DE1802011A1 - Schaltkreis fuer Gasentladungslampen - Google Patents

Description

• Schaltkreis für Gasentladungslampen Die Erfindung bezieht sich auf Schaltkreise zum Zünden und für den Betrieb von Entladungslampen und insbesondere für solche Entlandungslampen, deren Zündspannung wesentlich höher als die Brennspannunsein muß.
• Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen einfachen, sicheren und wirtschaftlichen Schaltkreis zum Zünden und für den Betrieb von Gasentlandungslampen vorzuschlagen, die hohe Zündspannungen benötigen.
• Insbesondere beinhaltet die Erfindung einen Schaltkreis für Gasentladungslampen der oben beschriebenen Art, die mit her-s~ kömmlichen Vorschaltgeräten ausgerüstet sind.
• Schließlich soll sich der erfindungsgemäße Schaltkreis selbsttätig abschalten, sobald die Lampe gezündet hat.
• Weitere Ziele und Vorteile gehen aus der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen hervor.
• Die Erfindung bezieht sich also auf einen Schaltkreis zum Zünden und für den Betrieb von Gasentladungslampen, der ein Vorschaltgerät, eine Vorrichtung zum Anschluß des Einganges des Vorschaltgerätes an eine Wechselstromquelle, eine Entladungslampe, die mit dem Ausgang des Vorschaltgerätes verbunden ist, und eine Hochspannungszündvorrichtung einschließlich eines Teils der Vorschaltvorrichtung enthält, der mit dem Ausgang des Vorschaltgerätes verbunden ist, um Hochspannungszündimpulse an der Lampe zu erzeugen.
• tiachstehend soll die Erfindung anhand der Beschreibung, und der Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden.
• Figur 1 zeigt einen Schaltplan eines Schaltkreises für eine Lampe mit einem Drosselvorachaltgerät nach der Erfindung; Figur 2 zeigt einen Schaltplan mit einem Nacheilungsvorschaltgerät; Figur 3 zeigt einen Schaltplan mit einem regelbaren Vorschaltgerät; Figur 4 seigt einen Schaltplan einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zündvorrichtung, die zusammen mit einem regelbaren Vorschaitgerit verwendet wird; Figur 5 zeigt einen Schaltplan, ähnlich wie Figur 4, in dem aber ein Vorschaltgerät verwendet wird , das eine Voreilung erzeugt.
• Nun soll auf die Zeichnungen Bezug genommen werden, und insbesondere aut Figur 1. Darin ist ein Schaltkreis zum Zünden und für den Betrieb einer Gasentladungslampe 1 gezeigt, beispielsweise einer Natriumdampflampe oder einer anderen Metalldampflampe, die zum Zünden einen verhältnismäßig hohen Spannungsimpuls braucht und dann bei niedrigerer Spannung, beispielsweise 240 V, arbeitet. Die Lampe 1 ist durch die Leitungen 3 und 4 an Klemmen 2 einer Wechselstromquelle von beispielsweise 240 V gelegt. Hierzu ist ein Vorschaltgerät 5 mit induktiver Reaktanz in Reihe geschaltet, um eine strombegrenzende Impedanz zu erzeugen, w-* es bei Schaltkreisen für Entlandungslampen üblich ist. Zur Erzeugung der Hochspannungszündimpulse von beispielsweise 2 oder 3 kV an der Lampe 1 ist bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ein Hochspannungsimpulsgenerator vorgesehen. Dieser weist einen Kondensator 6 und einen Widerstand 7, die parallel zu der Lampe 1 auf der Ausgangsseite der Drossel 5 in Reihe geschaltet sind, sowie einen spannungsahhängigen symmetrischen Schalter 8 auf. Hierfür ist beispielsweise eine Neonglimmlampe geeignet, die eine in beiden Richtungen leitende Gasröhre ist und erst leitend wird, wenn eine vorgegebene Spannung an@@egt wird. Anstelle der Neonglilaipe können auch andere spannungsabhängige, beidseitig leitende Schaltvorrichtungen verwendet weden, wie beispielsweise antiparralel geschaltete steuerbare Gleichrichter, Shockley-Dioden, Triacs (Wechselstromhalbleiterschalter mit~einer einzigen Steuerelektrode) oder andere zweckentsprechende Vorrichtungen oder Schaltungen. Aus Figur 9 geht hervor, daß die Glimmlampe 8 parallel zu dem Kondensator 6 und einer vorgegebenen Zahl von Windungen 9 des Drosselvorschaltgeschaltet ist, gerätes 5 an dessen Ausgangsseite /so daß die Glimmlampe 8 bei einer Entladung in Serie mit dem Kondensator 6 und den hierzu in Reihe liegenden angezapften Windungen 9 des Vorschaltgerätes 5 geschaltet ist.
• Die Zahl der so angezapften Windungen am Ausgang sollte so groa sein, daß die Hochspannung parallel zu der ganzen Wicklung des Vorschaltgerätes 5 wie bei einem Spartransformator gekoppelt wird. -Die tatsächliche Zahl der Windungen ist maßgebend für die Impulsinduktivität der Entladungsschleife. Wenn die Induktivität zu gering ist, ist der Spitzenstrom in der Entladungsschleife zu groß; dies würde zu Spannungsabfällen aufgrund des hohen Widerstandes im Umkreis der Schleife und zu hohen Schaltverlusten führen und damit die Höhe der Hochspannung und die an die Lampe 1 angelegte Energie verringern. Bei einer typischen Anordnung ist das VerhEltnis aller Windungen zu den angezapften Windungen ungefähr 12 : i, dies genügt im allgemeinen 5 um eine gute Kopplung und eine angemessene Ausgangsspitzenspannung zum Zünden der Lampe 1 zu erzielen Parallel zu den Klemmen 2 ist auf der Eingangsseite des Drossel-Vorschaltgerätes 5 ein Kondensator 10 angeordnet, der sowohl als riberbrUckungskondensator für hohe Frequenzen als auch zur Verbesserund des Leistungsfaktors dient.
• Beim Betrieb dieser beschriebenen Schaltung wird zunächst der Kondensator 6 über den Widerstand 7 durch die Eingangsspannung der Wechselstromquelle aufgeladen. Mit steigender Spannung an dem Kondensator 6 wird die Zündspannung der Neonglimmlampe 8 erreicht. Wenn dies geschieht, entlädt sich der Kondensator 6 über die angezapften Windungen 9 und an diesen Windungen baut sich eine Spannung von beispielsweise 275 Volt auf. Diese Spannung wird daraufhin durch die als Impulstransformator wirkende Drossel 5 auf eine Spannung von etwa 3 300 Volt hochtransformiert, die an der Gesamtwindungszahl der Drossel anliegt. Mit Hilfe des beschriebenen Impulsgeneratorkreises werden dadurch an der Lampe 1 Spannungsimpulse dieser Höhe erzeugt. Die Leitungsseite der Drossel 5 ist bei der Impuls frequenz durch den Kondensator 10 kurzgeschlossen. Da die Impulsspannung an dem Kondensator 10 nicht ansteigen kann, muß sie sich an dem Widerstand 7 erhöhen. Folglich liegt die Impuls spannung b ei jeder Halbwelle an der Entladungslampe 1 mit richtiger Polarität an, bis die Lampe 1 zündet.
• Nach dem Zünden der Lampe 1 werden keine Impulse mehr erzeugt, da die gezündete Lampe als Last die Spannung auf einer konstanten Höhe hält, und die an dem Kondensator 6 aufgebaute Spannung deshalb nicht die Zündspannung der Neonlampe 8 erreicht.
• Figur 2 zeigt die Erfindung in einem Schaltkreis für ntladunslampen mit einem Verzögerungs-Vorschaltgerät. In diesem Schaltkreis, in dem die Figur 1 entsprechenden Elemente mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind, weist das Vorschaltgerät einen Spartransformator 15 auf, der an die Klemmen 2 einer Wechselstromquelle angeschlossen ist. Die Speisespannung kann bezeichnenderweise 110 Vdt betragen, wobei diese Spannung durch den Spartransformator 15 auf eine Wechselspannung von 240 Volt an der Lampe 1 hochtransformiert wird. Ähnlich wie in der Anordnung nach Figur 1 ist die Reihenschaltung aus dem Ladekondensator 6 und dem Widerstand 7 auf der Ausgangsseite des Spartransformators 15 parallel zur Lampe 1 angeordnet, wobei die Neonglimmlampe 8 mit einer Anzapfung nahe des Ausgangs endes des Spartransformators 15 verbunden ist, um auf diese Weise einen Reihenentladungskreis mit einer bestimmten Anzahl von Windungen 9 des Transformators zu bilden. Der über die Speiseleitungen geschaltete Kondensator 16 dient ebenfalls zur Korrektur des Leistungsfaktors und als Überbrückungskondensator für hohe Frequenzen entsprechend dem-Kondensator 10 in Figur 1. Es geht hieraus hervor, daß der Hochspannungsgeneratorkreis entsprechend dieser Anordnung Hochspannungsimpulse für die Ziindung der Lampe 1 erzeugt und diesen Vorgang abschaltet, nachdem die Lampe gezündet hat, wie es oben beschrieben worden ist.
• Figur 3 zeigt die -Erfindung in einem regulierbaren Vorschaltgerät. Dies ist ein Transformator hoher Reaktanz mit einem Kondensator in dem Sekundärkreis, wodurch ein regelbarer Sättigungsgrad in dem sekundären Magnetkreis erzielt wird, der eine Regelung des Lampenstromes zur Kompensation von SpeisespannungsSnderungen liefert. Der dargestellte Kreis weist Zuleitungsklemmen 2 auf, die mit den Primärwindungen 9a des Vorschaltgerätes 17 verbunden sind.
• Die Sekundärwicklung dieses Vorschaltgerätes bildet zusammen mit der Lampe 1 und dem Kondensator 18 des Vorschaltgerätes einen Reihenkreis. Wie in den vorstehenden Anordnungen ist der TIochspannungsgeneratorkreis parallel zu der Lampe 1 und der Ausgangsseite des Transformators 17 geschaltet, um auf diese Weise hochgespannte Zündimpulse für die Lampe zu erzeugen. In dieser Anordnung dient der Kondensator 19 nur als Uberbrückungskondensator,da der Kondensator 18 der Vorschaltvorrichtung die Aufgabe der Leistungsfaktorkorrektur übernimmt.
• Die Figuren 4 und 5 zeigen eine abgewandelte Form eines IIochspannungsgenerators, der in einem regulierbaren Vorschaltgerät, bzw. einem Vorschaltgerät mit Voreilung verwendet wird. In diesen Fällen sind die in Reihe geschaltete Diode 20 und der Widerstand 21 parallel zu der Lampe 1 auf der Ausgangsseite der Vorschaltelemente geschaltet. Zu diesen gehören im Falle der Figur 4 ein Regeltransformator 17 und ein Kondensator 18 des Vorschaltgerätes, bzw. ein Transformator 22 und ein Kondensator 18 auf der Ausgangsseite des Drosselvorschaltgerätes entsprechend dem Schaltkreis in Figur 5. Wenn diese Anordnungen in Betrieb genommen werden, leit.et die Diode 20 infolge der vorder Zündung der Lampe an dem Kreis auftretenden Spannung während einer Halbwelle des Wechselstromes, so daß der Kondensator 18, der die dargestellte Polarität besitzt, langsam aufgeladen wird. Da die ansteigende Gleichspannung an dem Kondensator 18 auftritt, summiert sie sich mit der wechselnden Spitzenspannung während der nicht-ladenden Halbwelle, so daß sich der Spitzenwert der techselspannu.>g verdoppelt und an die Lampe 1 angelegt ist, um darin die Ionisation für eine Zündung der Lampe zu erleichtern. Der Widerstand 21 begrenzt die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 18 des Vorschaltgerätes und sein Widerstand ist genügend hoch, so daß während des normalen Betriebes der Lampe der Leistungsverlust begrenzt ist.

Claims (11)

Ansprüche

1. Schaltungsanordnung zum Zünden und für den Betrieb von Gasentlädungslampen mit einer Wechselstromquelle und einem Vorschaltgerät, dessen Eingangsseite mit der Wechselstromquelle verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Entladungslampe (1) mit der Ausgangsseite des Vorschaltgerätes (5) verbunden ist, und ein llochspannungszündkreis (6, 7) einschließlich eines Teiles (9) des Vorschaltgerätes mit der Ausgangsseite des Vorschaltgerätes in Verbindung steht, so daß an der Entladungslampe (1) ein hochspannungszündimpuls erzeugbar ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät eine Spule mit zahlreichen Windungen aufweist, der Hochspannungszündkreis eine über die Entladungslampe geschaltete Reihenschaltung mit einem Ladekondensator (6) sowie einem Widerstand (7) und außerdem einen spannungsabhängigen symmetrischen Schalter (8) enthält, der eine vorher festgelegte-Zündspannung besitzt und parallel zu dem LadeondenSator (6) sowie einer vorbestimmten Anzahl von Windungen (9) auf der Ausgangsseite der Spule geschaltet ist und hiermit einen Reihenentladungskreis bildet, und daß die Spule die an der vorbestimmten Anzahl von Windungen (9) erzeugte Spannung durch den Betrieb des Entladungskreises auf eine höhere Spannung transformiert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Uberbrückungskondensator (16) für hohe Frecuenzen auf der Eingangsseite des Vorschaltgerätes parallel zu der Wechselstromquelle geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät eine lineare Drossel enthält, die in Serie zwischen die Wechselstromquelle (2) und die Entladungslampe (1) geschaltet ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät einen Spartransformator (15) mit einer Primärwicklung (9a) enthielt, die parallel zu der Wechselstromquelle (2) geschaltet ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät regulierbar ist und eine PrimSr- und eine Sekundärwicklung aufweist, wobei die Sekundärwicklung parallel zu der Entladungslampe (1) geschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein Kondensator (18) des Vorschaltgerätes in Serie zwischen die Sekundärwicklung (9) und die Entladungslampe (1) geschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Schalter (8) eine gasgefüllte Glimmröhre enthält.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Vorschaltgerät eine Spule und eine Kapazität (18, Fig. 4) enthält, der Kondensator (18) mit der Entladungslampe (1) in Reihe geschaltet ist, der Hochspannungszündkreis einen Gleichrichter (20) und einen hierzu in Reihe geschalteten Widerstand (21) aufweist, die zusammen parallel zu der Lampe (1) liegen, so daß der Kondensator während einer Halbwelle der Wechselspannung aufladbar ist, wodurch die während der anderen Halbwelle an die Entladungslampe (1) angelegte Spannung etwa verdoppelt wird.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Spule (22) in Reihe zwischen die Wechselstromquelle (2) und den Kondensator (18) geschaltet ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Spule Primär- und Sekundärwindungen aufweist, die parallel zu. der Entladungslampe (1) geschaltet sind.