DE1003865B - Ignition switch-free operating device for low-pressure arc discharge tubes - Google Patents
Ignition switch-free operating device for low-pressure arc discharge tubesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine zündschalterfreie Betriebsvorrichtung für zwei Niederdruckentladungsröhren, insbesondere Leuchtstoffröhren, mit zwei aktivierten Hauptelektroden und wenigstens einer im Entladungsraum entlang der Wand des Entladungsgefäßes angeordneten, mit einer der Hauptelektroden im Innern des Entladungsraums elektrisch leitend verbundenen und gegen die andere Hauptelektrode isolierten, parallel zur Entladungsstrecke verlaufenden Hilfselektrode sowie mit einer Edelgasfüllung unter einem Druck von wenigen Millimetern,The invention relates to an ignition switch-free operating device for two low-pressure discharge tubes, in particular fluorescent tubes, with two activated main electrodes and at least one arranged in the discharge space along the wall of the discharge vessel, with one of the main electrodes electrically conductively connected inside the discharge space and against the other main electrode insulated auxiliary electrode running parallel to the discharge path and with a noble gas filling underneath a pressure of a few millimeters,
Wird eine solche an sich bekannte Röhre in Reihe mit einer angemessenen Stabilisierungsimpedanz an eine Stromquelle angemessener Spannung angeschlossen, so tritt zwischen der als Kathode geschalte- ten Hauptelektrode und dem Ende der gegen sie isolierten Hilfselektrode als Anode eine Glimmentladung auf, die sich von der Kathode ausgehend an der Hilfselektrode entlang bewegt und schließlich auf die mit dieser Hilfselektrode elektrisch verbundene ao Hauptelektrode gelangt. Sobald infolgedessen wenigstens eine einzige der Hauptelektroden Emissionstemperatur annimmt, geht die Glimmentladung in eine vielmals stärkere Bogenentladung zwischen den Hauptelektroden über.If such a tube known per se is connected in series with an adequate stabilization impedance a current source of appropriate voltage is connected, then between the cathode connected th main electrode and the end of the auxiliary electrode, which is insulated from it, acts as an anode on, which moves from the cathode along the auxiliary electrode and finally on the ao main electrode electrically connected to this auxiliary electrode arrives. As soon as as a result at least If only one of the main electrodes has an emission temperature, the glow discharge goes into a much stronger arc discharge between the main electrodes.
Es ist ein Glücksfall, daß für den Übergang der Glimmentladung in die Bogenentladung die meist vorkommende Netzspannung von 220 V hinreicht. Infolgedessen werden diese Röhren ohne einen sogenannten Zündschalter verwendet, d. h. ohne einen Schalter, der parallel zur Röhre und in Reihe mit dem Widerstandskörper der aktivierten Glühelektroden Megt und in geschlossenem Zustand einen starken Heizstrom durch die Glühelektroden schickt.It is a stroke of luck that the most common one for the transition from glow discharge to arc discharge Mains voltage of 220 V is sufficient. As a result, these tubes are used without a so-called ignition switch; H. without one Switch that is parallel to the tube and in series with the resistance body of the activated glow electrodes Megt and when closed it sends a strong heating current through the glow electrodes.
Es wurde gefunden, daß die Lebensdauer dieser Röhren durch die Zahl der Röhreneinschaltungen schädlich beeinflußt wird. Bei einer Netzspannung von etwa 220 V ist die Röhre durchschnittlich nur wenige hundert Mal einschaltbar, was besonders in den Fällen, in denen die Röhre jeweils nur kurzzeitig in Betrieb gehalten wird, eine für die Praxis viel zu kurze Lebensdauer ergibt.It has been found that the life of this Tubes is adversely affected by the number of times the tubes are switched on. With a mains voltage of around 220 V, the tube can only be switched on a few hundred times on average, which is particularly important in cases in which the tube is only kept in operation for a short time, which is far too short for practice Lifetime results.
Weiterhin wurde festgestellt, daß die Zahl der Einschaltmöglichkeiten
bei abnehmender Zeitspanne zwischen dem Einschalten der Röhre und dem Auftreten
der Bogenentladung zunimmt. Diese Zeitspanne ist durch die Speisespannung bedingt. Durch ausgedehnte
Versuche wurde gefunden, daß diese Zeitspanne bei einer Effektivwechselspannung von etwa
240 V und mehr auf einen geringen Bruchteil einer Sekunde verringert wird und infolgedessen die Zahl
der Einschaltmöglichkeiten bedeutend erhöht wird1. Zugleich wurde festgestellt, daß über etwa 280 V
hinausgehende Effektivwechselspannungen in dieser Zündschalterfreie Betriebsvorrichtung
für NiederdruckbogenentladungsröhrenIt was also found that the number of switch-on options increases as the time span between switching on the tube and the occurrence of the arc discharge decreases. This period of time is due to the supply voltage. Extensive tests have shown that this time span is reduced to a small fraction of a second at an effective AC voltage of about 240 V and more, and as a result the number of switch-on options is significantly increased 1 . At the same time it was found that rms AC voltages in excess of about 280 V in this ignition switch-free operating device
for low pressure arc tubes
Anmelder:Applicant:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)
Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 15. Mai 1952Claimed priority:
Netherlands May 15, 1952
Jozef Cornells Moerkens, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenJozef Cornells Moerkens, Eindhoven (Netherlands),
has been named as the inventor
Hinsicht keine nennenswerten zusätzlichen Vorteile bieten.Do not offer any noteworthy additional advantages.
Wechselspannungen von etwa 240 bis 280 V stehen jedoch selten zur Verfügung, so daß das Erzeugen solcher Spannungen auf die Verwendung eines Spannungserhöhungstransformators auslaufen würde. Diese Lösung ist kostspielig.AC voltages of about 240 to 280 V are seldom available, so that generating such voltages would leak on the use of a step-up transformer. These Solution is costly.
Die Erfindung bezweckt, einfache und billige Hilfsmittel zu diesem Zweck zu schaffen.The invention aims to provide simple and inexpensive tools to create for this purpose.
Die Erfindung, betreffend die zündschaltarfreie Betriebsvorricbtung für zwei Niederdruckbogenentladungsröhren der oben bezeichneten Art, ist dadurch gekennzeichnet, daß die eine Entladungsrohre in Reihe mit einer ersten Selbstinduktion, die andere in Reihe mit einer zweiten Selbstinduktion und einem Kondensator, dessen Reaktanz größer ist als diejenige der zweiten Selbstinduktion, sowie in Reihe mit einem Teil der ersteren Selbstinduktion an einer Wechselstromquelle liegen, wobei die von der ersten Selbstinduktion abgewendete Reaktanz in Reihe mit einer dieser Reaktanz entgegengesetzten Hilfsreaktanz an der Stromquelle liegt.The invention, concerning the ignition switch-free operating provisions for two low-pressure arc discharge tubes of the type indicated above, is characterized in that the one discharge tubes in series with a first self-induction, the other in series with a second self-induction and a capacitor, whose reactance is greater than that of the second self-induction, as well as in series with one Part of the former self-induction is due to an alternating current source, with that of the first self-induction reactance turned away in series with an auxiliary reactance opposite to this reactance the power source.
609 838/305609 838/305
Durch die Verwendung der. Hilfsreaktanz wird erreicht, daß die mit dem Kondensator in Reihe geschaltete Röhre bei einer über die Speisespannung hinausgehenden Spannung zündet, und infolge des Umstandes, daß der Entladungsstrom dieser Röhre einen Teil der ersten Selbstinduktion durchfließt, überträgt sich auch auf die mit der ganzen ersten Selbstinduktion in Reihe geschaltete Röhre eine erhöhte Spannung.By using the. Auxiliary reactance is achieved that the tube connected in series with the capacitor at one over the supply voltage Exceeding voltage ignites, and as a result of the fact that the discharge current of this tube a part of the first self-induction flows through, carries over to that with the whole first Self-induction tube connected in series produces an increased voltage.
Vorzugsweise sind der den beiden Röhrenkreisen gemeinsame Teil der ersten Drosselspule und die Impedanz der Hilfsreaktanz. . so bemessen, daß die Zündspannung der mit dem Kondensator in Reihe geschalteten Röhre größer" ist als die der anderen Röhre. - - -The part of the first choke coil and the common to the two tube circuits are preferably Auxiliary reactance impedance. . so dimensioned that the The ignition voltage of the tube connected in series with the capacitor is greater than that of the others Tube. - - -
Bei einer Speisespannung von etwa 220 V kann die Zahl der in beide Röhrenkreise eingefügten Windungen der ersten Selbstinduktion 10 bis 20 % der Gesamtzahl der Windungen der ersten Selbstinduktion betragen.With a supply voltage of around 220 V, the number of turns inserted in both tube circles of the first self-induction 10 to 20% of the total number of turns of the first self-induction be.
Die Erfindung wird jetzt an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will now be described in greater detail using an exemplary embodiment shown in the drawing explained.
Es sind mit 1 und 2 zwei etwa 120 cm lange Niederdruckbogenentladungsröhren mit einem lichten Durchmesser von etwa 35 mm bezeichnet, die außer einer geringen Quecksilbermenge auch eine Argonfüllung unter einem Druck von etwa 3 mm enthalten. Die auf der Innenseite des Entladungsgefäßes mit einer nicht dargestellten Leuchtstoff schicht überzogenen Röhren sind mit je zwei mittels Barium-Strontium-Verbindung aktivierten Häuptelektroden 11 und1 12 bzw. 21 und 22 und je einer Hilfselektrode 13 bzw. 23 versehen. Die Hilfselektroden bestehen aus einer Mischung aus Graphit und Glasur, sind auf die Innenseite der Röhrenwand in-Form eines sich praktisch über die ganze Röhrenlänge erstreckenden Streifens von etwa 3 mm Breite aufgebracht, mit einer der Hauptelektrode» verbunden und weisen einen Widerstand von etwa 20 bis 30 Ohm/cm auf. Gewünschtenfalls kann jede Röhre auch mit einer zweiten, mit der anderen Hauptelektrode ^verbundenen Hilfselektrode versehen sein.1 and 2 are two approximately 120 cm long low-pressure arc discharge tubes with a clear diameter of approximately 35 mm which, in addition to a small amount of mercury, also contain an argon filling under a pressure of approximately 3 mm. The coated tubes layer on the inside of the discharge vessel to an unillustrated phosphor are each provided with two activated by means of barium strontium compound Häuptelektroden 11 and 1 12 or 21 and 22 and one each auxiliary electrode 13 and the 23rd The auxiliary electrodes consist of a mixture of graphite and glaze, are applied to the inside of the tube wall in the form of a strip approximately 3 mm wide extending practically the entire length of the tube, connected to one of the main electrodes and have a resistance of approximately 20 to 30 ohms / cm. If desired, each tube can also be provided with a second auxiliary electrode connected to the other main electrode.
Die Röhre 1 ist über eine Drosselspule 3, die Röhre 2 über einen Kondensator. 4, eine Drosselspule 5 und einen Teil 6 der Drosselspule 3 an die Pole 7 und 8 einer Wechselstromquelle von 220 V, 50 Hz angeschlossen. Parallel zu Röhre 2, Drosselspule 5 und Drosselspulenteil 6 und in Reihe mit dem Kondensator 4 ist eine Hilfsdrosselspule 9 geschaltet.The tube 1 is via a choke coil 3, the tube 2 via a capacitor. 4, a choke coil 5 and a part 6 of the choke coil 3 are connected to poles 7 and 8 of an alternating current source of 220 V, 50 Hz. An auxiliary choke coil 9 is connected in parallel with tube 2, choke coil 5 and choke coil part 6 and in series with the capacitor 4.
Die Drosselspule 3 hat 1480 Windungen und läßt bei einer Spannung von 175 V an ihren Enden einen Strom von 0,42 A hindurch, so daß ihre Impedanz in diesem Zustand etwa 420 Ohm beträgt. Der Teil 6 hat 235 Windungen, d.h. etwa 16% der Gesamtzahl der Windungen der Drosselspule 3; The choke coil 3 has 1480 turns and, at a voltage of 175 V, allows a current of 0.42 A to pass through at its ends, so that its impedance in this state is approximately 420 ohms. The part 6 has 235 turns, ie about 16% of the total number of turns of the choke coil 3 ;
Der Kondensator 4 hat eine Kapazität von 5 uF, d. h. eine Impedanz von- etwa .635 Ohm.The capacitor 4 has a capacity of 5 µF, i.e. H. an impedance of about .635 ohms.
Die Drosselspule 5 läßt bei einer Spannung von 100 V einen Strom von 0,44 A hindurch, so daß ihre Impedanz in diesem Zustand etwa 230 Ohm beträgt.The choke coil 5 allows a current of 0.44 A through at a voltage of 100 V, so that their Impedance in this state is about 230 ohms.
Die Hilfsdrosselspule 9 läßt bei einer Spannung von V einen Strom von 0,07 A und bei einer Spannung von 180 V einen Strom von 0,03 A hindurch, so daß ihre Impedanz in diesen Zuständen etwa 3850 Ohm bzw. etwa 6000 Ohm beträgt» Das für ihre Bemessung .maßgebende VA-Produkt ist sehr gering.The auxiliary choke coil 9 leaves at a voltage of V a current of 0.07 A and at a voltage of 180 V a current of 0.03 A through, so that their impedance in these states is about 3850 ohms and about 6000 ohms, respectively . Relevant VA product is very low.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie; folgt: Beim Schließen eines in eine oder beide Verbindungs-.leitungen mit den Polen 7 und 8 eingefügten, nicht dargestellten Schalters durchfließt den Kondensator 4 und die Hilfsdrotsselspule 9 ein Strom von 0,07 A, der an dieser Hilfsdrosselspule und somit auch an der Röhre 2 eine Spannung von 270 V ergibt.The operation of the device is like; follows: When closing one in one or both connection lines with the poles 7 and 8 inserted switch, not shown, flows through the capacitor 4 and the auxiliary choke coil 9 a current of 0.07 A, which is applied to this auxiliary choke coil and thus also to the Tube 2 gives a voltage of 270 V.
Die Röhre 2 zündet bei dieser Spannung und erreicht den Bogenentladungszustand innerhalb eines geringen Bruchteils einer Sekunde. Der den Teil 6 der Drosselspule 3 durchfließende, voreilende Entladungsstrom ergibt an der Röhre 1 eine Spannung von 255 V, worauf auch diese Röhre praktisch unmittelbar den Bogenentladungszustand erreicht. Dies vollzieht sich so schnell, daß sich die Glimmperioden der Röhren nur bei einer stark herabgesetzten Spannung wahrnehmen lassen.The tube 2 ignites at this voltage and reaches the arc discharge state within a a fraction of a second. The leading discharge current flowing through part 6 of choke coil 3 results in a voltage of 255 V at the tube 1, whereupon this tube also has the practically immediate effect Arc state reached. This takes place so quickly that the glow periods of the tubes only can be perceived at a greatly reduced voltage.
Absichtlich sind die Zahl der Windungen des Drosselspulenteils 6 und die Impedanz der Hilfsdrosselspule 9 so bemessen, daß die kapazitiv stabilisierte Röhre 2 eine höhere Zündspannung erhält als die induktiv stabilisierte Röhre 1.The number of turns of the choke coil part 6 and the impedance of the auxiliary choke coil are deliberate 9 dimensioned so that the capacitively stabilized tube 2 receives a higher ignition voltage than the inductively stabilized tube 1.
Hierdurch wird vermieden, daß die Röhre 1, die vor dem Zünden der Röhre 2 an 220 V liegt und hierbei zünden könnte, zu lange im Glimmentladungszustand hängenbleibt.This avoids that the tube 1, which is before the ignition of the tube 2 at 220 V and this could ignite, remains in the glow discharge state for too long.
Im normalen Betriebszustand beträgt die Spannung an der Röhre 1 etwa 110 V bei einem Röhrenstrom von etwa 0,42 A; die Spannung an der Röhre 2 beträgt hierbei etwa 110 V bei einem Röhrenstrom von etwa 0,44 A. Der die Hilfsdrosselspule 9 durchfließende Strom beträgt jetzt etwa 0,03 A, der den Kondensator 4 durchfließende Strom etwa 0,475 A und der von der Stromquelle! gelieferte Gesamtstrom etwa 0,45 A.In the normal operating state, the voltage across the tube 1 is approximately 110 V for a tube current of about 0.42 A; the voltage at the tube 2 is about 110 V with a tube current of about 0.44 A. The current flowing through the auxiliary choke coil 9 is now about 0.03 A, which is the The current flowing through capacitor 4 is about 0.475 A and that from the power source! total current supplied approx 0.45 A.
Hinsichtlich der Richtung sind die wattlosen Ströme der Röhrenkreise einander entgegengesetzt, so daß der Leistungsfaktor der Vorrichtung einen hohen Wert aufweist. Die stroboskopische Wirkung der Vorrichtung ist gering, da die Dunkelperioden der Röhren nicht gleichzeitig auftreten.With regard to the direction, the wattless currents of the tube circles are opposite to one another, so that the The power factor of the device has a high value. The stroboscopic effect of the device is small because the dark periods of the tubes do not occur simultaneously.
Die Lebensdauer der Röhren beträgt unter den erwähnten Umständen einige tausend Schaltungen.The service life of the tubes is a few thousand circuits under the circumstances mentioned.
Claims (3)
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| GB369060A (en) * | 1931-05-12 | 1932-03-17 | Stanfield Radio Company Ltd | Improvements relating to electrical supply apparatus applicable to illuminated signs, advertisements and the like |
| US2004585A (en) * | 1931-04-15 | 1935-06-11 | Gen Electric | Gaseous electric discharge device |
-
1953
- 1953-05-13 DE DEN7185A patent/DE1003865B/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2004585A (en) * | 1931-04-15 | 1935-06-11 | Gen Electric | Gaseous electric discharge device |
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