DE1085967B

DE1085967B - Circuit arrangement for switching off and controlling the brightness of a fluorescent lamp or several fluorescent lamps connected in parallel

Info

Publication number: DE1085967B
Application number: DES56219A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Weppler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1957-12-12
Filing date: 1957-12-12
Publication date: 1960-07-28

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden und zur Helligkeitssteuerung von einer Leuchtstofflampe mit Vorschaltdrossel oder mehreren parallelgeschalteten Leuchtstofflampen mit je einer vorgeschalteten Begrenzungsdrossel.The invention relates to a circuit arrangement for igniting and controlling the brightness of a Fluorescent lamp with ballast or several parallel-connected fluorescent lamps with one each upstream limiting throttle.

Es ist bereits an anderer Stelle eine wechselstromgespeiste Anordnung zur Steuerung oder Regelung elektrischer Laststromkreise vorgeschlagen worden, die mindestens einen in dem zu beeinflussenden Stromkreis liegenden Transistorverstärker in Emitterschaltung aufweist, dem zusätzlich ein vom Laststrom abhängiger Steuerstrom über einen Rückkopplungsstromwandler zugeführt wird, so daß nach öffnen des Transistors dieser unabhängig von der Steuerspannung so lange geöffnet bleibt, wie ein Laststrom fließt.There is already an alternating current-fed arrangement for control or regulation elsewhere electrical load circuits have been proposed that at least one in the circuit to be influenced has lying transistor amplifier in the emitter circuit, the additional one from the load current dependent control current is supplied via a feedback current converter, so that after opening the Transistor this remains open as long as a load current, regardless of the control voltage flows.

Speziell zum Zünden und Helligkeitssteuern von Leuchtstofflampen ist ferner vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1 032 851), einen stromsteuernden Magnetverstärker zur Steuerung von trägheitslosen Schalteinrichtungen im Laststromkreis zu verwenden.It has also been proposed specifically for igniting and controlling the brightness of fluorescent lamps (German Auslegeschrift 1 032 851), a current-controlling magnetic amplifier for controlling inertia-free To use switching devices in the load circuit.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung einer Steueranordnung für elektrische Laststromkreise, die einen im Laststromkreis angeordneten einstufigen Transistorverstärker in Emitterschaltung mit vom Laststrom abhängigem Rückkopplungsstromwandler enthält, und durch die Steuerabhängigkeit des Transistorverstärkers von einem stromsteuernden Magnetverstärker, dessen Ausgangsspannung unter Gegenschaltung einer festen Zuhaltespannung für den Transistorverstärker diesem zugeführt ist. Das Verhältnis der Scheitelwerte der Zuhaltespannung und der Ausgangsspannung des Magnetverstärkers ist beispielsweise 1 :2 gewählt.The circuit arrangement according to the invention is characterized by the use of a control arrangement for electrical load circuits that have a single-stage transistor amplifier arranged in the load circuit in common emitter circuit with feedback current transformer dependent on the load current, and by the control dependence of the transistor amplifier on a current-controlling magnetic amplifier, its output voltage with the counter connection of a fixed locking voltage for the Transistor amplifier is fed to this. The ratio of the peak values of the guard locking voltage and the output voltage of the magnetic amplifier is selected to be 1: 2, for example.

Die Erfindung ist an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained in more detail on the basis of some exemplary embodiments shown in the drawing.

Gemäß Fig. 1 ist ein netzgespeister Transformator TrI vorgesehen, dessen eine Sekundärwicklung über einen Doppelweggleichrichter Gl die parallelgeschalteten Arbeitswicklungen eines Paralleltransduktors PT speist, dessen in Reihe geschaltete Steuerwicklungen über ein Potentiomeetr Po an eine Steuergleichspannung angeschlossen sind. An die Gleichstrompole des Gleichrichters Gl ist ein Widerstand R2 angeschlossen, der in Reihe mit einem Widerstand R1 und einem zur Stromregulierung dienenden Widerstand R3 an die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T angeschlossen ist. An dem Widerstand Rl liegt die durch einen Mehrweggleichrichter G2 gleichgerichtete, von einer zweiten Sekundärwicklung des Transformators TrI abgenommene ZuhaltespannungAccording to FIG. 1, a mains-fed transformer TrI is provided, one secondary winding of which feeds the parallel-connected working windings of a parallel transducer PT via a full-wave rectifier Gl, the series-connected control windings of which are connected to a DC control voltage via a potentiometer Po. A resistor R2 is connected to the DC poles of the rectifier Gl and is connected to the base-emitter path of the transistor T in series with a resistor R 1 and a resistor R3 used for current regulation. The locking voltage, rectified by a multipath rectifier G 2 and taken from a second secondary winding of the transformer TrI, is applied to the resistor Rl

Schaltungsanordnung zum Zünden
und zur Helligkeitssteuerung von einerCircuit arrangement for ignition
and to control the brightness of one

Leuchtstofflampe oder mehreren
parallelgeschalteten LeuchtstofflampenFluorescent lamp or more
fluorescent lamps connected in parallel

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen,Aktiengesellschaft, Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Rudolf Weppler, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Rudolf Weppler, Nuremberg,
has been named as the inventor

für den Transistor. Parallel zu der Basis-Emitter-Strecke ist über einen Mehrweggleichrichter G3 die Sekundärwicklung eines Stromwandlers W angeschlossen, dessen Primärwicklung im Stromkreis der wechselstromgespeisten Last L liegt. Unter der Last L ist hierbei eine Leuchtstoffröhre mit vorgeschalteter Begrenzungsdrossel oder eine Parallelschaltung mehrerer derartiger Anordnungen zu verstehen.for the transistor. In parallel to the base-emitter path, the secondary winding of a current transformer W is connected via a multipath rectifier G3, the primary winding of which is in the circuit of the load L supplied with alternating current. The load L here is to be understood as meaning a fluorescent tube with an upstream limiting throttle or a parallel connection of several such arrangements.

Die Außenelektroden des Transistors sind an die Gleichstrompole eines weiteren Mehrweggleichrichters G 4 angeordnet, dessen Wechselstrompole in Reihe mit der Primärwicklung des Stromwandlers W und der Last in den Wechselstromkreis eingefügt sind. Durch Verändern der Steuergleichspannung mit Hilfe des Potentiometers Po wird erreicht, daß die Ausgangsspannung des Paralleltransduktors unter Überwindung der entgegengerichteten Zuhaltespannung eine Öffnung des Transistors T bewirkt, so daß im Laststromkreis ein Strom fließen kann, der über den Wandler W eine Rückkopplung auf den Transistor erzielt, derart, daß dieser nach Fließen des Laststromes unabhängig von der Steuergleichspannung geöffnet bleibt, solange der Laststrom aufrechterhalten bleibt. Der Paralleltransduktor PT bezweckt hierbei bei konstantem Steuerstrom und vorgegebenem Belastungswiderstand eine Konstanthaltung des Mittelwertes der Lastspannung bei Netzspannungsänderungen, wie dies bereits an anderer Stelle (deutsche Auslegeschrift 1 032 851) dargelegt ist.The outer electrodes of the transistor are arranged on the direct current poles of a further multipath rectifier G 4, the alternating current poles of which are inserted into the alternating current circuit in series with the primary winding of the current transformer W and the load. By changing the control DC voltage with the help of the potentiometer Po it is achieved that the output voltage of the parallel transducer, overcoming the opposing locking voltage, causes the transistor T to open so that a current can flow in the load circuit, which provides feedback to the transistor via the converter W, in such a way that it remains open after the load current has flowed, regardless of the DC control voltage, as long as the load current is maintained. With a constant control current and a given load resistance, the parallel transducer PT aims to keep the mean value of the load voltage constant when the mains voltage changes, as has already been explained elsewhere (German Auslegeschrift 1 032 851).

Die Zusammenhänge zwischen der Ausgangsspannung des Paralleltransduktors, der Zuhaltespannung für den Transistor und der Spannung an der Last sindThe relationships between the output voltage of the parallel transducer and the locking voltage for the transistor and the voltage on the load are

009 568/147009 568/147

in den Fig. 3 a bis 3 c dargestellt. Dabei bedeuten 171 die feste Zuhaltespannung, Γ 2 die vom Steuergleichstrom abhängige Ausgangsspannung des Paralleltransduktors und L'3 die am Transistor wirksame Steuerspannung, während U_L die Lastspannung bei 5 indukther Last angibt. Durch die Verwendung des Paralleltransduktors wird je nach der Höhe der Steuergleichspaunung zu einem bestimmten Zeitpunkt ein nahezu plötzlicher Anstieg der Ausgangsspannung tie.- Paralleltransduktors auf den jeweiligen Augenblickswert der entsprechenden Xetzspannungshalbwelle erzielt und gleichzeitig eine Verschiebung um 180" zwischen der Zuhaltespaimung und der Paralleltransdnktorausgangsspannung erreicht.shown in Figs. 3 a to 3 c. 171 denotes the fixed locking voltage, Γ 2 denotes the output voltage of the parallel transducer dependent on the direct current control and L'3 denotes the control voltage effective at the transistor, while U _L denotes the load voltage with an inductive load. By using the parallel transducer, depending on the level of the control voltage, an almost sudden increase in the output voltage tie.- parallel transducer to the respective instantaneous value of the corresponding Xetzvoltage half-wave is achieved and at the same time a shift of 180 "between the guard locking and the parallel transducer output voltage is achieved.

Wie aus der Fig. 3b ersichtlich ist, wirkt bis zum Einsetzen der Traiisduktorausgangsspannung die Zuhaltespannung allein, wie dies gestrichelt dargestellt ist. Nach Einsetzen der Ausgangsspannung am Transduktor wirkt die Differenz zwischen beiden Spannungen, die eine sofortige öffnung des Transduktor» herbeiführt. Xach Öffnen des Transistors ist der Transistor durch die Rückkopplung so lange geöffnet, wie der Strom im Laststromkreis fließt, so daß die an der Last anliegende Spannung Uι noch über dem XuIlpunkt der wirksamen Steuerspannuug hinaus durch die Phasenverschiebung bestehenbleiben kann, wie in Fig. 3 c gezeigt ist.As can be seen from FIG. 3b, the locking voltage alone acts up to the onset of the trai ductor output voltage, as shown in dashed lines. After the start of the output voltage at the transducer, the difference between the two voltages acts, which causes the transducer to open immediately. After opening the transistor, the transistor is opened by the feedback as long as the current flows in the load circuit, so that the voltage Uι applied to the load can still persist beyond the XuIlpunkt of the effective control voltage due to the phase shift, as in Fig. 3c is shown.

Entsprechende Ergebnisse können auch mit einer Schaltung gemäß Fig. 2 erreicht werden. Gleiche Teile sind hier wiederum mit gleichen Benennungen versehen. Ein netzgespeister Transformator Tr 1 speist mit seiner einen Sekundärwicklung die parallelgeschalteten Arbeitswicklungen des Paralleltransduktors PT über einen Widerstand R. Die Steuerwicklungen sind wiederum in Reihe liegend über ein Potentiometer Po an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen. An die zweite Sekundärwicklung des Transformators 7>1 ist die Primärwicklung eines zweiten Transformators TrI angeschlossen, derart, daß die beiden Stromkreise über den genannten Widerstand R galvanisch gekoppelt sind. Im Laststromkreis der Last L sind unter Vorschaltung je eines Gleichrichterstill und G12 zwei Transistoren Tl und 72 vom gleichen X-P-X-Typ in Antiparallelschaltung angeordnet. Die Rückkopplung erfolgt durch einen im Laststromkrcis liegenden Stromwandler IV mit zwei Sekundärwicklungen, von denen jeweils eine Sekundärwicklung an die Basis-Emitter-Strecke des betreffenden Transistors angeschlossen ist. Parallel zu diesen Rückführungskreisen sind die Sekundärwicklungen α und b des Transformators TrI geschaltet. Die Ausgangsspannung des Paralleltransduktors wirkt wiederum der festen Zuhaltespannung entgegen, so daß die Primärseite des Transformators TY2 von der resultierenden Spannung beaufschlagt wird. Durch Verändern der Steuergleichspannung werden abwechselnd im Takte der Frequenz de- speisenden Wechselstromnetzes die beiden Transistoren 7" 1 und TI geöffnet, so daß über diese ein Strom im Laststromkreis !ließen kann, der infolge der Rückkopplung des Stromwandlers IV die Transistoren T1 und 7"2 abwechselnd so lange geöffnet hält, wie der Laststrom fliel.lt. Durch Änderung des Steuergleichstromes des Magnetverstärkers kann man den Öffnungszeitpunkt gegenüber der Xetzspannung und damit den Mittelwert der Spannung verändern.Corresponding results can also be achieved with a circuit according to FIG. 2. The same parts are given the same names here. A mains-fed transformer Tr 1 with its one secondary winding feeds the parallel-connected working windings of the parallel transducer PT via a resistor R. The control windings are in turn connected in series via a potentiometer Po to a DC voltage source. The primary winding of a second transformer TrI is connected to the second secondary winding of the transformer 7> 1 in such a way that the two circuits are galvanically coupled via the resistor R mentioned. In the load circuit of the load L are in each case one rectifier Still G12 and two transistors Tl and 72 are arranged from the same XPX type in anti-parallel connection under prescreening. The feedback is provided by a current transformer IV, located in the load current circuit, with two secondary windings, of which one secondary winding is connected to the base-emitter path of the relevant transistor. The secondary windings α and b of the transformer TrI are connected in parallel to these feedback circuits. The output voltage of the parallel transducer in turn counteracts the fixed locking voltage, so that the primary side of the transformer TY2 is acted upon by the resulting voltage. By changing the control DC voltage, the two transistors 7 "1 and TI are opened alternately in the cycle of the frequency-feeding AC network, so that a current in the load circuit can be passed through them, which as a result of the feedback from the current transformer IV causes the transistors T 1 and 7" 2 alternately keeps open as long as the load current flows. By changing the control direct current of the magnetic amplifier, the opening time can be changed in relation to the mains voltage and thus the mean value of the voltage.

Mit der Anordnung nach Fig. 2 kann die doppelte An-«"aneslei stung bei Verwendung gleicher Transistortypen wie bei der Anordnung nach Fig. 1 erzielt werden.With the arrangement according to FIG. 2, the double connection can be achieved when using the same transistor types as in the arrangement of FIG. 1 can be achieved.

Mit dem Gegenstand der Erfindung ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Leuchtstofflampen sicher zu zünden und deren Helligkeit im weiten Bereich bis zum Erlöschen stufenlos zu verändern durch Veränderung des Mittelwertes der Lastspannung, die ihrerseits von der Größe des Steuergleichstromes beeinflußbar ist. Der Gegenstand der Erfindung kann wegen der vorgenannten Helligkeitssteuerung vorteilhaft zur Spielflächen- und/oder Horizontbeleuchtung im Theaterbetrieb verwendet werden.With the subject matter of the invention, it is possible in a simple manner to use the fluorescent lamps to ignite safely and to change their brightness in a wide range until it goes out Change in the mean value of the load voltage, which in turn can be influenced by the size of the control direct current is. The subject matter of the invention can be advantageous because of the aforementioned brightness control can be used to illuminate the playing area and / or the horizon in theaters.

Claims

PATENT APPLICATION:

1. Circuit arrangement for igniting and controlling the brightness of a fluorescent lamp with series choke or several fluorescent lamps connected in parallel, each with one upstream ßlimiting throttle, characterized by the use of a control arrangement for electrical load circuits which have a single-stage transistor amplifier arranged in the load circuit in common emitter circuit with feedback current transformer dependent on the load current, and by the control dependency of the Transistor amplifier from a current-controlling magnetic amplifier whose output voltage is below Opposite circuit of a fixed locking voltage for the transistor amplifier is fed to this.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the ratio of the Peak values of the locking voltage and output voltage of the magnetic amplifier are preferred 1: 2.

3. Circuit arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that both voltages removed from separate secondary windings of a mains-fed transformer (7 rl) are.

4. Circuit arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the secondary winding of a feedback current transformer (IV) is connected via a rectifier (G 3) to the base-Eniitter path of the transistor (T) . that in a parallel base-emitter circuit of the transistor a first resistor (Rl) is arranged in series with a second resistor (R2) and the rectified locking voltage is applied to the first and the rectified output voltage of the magnetic amplifier to the second (Fig. 1 ).

5. Circuit arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the circuits of the two secondary windings are coupled to one another via a resistor (J?) And the resulting voltage is fed to a second transformer (TrI) which has two separate secondary windings, each with the Base-emitter path of transistors (Tl, Γ2) arranged in anti-parallel connection are connected to upstream blocking elements. with a parallel connection of one secondary winding each of the feedback current transformer located in the load circuit (H '\ in Fig. 2.

6. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized through their use in play area and / or horizontal lighting in theaters.

1 sheet of drawings