DE1193165B

DE1193165B - Ignition device for fluorescent lamps

Info

Publication number: DE1193165B
Application number: DEJ24178A
Authority: DE
Inventors: Hans Bodschwinna
Original assignee: ELEKTRONIK MBH; TDK Micronas GmbH
Current assignee: ELEKTRONIK MBH; TDK Micronas GmbH
Priority date: 1963-08-02
Filing date: 1963-08-02
Publication date: 1965-05-20

Description

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.Ignition device for fluorescent lamps in lighting technology often used fluorescent lamps. Their effect is mainly based on a gas discharge, for their ignition usually the voltage available for operation from an alternating current network not enough. An ignition device is therefore required that can initiate the gas discharge initiates the fluorescent lamp.

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.A known ignition device is shown in FIG. The input voltage UE, e.g. B .. a normal AC mains voltage generated by a compensation capacitor C1 is bridged, is located on the two electrode coils (heating coils) via a throttle Dr HiH2 of the fluorescent lamp L. A so-called glow starter G is connected in parallel, which is often referred to as a starter.

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.Such a glow igniter or starter has a bimetal contact, which is closed by a gas discharge when the input voltage is switched on. The gas discharge heats the bimetal strip and closes the contact of the glow starter. This completes the circuit. The electrode coils Current flows through H1 and H2 of the fluorescent lamp. Because the gas discharge in the glow igniter G fails again when the contact is closed, the bimetal contact cools down and opens again. This process is repeated until through the The electrode filaments in the fluorescent lamp are heated the next time the is opened Glow igniter the conditions for igniting the discharge in the fluorescent lamp given are.

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.When the bimetal contact is opened, the series reactor an ignition surge is generated. The voltage spike is highest when the open of the contact coincides with the current maximum. Disadvantageous with this one known ignition device is the inertia of the mechanical contact. The time between the opening and closing of the bimetal contact in the glow starter depends on the cooling time of the bimetal. It is completely independent of the current amplitude. It can happen that the contact opens at a point in time in which the conditions for a sufficiently high ignition voltage of the fluorescent lamp are unfavorable. It also causes the mechanical contact to open and close often disturbances, which the bridging with a capacitor C2 is absolutely necessary do.

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.There are already circuit arrangements for igniting fluorescent lamps known, in which mechanical contacts are avoided. In a known circuit arrangement two special diodes with a negative part of the characteristic are arranged in opposite directions in series or an appropriately designed special double diode in the electrode bridge circuit the fluorescent lamp switched. In AC operations, the resulting symmetrical characteristic of the two diodes or the double diode that at each half-wave a diode path stressed in the reverse direction breaks down at the breakdown voltage. Apart from the fact that such special components are relatively expensive, with this arrangement at the electrodes of the fluorescent lamp only the maximum breakdown voltage of the diodes and never the maximum supply voltage.

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.According to another known circuit arrangement, four-layer diodes into the electrode bridge circuit of the fluorescent lamp to initiate the ignition process placed. For AC operation, two four-layer diodes are used in anti-parallel connection used. With this arrangement, too, the ignition voltage at the electrodes of the Fluorescent lamps never exceed the ignition voltage of the four-layer diodes and remain so below the maximum supply voltage.

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.The invention avoids the disadvantages of the known ignition device. It specifies a facility in which mechanical contacts are not required and which results in faster switching on of the fluorescent lamp, since the and switch-off times are dependent on the input current or the input voltage and in each case the maximum supply voltage as the ignition voltage at the electrodes of the fluorescent lamp lies. It relates to a circuit arrangement for fluorescent lamps operated with alternating current with preheatable electrodes in which the lamp is switched into the electrode bridge circuit electronic components that when exceeding a certain Ignite voltage and automatically extinguish when the holding current falls below the limit, preferably four-layer diodes, as a contactless switch to switch off the electrode bridge circuit serve when the lamp is ignited. It is characterized according to the invention in that the contactless switch from the series connection of a normal rectifier diode with only one such electronic component. Instead of a four-layer diode Another electronic component with the specified ignition and extinguishing properties can also be used be used, e.g. B. a special gas diode.

Die weiteren Vorteile und Merkmale der Erfindung werden im folgenden an Hand eines in F i g. 2 dargestellten speziellen Ausführungsbeispiels näher erläutert.The other advantages and features of the invention are set out below on the basis of one in FIG. 2 illustrated special embodiment explained in more detail.

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.F i g. 2 corresponds in its basic arrangement to FIG. 1. Same Parts are provided with the same reference numbers. Instead of the well-known glow starter according to FIG. 1 is parallel to the fluorescent lamp L, the series connection of a four-layer diode V provided with a normal rectifier diode D. It is known that four-layer diodes ignite when an ignition voltage peculiar to the respective component is reached and extinguish when falling below the holding current. The diode D prevents the current when Ignition process flows in two directions.

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.If one half-wave of the alternating supply voltage is the ignition voltage reaches the four-layer diode V, it switches from the high resistance state to the state of low resistance. The circuit is closed. With the appropriate With the polarity of the rectifier diode D, a current flows in the electrode bridge circuit of the fluorescent lampL through the electrode coils Hl and H2 and heats them up. When falling below the Holding current switches the four-layer diode back to the high resistance state around. The circuit is open. The other half-wave of the supply voltage is through the rectifier diode blocked. The maximum peak voltage is during this time the supply voltage at the electrodes of the fluorescent lamp. It ignites by itself, as soon as the electrodes are sufficiently heated. The electrode bridge circuit remains then switched off because the ignition voltage of the four-layer diode in this during the Operation of the fluorescent lamp is no longer achieved.

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.A major difference in the ignition device according to the invention compared to the known arrangement with the glow starter is that the ignition and deletion is dependent on the frequency of the input current. It changes considerably shorter periods of time and at a precisely defined point in time, namely then, when the current goes to zero. At this point the voltage across the fluorescent lamp has reached practically its maximum value due to the phase shift of 90 ° in the choke achieved. The prerequisites for a sufficiently high voltage to initiate the Discharge in the fluorescent lamp is therefore always equally favorable. Opening the Ignition device therefore never takes place at an inopportune time. For this reason essentially ignites a fluorescent lamp with the ignition device according to the invention faster than with the well-known glow starter. It also doesn't have a mechanical one Contact, so that their susceptibility to failure is much lower and also through the gas discharge and the opening and closing of the mechanical contact Disturbances do not occur. You can therefore use the bypass capacitor C2, as shown in F i g. 1 is specified, save in most cases.

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.Compared to the known circuit arrangements mentioned above with The invention has special diodes or two antiparallel-connected four-layer diodes the advantage that the ignition voltage applied to the fluorescent lamp has the peak value of the supply voltage and not of the naturally lower breakdown voltage the special diodes or four-layer diodes is dependent.

Claims

Claim: Circuit arrangement for operated with alternating current Fluorescent lamps with preheatable electrodes, in which in the electrode bridge circuit of the lamp switched on electronic components, which when a trigger a certain voltage and automatically when the holding current is not reached delete again, preferably four-layer diodes, as a contactless switch for disconnection of the electrode bridge circuit when the lamp is ignited, characterized in that that the contactless switch from the series connection of a normal rectifier diode (D) consists of only one such electronic component (V). Considered Publications: German Auslegeschriften No. 1019 007, 1119 410; German utility model No. 1824 759.