(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (1) T3 Int.Cl. H0B 41/04 (06.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 11/39 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Urządzenie zapłonowe z dwoma biegunami wejściowymi () Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr /39 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 12/03 (73) Uprawniony z patentu: BAG electronics GmbH, Arnsberg, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 FERDINAND FRANZ MERTENS, Arnsberg, DE TOBIAS SCHULTE, Meschede, DE REINHARD SCHAUERTE, Meschede, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Leokadia Płotczyk POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH SP. Z O.O. ul. Bluszczańska Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 - 2 - Opis 1 2 [0001] Wynalazek dotyczy układu zapłonowego do zapłonu lampy wyładowczej, w szczególności do zapłonu wysokociśnieniowej lampy wyładowczej o cechach części przedznamiennej zastrzeżenia 1 oraz sposobu do zapłonu takiej lampy. [0002] Typowe układy zapłonowe do zapłonu lampy wyładowczej, do którego jest przyporządkowany w celu udostępnienia zmiennoprądowego napięcia zasilania układ zasilający, która ma co najmniej jeden dławik umieszczony szeregowo do lampy wyładowczej, są wykonanej jako układy zapłonowe z nakładaniem. Taki układ zapłonowy jest ujawniony przykładowo w niemieckim dokumencie DE Obejmuje on transformator impulsowy, którego strona wtórna może być połączona z lampą do przenoszenia impulsu zapłonowego i którego strona pierwotna jest połączona z wyzwalającym zapłon układem wyzwalającym zapłon. Układ wyzwalający zapłon obejmuje przy tym źródło energii wejściowej oraz pierwszy środek przełączający, który jest sterowany za pomocą elektronicznego układu sterującego. [0003] Sterowanie przebiegiem czasowym procesu zapłonu, w szczególności wytwarzanie impulsów zapłonowych jest przy tym sprzężone z położeniem fazowym zasilania zmiennoprądowego w celu zapewnienia tego, że impulsy zapłonowe są wytwarzane w takich czasach, w których lampa wskutek chwilowego napięcia zasilania mogą ulec zapłonowi i mogą się palić. Ponadto w typowych układach zapłonowych jest również przewidziane częściowo, aby po wytworzeniu pierwszych impulsów zapłonowych w sposób zestrojony z zasilaniem zmiennoprądowym wytworzyć kolejne impulsy

3 zapłonowe oraz wprowadzić również inne procesy wspomagające proces zapłonu. [0004] W związku z tym, istnieje podczas lub zaraz po zapłonie typowych układów zapłonowych zapotrzebowanie, aby zarejestrować chwilowe położenie fazowe napięcia zasilania, aby jak opisano mógł być do niego dopasowany proces zapłonu. [000] W tym celu typowe układy zapłonowe mają z reguły co najmniej trzy wejścia, które są bezpośrednio przyłączane do fazy zasilania zmiennoprądowego, do wyjścia dławika względnie do przewodu zerowego zasilania. To, co opisano dotyczy przyłączenia do typowej sieci jednofazowej. Gdy lampa i tym samym układ zapłonowy pracuje przy sieci wielofazowej, odpowiednio do tego pierwsze przyłącze wejściowe typowego układu zapłonowego jest łączone z przyłączem L1 sieci, drugie przyłącze wejściowe układu zapłonowego z wyjściem dławika i trzecie przyłącze wejściowe układu zapłonowego z przyłączem L2 zasilania. W obydwóch przypadkach może być badana tym samym faza napięcia zasilania, tak że może być zapewnione sterowanie zapłonem dopasowane czasowo do napięcia sieciowego. [0006] Figura 4a przedstawia taki typowy układ zapłonowy do zapłonu lampy rozładowującej, który ma trzy wejścia B, L, N. Na zaciskach wejściowych L, N jest przyłożone napięcie sieciowe U N, przy czym dławik 1 lampy jest włączony przed zaciskiem wejściowym B. Wejście L typowego urządzenia zapłonowego 0 służy z jednej strony do zasilania wewnętrznego układu sterującego i z drugiej strony do badania napięcia zasilania, aby proces zapłonu mógł być zsynchronizowany z napięciem sieciowym. Po stronie wyjścia urządzenie zapłonowe 0 ma dwa zaciski, do których jest

4 przyłączana lampa rozładowująca 3, przykładowo wysokociśnieniowa lampa wyładowcza. [0007] Szczególnie w takich zastosowaniach, w których dane lampy są umieszczone jako oddalone od dławika układu zasilającego, ten układ z typowym układem zapłonowym ma wady. [0008] Nakład odrutowania przy zastosowaniu takiego typowego urządzenia zapłonowego pokazano na Figurze 4b na przykładzie instalacji sztucznego oświetlenia. Dławik 1 lampy jest zazwyczaj umieszczony w szafie rozdzielczej, która z reguły jest umieszczona w pewnej odległości od masztu 1 lamp i w którym układ zasilający lampy jest przyłączony do napięcia sieciowego. Szafa rozdzielcza i układ zapłonowy mogą mieć trzy tym bez problemu odległość ponad 0 m. Maszt unosi tablicę 1 lamp, przyporządkowane urządzenie zapłonowe jest umieszczone w bezpośrednim sąsiedztwie do lamp. Tak jak wynika to z opisanej ilustracji, przewód 140 między szafą rozdzielczą i lampą 1 musi być ukształtowany jako trójbiegunowy, ponieważ typowe urządzenie zapłonowe ma przyłącza dławika oraz zaciski wejściowe L, N dla napięcia sieciowego. [0009] Okoliczność, że typowe układy zapłonowe mają z reguły trzy przyłącza wejściowe, oznacza więc wysoki nakład okablowania. [00] Tak więc celem niniejszego wynalazku jest usunięcie względnie co najmniej zmniejszenie opisanej wady typowych układów zapłonowych dla lamp wyładowczych, w szczególności dla wysokociśnieniowych lamp wyładowczych. [0011] Ten cel jest w niespodziewany sposób osiągany za pomocą urządzenia przez układ zapłonowy o cechach zastrzeżenia 1. Układ zapłonowy według wynalazku

5 charakteryzuje się tym, że może być on po stronie zasilania w układzie zasilającym lampy przyłączony między dławikiem i lampą i jest przewidziany środek do badania położenia fazowego napięcia zasilania oraz środek do odtwarzania przebiegu fazowego napięcia zasilania lampy po zapłonie lampy. [0012] Przez ukształtowanie według wynalazku układu zapłonowego można pominąć bezpośrednie sprzężenie układu zapłonowego z zasilaniem zmiennoprądowym, ponieważ układ zapłonowy może być po stronie zasilania przyłączony wewnątrz układu zasilającego lampy między dławikiem i lampą i ponadto przebieg czasowy zasilania zmiennoprądowego może być symulowany odpowiednimi środkami. Przez pominięcie przyłącza L przy układzie zapłonowym według wynalazku można oszczędzić jeden przewód, przykładowo między szafą rozdzielczą, w której jest umieszczony dławik zasilania oraz masztem sztucznego oświetlenia, na którym są umieszczone lampy i przyporządkowany układ zapłonowy. [0013] Powyższe wyrażenie "...po zapłonie lampy" określa okres względnie chwilę, w którym wyładowanie w gazie w lampie rozpoczęło się co najmniej w częściowym obszarze objętości gazu, ponadto jest tym samym obejmowana również sytuacja zapłonu, w której lampa co prawda uległa całkowitemu zapłonowi, jednak wyładowanie w gazie jest jeszcze stosunkowo niestabilne i tym samym istnieje jeszcze niebezpieczeństwo, że wyładowanie znowu zgaśnie. Proces zapłonu z urządzeniem zapłonowym według wynalazku jest o tyle zakończony dopiero wtedy, gdy wyładowanie w gazie pali się w sposób stabilny i tym samym nie ma już niebezpieczeństwa zgaszenia wyładowania. W przeciwieństwie do typowych układów zapłonowych, które są wyłączane po

6 rozpoczęciu wyładowania w gazie, układ zapłonowy według wynalazku może być również podczas fazy przejściowej aż do stabilnego palenia się wyładowania w gazie stabilizować je przez wytwarzanie dodatkowych impulsów zapłonowych. Dzięki temu, że stabilizowanie zapłonu są. Przez to, że układ zapłonowy według wynalazku jest ukształtowany do odtwarzania przebiegu fazowego wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy przez kilka okresów wielkości zasilania zmiennoprądowego po zapłonie lampy, te impulsy zapłonowe mogą być również wytwarzane podczas opisanej fazy przejściowej od częściowego wyładowania do stabilnego wyładowania, w sposób zestrojony z przebiegiem czasowym wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy. Ta faza przejściowa, wewnątrz której następuje odtwarzanie przebiegu fazowego wielkości zasilania zmiennoprądowego, może zostać dopasowana do danych warunków. Przykładowo układ zapłonowy może być korzystnie w zależności od postaci wykonania ukształtowany do tego, aby odtwarzać przebieg fazowy wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy aż do,, 1, lub okresów lub jeszcze więcej okresów wielkości zasilania zmiennoprądowego po częściowym zapłonie rozładowania. [0014] Korzystne postaci wykonania są podane w zastrzeżeniach zależnych. [001] Może być celowym, gdy jest przewidziany w punkcie rejestrowania w układzie zasilającym środek do zarejestrowania wartości chwilowej wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy, w szczególności napięcia jak napięcie sieciowe lub prądu, który leży między dławikiem i lampą. W sposób celowy, środek rejestrujący jest przy tym po stronie wyjścia sygnału łączony z wejściem sygnału

7 urządzenia sterującego, tak że może ono obrabiać sygnał. Za pomocą środka rejestrującego może być przykładowo przed zapłonem lampy rejestrowane położenie fazowe napięcia sieciowego, przy czym to określone położenie fazowe może być po lub podczas zapłonu lampy używane do sterowania czasowego procesu zapłonu. Ponadto za pomocą środka rejestrującego mogą być również podczas procesu zapłonu określane aktualne parametry pracy jak napięcie lampy lub prąd lampy. [0016] Aby udostępnić źródło energii wejściowej dla układu wyzwalającego zapłon w układzie zapłonowym według wynalazku, może być przewidziane, że w układzie zasilającym lampy między dławikiem i lampą jest przyłączony przewód zasilający źródła energii wejściowej dla układu wyzwalania zapłonu. Poza tym może być również przewidziane, że źródło energii wejściowej dla układu wyzwalania zapłonu może być sterowane przez urządzenie sterujące. [0017] Szczególnie celowe jest to, gdy jest przewidziana ścieżka prądu bocznikująca lampę wyładowczą do ładowania dławika, przy czym ścieżka prądu zawiera sterowany przez urządzenie sterujące drugi środek sterujący. Przez to ukształtowanie po stronie urządzenia może być przez właściwe zasilanie zmiennoprądowe lampy udostępnione dodatkowe zasilanie elektryczne lampy podczas procesu zapłonu, tak że wyładowanie w lampie często może być już osiągnięte i utrzymane przy pierwszej próbie zapłonu z większym prawdopodobieństwem. Jest przy tym korzystnie synchronizowane sterowanie drugiego środka przełączającego z odtwarzanym przebiegiem fazowym wielkości zasilania zmiennoprądowego, ew. znowu przez kilka okresów wielkości zasilania zmiennoprądowego.

8 [0018] Aby udostępnić zasilanie elektronicznego urządzenia sterującego niezależnie od stanu pracy lampy, może być celowym to, że przewód zasilania elektronicznego urządzenia sterującego może być przyłączony w układzie zasilającym lampy między dławikiem i lampą oraz jest połączony z układem przekształtnikowym zasilającym urządzenie sterujące Ten układ przekształtnikowy może być umieszczony w sposób celowy, aby przekształcać przyłożone przed zapłonem lampy napięcie sieciowe, jak również przyłożone po zapłonie, zależne od pracy lampy napięcie, na zadane, stałe napięcie zasilania urządzenia sterującego. [0019] Jak już wyjaśniono, może być celowym, gdy dławik dla wsparcia procesu zapłonu udostępnia dodatkową energię elektryczną. Z tego powodu, może być celowe, gdy drugi przełącznik po zapłonie lampy jest sterowany do zamknięcia, gdy odtwarzana wielkość zasilania zmiennoprądowego osiąga w przybliżeniu przejście przez zero i po tym przed upływem jednej czwartej okresu jest sterowany znowu do otwarcia. Szczególnie celowym jest przy tym, gdy do stopni przed osiągnięciem przejścia przez zero drugi przełącznik jest sterowany do zamknięcia, w sposób najbardziej celowy 0 do stopni przed lub po osiągnięciu przejścia przez zero drugi przełącznik jest sterowany do zamknięcia. W sposób idealny, po zapłonie lampy, drugi przełącznik jest sterowany do zamknięcia około 0 do stopni przed lub po osiągnięciu przejścia przez zero. Sterowanie przełącznika jest więc zsynchronizowane z odtwarzaną wielkością zasilania zmiennoprądowego, przykładowo z odtworzonym napięciem sieciowym. [00] Okazało się celowym, gdy drugi przełącznik po zapłonie lampy przez kilka okresów w obszarze przejścia

9 przez zero odtworzonej wielkości zasilania zmiennoprądowego jest sterowany do zamykania i przed upływem jednej czwartej okresu jest sterowany do otwarcia. W szczególnie korzystnej postaci wykonania, drugi przełącznik może być jak opisano w ten sposób sterowany przez okresów lub jeszcze dłużej. Opisane otwieranie i zamykanie drugiego przełącznika przez kilka okresów wspiera wyładowanie i prowadzi do skrócenia czasu, aż wystąpi pożądane stabilne wyładowanie w gazie w lampie. Może być przy tym również przewidziane, że obok otwierania i zamykania drugiego przełącznika przez zadany okres czasu również są wytwarzane kolejne impulsy zapłonowe zestrojone z odtworzonym przebiegiem fazowym wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy. [0021] W sposób celowy środek do odtwarzania przebiegu fazowego wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy może zawierać nastawialny generator częstotliwości, który jest przykładowo połączony po stronie sygnałów z urządzeniem sterującym, lub jest w nim zintegrowane. W sposób celowy częstotliwość taktowania generatora może być nastawiona przed właściwym procesem zapłonu na częstotliwość sieci i generator może zostać synchronizowany z napięciem sieciowym, tak że generator podczas względnie po procesie zapłonu na swoim wyjściu udostępnia odtworzenie napięcia sieciowego. W tym czasie, w którym napięcie zasilania lampy nie może być mierzone przez urządzenie zapłonowe według wynalazku, jest mimo to zapewnione to, że sterowanie procesu zapłonu może być zsynchronizowane z napięciem zasilającym lampy, tzn. z napięciem sieciowym. Korzystnie układ zapłonowy może mieć dokładnie dwa przyłącza wejściowe do połączenia z różnymi potencjałami wejściowymi, można pominąć przewidziane w typowych układach zapłonowych

10 przyłącze L. Ponadto może być celowym, gdy układ zapłonowy według wynalazku ma również tylko dwa przyłącza po stronie wyjścia, do których można przyłączyć lampę. [0022] Po stronie sposobu wynalazek osiąga powyższy cel sposobem zapłonu lampy wyładowczej o cechach zastrzeżenia. Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że układ zapłonowy jest po stronie zasilania włączany między dławikiem i lampą, przed zapłonem lampy na umieszczonym między dławikiem i lampą punkcie pomiarowym jest badane położenie fazowe napięcia zasilania, przy czym po zapłonie lampy przebieg fazowy napięcia zasilania lampy jest odtwarzany, np. są określane przejścia przez zero wielkości zasilania zmiennoprądowego i sterowanie przebiegiem czasowym procesu zapłonu jest sterowane w zależności od odtworzonego przebiegu fazowego napięcia zasilania. Dzięki sposobowi według wynalazku, do sterowania procesem zapłonu nie musi być bezpośrednio badane napięcie sieciowe, którym jest zasilany układ zasilający lampy, ponieważ odtworzona wielkość zasilania jest w tym celu dostępna. Przebieg czasowy wielkości zasilania zmiennoprądowego jest według wynalazku szczególnie w takich chwilach odtwarzany, w których rozpoczęło się już wyładowanie w lampie, jednak nie jest całkowicie ukształtowane i stabilne. W takiej sytuacji pracy lampy w układzie zasilającym między dławikiem i lampą przebieg czasowy wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy takiej jak napięcie sieciowe nie jest dostępne, co jest kompensowane przez odtwarzanie według wynalazku przebiegu fazowego wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy. [0023] Przykładowo wytwarzanie impulsu zapłonowego może zostać zsynchronizowane z odtworzonym napięciem zasilania zmiennoprądowego, tak że jest wytwarzany impuls zapłonowy,

11 gdy wartość chwilowa napięcia zasilania leży powyżej napięcia palenia się lampy. [0024] Szczególnie korzystnym jest to, gdy sposób według wynalazku dopasowuje się automatycznie do danej częstotliwości sieci zasilania lampy wyładowczej. W tym celu może być przewidziane, że przed zapłonem lampy jest badana częstotliwość napięcia zasilania zmiennoprądowego. To badanie może nastąpić przed zapłonem lampy w punkcie startowym, który jest przewidziany między umieszczonymi w szeregu dławikiem i lampą, ponieważ wtedy nie płynie prąd lampy i o tyle może być bez sfałszowania badany sinus częstotliwości zasilania również za dławikiem. Z tą samą korzyścią jest przed zapłonem lampy badane położenie fazowe wielkości zasilania zmiennoprądowego, przykładowo położenie fazowe napięcia sieciowego. Również tutaj na skutek braku prądu lampy przez zapłonem lampy można pobrać napięcie zasilania między lampą i dławikiem, tak że można pominąć konieczny w innym przypadku przewód L między układem zapłonowym oraz szafą rozdzielczą przyjmującą dławik zasilający. [002] W sposób celowy, zbadane położenie fazowe wielkości zasilania zmiennoprądowego, w szczególności napięcie zasilania zmiennoprądowego oraz zbadana częstotliwość mogą być wykorzystane, aby odtwarzać wielkość zasilania zmiennoprądowego, tak że to odtwarzanie jest wtedy dostępne do sterowania przebiegu czasowego procesu zapłonu. Szczególnie celowe jest przy tym, gdy jest uruchamiany generator częstotliwości, który pracuje z częstotliwością napięcia zasilania zmiennoprądowego, przy czym generator jest synchronizowany przed zapłonem lampy z położeniem fazowym wielkości zasilania zmiennoprądowego, w

12 szczególności z przejściem przez zero wielkości zasilania zmiennoprądowego. W tym celu, generator częstotliwości celowo jest sterowany ze zbadanym położeniem fazowym oraz częstotliwością wielkości zasilania zmiennoprądowego, tak że wyjście generatora częstotliwości podaje odtworzone wielkości zasilania zmiennoprądowego, w szczególności napięcia zasilania, przy czym odtworzone wielkości zasilania zmiennoprądowego jest używane do sterowania przebiegiem czasowym procesu zapłonu. [0026] Obok synchronizacji impulsów zapłonowych z odtworzoną wielkością zasilania zmiennoprądowego względnie jej położenia fazowego mogą być ponadto synchronizowane inne procesy podczas i/lub po zapłonie lampy odtworzoną wielkością zasilania zmiennoprądowego. Zwraca się uwagę, że określenie synchronizować określa ogólnie wzajemne zestrojenie czasowe procesów. Przykładowo może być celowym, gdy do wspierania procesu zapłonu przed wytworzeniem impulsu zapłonowego, ładowany jest dławik umieszczony w układzie zasilającym szeregowo do lampy i co najmniej część zmagazynowanej w dławiku energii jest podczas procesu zapłonu nakładana na zasilanie zmiennoprądowe lampy. W sposób celowy, również początek względnie koniec ładowania dławika jest przy tym dopasowany względnie synchronizowany z odtworzonym przebiegiem wielkości zasilania zmiennoprądowego. Może być do tego celowym, gdy po zapłonie lampy jest przełączana ścieżka wyładowania dla dławika, gdy wartość chwilowa odtworzonej wartości zasilania zmiennoprądowego osiągnie zadaną wartość, w szczególności wartość zero, i w ciągu jednej czwartej okresu jest znowu otwierana.

13 [0027] W podobny sposób może być celowe, aby zsynchronizować czasowo z odtworzonym przebiegiem fazowym wielkości zasilania zmiennoprądowego ładowanie źródła energii wejściowej dla układu wyzwalającego zapłon układu zapłonowego. Ten proces musi nastąpić przed wyzwoleniem impulsu zapłonowego, przy czym ładowanie źródła energii wejściowej układu wyzwalającego zapłon następuje według wynalazku w takich chwilach, w których udostępniona przez zasilanie energia nie jest całkowicie konieczna dla palenia się lampy. Przez to zapobiega się temu, że przez ładowanie źródła energii wejściowej, której energia jest pobierana również z układu zasilającego lampy, lampa jest gaszona w sposób niezamierzony. [0028] Aby wykryć występujące ewentualnie usterki okablowania przy przyłączeniu układu zapłonowego według wynalazku do lampy, może być celowym, gdy przed włączeniem układu zapłonowego według wynalazku przy przyłożonym napięciu zasilania na lampie wyładowczej jest przełączana bocznikująca lampę ścieżka prądu, w szczególności w obszarze przejścia przez zero napięcia zasilania oraz płynący prąd bocznikowania jest rejestrowany, przykładowo mierzony oraz układ zapłonowy jest blokowany, gdy zarejestrowany prąd bocznikowania w bocznikującej ścieżce prądu przekracza zadaną wartość progową. Ta określona wartość progowa odpowiada przy tym wartości, która ustala się błędnym odrutowaniu układu zapłonowego według wynalazku z siecią względnie dławikiem. Taki błąd odrutowania występuje przykładowo wtedy, gdy przyłącze fazowe, tzn. przyłącze B układu zapłonowego nie jest włączone przy wyjściu dławika, lecz bezpośrednio z napięciem sieciowym (L). Brakujący wtedy dławik w układzie zasilającym staje

14 się zauważalny przez zwiększony prąd bocznikujący, którego zarejestrowanie prowadzi do blokowania układu zapłonowego. Jest przy tym szczególnie korzystnym, gdy przełączalna ścieżka prądu jest identyczna z wyżej wymienioną, przełączalną ścieżką prądu do ładowania dławika, tzn. przełącznik zwalniający ścieżkę prądu może być według wynalazku stosowany dla obydwóch funkcji. [0029] Wynalazek jest poniżej wyjaśniany przez opisanie kilku postaci wykonania z uwzględnieniem załączonych Figur, przy czym Figura 1 przedstawia na schemacie blokowym układ zapłonowy według wynalazku z dwoma biegunami wejściowymi i dwoma biegunami wyjściowymi, Figura 2 przedstawia w sposób szczegółowy układ zapłonowy według wynalazku, Figura 3 ilustrację oscylografu rzeczywistego napięcia zasilania oraz odtworzonego w układzie zapłonowym według wynalazku napięcia zasilania; Figura 4a przedstawia na schemacie blokowym typowe trzy bieguny wejściowe i dwa bieguny wyjściowe oraz Figura 4b przedstawia nakład odrutowania dla układu naświetlacza przy zastosowaniu typowego układu zapłonowego. [00] Ukształtowane według wynalazku urządzenie zapłonowe pokazuje Figura 1. Jak przedstawiono ma ono tylko dwa zaciski wejściowe, mianowicie do połączenia z dławikiem lampy oraz z przewodnikiem N zasilania zmiennoprądowego. Ponieważ pominieto połączenie z przewodnikiem L zasilania zmiennoprądowego, to w przypadku odrutowania przedstawionego na Figurze 4b dla typowego urządzenia

15 zapłonowego przewód 140 może być ukształtowany jako dwubiegunowy zamiast trójbiegunowy. [0031] Figura 2 przedstawia ukształtowany według wynalazku układ zapłonowy w sposób szczegółowy. Po stronie wejścia ma on zaciski wejściowe B, N. Dławik lampy jest w opisanej postaci wykonania przyłączony na zewnątrz urządzenia zapłonowego między zaciskiem wejściowym L zasilania zmiennoprądowego oraz zaciskiem wejściowym B urządzenia zapłonowego 1. Po stronie wyjścia urządzenie zapłonowe 1 ma z kolei dwa zaciski LP, N, do których jest przyłączona lampa 3. [0032] Układ zapłonowy zawiera transformator zapłonowy, który ze swoim uzwojeniem pierwotnym 21 jest częścią układu wyzwalającego zapłon, który jako istotne składowe ma sterowalny prostownik 31 jako źródło energii wejściowej, cewkę 21 po stronie pierwotnej oraz przełącznik 40. Zarówno źródło 31 energii wejściowej, jak i przełącznik 40 są sterowane przez kontroler 0 za pomocą przewodów sterujących ST1 względnie ST2. Kontroler 0 nastawia wyjście źródła 31 energii wejściowej oraz inicjuje wytworzenie impulsu w układzie wyzwalającym zapłon przez zamknięcie przełącznika 40. [0033] Uzwojenie 21 cewki po stronie pierwotnej jest przez transformator 23 zapłonowy połączone z uzwojeniem 22 cewki po stronie wtórnej, które służy do przenoszenia i transformacji impulsu i jest połączone z lampą i dławikiem w szeregu. Według tego układ zasilający lampy w opisanej postaci wykonania ma połączenie szeregowe dławika, uzwojenia 22 cewki po stronie wtórnej oraz samej lampy. [0034] Źródło 31 energii wejściowej układu wyzwalającego zapłon w opisanej postaci wykonania jest sprzężone z

16 wejściem B urządzenia zapłonowego 1, tzn. z wyjściem dławika. Ukształtowane jako sterowalny prostownik 31 źródło energii wejściowej dla układu (31, 21, 40) wyzwalania zapłonu jest wymiarowane tak, że może ono udostępnić konieczną energię do wytworzenia impulsu zapłonowego. W podobny sposób jest połączony przekształtnik 32 z wejściem B układu zapłonowego, który udostępnia zasilanie pracy dla kontrolera 0. [003] Kontroler 0 bada przewodem czujnikowym SL1 między dławikiem i lampą, w opisanej postaci wykonania przy zacisku B, chwilowe napięcie i przewodem czujnikowym SL2 chwilowy prąd, przykładowo płynący prąd IL lampy, po tym, jak zapaliła się lampa. [0036] Ponadto przedstawiony na Figurze 2 układ zapłonowy ma bocznikującą lampę 3 ścieżkę (V3, V4) prądu, za pomocą której niezależnie od lampy i układu wyzwalającego może być ładowany napięciem sieciowym dławik przez uruchomienie przełącznika 61. W tym celu kontroler 0 jest przez wyjście sterujące ST3 połączony z bramą przełącznika 61. [0037] Ponadto jest przewidziane połączenie równoległe kondensatora C3 względem lampy 3, które służy jako wysokoczęstotliwościowy układ oddziaływania kondensatora, aby nie obciążać dławika wysokonapięciowym impulsem zapłonowym. Ponadto przed zapłonem i po naładowaniu dławika część tam zmagazynowanej energii jest przeładowany do kondensatora C3, przy czym ta dodatkowa energia służy do wspierania utworzenia rozładowania w lampie podczas procesu zapłonu. [0038] Sposób funkcjonowania przedstawionego na Figurze 2 układu zapłonowego według wynalazku ma być opisany poniżej. Jak wyjaśniono już powyżej, zarówno kontroler 0, jak i

17 źródło 31 energii wejściowej układu wyzwalającego zapłon nie są zasilane bezpośrednio przez sieciowe napięcie L zasilania, lecz przez przyłącze w układzie zasilającym lampy, które znajduje się między dławikiem i lampą 3. To przyłącze jest umieszczone w opisanej postaci wykonania na wyjściu dławika, które jest skierowane do lampy. Obecny na tym wyjściu potencjał jest według wynalazku stosowany do zasilania elektrycznego układu zapłonowego. [0039] Napięcie sieciowe względnie jego położenie fazowe może być badane przez przewód czujnikowy SL1 tylko wtedy, jak długo lampa 3 nie jest jeszcze poddana zapłonowi. Po zapłonie SL1 rejestruje zasadniczo napięcie lampy w lampie wyładowczej. Do sterowania całego procesu zapłonu są jednak konieczne informacje o położeniu fazowym napięcia sieciowego, w szczególności informacje o przejściu przez zero napięcia sieciowego. W tym celu, w opisanej postaci wykonania wynalazku kontroler 0 odtwarza położenie fazowe napięcia zasilania. [0040] W tym celu jest najpierw przed zapłonem lampy badana częstotliwość sieci przez przewód SL1 przez kontroler 0 i wewnętrzny generator częstotliwości kontrolera 0 jest uruchamiany z zarejestrowaną częstotliwością sieci. Następnie następuje synchronizacja wewnętrznej, odtworzonej zmiennej wielkości zasilania ze zbadanym przez przewód czujnikowy SL1 napięciem sieciowym. Napięcie U n sieci, przykładowo sinusoidalne napięcie przemienne z 0 Hz, jest w pełni synchronicznie odtwarzane w kontrolerze 0, tak że wewnętrzny generator częstotliwości podaje odpowiednie oscylacje sinusoidalne o częstotliwości 0 Hz, które w każdej chwili zgadza się z oscylacjami sieci.

18 [0041] Następnie może być uruchomiany właściwy proces zapłonu. W postaci wykonania przedstawionej na Figurze 2 jest do wspierania procesu zapłonu ładowany dławik lampy przez zadany czas i tym samym z zadaną energią elektryczną przez to, że przełącznik 61 jest sterowany do zamknięcia ścieżki ładowania (, V3, 61). Kontroler 0 steruje przy tym przez przewód sterujący ST3 bramą przełącznika 61. Przez przełącznik 61 płynie prąd ładowania do dławika, który przyjmuje energię. Po osiągnięciu zadanej ilości energii przełącznik 61 jest znowu otwierany. Następnie kondensator C3 może być naładowany przez sieć i wcześniej zgromadzoną w dławiku energię. [0042] Sterowanie czasowe ładowania dławika przez ścieżkę ładowania za pomocą przełącznika 61 oraz późniejsze ładowanie kondensatora C3 zasobnika następuje synchronicznie, tzn. z zestrojeniem czasowym z odtwarzanym w kontrolerze 0 napięciem U n sieciowym. W chwili, w której odtwarzane w kontrolerze 0 napięcie sieci leży powyżej napięcia palenia się lampy, przełącznik 40 jest dla jednorazowego zamknięcia i otwarcia włączany i znowu wyłączany w ciągu w przybliżeniu jednej mikrosekundy. Przez to pracujący jako źródło energii wejściowej dla układu wyzwalania zapłonu przekształtnik 31 prowadzi układ wyzwalający zapłon przez uzwojenie 21 cewki po stronie pierwotnej transformatora zapłonowego, przez co jest wytwarzany impuls po stronie pierwotnej. Magnetyzowanie uzwojenia cewki po stronie pierwotnej jest transformowane przez rdzeń 23 transformatora zapłonowego na uzwojenie 22 cewki po stronie wtórnej ze stosunkiem przenoszenia transformatora zapłonowego i jest nakładane na napięcie sieciowe jako impuls zapłonu. Impuls po stronie wtórnej

19 jest tym samym przyłożony do lampy 3, tak że może ona ulec zapłonowi. [0043] W zależności od postaci wykonania jest również bez problemów możliwe w układzie zapłonowym, aby wytworzyć kilka pojedynczych impulsów po stronie pierwotnej zestrojone z odtwarzaną w kontrolerze 0 wielkością zasilania zmiennoprądowego, w celu ułatwienia procesu zapłonu lampy 3. Jest przy tym przykładowo możliwe, aby w ciągu półokresu odtwarzanego napięcia sieciowego wytworzyć kilka impulsów zapłonowych lub wytworzyć kilka impulsów podczas następujących po sobie okresach odtwarzanej w kontrolerze 0 wielkości zasilania zmiennoprądowego. Takie postępowanie jest korzystne w szczególności wtedy, gdy pierwszy impuls zapłonowy spowodował tylko częściową jonizację gazu lampy wyładowczej 3, jednak nie spowodował jeszcze całkowitego względnie stabilnego wyładowania. W zależności od postaci wykonania wynalazku może być wytworzonych kilka impulsów zasilających w czasie 3,,, lub jeszcze więcej okresów po częściowej jonizacji gazu lampy wyładowczej w sposób zestrojony z odtworzoną wielkością zasilania zmiennoprądowego, aby stabilizować wyładowanie. [0044] Ponadto, przez kontroler 0 przez nastawienie czasu ładowania do sterowanego ładowania dławika w zależności od wymiarowania dławika i kondensatora C3 może zostać ustalona energia, która dodatkowo jest dostępna przy procesie zapłonu do wyładowania. O tyle są różne parametry zapłonu możliwe do bardzo dokładnego nastawienia w zależności od przyłączonej lampy, co z kolei umożliwia pewny zapłon z możliwie najmniejszym nakładem energii i tym samym nakładem układu, niezależnie od tego, czy lampa ma

20 ulec zapłonowi na zimno czy na gorąco. Urządzenie zapłonowe może być przy tym ukształtowane tak, że sterowanie rozpoznaje, gdy jest konieczny zapłon na gorąco i następnie nastawia parametry zapłonu jak czasy przełączania obydwóch przełączników 40, 61, liczbę impulsów po stronie pierwotnej, wysokość napięcia wejściowego układu wyzwalającego itd. [004] Przedstawiony na Figurze 2 układ zapłonowy jest utworzony, aby wytwarzać impulsy zapłonowe podczas dodatniej półfali napięcia U N zasilania. W nie przedstawionej postaci wykonania urządzenia zapłonowego według wynalazku, impulsy zapłonowe są tworzone do następujących po sobie i sąsiadujących półfal odtwarzanego napięcia zasilania. [0046] Poza tym okazało się, że proces zapłonu może być przez to dalej polepszony, że drugi przełącznik 61 po zapłonie lampy jest sterowany do zamknięcia, gdy odtwarzana wielkość zasilania zmiennoprądowego osiąg w przybliżeniu przejście przez zero a następnie po przebiegu jednej czwartej okresu przełącznik 61 jest znowu sterowany do otwarcia. Przez to energia, która jest dostępna do startu względnie utrzymania procesu wyładowania w lampie 3, może być zwiększona, tak że ostatecznie ułatwia się ustalenie rozładowania również w niesprzyjających warunkach. W szczególnie trudnych warunkach zapłonu ten proces może być również przeprowadzany przez kilka okresów odtwarzanego w kontrolerze napięcia zasilania, tzn. sterowanie przełącznika 61 do zamykania gdy odtwarzana zmienna wielkość osiągnęła w przybliżeniu przejście przez zero oraz następnie do otwierania przed upływem jednej czwartej okresu. Ponieważ podczas procesu zapłonu na przewodzie

21 czujnikowym SL1 nie jest przyłożone napięcie sieciowe, lecz jest tam możliwe do zbadania w przybliżeniu napięcie lampy, według wynalazku sterowanie czasowe fazy zapłonu jest synchronizowane z odtwarzanym w kontrolerze 0 napięciem zasilającym U N, tzn. przebieg czasowy jest dopasowywany do odtwarzanej zmiennej wielkości, tak że układ zapłonowy według wynalazku radzi sobie bez wejścia L. [0047] Figura 3 przedstawia oscylogram możliwego do odebrania na punkcie B, patrz Figura 2, napięcia (CH 2) lampy oraz odtwarzanej w kontrolerze 0 wielkości (CH 1) zasilania zmiennoprądowego, które odpowiada napięciu U N sieciowemu. Przed rejestracją oscylogramów odtwarzana wielkość (CH 1) zasilania zmiennoprądowego została zsynchronizowana z napięciem U N sieci. Podczas czasu T1 odtwarzana wielkość zasilania zmiennoprądowego oraz badane w punkcie B napięcie przebiegają synchronicznie, tzn. lampa 3 nie pali się w tym czasie. Czas T2 opisuje właściwy proces zapłonu. Jak widać z Figury 4, jest potrzebny czas wielu okresów sieci, aż lampa na końcu T2 świeci się w sposób stabilny. W tym czasie przełączniki 40, 61 układu zapłonowego według wynalazku są do nastawienia rozładowania sterowane synchronicznie, tzn. w sposób zestrojony czasowo z odtwarzanym w kontrolerze 0 napięciem zasilania aby z jednej strony utworzyć kilka impulsów zapłonowych i z drugiej strony za pomocą dławika podczas wytwarzania tych impulsów zapłonowych udostępnić więcej energii dla lampy do wspierania procesu zapłonu. Po upływie okresu czasu T2, który w podanym przypadku obejmuje więcej niż okresów napięcia sieciowego, utworzyło się stabilne wyładowanie lampy, tak że z zakończeniem procesu zapłonu układ zapłonowy według wynalazku może zostać wyłączony.

22 [0048] W podobny sposób w układzie zapłonowym według Fig. 2 po zapłonie lampy ładowanie źródła (31) energii wejściowej dla układu (21) wyzwalającego zapłon układu zapłonowego jest synchronizowane czasowo z odtwarzanym przebiegiem fazowym wielkości zasilania zmiennoprądowego lampy. Ten proces musi nastąpić przed wyzwoleniem impulsu zapłonowego, przy czym ładowanie źródła energii wejściowej układu wyzwalającego zapłon następuje według wynalazku w takich chwilach, w których udostępniona przez zasilanie energia nie jest całkowicie potrzebna dla świecenia się lampy. W tym celu kontroler 0 steruje prostownik 31 przez sygnał sterujący ST2. Przez to działanie można zapobiec temu, że przez ładowanie źródła 31 energii wejściowej, którego energia jest również pobierana z układu zasilającego lampy, lampa gaśnie w sposób niezamierzony. [0049] Aby wykryć ewentualnie istniejące usterki okablowania podczas przyłączania do lampy przedstawionego na Fig. 2 układu zapłonowego według wynalazku, przed wytworzeniem impulsów zapłonowych przy przyłożonym napięciu U N zasilania do układu zasilającego lampy wyładowczej jest przełączana bocznikująca lampę ścieżka (V3, V4) prądu w obszarze przejścia przez zero napięcia U N zasilania i przepływający prąd bocznikujący jest mierzony przez środek pomiarowy 80 prądu oraz układ zapłonowy 1 jest blokowany, gdy zarejestrowany prąd bocznikowania w bocznikującej ścieżce prądu przekracza zadaną wartość progową. Ta ustalona wartość progowa ustala się wtedy, gdy przyłącze B układu zapłonowego nie jest połączone z wyjściem dławika, lecz jest połączone bezpośrednio z napięciem sieciowym (L). Brak dławika w układzie zasilającym lampy 3 daje o sobie znać przez zwiększony prąd bocznikowania, po którego

23 zarejestrowaniu układ zapłonowy jest blokowany przez kontroler 0, tak że nie są wytwarzane żadne impulsy zapłonowe. Ścieżka (V3, V4) prądu jest przy tym przełączana przełącznikiem 61, który jest również używany do ładowania dławika. Lista oznaczeń odsyłających 1 2 [000] 1 układ zapłonowy/urządzenie zapłonowe 3 lampa wyładowcza zasobnik energii, dławik lampy transformator zapłonowy 21 uzwojenie cewki/cewka po stronie pierwotnej 22 uzwojenie cewki/cewka po stronie wtórnej 23 rdzeń transformatora zapłonowego 31 sterowalny prostownik 32 sterowalny prostownik 40 pierwszy środek przełączający 0 środek sterujący, kontroler 61 drugi środek przełączający, tranzystor polowy 70 środek rejestrujący dla wartości chwilowej napięcia sieciowego 80 środek rejestrujący dla prądu ładowania/prądu lampy szafa rozdzielcza 1 dławik lampy 1 maszt 1 tablica lamp IL prąd lampy 140 przewód trójbiegunowy

24 SL1, SL2 przewód czujnika ST1, ST2, ST3 przewód sterujący T1 czas przed zapłonem lampy T2 czas po zapłonie lampy UL napięcie lampy UN napięcie sieciowe (o kształcie sinusoidalnym)

25 - 2 - Zastrzeżenia patentowe 1. Układ zapłonowy (1) do zapłonu lampy wyładowczej (3), w szczególności do zapłonu wysokociśnieniowej lampy wyładowczej, przy czym do lampy jest przyporządkowany układ zasilający do udostępnienia zmiennoprądowego napięcia (U N ) zasilania, który zawiera co najmniej jeden przyłączony szeregowo do lampy wyładowczej dławik (), przy czym układ zapłonowy zawiera: -transformator () zapłonowy, który po stronie pierwotnej jest połączony z układem (31, 21, 40) wyzwalającym zapłon i po stronie wtórnej może być połączony z lampą (3) do przeniesienia impulsu zapłonowego; - źródło (31) energii wejściowej dla układu wyzwalającego zapłon; - pierwszy środek przełączający (40) w układzie wyzwalającym zapłon; - elektroniczne urządzenie sterujące (0), które steruje pierwszym środkiem przełączającym (40); znamienny tym, że układ zapłonowy po stronie zasilania ma przyłącze wejściowe (B), które w układzie zasilającym lampy (3) może być przyłączone między dławikiem () i lampą oraz jest przewidziany środek do badania położenia fazowego napięcia (U N ) zasilania przed zapłonem lampy w punkcie pomiarowym umieszczonym między dławikiem i lampą oraz do odtwarzania przebiegu fazowego napięcia (U N ) zasilania po zapłonie lampy. 2. Układ zapłonowy według zastrzeżenia 1, znamienny przez środek do zarejestrowania wartości chwilowej napięcia zasilającego (U N ) w punkcie rejestracji w układzie

26 zasilającym, który leży między dławikiem () i lampą (3). 3. Układ zapłonowy według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że w układzie zasilającym lampy między dławikiem () i lampą (3) jest przyłączony przewód zasilający wejściowego źródła energii dla układu wyzwalającego zapłon oraz wejściowe źródło energii dla układu wyzwalającego zapłon może być sterowane za pomocą urządzenia sterującego. 4. Układ zapłonowy według zastrzeżenia 1, 2 albo 3, znamienny tym, że jest przewidziana bocznikująca lampę wyładowczą (3) ścieżka (V3, V4) prądu do ładowania dławika, który zawiera sterowany przez urządzenie sterujące (0) drugi środek przełączający (61).. Układ zapłonowy według zastrzeżenia 1, 2, 3 albo 4, znamienny tym, że może być przyłączony przewód zasilający elektronicznego układu sterującego w układzie zasilającym lampy między dławikiem i lampą i jest połączony z zasilającym układ sterujący układem przekształtnikowym (32), który przekształca zależne od pracy lampy napięcie na zadane, stałe napięcie zasilania układu sterującego (0). 6. Układ zapłonowy według jednego z zastrzeżeń 1 do, znamienny tym, że drugi przełącznik jest sterowany po zapłonie lampy do zamknięcia, gdy odtwarzane napięcie (U N ) zasilania osiągnie w przybliżeniu przejście przez zero i po czym przed upływem jednej czwartej okresu jest znowu sterowany do otwarcia. 7. Układ zapłonowy według zastrzeżenia 6, znamienny tym, że drugi przełącznik (61) po zapłonie lampy przez wiele okresów w obszarze przejścia przez zero

27 odtwarzanego napięcia (U N ) zasilania jest sterowany do zamykania i przed upływem jednej czwartej okresu jest sterowany do otwierania. 8. Układ zapłonowy według jednego z zastrzeżeń 1 do 7, znamienny tym, że środek do odtwarzania przebiegu fazowego napięcia (U N ) zasilania zawiera nastawialny generator. 9. Układ zapłonowy według jednego z zastrzeżeń 1 do 8, znamienny tym, że układ zapłonowy ma dokładnie dwa przyłącza wejściowe (B, N) do połączenia z różnymi potencjałami wejściowymi.. Sposób zapłonu lampy wyładowczej (3), w szczególności wysokociśnieniowej lampy wyładowczej, która jest podczas pracy zasilana energią elektryczną za pomocą obejmującego dławik () lampy zmiennoprądowego układu zasilania, przy czym za pomocą zawierającego transformator () zapłonowy układ zapłonowy jest wytwarzany co najmniej jeden impuls zapłonowy, znamienny tym, że układ zapłonowy po stronie zasilania jest przyłączany między dławikiem i lampą, przed zapłonem lampy w umieszczonym między dławikiem i lampą punkcie pomiarowym jest badane położenie fazowe napięcia zasilającego (U N ), i po zapłonie lampy jest odtwarzany przebieg fazowy napięcia (UN) zasilania i sterowanie przebiegiem czasowym procesu zapłonu jest sterowane w zależności od odtwarzanego przebiegu fazowego napięcia (U N ) zasilania. 11. Sposób według zastrzeżenia, znamienny tym, że wytworzenie impulsu zapłonowego jest synchronizowane z odtwarzanym przebiegiem fazowym napięcia (U N ) zasilania.

28 Sposób według zastrzeżenia albo 11, znamienny tym, że przed zapłonem lampy na umieszczonym między dławikiem i lampą punktem pomiarowym jest badana częstotliwość zmiennoprądowego napięcia (U N ) zasilania. 13. Sposób według jednego z zastrzeżeń do 12, znamienny tym, że jest uruchamiany generator częstotliwości, który pracuje z częstotliwością zmiennoprądowego napięcia (U N ) zasilania, przy czym generator częstotliwości przed zapłonem lampy jest synchronizowany z położeniem fazowym napięcia (U N ) zasilania, w szczególności z przejściem przez zero napięcia (U N ) zasilania. 14. Sposób według jednego z zastrzeżeń albo 13, znamienny tym, że z uwzględnieniem zbadanego przed zapłonem lampy (3) położenia fazowego oraz częstotliwości napięcia (U N ) zasilania jest sterowany generator częstotliwości do odtwarzania położenia fazowego napięcia (U N ) zasilania po zapłonie lampy. 1. Sposób według zastrzeżenia 13 albo 14, znamienny tym, że po zapłonie lampy z uwzględnieniem odtwarzanego położenia fazowego czasowego przebiegu wartości chwilowej jest odtwarzane zmiennoprądowe napięcie zasilania. 16. Sposób według jednego z zastrzeżeń do 1, znamienny tym, że do wspierania procesu zapłonu przed utworzeniem co najmniej jednego impulsu zapłonowego jest ładowany umieszczony w układzie zasilającym dławik (), i co najmniej część zmagazynowanej w dławiku energii jest podczas procesu zapłonu nakładana na zasilanie prądem zmiennym lampy (3).

29 Sposób według zastrzeżenia 16, znamienny tym, że po zapłonie lampy jest przełączana ścieżka ładowania dla dławika, gdy wartość chwilowa odtwarzanego napięcia (U N ) zasilania osiągnie zadaną wartość, w szczególności wartość zero, i w ciągu jednej czwartej okresu jest znowu otwierana. 18. Sposób według jednego z zastrzeżeń do 16, znamienny tym, że po zapłonie lampy ładowanie źródła (31) energii wejściowej dla układu wyzwalania zapłonu jest sterowane w sposób zestrojony czasowo z odtwarzanym przebiegiem fazowym napięcia (U N ) zasilania. 19. Sposób według jednego z zastrzeżeń do 18, znamienny tym, że przed włączeniem układu zapłonowego przy przyłożonym zasilaniu na lampie wyładowczej (3), jest przełączana bocznikująca lampę (3) ścieżka (V3, V4) prądu i płynąca ścieżka bocznikowania jest rejestrowany, oraz układ zapłonowy jest blokowany, gdy zarejestrowany prąd bocznikowania przekracza zadaną wartość progową. BAG electronics GmbH Pełnomocnik:

30 - -

31 - 31 -

32 - 32 -