EP0594880B1 - Procédé et circuit d'amorçage de lampes fluorescentes lorsque les électrodes de préchauffage ont atteint une température donnée - Google Patents

Procédé et circuit d'amorçage de lampes fluorescentes lorsque les électrodes de préchauffage ont atteint une température donnée Download PDF

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EP0594880B1
EP0594880B1 EP92118404A EP92118404A EP0594880B1 EP 0594880 B1 EP0594880 B1 EP 0594880B1 EP 92118404 A EP92118404 A EP 92118404A EP 92118404 A EP92118404 A EP 92118404A EP 0594880 B1 EP0594880 B1 EP 0594880B1
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    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/26Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
    • H05B41/28Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
    • H05B41/295Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
    • HELECTRICITY
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    • H05B41/04Starting switches
    • H05B41/042Starting switches using semiconductor devices
    • H05B41/044Starting switches using semiconductor devices for lamp provided with pre-heating electrodes
    • H05B41/046Starting switches using semiconductor devices for lamp provided with pre-heating electrodes using controlled semiconductor devices

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a circuit arrangement to carry out the procedure.
  • the lamp cathodes are preheated by fluorescent lamps, before the ignition voltage to the fluorescent lamp is created. This will increase the lifespan of the fluorescent lamp significantly extended compared to a cold ignition. From EP-A-0 118 309 and DE-OS-32 02 445 Circuit arrangements are known in which the duration the preheating of the lamp cathodes is fixed. If the duration of preheating the lamp cathodes on this way it is set at essentially constant preheating current the different types of Fluorescent lamps with different resistance values Lamp cathodes heated unevenly. Because the optimal Lamp cathode temperature at ignition between Is 600 and 700 ° C, it is practically not possible an optimal duration for all types of fluorescent lamps the preheating time.
  • the object of the invention is therefore a Process for preheating and lighting fluorescent lamps to create, or a circuit arrangement for implementation the process, which is optimal and different Resistance values of the lamp cathodes independent Duration of the preheating time is achieved.
  • This known circuit arrangement corresponds the inductive operation of the fluorescent lamp at mains frequency (50-60 Hz).
  • the switch S is an electronic starter, e.g. in the Document EP-A-0 118 309.
  • the lamp cathode this switch is closed and opened after a pre-set period of time.
  • the switch is opened, the current flows through the Throttle Ld interrupted and by the at the throttle Ld induced voltage, the fluorescent lamp LL is ignited.
  • the value of the inductance of the inductor Ld by determines the lamp voltage and lamp current during operation the duration of the preheating time for the given preheating current so that the Fluorescent lamps ignited with the lowest-resistance cathode can be. This turns the fluorescent lamps with high-resistance lamp cathodes for too long with this preheating current operated what such fluorescent lamps unnecessary overheated and shortened their lifespan.
  • This series resonance circuit will used in electronic ballasts, in which the fluorescent lamp with higher frequency (20-90 kHz) is operated.
  • the frequency compared to the resonance frequency of the resonance circuit so changed that over the resonance capacitor and with that voltage above the fluorescent lamp none Ignition of the fluorescent lamp causes, and being an im substantially constant current through the lamp cathodes LK1 and LK2 flow and preheat them.
  • the fixed preselected duration of the preheating phase is the Frequency close to the resonant frequency of the resonant circuit brought and thereby the voltage across the resonance capacitor Cr so increased that the fluorescent lamp is ignited.
  • FIG. 3 shows the time profiles of the lamp cathode voltages V k of a low-resistance lamp cathode V KN and a high-resistance lamp cathode V KH when both lamp cathodes are preheated with essentially the same preheating current and for the same period of time.
  • the preheating current is switched on and the lamp cathode voltage V k is directly proportional to the resistance of the cold lamp cathodes.
  • the heating power P H currently delivered to the lamp cathodes is equal to the product of the preheating current in second power and the resistance of the lamp cathode.
  • the cathode temperature of the lamp is now determined before the ignition.
  • the lamp cathodes are made of tungsten wire with a temperature coefficient of 0.5% / K. From the measurement of the lamp cathode voltage V k , the temperature of the lamp cathode can be deduced directly if the voltage of the cold lamp cathode is known.
  • the Duration of preheat time determined so that a preselected Temperature of the lamp cathode is reached. Is this Temperature e.g. 600 ° C, the ratio of Resistance of the hot lamp cathode to the resistor the cold lamp cathode about 3. Ignition of the lamp can therefore be initiated if the resistance determined the hot cathode three times that previously determined Resistance of the cold cathode is.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a circuit arrangement which enables the method according to the invention to be carried out.
  • the lamp cathode voltage V k is rectified and its peak value is measured on a capacitor C1.
  • the peak value of the first half-wave which corresponds to the voltage across the cold lamp cathode or the resistance of the cold cathode, is stored in a capacitor C2 using a sample and hold circuit SH.
  • the peak value of the current lamp cathode voltage increases continuously.
  • the duration of the preheating phase is determined so that the lamp cathodes are always brought to the same temperature.
  • V Kheiss / V Cold (R2 + R3) / R3
  • R2 2R3
  • the duration of the preheating phase is preferably limited to a maximum value (e.g. 2 seconds) if, for various reasons, e.g. preheating current that is too low or cathodes that are already hot after a brief power failure, it is not possible to reach the preselected ratio V Kheiss / V Kkalt .
  • FIG. 6 shows another circuit arrangement with which the method according to the invention can also be carried out.
  • the peak value of the lamp cathode voltage is measured with the aid of an A / D converter AD and the measured values are forwarded to a microprocessor MP.
  • a microprocessor MP By numerically comparing the value measured first at the beginning of the preheating phase and the current value of the lamp cathode voltage, it is possible to end the preheating phase when the preselected ratio V Kheiss / V Kkalt is reached and to apply the ignition voltage to precisely preheated lamp cathodes .
  • FIGS. 5 and 6 can be used regardless of whether the Fluorescent lamp with mains frequency or with higher frequencies is operated.
  • Figure 7 is another circuit arrangement shown with several fluorescent lamps. At several fluorescent lamps, it can be advantageous to Measurement of the average temperature of the lamp cathodes to detect multiple lamp cathode voltages in series.
  • the main purpose of the invention is based on the temperature of the lamp cathodes precisely coordinated, optimal duration of the preheating time to achieve.
  • the procedure is based on the temperature of the lamp cathodes precisely coordinated, optimal duration of the preheating time to achieve.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Claims (11)

  1. Méthode pour préchauffer et allumer au moins une lampe fluorescente (LL) comportant des cathodes de lampe chauffables (LK1, LK2), celles-ci étant tout d'abord préchauffées, après l'enclenchement de la tension d'alimentation de la lampe, au moyen d'un circuit alimenté par cette tension et de manière à ne pas délivrer à la lampe (LL) une tension suffisante pour l'allumer durant la phase de préchauffage, une tension d'allumage étant appliquée à la lampe après une certaine durée de préchauffage, la résistance d'au moins une cathode de lampe où la tension sur une des cathodes de lampe étant mesurée pendant la phase de préchauffage et la durée du préchauffage étant déterminée en fonction de cette mesure, caractérisée en ce qu'immédiatement après l'enclenchement de la tension d'alimentation une mesure de la résistance ou de la tension est effectuée au travers de la cathode de lampe froide et sa valeur stockée, qu'ensuite des valeurs momentanées de la résistance ou de la tension au travers de la cathode de lampe progressivement échauffée sont mesurées, que la valeur stockée est comparée à la valeur momentanée de la résistance ou de la tension au travers de la cathode de lampe chaude, et que la tension d'allumage est appliquée à la lampe fluorescente (LL) une fois qu'un rapport déterminé de la valeur momentanée à la valeur stockée de la résistance ou de la tension au travers de la cathode de lampe est atteint.
  2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'on détermine une durée maximale de la phase de préchauffage après laquelle l'allumage est déclenché indépendamment de la mesure.
  3. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on choisit le rapport déterminé de la résistance ou de la tension au travers de la cathode de lampe chaude à la résistance ou à la tension au travers de la cathode de lampe froide de façon à ce que les cathodes de lampe atteignent une température située dans l'intervalle compris entre 450 et 900°C avant l'application de la tension d'allumage.
  4. Méthode selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'on choisit la durée maximale de la phase de préchauffage de la lampe fluorescente dans l'intervalle compris entre 1 et 5 secondes.
  5. Méthode selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'on redresse la tension de la cathode de lampe, que la tension mesurée au travers de la cathode froide est stockée dans un condensateur (C2) et comparée avec la tension momentanée, redressée et réduite par l'intermédiaire d'un diviseur de tension (R2, R3), de la cathode de lampe au moyen d'un comparateur (COM) jusqu'à ce que la tension stockée de la cathode de lampe froide coïncide avec la tension momentanée réduite de la cathode de lampe chaude, et que l'on applique la tension d'allumage à la lampe fluorescente après le basculement du signal de sortie du comparateur (COM).
  6. Méthode selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'on mesure périodiquement la tension de la cathode de lampe au moyen d'un convertisseur analogique-digital, que l'on stocke la première valeur mesurée, qui appartient à la cathode froide, dans la mémoire d'un micro-ordinateur, que l'on compare numériquement les mesures ultérieures de la tension au travers de la cathode chaude avec la valeur mémorisée jusqu'à obtention d'une coïncidence prédéterminée des valeurs numériques, après quoi l'on applique la tension d'allumage à la lampe fluorescente.
  7. Circuit électrique pour la mise en oeuvre de la méthode selon une des revendications 1 à 6, avec un circuit de mesure pour déterminer la tension de la cathode de lampe, caractérisé par un moyen pour mémoriser la valeur mesurée de la tension au travers de la cathode de lampe froide, et un moyen de comparaison pour comparer la tension mémorisée avec une tension momentanée.
  8. Circuit électrique selon la revendication 7, caractérisé par l'agencement, en parallèle avec la cathode de lampe, d'un ensemble en série comportant une diode, une résistance (R1) et un condensateur (C1) destiné à retenir la valeur maximale de la tension de la cathode de lampe.
  9. Circuit électrique selon une des revendications 7 ou 8, caractérisé par un convertisseur analogique-digital (AD) et un microprocesseur (MP) pour traiter les signaux du convertisseur analogique-digital.
  10. Circuit électrique selon une des revendications 7 ou 8, caractérisé par un circuit auxiliaire (SH) pour saisir et maintenir un échantillon de la tension de la cathode de lampe froide, et par un circuit comparateur (COM) apte à comparer la valeur à froid et la valeur momentanée de la cathode de lampe.
  11. Circuit électrique selon une des revendications 7 à 10 pour alimenter l'agencement en série d'au moins deux lampes fluorescentes, les cathodes de lampe (LK3; LK4; LK5; LK6) voisines des lampes fluorescentes étant connectées en série et chaque telle connection en série mise en parallèle avec un second enroulement d'un transformateur de séparation additionnel correspondant (TR5.2; TR6.2), chaque premier enroulement correspondant du transformateur de séparation (TR5.1, TR6.1) étant connecté en série, caractérisé en ce que le circuit de mesure de la tension de la cathode de lampe est prévu pour mesurer la tension de plusieurs cathodes de lampe.
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