WO2009046914A1 - Betriebsgerät zum steuern des einbrennvorganges einer lampe - Google Patents

Betriebsgerät zum steuern des einbrennvorganges einer lampe Download PDF

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WO2009046914A1
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Markus Sandholzer
Juen Reinhold
Dirk Dworatzek
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Tridonicatco GmbH and Co KG
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Tridonicatco GmbH and Co KG
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    • 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
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations

Definitions

  • the present invention relates to a lamp operating device for operating a light source, which is dimmable via the operating device.
  • the present invention relates to a lamp operating device in the form of a dimmable electronic ballast for operating a gas discharge lamp.
  • Gas discharge lamps need a specific control in a startup phase after commissioning. Gas discharge lamps may e.g. In some application areas require a specific control with respect to the light output.
  • an emergency lighting system which operates an emergency lighting as soon as a mains supply or power supply for further lighting elements fails.
  • the system includes a capacitor that discharges in the event of a mains failure, which in turn activates a transistor and turns on the emergency lighting.
  • a conventional filament lamp is the maximum luminous efficacy of the system is reached immediately after failure of the mains supply.
  • a fluorescent lamp needs a certain amount of time, at least several minutes, to be heated up. Only then can such a fluorescent lamp with maximum intensity shine.
  • a heating power parameter value for example the filament heating current or the heating voltage
  • a heating power parameter value can be set to a value for optimum service life in steady-state operation in order to increase the lamp life adapted, in particular lowered.
  • the present invention is based on the object to design the startup phase after startup such that the lamp life can be increased.
  • the aim of the invention is to achieve the best possible baking process to extend the life of the lamp. Namely, a new lamp requires a burn-in process, which can be a period of, for example, 20 to 100 hours at full power.
  • the daylight sensor or an applied dimming command from a bus line can immediately instruct a strong dimming of the lamp. Thus, it can not come to a proper burn-in.
  • the invention is now based on improving the burn-in process by prescribing a minimum permissible dimming value, for example, by means of software in the electronic ballast during a specific burning time period which is counted.
  • This dimming level is therefore not undershot.
  • This minimum permissible dimming level can be, for example, in a range of 50-70% of the maximum power (100%).
  • the electronic ballast can perform a burning time detection.
  • This fuel meter is, for example, on delivery of the electronic ballast
  • a reset of the burn timer is also provided when changing the bulb.
  • Another start to zero of the duty counter may occur when detecting the insertion of a lamp with a different wattage.
  • the function of detecting a lamp change (under tension) is implemented. In this case, reinstalling a lamp is detected directly and then the counter is reset to zero.
  • the lamp change the control gear can also be displayed by a command, for example. Via a bus line from the outside.
  • the operating time counter can thus be reset and restarted by an external command or actuation.
  • the aging of the lamp filament is detected by the electronic ballast.
  • the electronic ballast detects the helical state on the age of the lamp and thus on an already completed burn-in.
  • the baking process according to the invention can be carried out. Even after a complete switch-off of the lamp or after longer periods of very low dimming values, a burn-in process or regeneration burn-in process according to the invention is necessary.
  • the electronic ballast may in this case be designed to detect the time during which a threshold value for the dimming level has fallen below. Alternatively or additionally, the time duration during which the lamp was not operated can be detected. Now, if the low dimming or switching off was detected over a longer period of, for example, several days or weeks, in turn, according to the invention, the dimming of Lamp is disabled below the predetermined threshold to cause a regeneration burn-in.
  • an operating device for operating at least one lamp has at least one input for receiving brightness control information and an output for controlling a power supply circuit for supplying the lamp.
  • the control of the power supply circuit is dependent on the received brightness control information, except during a burn-in of the lamp, in which the power supply circuit is controlled such that the brightness of the lamp does not fall below a minimum allowable brightness level.
  • an operating device for operating at least one lamp has at least one input for receiving brightness control information and an output for controlling the power supplied to the lamp in dependence on the received brightness control information.
  • the power supplied to the lamp is controlled so as not to fall below a minimum allowable power level.
  • the burn-in process can be started by the operating device when the lamp is switched on again after the lamp or operating device has been completely switched off.
  • the dimming capability of the operating device is advantageously blocked, so that the brightness of the lamp can not fall below its maximum brightness level, or so that the power supplied to the lamp can not fall below the maximum power that can be supplied.
  • the minimum permissible brightness level or power level can be above 10% of the maximum achievable brightness level or the maximum power that can be supplied.
  • Power level can be between 50% and 70% of the maximum achievable brightness level or the maximum feedable power.
  • the burn-in process can be started, for example, if the operating device detects a lamp replacement.
  • the burn-in process can also be started when the operating device detects that the wattage of the lamp is changing, which means that the operating device can close to a lamp replacement.
  • the burn-in process can be started by the operating device when the lamp is switched on again after a complete switch-off.
  • To start the burn-in process may additionally be necessary to turn off the lamp during a minimum period of time.
  • the burn-in process is performed only if the lamp remains off for a minimum period of time. This is possible, for example, in a DALI (Digital Addressable Lighting Interface) capable operating device, since such an operating device is basically still switched on in a standby state and thus can count the switch-off time duration, even if the load circuit or the lamp is switched off.
  • DALI Digital Addressable Lighting Interface
  • the minimum period may be at least one day, and in particular at least one week.
  • the brightness of the lamp or the power supplied to it may reach the maximum brightness level power level for at least 5 minutes.
  • the operating device may start the burn-in process after a certain period of time during which the brightness of the lamp has not exceeded a brightness reference level or during which the supplied power has not exceeded a power reference level.
  • the burn-in process can be carried out by the control gear for 20 to 100 hours.
  • the operating device may have means for detecting the age of the lamp or the state of the lamp filament, so that according to the burn-in can be performed or not. If, for example, it is possible to conclude an already completed burn-in process, then the burn-in process is not carried out.
  • the detection of a lamp change can also be done via the helical or electrode monitoring.
  • a change of lamp can be determined by means of a helical resistance measurement.
  • the operating device may have an input for receiving brightness actual values, in particular of a light sensor.
  • the operating device may have an input for receiving brightness setpoints.
  • the operating device may have an input for receiving DALI (Digital Addressable Lighting Interface) or DSI (Digital Signal Interface) brightness setpoints.
  • DALI Digital Addressable Lighting Interface
  • DSI Digital Signal Interface
  • dimmable electronic ballast is operable at least one lamp on a above-defined operating device.
  • a method of dimming a lamp in response to brightness control information wherein in a burn-in operation of the lamp, the lamp may not be dimmed below a minimum allowable dimming level.
  • Fig. 1 shows the structure of an electronic ballast 11 according to the invention, to which a light sensor 20 is connected.
  • the electronic ballast 11 shown in Fig. 1 is used in particular for operating at least one gas discharge lamp 10.
  • the electronic ballast 11 comprises a rectifier 1, which converts a mains voltage into a rectified DC link voltage, which in turn is applied to an inverter 2.
  • the inverter 2 usually has two series-connected between a positive supply voltage and ground switch (not shown), which may be formed in particular as MOSFETs and alternately activated, ie closed and opened. In this way, the inverter 2 generates a high-frequency, clocked AC voltage whose envelope follows the DC link voltage supplied by the rectifier 1.
  • a load circuit which in particular has the gas discharge lamp 10 and a series resonant circuit with a coil 4 and a capacitor 5, wherein the gas discharge lamp 10 is connected via a coupling capacitor 6 to the series resonant circuit.
  • a heating transformer is provided, whose primary winding 7A is connected to the series resonant circuit and whose secondary windings 7B and 7C are respectively connected in parallel to one of the lamp filaments of the gas discharge lamp 10.
  • the lamp filaments of the gas discharge lamp 10 can be supplied with a heating voltage in the preheating operation.
  • heating transformer 7A, 7B, 7C is not mandatory for the invention, alternative embodiments of the invention do not have a heating transformer 7A, 7B, 7C.
  • the electronic ballast 11 has a central control device 12, which in particular comprises a microprocessor can.
  • the control device 12 is used in particular for dimming or for controlling the brightness of the gas discharge lamp 10 as a function of an externally supplied actual brightness value 21 and / or from an externally supplied brightness setpoint value 22.
  • An actual brightness value 21, which represents the brightness of the gas discharge lamp 10, can be supplied by the light sensor 20 via an interface device 3.
  • the analogue signal delivered by the light sensor 20 can be converted by the interface device 3 into two digital signals by means of two resistors 13, 14 connected between terminals 18a, 18b and inputs 16a, 16b of the control device 12 and by a capacitor 15.
  • brightness set values or dim values 22 in the form of external control information can be supplied externally to the control device 12.
  • These brightness setpoints 22 may be, for example, setpoint specifications of an external dimmer.
  • the brightness setpoints 22 may be sent from a central unit via a digital control system (not shown), such as DALI (Digital Addressable Lighting Interface) or DSI (Digital Signal Interface).
  • the control device 12 receives in addition to external control information I e xtern also in a known manner internal operating state information, which are advantageously taken into account for the control or regulation of the operating behavior of the electronic ballast 11 according to the invention.
  • Such internal operating status information may include i.a. describe the following parameters:
  • the control device 12 receives, for example, a magnitude corresponding to the lamp current iL by supplying the voltage dropping via a resistor or shunt 9 to the control device 12.
  • the heating current iH is similarly determined by means of a resistor 8.
  • the lamp voltage uL can be tapped directly between the gas discharge lamp 10 and the coupling capacitor 6.
  • the electronic ballast 11 or the control device 12 can then determine other operating parameters in a known manner, such as the lamp burn time, the operating time, the number of starts, etc.
  • the gas discharge lamp 10 is fundamentally dimmed as a function of the received brightness actual values 21 of the light sensor 20 and / or the external brightness setpoint values 22 by changing the frequency f and / or the duty cycle d of the clocked alternating voltage supplied by the inverter 2.
  • the changes in the frequency f and / or the duty cycle d are communicated to the inverter 2 via an output 23 of the control device 12 by means of a corresponding control signal 24.
  • the duration of the burn-in process or of the limited lamp operation is, for example, between 20 and 100 hours. This duration can also be dependent on the lamp to be prescribed by the lamp manufacturer.
  • the duration of the burn-in process can be determined externally and communicated to the operating device via this interface 17a, 17b.
  • the burn-in period can also be stored in the operating device 12.
  • a lamp change can also be indicated to the operating device by a command, for example via a bus line from the outside.
  • the operating time counter can thus be reset and restarted by an external command or actuation.
  • the digital interface 17a, 17b by means of a configuration command or manually, for example with the aid of a switch 25, to activate or deactivate the limitation of the dimming capability according to the invention.
  • a combined query can be set so that the burn-in process only starts when a lamp replacement has been detected and also released via a configuration command or via a manual activation.
  • the advantage of the invention is therefore that the lamps 10 can be baked optimally or correctly, which in turn increases the life of the lamp.
  • Parameters of the burn-in process can be configured via a table so that it is started after certain events or not. Examples of such events are:
  • Both the burn-in process and the burn-in time can also depend on the type of detected or per
  • Control information defined lamp can be configured. For example, it may be necessary to have one at each lamp start for a given lamp type
  • the burn-in process can also be varied to the extent that the burn-in time is dependent on the minimum permitted brightness level for the burn-in time. For example, with a minimum allowable brightness level of 70%, the burn-in time may be set at 10 minutes, while at a minimum allowable brightness level of 10%, the burn-in time is set at 45 minutes. This can be stored as a function as well as in the form of a table.
  • the burn-in process may also be configurable or activatable depending on ambient conditions such as, for example, the detected ambient temperature.
  • such a lighting system can now be used more easily, since the individual operating devices 12 or electronic ballasts 11 can perform the correct burning of the lamps 10 automatically, in which, for example, the dimming is initially deactivated or at least restricted by the light sensor, and for example 100 hours lamp burning time is automatically activated.

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Abstract

Ein Betriebsgerät (12) zum Betreiben mindestens einer Lampe (10) weist mindestens einen Eingang (16a, 16b, 17a, 17b) zum Empfangen von Helligkeits-Steuerinformationen (21, 22) und einen Ausgang (23) zur Steuerung einer Stromversorgungsschaltung (2) zum Speisen der Lampe (10) auf, wobei die Steuerung der Stromversorgungsschaltung (2) in Abhängigkeit von den empfangenen Helligkeits-Steuerinf ormationen (21, 22) erfolgt, außer während eines Einbrennvorgangs der Lampe (10) in welchem die Stromversorgungsschaltung (2) derart gesteuert wird, dass die Helligkeit der Lampe (10) einen minimal zulässigen Helligkeitspegel nicht unterschreitet.

Description

Betriebsgerät zum Steuern des Einbrennvorganges einer Lampe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lampenbetriebsgerät zum Betreiben einer Lichtquelle, welche über das Betriebsgerät dimmbar ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Lampenbetriebsgerät in Form eines dimmbaren elektronischen Vorschaltgeräts zum Betreiben einer Gasentladungslampe .
Gasentladungslampen benötigen in einer Startphase nach Inbetriebnahme eine spezifische Steuerung benötigen. Gasentladungslampen können z.B. in manchen Anwendungsgebieten eine spezifische Steuerung bezüglich der Lichtausbeute erfordern.
Aus der GB 1508130 ist ein Notbeleuchtungssystem bekannt, welches eine Notbeleuchtung betreibt, sobald eine Netzversorgung beziehungsweise Stromversorgung für weitere Beleuchtungselemente ausfällt. Das System enthält einen Kondensator, der sich bei einem Ausfall der Netzversorgung entlädt, wodurch wiederum einen Transistor aktiviert und die Notbeleuchtung eingeschaltet wird.
Verschiedene Lampentypen stehen als Notbeleuchtungselement zur Auswahl. Bei Benutzung beispielsweise einer herkömmlichen Glühfadenlampe wird die maximale Lichtausbeute des Systems sofort nach Ausfall der Netzversorgung erreicht. Hingegen braucht eine Leuchtstofflampe eine gewisse Zeit, zumindest mehrere Minuten, um aufgeheizt zu werden. Erst dann kann eine solche Leuchtstofflampe mit maximaler Intensität leuchten.
Diese Anforderung bei Leuchtstofflampen ist beim Notbeleuchtungssystem der GB 1 508 130 insoweit berücksichtigt, dass die Notbeleuchtung zunächst in einer Startphase mit erhöhter Leistung betrieben wird, bevor sie wieder mit einer normalen Leistung versorgt werden kann. Durch die anfängliche Erhöhung der Leistung kann die Aufheizphase der Leuchtstofflampe verkürzt werden, so dass die Intensität der Beleuchtung schneller zunimmt.
Diese spezifische Steuerung der Gasentladungslampe in der Startphase wird aber im Zusammenhang mit einem nicht-dimmbaren Notbeleuchtungssystem vorgeschlagen, wo die Lichtausbeute eine wichtige Rolle spielt. Dagegen wird die Lebensdauer der Gasentladungslampe bei der der Startphase-Steuerung nicht berücksichtigt. Diese Notbeleuchtung ist auch nicht dimmbar, so dass die vorgeschlagene Steuerung auch nicht unmittelbar auf dimmbare Vorschaltgeräte übertragen werden kann, da eine Dimmfähigkeit besondere Probleme bei der Lampensteuerung mit sich bringt.
Es ist in der Tat bei dimmbaren Vorschaltgeräten für Gasentladungslampen nachteilig, dass niedrige Dimmeinstellungen eine sehr schnelle Veränderung des Lampenstroms verursachen können, so dass sich die Lebensdauer der Heizwendel verkürzen kann.
Dementsprechend ist aus der DE 10 2005 047 985 Al ein Verfahren zum Betrieb eines dimmbaren Betriebsgeräts für eine Gasentladungslampe mit wenigstens einer Heizwendel bekannt, wobei bei Änderung der Dimmeinstellung auch geänderte
Heizleistungsparameterwerte an der Heizwendel eingestellt werden. Für den Fall einer erhöhten Dimmdynamik kann somit der Heizstrom für die Wendelheizung gegenüber dem stationären Betrieb angehoben werden. Insbesondere kann der Heizstrom desto höher eingestellt werden je höher die Dimmdynamik ist. Ist die Dimmdynamik im Gegensatz dazu eher niedrig, was bedeutet dass die Vorgabe für den Lampenstrom über längere Zeit nicht verändert wurde, so kann zur Erhöhung der Lampenlebensdauer ein Heizleistungsparameterwert (bspw. der Wendelheizstrom oder die Heizspannung) auf einen Wert für optimale Lebensdauer im stationären Betrieb angepasst, insbesondere abgesenkt, werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu Grunde, die Startphase nach Inbetriebnahme derart zu gestalten, dass die Lampenlebensdauer erhöht werden kann.
Das Ziel der Erfindung ist es, einen möglichst optimalen Einbrennvorgang zu erreichen, um die Lebensdauer der Lampe zu verlängern. Eine neue Lampe benötigt nämlich einen Einbrennvorgang, der einen Zeitraum von beispielsweise 20 bis 100 Stunden bei voller Leistung betragen kann.
Wenn nunmehr ein elektronisches Vorschaltgerät in Zusammenhang mit einem Tageslichtsensor betrieben wird, und dieses im Zusammenspiel mit einer neuen Gasentladungslampe, kann der Tageslichtsensor oder ein anliegender Dimmbefehl von einer Busleitung unverzüglich ein starkes Dimmen der Lampe anweisen. Somit kann es nicht zu einem ordnungsgemäßen Einbrennvorgang kommen.
Die Erfindung setzt nunmehr daran an, den Einbrennvorgang dadurch zu verbessern, dass beispielsweise per Software in dem elektronischen Vorschaltgerät während einer bestimmten Brennzeitdauer, die gezählt wird, ein minimal zulässiger Dimmwert vorgegeben wird.
Während der Einbrennphase wird also dieser Dimmpegel auf keinen Fall unterschritten. Dieser minimal zulässige Dimmpegel kann beispielsweise in einem Bereich von 50-70% der Maximalleistung (100%) liegen.
Das elektronische Vorschaltgerät kann eine Brennzeiterfassung durchführen.
Dieser Brennzeitzähler ist beispielsweise bei Auslieferung des elektronischen Vorschaltgeräts auf
Null gesetzt, so dass das elektronische Vorschaltgerät dann für eine Neuinstallation im Zusammenspiel mit einer neuen Lampe vorbereitet ist.
Eine Zurücksetzung des Brennzeitzählers ist auch bei einem Lampenwechsel vorgesehen. Ein weiterer Start auf Null des Betriebszeitzählers kann erfolgen, wenn das Einsetzen einer Lampe mit einer unterschiedlichen Wattage erkannt wird. Weiterhin ist es auch möglich, dass im elektronischen Vorschaltgerät die Funktion der Erkennung eines Lampenwechsels (unter Spannung) implementiert ist. In diesem Fall wird das Wiedereinsetzen einer Lampe direkt erkannt und anschließend der Zähler auf Null gesetzt.
Schliesslich kann der Lampenwechsel dem Betriebsgerät auch durch einen Befehl bspw. über eine Busleitung von Aussen angezeigt werden. Der Betriebszeitzähler kann somit durch einen externen Befehl oder Betätigung zurückgesetzt und neu gestartet werden.
Weiterhin kann auch vorgesehen sein, dass vom elektronischen Vorschaltgerät die Alterung der Lampenwendel erfasst wird. Somit kann auch anhand dieser Erfassung des Wendelzustands auf das Alter der Lampe und somit auf einen bereits abgeschlossenen Einbrennvorgang geschlossen werden.
In diesem Zusammenhang wird auf die DE 10 2005 021 297 verwiesen, in der insbesondere ein Verfahren zur Beurteilung des Zustands einer Heizwendel einer Lampe vorgeschlagen wird, wobei zuerst die Heizwendel mit einem ersten definierten Heizstrom bei gleichzeitiger Messung eines Parameters geheizt wird, wobei der Parameter direkt oder indirekt die Temperatur der Heizwendel wiedergibt. In einem darauf folgenden Schritt wird die Heizwendel dann, ggf. nach Abkühlung, mit einem zweiten definierten, von dem ersten Heizstrom unterschiedlichen Heizstrom aufgeheizt und wiederum der Parameter gemessen, der direkt oder indirekt die Temperatur der Heizwendel wiedergibt. Als Parameter für den Zustand der Heizwendel, d.h. als Parameter für das noch verbleibende Emittermaterial auf der Heizwendel wird die Differenz der Temperaturänderungen bei dem Heizen mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Heizstrom verwendet. Da mit zunehmender Alterung der Heizwendel die Masse der Heizwendel abnimmt, kann auf das Alter geschlossen werden.
Nicht nur bei neu eingesetzten Lampen kann der erfindungsgemäße Einbrennvorgang durchgeführt werden. Auch nach einem kompletten Ausschalten der Lampe oder nach längeren Zeitdauern von sehr niedrigen Dimmwerten ist ein erfindungsgemäßer Einbrennvorgang bzw. Regenerations-Einbrennvorgang notwendig .
Das elektronische Vorschaltgerät kann in diesem Fall dazu vorgesehen sein, die Zeitdauer zu erfassen, während der ein Schwellenwert für den Dimmpegel unterschritten blieb. Alternativ oder zusätzlich kann die Zeitdauer erfasst werden, während der die Lampe nicht betrieben wurde. Wenn nunmehr das niedrige Dimmen bzw. das Ausschalten über einen längeren Zeitraum von beispielsweise mehreren Tagen oder Wochen erfasst wurde, wird wiederum erfindungsgemäß das Dimmen der Lampe unter dem vorgegebenen Schwellenwert gesperrt, um einen Regenerations-Einbrennvorgang zu veranlassen.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Betriebsgerät zum Betreiben mindestens einer Lampe mindestens einen Eingang zum Empfangen von Helligkeits- Steuerinformationen und einen Ausgang zur Steuerung einer Stromversorgungsschaltung zum Speisen der Lampe auf. Die Steuerung der Stromversorgungsschaltung erfolgt in Abhängigkeit von den empfangenen Helligkeits-Steuerinformationen, außer während eines Einbrennvorgangs der Lampe, in welchem die Stromversorgungsschaltung derart gesteuert wird, dass die Helligkeit der Lampe einen minimal zulässigen Helligkeitspegel nicht unterschreitet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Betriebsgerät zum Betreiben mindestens einer Lampe mindestens einen Eingang zum Empfangen von Helligkeits- Steuerinformationen und einen Ausgang zur Steuerung der der Lampe zugeführten Leistung in Abhängigkeit von den empfangenen Helligkeits-Steuerinformationen. Während eines Einbrennvorgangs der Lampe wird die der Lampe zugeführten Leistung derart gesteuert, dass sie einen minimal zulässigen Leistungspegel nicht unterschreitet. Zusätzlich dazu kann der Einbrennvorgang vom Betriebsgerät gestartet werden, wenn die Lampe nach einem kompletten Ausschalten der Lampe oder des Betriebsgerätes wieder eingeschaltet wird.
Vorteilhaft ist im Einbrennvorgang die Dimmfähigkeit des Betriebsgeräts gesperrt, so dass die Helligkeit der Lampe ihren maximalen Helligkeitspegel nicht unterschreiten kann, bzw. so dass die der Lampe zugeführte Leistung die maximal zuführbare Leistung nicht unterschreiten kann.
Der minimal zulässige Helligkeitspegel bzw. Leistungspegel kann über 10% des maximal erreichbaren Helligkeitspegels bzw. der maximal zuführbaren Leistung liegen .
Der minimal zulässige Helligkeitspegel bzw.
Leistungspegel kann zwischen 50% und 70% des maximal erreichbaren Helligkeitspegels bzw. der maximal zuführbaren Leistung liegen.
Der Einbrennvorgang kann beispielsweise gestartet werden, wenn das Betriebsgerät einen Lampenwechsel erkennt.
Der Einbrennvorgang kann auch dann gestartet werden, wenn das Betriebsgerät erkennt, dass die Wattage der Lampe sich ändert, womit das Betriebsgerät auf einen Lampenwechsel schließen kann. Zusätzlich dazu kann der Einbrennvorgang vom Betriebsgerät gestartet werden, wenn die Lampe nach einem kompletten Ausschalten wieder eingeschaltet wird.
Zum Starten des Einbrennvorgangs kann zusätzlich ein Ausschalten der Lampe während einer Mindest-Zeitdauer notwendig sein. So wird der Einbrennvorgang erst durchgeführt, falls die Lampe während einer Mindest- Zeitdauer ausgeschaltet bleibt. Dies ist beispielsweise bei einem DALI (Digital Addressable Lighting Interface) fähigen Betriebsgerät möglich, da ein derartiges Betriebsgerät grundsätzlich noch in einem Standby- Zustand eingeschaltet ist und somit die Abschalt- Zeitdauer zählen kann, auch wenn der Lastkreis bzw. die Lampe abgeschaltet ist.
Die Mindest-Zeitdauer kann mindestens einen Tag und insbesondere mindestens eine Woche betragen.
Im Einbrennvorgang kann die Helligkeit der Lampe bzw. die ihr zugeführte Leistung für mindestens 5 Minuten den maximalen Helligkeitspegel Leistungspegel erreichen .
Das Betriebsgerät kann den Einbrennvorgang nach einer bestimmten Zeitdauer, während der die Helligkeit der Lampe einen Helligkeits-Referenzpegel nicht überschritten hat, bzw. während der die zugeführte Leistung einen Leistungs-Referenzpegel nicht überschritten hat, starten. Der Einbrennvorgang kann vom Betriebsgerät 20 bis 100 Stunden lang durchgeführt werden.
Das Betriebsgerät kann Mittel zur Erfassung des Alters der Lampe bzw. des Zustands der Lampenwendel aufweisen, so dass entsprechend der Einbrennvorgang durchgeführt werden kann oder nicht. Wenn beispielsweise auf einen bereits abgeschlossenen Einbrennvorgang geschlossen werden kann, dann wird der Einbrennvorgang nicht durchgeführt.
Die Erfassung eines Lampenwechsels kann auch über die Wendel- oder Elektrodenüberwachung erfolgen. Beispielsweise kann anhand einer Wendelwiderstandsmessung ein Lampenwechsel festgestellt werden.
Vorzugsweise kann das Betriebsgerät einen Eingang zum Empfangen von Helligkeits-Istwerten insbesondere eines Lichtsensors aufweisen.
Das Betriebsgerät kann einen Eingang zum Empfangen von Helligkeits-Sollwerten aufweisen .
Insbesondere kann das Betriebsgerät einen Eingang zum Empfangen von DALI- (Digital Addressable Lighting Interface) oder DSI- (Digital Signal Interface) Helligkeits-Sollwerten aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist dimmbares elektronisches Vorschaltgerät zum Betreiben mindestens einer Lampe ein oben definiertes Betriebsgerät auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist Verfahren zum Dimmen einer Lampe in Abhängigkeit von Helligkeits- Steuerinformationen vorgesehen, wobei in einem Einbrennvorgang der Lampe diese nicht unter einem minimal zulässigen Dimmpegel gedimmt werden darf.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnung Bezug nimmt.
Fig. 1 zeigt den Aufbau eines erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts 11, an das ein Lichtsensor 20 angeschlossen ist.
Das in Fig. 1 gezeigte elektronische Vorschaltgerät 11 dient insbesondere zum Betreiben mindestens einer Gasentladungslampe 10. Das elektronische Vorschaltgerät 11 umfasst einen Gleichrichter 1, der eine Netzspannung in eine gleichgerichtete Zwischenkreisspannung umwandelt, die wiederum an einen Wechselrichter 2 angelegt ist.
Der Wechselrichter 2 weist in der Regel zwei in Serie zwischen eine positive Versorgungsspannung und Masse geschaltete Schalter (nicht gezeigt) auf, die insbesondere als MOSFETs ausgebildet sein können und wechselweise angesteuert, d. h. geschlossen und geöffnet werden. Auf diese Weise erzeugt der Wechselrichter 2 eine hochfrequente, getaktete Wechselspannung, deren Hüllkurve der von dem Gleichrichter 1 gelieferten Zwischenkreisspannung folgt.
An den Wechselrichter 2 ist ein Lastkreis angeschlossen, der insbesondere die Gasentladungslampe 10 sowie einen Serienresonanzkreis mit einer Spule 4 und einem Kondensator 5 aufweist, wobei die Gasentladungslampe 10 über einen Koppelkondensator 6 mit dem Serienresonanzkreis verbunden ist.
Vor Zünden der Gasentladungslampe 10 ist es üblich, die Lampenwendeln vorzuheizen. Zu diesem Zweck ist ein Heiztransformator vorgesehen, dessen Primärwicklung 7A mit dem Serienresonanzkreis verbunden ist und dessen Sekundärwicklungen 7B bzw. 7C jeweils parallel zu einer der Lampenwendeln der Gasentladungslampe 10 geschaltet sind. Durch die Verwendung eines Heiztransformators kann den Lampenwendeln der Gasentladungslampe 10 im Vorheizbetrieb eine Heizspannung zugeführt werden.
Da der Heiztransformator 7A, 7B, 7C aber für die Erfindung nicht zwingend erforderlich ist, weisen alternative erfindungsgemäßen Ausführungsformen keinen Heiztransformator 7A, 7B, 7C auf.
Des Weiteren weist das erfindungsgemäße elektronische Vorschaltgerät 11 eine zentrale Steuervorrichtung 12 auf, die insbesondere einen Mikroprozessor umfassen kann. Die Steuervorrichtung 12 dient insbesondere zum Dimmen bzw. zum Regeln der Helligkeit der Gasentladungslampe 10 abhängig von einem extern zugeführten Helligkeits-Istwert 21 und/oder von einem extern zugeführten Helligkeits-Sollwert 22.
Ein Helligkeits-Istwert 21, der die Helligkeit der Gasentladungslampe 10 wiedergibt, kann vom Lichtsensor 20 über eine Schnittstellenvorrichtung 3 zugeführt werden. Das von dem Lichtsensor 20 gelieferte Analogsignal kann von der Schnittstellenvorrichtung 3 mit Hilfe von zwei, zwischen Anschlüssen 18a, 18b und Eingängen 16a, lβb der Steuervorrichtung 12 angeschlossenen Widerständen 13, 14 sowie von einem Kondensator 15 in ein digitales Signal umgewandelt werden .
Über Anschlüsse 19a, 19b bzw. Eingänge 17a, 17b der Steuervorrichtung 12 können zudem Helligkeits-Sollwerte bzw. Dimmwerte 22 in Form von externen Steuerinformationen Iextern der Steuervorrichtung 12 zugeführt werden. Diese Helligkeits-Sollwerte 22 können beispielsweise Sollwertvorgaben eines externen Dimmers sein. Alternativ oder zusätzlich dazu können die Helligkeits-Sollwerte 22 von einer zentralen Einheit über ein digitales Steuersystem (nicht gezeigt) wie beispielsweise DALI (Digital Addressable Lighting Interface) oder DSI (Digital Signal Interface) gesendet werden.
Die Steuervorrichtung 12 empfängt neben externen Steuerinformationen Iextern auch in bekannter Weise interne Betriebszustandsinformationen, die vorteilhafterweise für die Steuerung bzw. Regelung des Betriebsverhaltens des erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgeräts 11 berücksichtigt werden.
Solche internen Betriebszustandsinformationen können u.a. folgende Parameter beschreiben:
- die Netzspannung uN,
- die gleichgerichtete Zwischenkreisspannung uG, - den über die Gasentladungsstrecke der Gasentladungslampe 10 fließenden Lampenstrom iL,
- die Lampenspannung uL,
- sowie den Heizstrom iH.
Die Steuervorrichtung 12 empfängt beispielsweise eine dem Lampenstrom iL entsprechende Größe, indem die über einen Widerstand oder Shunt 9 abfallende Spannung der Steuervorrichtung 12 zugeführt wird.
Der Heizstrom iH wird ähnlich mittels eines Widerstands 8 ermittelt.
Die Lampenspannung uL kann direkt zwischen der Gasentladungslampe 10 und Koppelkondensator 6 abgegriffen werden.
Mit Hilfe derartiger Betriebszustandsinformationen kann das elektronische Vorschaltgerät 11 bzw. die Steuervorrichtung 12 dann in bekannter Weise weitere Betriebsparameter ermitteln, wie z.B. die Lampenbrenndauer, die Betriebsdauer, die Anzahl der Starts etc.. Erfindungsgemäß wird die Gasentladungslampe 10 grundsätzlich in Abhängigkeit von den empfangenen Helligkeits-Istwerten 21 des Lichtsensors 20 und/oder von den externen Helligkeits-Sollwerten 22 durch Verändern der Frequenz f und/oder des Tastverhältnisses d der von dem Wechselrichter 2 gelieferten getakteten Wechselspannung gedimmt .
Die Änderungen der Frequenz f und/oder des Tastverhältnisses d werden dem Wechselrichter 2 über einen Ausgang 23 der Steuervorrichtung 12 mittels eines entsprechenden Steuersignal 24 mitgeteilt.
Dabei wird erfindungsgemäß die Dimmmöglichkeit in einem
Einbrennvorgang zunächst deaktiviert bzw. eingeschränkt, in dem nur Dimmbefehle über einen bestimmten Mindestpegel durchgeführt werden.
Die Dauer des Einbrennvorgangs bzw. des eingeschränkten Lampenbetriebs liegt beispielsweise zwischen 20 und 100 Stunden. Diese Dauer kann auch lampenabhängig sein vom Lampenhersteller vorgeschrieben werden.
Dabei können die Einbrennzeitdauer und/oder der
Minimum-Level wahlweise
- fix vorgegeben sein, einstellbar sein, bspw. über externe Befehle programmierbar sein, und/oder - adaptiv sein, d.h. das Betriebsgerät stellt sie anhand erfasster Messwerte wie bspw. Lampenparameter ein . Wenn das Betriebsgerät 12 über eine Schnittstelle 17a, 17b verfügt, kann die Dauer des Einbrennvorgangs extern festgelegt werden und dem Betriebsgerät über diese Schnittstelle 17a, 17b mitgeteilt werden.
Alternativ kann die Einbrennzeitdauer auch im Betriebsgerät 12 abgelegt sein.
Ein Lampenwechsel kann dem Betriebsgerät auch durch einen Befehl bspw. über eine Busleitung von Aussen angezeigt werden. Der Betriebszeitzähler kann somit durch einen externen Befehl oder Betätigung zurückgesetzt und neu gestartet werden.
Die Einschränkung der Dimmfähigkeit für eine gewisse Zeit während des Einbrennvorgangs kann aber unerwünscht sein. Deshalb besteht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit, über die digitale Schnittstelle 17a, 17b mittels Konfigurationsbefehl oder manuell beispielsweise mit Hilfe eines Schalters 25, die erfindungsgemäße Einschränkung der Dimmfähigkeit zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Beispielsweise kann eine kombinierte Abfrage festgelegt werden, dass der Einbrennvorgang nur gestartet wird, wenn ein Lampenwechsel erkannt wurde und auch über einen Konfigurationsbefehl oder über eine manuelle Aktivierung freigegeben wurde. Der Vorteil der Erfindung besteht also darin, dass die Lampen 10 optimal bzw. korrekt eingebrannt werden können, was die Lebensdauer der Lampe wiederum erhöht.
Parameter des Einbrenn-Vorgangs können über eine Tabelle konfigurierbar sein, so dass er nach bestimmten Ereignissen gestartet wird oder nicht. Beispiele für derartige Ereignisse sind:
- Netz-Reset: J/N, - nach Lampenwechsel: J/N,
- nach Erkennen einer anderen Wattage: J/N.
Sowohl der Einbrennvorgang als auch die Einbrennzeit kann auch abhängig vom Typ der erkannten oder per
Steuerinformation definierten Lampe konfiguriert werden. Beispielweise kann es notwendig sein, bei einem bestimmten Lampentyp bei jedem Lampenstart eine
Einbrennzeit festzulegen, während bei einem anderen Lampentyp nur eine Einbrennzeit bei einem Lampentausch oder auch gar nicht erforderlich sein kann.
Der Einbrennvorgang kann auch dahingehend variiert werden, dass die Einbrennzeit abhängig ist vom für die Einbrennzeit minimal zulässigen Helligkeitspegel. Beispielsweise kann bei einem minimal zulässigen Helligkeitspegel von 70% die Einbrennzeit auf 10 Minuten festgelegt sein, während bei einem minimal zulässigen Helligkeitspegel von 10% die Einbrennzeit auf 45 Minuten festgelegt ist. Dies kann als Funktion wie auch in Form einer Tabelle hinterlegt sein. Der Einbrennvorgang kann auch abhängig von Umgebungsbedingungen wie beispielweise der erfassten Umgebungstemperatur konfigurierbar bzw. aktivierbar sein.
Bei Inbetriebnahme einer Beleuchtungsanlage mit angeschlossenen dimmbaren Vorschaltgeräten, an die jeweils ein Lichtsensor angeschlossen ist, können die Lampen hingegen nicht korrekt eingebrannt werden, da wegen des Lichtsensors die Lampen tagsüber auf Minimum gedimmt werden. Die bisherige Lösung bestand darin, dass man bei Inbetriebnahme den Lichtsensor manuell abgedunkelt und nach beispielsweise 100 Stunden wieder freigegeben hat.
Mit Hilfe der Erfindung kann eine solche Beleuchtungsanlage jetzt einfacher benutzt werden, da die einzelnen Betriebsgeräte 12 bzw. elektronischen Vorschaltgeräte 11 das korrekte Einbrennen der Lampen 10 automatischen ausführen können, in dem beispielsweise das Dimmen durch Lichtsensor zunächst deaktiviert oder zumindest eingeschränkt wird, und nach beispielsweise 100 Stunden Lampenbrenndauer automatisch aktiviert wird.

Claims

Ansprüche
1. Dimmbares Betriebsgerät (12) zum Betreiben mindestens einer Lampe (10), aufweisend
- mindestens einen Eingang (16a, 16b, 17a, 17b) zum Empfangen von Helligkeits-Steuerinformation (21, 22), und
- einen Ausgang (23) zur Ansteuerung der Lampe (10), und
- eine Steuereinheit (12), die dazu ausgelegt ist, die Lampe derart anzusteuern, dass während einer
Einbrennzeitdauer der Lampe (10) eine minimal zulässiger Helligkeits- oder Leistungspegel nicht unterschritten wird.
2. Betriebsgerät (12) nach Anspruch 1, wobei im Einbrennvorgang der Lampe (10) die Dimmfähigkeit des Betriebsgeräts (12) gesperrt ist, so dass die Helligkeit der Lampe (10) ihren maximalen Helligkeitspegel nicht unterschreiten kann.
3. Betriebsgerät (12) nach Anspruch 1, wobei der minimal zulässige Helligkeitspegel über 10% des maximal erreichbaren Helligkeitspegels liegt.
4. Betriebsgerät (12) nach Anspruch 3, wobei der minimal zulässige Helligkeitspegel zwischen 50% und 70% des maximal erreichbaren Helligkeitspegels liegt .
5. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Einbrennzeitdauer gestartet wird, wenn das Betriebsgerät (12) einen Lampenwechsel erkennt.
6. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Einbrennzeitdauer gestartet wird, wenn das Betriebsgerät (12) erkennt, dass die Wattage der Lampe (10) geändert wurde.
7. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Einbrennzeitdauer vom Betriebsgerät (12) gestartet wird, wenn die Lampe (10) nach einem kompletten Ausschalten wieder eingeschaltet wird.
8. Betriebsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Einbrennzeitdauer vom Betriebsgerät gestartet wird, wenn das Betriebsgerätes wieder eingeschaltet wird.
9. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Einbrennzeitdauer vom Betriebsgerät (12) gestartet wird, wenn ein entsprechender externer Befehl eingeht .
10. Betriebsgerät (12) nach Anspruch 8, wobei zum Starten der Einbrennzeitdauer zusätzlich ein Ausschalten der Lampe (10) während einer Mindest- Zeitdauer notwendig ist.
11. Betriebsgerät (12) nach Anspruch 10, wobei die Mindest-Zeitdauer mindestens einen Tag, insbesondere mindestens eine Woche, beträgt.
12. Betriebsgerät (12) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei im Einbrennvorgang die Helligkeit der Lampe (10) für mindestens 5 Minuten den maximalen Helligkeitspegel erreicht .
13. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Betriebsgerät (12) den Einbrennvorgang nach einer bestimmten Zeitdauer, während der die Helligkeit der Lampe (10) einen Helligkeits-Referenzpegel nicht überschritten hat, startet.
14. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Einbrennvorgang vom Betriebsgerät (12) 20 bis 100 Stunden lang durchgeführt wird.
15. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend Mittel zur Erfassung des Alters der Lampe bzw. des Zustands der Lampenwendel, so dass das
Betriebsgerät (12) entsprechend den Einbrennvorgang durchführt oder nicht.
16. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend einen Eingang (16a, 16b) zum Empfangen von Helligkeits-Istwerten (21) insbesondere eines Lichtsensors (20) .
17. Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche, aufweisend einen Eingang (17a, 17b) zum Empfangen von Helligkeits-Sollwerten (22) .
18. Betriebsgerät (12) nach Anspruch 16, aufweisend einen Eingang (17a, 17b) zum Empfangen von DALI- (Digital Addressable Lighting Interface) oder DSI- (Digital Signal Interface) Helligkeits-Sollwerten (22) .
19. Betriebsgerät (12) zum Betreiben mindestens einer Lampe (10), aufweisend
- mindestens einen Eingang (16a, 16b, 17a, 17b) zum Empfangen von Helligkeits-Steuerinformationen (21, 22), und
- einen Ausgang (23) zur Steuerung der der Lampe (10) zugeführten Leistung in Abhängigkeit von den empfangenen Helligkeits-Steuerinformationen (21, 22), wobei während eines Einbrennvorgangs der Lampe (10) die der Lampe (10) zugeführten Leistung derart gesteuert wird, dass sie einen minimal zulässigen Leistungspegel nicht unterschreitet.
20. Dimmbares elektronisches Vorschaltgerät (11) zum Betreiben mindestens einer Lampe (10), aufweisend ein Betriebsgerät (12) nach einem der vorigen Ansprüche.
21. Verfahren zum Dimmen einer Lampe (10) in Abhängigkeit von Helligkeits-Steuerinformationen (21, 22), wobei in einem Einbrennvorgang der Lampe (10) diese nicht unter einem minimal zulässigen Dimmpegel gedimmt werden darf.
22. Integrierte Schaltung, die zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 21 ausgelegt ist.
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