechteck-Wechselspannungsblöcke
für die Speisung der Lampe. Diese wird an den Diagonalzweig der Transistorbrücke direkt oder gp.f.
über ein erforderliches Zündgerät angeschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine handelsübliche Hochdruck-Entladungslampe, wie sie für den Betrieb
am Wechselstromnetz (i.a. 220 V 50 Hz) unter Verwendung
eines Vorschalt- und ggf. eines zusätzlichen Zündgerätes vorgesehen ist, auch netzunabhängig aus einem Akkumulator
oder einem Fahrzeugbordnetz speisen zu können, um hiermit einen mobilen oder portablen Flutlichtscheinwerfer hoher
Lichtleistung bei geringem Energiebedarf realisieren zu können.
Entladungslampen sind moderne und sehr wirtschaftliche Lichtquellen mit hohen Lichtausbeuten zwischen etwa 50 und
knapp 200 Im/W, während mit (Halogen-)Glühlampen nur etwa
20 bis maximal 25 lm/W erreicht werden können. Gegenüber
letzteren besitzen sie allerdings einige Besonderheiten. Einmal, daß sie nicht für nahezu jede beliebige Betriebsspannung
gebaut werden können, sondern - bedingt durch das zugrundeliegende physikalische Prinzip der Gasentladung bestimmte
Mindest spannung en für Zündung und "Brennbetrieb
benötigen. Bin weiteres Phänomen ist die zwingende Notwendigkeit eines Vorschaltgliedes zur Begrenzung des Entla-
dungsstromes, da die Gasentladung aufgrund ihrer fallenden Kennlinien-Charakteristik nicht imstande ist, für sich
alleine stabile Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.
Grundsätzlich unterscheidet man nach dem Betriebsdruck Nieder- und Hochdruck-Entladungslampen. Die erste Gruppe,
deren bekannteste Vertreterin die Leuchtstofflampe ist, besitzt relativ lange und großvolumige Entladungsrohre,
in denen die Entladung unter niedriger Energiedichte mit kleinem Spannungsgradienten (etwa 1 V/cm Entladungssäule)
brennt. Bei der zweiten Gruppe findet der Entladungsprozeß aufgrund des höheren Betriebsdrucks mit erheblich größerem
Spannungsgradienten (ca. 10 ... 100 V/cm) und demzufolge beträchtlich erhöhter Energiedichte in einem entsprechend
kurzen und kleinvolumigen Brennergefäß statt. Es leuchtet ein, daß für die Anwendung in Scheinwerfern,
d.h. zur Erzeugung hoher Lumenpakete bei kleinem Raumbedarf, praktisch nur Hochdrucklampen in Frage kommen.
Wie bereits angedeutet, ist der direkte Betrieb einer solchen Lampe an einem Akku oder einem Pahrzeugbordnetz
niedriger Spannung (12 oder 24 V=) nicht möglich. Darüberhinaus sind fast alle auf dem Markt befindlichen
Entladungslarapen, in Anlehnung an die übliche Netzstromversorgung,
für den Betrieb mit Wechselstrom konzipiert.
Es ist also ein Umformer nötig, der die vorhandene Niedervolt-Gleichspannung in die erforderliche hohe Betriebswechselspannung
von ca. 200 ... 250 V umwandelt. Dieser Wechselrichter muß darüberhinaus noch über geeignete
schaltungstechnische Maßnahmen zur Strombegrenzung verfügen; d.h. er darf keine starre Ausgangsspannung liefern,
sondern vielmehr muß sich diese selbsttätig an den jeweiligen Brennspannungsbedarf der Lampe anpassen, so
daß sich stabile Betriebsbedingungen einstellen können.
Derartige Schaltungsanordnungen, die auf diese Weise den Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe an einer Batterie
ermöglichen, existieren bereits und gehören zum
Stand der Technik. Sie bestehen im wesentlichen aus einem Transistor-Zerhacker mit Transformator (Wechselrichter),
der mit einer netzähnlichen Frequenz (wie 50 Hz) arbeitet und die für die Lampe benötigte Betriebswechselspannung
erzeugt; nebst schaltungstechnischen Maßnahmen für die notwendige Vorschaltung (z.B. DE-OS 32 02 458).
Der Nachteil dieser Schaltungsanordnungen besteht vor allem darin, daß infolge der niedrigen Übertragungsfrequenz
hierbei massige und schwere induktive Bauelemente mit großen Sisenquerschnitten benötigt werden (Transformator,
Vorschaltdrossel) bzw. andere großvolumige Bauteile wie MP-Kondensatoren mit großen Kapazitätswerten. Die Versorgungsgeräte
werden hierdurch verhältnismäßig unhandlich und schwer, was einer möglichst universellen, mobilen und
leicht transportablen Anwendung in der Praxis mitunter im Wege steht und die Einsatzraöglichkeiten einschränken kann.
Hinzu kommt noch, daß die Sigenverluste dieser Trafos und Drosseln aufgrund der großen Eisen- und Kupfermasse relativ
hoch sind und somit einen nur mäßigen Wirkungsgrad bedingen.
Versuche, mit der Betriebsfrequenz in das HF-Gebiet etwa auf 20 ... 30 kHz - auszuweichen, um damit die oben
geschilderten Nachteile zu eliminieren, führten jedoch nicht zum Erfolg. Dieses Verfahren, das sich in der Leuchtstofflampentechnik
sehr gut bewährt hat und dort auch schon seit längerem zum Stand der Technik gehört, führte bei den
Hochdruck-Entladungslampen zu großen Schwierigkeiten und brachte keine befriedigende Ergebnisse.
Es zeigte sich bei den Versuchen, daß durch die hochfrequente Betriebsweise die meisten Hochdrucklampen gegen
Ende des Anlaufprozesses (d.h. bei Erreichen des vollen
Betriebsdampfdrucks) instabil in ihrem Brennverhalten werden und vielfach zu mehr oder weniger heftiger Bogenunruhe
neigen. Das dierdurch bewirkte Lichtflackern stellt den weiteren Betrieb der Lampen in Frage bzw. macht ihn sogar
völlig unmöglich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden nun die aufgeworfenen Probleme dahingehend gelöst, daß eine Schaltungsanordnung
entwickelt wurde, welche die Hochdrucklampe wie beim Netzbetrieb mit niederfrequentem Wechselstrom von ca.
50 Hz versorgt; gleichwohl aber die Nachteile der Niederfrequenz im Bezug auf Transformation und Strombegrenzung
(Vorschaltung) vermeidet.
Die vorliegende erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht es somit, handelsübliche Hochdruck-Sntladungslampen aus
einer Niedervolt-Gleichspannungsquelle (z.B. Batterie) problemlos wie vorgesehen mit netzfrequentem Wechselstrom
zu speisen; die unumgängliche Transformation aber ebenso wie die notwendige Lampenstrombegrenzung vorteilhaft durch
Hochfrequenz zu bewerkstelligen und damit die Nachteile eines direkten Gleichstrom/NF-Wechselstrom-Umformers zu
umgehen.
Die Erfindung erlaubt es nun, die bisherigen voluminösen, schweren und relativ verlustreichen Niederfrequenz-Blechkerntransformatoren
und -drosselspulen wie auch die oftmals zur Kompensation der induktiven Blindleistung bzw.
als kapazitive Vorschaltreaktanz gebrauchten großen MP-Kondensatoren einzusparen und an ihrer Stelle kleine und
leichte Hochfrequenzbauteile mit nur geringen Eigenverlusten (Ferritkern-Übertrager, Kapazitäten im nF-Bereich)
zu verwenden.
Auf diese Weise können Größe und Gewicht der Versorgungsgeräte ganz entscheidend reduziert werden, was den
beabsichtigten Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis sehr entgegenkommt. Darüberhinaus erreicht die erfindungsgemäße
Schaltung einen sehr guten Wirkungsgrad von etwa 80 "/<>, was
angesichts der begrenzten Batteriekapazität optimale Lichtausbeute ermöglicht. Der mobile und portable Einsatz von
Hochdruck-Entladungslampen als energiesparende Lichtquellen für netzunabhängige Flutlicht-Scheinwerfer wird damit sehr
interessant.
In weiterer Ausgestaltung beinhaltet die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung noch
- einen Speisespannungs-Vorregler, der die Aufgabe hat,
bei Versorgungsspannungen oberhalb -des Nennwertes von einem bestimmten Überspannungsgrad an die Betriebsspannung
des Wechselrichters zu begrenzen und ein weiteres Ansteigen proportional mit der Eingangsspannung zu
verhindern
- sowie eine Steuerelektronik mit Speisespannungs- und Lampenüberwachung, einschließlich Verpolungsschutz
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei bedeuten:
- Fig. 1 das vollständige Übersichtsschaltbild
(Blockschaltbild)
- Pig. 2 das schematische Schaltbild des Hoch
frequenz-Wechselrichters einschließlich der Lampen-Vorschalteinrichtung und des
Speisespannungs-Vorreglers
- Fig. 3 das schematische Schaltbild des HF/NF-
Rückwandlers mit vorgeschaltetem Gleichrichterteil sowie den Larapenanschluß
Laut Blockschaltbild gemäß Fig. 1 wird die positive Eingangsgleichspannung von der Anschlußklemme 14 über die
Hauptsicherung 11 und das Lastrelais 12 zunächst dem Speisespannungs-Vorregler 1 zugeführt. Diesem kommt die
Aufgabe zu, die Betriebsspannung des HF-Wechselrichters 2 bei eingangsseitiger Überspannung auf einen bestimmten
Höchstwert zu begrenzen. Dies ist erforderlich zur Vermeidung von zu großen LeistungsSchwankungen, da bei den meisten
Hochdruck-Entladungslampen die Brenndaten und hierbei insbesondere die Lampenleistung sehr eng mit der Versorgungsspannung
gekoppelt sind.
Hierdurch wird die Zulassung eines relativ umfangreichen Speisespannungsbereiches ermöglicht; gleichwohl aber wird
erreicht, daß auch bei größerer Überspannung die mit der
Eingangsspannung in steilem Abhängigkeitsverhältnis stehenden
Lampenbetriebsdaten innerhalb einer vertretbaren Schwankungsbreite bleiben. Eine unzulässige Überlastung
von Lampe und Versorgungsgerät wird somit vermieden.
Für den praktischen Einsatz ist dies von großer Bedeutung, da bei vielen Niedervolt-Stromversorgungen, insbesondere
bei generatorgespeisten Fahrzeugbordnetzen, oftmals mit erheblichen Spannungsschwankungen speziell nach oben hin
gerechnet werden muß, wobei Abweichungen von 20 $ und mehr keine Seltenheit sind.
Der Wechselrichter 2 setzt die nun anstehende Gleichspannung anschließend in eine hochfrequente Wechselspannung
von etwa 22Ü V f~ mit ca. 25 kHz Frequenz um. Am Ausgang
dieses Wandlers befinden sich zwei Kondensatoren 5 und 6, wobei der Kondensator 5 als hochfrequenzseitiges Vorschaltglied
für die nach dem folgenden HF/NF-Rückumformer anzuschließende Hochdruck-Entladungslampe 10 fungiert. Der
Kondensator 6 bildet zusammen mit dem Vorschaltkondensator 5 und der (hier nicht eingezeichneten) Sekundärwicklung
des im HF-Wechselrichter 2 enthaltenen Wandlertrafos einen Schwingkreis. Dieser ist um so wirksamer, je kleiner dessen
Dämpfung, d.h. je geringer die Laststromentnahme aus dem Wandler ist (insbesondere also im Leerlauf).
Hierdurch ergibt sich eine sinusförmige Ausgangsspannung des HF-Wechselrichters 2, und das Entstehen schädlicher
Spannungsspitzen und Überschwinger wird wirksam verhindert.
Der nachfolgende HF/NF-Rückumformer setzt sich zusammen
aus dem HF-Vollweggleichrichter 3, einem Glättungsglied und dem hieran anschließenden NF-Rechteckwechselrichter
Dieser enthält im wesentlichen vier steuerbare Halbleiterbauelemente (vorzugsweise Hochvolt-Schalttransistoren) in
Vollbrückenschaltung, die von einem frequenzkonstanten, externen NF-Rechteckgenerator 15 angesteuert werden und
somit die vom HF-Gleichrichter 3 gelieferte Zwischenkreis-Gleichspannung in eine symmetrische Niederfrequenz-Rechteckwechselspannung
umformen.
Mit dieser Spannung wird nun direkt - über das Ztindgerät
8 und den zur Lampenstromerfassung dienenden Shunt 9 - die Hochdruck-Entladungslampe 10 gespeist.
Zur Überwachung des Leistungsteils dient die Steuerelektronik
16 in Verbindung mit dem Lastrelais 12. Sie umfaßt zum einen die Lampenüberwachungsschaltung 17, die ihre Information
über den Spannungsabfall an dem im Lampenstromkreis liegenden Shunt 9 bezieht. Zum anderen enthält der
Steuerteil einen bilateralen Speisespannungswächter 18, der die \Tersorgungsspannung daraufhin überwacht, ob sie sich
innerhalb eines vorgegebenen, zulässigen Bereiches bewegt. Beide Kontrollfunktionen wirken über ein Verknüpfungsglied
auf das Leistungs-Schaltrelais 12 ein und bewirken ein automatisches Abschalten bzw. verhindern das Einschalten,
sobald abnorme Betriebsumstände auftreten. Dasselbe gilt für den Fall der Falschpolung, wofür die im Steuer- und
Relaiskreis liegende Verpolungsschutzdiode 19 vorgesehen ist und somit ein Einschalten des Leistungsteils nur bei
richtiger Anschlußpolarität zuläßt.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß FIg-1 2 wird der Pluspol
der Versorgungsspannung von der Anschlußklemme 14 über die Hauptsicherung 11 und das Schaltrelais 12 dem Kollektor des
als Spannungsregler dienenden Längstransistors 22 zugeführt.
Der Minuspol (Klemme 13) liegt an der Schaltungsmasse. Zur Entkopplung und Pufferung der Eingangsspannung sind die
Kondensatoren 20 und 21 vorgesehen. Den Basisstrom des Regeltransistors 22 liefert der Treibertransistor 23·
Unterhalb des festgelegten Betriebsspannungs-Limits für den nachgeschalteten HF-Wechselrichter 2 soll der Transistor 22
möglichst ideal durchgeschaltet sein, d.h. die an ihm in diesem Zustand abfallende UCE-Restspannung soll so klein
wie möglich sein. Wegen des U-r^-St euer Spannungsbedarf s der
Transistoren 22 und 23 von zusammen etwa 1,5 ··♦ 2 Volt ist
diese Forderung aber nicht hinreichend zu erfüllen, wenn beide aus derselben Spannungsquelle gespeist werden.
Aus diesem Grunde wurde der Gleichspannungswandler 24 vorgesehen,
der die Speisespannung für den Treibertransistor 23 um mehrere Volt gegenüber der Eingangsspannung anhebt.
Die maximale Ausgangsspannung am Emitter des Regeltransistors 22 wird durch die über den Vorwiderstand 25 aus dem
Hochsetzwandler 24 gespeiste Z-Diode 26 festgelegt; abzüglich
den Basis-Emitterspannungen der als Emitterfolger geschalteten
Transistoren 22 und 23 sowie dem Spannungsabfall an dem Schutzwiderstand 27. ·
Am Emitter des Längstransistors 22 steht nun eine für den Betrieb des nachfolgenden Wechselrichters 2 geeignete Spannung
zur Verfugung, die bei größeren Abweichungen der Eingangsspannung nach oben hin auf einen Wert von maximal
10 Lj> über dem Nennwert begrenzt wird.
Diese Spannung wird nach Entkopplung durch den Elko 28 über die Schwingdrossel 29 der Mittelanzapfung der beiden
symmetrischen Primärwicklungshälften 31 und 31' des HP-Ferritkern-Wandlertrafos
30 zugeführt. Die Wicklungsenden gehen zu den Kollektoren der Transistoren 34 und 35; deren
Emitter gemeinsam an der Schaltungsmasse (= Minuspol) liegen. Die Transistoren 34 und 35 steuern sich selbstgeführt
im Gegentakt mit Hilfe der Steuerwicklung 32 und dem hier nicht näher bezeichneten Basisnetzwerk 36, das auch die
Eigenfrequenz des Wandlers mitbestimmt. Die Sekundärwicklung 33 des Schwingtransformators 30 bildet zusammen mit
den bereits erwähnten Kondensatoren 5 und 6 einen Schwingkreis. Dessen Einfluß auf den Wandler steigt mit abnehmender
Dämpfung; er bestimmt daher dessen Leerlauffrequenz und sorgt für eine rein sinusförmige Leerlaufspannung ohne
störende Überschwinger und Spannungsspitzen.
Der Kondensator 5 hat darüberhinaus noch eine sehr wichtige Aufgabe: Er begrenzt durch seinen kapazitiven Widerstand
den Ausgangsstrom des Wandlers bei kleiner werdendem Lastwiderstand, wodurch dieser absolut kurzschlußfest wird.
Pur den Betrieb von Entladungslampen ist dies eine wichtige Voraussetzung. Im Kurzschlußfall bildet der Vorschaltkon-
-β- "i
densator 5 mit der Sekundärwicklung 33 wiederum einen
Schwingkreis, der die Frequenz des HP-Wechselrichters im Kurzschlußbetrieb bestimmt.
An den Ausgangsklemmen 37 und 38 steht nun eine hochfrequente Wechselspannung zur Verfügung, wie sie z.B. zum
Betrieb von Niederdruck-Entladungslampen geeignet wäre. Pur die Speisung von Hochdrucklampen ist diese jedoch wegen
derem kritischen HP-Brennverhalten nicht ohne weiteres
zu gebrauchen.
Pig._3 zeigt deshalb nun die Portsetzung des in Pig. 2
begonnenen Ausführungsbeispiels. Über die Klemmen 37 und 38 gelangt die für die Entladungslampe bereits strombegrenzte
hochfrequente Wechselspannung auf die Vollweggleichrichterbrücke 3» die aus vier schnellen Dioden 39 ... 42 aufgebaut
ist. Die somit erhaltene Zwischenkreis-Gleichspannung wird mit Hilfe des Ladekondensators 7 geglättet und von HP-Hesten
befreit und abschließend dem NF-Rechteckwechselrichter 4 zugeführt.
Dieser besteht im wesentlichen aus vier Hochvolt-Schalttransistoren
43 .·· 46 in Vollbrückenschaltung, die von einem externen Generator 15 mit symmetrischen Rechteckspannungsimpulsen
in geeigneter Weise angesteuert werden. Parallel zu jedem der Transistoren befinden sich die Inversstromdioden
47 ... 50 zur Verhinderung von inversem Betrieb der Schalttransistoren bei Blindlastentnahme. Ebenfalls
parallel hierzu sind noch die Widerstände 51 ... 54 angeordnet, die für ein gleichmäßiges Aufteilen der Transistor-Sperrspannungen
sorgen.
Die zugeleitete Zwischenkreis-Gleichspannung wird mit Hilfe der Transistorbrücke in niederfrequente, symmetrische
Rechteck-Wechselspannungsblöcke von ca. 50 Hz zerhackt, die an den Diagonalzweigklemmen 55 und 56 abgegriffen und über
das Überlagerungs-Zündgerät 8 sowie den Lampenkontrollshunt 9 der Hochdruck-Entladungslampe 10 zugeführt werden.
Claims (1)
- Patentansprüche1. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe an einer Niedervolt-Gleichspannung, enthaltend einen Transistor-Wechselrichter mit Transformator und eine sekundärseitige Vorrichtung zur Begrenzung des Lampenstromes (Vorschalteinrichtung), dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor-V/echselrichter (2) im Hochfrequenzgebiet unter Anwendung eines HF-Leistungsübertragers arbeitet, daß die erforderliche Lampenstrombegrenzung ebenfalls hochfrequenzseitig durch ein HF-Reaktanzglied erfolgt; die Hochdruck-Entladungslampe (10) aber wie vorgesehen mit niederfrequentem Wechselstrom, betrieben wird, der aus der erzeugten Hochfrequenzenergie mittels eines nachgeschalteten HF/NF-Rückumforners gewonnen wird.2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, aadurch gekennzeichnet, daß der HF/NF-Rückumformer aus einem HF-Gleichrichter (3), einem Glättungsgliea (rM und einen anschließenden NP-Rechteckwechselrichter (4) zusammengesetzt ist.5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingang des Hochfrequenz-Wechselrichters (2) ein Speisespannungs-Vorregler (1) geschaltet ist, der bei eingangsseitiger Überspannung die Betriebsspannung des HF-Wechselrichters (2) nach oben hin begrenzt und damit unzulässige Überlastungen als Folge größerer Spannungsabweichungen vermeidet.4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur hochfrequenzseitigen Larapenstrombegrenzung dienende HF-Vorschaltreaktanzglied vorzugsweise ein Kondensator (5) ist und dieser sich zwischen der Ausgangswicklung (33) des im HF-Wechselrichter (2) enthaltenen Übertragers (30) und dem Eingang des HF-Gleichrichters (3) befindet.- · ":**ϊ" 3LL^U Z5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis.4, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Wechselrichter (2) mit einer Frequenz oberhalb 10 kHz und der die Lampe (10) speisende NF-Rechteckwechselrichter (4) mit einer netzähnlichen Frequenz zwischen etwa 40 und 100 Hz arbeitet.6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Wechselrichter {?.) als Gegentaktwandler mit einem oder mehreren parallelgeschalteten Transistoren (34, 3b) pro Primärzweig (31, 31') des Wandlertransformators (30) ausgebildet ist, daß die Ausgangswicklung (33) dieses Trafos mit zwei in Serie geschalteten Kondensatoren (5, 6) verbunden ist und mit diesen zusammen einen vorwiegend im Leerlauf wirksamen Schwingkreis bildet, und daß die Eingangsspannung für den'nachgeschalteten Rückwandler-Gleichrichter (3) parallel zu dem Kondensator (6) abgegriffen wird, während der in Reihe hierzu liegende andere Kondensator (5) die hochfrequenzseitig v/irksame Vorschaltreaktanz für die nach dem HF/NF-Rückumformer anzuschließende Hochdruck-Entladungslampe (10) darstellt.''. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der HF-Gleichrichter (3) ein \follweggleichrichter (Brückengleichrichter) bestehend aus vier schnellen Dioden ist.3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der NF-Rechteckwechselrichter (4) als wesentliche Bestandteile vier in Vollbrückenschaltung angeordnete steuerbare Halbleiterbauelemente enthält, vorzugsweise Transistoren (43 ... 46), mit denen die anliegende Zwischenkreis-Gleichspannung in eine rechteckförmige NF-Wechselspannung zerhackt wird, die am Diagonalzweig der Transistorbrücke abgenommen wird.9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch S!xiEi:2S5f:i2}Hie£» ^a^ ^er Speisespannungs-Vorregler (1) mindestens einen Längstransistor (22) als Spannungsregler enthält, daß dieser als Emitterfolger geschaltet ist und von einem weiteren, ebenfalls als Emitterfolger beschalteten Treibertransistor (23) angesteuert wird, wobei die maximale Ausgangsspannung an Emitter des Längstransistors (22) durch eine Z-Diode (26) oder einen anderen Spannungskonstanter an der Basis des Treibertransistors (23) festgelegt wird, und daß dieser an seinem Kollektor sowie der Spannungsbegrenzer (26) zwecks Ausgleich der Steuerspannungsverluste aus einem Hochsetz-Spannungswandler (?4) respeist wird.10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, daaureh gekennzeichnet, daß die Brückentransistören (4j ... 46) des NP-Kechteckwechselrichters (4) von einen, externen Steuergenerator (15) mit rechteck!"örmigen Spannungsimpulsen in geeigneter Weise angesteuert werden.11. Schaltungsanordnung nach einen der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Maßnahme noch eine Überwachungselektronik (16) vorgesehen ist, die eine Lampenüberwachung (17), einen bilateralen Speisespannungswächter (18) und einen Verpolungsschutz (19) umfaßt und auf ein Lastrelais (12) wirkt.12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampenüberwachung (17) ihre Information über den Spannungsabfall an einen im Lampenstromkreis liegenden Shunt (9) erhält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843445817 DE3445817A1 (de) | 1984-12-15 | 1984-12-15 | Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an niedervolt-gleichspannung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843445817 DE3445817A1 (de) | 1984-12-15 | 1984-12-15 | Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an niedervolt-gleichspannung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3445817A1 true DE3445817A1 (de) | 1986-06-26 |
DE3445817C2 DE3445817C2 (de) | 1988-12-29 |
Family
ID=6252877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843445817 Granted DE3445817A1 (de) | 1984-12-15 | 1984-12-15 | Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an niedervolt-gleichspannung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3445817A1 (de) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3625499A1 (de) * | 1986-03-19 | 1987-10-15 | Wolfgang Dipl Ing Renner | Zuendgeraet fuer netzunabhaengig versorgte hochdruck-entladungslampen |
WO1988002590A1 (en) * | 1986-09-25 | 1988-04-07 | Innovative Controls, Inc. | Ballast for high pressure sodium lamps having constant line and lamp wattage |
FR2625642A1 (fr) * | 1987-12-31 | 1989-07-07 | Courier De Mere Henri | Ballast electronique a haut facteur de puissance |
DE3807585A1 (de) * | 1988-03-08 | 1989-09-21 | Stierlen Maquet Ag | Operationsleuchte |
US5241242A (en) * | 1991-05-29 | 1993-08-31 | Hella Kg Hueck & Co. | Power-supply circuit apparatus for high pressure gas discharge lamps in motor vehicles |
US5349268A (en) * | 1992-01-27 | 1994-09-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High voltage discharge lamp device |
US5500573A (en) * | 1994-02-24 | 1996-03-19 | Hilite Lighting And Electronics Ltd. | Dimmer circuit for gas discharge lamps having electronic ballasts |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5068570A (en) * | 1989-01-26 | 1991-11-26 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Lamp lighting circuit with an overload protection capability |
DE4143464C2 (de) * | 1990-04-28 | 1995-12-21 | Koito Mfg Co Ltd | Schaltungsanordnung mit einer Schutzschaltung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe |
JP2587720B2 (ja) * | 1990-10-19 | 1997-03-05 | 株式会社小糸製作所 | 車輌用放電灯の点灯回路 |
DE4205099C1 (en) * | 1992-02-20 | 1993-07-08 | Fraba Technology And Trading Gmbh Maschinen + Elektronik General Management + Consulting, 7516 Karlsbad, De | Voltage inverter for use with battery supply - has DC=DC and DC=AC stages with sensor circuit control for generation of either 300 V DC or 220 V AC |
DE4331952A1 (de) * | 1993-09-21 | 1995-03-23 | Hella Kg Hueck & Co | Einrichtung zum Starten und Betreiben einer Gasentladungslampe in Kraftfahrzeugen |
JP3174993B2 (ja) * | 1995-05-12 | 2001-06-11 | 株式会社小糸製作所 | 放電灯点灯回路 |
DE19608656A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-11 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruckgasentladungslampe |
DE19608657A1 (de) * | 1996-03-06 | 1997-09-11 | Bosch Gmbh Robert | Schaltung zum Betrieb einer Hochdruckgasentladungslampe |
DE102016220273A1 (de) * | 2016-10-17 | 2018-04-19 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsanordnung zur Vorladung einer Zwischenkreiskapazität eines Hochvolt-Bordnetzes |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2030388A (en) * | 1978-09-05 | 1980-04-02 | Thorn Electrical Ind Ltd | Lamp drive circuits for cine film projectors or cameras |
DE2648332C2 (de) * | 1976-10-26 | 1982-12-09 | Strauß, Wilfried, Ing.(grad.), 4300 Essen | Schaltungsanordnung zum Starten und zum Betrieb einer Gasentladungslampe an einem Wechselspannungsnetz (Normalbetrieb) oder an einer Gleichspannungsquelle (Notbetrieb) |
DE3214669A1 (de) * | 1982-04-21 | 1983-10-27 | Norka Norddeutsche Kunststoff | Anordnung zum betrieb von lampen mit induktiver strombegrenzung an gleichstromquellen |
DE2642272C2 (de) * | 1975-10-28 | 1983-12-22 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Vorschaltanordnung für kurze Entionisierungszeiten aufweisende Gasentladungslampen |
DE3229425A1 (de) * | 1982-08-04 | 1984-02-09 | Marai Mechanik und Elektronik GmbH, 3015 Wennigsen | Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an einer batterie |
-
1984
- 1984-12-15 DE DE19843445817 patent/DE3445817A1/de active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2642272C2 (de) * | 1975-10-28 | 1983-12-22 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Vorschaltanordnung für kurze Entionisierungszeiten aufweisende Gasentladungslampen |
DE2648332C2 (de) * | 1976-10-26 | 1982-12-09 | Strauß, Wilfried, Ing.(grad.), 4300 Essen | Schaltungsanordnung zum Starten und zum Betrieb einer Gasentladungslampe an einem Wechselspannungsnetz (Normalbetrieb) oder an einer Gleichspannungsquelle (Notbetrieb) |
GB2030388A (en) * | 1978-09-05 | 1980-04-02 | Thorn Electrical Ind Ltd | Lamp drive circuits for cine film projectors or cameras |
DE3214669A1 (de) * | 1982-04-21 | 1983-10-27 | Norka Norddeutsche Kunststoff | Anordnung zum betrieb von lampen mit induktiver strombegrenzung an gleichstromquellen |
DE3229425A1 (de) * | 1982-08-04 | 1984-02-09 | Marai Mechanik und Elektronik GmbH, 3015 Wennigsen | Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an einer batterie |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Sturm, C.H., Vorschaltgeräte und Schaltungen für Niederspannungs-Entladungslampen, 5. Aufl., Mannheim, 1974, S. 513, 514 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3625499A1 (de) * | 1986-03-19 | 1987-10-15 | Wolfgang Dipl Ing Renner | Zuendgeraet fuer netzunabhaengig versorgte hochdruck-entladungslampen |
WO1988002590A1 (en) * | 1986-09-25 | 1988-04-07 | Innovative Controls, Inc. | Ballast for high pressure sodium lamps having constant line and lamp wattage |
FR2625642A1 (fr) * | 1987-12-31 | 1989-07-07 | Courier De Mere Henri | Ballast electronique a haut facteur de puissance |
DE3807585A1 (de) * | 1988-03-08 | 1989-09-21 | Stierlen Maquet Ag | Operationsleuchte |
US5241242A (en) * | 1991-05-29 | 1993-08-31 | Hella Kg Hueck & Co. | Power-supply circuit apparatus for high pressure gas discharge lamps in motor vehicles |
US5349268A (en) * | 1992-01-27 | 1994-09-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | High voltage discharge lamp device |
US5500573A (en) * | 1994-02-24 | 1996-03-19 | Hilite Lighting And Electronics Ltd. | Dimmer circuit for gas discharge lamps having electronic ballasts |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3445817C2 (de) | 1988-12-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69626603T2 (de) | Vorschaltgerät | |
DE69614953T2 (de) | Schaltungsanordnung | |
DE3445817A1 (de) | Schaltungsanordnung zum betrieb einer hochdruck-entladungslampe an niedervolt-gleichspannung | |
DE2918314A1 (de) | Netzgeraet fuer eine hochstrom-entladungslampe oder leuchtstoffroehre | |
DE2819003A1 (de) | Ballastschaltung mit hohem leistungsfaktor | |
DE3611611A1 (de) | Schaltungsanordnung zum hochfrequenten betrieb einer niederdruckentladungslampe | |
DE19508468B4 (de) | Stromversorgungseinrichtung | |
DE3913033A1 (de) | Vorschaltgeraet fuer eine gasentladungslampe | |
EP0372303B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe | |
DE3006565A1 (de) | Schaltung zur begrenzung des einschaltstromstosses insbesondere fuer gleichrichter und netzgeraete | |
DE3603474A1 (de) | Vorschaltgeraet fuer hochdruck-entladungslampen, insbesondere fuer natriumdampflampen | |
DE69315761T2 (de) | Geschützter Umrichter zur Steuerung einer Entladungslampe | |
DE3829388A1 (de) | Schaltungsanordnung zum betrieb einer last | |
DE3025629A1 (de) | Schaltungsanordnung fuer ein vorschaltgeraet fuer gasentladungslampen | |
EP0699016A2 (de) | Schaltungsanordnung zum Betrieb von Niederdruckentladungslampen | |
EP0541909B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Betrieb von Entladungslampen | |
EP0057910B1 (de) | Schaltung zur geregelten Speisung eines Verbrauchers | |
DE3711814A1 (de) | Elektronisches vorschaltgeraet zum betrieb von leuchtstofflampen | |
DE69709652T2 (de) | Universeller elektronischer starter für starkstromentladungslampen | |
DE69017940T2 (de) | Wechselrichter zum Speisen zweier Gas und / oder Dampfentladungslampen. | |
DE69709604T2 (de) | Schaltungsanordnung | |
DE69109333T2 (de) | Schaltanordnung. | |
EP1028606B1 (de) | Schaltungsanordnung zum Betrieb mindestens einer Niederdruckentladungslampe | |
DE69618568T2 (de) | Schaltungsanordnung | |
DE3424991C2 (de) | Elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |