[go: up one dir, main page]

WO2017055567A1 - Zweiseitig gesockelte led-lampe zum betrieb an einem elektronischen vorschaltgerät für eine niederdruck-entladungslampe, insbesondere eine leuchtstofflampe, und verfahren zum betreiben einer derartigen lampe - Google Patents

Zweiseitig gesockelte led-lampe zum betrieb an einem elektronischen vorschaltgerät für eine niederdruck-entladungslampe, insbesondere eine leuchtstofflampe, und verfahren zum betreiben einer derartigen lampe Download PDF

Info

Publication number
WO2017055567A1
WO2017055567A1 PCT/EP2016/073445 EP2016073445W WO2017055567A1 WO 2017055567 A1 WO2017055567 A1 WO 2017055567A1 EP 2016073445 W EP2016073445 W EP 2016073445W WO 2017055567 A1 WO2017055567 A1 WO 2017055567A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lamp
voltage
operating state
led
terminal
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/073445
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arwed Storm
Xusheng YANG
Andreas Mitze
Peter Hummel
Original Assignee
Ledvance Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ledvance Gmbh filed Critical Ledvance Gmbh
Priority to US15/764,600 priority Critical patent/US10349477B2/en
Publication of WO2017055567A1 publication Critical patent/WO2017055567A1/de

Links

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
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/357—Driver circuits specially adapted for retrofit LED light sources
    • H05B45/3578—Emulating the electrical or functional characteristics of discharge lamps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V25/00—Safety devices structurally associated with lighting devices
    • F21V25/02—Safety devices structurally associated with lighting devices coming into action when lighting device is disturbed, dismounted, or broken
    • F21V25/04—Safety devices structurally associated with lighting devices coming into action when lighting device is disturbed, dismounted, or broken breaking the electric circuit
    • 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
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/20—Responsive to malfunctions or to light source life; for protection
    • H05B47/26—Circuit arrangements for protecting against earth faults
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • 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
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/37—Converter circuits
    • H05B45/3725—Switched mode power supply [SMPS]
    • H05B45/382—Switched mode power supply [SMPS] with galvanic isolation between input and output
    • 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
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]

Definitions

  • the invention relates to a two-sided capped LED lamp for operation on an electronic ballast for a low-pressure discharge lamp, in particular a
  • Fluorescent lamp according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for
  • LEDs light-emitting diodes
  • Fluorescent lamps is exceeded. As a result, LED lighting solutions are increasingly finding their way into areas where fluorescent lamps used to dominate. A large area of fluorescent lighting applications is concentrated here on the professional sector (Office), because here often in a building automation system (for example, LON, EIB) integrated light control systems are used.
  • Office professional sector
  • LON, EIB building automation system
  • retrofit lamps are called double-capped LED lamps with the each standardized G13 socket (T8 lamps with 26 mm tube diameter) or G5 socket (T5 lamps with 16 mm
  • Tube diameter offered on the market.
  • Electronic ballasts for low-pressure discharge lamps, in particular fluorescent lamps, are designed such that in the case of only one-sided
  • DE 10 2011 100 285 AI discloses devices for safety connection against electric shock and destruction for two-sided socketed light sources such as LED and fluorescent tubes.
  • a pushbutton is to be installed as normally open in both end caps of the tube.
  • the decisive factor is the positioning of the button between the contacts to suit all socket types. This closes when inserting the contact with the electrical connections. An open current-carrying end is effectively prevented.
  • the invention is based on a two-sided capped LED lamp for operation on an electronic ballast for a low-pressure discharge lamp, in particular a
  • a fluorescent lamp comprising a first lamp cap having at least a first lamp terminal, a second lamp cap having at least a second lamp terminal and an LED driver unit electrically connected between the first
  • Lamp terminal and the second lamp terminal is coupled, for driving a plurality of LED from one of the electronic ballast between the first
  • the lamp voltage is also referred to as preheating voltage, ignition voltage or operating voltage.
  • the first lamp base and the second lamp base are each preferably a lamp base of the type G13 or G5.
  • the LED driver unit comprises
  • At least one rectifier unit for providing a DC voltage to the plurality of LEDs of the one of electronic ballast deployable
  • Lamp voltage which in particular from a
  • the LED lamp is further developed by a switching element for galvanic
  • the invention is based on the finding that a particularly reliable galvanic separation of
  • Lamp path from the first lamp terminal to the second lamp terminal can be achieved by a switching element is driven not in response to a mounting position of the LED lamp, but in response to an operating state of the LED lamp. In addition, one opens
  • Nominal impedance during operation and in the course of a high impedance in case of failure Nominal impedance during operation and in the course of a high impedance in case of failure.
  • the LED lamp has a supply device which is designed to supply a supply voltage for the switching element independently of the LED driver unit from the lamp voltage
  • the supply device has a
  • galvanic isolation allows. In this way, a supply voltage for the switching element can be generated from the lamp voltage, without canceling the electrical isolation between the first lamp terminal and the second lamp terminal in the second operating state when the switching element is galvanically isolated. In this way, the
  • Coupling device comprises at least a first coupling capacitor, which is coupled to the first lamp terminal, wherein in particular the first coupling capacitor by the series connection of a first series capacitor having a first capacitance and a first voltage handling and a second series capacitor with a second
  • Capacity which is greater than the first capacitor, and a second voltage capacity, which is smaller than the first voltage capacity, is formed.
  • the second Series capacitor from the series circuit, which the
  • Coupling capacitor forms has the higher capacity and the lower voltage stress. This is
  • Class Y capacitors according to IEC 60384-1 are capacitors between phase or
  • the first series capacitor has a low capacitance and accordingly must be designed for higher voltages.
  • the first series capacitor for the ignition voltages usually generated by electronic ballasts in the order of 700 volts RMS must be dimensioned.
  • a Y2 design is not required for the first series capacitor.
  • the supply device has a voltage regulator
  • the voltage regulator in particular can be designed as a linear regulator or as a two-point regulator.
  • the arrangement in a parallel voltage regulator can be designed as a linear regulator or as a two-point regulator.
  • Regulator topology as a shunt regulator has the advantage that the controller can be switched high impedance below a predetermined threshold of the supply voltage and thus virtually no longer appears. Thus, a disturbing influence on the formation of tension
  • Supply voltage in an area of the supply voltage, in which this is significantly lower than their control setpoint, are excluded.
  • the coupling device comprises a second coupling capacitor which is connected to a terminal of the LED driver unit which is connected to the
  • the supply device and / or the drive device is designed to be galvanic
  • Lamp voltage falls below a predetermined minimum value. This may for example be the case with a low burning voltage on the electronic ballast,
  • the supply device and / or the drive device can be designed to effect the galvanic separation of the switching element, if the
  • Lamp voltage exceeds a predetermined maximum value. Too high a burning voltage on the electronic
  • Ballast for example, in case of failure of the switch mode driver of the LED driver unit, a
  • the electronic ballast can respond as intended, for example by going into a shutdown mode in this state. In this shutdown mode, the electronic can
  • Supply device and / or the drive device is designed to terminate the galvanic separation of the switching element only when the lamp voltage
  • Lamp connection continues - albeit with a correspondingly reduced amplitude - applied.
  • unstable states can be avoided in a particularly advantageous manner, in particular a permanent switching on and off of the switching element can be avoided.
  • Triggering on the switching element can in this case both by the supply device and by the
  • Control device done, as well by combination of both. Obviously, when the lamp voltage collapses, the supply device is no longer able to supply enough voltage for the lamp
  • Lamp voltage between the first lamp terminal and the second lamp terminal thus forcibly in the galvanic separated state is controlled.
  • Switching relay formed with at least one switching contact, wherein in particular a plurality of switching contacts are connected in series. This serves to maintain the required clearances and creepage distances, which can not be realized within a switch contact with the relays currently available on the market in the size specified by the geometry of the LED lamp.
  • a plurality of switching contacts are combined in a switching element, which are driven by a common exciter coil.
  • Switching relay does not overturn during the ignition phase. This is particularly important when an electronic ballast is designed such that it on the
  • the invention is further based on a method for operating a double ended LED lamp on an electronic ballast for a low-pressure discharge lamp having a first lamp cap with at least one first lamp terminal, a second lamp cap with at least one second lamp terminal and an LED driver unit electrically between the first
  • Lamp terminal and the second lamp terminal is coupled.
  • the method includes driving a plurality of LEDs from one of the electronic ballast between the first lamp terminal and the second lamp terminal provideable lamp voltage in a first
  • Lamp terminal of the LED driver unit in a second operating state and changing at least from the second
  • Vortexphase the ballast takes place is particularly preferred. That a transition from the second operating state to the first operating state in an interval between the beginning the preheating and the end of the ignition takes place.
  • a change from the second operating state to the first operating state takes place exclusively within the ignition phase.
  • the change from the second operating state to the first operating state is of an amplitude of
  • the method comprises determining the lamp voltage in the first operating state, changing to the second operating state at least in one of the two cases when the lamp voltage in a first case has a predeterminable minimum value
  • Lamp voltage has fallen below a predetermined reset value.
  • the reset value is chosen smaller than the minimum value, in particular substantially smaller than the minimum value.
  • Lamp terminal and the second lamp terminal are caused and a fault condition with separate switching element are held until the electronic ballast switches off.
  • the coupling device is in this case preferably dimensioned so that the required in IEC 62776 ⁇ 13 Bersteinströme not be exceeded.
  • FIG. 1 in a simplified schematic representation of a
  • FIG. 2 in a simplified schematic representation of a
  • FIG. 3 in a simplified schematic representation of a
  • Control device in a concrete form.
  • IEC 62776 ⁇ 13 requires galvanic isolation of the contact pins at both ends of an LED retrofit lamp G13 socket or G5 socket (LED replacement for rod-shaped
  • the invention proposes a drive circuit with which the relays are closed upon detection of an RF voltage ("high frequency", approximately 50 ... 100 kHz) at the lamp pins.
  • the HF voltage corresponds to the so-called ignition burst at the output of the electronic ballast (ECG).
  • ECG electronic ballast
  • the relay control thus forms the characteristic of a
  • Low-pressure discharge lamp after namely a high impedance before ignition, the nominal impedance during operation and a high impedance in case of failure.
  • the self-holding in case of error by means of the thyristor replica is deleted as soon as the ECG turns off, namely, when the output current
  • Operational amplifier increasing the air
  • FIG. 10 A preferred embodiment of an LED lamp 10 according to the invention is shown in FIG.
  • the LED lamp 10 has a tubular structure and is double-ended with a first lamp base IIa and a second lamp base IIb.
  • the first lamp base IIa in this case comprises a first pin 12a and a third
  • the second lamp cap IIb includes a second pin 12b and a fourth pin 12d.
  • a respective lamp filament would be arranged between the first connection pin 12a and the third connection pin 12c or between the second connection pin 12b and the fourth connection pin 12d
  • Pin pair 12a, 12c and 12b, 12d provides. Such a current path is usually used by the
  • a suitable network is provided, which is realized in the selected embodiment by two serially connected between the first terminal pin 12a and the third pin 12c coupled coil replacement resistors Rwel and Rwe3. Likewise, between the second pin 12b and the fourth pin 12d in serial arrangement, a filament replacement resistor Rwe2 and a filament replacement resistor Rwe4 are coupled. In particular, the four
  • Spiral replacement resistors Rwel, Rwe2, Rwe3 and Rwe4 be the same size.
  • a first node Nl is given by the connection
  • a second node N2 is given by the connection between the second helical resistance Rwe2 and the fourth
  • electromechanical switching relay 14 electrically coupled, wherein an electrical connection of the LED driver unit 13 is given to the electromechanical switching element 14 through a third node N3. So that's it
  • electromechanical switching relay 14 arranged in series with the LED driver unit 13.
  • the first terminal pin 12a or the third pin 12c serve as the second
  • Lamp terminal, the second pin 12 b or the fourth pin 12 d are considered.
  • the LED lamp 10 further includes a drive means 15 for driving the switching relay 14.
  • Supply device 16 serves to provide a supply voltage for the switching relay 14 and for the
  • the supply device 16 comprises a
  • Coupling device 16c which is electrically coupled to both the first node Nl and the third node N3. Moreover, the drive device 15 is also coupled to the third node N3.
  • a first circuit part 20 of the LED lamp 10 according to the
  • FIG. 2 shows a preferred concrete embodiment of a supply device 16 with a coupling device 16c.
  • the switching element in the form of
  • Switching relay 14 is shown here as a relay contact K split.
  • the relay contact K is in this case arranged between the first node Nl and the third node N3, which are arranged galvanically isolated from each other, wherein the
  • Relay contact K establishes an electrically conductive connection between the first node Nl and the third node N3, when the relay coil Lk with a predetermined
  • the supply device 16 comprises a bridge rectifier formed from four diodes, namely a first rectifier diode D21, a second rectifier diode D22, a third rectifier diode D23 and a fourth rectifier diode D24.
  • Rectifier diodes D21 and the second rectifier diode D22 are connected to each other and form a
  • Rectifier diode D22 is the fourth with the cathode
  • Rectifier diode D24 electrically connected and further coupled to the second N2 accounts.
  • Coupling capacitor CIO preferred as a series circuit of a first series capacitor ClOa and a second
  • Rectifying diode D23 is given a fourth node N4.
  • the first coupling capacitor CIO is coupled between the first node Nl and the fourth node N4.
  • the second coupling capacitor Cll is preferably coupled between the third node N3 and the fourth node N4.
  • a transistor Q20 in particular a
  • Reference electrode of the transistor Q20 is electrically contacted to the node GND and a working electrode of the transistor Q20 is electrically contacted to the node Vcc. Between the node Vcc and the node Vs is a
  • Decoupling diode D20 is arranged on the side of the node Vcc and the cathode of the decoupling diode D20 on the side of the node Vs. Also coupled between the node Vs and the node GND is a capacitor C20. Between the node Vs and the node GND is also the relay coil Lk
  • a two-position controller 22 is coupled, which causes the driving of the transistor Q20 at its control electrode.
  • the transistor Q20 may be a MOSFET.
  • the second coupling capacitor ClOb has a higher capacity than the first coupling capacitor ClOa.
  • the second coupling capacitor ClOb is designed as a capacitor designed according to the class Y2 according to IEC 60384-1. The following is the operation on the example of a
  • Coupling capacitor CIO power is coupled out and over
  • Rectifier diodes D21, D22, D23, D24 provided for generating a supply voltage between the node Vcc and the node GND.
  • the capacitor C20 can also be charged via the decoupling diode D20, the voltage between the node Vs and the node GND then being applied to the capacitor C20
  • the first coupling capacitor CIO can now be dimensioned such that the generated voltage between the node Vs and the node GND is not sufficient to control the switching relay 14 in the closed state, which is referred to as the second operating state. Rather, it remains in the first operating state in which the relay contact K remains in the open state and thus the electrical isolation between the first node Nl and the third node N3 (and thus also the second node N2) is maintained. After the expiry of a predefinable preheating the electronic ballast changes
  • the voltage that can be supplied becomes so large that the relay coil Lk can close the relay contact K.
  • the voltage between the node Vs and the node GND can now become so large that the two-position controller 22 turns on the transistor Q20 from a predefinable voltage threshold between the node Vs and the node GND, to another
  • Voltage limiting represents only one of a variety of suitable circuit variants, in the simplest case, the transistor Q20 can also by a voltage-limiting
  • Ballast take place by that on a
  • Output circuit of the electronic ballast now a load impedance is arranged, which attenuates, for example, a resonant circuit commonly used in electronic ballasts.
  • a load impedance is arranged, which attenuates, for example, a resonant circuit commonly used in electronic ballasts.
  • Particularly preferred here is the parallel connection of the first coupling capacitor C10 and the second coupling capacitor Cll dimensioned so that with a in the stationary operation of the LED driver unit 13 resulting lamp voltage (burning voltage) a Voltage supply of the relay coil Lk between the node Vs and the node GND with a sufficient voltage reserve results.
  • Supply device 16 at least partially functions of the drive means 15, for example, by a
  • FIG. 3 shows a second circuit part 20
  • Circuit part 20 in FIG. 2 represents a concretization of a drive means 15, wherein further
  • the second circuit part 30 comprises a diode D30 and one in series
  • Coupled capacitor C30 Between the fifth node N5 and the node GND is a Coupled capacitor C30. Between the accounts N5 and another node N6, a window comparator 32 is coupled.
  • the second circuit part 30 further comprises a
  • Self-holding stage consisting of four resistors R31, R32,
  • the second transistor Q32 is formed here as a PNP transistor
  • the third transistor Q34 is formed as an NPN transistor.
  • the resistor R31 is coupled between the node Vcc and a seventh node N7.
  • the resistor R34 is coupled between the sixth node N6 and the node GND, in parallel therewith the base-emitter path of the third transistor Q34 is coupled.
  • the resistor R33 is coupled between the collector of the second transistor Q32 and the node N6, and the resistor D32 is coupled between the collector of the third transistor Q34 and the node N7.
  • Circuit arrangement is simulated a thyristor, wherein after feeding a base current for the third
  • Transistor Q34 at the node N6 mutually each for the second transistor Q32 and the third transistor Q34, a base current is maintained, so that the second
  • Transistor Q32 and the third transistor Q34 remain in a conductive state, even if at the node N6 from the window comparator 32 no base current is fed.
  • the window comparator 32 may be designed so that the over the
  • rectified lamp voltage is evaluated by being compared with a minimum value and / or a predetermined maximum value and falls below the predetermined Minimum value, or if the maximum limit for
  • Thyristor simulation required base current is fed into node N6.
  • the resistors R31, R32, R33, R34 are dimensioned in an advantageous manner so that at a commonly applied lamp voltage over the
  • Coupling device 16c coupled power to the
  • voltage can be adjusted by adjusting the resistors R31, R32, R33, R34 as a function of the
  • Circuit part 30 between the nodes Vcc and GND freely floating within limits (hover).
  • the node GND can not fall from its potentials below the potential of the second node N2, otherwise the fourth rectifier diode D24 would become conductive.
  • the potential of the node Vcc can not fall below the potential of the second node N2, otherwise the second rectifier diode D22 would become conductive.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine zweiseitig gesockelte LED-Lampe (10) zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck-Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtstofflampe, mit einem ersten Lampensockel (11a) mit zumindest einem ersten Lampenanschluss (12a, 12c), einem zweiten Lampensockel (11b) mit zumindest einem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d), und einer LED-Treibereinheit (13), welche elektrisch zwischen den ersten Lampenanschluss (12a, 12c) und den zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) gekoppelt ist, zum Ansteuern einer Vielzahl von LED aus einer von dem elektronischen Vorschaltgerät zwischen dem ersten Lampenanschluss (12a, 12c) und dem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) bereitstellbaren Lampenspannung in einem ersten Betriebszustand. Die Lampe umfasst ein Schaltelement (14) zum galvanischen Trennen des ersten Lampenanschlusses von der LED-Treibereinheit in einem zweiten Betriebszustand, und eine Ansteuereinrichtung (15) zum Wechsel zumindest von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von der Lampenspannung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen LED-Lampe (10).

Description

Beschreibung
Zweiseitig gesockelte LED-Lampe zum Betrieb an einem
elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck- Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtstofflampe, und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Lampe
Die Erfindung betrifft eine zweiseitig gesockelte LED-Lampe zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck-Entladungslampe, insbesondere eine
Leuchtstofflampe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Betreiben einer zweiseitig gesockelten LED-Lampe an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck- Entladungslampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.
Leuchtmittel auf der Basis von Leuchtdioden (LED) sind innerhalb weniger Jahre zu einer konkurrenzfähigen
Alternative zu traditionellen Leuchtmitteln, beispielsweise Glühlampen, Halogenlampen oder (Kompakt-) Leuchtstofflampen, herangereift. Mittlerweile ist die LED-Technologie so weit fortgeschritten, dass sogar die Effizienz von
Leuchtstofflampen übertroffen wird. Daher finden nun auch vermehrt LED-Beleuchtungslösungen Eingang in Bereiche, in denen bisher Leuchtstofflampen dominiert haben. Ein großer Bereich der LeuchtStofflampenanwendungen konzentriert sich hierbei auf den professionellen Bereich (Office) , weil hier oftmals in eine Gebäudeautomatisierungssystem (beispielsweise LON, EIB) eingebundene LichtSteueranlagen Anwendung finden.
Derartige Anlagen sind auf vorgegebene Nutzungsdauer
projektiert, wodurch eine Umstellung auf die
energiesparendere LED-Beleuchtungstechnologie in einem erheblichen Aufwand für die Umrüstung resultiert. Daher erfreuen sich LED-Lampen, welche als direkter Ersatz einer Leuchtstofflampe zur Nachrüstung bestehender Anlagen
ausgebildet sind, großer Beliebtheit. Sogenannte Retrofit- Lampen werden als zweiseitig gesockelte LED-Lampen mit dem jeweils genormten G13-Sockel (T8-Lampen mit 26 mm Röhrendurchmesser) oder G5-Sockel (T5-Lampen mit 16 mm
Röhrendurchmesser) am Markt angeboten. Bei dem Wechsel von defekten Leuchtstofflampen, insbesondere bei zweiseitig gesockelten Leuchtstofflampen, ist es übliche Praxis, die Lampe auszuwechseln, ohne vorher die Anlage spannungsfrei zu schalten. Darüber hinaus ist sogar ein
Verfahren bekannt, eine Leuchte in einer bestehenden
Lichtanlage gegenüber einem Steuergerät zu identifizieren, indem das entsprechende Leuchtmittel während des Betriebs aus der Fassung gedreht wird, das sogenannte Relamping.
Elektronische Vorschaltgeräte für Niederdruck- Entladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, sind derart ausgebildet, dass für den Fall einer nur einseitig
eingesetzten Lampe in einen Sockel der mit Spannung
versorgten Leuchte die Möglichkeit eines elektrischen Schlags für denjenigen, der die Lampe in der Hand hält,
ausgeschlossen wird. Dabei wird insbesondere die Eigenschaft von Leuchtstofflampen ausgenutzt, dass die Gasfüllung im Inneren der Röhre in einem nicht durchgezündeten Zustand hochohmig, das heißt isolierend, ist. Als Folge kann ein freiliegendes Ende einer Leuchtstofflampe unbedenklich angefasst werden, während das andere Ende auf
Netzspannungspotential liegt.
Diese inhärente Schutzeigenschaft ist bei LED-Lampen zunächst nicht gegeben. Die Sicherheitsnorm IEC 62776 fordert jedoch für zweiseitig gesockelte Lampen, dass zur Vermeidung eines elektrischen Schlags beim Montieren der Lampe bei einseitig eingelegtem Sockel am gegenüberliegenden Sockel keine
Spannung anliegen darf. In diesem Zusammenhang offenbart die DE 10 2011 100 285 AI Vorrichtungen zum Sicherheitsanschluss gegen Stromschlag und Zerstörung für zweiseitig gesockelte Leuchtmittel wie LED- und Leuchtstoffröhren. Um einen
elektrischen Eingriff in die Leuchte zu vermeiden, ist in beiden Endkappen der Röhre je ein Drucktaster als Schließer einzubauen. Entscheidend ist die Positionierung des Tasters zwischen den Kontakten, um allen Sockeltypen gerecht zu werden. Dieser schließt beim Einsetzen den Kontakt zu den elektrischen Anschlüssen. Ein offenes stromführendes Ende wird wirksam verhindert. Durch Einbau von Kontakte in der LED-Röhre wird ein Stromfluss erst möglich, wenn die Röhre korrekt eingesetzt und verriegelt ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LED-Lampe und ein Verfahren zum Betreiben einer LED-Lampe bereitzustellen, welches einen zuverlässigeren Schutz vor einem elektrischen Schlag bietet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine LED-Lampe mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10. Vorteilhafte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung geht aus von einer zweiseitig gesockelten LED- Lampe zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck-Entladungslampe, insbesondere eine
Leuchtstofflampe, mit einem ersten Lampensockel mit zumindest einem ersten Lampenanschluss, einem zweiten Lampensockel mit zumindest einem zweiten Lampenanschluss und einer LED- Treibereinheit, welche elektrisch zwischen den ersten
Lampenanschluss und den zweiten Lampenanschluss gekoppelt ist, zum Ansteuern einer Vielzahl von LED aus einer von dem elektronischen Vorschaltgerät zwischen dem ersten
Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss
bereitstellbaren Lampenspannung in einem ersten
Betriebszustand. Die Lampenspannung wird je nach aktuellem Betriebszustand des elektronischen Vorschaltgeräts auch als Vorheizspannung, Zündspannung oder Brennspannung bezeichnet. Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Lampensockel und dem zweiten Lampensockel jeweils um einen Lampensockel des Typs G13 oder G5. Bevorzugt umfasst die LED-Treibereinheit
zumindest eine Gleichrichtereinheit zur Bereitstellung einer Gleichspannung an die Vielzahl von LED aus der von dem elektronischen Vorschaltgerät bereitstellbaren
Lampenspannung, welche insbesondere aus einem
Gleichspannungsanteil und einem Wechselspannungsanteil zusammengesetzt ist. Erfindungsgemäß wird die LED-Lampe weitergebildet durch ein Schaltelement zum galvanischen
Trennen des ersten Lampenanschlusses von der LED- Treibereinheit in einen zweiten Betriebszustand, und einer Ansteuereinrichtung zum Wechsel zumindest von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von der Lampenspannung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine besonders zuverlässige galvanische Auftrennung des
Lampenpfads von dem ersten Lampenanschluss zu dem zweiten Lampenanschluss erreicht werden kann, indem ein Schaltelement nicht in Abhängigkeit von einer Einbaulage der LED-Lampe, sondern in Abhängigkeit von einem Betriebszustand der LED- Lampe angesteuert wird. Darüber hinaus eröffnet eine
derartige Ansteuerung des Schaltelements eine Vielzahl von Möglichkeiten, welche die Eigensicherheit der LED-Lampe erhöhen und ein dem Verhalten einer Niederdruck- Entladungslampe nachgebildetes Betriebsverhalten im Hinblick auf die Fehlermöglichkeiten zu erzielen. Somit kann eine größtmögliche Kompatibilität zu den am Markt eingeführten elektronischen Vorschaltgeräten für Niederdruck- Entladungslampen, insbesondere Leuchtstofflampen, erzielt werden. Die selbsttätige Ansteuerung des Schaltelements, beispielsweise in Form eines Relais, bildet somit die
Charakteristik einer Niederdruck-Entladungslampe nach, das heißt eine hohe Impedanz vor der Zündung und eine
Nennimpedanz im Betrieb sowie im weiteren Verlauf eine hohe Impedanz im Fehlerfall.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die LED-Lampe eine Versorgungseinrichtung auf, welche dazu ausgelegt ist, unabhängig von der LED-Treibereinheit aus der Lampenspannung eine Versorgungsspannung für das Schaltelement
bereitzustellen. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass infolge eines Defekts der LED-Treibereinheit eine korrekte Ansteuerung des Schaltelements entsprechend dem vorgegebenen Betriebsverhalten nicht mehr sichergestellt ist, weil beispielsweise ein Folgefehler der defekten LED- Treibereinheit einen Schaden in der Ansteuereinrichtung für das Schaltelement verursacht hat. Insbesondere ein Ausfall der LED-Treibereinheit mit einem Kurzschluss, welcher bei einer Niederdruck-Entladungslampe grundsätzlich nicht
auftreten kann, soll die galvanische Trennbarkeit des
Schaltelements sichergestellt bleiben. Diese wird durch die unabhängige Ausgestaltung der Versorgungseinrichtung von der LED-Treibereinheit sichergestellt .
Bevorzugt weist die Versorgungseinrichtung eine
Koppeleinrichtung auf, welche zwischen dem ersten
Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss eine
galvanische Trennung ermöglicht. Hierdurch kann aus der Lampenspannung eine Versorgungsspannung für das Schaltelement erzeugt werden, ohne die galvanische Trennung zwischen dem ersten Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss in dem zweiten Betriebszustand, wenn das Schaltelement galvanisch getrennt ist, aufzuheben. Auf diese Weise kann die
Versorgungseinrichtung selbst niemals die Ursache einer galvanischen Verbindung zwischen dem ersten Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss sein, wodurch eine Gefährdung einer Person eintreten könnte, obwohl das Schaltelement die galvanische Trennung vorgabegemäß durchführt.
Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die
Koppelvorrichtung zumindest einen ersten Koppelkondensator umfasst, welcher mit dem ersten Lampenanschluss gekoppelt ist, wobei insbesondere der erste Koppelkondensator durch die Serienschaltung eines ersten Serienkondensators mit einer ersten Kapazität sowie einer ersten Spannungsbelastbarkeit und eines zweiten Serienkondensators mit einer zweiten
Kapazität, welche größer als die erste Kapazität ist, sowie einer zweiten Spannungsbelastbarkeit, welche kleiner als die erste Spannungsbelastbarkeit ist, ausgebildet ist. Der zweite Serienkondensator aus der Serienschaltung, welcher den
Koppelkondensator bildet, weist die höhere Kapazität und die geringere Spannungsbelastung auf. Dieser ist
zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass er eine Y2- Spezifikation nach der Norm IEC 60384-1 erfüllt, welche für Kondensatoren erforderlich ist, welche eine Basisisolation eines mit Netzspannung betriebenen Geräts überbrücken, und zwar in einem Mehrspannungsbereich zwischen 150 Volt AC und 300 Volt AC. Klasse-Y-Kondensatoren nach IEC 60384-1 sind Kondensatoren, die zwischen Phase beziehungsweise
Neutralleiter und berührbarem, schutzgeerdetem
Apparategehäuse angeschlossen werden und somit die
Basisisolierung überbrücken. Für Y-Kondensatoren sind nach dieser Norm nur solche Kondensatoren zulässig, die bei begrenzter Kapazität eine überprüfbare erhöhte elektrische und mechanische Sicherheit aufweisen, da bei ihrer Anwendung im Falle eins Versagens durch Kurschluss eine Gefährdung von Personen oder Tieren durch elektrischen Schlag auftreten kann. Durch den zweiten Kondensator in der dargestellten Ausführungsform ist somit die Aufrechterhaltung der
galvanischen Trennung über die LED-Lampe sichergestellt. Im Gegensatz dazu weist der erste Serienkondensator eine geringe Kapazität auf und muss dementsprechend für höhere Spannungen ausgelegt sein. Insbesondere muss der erste Serienkondensator für die üblicherweise von elektronischen Vorschaltgeräten erzeugten Zündspannungen in der Größenordnung von 700 Volt RMS dimensioniert sein. Eine Y2-Auslegung ist hingegen für den ersten Serienkondensator nicht gefordert. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Versorgungseinrichtung einen Spannungsregler auf,
insbesondere einen parallelen Spannungsregler. Bevorzugt kann der Spannungsregler als Linearregler oder als Zweipunktregler ausgebildet sein. Die Anordnung in einer parallelen
Reglertopologie als Shunt-Regler weist hierbei den Vorteil auf, dass der Regler unterhalb einer vorgebbaren Schwelle der Versorgungsspannung hochohmig geschaltet werden kann und somit quasi nicht mehr in Erscheinung tritt. Somit kann ein störender Einfluss auf die Spannungsbildung der
Versorgungsspannung in einem Bereich der Versorgungsspannung, in welchem diese gegenüber ihrem Regelsollwert deutlich abgesenkt ist, ausgeschlossen werden.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die
Koppeleinrichtung der Versorgungseinrichtung für eine
zweistufige Einspeisung ausgelegt ist. Hierbei umfasst die Koppelvorrichtung einen zweiten Koppelkondensator, welcher mit einem Anschluss der LED-Treibereinheit, der mit dem
Schaltelement elektrisch verbunden ist, gekoppelt ist. Damit versorgt der erste Koppelkondensator die
Versorgungseinrichtung mit einem über die Wechselspannung des elektronischen Vorschaltgerats erzeugten kapazitiven Stroms, solange das Schaltelement in dem galvanisch getrennten
Zustand sich befindet, wobei der erste Koppelkondensator C derart dimensioniert ist, dass insbesondere bei einer
Zündfrequenz der Wechselspannung des elektronischen
Vorschaltgerats mit einer Zündspannungsamplitude ein
ausreichend großer Strom in die Versorgungseinrichtung einkoppelbar ist, um damit die Ansteuerleistung für das
Schaltelement bereitzustellen. Nach dem Einschalten des
Schaltelements wird somit die galvanische Trennung überbrückt und die Spannung zwischen den beiden Lampenanschlüssen sinkt auf die vorgesehene Betriebsspannung, welche deutlich
niedriger ist als die Zündspannung. Um einen
Versorgungsengpass durch den ersten Koppelkondensator zu vermeiden, wird deshalb vorgeschlagen, einen zweiten
Koppelkondensator hinter dem Schaltelement anzukoppeln, welcher eine größere Kapazität als der erste
Koppelkondensator aufweist, dafür aber eine geringere
Spannungsbelastbarkeit benötigt, da er keine Zündspannung mehr sieht. Auf diese Weise kann eine besonders effiziente Auskopplung von Energie aus der Lampenspannung erzielt werden, ohne in einem der beiden Betriebsmodi einen unnötig hohen Strom aus dem Lampenkreis abzuziehen. In einem normalen Betriebs-Modus der LED-Lampe kann somit eine Selbsthaltung des Schaltelements im Wesentlichen über eine Einspeisung über den zweiten Koppelkondensator erfolgen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Versorgungseinrichtung und/oder die Ansteuereinrichtung dazu ausgelegt ist, das galvanische
Trennen des Schaltelements zu bewirken, wenn die
Lampenspannung einen vorgebbaren Mindestwert unterschreitet. Dies kann beispielsweise bei einer geringen Brennspannung an dem elektronischen Vorschaltgerät der Fall sein,
beispielsweise infolge eines Kurzschlusses in der LED- Treibereinheit (Switch-Mode-Treiber) , eines
Leiterbahnkurzschlusses oder eines Ausfalls von sonstigen Bauteilen. Ebenso kann eine zu niedrige Brennspannung
beispielsweise auch infolge einer Fehlprogrammierung eines elektronischen Vorschaltgeräts , welches über eine
programmgesteuerte Recheneinheit (MikroController) gesteuert wird, vorliegen. Besonders bevorzugt kann die Versorgungseinrichtung und/oder die Ansteuereinrichtung dazu ausgelegt sein, das galvanische Trennen des Schaltelements zu bewirken, wenn die
Lampenspannung einen vorgebbaren Höchstwert überschreitet. Eine zu hohe Brennspannung an dem elektronischen
Vorschaltgerät kann sich beispielsweise bei einem Ausfall des Switch-Mode-Treibers der LED-Treibereinheit, einem
Leiterbahnbruch, einem Bruch von Lötkontakten oder einem sonstigen Ausfall von Bauteilen auftreten. Mittels der galvanischen Trennung des Schaltelements in einem derartigen Fehlerzustand, also dem Ansteuern des Schaltelements in dem zweiten Betriebszustand, können Fehlerfälle der LED- Treibereinheit, auf die das elektronische Vorschaltgerät aufgrund seiner ursprünglichen Ausrichtung auf den Betrieb für Niederdruck-Entladungslampen nicht vorbereitet ist, auf bekannte Fehlerfälle, nämlich eine hochohmige Lampe,
abgebildet werden. Auf diese Weise werden unbekannte
Fehlerzustände auf bekannte Fehlerzustände zurückgeführt. Nach dem Erlöschen der Gasentladung in einer Niederdruck- Entladungslampe wird der Lampenpfad hochohmig, dasselbe
Verhalten wird auch nun durch die zuvor dargestellte
Fehleremulation bereitgestellt. Darauf kann das elektronische Vorschaltgerat wie vorgesehen reagieren, beispielsweise, indem es sich in diesem Zustand in einen Shutdown-Modus begibt. In diesem Shutdown-Modus kann das elektronische
Vorschaltgerat so lange verbleiben, bis ein sogenanntes
Relamping stattgefunden hat, das heißt die Wendel
beziehungsweise Wendelersatzwiderstände aus den
entsprechenden Anlaufpfaden des elektronischen
Vorschaltgerats entfernt und wieder eingesetzt wurden.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die
Versorgungseinrichtung und/oder die Ansteuereinrichtung dazu ausgelegt ist, das galvanische Trennen des Schaltelements erst dann zu beenden, wenn die Lampenspannung
zwischenzeitlich einen vorgebbaren Rücksetzwert
unterschritten hat. Auf diese Weise kann eine Selbsthaltung realisiert werden, die bewirkt, dass nach einem Fehler das Schaltelement getrennt bleibt, das heißt der zweite
Betriebszustand aufrecht erhalten wird, solange die Spannung zwischen dem ersten Lampenanschluss und dem zweiten
Lampenanschluss weiterhin - wenn auch mit entsprechend reduzierter Amplitude - anliegt. Auf diese Weise können in besonders vorteilhafter Weise instabile Zustände vermieden werden, insbesondere ein permanentes Ein- und Ausschalten des Schaltelements vermieden werden. Eine Einwirkung der
Ansteuerung auf das Schaltelement kann hierbei sowohl durch die Versorgungseinrichtung als auch durch die
Ansteuereinrichtung erfolgen, ebenso durch Kombination von beiden. Es ergibt sich in naheliegender Weise, dass bei einem Zusammenbrechen der Lampenspannung die Versorgungseinrichtung auch nicht mehr in der Lage ist, genug Spannung für die
Ansteuerung des Schaltelements bereitzustellen, sodass dieses entsprechend der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines galvanisch getrennten Zustande ohne eine anliegende
Lampenspannung zwischen dem ersten Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss somit zwangsweise in dem galvanisch getrennten Zustand gesteuert wird. So können auch Ausführungsformen vorgesehen sein, bei welchen eine
funktionale Auftrennung der Komponenten in
Versorgungseinrichtung und Ansteuereinrichtung nicht möglich ist. Hierzu wird insbesondere auf die bevorzugten
Ausführungsformen in der weiteren Darstellung verwiesen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das
Schaltelement durch zumindest ein elektromechanisches
Schaltrelais mit zumindest einem Schaltkontakt ausgebildet, wobei insbesondere mehrere Schaltkontakte in Serie geschaltet sind. Dies dient der Einhaltung der erforderlichen Luft- und Kriechstrecken, welche mit den aktuell am Markt verfügbaren Relais in der durch die Geometrie der LED-Lampe vorgegebenen Größe nicht innerhalb eines Schaltkontakts realisierbar sind. Somit kann vorgesehen sein, dass mehrere Schaltkontakte in einem Schaltelement vereinigt sind, die von einer gemeinsamen Erregerspule angesteuert werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass es sich um zwei einzelne Bauelemente handelt, welche jeweils über eine eigene Ansteuerspule verfügen und in paralleler oder serieller Schaltung über die
Versorgungseinrichtung und/oder die Ansteuereinrichtung angesteuert werden. Wie bereits bei der Auslegung des ersten Koppelkondensators dargelegt, ist für die Bereitstellung der galvanischen Trennung zwischen dem ersten Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss die Anforderung der
Basisisolation zu erfüllen. Bei einem normgerechten Aufbau ist dementsprechend auf einer freiliegenden Leiterplatte ein minimaler Abstand von 2,5 Millimetern einzuhalten, innerhalb eines Relais, welches in einem gekapselten Raum ohne
Verschmutzungsgefahr vorliegen kann, ist eine Reduktion des Abstands auf 1,6 Millimeter möglich. Dennoch kann mit den verfügbaren Relais auch der verkürzte Abstand nicht ohne Weiteres eingehalten werden, weswegen in besonders
vorteilhafter Weise mehrere Relaiskontakte in Reihe
geschaltet werden. Dadurch kann auch sichergestellt werden, dass das Schaltelement, also das elektromechanische
Schaltrelais, während der Zündphase nicht überschlägt. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn ein elektronisches Vorschaltgerät derart ausgebildet ist, dass es auf den
Fehlerfall einer erloschenen Gasentladung zunächst mit einem neuen Zündversuch reagiert. In diesem Fall würde nämlich eine erfindungsgemäße LED-Lampe in der Ausführungsform mit einer Fehler-Selbsthaltung das Schaltrelais in dem geöffneten
Zustand belassen, wodurch über die gesamte Zündphase die Zündspannung über den Kontakten des elektronmechanischen Schaltrelais anliegen würde.
Die Erfindung geht weiterhin aus von einem Verfahren zum Betreiben einer zweiseitig gesockelten LED-Lampe an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck- Entladungslampe mit einem ersten Lampensockel mit zumindest einem ersten Lampenanschluss, einem zweiten Lampensockel mit zumindest einem zweiten Lampenanschluss und einer LED- Treibereinheit, welche elektrisch zwischen den ersten
Lampenanschluss und den zweiten Lampenanschluss gekoppelt ist. Das Verfahren umfasst Ansteuern einer Vielzahl von LED aus einer von dem elektronischen Vorschaltgerät zwischen dem ersten Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss bereitstellbaren Lampenspannung in einem ersten
Betriebszustand. Erfindungsgemäß wird das Verfahren
weitergebildet durch galvanisches Trennen des ersten
Lampenanschlusses von der LED-Treibereinheit in einen zweiten Betriebszustand und Wechseln zumindest von dem zweiten
Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von der Lampenspannung. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Wechsel von dem zweiten
Betriebszustand in den ersten Betriebszustand während eines Zündvorgangs des Vorschaltgeräts erfolgt. Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass ein Wechsel von dem zweiten
Betriebszustand in den ersten Betriebszustand während einer
Vorheizphase des Vorschaltgeräts erfolgt. Besonders bevorzugt ist, dass ein Übergang von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in einem Intervall zwischen dem Beginn der Vorheizphase und dem Ende der Zündphase erfolgt.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Wechsel von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand ausschließlich innerhalb der Zündphase erfolgt. Mit anderen Worten ist der Wechsel von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand hier von einer Amplitude der
Lampenspannung abhängig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Ermitteln der Lampenspannung in dem ersten Betriebszustand, Wechseln in den zweiten Betriebszustand zumindest in einem der beiden Fälle, wenn die Lampenspannung in einem ersten Fall einen vorgebbaren Mindestwert
unterschreitet oder in einem zweiten Fall einen vorgebbaren Höchstwert überschreitet, und Verhindern eines erneuten
Wechsels in den ersten Betriebszustand, bis die
Lampenspannung einen vorgebbaren Rücksetzwert unterschritten hat. Zweckmäßigerweise wird hierbei der Rücksetzwert kleiner als der Mindestwert gewählt, insbesondere wesentlich kleiner als der Mindestwert. Somit kann in einem Fehlerfall der LED- Treibereinheit, beispielsweise bei einem Kurzschluss oder bei einem Teil-Lastabwurf in der LED-Treibereinheit das
galvanische Trennen der Verbindung zwischen dem ersten
Lampenanschluss und dem zweiten Lampenanschluss veranlasst werden und ein Fehlerzustand mit getrenntem Schaltelement so lange gehalten werden, bis das elektronische Vorschaltgerät abschaltet .
Die Koppelvorrichtung ist hierbei bevorzugt so dimensioniert, dass die in der IEC 62776 § 13 geforderten Berührströme nicht überschritten werden.
Die für die erfindungsgemäße LED-Lampe beschriebenen Vorteile und Merkmale sowie Ausführungsformen gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. Folglich können für Vorrichtungsmerkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der
Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind .
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich anhand der vorliegenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Berücksichtigung der beigefügten Figuren. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und
Funktionen . Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen LED-Lampe,
Fig. 2 in vereinfachter schematischer Darstellung einen
Teil einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen LED-Lampe mit einem Schaltelement und einer Versorgungseinrichtung in konkretisierter Form, und
Fig. 3 in vereinfachter schematischer Darstellung ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer
Ansteuereinrichtung gemäß der Erfindung in konkretisierter Form.
Die IEC 62776 § 13 fordert eine galvanische Trennung der Kontaktstifte an beiden Enden einer LED Retrofit Lampe mit G13-Sockel oder G5-Sockel (LED-Ersatz für stabförmige
Niederdruckentladungslampen) unter Einhaltung von Luft- und Kriechstrecken . Die Einhaltung der IEC 62776 § 13 wird üblicherweise mittels mechanischen Schaltern im Sockel oder durch Relais gelöst.
Die Erfindung schlägt eine Ansteuerschaltung vor, mit der die Relais bei Detektion einer HF-Spannung ("Hochfrequenz"; ca. 50 ... 100 kHz) an den Lampen-Stiften geschlossen werden. Die HF-Spannung entspricht dem sogenannten Zündburst am Ausgang des elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) . Weiterhin erzwingt eine Überwachungsschaltung ein Öffnen der Relais im
Fehlerfall (unter anderem Kurzschluss oder Teil-Lastabwurf im LED-Treiber) . Der Fehlerzustand mit geöffnetem Relais wird gehalten, bis das EVG abschaltet. Die Detektionsschaltung ist so angelegt, dass die in IEC 62776 § 13 geforderten
Berührströme nicht überschritten werden. In dieser Anordnung wird das Betriebsverhalten mit Fehlermodi einer Niederdruck-Entladungslampe nachgebildet und somit eine größtmögliche Kompatibilität zu im Markt eingeführten EVGs erzielt. Die nachfolgende detailliertere Darstellung zeigt die Detektion der HF, die mit einem Zweipunktregler geregelte Ansteuerung der Relais sowie eine Fehlerabschaltung mit
Fehlerspeicher bei unzulässigen Brennspannungen.
Fehlerfälle im LED-Treiber, die durch einen Fensterkomparator detektiert werden, führen zu einem selbsthaltenden Öffnen des Relaiskontakts. Offene Relaiskontakte entsprechen einem
Lastabwurf am EVG. Das EVG schaltet beim Lastabwurf
kontrolliert ab (normative Anforderung an EVG) . Die Relais- Ansteuerung bildet somit die Charakteristik einer
Niederdruck-Entladungslampe nach, nämlich eine hohe Impedanz vor der Zündung, die Nennimpedanz im Betrieb sowie eine hohe Impedanz im Fehlerfall. Die Selbsthaltung im Fehlerfall mittels der Thyristornachbildung wird gelöscht, sobald das EVG abschaltet, nämlich wenn der Ausgangsstrom einen
Grenzwert unterschreitet.
Als Abwandlungen kommen nachfolgend in Betracht: Der
Fensterkomparator wird ersetzt durch einseitige maximale
Spannungserkennung. Daraus folgt eine inhärente Abschaltung bei Kurzschluss im Treiber durch Unterschreiten der
Haltespannung am Relais, weiterhin eine Ausführung des
Zweipunktreglers durch einen mitgekoppelten
Operationsverstärker (OpAmp) , Ausführung des
Fensterkomparators durch einen mitgekoppelten
Operationsverstärker (OpAmp) , Erhöhung der Luft- und
Kriechstrecken in den Relaiskontakten durch Serienschaltung mehrerer Kontakte in mehreren Relais, wobei die Relaisspulen in Serien- oder Parallelschaltung betrieben werden können.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen LED-Lampe 10 ist in der Fig. 1 dargestellt. Die LED-Lampe 10 weist einen röhrenförmigen Aufbau auf und ist zweiseitig gesockelt mit einem ersten Lampensockel IIa und einem zweiten Lampensockel IIb. Der ersten Lampensockel IIa umfasst hierbei einen ersten Anschlussstift 12a sowie einen dritten
Anschlussstift 12c. Der zweite Lampensockel IIb umfasst einen zweiten Anschlussstift 12b sowie einen vierten Anschlussstift 12d. Bei einer Niederdruckentladungslampe wäre zwischen dem ersten Anschlussstift 12a und dem dritten Anschlussstift 12c beziehungsweise zwischen dem zweiten Anschlussstift 12b und dem vierten Anschlussstift 12d jeweils eine Lampenwendel angeordnet, welche einen Strompfad über das jeweilige
Stiftepaar 12a, 12c beziehungsweise 12b, 12d bereitstellt. Ein solcher Strompfad wird üblicherweise von den
elektronischen Vorschaltgeräten für
Niederdruckentladungslampen zumindest auf einer Seite
überwacht, um das Vorhandensein einer Lampe zu detektieren und somit einen Startvorgang der Lampe erst dann einzuleiten, wenn der entsprechende Strompfad detektiert wurde. Zur Bereitstellung dieses Strompfads bei der LED-Lampe 10 ist daher ein geeignetes Netzwerk vorgesehen, welches in der gewählten Ausführungsform durch zwei seriell zwischen den ersten Anschlussstift 12a und den dritten Anschlussstift 12c gekoppelte Wendelersatzwiderstände Rwel und Rwe3 realisiert ist. Ebenso ist zwischen den zweiten Anschlussstift 12b und den vierten Anschlussstift 12d in serieller Anordnung ein Wendelersatzwiderstand Rwe2 und ein Wendelersatzwiderstand Rwe4 gekoppelt. Insbesondere können die vier
Wendelersatzwiderstände Rwel, Rwe2, Rwe3 und Rwe4 gleich groß dimensioniert sein.
Ein erster Knoten Nl ist gegeben durch die Verbindung
zwischen dem ersten Wendelersatzwiderstand Rwel und dem dritten Wendelersatzwiderstand Rwe3. In gleicher Weise ist ein zweiter Knoten N2 gegeben durch die Verbindung zwischen dem zweiten Wendelersatzwiderstand Rwe2 und dem vierten
Wendelersatzwiderstand Rwe4. Zwischen den ersten Knoten Nl und den zweiten Knoten N2 ist eine LED-Treibereinheit 13 (LED driver) sowie ein
elektromechanisches Schaltrelais 14 elektrisch gekoppelt, wobei eine elektrische Verbindung der LED-Treibereinheit 13 mit dem elektromechanischen Schaltelement 14 durch einen dritten Knoten N3 gegeben ist. Somit ist das
elektromechanische Schaltrelais 14 in Serie zu der LED- Treibereinheit 13 angeordnet.
Als erster Lampenanschluss kann der erste Anschlussstift 12a oder der dritte Anschlussstift 12c dienen, als zweiter
Lampenanschluss kann der zweite Anschlussstift 12b oder der vierte Anschlussstift 12d betrachtet werden. In dem
dargestellten Ausführungsbeispiel wird als erster
Lampenanschluss vereinfachend auf den ersten Knoten Nl und für den zweiten Lampenanschluss vereinfachend auf den zweiten Knoten N2 Bezug genommen, was aufgrund der üblicherweise vorzunehmenden Dimensionierung der Wendelersatzwiderstände Rwel, Rwe2, Rwe3, Rwe4 zweckmäßig erscheint. Die LED-Lampe 10 umfasst weiterhin eine Ansteuereinrichtung 15 zum Ansteuern des Schaltrelais 14. Eine
Versorgungseinrichtung 16 dient der Bereitstellung einer Versorgungsspannung für das Schaltrelais 14 und für die
Ansteuereinrichtung 15 und ist mit dem zweiten Knoten N2 gekoppelt. Die Versorgungseinrichtung 16 umfasst eine
Koppelvorrichtung 16c, welche sowohl mit dem ersten Knoten Nl als auch mit dem dritten Knoten N3 elektrisch gekoppelt ist. Überdies ist auch die Ansteuereinrichtung 15 mit dem dritten Knoten N3 gekoppelt.
Ein erster Schaltungsteil 20 der LED-Lampe 10 gemäß der
Darstellung der Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes konkretisiertes Ausführungsbeispiel einer Versorgungseinrichtung 16 mit einer Koppelvorrichtung 16c. Das Schaltelement in Form des
Schaltrelais 14 ist hierbei als Relaiskontakt K aufgeteilt dargestellt. Der Relaiskontakt K ist hierbei zwischen dem ersten Knoten Nl und dem dritten Knoten N3 angeordnet, welche galvanisch getrennt voneinander angeordnet sind, wobei der
Relaiskontakt K eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Knoten Nl und dem dritten Knoten N3 herstellt, wenn die Relaisspule Lk mit einer eine vorgegebene
Ansprechspannung überschreitende Ansteuerspannung Vs
angesteuert wird. Die Versorgungseinrichtung 16 umfasst einen aus vier Dioden gebildeten Brückengleichrichter, nämlich eine erste Gleichrichterdiode D21, eine zweite Gleichrichterdiode D22, eine dritte Gleichrichterdiode D23 sowie eine vierte Gleichrichterdiode D24. Die Kathoden der ersten
Gleichrichterdioden D21 und der zweiten Gleichrichterdiode D22 sind hierbei miteinander verbunden und bilden einen
Knoten Vcc. Die Anoden der dritten Gleichrichterdiode D23 und der vierten Gleichrichterdiode D24 sind miteinander
elektrisch verbunden und bilden einen als Bezugspotential verwendeten Knoten GND . Die Anode der zweiten
Gleichrichterdiode D22 ist mit der Kathode der vierten
Gleichrichterdiode D24 elektrisch verbunden und weiterhin mit dem zweiten Konten N2 gekoppelt. Die Koppelvorrichtung 16c , n
umfasst einen ersten Koppelkondensator CIO sowie einen zweiten Koppelkondensator Cll, wobei der erste
Koppelkondensator CIO bevorzugt als Serienschaltung aus einem ersten Serienkondensator ClOa und einem zweiten
Serienkondensator ClOb ausgebildet ist. Durch eine
elektrische Verbindung der Anode der ersten
Gleichrichterdiode D21 und der Kathode der dritten
Gleichrichterdiode D23 ist ein vierter Knoten N4 gegeben. Bevorzugt ist der erste Koppelkondensator CIO zwischen den ersten Knoten Nl und den vierten Knoten N4 gekoppelt. Ebenso ist bevorzugt der zweite Koppelkondensator Cll zwischen den dritten Knoten N3 und den vierten Knoten N4 gekoppelt.
Zwischen den Knoten Vcc und den Knoten GND kann bevorzugt ein Transistor Q20 gekoppelt sein, wobei insbesondere eine
Bezugselektrode des Transistors Q20 mit dem Knoten GND elektrisch kontaktiert ist und eine Arbeitselektrode des Transistors Q20 mit dem Knoten Vcc elektrisch kontaktiert ist. Zwischen den Knoten Vcc und den Knoten Vs ist eine
Entkoppeldiode D20 gekoppelt, wobei die Anode der
Entkoppeldiode D20 auf der Seite des Knotens Vcc und die Kathode der Entkoppeldiode D20 auf der Seite des Knotens Vs angeordnet ist. Zwischen den Knoten Vs und den Knoten GND ist außerdem ein Kondensator C20 gekoppelt. Zwischen den Knoten Vs und den Knoten GND ist außerdem die Relaisspule Lk
gekoppelt. Ebenso ist zwischen den Knoten Vs und den Knoten GND ein Zweipunktregler 22 gekoppelt, welcher die Ansteuerung des Transistors Q20 an dessen Steuerelektrode bewirkt.
Bevorzugt kann es sich bei dem Transistor Q20 um einen MOSFET handeln .
Bevorzugt weist der zweite Koppelkondensator ClOb eine höhere Kapazität auf als der erste Koppelkondensator ClOa.
Insbesondere ist der zweite Koppelkondensator ClOb als ein nach der Klasse Y2 gemäß IEC 60384-1 ausgelegter Kondensator ausgebildet . Nachfolgend wird die Funktionsweise am Beispiel eines
Startvorgangs eines zwischen dem ersten Lampenanschluss mit dem ersten Anschlussstift 12a und dem dritten Anschlussstift 12c sowie dem zweiten Lampenanschluss mit dem zweiten
Anschlussstift 12b und dem vierten Anschlussstift
anschließbaren elektronischen Vorschaltgerat dargestellt. Vereinfachend wird hierbei angenommen, dass die von dem elektronischen Vorschaltgerat bereitgestellte Lampenspannung direkt zwischen dem ersten Knoten Nl und dem zweiten Knoten N2 anliegt. In einer ersten Betriebsphase des elektronischen Vorschaltgerats kann dieses nun einen Vorheizzyklus ausführen mit einer ersten Lampenspannung, wobei in diesem Zustand von einem geöffneten Schaltrelais 14 ausgegangen wird. Von dem Knoten Nl ausgehend wird mittels des ersten
Koppelkondensators CIO Strom ausgekoppelt und über den
Brückengleichrichter bestehend aus den vier
Gleichrichterdioden D21, D22, D23, D24 zur Erzeugung einer Versorgungsspannung zwischen dem Knoten Vcc und dem Knoten GND bereitgestellt. Über die Entkoppeldiode D20 kann hierbei auch der Kondensator C20 geladen werden, wobei die Spannung zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND dann an der
Relaisspule Lk anliegt. Der erste Koppelkondensator CIO kann nun derart dimensioniert sein, dass die erzeugte Spannung zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND nicht ausreicht, um das Schaltrelais 14 in den geschlossenen Zustand zu steuern, welcher als zweiter Betriebszustand bezeichnet wird. Es verbleibt vielmehr in dem ersten Betriebszustand, in dem der Relaiskontakt K in dem geöffneten Zustand verbleibt und somit die galvanische Trennung zwischen dem ersten Knoten Nl und dem dritten Knoten N3 (und somit auch dem zweiten Knoten N2) aufrecht erhalten ist. Nach dem Ablauf einer vorgebbaren Vorheizzeit wechselt das elektronische Vorschaltgerat
üblicherweise in einen Zündbetrieb, bei welchem die zwischen dem ersten Knoten Nl und dem zweiten Knoten N2 angelegte Spannung nunmehr deutlich erhöht ist gegenüber der bei dem Vorheizbetrieb angelegten Spannung. Aufgrund der nunmehr wesentlich höheren Zündspannung zwischen dem ersten Knoten Nl und dem zweiten Knoten N2 ist der über den ersten Koppelkondensator CIO eingespeiste Strom nunmehr so groß, dass die zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND
bereitstellbare Spannung so groß wird, dass die Relaisspule Lk den Relaiskontakt K schließen kann. Insbesondere kann die Spannung zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND nun derart groß werden, dass der Zweipunktregler 22 ab einer vorgebbaren Spannungssschwelle zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND den Transistor Q20 einschaltet, um einen weiteren
Spannungsanstieg zwischen dem Knoten Vs und dem Konten GND entgegenzuwirken. Auf diese Weise wird der über den ersten Koppelkondensator CIO eingespeiste Strom direkt hinter dem Gleichrichter kurzgeschlossen. Diese Art der
Spannungsbegrenzung stellt nur eine von einer Vielzahl von geeigneten Schaltungsvarianten dar, im einfachsten Fall kann der Transistor Q20 auch durch eine spannungsbegrenzende
Zehnerdiode ersetzt sein.
Nachdem die Relaisspule Lk das Schließen des Relaiskontakts K bewirkt hat, ist nunmehr der erste Knoten Nl mit dem dritten Knoten N3 elektrisch leitend verbunden. Somit ergibt sich nun eine Parallelschaltung des ersten Koppelkondensators C10 und des zweiten Koppelkondensators Cll, welche nun gemeinsam in dem Gleichrichter mit den Gleichrichterdioden D21, D22, D23, D24 einspeisen. Das elektronische Vorschaltgerät seinerseits wird nun ein „Durchzünden" der LED-Lampe 10 registrieren und demzufolge in einen normalen Betriebsmodus wechseln, in welchem die Lampenspannung nunmehr gegenüber der Zündspannung wieder deutlich reduziert ist. Dabei kann die Reduktion der Zündspannung schon allein ohne Zutun des elektronischen
Vorschaltgeräts dadurch stattfinden, dass an einem
Ausgangskreis des elektronischen Vorschaltgeräts nun eine Lastimpedanz angeordnet ist, welche beispielsweise einen üblicherweise in elektronischen Vorschaltgeräten verwendeten Resonanzkreis bedämpft. Besonders bevorzugt ist hierbei die Parallelschaltung aus dem ersten Koppelkondensator C10 und dem zweiten Koppelkondensator Cll so dimensioniert, dass sich mit einer in dem stationären Betrieb der LED-Treibereinheit 13 ergebende Lampenspannung (Brennspannung) eine Spannungsversorgung der Relaisspule Lk zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND mit einer ausreichenden Spannungsreserve ergibt. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass in dem stationären Betrieb der Zweipunktregler 22 nicht eingreift, das heißt die Spannung zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND innerhalb des erlaubten Bereichs liegt.
Wird das elektronische Vorschaltgerät (EVG) abgeschaltet, so sinkt die Spannung zwischen dem Knoten Vs und dem Knoten GND, weil über den Knoten Vcc kein weiterer Strom nachgeliefert wird, was letztendlich zum Abfallen des Relaiskontakts K führt, wenn die Spannung an der Relaisspule Lk eine
vorgegebene Haltespannung unterschreitet. Dadurch wird die galvanische Trennung zwischen dem ersten Knoten Nl und dem dritten Knoten N3 wieder hergestellt.
Wie aus der vorangehenden Darstellung zu erkennen ist, übernimmt die beschriebene Ausführungsform der
Versorgungseinrichtung 16 zumindest teilweise Funktionen der Ansteuereinrichtung 15, indem beispielsweise bei einem
Absinken der Lampenspannung (Brennspannung) ein Übergang von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand erfolgt, bei dem das Öffnen des Relaiskontakts K selbsttätig erfolgt. Ebenso kann durch die Versorgungseinrichtung 16 zunächst bei ausreichender Versorgungssituation ein
selbsttätiges Einschalten des Relaiskontakts K vorgenommen werden, wodurch sich automatisch ein Wechsel von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand ergibt. In der Fig. 3 ist nun ein zweiter Schaltungsteil 20
dargestellt, welcher in Ergänzung zu dem ersten
Schaltungsteil 20 in der Fig. 2 eine Konkretisierung einer Ansteuereinrichtung 15 darstellt, wobei weitere
Ansteuerfunktionen integriert sind. Der zweite Schaltungsteil 30 umfasst eine Diode D30 und einen dazu in Reihe
geschalteten Widerstand R30, welcher zwischen den dritten Knoten N3 und einen fünften Knoten N5 gekoppelt sind.
Zwischen den fünften Knoten N5 und den Knoten GND ist ein Kondensator C30 gekoppelt. Zwischen den Konten N5 und einen weiteren Knoten N6 ist ein Fensterkomparator 32 gekoppelt.
Der zweite Schaltungsteil 30 umfasst weiterhin eine
Selbsthaltestufe bestehend aus vier Widerständen R31, R32,
R33, R34 sowie einem zweiten Transistor Q32 und einem dritten Transistor Q34. Der zweite Transistor Q32 ist hierbei als PNP-Transistor ausgebildet, der dritte Transistor Q34 ist als NPN-Transistor ausgebildet. Zwischen den Knoten Vcc und einen siebten Knoten N7 ist der Widerstand R31 gekoppelt. Parallel dazu ist die Basis-Emitter-Strecke des zweiten Transistors Q32 gekoppelt. Zwischen den sechsten Knoten N6 und den Knoten GND ist der Widerstand R34 gekoppelt, parallel dazu ist die Basis-Emitter-Strecke des dritten Transistors Q34 gekoppelt. Zwischen den Kollektor des zweiten Transistors Q32 und den Knoten N6 ist der Widerstand R33 gekoppelt, zwischen den Kollektor des dritten Transistors Q34 und den Knoten N7 ist der Widerstand D32 gekoppelt. Durch eine derartige
Schaltungsanordnung wird ein Thyristor nachgebildet, wobei nach dem Einspeisen eines Basisstroms für den dritten
Transistor Q34 an dem Knoten N6 wechselseitig jeweils für den zweiten Transistor Q32 und den dritten Transistor Q34 ein Basisstrom aufrecht erhalten wird, sodass der zweite
Transistor Q32 und der dritte Transistor Q34 auch dann in einem leitenden Zustand verbleiben, wenn an dem Knoten N6 von dem Fensterkomparator 32 kein Basisstrom mehr eingespeist wird .
Eine Ermittlung der Lampenspannung erfolgt über eine
Ankopplung an den dritten Knoten N3 mittels der Diode D30 und des Widerstands R30, welche den Kondensator C30 aufladen, welcher an einem Eingang des Fensterkomparators 32 angeordnet ist, nämlich an dem fünften Knoten N5. Der Fensterkomparator 32 kann so ausgelegt sein, dass der über den
Einweggleichrichter angekoppelte Spitzenwert
gleichgerichteter Lampenspannung ausgewertet wird, indem mit einem Mindestwert und/oder einem vorgebbaren Höchstwert verglichen wird und bei Unterschreitung des vorgebbaren Mindestwerts beziehungsweise bei einer Überschreitung des vorgebbaren Höchstwerts der für die Durchsteuerung der
Thyristornachbildung erforderliche Basisstrom in den Knoten N6 eingespeist wird. Die Widerstände R31, R32, R33, R34 sind dabei in vorteilhafter Weise so dimensioniert, dass bei einer üblicherweise anliegenden Lampenspannung der über die
Koppeleinrichtung 16c eingekoppelte Strom nach der
Gleichrichtung über den Brückengleichrichter D21 bis D24 an der Thyristornachbildung einen Spannungsabfall Vcc erzeugt, welcher unterhalb der Ansprechspannung der Relaisspule Lk liegt. Auf diese Weise kann besonders einfach und zuverlässig ein permanentes Ausschalten des Schaltkontakts K aufrecht erhalten werden, solange die Lampenspannung noch oberhalb eines vorgebbaren Mindestwerts verbleibt und diesen nicht unterschritten hat. Der vorgebbare Mindestwert dieser
Spannung kann hierbei durch eine Einstellung der Widerstände R31, R32, R33, R34 in Abhängigkeit von den
Verstärkungsfaktoren des zweiten Transistors Q32 und des dritten Transistors Q34 erfolgen. Die Einkopplung der
Lampenspannung über den dritten Knoten N3 mittels der Diode D30 und des Widerstands R30 wird weder ein neuer galvanisch gekoppelter Pfad eröffnet, noch ein fester Potenzialbezug mit der LED-Treibereinheit 13 hergestellt. Vielmehr können weiterhin der zweite Schaltungsteil 20 und der dritte
Schaltungsteil 30 zwischen den Knoten Vcc und GND in Grenzen frei floaten (schweben) . Der Knoten GND kann dabei von seinen Potenzialen nicht unter das Potenzial des zweiten Knotens N2 absinken, da ansonsten die vierte Gleichrichterdiode D24 leitend würde. Ebenso kann das Potenzial des Knotens Vcc nicht unter das Potenzial des zweiten Knotens N2 absinken, da ansonsten die zweite Gleichrichterdiode D22 leitend würde.
Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. Insbesondere die konkreten Ausgestaltungen der Schaltungsteile 20 und 30 können beliebig gestaltet sein, ohne den Gedanken der
Erfindung zu verlassen. Somit wurde voranstehend gezeigt, wie eine Relaissteuerung für EVG-kompatible LED-Röhren ausgeführt sein kann.

Claims

Patentansprüche
1. Zweiseitig gesockelte LED-Lampe (10) zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck- Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtstofflampe, mit
- einem ersten Lampensockel (IIa) mit zumindest einem ersten Lampenanschluss (12a, 12c),
- einem zweiten Lampensockel (IIb) mit zumindest einem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) , und
- einer LED-Treibereinheit (13), welche elektrisch zwischen den ersten Lampenanschluss (12a, 12c) und den zweiten
Lampenanschluss (12b, 12d) gekoppelt ist, zum Ansteuern einer Vielzahl von LED aus einer von dem elektronischen
Vorschaltgerät zwischen dem ersten Lampenanschluss (12a, 12c) und dem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) bereitstellbaren Lampenspannung in einem ersten Betriebszustand,
gekennzeichnet durch:
- ein Schaltelement (14) zum galvanischen Trennen des ersten Lampenanschlusses (12a, 12c) von der LED-Treibereinheit (13) in einem zweiten Betriebszustand, und
- eine Ansteuereinrichtung (15) zum Wechsel zumindest von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von der Lampenspannung.
2. LED-Lampe (10) nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch:
- eine Versorgungseinrichtung (16), welche dazu ausgelegt ist, unabhängig von der LED-Treibereinheit (13) aus der
Lampenspannung eine Versorgungsspannung für das Schaltelement (14) bereitzustellen.
3. LED-Lampe (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungseinrichtung (16) eine Koppeleinrichtung (16c) aufweist, welche zwischen dem ersten Lampenanschluss (12a, 12c) und dem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) eine galvanische Trennung ermöglicht.
4. LED-Lampe (10) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Koppelvorrichtung (16c) zumindest einen ersten
Koppelkondensator (CIO) umfasst, welcher mit dem ersten
Lampenanschluss (12a, 12c) gekoppelt ist, wobei insbesondere der erste Koppelkondensator (CIO) durch die Serienschaltung eines ersten Serienkondensators (ClOa) mit einer ersten
Kapazität sowie einer ersten Spannungsbelastbarkeit und eines zweiten Serienkondensators (ClOb) mit einer zweiten
Kapazität, welche größer als die erste Kapazität ist, sowie einer zweiten Spannungsbelastbarkeit, welche kleiner als die erste Spannungsbelastbarkeit ist, ausgebildet ist.
5. LED-Lampe (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungseinrichtung (16) einen Spannungsregler (22, Q20) aufweist, insbesondere einen parallelen
Spannungsregler .
6. LED-Lampe (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungseinrichtung (16) und/oder die
Ansteuereinrichtung (15) dazu ausgelegt ist, das galvanische Trennen des Schaltelements zu bewirken, wenn die
Lampenspannung einen vorgebbaren Mindestwert unterschreitet.
7. LED-Lampe (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungseinrichtung (16) und/oder die
Ansteuereinrichtung (15) dazu ausgelegt ist, das galvanische Trennen des Schaltelements zu bewirken, wenn die
Lampenspannung einen vorgebbaren Höchstwert überschreitet.
8. LED-Lampe (10) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Versorgungseinrichtung (16) und/oder die
Ansteuereinrichtung (15) dazu ausgelegt ist, das galvanische Trennen des Schaltelements erst dann zu beenden, wenn die Lampenspannung zwischenzeitlich einen vorgebbaren Rücksetzwert unterschritten hat.
9. LED-Lampe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Schaltelement (14) durch zumindest ein
elektromechanisches Schaltrelais mit zumindest einem
Schaltkontakt ausgebildet ist, wobei insbesondere mehrere Schaltkontakte in Serie geschaltet sind.
10. Verfahren zum Betreiben einer zweiseitig gesockelten LED- Lampe (10) an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck-Entladungslampe mit einem ersten Lampensockel (IIa) mit zumindest einem ersten Lampenanschluss (12a, 12c), einem zweiten Lampensockel (IIb) mit zumindest einem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) , und
einer LED-Treibereinheit (13), welche elektrisch zwischen den ersten Lampenanschluss (12a, 12c) und den zweiten
Lampenanschluss (12b, 12d) gekoppelt ist, durch
- Ansteuern einer Vielzahl von LED aus einer von dem
elektronischen Vorschaltgerät zwischen dem ersten
Lampenanschluss (12a, 12c) und dem zweiten Lampenanschluss (12b, 12d) bereitstellbaren Lampenspannung in einem ersten Betriebs zustand,
gekennzeichnet durch:
- galvanisches Trennen des ersten Lampenanschlusses (12a, 12c) von der LED-Treibereinheit (13) in einem zweiten
Betriebszustand, und
- Wechseln zumindest von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand in Abhängigkeit von der
Lampenspannung .
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Wechsel von dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand während eines Zündvorgangs des
Vorschaltgeräts erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
gekennzeichnet durch:
- Ermitteln der Lampenspannung in dem ersten Betriebszustand,
- Wechseln in den zweiten Betriebszustand zumindest in einem der beiden Fälle, wenn die Lampenspannung in einem ersten
Fall einen vorgebbaren Mindestwert unterschreitet oder in einem zweiten Fall einen vorgebbaren Höchstwert
überschreitet, und
- Verhindern eines erneuten Wechsels in den ersten
Betriebszustand, bis die Lampenspannung einen vorgebbaren Rücksetzwert unterschritten hat.
PCT/EP2016/073445 2015-09-30 2016-09-30 Zweiseitig gesockelte led-lampe zum betrieb an einem elektronischen vorschaltgerät für eine niederdruck-entladungslampe, insbesondere eine leuchtstofflampe, und verfahren zum betreiben einer derartigen lampe WO2017055567A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/764,600 US10349477B2 (en) 2015-09-30 2016-09-30 LED double-capped lamp, for operation on an electronic ballast for a low-pressure discharge lamp, especially a fluorescent lamp, and method for operating such a lamp

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015218836.1 2015-09-30
DE102015218836.1A DE102015218836A1 (de) 2015-09-30 2015-09-30 Zweiseitig gesockelte LED-Lampe zum Betrieb an einem elektronischen Vorschaltgerät für eine Niederdruck-Entladungslampe, insbesondere eine Leuchtstofflampe, und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Lampe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017055567A1 true WO2017055567A1 (de) 2017-04-06

Family

ID=57044969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/073445 WO2017055567A1 (de) 2015-09-30 2016-09-30 Zweiseitig gesockelte led-lampe zum betrieb an einem elektronischen vorschaltgerät für eine niederdruck-entladungslampe, insbesondere eine leuchtstofflampe, und verfahren zum betreiben einer derartigen lampe

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10349477B2 (de)
DE (1) DE102015218836A1 (de)
WO (1) WO2017055567A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109587868A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 朗德万斯公司 用于led照明模块的电子驱动器和led灯

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108668402B (zh) * 2017-03-31 2021-06-08 朗德万斯公司 用于led灯的灯驱动器和用于布置在荧光灯灯具中的led灯
DK3809803T3 (da) 2019-10-15 2023-04-11 Silicon Hill Bv Elektronisk sikkerhedsafbryder for LED-rør
JP7377994B2 (ja) * 2020-05-11 2023-11-10 シグニファイ ホールディング ビー ヴィ 管状照明取り付け具に取り付けるための管状デバイス

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2366948A2 (de) * 2010-03-19 2011-09-21 Teknoware Oy LED-Röhre und Beleuchtungsfixierungsanordnung
DE102011100285A1 (de) 2011-05-03 2012-11-08 Jörn Weitkunat Sicherheitsanschluß gegen Stromschlag oder Zerstörung für ein/zweiseitig gesockelte Leuchtmittel wie LED Röhren und Leuchtstoffröhren
WO2013150417A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-10 Koninklijke Philips N.V. A lamp device and a method for operating a lamp device
US20150061542A1 (en) * 2012-06-15 2015-03-05 Lightel Technologies, Inc. Linear Solid-State Lighting With Ballast Free Of Electric Shock Hazard

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8502454B2 (en) 2008-02-08 2013-08-06 Innosys, Inc Solid state semiconductor LED replacement for fluorescent lamps
EP2477456B1 (de) 2011-01-14 2016-04-06 Ontopx LED GmbH Steuerkreis für eine lichtemittierende Diodenanordnung
US9420663B1 (en) * 2015-04-16 2016-08-16 Aleddra Inc. Linear solid-state lighting with an arc prevention switch mechanism free of fire and shock hazards
US9277603B2 (en) * 2013-12-19 2016-03-01 Lightel Technologies, Inc. Linear solid-state lighting with frequency sensing free of fire and shock hazards

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2366948A2 (de) * 2010-03-19 2011-09-21 Teknoware Oy LED-Röhre und Beleuchtungsfixierungsanordnung
DE102011100285A1 (de) 2011-05-03 2012-11-08 Jörn Weitkunat Sicherheitsanschluß gegen Stromschlag oder Zerstörung für ein/zweiseitig gesockelte Leuchtmittel wie LED Röhren und Leuchtstoffröhren
WO2013150417A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-10 Koninklijke Philips N.V. A lamp device and a method for operating a lamp device
US20150061542A1 (en) * 2012-06-15 2015-03-05 Lightel Technologies, Inc. Linear Solid-State Lighting With Ballast Free Of Electric Shock Hazard

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109587868A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 朗德万斯公司 用于led照明模块的电子驱动器和led灯
CN109587868B (zh) * 2017-09-29 2021-11-23 朗德万斯公司 用于led照明模块的电子驱动器和led灯

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015218836A1 (de) 2017-03-30
US10349477B2 (en) 2019-07-09
US20180279430A1 (en) 2018-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69816958T2 (de) Schaltungsanordnung mit dabei passender signalleuchte
EP2609365B1 (de) Leuchtmittel, insbesondere zum betrieb in fassungen für leuchtstofflampen
DE2849582C2 (de) Anordnung zum Betrieb einer Lampe an einem Wechselspannungsnetz oder an einer aufladbaren Batterie
EP2567149A2 (de) Leuchtmittel zum ersatz einer leuchtstoffröhre
DE19900889B4 (de) Bausatz zum Umrüsten von Leuchten mit geraden, beidseitig gesockelten Leuchtstofflampen, von induktivem auf elektronischen Betrieb
WO2017055567A1 (de) Zweiseitig gesockelte led-lampe zum betrieb an einem elektronischen vorschaltgerät für eine niederdruck-entladungslampe, insbesondere eine leuchtstofflampe, und verfahren zum betreiben einer derartigen lampe
EP2503848A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einer LED
EP0693864B1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb einer oder mehrerer Niederdruckentladungslampen
DE102015105914B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Lebenserwartungs-Information eines LED-Moduls
EP1722607A2 (de) Elektrische Lampe und Beleuchtungssystem und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Lampe oder eines Beleuchtungssystems
DE102018107500B4 (de) Lampentreiber für eine LED Lampe und LED Lampe zum Einsetzen in eine Leuchtstofflampenleuchte
EP1415516A2 (de) Leuchtstofflampenschaltung
EP0808084A2 (de) Sicherheitsabschaltung bei asymmetrischer Lampenleistung
DE102013108775A1 (de) Schaltungsanordnung für eine LED-Leuchtröhre und LED-Leuchtröhre mit einer Schaltungsanordnung
DE3149311C2 (de) Anordnung zum Betrieb einer Leuchtstofflampe bei normaler oder bei verminderter Leistung
DE102009050203B4 (de) Vorrichtung mit einer Unterdrückungsschaltung eines Restlichts
DE102014204875B4 (de) Verfahren zum Umbau einer Leuchte für den Betrieb einer Leuchtstoffröhre zu einer Leuchte für den Betrieb einer LED-Röhre
EP1189487B1 (de) Elektronische Schaltung zur Detektion des Wendelbruchs bei Gasentladungslampen
DE102019109165A1 (de) Treiber und Beleuchtungsmodul
WO2007012481A1 (de) Beleuchtungssystem
DE10127135B4 (de) Dimmbares elektronisches Vorschaltgerät
WO2007025849A1 (de) Schaltungsanordnung und verfahren zum betrieb mindestens einer elektrischen lampe
DE102009004851A1 (de) Detektorschaltung und Verfahren zur Ansteuerung einer Leuchtstofflampe
DE3503778C2 (de) Leuchtstofflampen-Vorschaltgerät
EP0042583A1 (de) Zünd- und Betriebsschaltung für eine Niederdruckentladungslampe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16774952

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15764600

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16774952

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1