EP1886541B1 - Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe mit temperaturausgleich - Google Patents

Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe mit temperaturausgleich Download PDF

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EP1886541B1
EP1886541B1 EP06761647A EP06761647A EP1886541B1 EP 1886541 B1 EP1886541 B1 EP 1886541B1 EP 06761647 A EP06761647 A EP 06761647A EP 06761647 A EP06761647 A EP 06761647A EP 1886541 B1 EP1886541 B1 EP 1886541B1
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EP
European Patent Office
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temperature
circuit
dependent
discharge lamp
designed
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Klaus Fischer
Josef Kreittmayr
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Osram GmbH
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Osram GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/285—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2851—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions
    • H05B41/2856—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the circuit against abnormal operating conditions against internal abnormal circuit conditions

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for operating a discharge lamp.
  • a discharge lamp In low-pressure discharge lamps, there is an optimum operating point, which is approximately defined by the optimal for the gas discharge vapor pressure in the discharge lamp. This optimum vapor pressure is set at a certain ambient temperature of the lamp and a certain lamp current. The burning voltage then reaches its maximum. For larger (and smaller) ambient temperatures, the burning voltage drops when the lamp current is kept constant.
  • the EP 0 848 580 A1 discloses an electronic ballast for operating a discharge lamp equipped with a thermal safety circuit which inhibits the operation of the ballast when the temperature or voltage across the lamp exceeds a predetermined value.
  • the conventional electronic ballast with a circuit arrangement for operating a low-pressure discharge lamp is dispensed with an active control of the lamp power regardless of the input voltage.
  • the lamp in the case of mains undervoltage, the lamp has a lower power consumption and a lower luminous flux, but in the case of mains overvoltage a higher power consumption and a higher luminous flux than during operation with rated mains voltage. Since the power consumption of the lamp is not regulated, changes in the above-mentioned thermally induced change in the burning voltage of
  • Power consumption of the lamp is not regulated, changes in the above-mentioned thermally induced change in the burning voltage of the output current of the electric ballast.
  • An increased output current in turn leads to a rise in temperature of the lamp and thus to a further decrease in the operating voltage.
  • This positive feedback amplifies the effect of the decrease in internal combustion voltage with increasing ambient temperature.
  • An increasing ambient temperature thus causes an increase in the currents in the lamp or in the circuit arrangement, which has increased losses and thus a further heating of the components of the electrical ballast result. It can lead to thermal overloads of the system or individual components.
  • inexpensive components should be usable.
  • power-determining components of the circuit arrangement are designed to be temperature-dependent that the power consumption of the lamp is limited with increasing temperature.
  • a ferrite material with a low Curie temperature may be used to achieve the desired effect;
  • a ceramic material with a temperature-dependent dielectric constant may be used for ceramic capacitances.
  • power-determining components may be those components which have an influence on the operating frequency with which the lamp is operated, whereby the current which is applied to the lamp is influenced.
  • the circuit after the EP 0 781 077 B1 is a circuit arrangement for operating a discharge lamp, in particular a low-pressure discharge lamp, with a load circuit having at least one current-limiting Resonanzindukt culinary and at least one capacitor, and with a free-running inverter, which is designed as a half or full bridge circuit with at least two switching elements.
  • the circuit arrangement further has a drive circuit for driving the switching elements, which has an LC parallel resonant circuit which consists of a capacitance and an inductance discharging this capacitance.
  • the LC parallel resonant circuit is parallel to a branch which forms the switching path between the control and reference electrodes of a switching element, wherein the current-limiting Resonanzindukt technically the load circuit carries an auxiliary winding which is galvanically connected to the LC parallel resonant circuit via a resistor.
  • Both the capacitance and the inductance of the LC parallel resonant circuit can now be temperature-dependent.
  • Either a temperature-dependent capacitor can be used for the capacitance or for the inductance a temperature-dependent throttle or both.
  • the full capacity or inductance is not designed to be temperature-dependent.
  • the capacitance may consist of two capacitors, of which one capacitor is temperature-independent and the second is temperature-dependent.
  • the same is possible with the throttle, it can be provided for realizing the inductance two throttles, one of which is temperature-independent and the other is temperature-dependent.
  • the components are each in series with each other.
  • the frequency of the LC parallel resonant circuit changes depending on the temperature. Accordingly, the driving of the entire circuit is temperature-dependent, and the operating frequency of the circuit increases with temperature, and the currents in the components of the circuit become smaller, the current in the lamp is smaller and the thermal load of the system is limited.
  • the circuit arrangement EP 0 530 603 B1 is a circuit arrangement for operating a discharge lamp, in particular a low-pressure discharge lamp, with a load circuit having at least one current-limiting Resonanzindukt culinary and at least one capacitor, and with a free-running inverter, which is designed as a half-bridge circuit with at least two switching elements, and with a drive circuit for controlling the Switching elements, wherein the drive circuit comprises an RC element.
  • the resistance of the RC element is in this case the one which is galvanically connected to an auxiliary winding carried by the current-limiting resonance inductance of the load circuit.
  • the RC element also influences the operating frequency with its low-pass behavior, so that the capacitance can also be temperature-dependent. Again, it is possible to provide two capacitors in series, one of which is temperature-independent and the other is temperature-dependent.
  • circuit arrangement for operating a low-pressure discharge lamp EL is from the EP 0 781 077 B1 known.
  • This is a half-bridge arrangement with two transistors T1 and T2, which are controlled by a common drive circuit AS.
  • This drive circuit consists of a secondary winding HW1 on a current limiting the lamp current inductor L1, which via a resistor R2 a parallel resonant circuit C2a, L2a excites.
  • the alternating voltage which is applied by this parallel resonant circuit to the control inputs of the complementary half-bridge transistors, leads to an alternating switching on of the two transistors T1 and T2, whereby the voltage applied to the capacitor C1 DC voltage in a known manner in a high-frequency AC voltage to supply the load circuit (consisting of C5 , C6, C7, C8, KL, EL, R3 and L1) is transformed.
  • the LC parallel resonant circuit of C2a and L2a is thus galvanically connected to the energy input from the load circuit to the auxiliary winding HW1 via the resistor R2.
  • TS The element designated here with TS need not be described in detail. It is a start-up circuit used to start the self-oscillating oscillation.
  • the operating frequency at which the resonant circuit is fed is strongly dependent on the natural resonant frequency of the resonant circuit consisting of C2a and L2a.
  • the components C2a and L2a are thus power-determining components, because the natural resonance frequency over the Operating frequency of the circuit affects the current with which the lamp EL is applied.
  • the capacitance C2a or the inductance L2a is now temperature-dependent.
  • the capacitance or the inductance should decrease and thus the natural resonance frequency of the parallel resonant circuit increase.
  • the operating frequency of the circuit arrangement and thus the AC resistance of the lamp inductor L1 increases with increasing temperature.
  • the currents in the components of the circuit arrangement and in the lamp thereby become smaller, and the thermal load of the system is limited.
  • the capacitance consists of two capacitors C2 and C3, of which the capacitor C2 has a temperature-independent value which corresponds approximately to the maximum value of the capacity desired at minimum temperature.
  • the second capacitor C3 should have a significantly greater value than the capacitor C2 at lower temperature, so that the total capacitance of the series circuit of C2 and C3 is defined essentially by the size of C2. As the temperature rises, the capacitance of C3 should be much smaller, which reduces the total capacity of the series circuit. At maximum temperature, the capacity should reach a minimum value.
  • the capacitance of the capacitor C3 is decreasing linearly assuming a value of 3.3 nF up to about 100 ° Celsius (in the model these are only approximations). At 100 ° Celsius, therefore, the total capacity drops to almost half of the value at 10 ° Celsius.
  • FIG. 5 is the dependence of the natural resonant frequency of the parallel resonant circuit of the above type of the temperature of the capacitor C3 shown.
  • the inductance L2a may also be formed such that it consists of two inductors L2 and L3 in series, as in FIG. 3 is shown.
  • One of the chokes, L2 has a temperature independent value approximately equal to the minimum value desired at maximum temperature.
  • the second reactor L3 should have such a value at low temperature, with which the total inductance of the series circuit of L2 and L3 corresponds to the value required for normal temperatures. As the temperature rises, the inductance of L3 should become significantly smaller until it reaches a minimum value at maximum temperature.
  • both the capacitance C2a and the inductance L2a each consist of temperature-dependent elements in series with temperature-independent elements.
  • the use of the circuit from the EP 0 781 077 B1 is only an example and serves to explain what is meant by performance-determining component.
  • the circuit arrangement EP 0 530 603 B1 is in essential parts with the here with reference to the in FIG. 1 illustrated circuit arrangement of the EP 0 781 077 B1 identical, wherein in the drive circuit, the throttle L2a is to be omitted.
  • an LC parallel resonant circuit results in an RC element whose low-pass characteristics have a similar influence on the operating frequency.
  • the invention also provides for this circuit, the capacity of the drive circuit form temperature-dependent. This can be done in particular on the basis of two capacitors, which are connected in series, one of which is highly temperature-dependent and the other is independent of temperature.
  • power-determining component in the sense of the invention does not mean every component which has a marginal effect on the power, but components which are suitable for appreciably influencing the power consumption of the lamp in the case of a temperature-dependent design, so as to have a visible effect to cause the temperature control.

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe. Bei Niederdruckentladungslampen gibt es einen optimalen Betriebspunkt, der annähernd durch den für die Gasentladung optimalen Dampfdruck in der Entladungslampe definiert ist. Dieser optimale Dampfdruck stellt sich bei einer bestimmten Umgebungstemperatur der Lampe und einem bestimmten Lampenstrom ein. Die Brennspannung erreicht dann ihr Maximum. Bei größeren (und kleineren) Umgebungstemperaturen fällt die Brennspannung ab, wenn der Lampenstrom konstant gehalten wird.
    • Stand der Technik
  • Die EP 0 848 580 A1 offenbart ein elektronisches Vorschaltgerät zum Betrieb einer Entladungslampe, das mit einem thermischen Sicherheitsschaltkreis ausgestattet ist, der den Betrieb des Vorschaltgerätes unterbindet, wenn die Temperatur oder die Spannung an der Lampe einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  • Beim üblichen elektronischen Vorschaltgerät mit einer Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe wird auf eine aktive Regelung der Lampenleistung unabhängig von der Eingangsspannung verzichtet. Insbesondere weist die Lampe bei Netz-Unterspannung eine geringere Leistungsaufnahme und einen geringeren Lichtstrom, bei Netz-Überspannung jedoch eine höhere Leistungsaufnahme und einen höheren Lichtstrom auf als beim Betrieb mit Netz-Nennspannung. Da die Leistungsaufnahme der Lampe nicht geregelt wird, ändert sich bei der oben genannten thermisch bedingten Änderung der Brennspannung der
  • Leistungsaufnahme der Lampe nicht geregelt wird, ändert sich bei der oben genannten thermisch bedingten Änderung der Brennspannung der Ausgangsstrom des elektrischen Vorschaltgeräts. Ein erhöhter Ausgangsstrom führt wiederum zu einem Temperaturanstieg der Lampe und damit zu einer weiteren Abnahme der Brennspannung. Diese Mitkopplung verstärkt den Effekt der Brennspannungsabnahme bei steigender Umgebungstemperatur.
  • Eine ansteigende Umgebungstemperatur bedingt also eine Zunahme der Ströme in der Lampe oder in der Schaltungsanordnung, was erhöhte Verluste und damit ein weiteres Erhitzen der Bauteile des elektrischen Vorschaltgeräts zur Folge hat. Es kann zu thermischen Überlastungen des Systems oder einzelner Bauteile kommen.
  • Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik müssten für die Schaltungsanordnung Bauteile verwendet werden, die auch im schlimmsten Falle ("worst case"), beispielsweise bei einem Betrieb an Überspannung oder einer hohen Umgebungstemperatur, der thermischen Belastung standhalten. Vor allem bei Transistoren und Kondensatoren entstehen dadurch höhere Bauteilkosten.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe der oben genannten Art derart zu verbessern, dass mit ausreichender Zuverlässigkeit thermische Überlastungen der Bauteile der Lampe verhindert werden. Es sollen insbesondere kostengünstige Bauteile verwendbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung gemäß dem Anspruch 1 oder 3 gelöst.
  • Demnach werden leistungsbestimmende Bauteile der Schaltungsanordnung so temperaturabhängig ausgeführt, dass bei steigender Temperatur die Leistungsaufnahme der Lampe begrenzt wird.
  • Für Drosseln bietet sich zur Erreichung des gewünschten Effekts beispielsweise die Verwendung eines Ferritmaterials mit niedriger Curie-Temperatur an, für keramische Kapazitäten kann ein Keramikmaterial mit temperaturabhängiger Dielektrizitätskonstante verwendet werden.
  • Leistungsbestimmende Bauteile können insbesondere solche Bauteile sein, die einen Einfluss auf die Betriebsfrequenz haben, mit der die Lampe betrieben wird, wodurch der Strom, mit dem die Lampe beaufschlagt wird, beeinflusst wird.
  • Beispielhaft seien hierzu eine Schaltung nach der EP 0 781 077 B1 oder auch nach der EP 0 530 603 B1 genannt.
  • Die Schaltung nach der EP 0 781 077 B1 ist eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe, insbesondere einer Niederdruckentladungslampe, mit einem Lastkreis, der mindestens eine strombegrenzende Resonanzinduktivität und mindestens einen Kondensator aufweist, sowie mit einem freischwingenden Inverter, der als Halb- oder Vollbrückenschaltung mit mindestens zwei Schaltelementen ausgebildet ist. Die Schaltungsanordnung weist ferner eine Ansteuerschaltung zum Ansteuern der Schaltelemente auf, welche einen LC-Parallelschwingkreis aufweist, der aus einer Kapazität und einer diese Kapazität entladenden Induktivität besteht.
  • Bevorzugt steht der LC-Parallelschwingkreis parallel zu einem Zweig, der die Schaltstrecke zwischen Steuer- und Referenzelektroden eines Schaltelements bildet, wobei die strombegrenzende Resonanzinduktivität des Lastkreises eine Hilfswicklung trägt, die mit dem LC-Parallelschwingkreis über einen Widerstand galvanisch verbunden ist.
  • Es kann nun sowohl die Kapazität als auch die Induktivität des LC-Parallelschwingkreises temperaturabhängig ausgeführt werden. Entweder kann für die Kapazität ein temperaturabhängiger Kondensator verwendet werden oder für die Induktivität eine temperaturabhängige Drossel oder beides.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist nicht die vollständige Kapazität oder Induktivität temperaturabhärigig ausgeführt. Die Kapazität kann aus zwei Kondensatoren bestehen, von denen der eine Kondensator temperaturunabhängig ausgeführt ist und der zweite temperaturabhängig ausgeführt ist. Dasselbe ist bei der Drossel möglich, es können zur Verwirklichung der Induktivität zwei Drosseln vorgesehen sein, von denen die eine temperaturunabhängig und die andere temperaturabhängig ausgeführt ist.
  • Die Bauelemente stehen jeweils in Serie miteinander.
  • Durch die temperaturabhängige Kapazität bzw. Induktivität ändert sich die Frequenz des LC-Parallelschwingkreises temperaturabhängig. Entsprechend ist die Ansteuerung der gesamten Schaltung temperaturabhängig, und es steigt die Betriebsfrequenz der Schaltungsanordnung mit der Temperatur, und die Ströme in den Bauteilen der Schaltungsanordnung werden kleiner, der Strom in der Lampe wird kleiner und die thermische Belastung des Systems wird begrenzt.
  • Die Schaltungsanordnung nach EP 0 530 603 B1 ist eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe, insbesondere einer Niederdruckentladungslampe, mit einem Lastkreis, der mindestens eine strombegrenzende Resonanzinduktivität und mindestens einen Kondensator aufweist, sowie mit einem freischwingenden Inverter, der als Halbbrückenschaltung mit mindestens zwei Schaltelementen ausgebildet ist, und mit einer Ansteuerschaltung zur Ansteuerung der Schaltelemente, wobei die Ansteuerschaltung ein RC-Glied aufweist. Der Widerstand des RC-Glieds ist hierbei derjenige, der mit einer von der strombegrenzenden Resonanzinduktivität des Lastkreises getragenen Hilfswicklung galvanisch verbunden ist.
  • Das RC-Glied beeinflusst hierbei mit seinem Tiefpassverhalten ebenfalls die Betriebsfrequenz, so dass auch hier die Kapazität temperaturabhängig ausgeführt sein kann. Abermals ist es möglich, zwei Kondensatoren in Serie vorzusehen, von denen der eine temperatur-unabhängig und der andere temperaturabhängig ausgeführt ist.
  • Das oben Gesagte gilt nicht nur für diejenigen Ausführungsformen aus der EP 0 781 077 B1 und der EP 0 530 603 B1 mit jeweils einem LC-Parallelschwingkreis oder einem RC-Glied, sondern auch für diejenigen Ausführungsformen, die in diesen Schriften offenbart sind, bei denen zwei getrennte Ansteuerschaltungen für die Halbbrückentransistoren realisiert sind. Es können dann die Elemente in beiden Ansteuerschaltungen temperaturabhängig ausgeführt sein. Allerdings ist auf ein ausreichend synchrones Temperaturverhalten beider Ansteuerkreise zu achten um ein gleichzeitiges Einschalten beider Halbbrückentransistoren zu verhindern.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe gemäß der EP 0 781 077 B1 , bei der die vorliegende Erfindung verwirklicht werden kann,
    Figur 2
    eine erste Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Figur 1,
    Figur 3
    eine zweite Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Figur 1,
    Figur 4
    das Temperaturverhalten einer Kapazität, die aus zwei in Serie geschalteten Kondensatoren besteht, von denen der eine näherungsweise linear temperaturabhängig ist, und
    Figur 5
    das Verhalten der Betriebsfrequenz, die von der Kapazität gemäß Figur 4 bestimmt ist.
    Bevorzugte Ausführung der Erfindung
  • Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe EL ist aus der EP 0 781 077 B1 bekannt. Es handelt sich hierbei um eine Halbbrückenanordnung mit zwei Transistoren T1 und T2, die von einer gemeinsamen Ansteuerschaltung AS gesteuert werden. Diese Ansteuerschaltung besteht aus einer Sekundärwicklung HW1 auf einer den Lampenstrom strombegrenzenden Drossel L1, die über einen Widerstand R2 einen Parallelschwingkreis C2a, L2a anregt. Die Wechselspannung, die von diesem Parallelschwingkreis an die Steuereingänge der komplementären Halbbrückentransistoren gelegt wird, führt zu einem alternierenden Einschalten der beiden Transistoren T1 und T2, wodurch die am Kondensator C1 anliegende Gleichspannung in bekannter Weise in eine hochfrequente Wechselspannung zur Versorgung des Lastkreises (bestehend aus C5, C6, C7, C8, KL, EL, R3 und L1) umgeformt wird.
  • Der LC-Parallelschwingkreis aus C2a und L2a ist also zur Energieeinkopplung aus dem Lastkreis mit der Hilfswicklung HW1 über den Widerstand R2 galvanisch verbunden.
  • Das hier mit TS bezeichnete Element muss nicht näher beschrieben werden. Es ist eine Anlaufschaltung, die zum Start der selbstschwingenden Oszillation verwendet wird.
  • Die Betriebsfrequenz, mit der der Resonanzkreis gespeist wird, ist stark von der Eigenresonanzfrequenz des aus C2a und L2a bestehenden Schwingkreises abhängig. Die Bauteile C2a und L2a sind also leistungsbestimmende Bauteile, weil die Eigenresonanzfrequenz über die Betriebsfrequenz der Schaltungsanordnung den Strom beeinflusst, mit dem die Lampe EL beaufschlagt wird.
  • Erfindungsgemäß ist nun die Kapazität C2a oder die Induktivität L2a temperaturabhängig ausgeführt. Bei steigender Temperatur soll hierbei die Kapazität bzw. die Induktivität abnehmen und so die Eigenresonanzfrequenz des Parallelschwingkreises ansteigen. Dadurch erhöht sich die Betriebsfrequenz der Schaltungsanordnung und damit der Wechselstromwiderstand der Lampendrossel L1 mit steigender Temperatur. Die Ströme in den Bauteilen der Schaltungsanordnung sowie in der Lampe werden dadurch kleiner, und die thermische Belastung des Systems wird begrenzt.
  • Bei handelsüblichen Bauelementen kann die Variation der Kapazität bzw. der Induktivität im zulässigen Temperaturbereich eventuell zu groß sein. Um eine einwandfreie Funktionsweise der Schaltungsanordnung zu gewährleisten, und dies bei allen Temperaturwerten, wird eine Ausführungsform gemäß der Figur 2 vorgeschlagen. Hierbei ist nur die Kapazität temperaturabhängig ausgeführt. Die Kapazität besteht aus zwei Kondensatoren C2 und C3, von denen der Kondensator C2 einen temperaturunabhängigen Wert aufweist, der näherungsweise dem bei minimaler Temperatur gewünschten maximalen Wert der Kapazität entspricht. Der zweite Kondensator C3 soll bei niedrigerer Temperatur einen deutlich größeren Wert als der Kondensator C2 aufweisen, so dass die Gesamtkapazität der Serienschaltung aus C2 und C3 im Wesentlichen durch die Größe von C2 definiert wird. Bei steigender Temperatur soll die Kapazität von C3 deutlich kleiner werden, wodurch die Gesamtkapazität der Serienschaltung abnimmt. Bei maximaler Temperatur soll die Kapazität einen minimalen Wert erreichen.
  • Das Verhalten der Kapazität der Serienschaltung aus C2 und C3 ist in Figur 4 dargestellt. Gezeigt ist beispielhaft die Gesamtkapazität eines Parallelschwingkreises nach Figur 2, bei dem C2 = 3,3 nF und C3 = 100 nF bei 10° Celsius. Die Kapazität des Kondensators C3 ist als linear abnehmend angenommen und nimmt bis ca. 100° Celsius (im Modell sind dies nur Näherungen) einen Wert von ebenfalls 3,3 nF an. Bei 100° Celsius sinkt daher die Gesamtkapazität auf fast die Hälfte des Werts bei 10° Celsius.
  • In Figur 5 ist die Abhängigkeit der Eigenresonanzfrequenz des parallelen Schwingkreises der oben genannten Art von der Temperatur des Kondensators C3 dargestellt.
  • In Figur 5 ist insbesondere deutlich zu erkennen, dass die Temperatur erst ab ca. 50° bis 60° Celsius einen merklichen Einfluss auf die Resonanzfrequenz hat. Bei Näherung an 100° Celsius, wo es besonders kritisch wird, ist die Änderung der Resonanzfrequenz besonders deutlich.
  • Zwischen 50° und 100° Celsius wird daher der Strom in der Entladungslampe stark reduziert, so dass es nicht zu weiteren Erhitzungen von Bauteilen kommen kann.
  • Alternativ zu der in Figur 2 dargestellten Maßnahme, dass zwei Kondensatoren zur Verwirklichung der Kapazität C2a bereitgestellt sind, von denen der eine temperaturabhängig ist, kann auch die Induktivität L2a so gebildet sein, dass sie aus zwei Induktivitäten L2 und L3 in Serie besteht, so wie dies in Figur 3 dargestellt ist. Eine der Drosseln, L2, weist einen temperaturunabhängigen Wert auf, der näherungsweise dem bei maximaler Temperatur gewünschten minimalen Wert entspricht. Die zweite Drossel L3 soll bei niedriger Temperatur einen solchen Wert aufweisen, mit dem die Gesamtinduktivität der Serienschaltung aus L2 und L3 dem für normale Temperaturen erforderlichen Wert entspricht. Bei steigender Temperatur soll die Induktivität von L3 deutlich kleiner werden, bis sie bei maximaler Temperatur einen minimalen Wert erreicht.
  • Die Ausführungsformen gemäß Figur 2 und Figur 3 sind auch miteinander kombinierbar, d.h., es kann auch vorgesehen sein, dass sowohl die Kapazität C2a als auch die Induktivität L2a jeweils aus temperaturabhängigen Elementen in Serie mit temperaturunabhängigen Elementen bestehen.
  • Die Verwendung der Schaltung aus der EP 0 781 077 B1 ist nur beispielhaft und dient der Erläuterung dessen, was unter leistungsbestimmendem Bauteil zu verstehen ist. Die Schaltungsanordnung nach EP 0 530 603 B1 ist in wesentlichen Teilen mit der hier unter Bezug auf die in Figur 1 dargestellten Schaltungsanordnung aus der EP 0 781 077 B1 identisch, wobei in der Ansteuerschaltung die Drossel L2a wegzulassen ist. Anstelle eines LC-Parallelschwingkreises ergibt sich ein RC-Glied, dessen Tiefpasseigenschaften in ähnlicher Weise Einfluss auf die Betriebsfrequenz haben. Entsprechend sieht es die Erfindung bei dieser Schaltung auch vor, die Kapazität aus dem Ansteuerschaltkreis temperaturabhängig auszubilden. Dies kann insbesondere auch anhand von zwei Kondensatoren geschehen, die in Serie geschaltet sind, von denen einer stark temperaturabhängig ist und der andere temperaturunabhängig ist.
  • Unter leistungsbestimmendem Bauteil im Sinne der Erfindung ist nicht jedes Bauteil zu verstehen, das in marginaler Art und Weise Einfluss auf die Leistung hat, sondern Bauteile, die geeignet sind, bei temperaturabhängiger Ausführung die Leistungsaufnahme der Lampe merklich zu beeinflussen, um so einen sichtbaren Effekt betreffend die Temperatursteuerung hervorzurufen.

Claims (4)

  1. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe (EL), bei der die Entladungslampe eine Leistung aufnimmt und leistungsbestimmende Bauteile der Schaltungsanordnung derart temperaturabhängig ausgeführt sind, dass bei steigender Temperatur die Leistungsaufnahme der Lampe begrenzt wird, mit einem Lastkreis, der mindestens eine strombegrenzende Resonanzinduktivität (L1) und mindestens einen Kondensator (C5, C6, C7, C8) aufweist sowie mit einem freischwingenden Inverter, der als Halb- oder Vollbrückenschaltung mit mindestens zwei Schaltelementen (T1, T2) ausgebildet ist, und mit einer Ansteuerschaltung (AS) zur Ansteuerung der Schaltelemente (T1, T2), welche einen LC-Parallelschwingkreis (L2a, C2a; L2, C2, C3; L2, L3, C2), bestehend aus einer Kapazität (C2a; C2, C3) und einer diese Kapazität entladenden Induktivität (L2a; L2, L3) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kapazität (C2a; C2, C3) oder bzw. und die Induktivität (L2a; L2, L3) des Parallelschwingkreises temperaturabhängig ausgeführt ist, so dass bei steigender Temperatur die Leistungsaufnahme der Entladungslampe (EL) begrenzt wird.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei
    a) die Kapazität des LC-Parallelschwingkreises aus zwei Kondensatoren (C2, C3) gebildet ist, welche in Serie geschaltet sind, wobei der erste Kondensator (C2) temperaturunabhängig ausgeführt ist und der zweite Kondensator (C3) temperaturabhängig ausgeführt ist oder bzw. und
    b) die Induktivität des LC-Parallelschwingkreises aus zwei in Serie geschalteten Drosseln (L2, L3) gebildet ist, von denen die erste Drossel (L2) temperaturunabhängig ausgeführt ist und die zweite Drossel (L3) temperaturabhängig ausgeführt ist.
  3. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe, bei der die Entladungslampe eine Leistung aufnimmt und leistungsbestimmende Bauteile der Schaltungsanordnung derart temperaturabhängig ausgeführt sind, dass bei steigender Temperatur die Leistungsaufnahme der Lampe begrenzt wird, mit einem Lastkreis, der mindestens eine strombegrenzende Resonanzinduktivität und mindestens einen Kondensator aufweist, sowie mit einem freischwingenden Inverter, der als Halbbrückenschaltung mit mindestens zwei Schaltelementen ausgebildet ist, und mit einer Ansteuerschaltung zur Ansteuerung der Schaltelemente, wobei die Ansteuerschaltung ein RC-Glied umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des RC-Glieds temperaturabhängig ausgeführt ist, so dass bei steigender Temperatur die Leistungsaufnahme der Entladungslampe begrenzt wird.
  4. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe nach Anspruch 3, wobei die Kapazität des RC-Glieds von zwei in Serie geschalteten Kondensatoren gebildet wird, von denen der erste Kondensator temperaturunabhängig ausgeführt ist und der zweite Kondensator temperaturabhängig ausgeführt ist.
EP06761647A 2005-06-01 2006-05-31 Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe mit temperaturausgleich Not-in-force EP1886541B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005025154A DE102005025154A1 (de) 2005-06-01 2005-06-01 Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe mit Temperaturausgleich
PCT/DE2006/000932 WO2006128435A2 (de) 2005-06-01 2006-05-31 Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe mit temperaturausgleich

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1886541A2 EP1886541A2 (de) 2008-02-13
EP1886541B1 true EP1886541B1 (de) 2010-02-17

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06761647A Not-in-force EP1886541B1 (de) 2005-06-01 2006-05-31 Schaltungsanordnung zum betrieb einer entladungslampe mit temperaturausgleich

Country Status (6)

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US (1) US7911148B2 (de)
EP (1) EP1886541B1 (de)
CN (1) CN101189919B (de)
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