-
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben
einer Hochdruck-Entladungslampe, versehen mit
-
- Schaltmitteln, induktiven Mitteln und Gleichrichtmitteln, die zusammen einen
Buck-Umrichter bilden, verbunden mit Eingangsklemmen zum Anschluss an eine
Speisequelle und Ausgangsklemmen zum Anschluss der die Lampe umfassenden Mittel zum
Speisen der Lampe mit einem Strom, indem die Schaltmittel periodisch abwechselnd in
einen leitenden und einen nichtleitenden Zustand geschaltet werden, wobei der Buck-
Umrichter beim Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand in
einer selbstschwingenden Betriebsart arbeitet, wenn die Lampe in einem Zustand ist, der
stabilem Lampenbetrieb entspricht.
-
Eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist aus US 5.068.572
bekannt. Die bekannte Schaltungsanordnung ist besonders gut zum Zünden und Betreiben
einer Hochdruck-Entladungslampe geeignet, die Teil einer Anlage für Projektionsfernsehen
ist.
-
Der hier als Buck-Umrichter bezeichnete Typ Schaltnetzteil ist auch unter
anderen Bezeichnungen bekannt, wie z. B. down converter (Tiefsetzsteller), step-down
converter, inductor-coupled step-down converter, direct-down converter.
-
Obwohl in dem Buck-Umrichter die Eingangsklemmen und
Ausgangsklemmen üblicherweise galvanisch verbunden sind, ist es gleichermaßen möglich, dass die
Schaltung mit einer galvanischen Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen
versehen ist, beispielsweise in Form eines Transformators.
-
Bei der bekannten Schaltungsanordnung arbeitet der Buck-Umrichter in
einer selbstschwingenden Betriebsart, die durch die Tatsache gekennzeichnet wird, dass der
Prozess des Schaltens der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand, in dem
Augenblick initiiert wird, in dem der Strom durch die induktiven Mittel null geworden ist,
woraufhin unmittelbar das Schalten erfolgt.
-
Es ist bei den bekannten Schaltungsanordnungen möglich, der
angeschlossenen Lampe über einen verhältnismäßig weiten Strom- und Spannungsbereich eine nahezu
konstante Leistung zuzuführen, sodass durch die Lampe ein sehr konstanter Lichtstrom
erzeugt wird. Die selbstschwingende Betriebsart wird durch geringe Schaltverluste beim
periodischen Schalten der Schaltmittel gekennzeichnet, insbesondere in dem
Strom-Spannungsbereich, in dem der Lampenbetrieb stabil ist. Vorzugsweise ist der Tiefsetzsteller so
dimensioniert, dass bei stabilem Lampenbetrieb das Schalten vorn nichtleitenden in den
leitenden Zustand mit einer Frequenz erfolgt, die oberhalb der Grenze für das menschliche
Gehör liegt. Dies bedeutet auch, dass die Abmessungen der induktiven Mittel
verhältnismäßig klein bleiben können.
-
Schalten vom leitenden in den nichtleitenden Zustand erfolgt in der
bekannten Schaltungsanordnung, wenn ein zu dem durch die induktiven Mittel fließenden Strom
proportionales Signal gleich einem gesondert eingestellten Steuersignal wird. Eine
Regelung der an die Lampe abgegebenen Leistung ist möglich durch eine Regelung des Stroms
an den Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung, beispielsweise in Abhängigkeit von
der Spannung an den Ausgangsklemmen. Obwohl mit der bekannten Schaltungsanordnung
eine geregelte Stromquelle von verhältnismäßig einfachem Aufbau realisiert worden ist, mit
der auch die Verlustleistung in einer Last (der Lampe) geregelt werden kann, hat die
bekannte Schaltungsanordnung eine Anzahl Nachteile.
-
Unter bestimmten Bedingungen zeigt sich, dass in der bekannten
Schaltungsanordnung die Frequenz, mit der die Schaltmittel geschaltet werden, verhältnismäßig
sehr niedrige oder verhältnismäßig sehr hohe Werte annimmt. Die hohen und niedrigen
Schaltfrequenzen treten insbesondere während der Zündphase auf, d. h. einem
Lampenzustand, der dem Zustand des stabilen Lampenbetriebs vorangeht.
-
Eine Folge der verhältnismäßig hohen Schaltfrequenzen ist ein starker
Anstieg der Schaltverluste, was sogar dazu führen kann, dass die Schaltmittel defekt werden.
Das Auftreten der verhältnismäßig niedrigen Schaltfrequenzen führt zu dem Problem
Lärmbelästigung, da die Schaltfrequenz den Bereich des menschlichen Gehörs erreicht.
-
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu
verschaffen, bei der die genannten Nachteile nahezu beseitigt sind. Gemäß der Erfindung
ist eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art hierzu dadurch gekennzeichnet,
dass die Schaltungsanordnung mit Mitteln versehen ist, um zu bewirken, dass der Buck-
Umrichter heim Schalten der Schalmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand in
einem erzwungenen Schwingungsbetrieb arbeitet, wenn die Lampe in einem Zustand ist,
der nicht einem stabilen Lampenbetrieb entspricht.
-
Die Verwendung einer erzwungenen Schaltbetriebsart bietet die
Möglichkeit, den Tiefsetzsteller in Abhängigkeit vom Lampenzustand funktionieren zu lassen, d. h.
in einer der Spannung an den Ausgangsklemmen entsprechenden Weise, wodurch
gleichzeitig das Auftreten sehr niedriger und/oder sehr hoher Schaltfrequenzen der Schaltmittel
vermieden werden kann.
-
Vorzugsweise lassen die Mittel den Buck-Umrichter in dem dem Auftreten
einer Bogenentladung in der Lampe vorangehenden Lampenzustand in einer
diskontinuierlichen Betriebsart arbeiten. Vorzugsweise lassen die Mittel den Buck-Umrichter in einer
kontinuierlichen Betriebsart arbeiten, wenn der Lampenzustand dem Zustand entspricht, in
dem sich nach dem Durchschlag in der Lampe eine Bogenentladung gebildet hat und der
dem Zustand des stabilen Lampenbetriebs vorangeht.
-
Folgendes kann als Erklärung dienen. Der Begriff "erzwungen schwingende
Betriebsart" soll bei der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen im
Zusammenhang mit dem Buck-Umrichter so verstanden werden, dass er auf solche Betriebsarten
verweist, bei denen Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand
nicht durch die Tatsache ausgelöst wird, dass der Strom durch die induktiven Mittel null
wird.
-
Zwei Arten von erzwungen schwingenden Betriebsarten können
unterschieden werden:
-
- kontinuierliche Betriebsart
-
- diskontinuierliche Betriebsart.
-
In der kontinuierlichen Betriebsart fließt ein Strom kontinuierlich durch die
induktiven Mittel, somit auch während des Schaltens der Schaltmittel vom nichtleitenden in
den leitenden Zustand. Wenn die Schaltungsanordnung in der kontinuierlichen Betriebsart
arbeitet, ist die Welligkeit in dem Strom durch die an die Ausgangsklemmen
angeschlossene Last verhältnismäßig klein, und die Last kann mit einem verhältnismäßig starken Strom
gespeist werden. Da die Schaltmittel unter diesen Umständen beim Schalten vom
nichtleitenden in den leitenden Zustand einen verhältnismäßig starken Strom schalten, sind die
Schaltverluste entsprechend hoch.
-
In der diskontinuierlichen Betriebsart der Schaltungsanordnung wird der
durch die induktiven Mittel fließende Strom null, aber der Prozess des Schaltens der
Schaltmittel vom nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand wird hierdurch nicht
ausgelöst. Obwohl es möglich ist, dass der durch die induktiven Mittel fließende Strom in der
darauffolgenden Zeitdauer bis zu dem Moment, in dem die Schaltmittel leitend gemacht
werden, null bleibt, wird der Aufbau praktischer Realisierungen der Schaltungsanordnung
häufg eine sekundäre Schaltung umfassen, von der die induktiven Mittel einen Teil
darstellen und die in der darauffolgenden Zeitdauer als Abstimmkreis wirkt. Eine geeignete
Wahl des Moments, zu dem Schalten in den leitenden Zustand erfolgt, nachdem die
genannte darauffolgende Zeitdauer verstrichen ist, ermöglicht es, dieses Schalten mit
niedrigen Schaltverlusten erfolgen zu lassen. Die Welligkeit in dem Strom durch den
angeschlossenen Lastzweig kann verhältnismäßig groß sein, und die Spannung am Lastzweig kann
verhältnismäßig hoch sein, wenn die Schaltungsanordnung in der diskontinuierlichen
Betriebsart arbeitet.
-
Beim Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe können die
folgenden Lampenzustände unterschieden werden:
-
- erloschene, nicht gezündete Lampe,
-
- Durchschlag in der Lampe, dem eine Glimmentladung folgt, und Übergang von
Glimmentladung in Bogenentladung,
-
- Anlaufen der Lampe,
-
- stabiler Lampenbetrieb.
-
Im erloschenen, nicht gezündeten Zustand findet in der Lampe keine elektrische Leitung
statt. Die Spannung an der Lampe ist gleich der an die Lampe angelegten externen
Speisespannung.
-
Wenn an die Lampe ein Hochspannungsimpuls gelegt wird, Zündimpuls
genannt, erfolgt in der Lampe ein Durchschlag, so dass elektrische Leitung in Form einer
Glimmentladung in der Lampe auftritt, die ihrerseits bei genügender Stromzufuhr in eine
Bogenentladung übergeht. Die an der Entladung anliegende Spannung (die
Lampenspannung), und daher die Spannung an der Lampe, fällt infolge der durch den Durchschlag in
der Lampe bewirkten Leitung abrupt auf einige wenige Volt ab.
-
Das Anlaufen der Lampe ist der Lampenzustand, in dem eine durch
Zündung bewirkte Bogenentladung sich in den Zustand des stabilen Lampenbetriebs
entwickelt. Die Spannung steigt beim Anlaufen allmählich an. Das Anlaufen geht anfangs mit
einem starken Strom durch die Lampe einher, der mit ansteigender Bogenspannung
allmählich abnimmt. Unter bestimmten Umständen ist es wünschenswert, die Stromstärke auf ein
Maximum zu begrenzen und so die der Lampe zugeführte Leistung zu regeln und diese
Leistung nur langsam ansteigen zu lassen, um eine Überlastung der Lampe zu verhindern.
-
Im stabilen Betriebszustand hat die Lampe eine stabile Lampenspannung,
die mit der von der Lampe aufgenommenen Leistung und dem in der Lampe herrschenden
thermodynamischen Gleichgewicht übereinstimmt.
-
Im erloschenen, nicht gezündeten Zustand der Lampe ist für ein schnelles
und zuverlässiges Zünden der angeschlossenen Lampe eine verhältnismäßig hohe
Spannung an den Ausgangsklemmen der Schaltungsanordnung günstig. Da die Lampe in diesem
Zustand nichtleitend ist, ist das Auftreten einer starken Stromwelligkeit an den
Ausgangsklemmen kein großer Nachteil. Der Betrieb der Schaltungsanordnung in der
diskontinuierlichen Betriebsart ist daher für diesen Lampenzustand sehr geeignet.
-
Beim Anlaufen der Lampe ist es anfangs wichtig, die Lampe mit einem
verhältnismäßig starken Strom zu speisen, damit die Lampe ihren stabilen Betriebszustand
schnell und zuverlässig erreicht. Betreiben der Schaltungsanordnung in der kontinuierlichen
Betriebsart ist hierzu zumindest in der Anfangsphase des Anlaufens sehr geeignet. Die in
der kontinuierlichen Betriebsart auftretenden verhältnismäßig hohen Schaltverluste stellen
hier keinen wesentlichen negativen Faktor dar, weil das Anlaufen der
Hochdruck-Entladungslampe von begrenzter, verhältnismäßig kurzer Dauer ist.
-
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist besonders zur Verwendung
in einer Anlage für Projektionsfernsehen geeignet. Die Schaltungsanordnung kann auch
vorteilhaft in einem Autoscheinwerfersystem verwendet werden. Beide Anwendungen
beinhalten das Zünden und Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe von sehr kompakter
Form, die im stabilen Betriebszustand einen sehr konstanten Lichtstrom liefern soll und
eine hohe Zündspannung hat. Nach dem Durchschlag ist es von größter Wichtigkeit,
insbesondere für ein Autoscheinwerfersystem, dass sehr schnell Licht emittiert wird, und somit,
dass das Hochlaufen zum stabilen Betriebszustand innerhalb einer kurzen Zeitdauer erfolgt.
-
Bei der Anwendung für Projektionsfernsehen wird bei der in der
kontinuierlichen Betriebsart arbeitenden Schaltungsanordnung häufg eine Begrenzung des
maximalen Stroms durch die induktiven Mittel vorgesehen, um eine Überlastung der Lampe zu
verhindern.
-
Es ist möglich, die Schaltmittel zum Schalten vom nichtleitenden in den
leitenden Zustand mit Hilfe eines auf Basis der Detektion beispielsweise der Spannung an
der Lampe, des Stroms durch die Lampe oder Kombinationen davon generierten
Steuersignals zu steuern, wobei die Schaltungsanordnung in der kontinuierlichen Betriebsart oder
der diskontinuierlichen Betriebsart arbeitet.
-
In einer praktischen Schaltungsanordnung wird das Steuersignal zum
Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand auf Basis eines
Zeitsignals generiert, wenn die Schaltungsanordnung in der kontinuierlichen oder
diskontinuierlichen Betriebsart arbeitet. Das Zeitsignal hängt hier vorzugsweise mit der seit dem
Moment, in dem die Schaltmittel in den nichtleitenden Zustand gelangt sind, verstrichenen
Zeitdauer zusammen. Der Vorteil hierbei ist, dass dies eine wesentliche Vereinfachung des
Aufbaus der Schaltungsanordnung ermöglicht. Eine Streuung des Wertes für stabilen
Lampenbetrieb bei einzelnen Lampen hat sich als von nicht wesentlicher Bedeutung erwiesen.
Auch nach dem Übergang des Betriebs der Schaltungsanordnung von der kontinuierlichen
in die selbstschwingende Betriebsart wird das Anlaufen der Lampe sich fortsetzen, bis der
stabile Betriebszustand erreicht ist. Vorzugsweise findet eine Regelung auf konstante
Leistung statt, wenn die Schaltungsanordnung in der selbstschwingenden Betriebsart arbeitet.
-
Beim Betrieb in der selbstschwingenden Betriebsart wird in der bekannten
Schaltungsanordnung das Steuersignal zum Schalten vom nichtleitenden in den leitenden
Zustand dadurch realisiert, dass der Strom in den induktiven Mitteln die Polarität ändert,
nachdem er null geworden ist, und eine Hilfsspannung an den induktiven Mitteln erzeugt,
welche Hilfsspannung als Spannungsquelle zum Generieren des Steuersignals zum Schalten
der Schaltmittel in den leitenden Zustand dient. Dies ergibt bei praktischen
Ausführungsformen einen zuverlässigen und gut funktionierenden Aufbau der Schaltungsanordnung,
aber ist nur eine von vielen möglichen Realisierungen, die aus der Praxis und der Literatur
bekannt sind. In vielen Fällen nimmt der Strom durch die induktiven Mittel dadurch, dass
die Schaltmittel in den leitenden Zustand gelangen, wieder nahezu sofort und ohne
Polaritätsänderung zu.
-
Die oben beschriebene kurzzeitige Polaritätsänderung des Stroms durch die
induktiven Mittel ist in der Praxis qua Zeitdauer und Größe so gering, dass sie im Weiteren
vernachlässigt werden kann und dass der Stromverlauf durch die induktiven Mittel,
nachdem der Strom null geworden ist, als sofortige Zunahme des durch die induktiven Mittel
fließenden Stroms infolge des Schaltens der Schaltmittel in den leitenden Zustand
betrachtet werden kann.
-
Obige und weitere Aspekte der Erfindung werden anhand einer Zeichnung
im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
-
Fig. 1 ein Schema einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung;
-
Fig. 2 den in Teilen einer praktischen Realisierung der Schaltungsanordnung
fließenden Strom als Funktion der Zeit beim Betrieb in einer selbstschwingenden
Betriebsart;
-
Fig. 3 den in Teilen einer praktischen Realisierung der Schaltungsanordnung
fließenden Strom als Funktion der Zeit beim Betrieb in einer kontinuierlichen Betriebsart
und
-
Fig. 4 den durch Teile einer praktischen Realisierung der
Schaltungsanordnung fließenden Strom als Funktion der Zeit beim Betrieb in einer diskontinuierlichen
Betriebsart.
-
Fig. 1 zeigt ein Schema einer Schaltungsanordnung zum Zünden und
Betreiben einer Hochdruck-Entladungslampe 7, die mit Schaltmitteln 1, induktiven Mitteln 2 und
Gleichrichtmitteln 4 versehen ist, die zusammen einen Buck-Umrichter bilden, verbunden
mit Eingangsklemmen 5 zum Anschluss an eine Speisequelle und Ausgangsklemmen 6
zum Anschluss der die Lampe umfassenden Mittel 8, zum Speisen der Lampe mit einem
Strom, indem die Schaltmittel mittels eines Einschalt- bzw. Abschaltsignals periodisch
abwechselnd in einen leitenden und einen nichtleitenden Zustand geschaltet werden, wobei
der Buck-Umrichter beim Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden
Zustand in einer selbstschwingenden Betriebsart arbeitet, wenn die Lampe in einem
Zustand ist, der stabilem Lampenbetrieb entspricht. Der Buck-Umrichter ist auch mit
kapazitiven Zwischenspeichermitteln 3 versehen.
-
Die Schaltungsanordnung ist auch mit einer Steuerschaltung 10 zum Steuern
der Schaltmittel 1 versehen, welche Steuerschaltung ein Steuersignal zum Schalten der
Schaltmittel abwechselnd in den leitenden und den nichtleitenden Zustand generiert.
-
Die Mittel 8, die die Lampe enthalten, umfassen in vielen praktischen Fällen
eine Kommutatorschaltung, damit im Lampenbetrieb ein Strom mit periodisch wechselnder
Polarität durch die Lampe fließt. Die Mittel 8 umfassen im Allgemeinen auch eine
Zündschaltung zum Erzeugen eines Spannungsimpulses zum Zünden der Lampe. Sowohl die
Kommutatorschaltung als auch die Zündschaltung werden im Allgemeinen ein Teil der
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sein. Die Kommutatormittel können in dem Fall,
dass die Lampe im Gleichstrombetrieb arbeitet, entfallen.
-
Die Schaltungsanordnung ist mit Mitteln 11 versehen, um den Buck-
Umrichter beim Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand in
dem dem Auftreten einer Bogenentladung in der Lampe vorangehenden Lampenzustand in
einer diskontinuierlichen Betriebsart arbeiten zu lassen.
-
Die Mittel 12 bewirken, dass der Buck-Umrichter beim Sehalten der
Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand in einer kontinuierlichen
Betriebsart arbeitet, wenn der Lampenzustand dem Zustand entspricht, in dem sich nach dem
Durchschlag in der Lampe eine Bogenentladung gebildet hat, und der dem Zustand des
stabilen Lampenbetriebs vorangeht.
-
Die Mittel 11 und 12 bilden somit zusammen die Mittel, um den Buck-
Umrichter beim Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden in den leitenden Zustand in
einer erzwungen schwingenden Betriebsart arbeiten zu lassen, wenn sich die Lampe in
einem Zustand befindet, der nicht einem stabilen Lampenbetrieb entspricht, und sie sind
hierzu mit der Steuerschaltung 10 verbunden.
-
Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine Kopplung zwischen einerseits einer
Detektion des durch die induktiven Mittel 2 fließenden Stroms, insbesondere der Detektion,
dass dieser Strom null geworden ist, und der Steuerschaltung 10 andererseits, wobei die
Kopplung dazu dient, den Prozess des Schaltens der Schaltmittel vom nichtleitenden in den
leitenden Zustand in der Steuerschaltung zu initiieren, wenn die Schaltungsanordnung in
der selbstschwingenden Betriebsart ist.
-
Die Steuerschaltung 10 umfasst Mittel (nicht abgebildet) zum Generieren
eines Steuersignals in einer an sich bekannten Art zum Schalten der Schaltmittel vom
leitenden in den nichtleitenden Zustand. In der beschriebenen Ausführungsform ist dies so
ausgeführt, dass für die an die Ausgangsklemmen 6 gelieferte Leistung eine Regelung auf
konstante Leistung wirksam ist, wenn die Schaltungsanordnung in der selbstschwingenden
Betriebsart arbeitet.
-
Bei einer praktischen Realisierung der beschriebenen Ausführungsform der
Schaltungsanordnung wird das Steuersignal zum Schalten der Schaltmittel vom nichtleitenden
in
den leitenden Zustand in ähnlicher Weise wie in der aus EP-A-0 401 931 bekannten
Schaltungsanordnung generiert, wobei die Schaltungsanordnung in der selbstschwingenden
Betriebsart arbeitet.
-
Die Mittel 11 und 12 sind in dieser praktischen Realisierung der
Schaltungsanordnung so gebildet, dass jedes ein Zeitsignal generiert, das mit der Zeitdauer
zusammenhängt, die verstrichen ist, seitdem die Schaltmittel in den nichtleitenden Zustand
gelangt sind. Die Mittel 11 sind so ausgeführt, dass die Schaltmittel erst nach einer
minimalen Zeitdauer in den leitenden Zustand geschaltet werden können. Die Mittel 12 sind so
ausgebildet, dass die Schaltmittel nach einer maximalen Zeitdauer in den leitenden Zustand
geschaltet werden.
-
Die in der beschriebenen praktischen Realisierung mit den Mitteln 11
erreichte minimale Zeitdauer ist 5 us. Die mit den Mitteln 12 erreichte maximale Zeitdauer
beträgt 36 us.
-
Fig. 2, 3 und 4 zeigen für die beschriebene praktische Realisierung der
Ausführungsform der Schaltungsanordnung sowohl den durch die induktiven Mittel IL als auch
den durch die Schaltmittel Is fließenden Strom als Funktion der Zeit. Fig. 2 bezieht sich auf
die selbstschwingende Betriebsart, Fig. 3 auf die kontinuierliche Betriebsart und Fig. 4 auf
die diskontinuierliche Betriebsart.
-
Die praktische Realisierung der Schaltungsanordnung ist zum Anschluss an
eine Speisequelle für 220 V, 50 Hz geeignet. Hierzu ist die Schaltungsanordnung zwischen
den Eingangsklemmen und den Schaltmitteln mit einem nicht abgebildeten und an sich
bekannten Schaltungsabschnitt zum Umformen der an die Eingangsklemmen
angeschlossenen Wechselspannung in eine zum Betreiben der Schaltmittel geeignete Gleichspannung
versehen.
-
Die praktische Realisierung der beschriebenen Schaltungsanordnung ist zum
Betreiben einer Hochdruck-Halogenmetalldampflampe vom Typ UHP, Hersteller Philips,
geeignet. Die Lampe hat eine Nennleistung von 100 W für eine Nennlampenspannung von
85 V und einen Lampenstrom von 1,2 A. Ein MOSFET, Typ IRF840, Hersteller
International Rectifier, dient als Schaltmittel 1. Die induktiven Mittel 2 werden von einem
Transformator mit einem Ferritkern, einer Primärwicklung mit 100 Windungen und einer
Sekundärwicklung 21 mit 30 Windungen gebildet, der Teil der Steuerschaltung 10 ist und als
Spannungsquelle zum Generieren des Steuersignals zum Schalten der Schaltmittel in den
leitenden Zustand dient. Die kapazitiven Zwischenspeichermittel 3 haben einen Kapazitätswert
von 0,82 uF. Die Gleichrichtmittel 4 werden von einer Diode vom Typ
BYV29F500, Hersteller Philips, gebildet. Die Schaltungsanordnung kann dann an die
Ausgangsklemmen über einen Bereich von 50 bis 110 V eine konstante Leistung liefern, wobei
der Buck-Umrichter in der selbstschwingenden Betriebsart arbeitet.
-
Im erloschenen, nicht gezündeten Zustand der Lampe arbeitet die
Schaltungsanordnung in der diskontinuierlichen Betriebsart. Die Spannung an den
Ausgangsklemmen beträgt 160 V. Die Schaltungsanordnung ist mit einer Zündschaltung versehen,
die Zündimpulse von 20 kV erzeugt, woraufhin die Lampe zündet.
-
Sobald der Lampenzustand erreicht worden ist, bei dem in der Lampe eine
Bogenentladung vorliegt, fällt die Spannung an der Lampe auf 15 V ab, und damit auch die
Spannung an den Ausgangsklemmen. Die Schaltungsanordnung wechselt dann abrupt von
der diskontinuierlichen Betriebsart in die kontinuierliche Betriebsart. Der Lampe wird dann
ein auf einen maximalen Wert von 2 A begrenzter Strom zugeführt. Beim Anlaufen der
Lampe steigt die Lampenspannung allmählich an, und der durch die Lampe fließende
Strom nimmt ab. Dies äußert sich in einem schnelleren Abfall des durch die induktiven
Mittel fließenden Stroms während der Zeitdauern, in denen die Schaltmittel nichtleitend
sind.
-
Der Betrieb der Schaltungsanordnung schaltet von der kontinuierlichen
Betriebsart in die selbstschwingende Betriebsart, sobald im nichtleitenden Zustand der
Schaltmittel der Strom durch die induktiven Mittel innerhalb von 36 us null wird. Die
Schaltungsanordnung ist mit Mitteln versehen, um die den Ausgangsklemmen zugeführte
Leistung auf einen konstanten Pegel zu regeln.
-
Bei der beschriebenen praktischen Realisierung entspricht dies einer
Spannung an der Lampe und an den Ausgangsklemmen von 50 V. Anschließend setzt sich das
Anlaufen der Lampe fort, bis die Lampenspannung den stabilen Pegel erreicht hat, und
somit den Zustand des stabilen Lampenbetriebs. Mit Hilfe der Regelung auf konstante
Leistung wird erreicht, dass die Lampe ihren stabilen Betriebszustand bei einer
Nennlampenspannung von 85 V erreicht.
-
Wenn der stabile Lampenbetrieb bei der Nennlampenleistung erfolgt, beträgt
die Zeitdauer, während der die Schaltmittel im nichtleitenden Zustand sind, ungefähr 18 us.