DE1589289C1 - Steuer- und Modulationsschaltung fuer eine Hochdruck-Entladungslampe - Google Patents

Description

(a) einen parallel zu der Hochdruck-Entladungslampe (20) liegenden Schalter (24),

(b) Sehaltmittel (26) zur abwechselnden Ein- und Ausschaltung des parallelliegenden Schalters (24),

(c) Sehaltmittel (28,29,30) zur Einschaltung des in Reihe liegenden Schalters (12), sobald der parallelliegende Schalter (24) sich im nicht-leitenden Zustand befindet,

(d) Schaltmittel (14, 32) zur Ausschaltung des in Reihe liegenden Schalters (12), sobald der Strom in der Induktivität (16) einen vorgegebenen Wert übersteigt, sowie

(e) Sehaltmittel (40,42, 44, 46) zur Lieferung eines Haltestroms an die Hochdruck-Entladungslampe während der Dunkelpausen und zur Steuerung der Schartmittel (34, 36, 38) zum Zünden der Hochdruck-Entladungslampe.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückflußweg (22) für den aus der Induktivität (16) beim Ausschälten des in Reihe liegenden Schalters (12) fließenden Strom eine parallel

stand zurückschaltet.

6. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (e) einen Speicherkondensator (40) aufweisen, der in Reihe mit einer Diode (42) im Nebenschluß zu dem parallelliegenden Schalter (24) sowie in Reihe mit einem Haltestrombegrenzerwiderstand (44) und einer Diode (46) im Nebenschluß zu der Hochdruck-Entladungslampe (20) liegt und während der Dunkelpausen einen Haltestrom an die Hochdruck-Entladungslampe liefert, während er während der Ausschaltzeiten des parallelliegenden Schalters (24) aus der Speisestromquelle (10) auf- bzw. nachgeladen wird.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (e) eine auf den Aufladungszustand des Speicherkondensators (40) ansprechende Schwellenwertschaltung (38) aufweisen, welche einen im Primärkreis eines Zünd-Hochspannungs-Transformators (34) liegenden Schalter (36) steuert.

Die Erfindung betrifft eine Steuer- und Modulationsschaltung für eine Hochdruck-Entladungslampe, bei welcher ein Schalter und eine Induktivität in Reihe mit der Hochdruck-Entladungslampe an einer Speisestrom-30-quelle liegen, und bei der Schaltmitte! zum Zünden der Hochdruck-Entladungslampe vorgesehen sind.

Hochdruckgasentladungslampen eignen sich beispielsweise vorteilhaft als Mittel zum geheimen Signalisieren, da ein Großteil der von ihnen abgegebenen

zu der Induktivität (16) und der Hochdruck-Entla- 35 Strahlungsenergie im unsichtbaren Infrarotbereich des dungslampe (20) liegende Diode (22) vorgesehen ist. Spektrums liegt. Jedoch bereitet die für diesen Zweck

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Reihe liegende Schalter (12) und der parallelliegende Schalter (24) jeweils durch die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors gebildet ist

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4. Schaltung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (d) folgende Teile aufweisen: einen Stromfühler (14), welcher eine dem Stromfluß durch die Induktivität (16) proportionale Ausgangsspannung erzeugt, eine Schwellenwertschaltung (32), welche ein vorgegebenes Ausgangssignal erzeugt, sobald die Ausgangsspannung des Strömfühlers (14) einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, sowie eine auf das Ausgangssignal der Schwellenwertschaltung ansprechende Schaltvorrichtung (30) zur Umschaltung des in Reihe liegenden Schalters (12) in den nicht-leitenden Zustand.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (c,d) zur Ein- und Ausschaltung des in Reihe liegenden Schalters (12) ein Flip-Flop (30) aufweisen, welches durch gleichzeitig auch der Steuerelektrode des parallelliegenerforderliche rasche Ein- und Ausschaltung derartiger Lampen Schwierigkeiten, und zwar wegen ihres sehr hohen Strom- und niedrigen Spannungsbedarfs und weil in der Lampe während der »Aus«-Intervalle ein Haltestrom aufrechterhalten werden muß. Auch müssen derartige Lampen gesonderte Hochspannungs- und Booster-Spannungs-Startschaltungen zur Erzeugung einer für den Betrieb der Lampe mit hohem Strom ausreichenden Ionisation aufweisen.

Eine typische Modulationsschaltung für eine Xenon-Bogenlampe nach dem Stand der Technik ist in dem Aufsatz von Buckley »Xenon Arc Lamps for Modulation« auf den Seiten 365 bis 370 der Zeitschrift »Illuminating Engineering« vom Mai 1963 beschrieben; diese bekannte Modulationsvorrichtung weist eine Parallelschaltungsgruppe von Leistungstransistoren in Reihe mit einer Spannungsquelle und der Xenon-Bogenlampe auf. Diese bekannte Modulationsschaltung hat folgende hauptsächlichen Nachteile: (1) sie benötigt eine Stromquelle, deren Spannung konstant und wesentlich größer als die Betriebsspannung der Lampe im eingeschalteten Zustand sein muß; (2) ihr Wirkungsgrad im Betrieb ist niedrig. Die Spannung der Stromquelle muß deshalb

den Sehalters (24) zugeführte Impulse eines Impuls- 60 verhältnismäßig hoch sein, damit eine genügend große generators (26) in seinen einen stabilen Zustand ver- Spannung zur Verfügung steht, um zu gewährleisten, stellt wird, in welchem es den in Reihe liegenden Schalter (12) in seinen leitenden Zustand umschaltet, und welches durch das vorgegebene Ausgangssignal der von dem Stromfühler (14) gesteuerten Schwel- 65 lenwertschaltung (32) in seinen anderen stabilen Zustand rückgestellt wird; in welchem es den in Reihe

liegenden Schalter (12) in seinen nicht-leitenden Zudaß die Lampe im Verlauf der Modulation zündet, und um auch einen zusätzlichen Spannungsbereich zur Verfügung zu haben, über welchen hin der Modulator den Strom regeln kann. Die Spannung der Stromquelle muß ferner im wesentlichen konstant gehalten werden, da diese Art einer Modulationsschaltung nicht ordnungsgemäß arbeitet, falls die Spannung über einen kleinen

Bereich hinaus schwankt. Diese Nachteile machen sich besonders nachteilig bemerkbar bei der Konstruktion einer Modulationsvorrichtung zur Verwendung in militärischen Geräten. Da die Betriebsspannung einer typischen Hochdruck-Gasbogenlampe 16 bis 18 Volt beträgt, kann eine gewöhnliche 24-V-Stromquelle., wie sie für militärische Zwecke sonst verwendet wird, zum Betrieb derartiger Lampen nicht verwendet werden, da die Spannung einer derartigen Stromquelle häufig innerhalb eines weiten Bereichs schwankt und gelegentlich nur 14 Volt betragen kann, d.h. weniger als die Betriebsspannung der Lampe. Daher muß entweder eine gesonderte Konstantspannungs-Stromquelle oder ein sehr kostspieliger Hochstrom-Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler vorgesehen werden. Alle diese Faktoren beeinträchtigen den Betriebswirkungsgrad des Modulators erheblich.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Modulationsvorrichtung besteht darin, daß gesondert betätigbare Schaltungen zur Erzeugung der für den Start der Lampe benötigten Hochspannung und Boost-Spannung vorgesehen werden müssen. Es wäre erwünscht, die Startschaltungen automatisch auszubilden,-derart, daß sie in Verbindung mit dem regulären Lampenmodulator arbeiten.

Aus der schweizerischen Patentschrift 2 03 728 ist eine Schaltung der eingangs genannten Art zur Erzeugung kurzer Stromimpulse in einer Hochdruck-Entladungslampe bekannt. Als Sekundärstromquelle für die Gasentladungslampe dient ein Speicherkondensator, der über einen Strombegrenzerwiderstand und einen Gleichrichter aus einer Wechselstromquelle aufgeladen wird. Die Gasentladungsröhre liegt im Entladekreis des Speicherkondensators in Reihe mit einem steuerbaren Gleichrichter. Eine Impulsschaltung betätigt eine mit den Hauptelektroden der Entladungslampe verbundene Zündschaltung sowie den erwähnten Schaltgleichrichter im Entladekreis des Speicherkondensators, wodurch bei Zufuhr eines Auslöseimpulses die Entladung des Kondensators über die Hochdruck-Lampe zustande kommt und ein kurzer Lichtblitz erzeugt wird. Insgesamt stellt die bekannte Schaltung eine ganz herkömmliche Impulsbetriebsschaltung für derartige Hochdrucklampen dar, bei der zudem zwar die Auslösung des Lampenblitzes steuerbar ist, während jedoch Dauer und Intensität der erzeugten Lichtimpulse durch die Parameter der Schaltung bestimmt sind und für eine bestimmte Schaltungsauslegung'nicht beliebig veränderbar sind. Die Wirkungsweise der Schaltung hängt stark von der Spannungskonstanz der Speisestromquelle ab, insofern Spannungsschwankungen der Ladestromquelle für den Speicherkondensator entsprechende Schwankungen der Kondensatoraufladung und damit der Amplitude und Dauer des in der Lampe erzeugten Lichtblitzes zur Folge haben. Durch Einschaltung einer Drossel im Entladestromkreis des Speicherkondensators läßt sich die Länge der Lichtblitze beeinflussen. Durch diese Drossel lassen sich jedoch die Auswirkungen von Spannungsschwankungen der Speisestromquelle auf Länge und Intensität der Lichtblitze nicht vermeiden.

Durch die Erfindung soll somit eine Steuer- und Modulationsschaltung für Hochdruckentladungslampen geschaffen werden, mittels welcher der Lampenstrom und damit die Intensität der Lichtblitze weitgehend unabhängig von Schwankungen der Speisespannung wird, und bei welcher die Dauer der Lichtblitze ebenfalls völlig unabhängig von der Speisespannung je nach Wunsch gesteuert werden kann. Ferner soll durch die Erfindung eine Modulationsvorrichtung der genannten Art geschaffen werden, die an einer Speisestromquelle niedriger Spannung betrieben werden kann, wobei die Speisespannung sogar vorübergehend niedriger als die Lampenbetriebsspannung sein kann.

Zu diesem Zweck kennzeichnet sich eine Steuer- und Modulationsvorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch

ίο (a) einen parallel zu der Hochdruckentladungslampe liegenden Halbleiterschalter,

(b) Schaltmittel zur abwechselnden Ein- und Ausschaltung des parallelliegenden Halbleiterschalters in seinen leitenden bw. nicht-leitenden Zustand,

(c) Schaltmittel zur Einschaltung des in Reihe liegen-.den Halbleiterschalters in seinen leitenden Zustand, sobald der parallelliegende Halbleiterschalter sich im nicht-leitenden Zustand befindet,

(d) Schaltmittel zur Ausschaltung des in Reihe liegenden Schalters, sobald der Strom in der Induktivität einen vorgegebenen Wert übersteigt, sowie

(e) Schaltmittel zur Lieferung eines Hältestroms an die Hochdruck-Entladungslampe während der Dunkelpausen und zur Steuerung der Schaltmittel zum Zünden der Hochdruck-Entladungslampe.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann für den aus der Induktivität infolge der in ihr gespeicherten Energie im nicht-leitenden Zustand des in Reihe liegenden Schalters fließenden Strom ein Rückflußweg in Form einer parallel zu der Induktivität und der Hochdruck-Entladungslampe liegenden Diode vorgesehen sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schaltmittel (d) folgende Teile aufweisen: einen Stromfühler, welcher eine dem Stromfluß durch die Induktivität proportionale Ausgangsspannung erzeugt, eine Schwellenwertschaltung, welche ein vorgegebenes Ausgangssignal erzeugt, sobald die Ausgangsspannung des Stromfühlers einen vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, sowie eine auf das Ausgangssignal der Schwellenwertschaltung ansprechende Schaltvorrichtung zur Umschaltung des in Reihe liegenden Schalters in den nicht-leitenden Zustand. Vorzugsweise kann in diesem Zusammenhang vorgesehen, sein, daß die Schaltmittel zur Ein- und Ausschaltung des in Reihe liegenden Schalters ein Flip-Flop aufweisen, welches durch gleichzeitig auch der Steuerelektrode des parallelliegenden Schalters zugeführte Impulse eines Impulsgenerators in seinen einen stabilen Zustand verstellt wird, in welchem es den in Reihe liegenden Schalter in seinen leitenden Zustand umschaltet, und welches durch das vorgegebene Ausgangssignal der von dem Stromfühler gesteuerten Schwellenwertschaltung in seinen anderen stabilen Zustand rückgestellt wird, in welchem es den in Reihe liegenden Schalter in seinen nicht-leitenden Zustand zurückschaltet.

Indem gemäß der Erfindung zusätzlich zu dem in Reihe mit der Verbraucherlast liegenden Schalter ein weiterer parallel zu dem Verbraucher liegender Schalter vorgesehen ist wobei beide Schalter aus einer gemeinsamen Steuerimpulsquelle gesteuert werden, wird mit einfachem Aufwand ein optimaler Impulsbetrieb der Hochdruck-Verbraucherlast unter automatischer Gewährleistung des Starts erzielt. Die Kombination aus dem in Reihe liegenden Schalter und der Induktivität kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Schaltung praktisch als selbstregelnde Konstant-Stromquelle an-

gesehen werden. Infolge der durch die erfindungsgemäße Schaltung gewährleisteten Wechselwirkung des in Reihe liegenden und des parallelliegenden Schalters wird der Stromfluß durch die Hochdruck-Entladungslampe in erster Linie durch die Veränderung des jeweiligen Strompfades statt durch Einschaltung und Abschaltung des Stroms gesteuert, wodurch von der Speisestromquelle aus gesehen die Belastungsschwankungen und damit die Schwankungen der Ausgangsspannungen der Stromquelle weitgehend verringert werden. Selbst wenn die von der Speisestromquelle gelieferte Spannung vorübergehend niedriger als die Dauerbetriebsspannurig der Verbraucherlast ist, arbeitet die Schaltung noch zufriedenstellend, da die Induktivität beim jedesmaligen Ausschalten des parallelliegenden Schalters einen induktiven Spannungsstöß liefert, der jeweils über jede Einschaltperiode der Hochdruck-Entladungslampe anhält. Infolge des stromregelnden Verhaltens der Schaltung arbeitet diese somit selbst bei starken Spannungsschwankungen der Speisestromquelle zufriedenstellend.

Die erfindungsgemäße Steuer- und Modulationsvorrichtung eignet sich daher besonders vorteilhaft zum Impulsbetrieb von Hochdruckentladungslampen mit Impulsmodulation, beispielsweise zum geheimen Signalisieren, wobei die von dem Steuergenerator gelieferten Steuerimpulse in beliebiger Weise, beispielsweise als Impulsbreitenmodulation, Impulslagemodulation, Impulsfrequenzmodulation usw;, mit der zu signalisierenden Information moduliert sein können.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Schaltbild einer Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Die Beschreibung der Schaltung gemäß der Erfindung läßt sich zweckmäßig in drei Abschnitte unterteilen: die Hochstromschaltung, die Steuerschaltung und 'die Hochspannungs-Start- und Halteschaltung.

Die Hochstromschaltung weist eine Spannungsquelle 10, einen in Reihe liegenden Schalttransistor 12, einen Stromfühlwiderstand 14, eine Induktivität 16, eine Diode 18, die Hochdruck-Entladungslampe 20, eine Rücklaufdiode 22, sowie einen parallelliegenden Schalttransistor 24 auf. Bis auf die Diode 22 und den Transistor 24 liegen dieseElemente sämtlich in Reihe. Die Rücklaufdiode 22 liegt zwischen dem Masseanschluß der Hochdruck-Entladungslampe und dem einen Anschluß der Induktivität. Der parallelliegende Schalttransistor 24 liegt zwischen dem anderen Anschluß der Induktivität schaltung verwertet werden kann. Die Spannung der Stromquelle 10 kann innerhalb weiter Grenzen veränderlich sein, ohne daß hierdurch die Wirkungsweise der Schaltung nachteilig beeinflußt wird. Die Steuerschaltung weist einen Impulsgenerator 26, eine Verzögerungs- und Umkehreinheit 28, eine Flip-Flop-Schaltung 30 und eine Schwellenschaltung 32 auf. Als Generator 26 kann jede beliebige geeignete Impulsquelle dienen, welche positive Impulse mit der Geschwindigkeit, mit welcher die Lampe 20 geschaltet werden soll, liefert. Selbstverständlich muß der Generator 26 genügend Strom liefern, um den parallelliegenden Transistor 24 ein- und auszuschalten. Der Ausgang des Generators 26 ist mit der Basis des parallelliegenden Transistors 24 sowie ferner mit dem Eingang der Verzögerungs- und Umkehreinheit 28 verbunden.

Die Verzögerungs- und Umkehreinheit 28 liefert ein Ausgangssignal, welches eine umgekehrte und gegebenenfalls leicht verzögerte Version des Ausgangssignals des Generators 26 darstellt. Das Ausgangssignal der Einheit 28 kann geringfügig verzögert werden, um die Betätigung des in Reihe liegenden Schalters 12 geringfügig gegenüber der des parallelliegenden Schalters 24 zu versetzen. Dadurch werden schädliche Rauscheffekte verringert. Falls eine derartige Verzögerung vorgesehen ist, sollte sie nur einen kleinen Bruchteil der kürzesten von dem Generator 26 erzeugten Impulsperiode ausmachen.

Der Ausgang der Verzögerungs- und Umkehreinheit 28 ist mit dem Einschalt-Eingang des Flip-Flops 30 über einen Kopplungskondensator 29 verbunden. Das Flip-Flop 30 arbeitet in der Weise, daß bei Zufuhr eines Impulses aus der Einheit 28 der mit der Basis des in Reihe liegenden Schalttransistors 20 verbundene Ausgang des Flip-Flops 30 mit einer positiven Spannung solcher Größe erregt wird, daß der in Reihe liegende Transistor 12 in den leitenden Zustand gebracht wird.

Das Rückstell-Eingangs-Signal des Transistors 30 wird vom Ausgangssignal einer Schwellenschaltung 32 abgeleitet, deren Eingänge über dem Stromfühler-Widerstand 14 liegen. Wenn der Strom in dem Widerstand 14 einen vorgegebenen Wert übersteigt, so reicht die an ihm abfallende Spannung aus, um die Schwellenschaltung 32 zu triggern. Im getriggerten Zustand liefert die Schaltung 32 einen Ausgangsimpuls, welcher das Flip-Flop 30 zurückstellt und damit den in Reihe liegenden Schalttransistor 12 wieder ausschaltet, d. h. sperrt.

Die Hochspannungs-Start- und Halteschaltung weist einen Hochspannungstransformator 34 mit Primär- und

16 und Masse. Die geerdete Klemme der Hochdruck- 50 Sekundärwicklungen auf. Die Sekundärwicklung ist Entladungslampe stellt den einen Anschluß der Span- zwischen Masse und der Startelektrode 26 der Lampe

nungsquelle 10 dar.

Die Hochdruck-Entladungslampe 20 ist mit komprimiertem JCenon-Gas (beispielsweise 5 Atmosphären) gefüllt und besitzt zwei Hochstromelektroden sowie eine Startelektrode 26. Die in Reihe bzw. parallelliegenden Schalttransistoren 12 bzw. 24 sowie die Dioden 18 bzw. 22 müssen selbstverständlich die hohen Ströme aufnehmen können, welche die Hochdruck-Entladungslampe 20 benötigt. Beispielsweise kann die Hochdruck-Entladungslampe mit Strömen von 20 Ampere arbeiten. Falls erforderlich können selbstverständlich parallel zu den Transistoren 12 bzw. 24 zusätzliche Transistoren vorgesehen werden, um diese Ströme aufzunehmen. Der Stromfühlerwiderstand 14 besitzt eine sehr niedrige Impedanz in der Größenordnung von einigen Milliohm, d. h. gerade ausreichend, um eine zur Stromanzeige geeignete Ausgangsspannung zu liefern, die in der Steuer-20 angeschlossen. Die Primärwicklung ist über einen Kopplungskondensator 35 mit dem Kollektor des Transistors 24 sowie mit dem Kollektor eines Transistors 36 verbunden. Der Kollektor des Transistors 36 ist ferner über eine Schutzdiode 37 auch mit Masse verbunden. Der Emitter des Transistors 36 liegt an Masse, seine Basis ist mit dem Ausgang einer zweiten Schwellenwertschaltung 38 verbunden, welche den Transistor 36 einschaltet, wenn die an der Schwellenwertschaltung 38 anliegende Eingangs-Spannung einen vorgegebenen Wert übersteigt. Der eine Eingang der Schwellenwertschaltung 38 liegt an Masse, der andere Eingang ist mit dem oberen Belag eines Ladekondensators 40 verbunden. Der untere Belag des Kondensators 40 ist geerdet. Der obere Belag des Kondensators 40 ist ferner über eine Diode 42 mit dem Kollektor des Transistors 24 und über einen Strombegrenzer-Widerstand 44 und eine

weitere Diode 46 mit der oberen Hochstromelektrode der Lampe 20 verbunden.

Arbeitsweise der Schaltung

Die Arbeitsweise der Schaltung im Startbetrieb und im Dauerbetrieb werden im folgenden gesondert beschrieben. Solange der Generator 26 Impulse liefert, startet die Lampe 20 automatisch und beginnt nach einem kurzen Startintervall im Hochstrombetrieb zu ar- ίο beiten. Werden die Impulse von der Quelle 26 unterbrochen, so erlischt die Lampe 20, jedoch startet sie automatisch erneut, sobald wieder Impulse von dem Generator 26 zugeführt werden.

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Startbetrieb

Wenn Impulse von dem Generator 26 geliefert werden, so werden diese Impulse in der Einheit 28 umgekehrt und kurz verzögert, sodann schalten die Impulse das Flip-Flop 30 ein, welches den in Reihe liegenden Transistor 12 eingeschaltet hält. Die von dem Generator 26 gelieferten Impulse schalten ferner auch den parallelliegenden Schalttransistor 24 abwechselnd ein und aus. Beim jedesmaligen Einschalten des parallelliegenden Schalttransistors 24 fließt Strom aus der Quelle 10 über den in Reihe liegenden Schalttransistor 12, den Widerstand 14, die Induktivität 16 und den parallelliegenden Schalttransistor 24 an Masse. Sobald der parallelliegende Schalttransistor 24 abgeschaltet, dh. gesperrt, ist, kann dieser Strom nicht durch den Transistor 24 fließen, sondern wird durch die Diode 42 umgeleitet, derart, daß er den Kondensator 40: auflädt. (Dabei fließt zu diesem Zeitpunkt noch kein Strom durch die Primärwicklung des Hochspannungstransformators 34, da der Transistor 36 nicht leitend ist, und es fließt auch kein Strom durch die Lampe 20, da diese noch nicht ionisiert ist.) Sobald der parallelliegende Transistor 24 wieder leitend wird, verhindert die Diode 42, daß der Kondensator 40 sich über den parallelliegenden Transistor 24 an Masse entladen könnte. Während somit der Nebenschluß-Schalter 24 durch die von dem Generator 26 gelieferten Impulse ein- und ausgeschaltet wird, baut sich an dem Kondensator 40 eine zunehmende Ladespannung auf, und der Strom durch die Induktivität 16 nimmt zu.

Die Hochdruck-Entladungslampe 20 arbeitet in der Weise, daß sie erst dann gezündet werden kann, wenn eine anfängliche hohe Ionisationsspannung in der Größenordnung von 30 kV an die Elektrode 26 angelegt und eine etwa dem dreifachen Wert der Dauerbetriebsspannung entsprechende Boost-Startspannung (d. h. beispielsweise 60 Volt) an den Hauptanschlüssen der Bogenlampe angelegt wird. Zweck der anfänglichen Hochspannung an der Elektrode 26 ist es, eine anfängliche Ionisation herbeizuführen, um in der Gasfüllung der Lampe einen elektrischen Durchbruchzustand zu erzeugen. Die Boost-Startspannung hat den Zweck, eine kontinuierliche Elektronenlawine durch die Lampe zu erzeugen, um die Spitze der unteren Hochstromelektrode auf eine geeignete Betriebstemperatur zu bringen und in dem Lampengehäuse ein zur Leitung des hohen Lampenbetriebsstroms ausreichendes Plasma zu erzeugen. Sobald ein derartiges ausreichendes Plasma erzeugt ist, arbeitet die Lampe im Hochstrombetrieb, wobei die reguläre Dauerbetriebsspannung an ihr anliegt und sie eine hohe Lichtausbeute abgibt. Während der »AUS«-Intervalle des Lampenbetriebs liegt an der Lampe nicht die reguläre Dauerbetriebsspannung, jedoch muß in der Lampe ein Haltestrom von etwa ¹Ao des regulären Lampenbetriebs-Stroms aufrechterhalten werden, um in der Lampe ein Plasma aufrechtzuerhal-■ ten, derart, daß die Lampe beim nächsten »EIN«-Intervall wieder startet, wenn die Lampe mit niedrigen Frequenzen moduliert ist. Der Haltestrom verbessert auch die Stabilität des Bogens, wenn die Lampe mit höheren Frequenzen moduliert ist.

Sobald die Spannung an dem Kondensator 40 sich auf den vorgegebenen Wert der für die Lampe 20 erforderlichen Boost-Spannung aufgebaut hat, schaltet die entsprechend eingestellte Schwellenwertschaltung 38 den Transistor 36 ein, derart, daß nunmehr die Spannungsänderungen am Kollektor des Transistors 24 an die Primärwicklung des Transformators 34 gelangen können. Die hierdurch bedingte Stromänderung in der Primärwicklung hat zur Folge, daß in der Sekundärwicklung des Transformators eine sehr hohe Spannung (beispielsweise 30 kV) induziert und von hier an die Startelektrode 26 angelegt wird. Da die an dem Kondensator 40 aufgebaute Boost-Spannung ebenfalls ununterbrochen dem oberen Anschluß der Lampe 20 über den Widerstand 44 und die Diode 46 zugeführt wird, wird ein Strom zwischen den Hauptelektroden der Lampe fließen, sobald die an die Elektrode 26 angelegte hohe Spannung die Gasfüllung der Lampe ionisiert. Die Dioden 46 und 18 isolieren die Transistoren 24 und 12 gegen die der Lampe an der Elektrode 26 zugeführte hohe Spannung.

Reguläre Dauerbetriebsart

Sobald die Boost-Spannung von dem Kondensator 40 eine kontinuierliche Elektronenlawine zwischen den Hauptanschlüssen der Lampe 20 erzeugt, kommt ein Stromfluß durch die Lampe 20 aus der Stromquelle 10 über den in Reihe liegenden Stromquellenschalter 12, den Widerstand 14, die Induktivität 16 und die Diode 18 zustande. Der nächste Impuls des Generators 26 schaltet den parallelliegenden Schalttransistor 24 ein, derart, daß praktisch die Impedanz Null in Nebenschluß zur Lampe 20 gelegt wird. Es kommt zu einerStromabzweigung von der Lampe 20 zu dem Transistor 24, und dieser Strom nimmt infolge des Lastwiderstands Null des Transistors 24 zu. Sobald dieser Strom auf einen vorgegebenen Wert angestiegen ist, fällt an dem Widerstand 14 eine zur Auslösung der Schwellenwertschaltung 32 ausreichende Spannung ab. Die Schaltung 32 liefert ein Ausgangssignal zur Rückstellung des Flip-Flops 30, wodurch der in Reihe liegende Schalttransistor 12 abgeschaltet wird. Der Strom in der Induktivität 16 fließt infolge der in der Induktivität gespeicherten Energie weiter. Der parallelliegende Schalttransistor 24 und die Rücklaufdiode 22 bilden einen Rücklaufweg für diesen Strom der Induktivität.

Während dieses Intervalls wird durch die indem Kondensator 40 gespeicherte Ladung ein kleiner Haltestrom durch die Lampe 20 aufrechterhalten. Die Speicherladung des Kondensators 40 wird durch den Widerstand 44 auf einen Wert begrenzt, der ausreicht, um eine ununterbrochene Elektronenlawine in der Lampe 20 aufrechtzuerhalten, der jedoch nicht zur Abgabe einer nennenswerten Strahlungsenergie von der Lampe 20 ausreicht.

Nach Beendigung des Impulses des Generators 26 ist der parallelliegende Schalttränsistor 24 nicht-leitend und, nach einer durch die Einheit 28 bedingten kurzen Verzögerung, wird der in Reihe liegende Schalttransi-

ίο

stör 12 eingeschaltet. Nunmehr kommt ein Stromfluß
durch die Lampe 20 aus der Stromquelle 10 über den in
Reihe liegenden Schalter 12 und die Induktivität 16 zustande. Durch die Spannung der Stromquelle 10 wird die
Rücklaufdiode 22 gesperrt. Die Lampe 20 liefert nun- 5 mehr eine starke Ausgangsstrahlung, bis der nächste
Impuls des Generators 26 den parallelliegenden Schalttransistor 24 eingeschaltet. Die nachfolgenden Impulse
des Generators 26 bewirken die Wiederholung des vorstehend beschriebenen Zyklus. 10

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Steuer- und Modulationsschaltung für eine Hochdruck-Entladungslampe, bei welcher ein Schalter und eine Induktivität in Reihe mit der Hochdruck-Entladungsrampe an einer Speisestromquelle liegen und bei der Schaltmittel zum Zünden der Hochdruck-Entladungslampe vorgesehen sind, g e kennzeichnet durch