DE1589229A1

DE1589229A1 - Ignition switch for a gas discharge lamp

Info

Publication number: DE1589229A1
Application number: DE19671589229
Authority: DE
Inventors: Motoyosi Fuse; Sadaya Iwasaki; Syojiro Kawaguchi; Hiroshi Morita; Koichiro Tanigawa; Hisato Yamagishi
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1966-04-09
Filing date: 1967-04-08
Publication date: 1971-02-18
Also published as: GB1186891A; DE1589229B2

Description

Zündschaltung für eine Gasentladungslampe Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für eine Gasentladungslampe unter Verwendung einer Mehrschichtendiode, insbesondere eines Halbleiters mit den Eigenschaften-einer Fünfschichtendiode (symmetrische Schaltdiode).Ignition circuit for a gas discharge lamp The invention relates to a Ignition circuit for a gas discharge lamp using a multilayer diode, in particular a semiconductor with the properties of a five-layer diode (symmetrical Switching diode).

Im allgemeinen ist die Zündspannung einer Gasentladungslampe so viel höher als die Brennspannung, daß eine Zündvorrichtung erforderlich ist. Bei einer,Leuchtstofflampe,ist bekanntlich die Entladung mit verhältnismäßig geringer Spannung möglich, wenn die Elektroden vorgeheizt sind und eine ausreichende Elektronenemissich stattfindet. Zur Erzeugung änes Vorheizstromes für die*Heiziäden der Elektroden kann beispielsweise eine Glimmröhre verwendet werden. Auch die Einschaltung des Heizstromes von Hand oder mittels. eines Bimetallstreifens ist möglich. In diesen Fällen ist eine mechanische Betätigung erforderlich, indem die aeiz£äden der Leuchtstofflampe vo rgeheizt werden, wenn die Kontakte geschlossen sind, während die Induktionsspannung einer Vorschaltärossel, die durch die Stromänderung beim Oef£nen der Kontakte erzeugt wird, der Speises-Dannung Überlagert wird, um die Lampe zu zünden. Mit der Abnutzung der Glimmröhre bzw. der Kontaktbetätigungsvorrichtung wird ein zuverlässiger Betrieb allmählich schwieriger und die kurzzeitige Wiederholung des Anzündens und Löschens der Lampe oder die Oeffnung der Kontakte wird unmöglich, so daß die Heizfäden ständig geheizt werden und die Lebensdauer der Lampe stark herabgesetzt wird. Da ferner eine Vorheizung erforderlich is t, ergibt sich durch die Trägheit der-KontaktbetKtigungsvorrichtung (Glimmröhre oder Bimetallstreifen) eine Ansprechverzögerung und es kann vorkommen, daß die Kontakte sich mehrmals öffnen und schließen, bevor,die Elektrodentemperatur für eine Zündung ausreicht.In general, the ignition voltage of a gas discharge lamp is so much higher than the operating voltage that an ignition device is required. With one, fluorescent lamp, is as is known, the discharge with a relatively low voltage is possible if the Electrodes are preheated and sufficient electron emission occurs. To generate a preheating current for the heating filaments of the electrodes, for example a glow tube can be used. Also switching on the heating current by hand or by means of. a bimetal strip is possible. In these cases it is a mechanical one Operation required by preheating the filaments of the fluorescent lamp, if the contacts are closed while the induction voltage of a ballast reactor, which is generated by the change in current when the contacts are opened, the supply voltage Is superimposed to ignite the lamp. With the wear and tear of the glow tube or the contact operating device becomes reliable operation gradually more difficult and the brief repetition of lighting and extinguishing the lamp or the opening of the contacts becomes impossible, so that the filaments are constantly heated and the life of the lamp will be greatly reduced. There is also a preheating is required, results from the inertia of the contact actuation device (Glow tube or bimetal strip) a response delay and it can happen that the contacts open and close several times before the electrode temperature is sufficient for one ignition.

Es werden also mehrmals hintereinander Lichtblitze erzeugt, bis endlich die Lampe stetig brennt.-Neben dem mechanischen Zündverfahren, bei dem die Elektrodenheizung nach dem Zünden ausgeschaltet wird, existiert ein Schnellzündverfahren, bei-dem beide Heizfädender Leuchtstofflampe ständig geheizt werden und eine hohe Zündspanrung auf beide Elektroden gegeben wird. Wegen der ständigen Heizung ist aber hierbei die Lebensdauer der Elektroden sehr viel kürzer. Deshalb verwendet man,besondere Lampenkonstruktionen mit drei-£ach gewendelten Heizfäden, die von den normalen vorgeheizten Leuchtstofflampen abweichen. Um die Zündwilligkeit zu verbessern, muß ferner eine besondere Zündelektrode außerhalb oder innerhalb der Lampe vorgesehen werden. Nach einem weiteren Verfahren zur Schnellzündung wird ein Streutransformator verwendet, um auf die kalten, nicht vorgeheizten-Elektroden einen kräftigen Zündimpuls zu geben. Dieses Verfahren hat-den Vorteil.. daß keine Zündverzögerung vorhanden ist. Die erforderliche Zündspannung ist aber so hoch, daß die Leerlaufspannung des Transformators weit-höher als die Klemmenspannung bei brennender Lampe sein muß. Des-' halb ist der Leistungsfaktor des Transformators schlecht und selbst bei Verwendung eines Phasenschiebers wird der Wirkungsgrad gering. Aehnliches gilt auch für andere nicht vorgeheizte Iampen wie Natriumdampflampen oder Quecksilberdampilampen.So light flashes are generated several times in a row until finally the lamp burns steadily.-In addition to the mechanical ignition process, in which the electrode heating is switched off after ignition, there is a rapid ignition method in which Both filaments of the fluorescent lamp are constantly heated and a high ignition voltage is applied to both electrodes. Because of the constant heating is here the life of the electrodes is much shorter. That's why one uses, special Lamp constructions with three-fold coiled filaments, which are preheated from the normal ones Fluorescent lamps differ. In order to improve the ignitability, one must also special ignition electrodes can be provided outside or inside the lamp. To Another method for rapid ignition is a leakage transformer, to give a powerful ignition pulse to the cold, not preheated electrodes. This method has the advantage that there is no ignition delay. the required ignition voltage is so high that the no-load voltage of the transformer must be far higher than the terminal voltage when the lamp is lit. Therefore the power factor of the transformer bad and even when using one Phase shifter, the efficiency is low. The same does not apply to others preheated lamps such as sodium vapor lamps or mercury vapor lamps.

ai-"gäbe der'Er-'#'indung ist die Schaffung4iner Zündschaltung für eine Gasentladungslampe, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweiGt. Zu diesem Zweck wird au£ die Elektroden einer Gasentladungslampe abwechselnd ein Vorheizstrom und ein Zündpul--- gegeben. Hier-zu ist beiden Elektroden eine unabhängige Zündschaltung parallel geschaltet, die in einem festen Phasenbereich jeder Halbwelle der Speisewechselspannung eine Mehrzahl von Hochspannungsimpulsen abgibt. Die Impulserzeugung geschieht, Tnitt#ls einer symmetrischen Schaltdiode, insbesondere ebner iür-i--ch-ichteridiode..ai- "if the 'er -' # 'indung is the creation of an ignition circuit for a gas discharge lamp which does not have the aforementioned disadvantages. To this The purpose is to alternately apply a preheating current to the electrodes of a gas discharge lamp and an ignition pulse --- given. For this purpose, both electrodes have an independent ignition circuit connected in parallel, in a fixed phase range of each half-wave of the AC supply voltage emits a plurality of high voltage pulses. The impulse is generated, Tnitt # ls a symmetrical switching diode, especially ebner iür-i - ch-ichteridiode ..

#ur !Z#sung dieser Aufgabe ist dIe eriirdurgsgeriäße Ziiiidvorr- ichtung für eine Gasentladungslampe, derey..-Glühelektroden it einer z he m Vorschaltdrossel an einer Wechselspannungsquelle liegen, gekennzeichnet durch einen-zweipoligen Zündimpulskreis, dessen Anschluß.stellen je mit einem Ende einer Glühelektrode verbunden sind und der einen geschlossenen Stromkreis aus einem symmetrischen kontaktlosen Schaltelement, einem Kondensator und der Primärwicklung eines Pulstransformators, sowie die-Sekundärwicklung des Puistransformators enthält und derart ausgelegt ist, daß er in jeder Halbwelle der Speisespannung mvohl Zündimpulse, als auch einen Vorheizstrom für die Glühelektroden erzeugt.#ur! Z # achieve this object is the eriirdurgsgeriäße Ziiiidvorr- ichtung for a gas discharge lamp, Derey ..- annealing electrodes it a z he m choke to an AC voltage source are characterized by a two-pole Zündimpulskreis whose Anschluß.stellen each with one end of a Glow electrode are connected and which contains a closed circuit of a symmetrical contactless switching element, a capacitor and the primary winding of a pulse transformer, as well as the secondary winding of the pulse transformer and is designed in such a way that it is in each half-wave of the supply voltage mvohl ignition pulses, as well as a preheating current for the Glow electrodes generated.

Die erfindungsgemäße Zündvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß im Gegensatz zu einer Glimmröhre kein Flackern vor der endgültigen Zündung stattfindet und daß die Heizfäden sich nicht übermäßig erwärmen können, wobei die Zeit bis zum Zünden erheblich verringert werden kann. Die Lebensdauer der verwendeten Halbleiterdiode ist so groß, daß ein»Auswechseln schadhaft gewordener Teile wie bei einer Glimmröhre nicht erforderlich ist und daß die Wartung sehr erleicUert wird. Es kann eine Schnellzündung ohne Zuhilfenahme einer Zündelektrode durchgeführt werden. Da die Schaltdiode von sich aus Zündimpulse erzeugt, kann der verwendete Transformator klein und mit geringer Streuung ausgelegt werden, weil das Verhältnis der Sekundärspannungen im Leerlaufund.im Brennzustand nicht groß sein muP.. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hierin sind: Fig. 1 ein Grundschaltbild der er£indungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 2 bis 6 Ausführungsbeispiele mit einem zusätzlichen Ladekreis für die Schaltdiode; Fig. 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung; Fig. 9 bis 11 Zündvorrichtungen mit Vorheiztransformatoren; Fig. 12 eine Kennliniendarstellung einer Fünfschichtendiode; Fig. 1 3 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise der Erfindung; Fig. 14 eine Darstellung der-Zündimpulse und Fig. 15 eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Brennspannung, In Fig.-1 ist F eine Leuchtstof£lampe mit Vorheizung, deren -Glühelektroden mit £ 1 und f 2 bezeichnet sind. Die einen Enden der Heizfäden- f 1 und f 2 sind in Reihe mit einer Vorschaltdrossel B aij eine Wechselspannungsquelle E angeschlossen. Die anderen Enden der Heizfäden sind mit den Anschlußstellen a und heines zweipoligen Zündimpulskreises A verbundeni Dieser enthält einen Pulstransformator PT mit Primarwicklung W und Sekunder-1 wicklung W V' einen Kondensator C, und eine Fünfschichtendiode Qi'o Die Primärwicklung Wl, der Kond-ensator und die Diode 'bilden eInen#geschlossenen Stromkreis* Die Anschlußstelle b ist die Verbindungsstelle des Kondensators und der Diode, Die Sekundarwicklung W2 ist am einen Ende mit der Primärwicklung W 1 und-der Diode Q 1 verbunden-und bildet an ihrem anderen Ende die Anschlußstelle a. Der Zündkreis liegt also in Reihe mit den Heizfäden f 1 und f., der Drossel B und der .Spannungsquelle E. Die typische lennlinie einer Fürtischichtendiode Q 1 ist in Fig. 12-dargestellt. Falls die kritische Anstiegsgeschwindigkeit dV/dt der Klemmenspannung der Schaltdiode hoch-und die Klemmenspannung höher als die Durchbruchsspannung (Lawinenspannung) V BO ist,' schlägt die Schaltdiode aus dem gesperrten Zustand hohen Widerstandes in den leitenden Zustand niedrigen Widerstandes um und der Spannungsabfall V F wird gewöhnlich geringer als ein Volt* Der leitende Zustand bleibt auch bestehen, wenn die Klemmenspannung absinkt. Wird jedoch die gtromstärke geringer als-die Haltestroms.tUrke I H der Diode Ql, so kebrt dieselbe rasch in den gesperrten Zustand hohen Widerstandes zurück. Die Fünfschichtendiode zeichnet sich dadurch aus, daß sie in beiden Richtungen leitend werden kann und im wesentlichen die gleichen elektrischen Eigenschaften im ersten und dritten Quadranten aufweist. In der Zeichnung bedeuten V Bolund IH1 die Durchbruchspannung und den Haltestrom im ersten Quadranten und V Bo2 und I H2 Durchbruchspannung und Haltestrom im dritten Quadranten. Als solche symmetrische Schaltdiode kannmicht nur_ eine Fünfschichtendiode verwendet werden, sondern auch eine Kombination geeigneter Halbleitervorrichtungen, beispielsweise zwei gegdneinander geschaltete Vierschichtendioden. Aibeitsweise: Solange die Leuchtstofflampe F nicht brennt, besteht eine Reihenschaltung von der Spannungsquelle E über die Vorschaltdrossel B, den Heiziaden il, die Sekundärwicklung W 2 und die Primärwicklung W des Pulstransformators, den Kondensator C und den Heizfaden f 2& Ueber diese Reihenschaltung wird der Kondensator C 1 aufgeladen. Der Scheinwiderstand der Primärwicklung W 1 für die Netzfrequenz ist so niedrig, daß die* Klem.menspannung des Xondensators C praktisch gleich der Klemmenspannung an der FUnfschichte ndiode ist. Ist der Kondensator C soweit aufgeladen, daß seine Ilemmenspannung-die Durchbruchspannung V Bol der Diode Q 1 erreicht, so kippt diese Dioie in den leitenden Zustand.The ignition device according to the invention is characterized in that, in contrast to a glow tube, there is no flickering before the final ignition and that the heating filaments cannot heat up excessively, and the time until ignition can be considerably reduced. The service life of the semiconductor diode used is so long that it is not necessary to replace parts that have become defective, as is the case with a glow tube, and that maintenance is made very easy. Rapid ignition can be carried out without the aid of an ignition electrode. Since the switching diode generates ignition pulses on its own, the transformer used can be designed to be small and with little scatter because the ratio of the secondary voltages in idle and burning does not have to be large. Some embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. 1 shows a basic circuit diagram of the device according to the invention; 2 to 6 exemplary embodiments with an additional charging circuit for the switching diode; 7 and 8 further exemplary embodiments of the invention; 9 to 11 ignition devices with preheating transformers; 12 shows a characteristic diagram of a five-layer diode; Fig. 1 3 shows an illustration for explaining the operation of the invention; 14 shows an illustration of the ignition pulses and FIG. 15 shows the variation over time of the operating voltage. In FIG. 1, F is a fluorescent lamp with preheating, the glow electrodes of which are denoted by E 1 and f 2. One ends of the filaments f 1 and f 2 are connected to an alternating voltage source E in series with a series choke B aij. The other ends of the filaments are connected to the connection points a and heines two-pole ignition pulse circuit A. This contains a pulse transformer PT with primary winding W and secondary winding WV ', a capacitor C, and a five-layer diode Qi'o the primary winding Wl, the capacitor and The diode 'form a closed circuit * The connection point b is the junction of the capacitor and the diode. The secondary winding W2 is connected at one end to the primary winding W 1 and -the diode Q 1 -and forms the connection point a at its other end . The ignition circuit is therefore in series with the filaments f 1 and f., The choke B and the voltage source E. The typical characteristic curve of a fiber optic diode Q 1 is shown in FIG. If the critical rate of rise dV / dt of the terminal voltage of the switching diode is high and the terminal voltage is higher than the breakdown voltage (avalanche voltage) V BO, the switching diode changes from the blocked state of high resistance to the conductive state of low resistance and the voltage drop becomes V F usually less than one volt * The conductive state remains even if the terminal voltage drops. However, if the current strength is less than the holding current value IH of the diode Ql, it quickly returns to the blocked state of high resistance. The five-layer diode is characterized by the fact that it can be conductive in both directions and has essentially the same electrical properties in the first and third quadrants. In the drawing, V Bol and IH1 denote the breakdown voltage and the holding current in the first quadrant, and V Bo2 and I H2 denote the breakdown voltage and the holding current in the third quadrant. Not only a five-layer diode but also a combination of suitable semiconductor devices, for example two four-layer diodes connected in series, can be used as such a symmetrical switching diode. By way of example: As long as the fluorescent lamp F is not on, there is a series connection of the voltage source E via the series connection choke B, the heater il, the secondary winding W 2 and the primary winding W of the pulse transformer, the capacitor C and the filament f 2 & This series connection becomes the capacitor C 1 charged. The impedance of the primary winding W 1 for the mains frequency is so low that the * terminal voltage of the capacitor C is practically equal to the terminal voltage at the five-layer diode. If the capacitor C is charged to such an extent that its terminal voltage reaches the breakdown voltage V Bol of the diode Q 1 , this diode switches to the conductive state.

Nach der Zünduhg der Fünfschichtendiode Q 1 benötigt der Stromanstieg übei die Drossel B, die Heizfäden f 1 und f 2 und die Sekundärwicklung W 2 eine gewisse Zeit, insbesondere wegen der hohen Iriduktivität der Drosel B. Die Stromanstiegsgeschwindig-.keit ist so gering, daß im allgemeinen der Leitungszustand der Diole rächt aufrecht erhalten werden kann. Deshalb kehrt mit abnehmeuder Entladestromstärke des'Kondensators C 1 die .Diode in den gesperrten Zustaud zurück. Infolgedessen wird die Auz"laduzig des Kondensators C wieder aufgenommen und der beschriebene Vorgang wiederholt sich mehrmals. Dieses Spiel setzt sich fort bis zu einem Pkäsenwinkel 0 2 (Fig. 13), bei' dem der von der Spannungsquelle gelieferte Strom im Leitungszeitpunkt der Diode größer als der Haltestrom I H der Diode wird. Nach diesem Zeitpunkt, in-welchem ein zur Aufrechterhaltung des Leitungszustandes.der Diode.Q 1 ausreichender Strom nachgeliefert wird, ergibt sich ein geschlossener Stromkreis von der Drossel B über Hei.zfaden f Sekundärwicklung W., Diode 2' Qi im Leitungszustand, Aeizfaden £ 1 zur Wech-selstromquelle B, wodurch die Heizfäd en f 1 und f 2 mit einem Heizstrom versorgt werden.After the ignition of the five-layer diode Q 1 , the current increase over the choke B, the filaments f 1 and f 2 and the secondary winding W 2 requires a certain time, in particular because of the high iriductance of the Drosel B. The current increase speed is so low that In general, the conduction state of the diols can be maintained. Therefore, as the discharge current of the capacitor C 1 decreases, the diode returns to the blocked state. As a result, the output of the capacitor C is resumed and the process described is repeated several times. This game continues up to a Pkäsenwinkel 0 2 (FIG. 13), at which the current supplied by the voltage source is greater at the time the diode is conductive After this point in time, at which a current sufficient to maintain the conduction state of the diode Q 1 is supplied, a closed circuit results from the choke B via the heating filament f secondary winding W., diode 2 'Qi in the conduction state, heating filament £ 1 to alternating current source B, whereby the heating filaments f 1 and f 2 are supplied with a heating current.

Der Strom für diese Vorheizung nimmt mit der zeitlichen Schw#nkung des Wechselstromes allmählich ab, bis bei einem Phasenwinkel 91 1 (Fig'. 13) di-e Stromstärke geringer als die Haltestromstärke I,1 der Diode Q 1 wird. In diesem Zeitpunkt kehrt die Diode in den gesperrten Zustand zurück. Dieser Phasenwinkel et 1 liegt in der nächsten Halbperiode der Wechseispannung E, weil-der Vorheizstrom der Netzspannung E wegen der Induktivität der Vorschaltdrossel nacheilt. Die Spannung E hat also bereits die Richtung gewechselt. Wenn die Schaltdiode Q 1 in den gesperrten Zustand zurückkehrt, ergibt sich wieder eine Reihenschaltung der Drossel- D, des Heiziadens E.2, der Sekundärwicklun£ W 2 und der Primärwi(#klung Wl, des Kondensators C, und des Heizfadens f 1 für die Stromquelle E. Infolgedessen wird der Kondensator C 1 nunmehr in umgekehrter Richtung aufgeladen und wenn die Klemmenspannung die Durchbruchsspannung V Bo2 der Schaltd,iode 9 1 in umgekehrter Richtung überschreitet, wird die Schaltdiode leitend und erzeugt in der oben beschriebenen Wei-se kurze -Impulse, bis die Netzstromgtärke größer als der Haltestrom der schaltdiode wird. Ist dieser Phasenwinki31 ge 2 erreichtt so läßt die Schaltdiode abermals einen--Heizstrom zu den Heizfäden f 1 und f 2 durch-, bis dieser Vorheizstrom den Haltestrom IH2 der Schaltdiode im Zeitpunkt 91 unterschreitet. Di eser Arbeitszyklus wiederholt sich in jeder Periode. Da die elektrischen Eigenschaften der Schaltdiode in den-beiden Stromrichtungen symmetrisch sind, sind die Perioden der abwechselnden Sperrung und Oeffnung der Schalt-.diode und der Vorheizung der Heizigden f und f 2. in den beiden Heizperioden der Netzspannung etwa gleich lang und es gilt:, &2 - ei e 2 e 1 e + 0 0 2 e 2 Die elektrische Ladung des Kondensators C fließt außerhalb der Vorheizperiode über die Primärwicklung W des Pulstransformators PT ab. Infolge des geringen Widerstandes dieser Wicklung und der leitenden Schaltdiode Q 1 ergibt sich eine sehr hohe Entladungsstromstärke, weshalb Impulse Vt mit hohem scheitelveet in der Sekundärwicklung W des Impu#stransformators erzeugt 2 werden. Die an den Klemmen der SekuZ'därwickl#ng auftretenden Impulszüge sind-in Fig. 14 gezeigt.-Diese Impulse werden über die-1,eitende Schaltdiode Q auf ein Ende der beiden vorgeheizten --Elektroden f und f der Leuchtstofflampe gegeben und bewirkeü nach ausreichender Vorheizung die Zündung derselben. Demnach erfolgt erfindungsgemäß die Vorheizung der Elektroden f 1 und f 2- und die Erzeugung von Hochspannungsimpulsen £ür die Zündung der Gasentladungslampe F abwechselnd mit der doppelten Frequenz der Spannungswelle 2, so daß mit-£ortschreitender Aufheizung der Elektroden die Lampe sehr glatt gezündet wird. 'Damit die Gasentladungslampe nach dem ZUnden stabil brennt, muß die ehaltdiode QI einen stationären Zustand einnehmen. Da nun die 1:leimenspannung der Gasentladungsröhre nach dem Zünden auf den Ve:üt der Brennspannung E, (Fig. 15) absinkt, wird man die Durchbruchsspannung (V und V der Schaltdiode Q so wählen, Bo B02 1 daß sie zwischen dem Maximum E., der Irlemmenspannung in brennendem Zustand und dem Maximum E m der Netzspannung liegt.The current for this preheating gradually decreases as the alternating current fluctuates over time until, at a phase angle 91 1 (FIG. 13), the current strength is less than the holding current strength I, 1 of the diode Q 1 . At this point in time, the diode returns to the blocked state. This phase angle et 1 lies in the next half cycle of the AC voltage E, because-lagging preheating the supply voltage E due to the inductance of the choke. The voltage E has already changed direction. When the switching diode Q 1 returns to the blocked state, there is again a series connection of the choke D, the heater E.2, the secondary winding £ W 2 and the primary winding (#klung Wl, the capacitor C, and the filament f 1 for the current source E. As a result, the capacitor C 1 is now charged in the opposite direction and when the terminal voltage exceeds the breakdown voltage V Bo2 of the switching diode 9 1 in the opposite direction, the switching diode becomes conductive and generates short pulses in the manner described above If this phase angle 2 is reached, the switching diode again lets a heating current through to the filaments f 1 and f 2 until this preheating current falls below the holding current IH2 of the switching diode at time 91 This duty cycle is repeated in every period. Since the electrical properties of the switching diode are symmetrical in the two current directions, d The periods of the alternating blocking and opening of the switching diode and the preheating of the heating elements f and f 2. are approximately the same length in the two heating periods of the mains voltage and the following applies :, & 2 - ei e 2 e 1 e + 0 0 2 e 2 The electrical charge of the capacitor C flows outside of the preheating period via the primary winding W of the pulse transformer PT. The low resistance of this winding and the conductive switching diode Q 1 results in a very high discharge current, which is why pulses Vt with a high peak voltage are generated in the secondary winding W of the pulse transformer. The pulse trains appearing at the terminals of the secondary winding are shown in Fig. 14. These pulses are applied to one end of the two preheated electrodes f and f of the fluorescent lamp via the 1, conductive switching diode Q and cause them to continue sufficient preheating the ignition of the same. Accordingly, according to the invention, the preheating of the electrodes f 1 and f 2- and the generation of high-voltage pulses for the ignition of the gas discharge lamp F alternate with twice the frequency of the voltage wave 2, so that the lamp is ignited very smoothly as the electrodes heat up. So that the gas discharge lamp burns stably after ignition, the holding diode QI must assume a steady state. Now, as the 1: Glue voltage of the arc tube after the ignition of the Ve: (Fig. 15) ut of the internal voltage E drops, is to choose the breakdown voltage (V, and V of the switching diode Q so Bo B02 1 that it between the maximum E ., the Irlemmensvoltage in the burning state and the maximum E m of the mains voltage.

Bei einem ausgeführten Beispiel wurde eine Leuchtstofflampe mit einem Kolbendurchmesser von 38 mm und einer Kolbenlänge von 630 mm -verwendet. Der Kondensator C 1 hatte eine Kapazität von 0,05 Mikrofarad@ die-S.chaltdiode Q 1 eine Durchbruchspannung von 110V und der Pulstran#sPormator PT ein Wicklungsverhältnis von 1 Als Vorwerstand B wurde eine Drossel verwendet und die Netzspannung betrug 100V bei einer Frequenz von 60 Rz. Das Pulsintervall, in welchem Zündimpulse erzeugt wurden, ha tte eine Länge von etwa 1,5 Mill isekunden je Heizperiode, wäh-rend das-Leitungsintervall der Schaltdiode, während dessen der Vorheizstrom floß, etwa 6,8 Millisekunden betrug. Es wurde ein effektiver Vorheizstrom von-etwa 800 mA gemessen. Die Gas-' entladungslampe zeigte kein Blinken nach dem Einschalten der und Netzspannung/es ergab sich -eine sehr sanfte Zündung inner- halb etwa 1 2 Sekunden.In one example carried out, a fluorescent lamp with a bulb diameter of 38 mm and a bulb length of 630 mm was used. The capacitor C 1 had a capacitance of 0.05 microfarads @ the switching diode Q 1 a breakdown voltage of 110V and the Pulstran # sPormator PT a winding ratio of 1 60 margin no. The pulse interval in which ignition pulses were generated would have a length of about 1.5 milliseconds per heating period, while the conduction interval of the switching diode, during which the preheating current flowed, was about 6.8 milliseconds. An effective preheating current of approximately 800 mA was measured. The gas discharge lamp did not blink after switching on the and Mains voltage / there was-a very gentle ignition within- half about 1 2 seconds.

Fig. 2 bis 6 zeigen Ausgestaltungen der Erfindung, bei denen ein zusätzlicher Stromkreis,in Reihe mit dem Zündimpulskreis A der Fig.#i geschaltet ist.FIGS. 2 to 6 show embodiments of the invention in which an additional circuit is connected in series with the ignition pulse circuit A of FIG. # I.

In Fig. 2 besteht d er Zusatzstromkreis aus der Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes R' und eines Zondensators C 2* Mit-tels des Widerstandes RI können die Heizstromstärke und die Anzahl der pro Heizperiode erzeugten Impulse eingestellt werden. Ein WidEmtand RI allein hat aber den Nachteil, daß bei höheren Widerstandsverten die Impulsspannung verringert wird" so daß die Zündung sich verschlechtert. Um dies zu vermeiden, ist ein Ueberbrückungskondensator C 2 parallel zum Widerstand RI -geschaltet. so wird die Höhe-der hochfrequen/ten lmpulse durch die Wahl des Widerstandes RI kaum beeinflußt. Bei großem Widerstandsvert wird die Klemmensparinung der brennenden Lampe durch den Kondensator C lind die Parallelschaltung des Widerstandes RI und des Kondensators C -2 bestimmt, weshalb die an der Schaltdiode Q, abfallende Spannung erheblich geringer wird, so daß der Beeich der möglichen Durchbruchspannung der Schaltdiode Q erhebl'L'»ch erweitert wird. In Fig. 3 wird die Parallelschaltung einer Induktivität L und eines Kondensators C 2 dem Zündimpulskreis-A vorgeschaltet. Die Induktivität Lwirkt als Strombegrenzer und dient zur Einstellung des Vo'rheizstrom-es" während der Kon' densator C 2 hinsichtlich der-hochfrequenten Zündimpulse die Induktivität überbrückt. Ein weiterer Kondensator C 3 dient zur Brummbekämpfung,- Auch hier hat der Zusatzkreis die Wirkung, daß der Brennspannungsabfall an der Schaltdiode verringert werden kann.und daß dadurch der.Bereich, in welchem die Durchbruchspannüng der Schaltdiode gewählt werden kann, größer ist. Die Resonanzfrequenz des Parallelresonanzkreises aus der Induktivität L und dem Kondensator C 2 kann nämlich gleich der Wiederkehrfrequenz des Maximalwertes E FM der Lampenbrennspannung gewählt werden. Wenn die Kombination des Kondensators C p und der Induktivität L geeignet gewählt wird, steigt der Scheinwiderstand des Parallelresonanzkreises für den Maximalwert EFM erheblich an, so daß nahezu die gesamte maximale Brennspannung an diesem Parallelkreis abfällt. Dadurch wird die an der Schaltdiode Qi liegende Spannung bei brennender Lampe sehr stark herabgesetzt.In FIG. 2, he d booster circuit of the parallel connection of an ohmic resistor R 'and an Zondensators C 2 * By means of-the resistance RI, the heating current and the number of pulses generated can be set per heating period. However, a resistor RI alone has the disadvantage that the pulse voltage is reduced at higher resistance values, so that the ignition deteriorates. To avoid this, a bridging capacitor C 2 is connected in parallel with the resistor RI. If the resistance value is high, the terminal saving of the burning lamp is determined by the capacitor C and the parallel connection of the resistor RI and the capacitor C -2, which is why the voltage drop across the switching diode Q i is considerably lower so that the range of the possible breakdown voltage of the switching diode Q is increased. In Fig. 3 , the parallel connection of an inductance L and a capacitor C 2 is connected upstream of the ignition pulse circuit A. The inductance L acts as a current limiter and is used for setting of the pre-heating current-es "during the capacitor C 2 with regard to the high-frequency ignition pulses d ie bridged inductance. Another capacitor C 3 is used to combat hum, - Here too, the additional circuit has the effect that the burning voltage drop across the switching diode can be reduced and that the range in which the breakdown voltage of the switching diode can be selected is greater. The resonance frequency of the parallel resonance circuit composed of the inductance L and the capacitor C 2 can namely be chosen to be equal to the return frequency of the maximum value E FM of the lamp voltage. If the combination of the capacitor C p and the inductance L is suitably selected, the impedance of the parallel resonant circuit increases considerably for the maximum value EFM, so that almost the entire maximum burning voltage drops across this parallel circuit. As a result, the voltage across the switching diode Qi is very greatly reduced when the lamp is lit.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der als Zusatzkreis die Parallelschaltung eines ohmschen Widerstandes RI und einer Diode D dient.4 shows an embodiment in which the parallel connection of an ohmic resistor RI and a diode D is used as an additional circuit.

In Fig. 5 ist der Diode D und dem ohmschen Widerstand RI noch ein Kondensator C 2 parallel geschaltet. .Eine vorgeheizte Gasentladungslampe kann durch passent-Zuord.nung des V#orheizungsgrades der Elektroden und der Zünd-.impulshöhe sanft gezündet werden. Um diese sanfte Zündung zu unterstützen,- sind die beiden zuletzt erwähnten Ausführungsformen nützlich', insbesondere, wenn der Vorheizstrom ziemlich gering ist.' Durch Ein£-Uhrung der Diode D werden nämlich die Heiz£äden mit gleichgerichtetem Strom versorgt und der Vorheizstrom wird größer als im Falle der Heizung mit Wechselstrom bei gleicher Vorschaltdro-ssel B. Infolgedessen ist die Heizwirkung besser und die Gasentladungslampe läßt sich mit g eringerer Pulshöhe zünden. Ferner ist in diesem Falle die Wiederholungsfrequenz des Impulszuges und des Vorheitstromes doppelt so hoch wie im Falle des Zündimpulskreises A allein und entspricht einer Periode der Netzspannung. Der Widergand RI kann wieder zur Einstellung der optimalen Länge des Pulsintervalls dienen und der Kondensator D- 2 dient zum Durchlaß der hocM:requenten Impulse.In FIG. 5 , the diode D and the ohmic resistor RI are also connected in parallel with a capacitor C 2. A preheated gas discharge lamp can be gently ignited by matching the degree of preheating of the electrodes and the ignition pulse height. In order to support this soft ignition, the two last-mentioned embodiments are useful, especially when the preheating current is quite low. By A £ -Uhrung the diode D Namely, the heating £ aeden supplied with rectified current and the preheating current becomes larger than in the case of heating Key Vorschaltdro with AC at the same B. As a result, the heating effect is better, and the gas discharge lamp can be of g eringerer Ignite pulse height. Furthermore, in this case the repetition frequency of the pulse train and the pre-unit current is twice as high as in the case of the ignition pulse circuit A alone and corresponds to one period of the mains voltage. The resistor RI can again be used to set the optimal length of the pulse interval and the capacitor D-2 is used to pass the high-frequency pulses.

Fig. 6 zeigt einen Fall, bei dem die Parallelschalt-Ung eines ohmschen Widerstandes RI und einer weiteren Fünfsdichtendiode als Zusatzkreis-in Reihe mit dem Z-Undimpulskreis A 2 verwendet wird. Diese Schaltung dient dazu, den an der Schaltdiode abfallenden Anteil der Brpnnspannung zu verringern, ohne daß die Vorheizstromstärke he.#abgesetzt wird, Und den' zulässigen Bereich der Durchbruchspannung der Schaltdiode q> zu erweitern. Im leitenden Zustand hat nämlich -die Schaltdiade. Qi einen sehr geringen Widerstand. In diesem Fjlle fällt die KlemmerigDannung der Gasentladungsröhre im wesentlichen am Widerstand RI ab. Wenn die Durchbruchspannung der Fünfschichtendiode Q 2 im Zusatzkreis kleiner als die Dur chbruchspannung der Fünfschichtendiode Q 1 im Zündimpulskreis gewählt wird" kommt mit dem Durchbruch-der Schaltdiode Q 1 auch die Schaltdiode Q 2 unmittelbar in den leitenden Zustand. Deshalb fließt der Vorheizstrom von der Schaltdiode Q 1 über die Schaltdiode Q und die Vorkeizung wird normal ausgeführt.-,Im Brennzustand-der-Leuchtstofflampe ergibt sich ferner eine -Reihenschaltung des Kondensators C und des Widerstandes RI parallel zur brennenden Lampe. Deshalb wird der Anstieg der Klemmenspannung der Lampe bei der Wiederzündung derselben in jeder Heizperiode größer und der Anteil der durch Diffussion und Rekombination verschwundenen Ionen im-Zündzeitpunkt der Lampe wird geringer# weshalb die Lampe mit wesentlich geringerer Spannung wiedergezündet wird. Dies-bedeutet, daß der Maximalvert E,Fm der Xlemmenspannung der Gasentladungslampe kleiner wird. Die Spannung fällt im Kondensatov C 1 und am-Widerstand RI ab, weshab die im-wesentlichen parallel zum Kondensator C 1 liegende Schaltdiode Q 1 eine erheblich geringere Klem menspannung haben kann. So wird der Berei ch für die lennverte der Schaltdiode Q stark erweitert. Diese Schaltung ist praktisch sehr vorteilhaft. Selbstverständlich ist die Untergrenze der Durchbruchspannung der Schaltdiode Q im Zusatzkreis höher'als die am Widerstand 2t abfallende Klemmenspannung im Brennzustand der Lampe. Tig. 7 ist eine-Abänderung der Fig-.b 6 und hat die gleiche Wirkung wie diese. Auch die Erfordernisse fUr die Durch-' bruchspannung der zweiten Fünfschichtendiode Q 2 sind die gleichen wie in Fig. 6. 6 shows a case in which the parallel connection of an ohmic resistor RI and a further five-density diode is used as an additional circuit in series with the Z non-pulsed circuit A 2. This circuit is used to reduce the dropped across the switching diode proportion of Brpnnspannung without the Vorheizstromstärke hey. # Is issued, and the 'permissible range of the breakdown voltage of the switching diode q> to expand. In the conductive state, the switching diade has. Qi has very little resistance. In this case, the clamping voltage of the gas discharge tube essentially drops across the resistor RI. If the breakdown voltage of the five- layer diode Q 2 in the additional circuit is selected to be less than the breakdown voltage of the five-layer diode Q 1 in the ignition pulse circuit, "with the breakdown of the switching diode Q 1 , the switching diode Q 2 also becomes conductive immediately. Therefore, the preheating current flows from the switching diode Q 1 via the switching diode Q and the pre-heating is carried out normally. In the burning state of the fluorescent lamp there is also a series connection of the capacitor C and the resistor RI parallel to the burning lamp The same is greater in each heating period and the proportion of ions that have disappeared through diffusion and recombination at the ignition point of the lamp is lower, which is why the lamp is re-ignited with a significantly lower voltage. This means that the maximum value E, Fm of the terminal voltage of the gas discharge lamp is lower. The voltage drops in the capacitance C 1 and am-Wid RI came from, weshab the switching diode Q 1 , which is essentially parallel to the capacitor C 1 , can have a considerably lower terminal voltage. The area for the lennverte of the switching diode Q is thus greatly expanded. This circuit is very advantageous in practice. Of course, the lower limit of the breakdown voltage of the switching diode Q in the additional circuit is higher than the terminal voltage drop across the resistor 2t when the lamp is burning. Tig. 7 is a modification of FIG. 6 b and has the same effect as this. The requirements for the breakdown voltage of the second five-layer diode Q 2 are also the same as in FIG. 6.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 besteht der Zündimpuls-. kreis,wieder aus einer Schaltdiode Ql, einem Kondensator C, und den Wicklungen W 1 und W 2 eines Pulstransformators PT.In the embodiment according to FIG. 8, there is the ignition pulse. circuit, again from a switching diode Ql, a capacitor C, and the windings W 1 and W 2 of a pulse transformer PT.

In Reihe mit diesem Zündimpulskreis ist hier eine Drossel L mit hohem Widerstand für die erzeugten Zündimpulse geschaltet.-Ein Üeberbrückungskondensator C ist einerseits mit der 2 Sekundärwicklung W, und andererseits mit der Drossel L verbunden.. Der zweipolige Zündkreis besteht hier also aus dem Transformator, dem Kondensator C 1 und der Schaltdiode Qi, sowie dem Kondensator C und der Drossel Lt Dieser Zweipol 2 ist wie oben mit je einem Ende der beiden Heizfäden f und f 2 verbunden.A choke L with high resistance for the generated ignition pulses is connected in series with this ignition pulse circuit. -A bridging capacitor C is connected on the one hand to the 2 secondary winding W and on the other hand to the choke L. the capacitor C 1 and the switching diode Qi, as well as the capacitor C and the choke Lt This two-pole 2 is connected as above to one end of each of the two filaments f and f 2.

Bei dieser Ausführungsform ist die Reihenschaltung der Sekundärwicklung W des Pulstransformators und däs Konden-2 01 sator's C 2 parallel zur Reihe-nschaltung der Drossel L und des geschlossenen Frimärkreises geschaltet, so daß die in der Sekund##--wicklung W 2 erzeugten Zündimp-alse über den Ueberbrückungskondersator C 2 unmittelbar auf die Gasentladungslampe gelangen und diese zünden können. Der Üorheizstrom für die Lampenelektroden fließt durch keine der beiden Wicklungen des Pulstransformators PT. Deshalb kann der Pulstransformator kleiner ausgelegt werden.In this embodiment, the series connection of the secondary winding W of the pulse transformer and the capacitor C 2 is connected in parallel to the series connection of the choke L and the closed primary circuit, so that the ignition pulse generated in the secondary winding W 2 As can reach the gas discharge lamp directly via the bridging capacitor C 2 and ignite it. The preheating current for the lamp electrodes does not flow through either of the two windings of the pulse transformer PT. Therefore, the pulse transformer can be made smaller.

Fig. 9 bis 11 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die Lampenelektroden von einem gesonderten Heiztransformator ständig vorgeheizt werden. 9 to 11 show embodiments of the invention in which the lamp electrodes are constantly preheated by a separate heating transformer.

In Fig. 9 sind die Sekundärwicklungen W 3 eines Vorheiztransformators HT mit den Heizfäden f 1 und f 2 verbunden, Ferner ist ein Zusatzkreis mit dem Kondensator C 2 und dem Widerstand RI wie in Fig. 2 in.Reihe mit dem Z-Undimpulskreis A geschaltet und der Heiziaden £ 1 ist über die Vorschaltdro.#sel B mit der* Spannungsquelle E verbunden. Der von der erfindungsgemäßen Zündschaltung periodisch erzeugte Heizstrom überlagert sich dem vom Heiztransformator HT gdLieferten Heizstrom, so daß die Aufheizung der Lampenelektroden beschleunigt wird. Im übrigen entspricht die Arbeitsweise der obigen Beschreibung.In FIG. 9 , the secondary windings W 3 of a preheating transformer HT are connected to the filaments f 1 and f 2. Furthermore, an additional circuit with the capacitor C 2 and the resistor RI is connected in series with the Z undimpulse circuit A as in FIG and the heater £ 1 is connected to the voltage source E via the ballast # sel B. The heating current periodically generated by the ignition circuit according to the invention is superimposed on the heating current supplied by the heating transformer HT gdL, so that the heating of the lamp electrodes is accelerated. Otherwise, the mode of operation corresponds to the description above.

Fig. 10 zeigt eine Ausfärungsform, bei welcher die Zündschaltung wie in Fig. 4 aus der Reihenschaltung des Zündimpulskreises A und eines Widerstandes RI parallel zu einer Diode D besteht. Ferner ist wieder ein Heiztransformator HT vorgesehen.FIG. 10 shows a form in which the ignition circuit, as in FIG. 4, consists of the series connection of the ignition pulse circuit A and a resistor RI in parallel with a diode D. Furthermore, a heating transformer HT is again provided.

Die Ziüidschaltung nach Fig. 11 entspricht der Ausführungsform der Fig. 5, abgesehen von dem in bekannter Weise vorgesehenen Hei'ztrans£ormator HT.The ignition circuit according to FIG. 11 corresponds to the embodiment of FIG. 5, apart from the heating transformer HT provided in a known manner.

Selbstverständlich können auch die anderen der in, Fig. 1 bis 8 dargestellten Ausführungsformen mit einem Vorheiztransformator bekannter Art kombiniert werden,.Of course, the other embodiments shown in FIGS. 1 to 8 can also be combined with a preheating transformer of a known type.

Claims

P - atentan - s p r ü che 1. ignition circuit for a gas discharge lamp, the annealing electrodes over - sind.Sekennzeichnet a # choke connected to an AC power source through a two-pole Zündimpulskreis (A) whose connection points' (a, b) each with a End of a glow electrode (f 11 ' ' 2 ) are connected and which contains a closed circuit of a symmetrical contactless switching element (Q1 a capacitor (C and the primary winding (W of a pulse transformer, as well as the secondary winding (W 2) of the pulse transformer) and designed in such a way is that it generates both ignition pulses (V e) - and a preheating current for the glow electrodes in each half cycle of the supply voltage.

2. ignition circuit according to claim 1, dadurc) i characterized in that in series with the ignition pulse circuit (My auxiliary circuit is located, which has a high resistance for the nominal voltage of the gas discharge lamp (F) and a low resistance for the ignition pulses. 3 .. Ignition circuit according to claim 2, characterized by the parallel connection of an ohmic resistor (P, 1) and a capacitor (C 2 ) in the additional circuit. 4. Ignition circuit according to claim 2, characterized by the parallel connection of an inductance (L) and a capacitor 'tors (C 2) in the auxiliary circuit. 5. Zündscha.Itung according to claim 2, characterized by the parallel connection of an ohmic resistor (R1) and a rectifying # rdiode (D) in the auxiliary circuit. 6. Ignition circuit according to claim 2, characterized by the parallel circuit an ohmic resistor (R1), a capacitor (C 2 ) and a diode (D) in the additional circuit 7. Ignition circuit according to Claim 2-, characterized by the parallel connection of an ohmic resistor s (R1) and another symmetrical switching diode (Q 2 ) in the additional circuit. 8. ignition circuit nach'Anspruch 1, characterized in that in series with the capacitor (C 1) the parallel circuit: -eires ohmic resistor (R ') and a further symmetrical switching diode (Q 2 ) . 9. Ignition circuit according to claim 1, characterized in that an element (L) with high pulse resistance is in series with the closed circuit of switching diode, capacitor and primary winding and that a bridging capacitor (C in series with the secondary winding (w 2 ) of the pulse transformer is located 10. Ignition circuit according to one of the preceding claims, characterized by an additional preheating transformer (HT) for the glow electrodes of the gas discharge lamp.