WO2012083324A1 - Ignition control and ignition detection of gas discharge lamps - Google Patents

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WO2012083324A1
WO2012083324A1 PCT/AT2011/000504 AT2011000504W WO2012083324A1 WO 2012083324 A1 WO2012083324 A1 WO 2012083324A1 AT 2011000504 W AT2011000504 W AT 2011000504W WO 2012083324 A1 WO2012083324 A1 WO 2012083324A1
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gas discharge
lampl
discharge lamp
lamp current
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PCT/AT2011/000504
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Amir TOJAGA
Dietmar Klien
Christian Nesensohn
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Tridonic Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • H05B41/2851—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2855—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against abnormal lamp operating conditions

Definitions

  • the invention relates to a method and in particular a ballast for controlling a lamp current for gas discharge lamps, which ensures a reliable ignition of the gas discharge lamps without flash of light.
  • the invention further relates to a circuit for carrying out the method.
  • a voltage is monitored via a gas discharge lamp.
  • the ignition of the gas discharge lamp is detected and a control circuit regulates to a target value, which corresponds for example to a dimming value.
  • a response to a detected ignition i. the rules on the dimming value
  • the light flash depends solely on the control speed, with which a control circuit controls an inverter, which supplies the lamp with AC voltage, from the ignition frequency to the frequency for operation.
  • the frequency for operation may be that which is to be set for a so-called "1% start.”
  • 1% start is meant that a lamp current is set, taking into account the known lamp physics a light power value of 1%.
  • the invention therefore has the object of providing a ballast, a method for igniting at least one gas discharge lamp and a circuit for carrying out the method, as claimed in the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the invention provides a method of igniting at least one gas discharge lamp by means of an inverter providing AC voltage to a load circuit having the gas discharge lamp, the load circuit having a resonant circuit, the method comprising the steps of: activating a lamp current -Regelnikes, which can detect the lamp current through the gas discharge lamp directly or indirectly and this can regulate to a predetermined setpoint for the lamp current, the lamp current control circuit can reduce the frequency of the inverter from a higher frequency in the direction of the resonant frequency of the resonant circuit, to the
  • Gas discharge lamp ignites to regulate the then flowing lamp current to the target value immediately after ignition.
  • the lamp current can be detected at a measuring resistor on the cold side of the gas discharge lamp. At least two gas discharge lamps can be supplied in parallel via the inverter and a total current of the individual lamp currents can be detected via the measuring resistor.
  • each gas discharge lamp can be charged with a DC component (DC component / offset).
  • a DC component can be detected for each gas discharge lamp to determine a state (ignited / not lit) of the respective gas discharge lamp and / or to control the lamp current depending on the detected DC component.
  • the desired value can be increased depending on the specific state of the gas discharge lamps in order to increase a voltage across a non-ignited gas discharge lamp via a balancing transformer.
  • the setpoint value may correspond to a lamp current which leads to a light power value of 1% at the at least one gas discharge lamp.
  • the invention relates to a ballast for at least one gas discharge lamp, with an inverter which supplies a load circuit having the gas discharge lamp with AC voltage, wherein the load circuit comprises a resonant circuit, and a control circuit, wherein the control circuit, in particular ⁇ C or ASIC, in a lamp current control circuit can directly or indirectly detect the lamp current through the gas discharge lamp and this can regulate to a predetermined setpoint for the lamp current, wherein the control circuit in the lamp current control loop the frequency of the
  • Inverter can reduce from a higher frequency in the direction of the resonant frequency of the resonant circuit until the gas discharge lamp ignites to regulate the then flowing lamp current to the target value immediately after ignition.
  • the ballast can have resistances, via which a supply voltage of each gas discharge lamp can be acted upon by a DC voltage component.
  • the ballast can have a symmetry transformer and the control circuit can increase the setpoint depending on the particular state of the gas discharge lamps in order to increase a voltage across a non-ignited gas discharge lamp via the balancing transformer.
  • the invention provides a circuit, in particular ⁇ or ASIC, which is designed to carry out a method as described above.
  • Fig. 1 shows an example of a circuit diagram for explaining the invention.
  • Fig. 2 shows a diagram for explaining the phases 1 and
  • Fig. 3 is a diagram for explaining phases 1, 2 and 3 of the inventive method.
  • the invention achieves the object by activating and initializing a control circuit with the setpoint (of, for example, 1% of the lamp current) prior to ignition of the lamps.
  • the lamps are off and the control circuit tries to regulate the lamp current to the setpoint. It reduces the frequency with which an inverter is clocked / operated, via which the lamps are supplied with alternating current. This increases the voltage on the lamps.
  • the control circuit is already active at this time and is therefore able to regulate the lamp current very quickly to the setpoint. As a result, a flash of light can be avoided.
  • a further improvement can be achieved in that both frequencies, the ignition frequency and the frequency for the operation, are chosen so that they are close to each other. At any rate, the control circuit is very fast at such low dimming levels (in the range of 1%).
  • the ignition is detected. This is done by monitoring a DC offset / DC voltage component of the lamp voltage. If all lamp voltages / lamp voltage is below a predetermined level, the Control circuit that all lamps have ignited. This has the advantage that in arrangements in which not the lamp current of each lamp or the total current of all lamps can be detected, nevertheless a Zündungserkennung for all lamps is possible.
  • the control circuit In the second phase it is detected if a lamp has not ignited. If this is detected, then the control circuit initiates a third phase.
  • the control circuit increases the lamp current set point to increase the current in the ignited lamp (s). At least one symmetry transformer ensures that a high voltage is applied to the lamp (s) that has not yet ignited. The setpoint is increased until the DC voltage of the non-ignited lamp (s) falls below a threshold. If the DC voltage falls below the threshold value, this indicates that an ignition has occurred.
  • FIG. 1 shows an exemplary circuit arrangement according to the invention with two lamps Lampl, Lamp2.
  • the inductance LI, the capacitance Cr and the capacitances Csl, Cs2 form a resonant circuit for the conversion of a square-wave voltage generated by an inverter into a sine wave. The amplitude depends on the frequency f_HB of the half-bridge.
  • the lamp currents for the lamps Lampl, Lamp2 are kept symmetrical by a transformer (symmetry transformer Lsym).
  • the lamp current of both lamps is determined via the shunt resistor Rshunt and transmitted via an AD converter to the controller.
  • the control circuit regulates the inverter frequency depending on the determined lamp current and a setpoint for the lamp current.
  • the resistors Rdcl and Rdc2 serve to supply the lamp voltage with a DC / -Stromanteil.
  • the lamp voltages Vlampl and Vlamp2, including their DC offset, are determined by a simple voltage divider.
  • Fig. 2 shows the behavior of the two lamps of Fig. 1 when both lamps are ignited.
  • the ignition voltage In the first phase, the ignition voltage must be provided to the lamps. This is done by starting the controller, which then tries to control the setpoint for the lamp current. Since the lamps have not yet fired, the control circuit will not measure current at the shunt and therefore reduce the frequency of the half-bridge. As a result, the control circuit begins to operate and the voltage Vlamp across the lamps is increased until the lamps light. If both lamps have ignited, a current is measured at the shunt and the control circuit will immediately and directly control the setpoint of the lamp currents (I_lampl, I_lamp2) since no time is needed to detect an ignition. The ignition is rather detected directly by the drop of the DC voltage VlampDC. The check of whether all the lamps have actually ignited then takes place in the second phase. Because the Control circuit is already active at the ignition, it can regulate the operating state very quickly.
  • a DC voltage of the lamps is determined.
  • the DC voltage of the lamp voltages Vlampl and Vlamp2 is maximum for non-ignited lamps because of the infinite resistance of the lamps.
  • the resistance of a lit lamp will decrease and the DC voltage will drop.
  • an ignition of a lamp can be detected when the DC voltage of the lamp falls below a threshold value.
  • the third phase is initiated, for example, only if it was recognized in the second phase that a lamp has not ignited.
  • the setpoint for the control circuit is increased, the current in the lit lamp is also increased. Therefore, the difference in the lamp currents between the two lamps increases, causing an asymmetry on the symmetry transformer / symmetry transformer.
  • the voltage across the non-ignited lamp is then increased via the symmetry transformer.
  • the setpoint is increased until the second lamp ignites. If the second lamp has also ignited and this has been detected, the setpoint for the controller can be reset to the initial value.
  • Fig. 3 shows the behavior when one lamp was not ignited at the same time as the other one. In the second phase it is detected that the lamp has not ignited Lamp2, so controls the control circuit so that both lamp currents flow through the ignited lamp.
  • the target value for the lamp current (regulator target) is increased until the ignition of this lamp is detected on the basis of the DC component of this unlit lamp.
  • the setpoint value for the lamp current (regulator target) is then again suddenly jumped back to the previous, very low value (for example 1%).
  • the control circuit may directly or indirectly reduce the inverter frequency from above in the direction of the resonant frequency until the ignition of the lamp or of the plurality of lamps is detected.
  • the ignition of the lamp takes place at an inverter frequency which corresponds to a low dimming value even after ignition.
  • the lamp current control circuit is used to control the ignition.
  • the setpoint value for the lamp total current is increased so as to bring more power to the non-ignited lamp via the symmetry transformer Lsym and still cause it to ignite. If this is unsuccessful after a predetermined period of time, both lamps can be turned off by stopping the operation of the inverter.

Abstract

The invention relates to a method for igniting at least one gas discharge lamp by means of an inverter, which supplies a load circuit comprising the gas discharge lamp with AC voltage, wherein the load circuit has a resonant circuit, wherein the method comprises: activating a lamp current control circuit, which directly or indirectly detects the lamp current through the gas discharge lamp and controls the lamp current to a specified target value for the lamp current, wherein the lamp current control circuit lowers the frequency of the inverter from a higher frequency toward the resonance frequency of the resonant circuit until the gas discharge lamp ignites in order to control the lamp current then flowing to the target value immediately after the ignition.

Description

Zündregelung und Zünderkennung von Gasentladungslampen  Ignition control and ignition detection of gas discharge lamps
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und insbesondere ein Vorschaltgerät zur Regelung eines Lampenstroms für Gasentladungslampen, das ein verlässliches Zünden der Gasentladungslampen ohne Lichtblitz gewährleistet. Die Erfindung betrifft weiter eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a method and in particular a ballast for controlling a lamp current for gas discharge lamps, which ensures a reliable ignition of the gas discharge lamps without flash of light. The invention further relates to a circuit for carrying out the method.
In bekannten Zündschaltungen (EP 1 901 591 Bl) wird eine Spannung über eine Gasentladungslampe überwacht. Wenn die überwachte Spannung abfällt, wird die Zündung der Gasentladungslampe erkannt und eine Steuerschaltung regelt auf einen Sollwert, der beispielweise einem Dimmwert entspricht . In known ignition circuits (EP 1 901 591 B1), a voltage is monitored via a gas discharge lamp. When the monitored voltage drops, the ignition of the gas discharge lamp is detected and a control circuit regulates to a target value, which corresponds for example to a dimming value.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass eine Reaktion auf eine erkannte Zündung, d.h. das Regeln auf den Dimmwert, sehr schnell sein muss, um einen Lichtblitz zu vermeiden. Die Lichtblitzbildung hängt dabei alleine von der Regelgeschwindigkeit ab, mit der eine Steuerschaltung einen Wechselrichter, der die Lampe mit Wechselspannung versorgt, von der Zündfrequenz auf die Frequenz für den Betrieb regelt . Die Frequenz für den Betrieb kann dabei die sein, die für einen sog. „1%-Start" einzustellen ist. Unter „1%-Start" ist dabei zu verstehen, dass ein Lampenstrom eingestellt wird, der unter Berücksichtigung der bekannten Lampenphysik einem Lichtleistungswert von 1% entspricht . However, this has the disadvantage that a response to a detected ignition, i. the rules on the dimming value, must be very fast to avoid a flash of light. The light flash depends solely on the control speed, with which a control circuit controls an inverter, which supplies the lamp with AC voltage, from the ignition frequency to the frequency for operation. The frequency for operation may be that which is to be set for a so-called "1% start." By "1% start" is meant that a lamp current is set, taking into account the known lamp physics a light power value of 1%.
Insbesondere wenn mehrere Lampen über eine Zündungsschaltung gezündet werden sollen, sollen die Lampen möglichst ohne einen Lichtblitz gezündet werden, wobei jedoch auch die Zündung der Lampen verlässlich erkannt werden soll. Die Erfindung Stellt sich daher die Aufgabe, ein Vorschaltgerät , ein Verfahren zum Zünden mindestens einer Gasentladungslampe sowie eine Schaltung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, wie sie mit den unabhängigen Ansprüchen beansprucht sind. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In particular, if several lamps are to be ignited via an ignition circuit, should the Lamps are ignited as possible without a flash of light, but also the ignition of the lamps should be reliably detected. The invention therefore has the object of providing a ballast, a method for igniting at least one gas discharge lamp and a circuit for carrying out the method, as claimed in the independent claims. Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung Brief summary of the invention
In einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zünden mindestens einer Gasentladungslampe mittels eines Wechselrichters, der einen die Gasentladungslampe aufweisenden Lastkreis mit AC-Spannung versorgt, wobei der Lastkreis einen Resonanzkreis aufweist, bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweisen kann: Aktivieren eines Lampenstrom-Regelkreises, der direkt oder indirekt den Lampenstrom durch die Gasentladungslampe erfassen kann und diesen auf einen vorgegeben Sollwert für den Lampenstrom regeln kann, wobei der Lampenstrom- Regelkreis die Frequenz des Wechselrichters von einer höheren Frequenz aus in Richtung der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises verringern kann, bis dieIn one aspect, the invention provides a method of igniting at least one gas discharge lamp by means of an inverter providing AC voltage to a load circuit having the gas discharge lamp, the load circuit having a resonant circuit, the method comprising the steps of: activating a lamp current -Regelkreises, which can detect the lamp current through the gas discharge lamp directly or indirectly and this can regulate to a predetermined setpoint for the lamp current, the lamp current control circuit can reduce the frequency of the inverter from a higher frequency in the direction of the resonant frequency of the resonant circuit, to the
Gasentladungslampe zündet, um unmittelbar nach der Zündung den dann fließenden Lampenstrom auf den Sollwert zu regeln. Gas discharge lamp ignites to regulate the then flowing lamp current to the target value immediately after ignition.
Der Lampenstrom kann an einem Messwiderstand an der kalten Seite der Gasentladungslampe erfasst werden. Mindestens zwei Gasentladungslampen können parallel über den Wechselrichter versorgt werden und über den Messwiderstand kann ein Summenstrom der einzelnen Lampenströme erfasst werden. The lamp current can be detected at a measuring resistor on the cold side of the gas discharge lamp. At least two gas discharge lamps can be supplied in parallel via the inverter and a total current of the individual lamp currents can be detected via the measuring resistor.
Die Versorgungspannung jeder Gasentladungslampe kann mit einem Gleichspannungsanteil (DC-Anteil/-Offset) beaufschlagt werden. Ein Gleichspannungsanteil kann für jede Gasentladungslampe erfasst werden, um einen Zustand (gezündet/nicht gezündet) der jeweiligen Gasentladungslampe zu bestimmen und/oder den Lampenstrom abhängig von dem erfassten Gleichspannungsanteil regeln zu können. The supply voltage of each gas discharge lamp can be charged with a DC component (DC component / offset). A DC component can be detected for each gas discharge lamp to determine a state (ignited / not lit) of the respective gas discharge lamp and / or to control the lamp current depending on the detected DC component.
Der Sollwert kann abhängig von dem bestimmten Zustand der Gasentladungslampen erhöht werden, um über einen Symmetriertrafo eine Spannung an einer nichtgezündeten Gasentladungslampe zu erhöhen. The desired value can be increased depending on the specific state of the gas discharge lamps in order to increase a voltage across a non-ignited gas discharge lamp via a balancing transformer.
Der Sollwert kann einem Lampenstrom entsprechen, der zu einem Lichtleistungswert von 1% an der mindestens einen Gasentladungslampe führt. In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe, mit einem Wechselrichter, der einen die Gasentladungslampe aufweisenden Lastkreis mit AC- Spannung versorgt, wobei der Lastkreis einen Resonanzkreis aufweist, und einer Steuerschaltung, wobei die Steuerschaltung, insbesondere μC oder ASIC, in einem Lampenstrom-Regelkreises direkt oder indirekt den Lampenstrom durch die Gasentladungslampe erfassen kann und diesen auf einen vorgegeben Sollwert für den Lampenstrom regeln kann, wobei die Steuerschaltung in dem Lampenstrom-Regelkreis die Frequenz desThe setpoint value may correspond to a lamp current which leads to a light power value of 1% at the at least one gas discharge lamp. In a further aspect, the invention relates to a ballast for at least one gas discharge lamp, with an inverter which supplies a load circuit having the gas discharge lamp with AC voltage, wherein the load circuit comprises a resonant circuit, and a control circuit, wherein the control circuit, in particular μC or ASIC, in a lamp current control circuit can directly or indirectly detect the lamp current through the gas discharge lamp and this can regulate to a predetermined setpoint for the lamp current, wherein the control circuit in the lamp current control loop the frequency of the
Wechselrichters von einer höheren Frequenz aus in Richtung der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises verringern kann, bis die Gasentladungslampe zündet, um unmittelbar nach der Zündung den dann fließenden Lampenstrom auf den Sollwert zu regeln. Inverter can reduce from a higher frequency in the direction of the resonant frequency of the resonant circuit until the gas discharge lamp ignites to regulate the then flowing lamp current to the target value immediately after ignition.
Das Vorschaltgerät kann Wiederstände aufweisen, über die eine Versorgungspannung jeder Gasentladungslampe mit einem Gleichspannungsanteil beaufschlagt werden kann. The ballast can have resistances, via which a supply voltage of each gas discharge lamp can be acted upon by a DC voltage component.
Das Vorschaltgerät kann einen Symmetrietrafo aufweisen und die Steuerschaltung kann den Sollwert abhängig von dem bestimmten Zustand der Gasentladungslampen erhöhen, um über den Symmetrietrafo eine Spannung an einer nichtgezündeten Gasentladungslampe zu erhöhen. The ballast can have a symmetry transformer and the control circuit can increase the setpoint depending on the particular state of the gas discharge lamps in order to increase a voltage across a non-ignited gas discharge lamp via the balancing transformer.
In noch einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Schaltung, insbesondere μϋ oder ASIC, bereit, die zur Durchführung eines Verfahrens, wie es oben beschrieben ist, ausgebildet ist. In yet a further aspect, the invention provides a circuit, in particular μϋ or ASIC, which is designed to carry out a method as described above.
Weitere Aspekte der Erfindung werden mit Blick auf die Zeichnungen im Folgenden beschrieben. Kurze Beschreibung der Figuren Further aspects of the invention will be described below with reference to the drawings. Brief description of the figures
Fig. 1 zeigt exemplarisch eine Schaltbild zur Erläuterung der Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Phasen 1 und Fig. 1 shows an example of a circuit diagram for explaining the invention. Fig. 2 shows a diagram for explaining the phases 1 and
2 des erfinderischen Verfahrens. Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Phasen 1, 2 und 3 des erfinderischen Verfahrens. 2 of the inventive method. Fig. 3 is a diagram for explaining phases 1, 2 and 3 of the inventive method.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass eine Steuerschaltung mit dem Sollwert (von z.B. 1% des Lampenstroms) vor Zündung der Lampen aktiviert und initialisiert wird. The invention achieves the object by activating and initializing a control circuit with the setpoint (of, for example, 1% of the lamp current) prior to ignition of the lamps.
Zu Beginn einer ersten Phase sind daher die Lampen aus und die Steuerschaltung versucht den Lampenstrom auf den Sollwert zu regeln. Sie verringert dabei die Frequenz, mit der ein Wechselrichter getaktet/betrieben wird, über den die Lampen mit Wechselstrom versorgt werden. Dadurch steigt die Spannung an den Lampen. At the beginning of a first phase, therefore, the lamps are off and the control circuit tries to regulate the lamp current to the setpoint. It reduces the frequency with which an inverter is clocked / operated, via which the lamps are supplied with alternating current. This increases the voltage on the lamps.
Ist die Spannung groß genug zünden die Lampen und der Strom durch die Lampen beginnt zu fließen. Die Steuerschaltung ist zu diesem Zeitpunkt bereits aktiv und ist daher in der Lage, den Lampenstrom sehr schnell auf den Sollwert zu regeln. Dadurch kann ein Lichtblitz vermieden werden. Eine weitere Verbesserung kann noch dadurch erreicht werden, dass beide Frequenzen, die Zündfrequenz und die Frequenz für den Betrieb, so gewählt sind, dass sie nahe beieinander liegen. Die Steuerschaltung ist jedenfalls bei solch niedrigen Dimmwerten (im Bereich von 1%) sehr schnell. Zu Beginn einer zweiten Phase wird die Zündung erkannt . Dies erfolgt durch Überwachen eines DC-Offsets/ Gleichspannungsanteils der Lampenspannung. Wenn alle Lampenspannungen/jede Lampenspannung unter einem vorbestimmten Niveau liegen/liegt, erkennt die Steuerschaltung dass alle Lampen gezündet haben. Dies hat den Vorteil, dass in Anordnungen, in denen nicht der Lampenstrom jeder Lampe oder der Summenstrom aller Lampen erfasst werden kann, dennoch eine Zündungserkennung für alle Lampen möglich ist. If the voltage is high enough the lamps will light and the current through the lamps will start to flow. The control circuit is already active at this time and is therefore able to regulate the lamp current very quickly to the setpoint. As a result, a flash of light can be avoided. A further improvement can be achieved in that both frequencies, the ignition frequency and the frequency for the operation, are chosen so that they are close to each other. At any rate, the control circuit is very fast at such low dimming levels (in the range of 1%). At the beginning of a second phase, the ignition is detected. This is done by monitoring a DC offset / DC voltage component of the lamp voltage. If all lamp voltages / lamp voltage is below a predetermined level, the Control circuit that all lamps have ignited. This has the advantage that in arrangements in which not the lamp current of each lamp or the total current of all lamps can be detected, nevertheless a Zündungserkennung for all lamps is possible.
In der zweiten Phase wird erkannt, ob eine Lampe nicht gezündet hat. Wird dies erkannt, so leitet die Steuerschaltung eine dritte Phase ein. In the second phase it is detected if a lamp has not ignited. If this is detected, then the control circuit initiates a third phase.
In der dritten Phase erhöht die Steuerschaltung den Sollwert für den Lampenstrom, um den Strom in der gezündeten Lampe/den gezündeten Lampen zu steigern. Mindestens ein Symmetrietransformer sorgt dafür, dass eine hohe Spannung an der/den Lampe (n) anliegt, die noch nicht gezündet hat/haben. Der Sollwert wird erhöht, solange bis die DC-Spannung der/den nichtgezündeten Lampe (n) unter einen Schwellwert fällt. Fällt die DC-Spannung unter den Schwellwert, so signalisiert dies, dass eine Zündung erfolgt ist. In the third phase, the control circuit increases the lamp current set point to increase the current in the ignited lamp (s). At least one symmetry transformer ensures that a high voltage is applied to the lamp (s) that has not yet ignited. The setpoint is increased until the DC voltage of the non-ignited lamp (s) falls below a threshold. If the DC voltage falls below the threshold value, this indicates that an ignition has occurred.
In Fig. 1 ist eine exemplarische erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit zwei Lampen Lampl, Lamp2 gezeigt. In der Schaltungsanordnung bilden die Induktivität LI, die Kapazität Cr und die Kapazitäten Csl, Cs2 einen Schwingkreis für die Wandlung einer Rechteckspannung, die von einem Wechselrichter erzeugt wird, in eine Sinuswelle. Die Amplitude hängt dabei von der Frequenz f_HB der Halbbrücke ab. Die Lampenströme für die Lampen Lampl, Lamp2 werden durch einen Transformer (Symmetrietrafo Lsym) symmetrisch gehalten. In dem gezeigten Beispiel wird der Lampenstrom beider Lampen über den Shunt-Widerstand Rshunt ermittelt und über einen AD-Wandler an den Regler übermittelt. Die Steuerschaltung regelt die Wechselrichterfrequenz abhängig von dem ermittelten Lampenstrom und einem Sollwert für den Lampenstrom. FIG. 1 shows an exemplary circuit arrangement according to the invention with two lamps Lampl, Lamp2. In the circuit arrangement, the inductance LI, the capacitance Cr and the capacitances Csl, Cs2 form a resonant circuit for the conversion of a square-wave voltage generated by an inverter into a sine wave. The amplitude depends on the frequency f_HB of the half-bridge. The lamp currents for the lamps Lampl, Lamp2 are kept symmetrical by a transformer (symmetry transformer Lsym). In the example shown, the lamp current of both lamps is determined via the shunt resistor Rshunt and transmitted via an AD converter to the controller. The control circuit regulates the inverter frequency depending on the determined lamp current and a setpoint for the lamp current.
Die Widerstände Rdcl und Rdc2 dienen dazu, die Lampenspannung mit einem Gleichspannungs-/ -Stromanteil zu beaufschlagen. Die Lampenspannungen Vlampl und Vlamp2 werden einschließlich ihres DC-Offsets durch einen einfachen Spannungsteiler ermittelt. The resistors Rdcl and Rdc2 serve to supply the lamp voltage with a DC / -Stromanteil. The lamp voltages Vlampl and Vlamp2, including their DC offset, are determined by a simple voltage divider.
Mit Blick auf Fig. 2 wird nun das Schaltungsverhalten beschrieben. Fig. 2 zeigt das Verhalten der beiden Lampen aus Fig. 1 wenn beide Lampen Zünden. With reference to FIG. 2, the circuit behavior will now be described. Fig. 2 shows the behavior of the two lamps of Fig. 1 when both lamps are ignited.
In der ersten Phase muss die Zündspannung an den Lampen bereitgestellt werden. Dies erfolgt durch Starten des Reglers, der dann versucht auf den Sollwert für den Lampenstrom zu regeln. Da die Lampen noch nicht gezündet haben, wird die Steuerschaltung keinen Strom an dem Shunt messen und daher die Frequenz der Halbbrücke verringern. In der Folge beginnt die Steuerschaltung zu arbeiten und die Spannung Vlamp an den Lampen wird erhöht, bis die Lampen zünden. Haben beide Lampen gezündet, wird ein Strom an dem Shunt gemessen und die Steuerschaltung wird auf den Sollwert der Lampenströme (I_lampl, I_lamp2) sofort und direkt regeln, da keine Zeit für die Erkennung einer Zündung benötigt wird. Die Zündung wird vielmehr durch das Abfallen der DC-Spannung VlampDC direkt erkannt. Die Überprüfung, ob tatsächlich alle Lampen gezündet haben, findet dann in der zweiten Phase statt. Da die Steuerschaltung bei der Zündung bereits aktiv ist, kann sie sehr schnell auf den Betriebszustand regeln. In the first phase, the ignition voltage must be provided to the lamps. This is done by starting the controller, which then tries to control the setpoint for the lamp current. Since the lamps have not yet fired, the control circuit will not measure current at the shunt and therefore reduce the frequency of the half-bridge. As a result, the control circuit begins to operate and the voltage Vlamp across the lamps is increased until the lamps light. If both lamps have ignited, a current is measured at the shunt and the control circuit will immediately and directly control the setpoint of the lamp currents (I_lampl, I_lamp2) since no time is needed to detect an ignition. The ignition is rather detected directly by the drop of the DC voltage VlampDC. The check of whether all the lamps have actually ignited then takes place in the second phase. Because the Control circuit is already active at the ignition, it can regulate the operating state very quickly.
In der zweiten Phase wird eine DC-Spannung der Lampen ermittelt. Die DC-Spannung der Lampenspannungen Vlampl und Vlamp2 ist bei nichtgezündeten Lampen wegen des unendlichen Widerstands der Lampen maximal. Der Widerstand einer gezündeten Lampe verringert sich und die DC-Spannung wird folglich fallen. Wie oben bereits beschrieben kann somit eine Zündung einer Lampe erkannt werden, wenn die DC-Spannung der Lampe unter einen Schwellwert fällt. In the second phase, a DC voltage of the lamps is determined. The DC voltage of the lamp voltages Vlampl and Vlamp2 is maximum for non-ignited lamps because of the infinite resistance of the lamps. The resistance of a lit lamp will decrease and the DC voltage will drop. Thus, as already described above, an ignition of a lamp can be detected when the DC voltage of the lamp falls below a threshold value.
Unter normalen Umständen werden alle Lampen in der ersten Phase gezündet. Liegen allerdings besondere Umstände vor, z.B. 'wenn eine Lampe defekt oder kalt ist, eine falsche Lampe angeschlossen ist oder eine Lampe nicht richtig verbunden oder eingesetzt ist, werden nicht alle Lampen gezündet. In der dritten Phase (Fig. 3) wird der Sollwert der Steuerschaltung daher erhöht, um die weiteren Lampen doch noch zu zünden. Under normal circumstances, all lamps are fired in the first phase. However, if there are special circumstances, e.g. 'If a lamp is broken or cold, a wrong lamp is connected, or a lamp is improperly connected or inserted, not all lamps will be lit. In the third phase (FIG. 3), the nominal value of the control circuit is therefore increased in order to still ignite the further lamps.
Die dritte Phase wird dabei z.B. nur eingeleitet, wenn in der zweiten Phase erkannt wurde, dass eine Lampe nicht gezündet hat. Wenn der Sollwert für die Steuerschaltung erhöht wird, wird auch der Strom in der gezündeten Lampe erhöht. Daher steigt die Differenz der Lampenströme zwischen beiden Lampen an, wodurch an dem Symmetrie- Transformer/Symmetrietrafo eine Asymmetrie entsteht. Uber den Symmetrietrafo wird dann die Spannung an der nichtgezündeten Lampe erhöht. Der Sollwert wird dabei erhöht, bis die zweite Lampe auch zündet. Wenn auch die zweite Lampe gezündet hat und dies erkannt wurde, kann der Sollwert für den Regler auf den initialen Wert zurückgesetzt werden. Fig. 3 zeigt das Verhalten, wenn eine Lampe nicht zur selben Zeit wie die andere (n) gezündet wurde. In der zweiten Phase wird erkannt, dass die Lampe Lamp2 nicht gezündet hat, die Steuerschaltung also so regelt, dass beide Lampenströme über die gezündete Lampe fließen. The third phase is initiated, for example, only if it was recognized in the second phase that a lamp has not ignited. As the setpoint for the control circuit is increased, the current in the lit lamp is also increased. Therefore, the difference in the lamp currents between the two lamps increases, causing an asymmetry on the symmetry transformer / symmetry transformer. The voltage across the non-ignited lamp is then increased via the symmetry transformer. The setpoint is increased until the second lamp ignites. If the second lamp has also ignited and this has been detected, the setpoint for the controller can be reset to the initial value. Fig. 3 shows the behavior when one lamp was not ignited at the same time as the other one. In the second phase it is detected that the lamp has not ignited Lamp2, so controls the control circuit so that both lamp currents flow through the ignited lamp.
Wenn also eine der Lampen zündet, nimmt deren DC-Anteil der Lampenspannung sprunghaft ab. Dagegen wird der DC- Anteil der Lampenspannung der nicht gezündeten Lampe nicht abnehmen. Dies führt dazu, dass der Sollwert für den Lampenstrom (regulator target) solange erhöht wird, bis anhand des DC-Anteils dieser nicht gezündeten Lampe das Zünden dieser Lampe erkannt wird. Unmittelbar nach Erkennung des Zündens der zweiten Lampe (sprunghafter Abfall des DC-Anteils der Lampenspannung dieser Lampe) wird dann der Sollwert für den Lampenstrom (regulator target) wieder ggf. sprunghaft auf den vorherigen, sehr niedrigen Wert (beispielsweise 1%) zurückgesetzt. So if one of the lamps ignites, their DC component of the lamp voltage decreases abruptly. In contrast, the DC component of the lamp voltage of the unillustrated lamp will not decrease. As a result, the target value for the lamp current (regulator target) is increased until the ignition of this lamp is detected on the basis of the DC component of this unlit lamp. Immediately after detection of the ignition of the second lamp (sudden drop in the DC component of the lamp voltage of this lamp), the setpoint value for the lamp current (regulator target) is then again suddenly jumped back to the previous, very low value (for example 1%).
In der ersten Phase kann die Steuerschaltung direkt oder indirekt die Wechselrichterfrequenz von oben her kommend in Richtung der Resonanzfrequenz solange verringern, bis die Zündung der Lampe oder der mehreren Lampen erkannt wird. Vorzugsweise erfolgt die Zündung der Lampe bei einer Wechselrichterfrequenz, die auch nach dem Zünden einem niedrigen Dimmwert entspricht . Es wird also der Lampenstrom-Regelkreis zum Regeln der Zündung verwendet. Wenn eine der in Fig. 1 gezeigten parallel geschalteten Lampen während des Betriebs durch einenIn the first phase, the control circuit may directly or indirectly reduce the inverter frequency from above in the direction of the resonant frequency until the ignition of the lamp or of the plurality of lamps is detected. Preferably, the ignition of the lamp takes place at an inverter frequency which corresponds to a low dimming value even after ignition. Thus, the lamp current control circuit is used to control the ignition. When one of the parallel-connected lamps shown in Fig. 1 during operation by a
Unterbrechungsfehler ausfällt, wird sich der separat zu einem Lampensummenstrom erfasste Gleichspannungsanteil der jeweiligen Lampe (Erfassung wie Lampl, Lamp2) erhöhen, insbesondere verdoppeln. Dies kann in die Regelung dahingehend einfließen, dass dann der Sollwert für den Summenstrom für die verbleibende Lampe reduziert wird, d.h. bei zwei Lampen, von denen eine ausgefallen ist, insbesondere halbiert wird. If there is an interruption failure, the DC voltage component of the respective lamp (detection such as Lampl, Lamp2) detected separately from a lamp summation current will increase. in particular, double. This can be incorporated into the regulation to the effect that then the setpoint for the total current for the remaining lamp is reduced, that is halved in particular with two lamps, one of which has failed.
Vorzugsweise wird in der dritten Phase der Sollwert für den Lampensummenstrom erhöht, um so über den Symmetrietrafo Lsym mehr Leistung zu der nichtgezündeten Lampe zu bringen und diese doch noch zum Zünden zu veranlassen. Wenn dies nach einer vorgegebenen Zeitdauer nicht erfolgreich ist, können beide Lampen abgeschaltet werden, indem der Betrieb des Wechselrichters gestoppt wird. Preferably, in the third phase, the setpoint value for the lamp total current is increased so as to bring more power to the non-ignited lamp via the symmetry transformer Lsym and still cause it to ignite. If this is unsuccessful after a predetermined period of time, both lamps can be turned off by stopping the operation of the inverter.
Messungen haben gezeigt, dass der Zündansatz gemäß der vorliegenden Erfindung dazu führt, dass die Steuerschaltung einen etwaigen Lichtblitz sehr kurz halten kann, da er sehr schnell auf den niedrigen Sollwert zurückregelt. Measurements have shown that the ignition lug according to the present invention results in the control circuit being able to keep a very short flash of light possible, since it very quickly returns to the low setpoint value.
Es ist natürlich zu verstehen, dass sich das erfindungsgemäße Verfahren auch für mehr als zwei parallel geschaltete Lampen einsetzen lässt. Of course, it should be understood that the method according to the invention can also be used for more than two lamps connected in parallel.

Claims

Ansprüche claims
Verfahren zum Zünden mindestens einerMethod for igniting at least one
Gasentladungslampe (Lampl) mittels einesGas discharge lamp (Lampl) by means of a
Wechselrichters, der einen die Gasentladungslampe aufweisenden Lastkreis mit AC-Spannung versorgt, wobei der Lastkreis einen Resonanzkreis aufweist, wobei das Verfahren aufweist: Inverter supplying AC voltage to a load circuit having the gas discharge lamp, the load circuit having a resonant circuit, the method comprising:
Aktivieren eines Lampenstrom-Regelkreises, der direkt oder indirekt den Lampenstrom durch die Gasentladungslampe (Lampl) erfasst und diesen auf einen vorgegeben Sollwert für den Lampenstrom regelt, wobei der Lampenstrom-Regelkreis die Frequenz des Wechselrichters von einer höheren Frequenz aus in Richtung der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises verringert, bis die Gasentladungslampe (Lampl) zündet, um unmittelbar nach der Zündung den dann fließenden Lampenstrom auf den Sollwert zu regeln.  Activating a lamp current control loop which directly or indirectly senses the lamp current through the gas discharge lamp (Lampl) and regulates it to a predetermined set point for the lamp current, the lamp current control loop adjusting the frequency of the inverter from a higher frequency towards the resonant frequency of the resonant circuit decreases until the gas discharge lamp (Lampl) ignites, in order to regulate the then flowing lamp current to the desired value immediately after ignition.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Lampenstrom an einem Messwiderstand (Rshunt) an der kalten Seite der Gasentladungslampe (Lampl) erfasst wird. The method of claim 1, wherein the lamp current is detected at a measuring resistor (Rshunt) on the cold side of the gas discharge lamp (Lampl).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens zwei Gasentladungslampen (Lampl, Lamp2) parallel über den Wechselrichter versorgt werden und über den Messwiderstand (Rshunt) ein Summenstrom der einzelnen Lampenströme erfasst wird. The method of claim 1 or 2, wherein at least two gas discharge lamps (Lampl, Lamp2) are supplied in parallel via the inverter and via the measuring resistor (Rshunt) a total current of the individual lamp currents is detected.
4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei die Versorgungspannung jeder Gasentladungslampe (Lampl, Lamp2) mit einem Gleichspannungsanteil beaufschlagt wird. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei ein Gleichspannungsanteil (Vlampl, Vlamp2) für jede Gasentladungslampe (Lampl, Lamp2) erfasst wird, um einen Zustand der jeweiligen Gasentladungslampe4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the supply voltage of each gas discharge lamp (Lampl, Lamp2) is applied with a DC voltage component. Method according to one of the preceding claims, wherein a DC voltage component (Vlampl, Vlamp2) for each gas discharge lamp (Lampl, Lamp2) is detected to a state of the respective gas discharge lamp
(Lampl, Lamp2) zu bestimmen und/oder den Lampenstrom abhängig von dem erfassten Gleichspannungsanteil(Lampl, Lamp2) to determine and / or the lamp current depending on the detected DC component
(Vlampl, Vlamp2) zu regeln. (Vlampl, Vlamp2).
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Sollwert abhängig von dem bestimmten Zustand der Gasentladungslampen (Lampl, Lamp2) erhöht wird, um über einen Symmetriertrafo (Lsym) eine Spannung an einer nichtgezündeten Gasentladungslampe (Lamp2) zu erhöhen. Method according to one of the preceding claims, wherein the setpoint is increased depending on the particular state of the gas discharge lamps (Lampl, Lamp2) in order to increase a voltage across a non-ignited gas discharge lamp (Lamp2) via a balancing transformer (Lsym).
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Sollwert einem Lampenstrom entspricht, der zu einem Lichtleistungswert von 1% an der mindestens einen Gasentladungslampe (Lampl) führt. Method according to one of the preceding claims, wherein the desired value corresponds to a lamp current, which leads to a light power value of 1% at the at least one gas discharge lamp (Lampl).
Vorschaltgerät für mindestens eine Gasentladungslampe (Lampl) , mit einem Wechselrichter, der einen die Gasentladungslampe aufweisenden Lastkreis mit AC- Spannung versorgt, wobei der Lastkreis einen Resonanzkreis aufweist, und einer Steuerschaltung (SS) , wobei die Steuerschaltung (SS) in einem Lampenstrom- Regelkreises direkt oder indirekt den Lampenstrom durch die Gasentladungslampe (Lampl) erfasst und diesen auf einen vorgegeben Sollwert für den Lampenstrom regelt, wobei die Steuerschaltung (SS) in dem Lampenstrom-Regelkreis die Frequenz des Wechselrichters von einer höheren Frequenz aus in Richtung der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises verringert, bis die Gasentladungslampe (Lampl) zündet, um unmittelbar nach der Zündung den dann fließenden Lampenstrom auf den Sollwert zu regeln. Ballast for at least one gas discharge lamp (Lampl), comprising an inverter which supplies AC voltage to a load circuit having the gas discharge lamp, the load circuit having a resonant circuit, and a control circuit (SS), the control circuit (SS) being in a lamp current control circuit directly or indirectly detects the lamp current through the gas discharge lamp (Lampl) and controls this to a predetermined setpoint for the lamp current, wherein the control circuit (SS) in the lamp current control loop, the frequency of the inverter from a higher frequency in Direction of the resonant frequency of the resonant circuit is reduced until the gas discharge lamp (Lampl) ignites to control the then flowing lamp current to the setpoint immediately after ignition.
Schaltung, insbesondere μ€ oder ASIC, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Circuit, in particular μ € or ASIC, which is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 7.
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