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Zündeinrichtung für Leuchtstofflampen In der Beleuchtungstechnik werden
häufig Leuchtstofflampen verwendet. Ihre Wirkung beruht vorwiegend auf einer Gasentladung,
zu deren Zündung gewöhnlich die für den Betrieb vorhandene Spannung aus einem Wechselstromnetz
nicht ausreicht. Man benötigt daher eine Zündeinrichtung, die die Gasentladung in
der Leuchtstofflampe einleitet.
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In F i g.1 ist eine bekannte Zündeinrichtung dargestellt. Die Eingangsspannung
UE, z. B.. eine normale Netz-Wechselspannung, die durch einen Kompensationskondensator
C1 überbrückt ist, liegt über einer Drossel Dr an den beiden Elektrodenwendeln (Heizwicklungen)
HiH2 der Leuchtstofflampe L. Parallel dazu ist ein sogenannter Glimmzünder G geschaltet,
der häufig auch als Starter bezeichnet wird.
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Ein derartiger Glimmzünder oder Starter besitzt einen Bimetallkontakt,
der durch eine Gasentladung bei Einschalten der Eingangsspannung geschlossen wird.
Durch die Gasentladung erwärmt sich der Bimetallstreifen und schließt den Kontakt
des Glimmzünders. Dadurch ist der Stromkreis geschlossen. Die Elektrodenwendeln
H1 und H2 der Leuchtstofflampe werden von Strom durchflossen. Da die Gasentladung
im Glimmzünder G bei geschlossenem Kontakt wieder aussetzt, kühlt sich der Bimetallkontakt
ab und öffnet sich wieder. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis durch die
Erwärmung der Elektrodenwendeln in der Leuchtstofflampe beim nächsten öffnen des
Glimmzünders die Bedingungen für die Zündung der Entladung in der Leuchtstofflampe
gegeben sind.
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Durch das öffnen des Bimetallkontaktes wird in der Vorschaltdrossel
ein Zündspannungsstoß erzeugt. Die Spannungsspitze ist am höchsten, wenn das öffnen
des Kontaktes zeitlich mit dem Strommaximum zusammentrifft. Nachteilig bei dieser
bekannten Zündeinrichtung ist die Trägheit des mechanischen Kontaktes. Die Zeit
zwischen dem öffnen und Schließen des Bimetallkontaktes im Glimmzünder hängt von
der Abkühlungszeit des Bimetalls ab. Sie ist vollkommen unabhängig von der Stromamplitude.
Es kann dadurch geschehen, daß sich der Kontakt gerade zu einem Zeitpunkt öffnet,
bei dem die Bedingungen für eine ausreichend hohe Zündspannung der Leuchtstofflampe
ungünstig sind. Außerdem verursacht das öffnen und Schließen des mechanischen Kontaktes
oft Störungen, die die überbrückung mit einem Kondensator C2 unbedingt erforderlich
machen.
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Es sind bereits Schaltungsanordnungen zum Zünden von Leuchtstofflampen
bekannt, bei denen mechanische Kontakte vermieden werden. Bei einer bekannten Schaltungsanordnung
werden zwei Spezialdioden mit negativem Kennlinienteil gegensinnig in Reihe liegend
oder eine entsprechend ausgebildete spezielle Doppeldiode in den Elektrodenbrückenkreis
der Leuchtstofflampe geschaltet. Bei Wechselstrombetriebe bewirkt die resultierende
symmetrische Kennlinie der beiden Dioden oder der Doppeldiode, daß bei jeder Halbwelle
eine in Sperrichtung beanspruchte Diodenstrecke bei der Durchbruchspannung durchschlägt.
Abgesehen davon, daß derartige spezielle Bauelemente relativ teuer sind, kann mit
dieser Anordnung an den Elektroden der Leuchtstofflampe nur die maximale Durchbruchspannung
der Dioden und nie die maximale Speisespannung erreicht werden.
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Nach einer anderen bekannten Schaltungsanordnung werden Vierschichtdioden
in den Elektrodenbrückenkreis der Leuchtstofflampe zum Einleiten des Zündvorganges
gelegt. Für Wechselstrombetrieb werden zwei Vierschichtdioden in Antiparallelschaltung
verwendet. Auch bei dieser Anordnung kann die Zündspannung an den Elektroden der
Leuchtstofflampe nie die Zündspannung der Vierschichtdioden überschreiten und bleibt
unter der maximalen Speisespannung.
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Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Zündeinrichtung.
Sie gibt eine Einrichtung an, bei der mechanische Kontakte nicht benötigt werden
und die ein schnelleres Einschalten der Leuchtstofflampe zur Folge hat, da die Ein-
und Ausschaltzeiten von dem Eingangsstrom bzw. der Eingangsspannung abhängig sind
und jeweils die maximale Speisespannung als Zündspannung an den Elektroden der Leuchtstofflampe
liegt. Sie betrifft eine Schaltungsanordnung für mit Wechselstrom betriebene Leuchtstofflampen
mit vorheizbaren Elektroden, bei der in den Elektrodenbrückenkreis der Lampe eingeschaltete
elektronische Bauelemente, die
beim Überschreiten einer bestimmten
Spannung zünden und beim Unterschreiten des Haltestromes selbsttätig wieder löschen,
vorzugsweise Vierschichtdioden, als kontaktloser Schalter zur Abschaltung des Elektrodenbrückenkreises
bei Zündung der Lampe dienen. Sie zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß
der kontaktlose Schalter aus der Reihenschaltung einer normalen Gleichrichterdiode
mit nur einem solchen elektronischen Bauelement besteht. An Stelle einer Vierschichtdiode
kann auch ein anderes elektronisches Bauelement mit den angegebenen Zünd- und Löscheigenschaften
verwendet werden, z. B. eine spezielle Gasdiode.
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Die weiteren Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden
an Hand eines in F i g. 2 dargestellten speziellen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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F i g. 2 entspricht in ihrer Grundanordnung der F i g. 1. Gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. An Stelle des bekannten Glimmzünders
nach F i g. 1 ist parallel zur Leuchtstofflampe L die Reihenschaltung einer Vierschichtdiode
V mit einer normalen Gleichrichterdiode D vorgesehen. Vierschichtdioden zünden bekanntlich
bei Erreichen einer dem jeweiligen Bauelement eigenartigen Zündspannung und löschen
bei Unterschreiten des Haltestromes. Die Diode D verhindert, daß der Strom beim
Zündvorgang in zwei Richtungen fließt.
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Wenn die eine Halbwelle der Speisewechselspannung die Zündspannung
der Vierschichtdiode V erreicht, schaltet diese vom Zustand hohen Widerstandes in
den Zustand niedrigen Widerstandes um. Der Stromkreis ist geschlossen. Bei entsprechender
Polung der Gleichrichterdiode D fließt ein Strom im Elektrodenbrückenkreis der LeuchtstofflampeL
durch die Elektrodenwendeln Hl und H2 und heizt diese auf. Beim Unterschreiten des
Haltestromes schaltet die Vierschichtdiode wieder in den Zustand hohen Widerstandes
um. Der Stromkreis ist geöffnet. Die andere Halbwelle der Speisespannung wird durch
die Gleichrichterdiode gesperrt. Während dieser Zeit liegt die maximale Spitzenspannung
der Speisespannung an den Elektroden der Leuchtstofi'lampe. Sie zündet selbständig,
sobald die Elektroden genügend aufgeheizt sind. Der Elektrodenbrückenkreis bleibt
dann abgeschaltet, da die Zündspannung der Vierschichtdiode in diesem während des
Betriebes der Leuchtstofflampe nicht mehr erreicht wird.
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Ein wesentlicher Unterschied bei der Zündeinrichtung nach der Erfindung
gegenüber der bekannten Anordnung mit dem Glimmstarter besteht darin, daß das Zünden
und Löschen von der Frequenz des Eingangsstromes abhängig ist. Es wechselt in erheblich
kürzeren Zeitabschnitten und zu einem genau definierten Zeitpunkt, nämlich dann,
wenn der Strom gegen Null geht. Zu diesem Zeitpunkt hat die Spannung an der Leuchtstofflampe
infolge der Phasenverschiebung von 90° in der Drossel praktisch ihren Höchstwert
erreicht. Die Voraussetzungen für eine genügend hohe Spannung zum Einleiten der
Entladung in der Leuchtstofflampe ist somit immer gleich günstig. Das Öffnen der
Zündeinrichtung erfolgt also nie zu einem ungünstigen Zeitpunkt. Aus diesem Grunde
zündet eine Leuchtstofflampe mit der Zündeinrichtung nach der Erfindung wesentlich
schneller als mit dem bekannten Glimmstarter. Sie besitzt außerdem keinen mechanischen
Kontakt, so daß ihre Störanfälligkeit wesentlich geringer ist und außerdem durch
die Gasentladung und durch das Öffnen und Schließen des mechanischen Kontaktes hervorgerufene
Störungen unterbleiben. Man kann daher den Überbrückungskondensator C2, wie er in
F i g. 1 angegeben ist, in den meisten Fällen einsparen.
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Gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Schaltungsanordnungen mit
Spezialdioden oder zwei antiparallelgeschalteten Vierschichtdioden weist die Erfindung
den Vorteil auf, daß die an der Leuchtstofflampe liegende Zündspannung den Spitzenwert
der Speisespannung erreicht und nicht von der naturgemäß niedriger liegenden Durchbruchspannung
der Spezialdioden bzw. Vierschichtdioden abhängig ist.