DE2019255A1

DE2019255A1 - Electrical device for continuous pulse operation of a gas discharge lamp

Info

Publication number: DE2019255A1
Application number: DE19702019255
Authority: DE
Inventors: Michalski Maksymilian A
Original assignee: Berkey Photo Inc
Current assignee: Berkey Photo Inc
Priority date: 1969-04-21
Filing date: 1970-04-21
Publication date: 1970-10-22
Also published as: US3622838A; CA935865A; GB1299523A; FR2046239A5

Description

New York. Hew York lOQOW.St.A. New York. Hew York lOQOW.St.A .

Electrical device for continuous pulse operation

einer Gasentladungslampea gas discharge lamp

Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung, die eine elektrische Entladungslampe umfasst, welche direkt mit den beiden Anschlüssen einer Wechselstromquelle verbunden und mit einer Schaltvorrichtung in Reihe geschaltet ist; weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb der Einrichtung.The invention relates to an electrical device that an electric discharge lamp, which is connected directly to the two terminals of an alternating current source and connected in series with a switching device is; The invention also relates to a method for operating the device.

Es sind bisher elektrische Systeme zum Erzeugen einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Lichtblitze bekannt geworden, welche Energiespeicher-Einrichtungen, wie z. B. Induktoren und Kondensatoren umfassen, die in Eeihe oder parallel zu den Gasentladungslampen geschaltet sind. Es wurde angenommen, dass diese Elemente' zum Speichern der elektrischen Energie notwendig seien, um eine hohe augenblickliche Belastung der Blitzröhre zum Zwecke einer wirksamen Umwandlung elektrischer Energie in LichtenergieSo far, electrical systems for generating a plurality of successive flashes of light have become known, which energy storage devices such. B. Inductors and capacitors included in series or are connected in parallel to the gas discharge lamps. It it was assumed that these elements' were necessary to store the electrical energy in order to achieve a high instantaneous Loading of the flash tube for the purpose of efficient conversion of electrical energy into light energy

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in Form eines hochintensiven Blitzes zu erreichen. Die "bisherigen üblichen, mit Wechselstrom betriebenen Blitzerzeugungssysteme umfassen einen hinauftransformierenden Leistungstransformator, eine sättigbare Drossel, einen Kondensator, eine Blitzröhre und einen !Trigger- bzw. einen Auslösekreis, mit dem ein ionisierender Initialimpuls erzeugt wird. Biese Systeme sind deswegen unvorteilhaft, weil die sättigbare Drossel, der Transformator und der Kondensator teuer, _sperrig und in einigen Fällen störanfällig sind, letzteres insbesondere unter den Bedingungen wiederholter Betätigung.in the form of a high-intensity flash. The "previous customary, alternating current operated lightning generation systems comprise a step-up power transformer, a saturable choke, a capacitor, a flash tube and a trigger circuit with which an ionizing initial pulse is generated. These systems are disadvantageous because the saturable throttle, the transformer and the capacitor expensive, _s are prone to failure perrig and in some cases, the latter repeated in particular under the conditions of operation.

In einer Parallel-Anmeldung der Anmelderin, welche der US-Patentanmeldung 751 403 vom 9· August 1968 entspricht, wird ein elektrisches System beschrieben, das eine Entladungslampe umfasst, die direkt an die Pole einer Wechselstromquelle bzw. -leitung angeschlossen ist; die Entladungslampe weist hierbei eine Betriebsspannung auf, die höher als die Hetzspannung ist,In a parallel application by the applicant, which the US patent application 751 403 dated August 9, 1968 an electrical system is described which comprises a discharge lamp which is connected directly to the poles of an alternating current source or -line is connected; the discharge lamp has an operating voltage that is higher than the chasing voltage,

und so dass die Lampe am Ende jeder Halbwelle erlischt ,/währendand so that the lamp goes out at the end of each half-wave, / during

der nächsten Halbwelle wieder gezündet wird.the next half-wave is re-ignited.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Einrichtung zu schaffen, die eine verbesserte Wirksamkeit bzw. Leistungsfähigkeit gegenüber den bisher bekannten elektrischen Systemen ' besitzt, und zum Betrieb einer elektrischen Entladungslampe dient, wobei die Kondensatoren und die Induktivitäten, die nach dem Stande der Technik bisher erforderlich waren, entfallen, und wobei ferner die Lampe an einer wirksam Stelle 0 0 9843/1338 '■ The object of the invention is to create an electrical device which has an improved effectiveness or performance compared to the previously known electrical systems, and which is used to operate an electrical discharge lamp, the capacitors and the inductors, which were previously known in the prior art were required, omitted, and furthermore, the lamp at an effective point 0 0 9843/1338 '■

jeder Haltwelle der Wechselspannung der Spannungsquelle erregt wird.every holding wave of the alternating voltage of the voltage source is excited will.

Diese Aufgabe wird mit einer elektrischen Einrichtung gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Blitzrohre oder eine Gasentladungslampe betriebsmässig direkt mit den Anschlüssen bzw. Polen einer Wechselstrom-Versorgungsquelle in Reihe mit einer PestkÖrper-Schalteinrichtung verbunden ist. Die Blitzrohre ist so bemessen, dass ihre Arbeitsspannung gleich oder kleiner als die Spannung der zu verwendenden Ström- bzw. Spannungs quelle ist. Die Festkörper-Schalteinrichtung wird so gesteuert, dass die Lampe zu der gewünschten Zeit bzw. in der gewünschten Phase während jeder Halbwelle erregt wird.This task is carried out with an electrical device according to the invention achieved in that a flash tube or a Gas discharge lamp in operation directly with the connections or poles of an alternating current supply source in series with a plague switching device is connected. The flash tubes is dimensioned in such a way that its working voltage is equal to or less than the voltage of the current or flow rate to be used. Voltage source is. The solid-state switching device is controlled in such a way that the lamp is switched on at the desired time or in the desired phase is excited during each half-wave.

Die elektrische Einrichtung bzw. das elektrische System nach der Erfindung ist insbesondere deswegen vorteilhaft, weil damit die üblichen Einrichtungen bzw. Systeme ersetzt werden können, welche einen Aufsatz-transformator, eine sättigbare Drossel und einen Speicherkondensator umfassen, wie oben erwähnt. Die erfindungsgemässe Ei ^richtung ist wesentlich weniger kostenaufwendig als* ein System, das Aufwärts-Transformator, sättigbare Drossel und Speicherkondensator umfasst, da der Aufwärtsirans format or, die sättigbare Drossel und der Kondensator entfallen, so dass die hierfür erlrderlichen Kosten sowie der in Verbindung damit benötigte Haumaufwand und das sich bei den konventionellen Einrichtungen ergebende hohe Gewicht in Fortfall kommen.The electrical device or the electrical system according to the invention is particularly advantageous because it can replace the usual devices or systems, which comprise a step-up transformer, a saturable reactor and a storage capacitor as mentioned above. the The device according to the invention is significantly less expensive as * a system that step-up transformer, saturable Choke and storage capacitor includes, as the step-up format or, the saturable choke and the capacitor are omitted, so that the costs incurred for this as well as the necessary human effort and expense the high weight resulting from the conventional facilities are eliminated.

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IlJn einem System, das eine sättigbare Drossel sowie einen Speicherkondensator umfasst, hätte eine 3000 Watt Lampe eine Betriebsspannung von 200 bis 220 Volt (mittlere Quadratwurzel). Der Betriebsstrom würde 18 bis 20 Ampere betragen, und die Lampe würde 24 bis 26 Lumen pro Watt erzeugen, wobei die Lampenbelastung ungefähr 48 Watt/cm und der Druck 40 mm sein würde. Eine derartige Lampe erfordert eine Startspannung von ungefähr 5000 Volt. In einem elektrischen System gemäss der Erfindung würde eine 3000 Watt Lampe bei einer Spannung zwische 155 und 170 Volt (mittlere Quadratwurzel) arbeiten. Der Arbeitsstrom würde 19 bis 21 Ampere betragen und die Lampe etwa 24 bis 26 Lumen pro Watt erzeugen. Die Watt-Belastung einer solchen Lampe hängt von^ihrer Länge und dem Gasdruck sowie dem Durchmesser der Röhre ab. Bei einer Lampe bei einem Druck von 40 mm würde die Watt-Belastung ungefähr 64 Watt/cm betragen, während eine Lampe mit einem Druck von 70 mm mit einer Watt-Belastung von ungefähr 72 Watt/cm arbeiten würde. Sowohl die Lampe mit einem Druck von 40 mm als auch diejenige mit einem Druck von 70 mm erfordert eine Startspannung von etwa 3OOO Volt.In a system that includes a saturable choke and a storage capacitor, a 3000 watt lamp would have an operating voltage of 200 to 220 volts (mean square root). The operating current would be 18 to 20 amps and the lamp would produce 24 to 26 lumens per watt with the lamp load being approximately 48 watts / cm and the pressure 40 mm. Such a lamp requires a starting voltage of approximately 5000 volts. In an electrical system according to the invention, a 3000 watt lamp would operate at a voltage between 155 and 170 volts (mean square root). The working current would be 19 to 21 amps and the lamp would produce about 24 to 26 lumens per watt. The wattage of such a lamp depends on its length and the gas pressure and the diameter of the tube. For a lamp at 40 mm pressure, the watt load would be approximately 64 watts / cm, while a lamp with a 70 mm pressure would operate at a watt load of about 72 watts / cm. Both the lamp with a pressure of 40 mm and the one with a pressure of 70 mm require a starting voltage of about 300 volts.

In beiden Systemen ist eine Starteinrichtung erforderlich, um die Entladungslampe anfänglich zu zünden, wobei diese Starteinrichtung nicht mehr erforderlich ist, nachdem die Lampe gezündet worden ist. Jedoch ist im Falle einer bei einem Druck von 70 mm arbeitenden Lampe ein an die beiden Enden der Schalteinrichtung eingeschlossener Widerstand erforderlich, um dieA starter device is required in both systems to ignite the discharge lamp initially, this starting device no longer being required after the lamp has ignited has been. However, in the case of a lamp operating at a pressure of 70 mm, one is at both ends of the switching device included resistor required to the

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weiter am Brennen zu halten, wie weiter unten näher erläutert ist.keep burning, as explained in more detail below is.

Im allgemeinen erzeugt eine wirksame Lampe, die mit einem der oben beschriebenen Niedrigdruck-Systeme "betrieben und gepulst wird, etwa 24- bis 26 Lumen pro Watt. Tatsächlich ist es jedoch möglich, 30 bis 50 Lumen pro Watt zu erreichen, wenn man ein elektrisches System einschliesslich Hochdruck-Hochspannungslampen anwendet. Jedoch sind derartige Systeme und ihre Komponenten beträchtlich teuerer und schwerer als die elektrischen Systeme nach der Erfindung.In general, an effective lamp "operated and pulsed" with one of the low pressure systems described above produces becomes, about 24 to 26 lumens per watt. In fact, however, it is possible to achieve 30 to 50 lumens per watt using one electrical system including high pressure high voltage lamps. However, such systems and their components are considerably more expensive and heavier than the electrical systems of the invention.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert; aus dieser Erläuterung lassen sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erkennen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich unter den gegebenen Richtlinien auch in abgewandelter Form mit Erfolg verwirklichen.The invention is explained below on the basis of particularly preferred exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 to 3 the drawing explained in more detail; further features and advantages of the invention can be recognized from this explanation. the However, the invention is not limited to the exemplary embodiments but can also be successfully implemented in a modified form under the given guidelines.

Das elektrische System gemäss der Erfindung, in dem die Entladungslampe in Eeihe mit einer Festkörper-Schalteinrichtung direkt aus dem Netz betrieben wird, ohne dass übliche Energiespeicher-Vorrichtungen, wie z. B. Kondensatoren oder Induktoren bzw. Induktionsspulen, erforderlich sind, ist auf den verschiedensten Gebieten anwendbar, u. a. bei der Belichtung für photographische Zwecke.The electrical system according to the invention, in which the discharge lamp is operated in series with a solid-state switching device directly from the network without the need for conventional energy storage devices, such as B. capacitors or inductors or induction coils are required, is on the most varied Areas applicable, i.a. on exposure for photographic purposes.

In den Zeichnungen zeigen:.In the drawings show :.

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemässen Systems, wobei ein System dargestellt ist, welches einen Startkreis aufweist}1 shows a schematic circuit diagram of an inventive Systems, where a system is shown which has a starting circle}

Fig. 2 eine Keihe von Kurven, welche die verbesserte Betriebsweise des erfindungsgemässen elektrischen Systems veranschaulichen} undFigure 2 is a series of curves illustrating the improved mode of operation illustrate the electrical system according to the invention} and

Fig. 3 eine Kurve, die das Verhältnis zwischen dem Betriebsphasenwinkel und der Idchtausbeute bei Impulsbetrieb im Vergleich mit kontinuierlichem Betrieb erkennen lässt.Fig. 3 is a graph showing the relationship between the operating phase angle and recognize the idle yield in pulsed operation compared to continuous operation leaves.

In Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemässen elektrischen Systems dargestellt. Das System umfasst zwei Anschlüsse 1 und 2, die so ausgebildet sind, dass sie mit einer Vechselstromquelle verbunden werden können, während Spannung zwischen 190 und 250 Volt variieren oder fluktuieren kann. Zwischen die Anschlüsse 1 und 2 ist ein Nebenschlusskondensator C1 geschaltet, und zwar allein zu dem Zweck, um Startimpulse für die Zündung der Entladungslampe V1 durchzulassen. Die Entladungslampe V1 ist in Eeihe mit der Sekundär-In Fig. 1 is a schematic circuit diagram of an inventive electrical system shown. The system comprises two connections 1 and 2, which are designed to be connected to AC power source while voltage varies or fluctuates between 190 and 250 volts can. A shunt capacitor C1 is connected between the terminals 1 and 2 for the sole purpose of Let through start pulses for the ignition of the discharge lamp V1. The discharge lamp V1 is in series with the secondary

wicklung eines St art tr ans format ors OM und einer Festköprer-Schalteinrichtung SR1 an die beiden Anschlüsse 1 und 2 angeschaltet. Als Festkörper-Schalteinrichtung SR1 kann jede geeignete Vorrichtung, wie beispielsweise eine Bi-Schalteinrich-Development of a start tr ans format ors OM and a solid state switchgear SR1 connected to the two connections 1 and 2. Any suitable solid-state switching device SR1 can be used Device, such as a Bi-Schalteinrich-

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tung, ein Triac, eine Schaltdiode oder ein Paar gesteuerter Gleichrichter verwendet werden, die alle so ausgebildet sind, dass sie mit bekannten Mitteln gesteuert werden können.device, a triac, a switching diode or a pair of controlled rectifiers can be used, all of which are designed to that they can be controlled by known means.

Eine geeignete Steuervorrichtung zum Betrieb des erfindungsgemässen Systems umfasst ein mit dem Tor der SR1 verbundenes Diac D1. Die Steuereinrichtung für das Diac D1 umfasst einen Widerstand B2 in Reihe mit einem veränderlichen Widerstand R9 und einem Kondensator C5 parallel zur Schaltdiode. Ein Widerstand R5 ist einerseits an die Verbindungsstelle des veränderlichen Widerstandes R9 und des Kondensators C5 und andererseits an das Diac Di angeschaltet, wobei vom diacseitigen Ende des Widerstands H5 ein Mlterkondensator C6 an den Anschluss 2 geführt ist. Die Betriebsweise dieses Kreises ist allgemein bekannt und im SCB-Hanual der General Electric beschrieben, und zwar in der 4. Auflage, Kapitel 9, Seiten 173 "bis 189 und in der speziellen Rg. 9.15 auf Seite 189, Unterkapitel 9.4.2.A suitable control device for operating the inventive Systems includes a diac D1 connected to the port of SR1. The control device for the diac D1 comprises a Resistor B2 in series with a variable resistor R9 and a capacitor C5 in parallel with the switching diode. A resistance R5 is on the one hand at the junction of the mutable Resistor R9 and capacitor C5 and on the other hand turned on to the diac Di, with the end of the diacs Resistor H5, a parent capacitor C6 is connected to connection 2 is. The mode of operation of this circuit is well known and described in General Electric's SCB-Hanual, and in the 4th edition, chapter 9, pages 173 "to 189 and in of the special Rg. 9.15 on page 189, subsection 9.4.2.

Eine Auslösevorrichtang zum Zünden der Entladungslampe VI umfasst eine Primärwicklung für den Transformator TI, die in Reihe mit einem Kondensator C2 und einem Widerstand R7 sowie einem Schalter S1 mit den beiden Anschlüssen 1 und 2 verbunden ist. Die Entladungseinrichtung zur Entladung des Kondensators C2 über die Sekundärwicklung des Transformators Ti weist einen Festkorperschalter SR2 auf, der in die Entladungsstrecke eingefügt ist. Die Steuervorrichtung für den Festkörperschalter SR2 ist die gleiche Steuervorrichtung wie die für den Pest-A trigger device for igniting the discharge lamp VI comprises a primary winding for the transformer TI, which is in Series with a capacitor C2 and a resistor R7 as well a switch S1 is connected to the two connections 1 and 2. The discharge device for discharging the capacitor C2 points over the secondary winding of the transformer Ti a solid state switch SR2, which is in the discharge path is inserted. The control device for the solid-state switch SR2 is the same control device as that for the Pest-

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körperschalter SR1 verwendete, unterscheidet sich jedoch durch unterschiedliche Widerstandswerte, welche durch die niedrige Kapazität des Systems bedingt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass die veränderlichen Widerstände E8 und E9 zur gleichzeitigen Betätigung miteinander gekoppelt sind, was für einen exakten Betrieb erforderlich ist.body switch SR1 used, but differs by different resistance values, which are due to the low capacitance of the system. It should be noted that the variable resistances E8 and E9 for simultaneous Actuation are coupled to one another, which is necessary for accurate operation.

Wie auch sonst üblich, ist die Startspannung der Entladungslampe V1 höher als die Spannung der Stromversorgungsquelle, so dass ein Startkreis notwendig ist. Jedoch sind die Eigenschaften der Entladungslampe V-I derart, dass die Lampe nach der Zündung bei kontinuierlichem Betrieb in überbelastetem Zustand an den Anschlüssen 1 und 2 betrieben werden würde. Ein derartiger Betrieb ist nicht so empfehlenswert wie ein Impulsbetrieb, wie man aus den in Pig. 2 dargestellten Kurven entnehmen kann, da die Lampe bei höheren Eingangsspannungen eine verküzte Lebensdauer hätte oder zerstört werden würde. Die Kurve 3 veranschaulicht die Bedingungen bei kontinuierlichem Betrieb der Entladungslampe V1, wenn diese direkt an die beiden Anschlüsse 1 und 2 angeschlossen ist, wobei die Spannung mit Hilfe eines Variäcs verändert worden ist, die entsprechende Spannung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Kurve 5 veranschaulicht die Charakteristika, die sich bei Impulsbetrieb der Entladungslampe V1 bei einer Eingangsspannung von 200 Volt ergeben, während die Kurve 6 einen entsprechenden Betrieb mit einer auf 250 Volt gehaltenen Eingangsspannung darstellt.As usual, the starting voltage of the discharge lamp V1 is higher than the voltage of the power supply source, so that a starting circle is necessary. However, the characteristics of the discharge lamp V-I are such that the lamp after of ignition with continuous operation in overloaded State on connections 1 and 2 would be operated. This type of operation is not as recommended as pulse operation, how to get out of the in Pig. 2 can be seen, since the lamp at higher input voltages a shortened life or would be destroyed. the Curve 3 illustrates the conditions during continuous operation of the discharge lamp V1 when this is directly connected to the two Connections 1 and 2 is connected, the voltage has been changed with the help of a Variäcs, the corresponding Voltage is shown in FIG. Curve 5 illustrates the characteristics that result from pulsed operation of the discharge lamp V1 at an input voltage of 200 volts result, while curve 6 represents a corresponding operation with an input voltage held at 250 volts.

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In HLg» 5 seigt die Kurve ? äie- Beziehung zwischen der lichtausbeute bei Impulsbetrieb gegenüber kontinuierlichem Betrieb und den Grad des Phasenwinkelbetriebs * wenn die Eingangsspan- . nung 200 YoIt betragt» Bie Kurve 8 der Hg. 2 veranschaulicht den prozentualen Sewinn in relativen Eusskerzen bei Ikpulsbetrieb mit 200 ToIt Eingangsspannung gemäss Kurve 5* vergliciten nit dem in Kurve 5 veransc&aulicnten,, kontinuierlichen Betrieb. Eäs sei darauf hingewiesen» dass beim Ikpulsbetrieb ein betraehtlie&er Gewinn gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb erreicht wird» insbesondere für niedrige !«ampenbelastungen.In HLg »5 is the curve sloping? äi- relationship between the luminous efficacy in pulsed operation versus continuous operation and the degree of phase angle operation * when the input span-. The value 200 YoIt is »When curve 8 of Ed. 2 is illustrated the percentage Sewinn in relative Eusskerzen at Ikpulsbetrieb Compare with 200 ToIt input voltage according to curve 5 * with the continuous operation shown in curve 5. It should be pointed out »that there is one involved in the Ikpulsbetrieb Profit achieved compared to continuous operation becomes »especially for low!« ampere loads.

ISa einen hohen Betriebswirkungsgrad su. erreichen, sind die Konstanten der Komponenten im Hinblick auf die für das System verwendete Spannung ao auss&wahlen,, dass die Iteistungsbelastung bei ami Bedingungen, des Impuisbetriebs konstant gehalten wird. Me lüderstände B8 und 19 werden auf eine entsprechende Ein— gangsspaamung eingestellt, derart _t dass eine korrekte Belastung der Ii^ape erreicht wird· Ber Steuerkreis begrenzt die inte-. grierte Üt^stoog der Itaape auf deren maximale Betriebswatt- . leistung und gewahrleistet eine hOiChwirksame Beleuchtung bsw. . eduae höchstmögliche Mcfctausbeuite«, Es sei darauf hingewiesen _t «lass eia Impulsbetriebi eine Ausbeute in .Samen pro. Matt ergibt, die 20 bis 55 % grosser als bei Sinuswellenbetrieb ist. laher sollten die ^stemkompoaentens soweit dies möglich ist* im . k auf die Imschlusspannung s© ausgewählt werdem*- dass-.: Impalsbetrieb: la 80 bis 110 ^rad-Bereich stattfindet.,If a high operating efficiency is to be achieved, see below, the constants of the components are to be selected with regard to the voltage used for the system, so that the power load is kept constant under ami conditions of pulse operation. Me stands lüder B8 and 19 are adjusted to a corresponding input gangsspaamung, _t in such a way that a correct loading of the Ii ^ ape is achieved · Ber control circuit limits the inte-. grated Üt ^ stoog the Itaape to their maximum operating watt. PERFORMANCE AND ENSURES HIGHLY EFFECTIVE LIGHTING. . eduae highest possible Mcfctausbeuite «, It should be noted _t « let eia impulse operationi a yield in .seed per. Matt results, which is 20 to 55 % larger than with sine wave operation. The stem components should also be used as far as possible. k on the connection voltage s © are selected * - that- .: Impals operation: la 80 to 110 ^ rad range takes place.,

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Die Impedanz El, die im dargestellten Schaltbild parallel zum Schalter SR1 geschaltet ist» wird als "Aufrechterhaltungs"- ¥iderstand bezeichnet und ist vorzugsweise zu dem Zweck vorgesehen _t die Ionisation in den Lampen bei verhält;nismässig höherem Druck aufrechtzuerhalten« Beispielsweise ist die erwähnte Impedanz bei einer Entladungslampe mit einem Druck von 20 bis 55 mm nicht notwendig. Bei einer Entladungslampe mit einem Druck von 40 mm dient als Impedanz vorzugsweise ein ¥iderstand von etwa 500 0hm. Hingegen erfordert eine Lampe mit einem Druck von 7& rant einen Widerstand von 200 Ohm· Die Widerstände führen der Entladungslampe einen ionisierenden Strom während der Periode za_t in welche der Festkörperschalter.SRi nichtleitend ist.The impedance of El, which is connected in the illustrated circuit diagram in parallel with switch SR1 "is called" sustaining "- ¥ referred esistance and is preferably provided for the purpose _t ionization in the lamps in relation; ately higher pressure to maintain" For example, the mentioned impedance not necessary for a discharge lamp with a pressure of 20 to 55 mm. In the case of a discharge lamp with a pressure of 40 mm, an impedance of approximately 500 ohms is preferably used as the impedance. On the other hand requires a lamp having a pressure of 7 & rant a resistance of 200 ohm resistors, the lead of the discharge lamp an ionizing current during the period into which the za _t Festkörperschalter.SRi is nonconductive.

Im Betrieb ist das erfindungsgemässe elektrische System mit einer geeigneten Wechselstromqaelle verbunden. Wird beispielsweise ein elektrisches System mit den hier angegebenen Zonstanten verwendet, dann kann das System mit Leitungs-Spaimrcngsquiellen betrieben werden, deren Spannung im Bereich von 190 bis 250 ¥olt variiert.The electrical system according to the invention is also in operation connected to a suitable AC source. For example If an electrical system is used with the zone constants given here, then the system can be used with line voltage sources operated, the voltage of which varies in the range from 190 to 250 ¥ olt.

Die Gasentladungslampe ¥1 wird gezündet * indem der Zeitver-ZQgerungss©halter S1 während 2 bis 5 Sekunden geschlossen wodurch der Auslosekondensator G2. über die Rcimarwicklung des !Eransf oimatros Φ1 und den Widerstand E? auf geladen wird. Daraufhin wirdl entsprechend den Eonstanten des Startkreises . das Diac D2 getriggert_t wodurch das feiac SS2 eingeschaltet.The gas discharge lamp ¥ 1 is ignited by the timer S1 being closed for 2 to 5 seconds, whereby the triggering capacitor G2. via the Rcimar winding of the! Eransf oimatros Φ1 and the resistor E? is loaded on. Thereupon l will correspond to the constants of the starting circle. the Diac D2 triggered _t whereby the Feiac SS2 switched on.

Der Kondensator C2 wird dann über die Primärwicklung des Transformators QM entladen, wobei zwischen den beiden Anschlüssen der Entladungslampe YI ein oder mehrere Hochfrequenzimpulse erzeugt werden, die durch den Nebenschlusskondensator C1 hindurchgehen. Gleichzeitig mit der Triggerung des Triac SR2 wird auch das Triac SRi getriggert, wodurch der Leitweg für die Hochfrequenzimpulse, die durch die Entladungslampe V1, den Hebenschlusskondensator C1 und die Sekundärwicklung des Transformators TI hindurchgehen, vervollständigt wird. Wie bereits oben dargelegt, sind die veränderlichen Widerstände' B 8 und B9 gangmässig miteinander gekoppelt, so dass die Steuerkreise für die Triacs SE1 und SR2 gleichzeitig getriggert werden. Die Entladungslampe V1 wird innerhalb weniger Sekunden gezündet, und der Schalter S1 wird automatisch am Ende seiner Zeitverzögerungsperiode geöffnet; hierd-urch wird der Startkreis entregt und der Bi-Schalter SR3 unwirksam gemacht. Der Betrieb der Lampe wird fortgesetzt, indem das Triac SR1 unter der Einwirkung des Diac D1 und dessen Steuerkreis geschaltet wird. Wie gezeigt, wird der veränderliche Widerstand B9 von Hand eingestellt, um die gewünschte Wattbelastung der Entladungslampe V1, die von der Spannung am Eingang abhängt, zu erzielen. Selbstverständlich kann, sofern das gewünscht ist, eine automatische Steuereinrichtung im Zusammenhang mit der Einstellung des veränderlichen Widerstandes H9 vorgesehen werden, so dass die Watt-Ausgangsleistung der Lampe VI unabhängig von Eingangsspannungs-lnderungen konstant gehalten wird. Während des Betriebs der Entladungslampe V1 fliesst durch den ■ ΟΟ98-Α-3Λ13 38 _L The capacitor C2 is then discharged via the primary winding of the transformer QM, one or more high-frequency pulses being generated between the two connections of the discharge lamp YI which pass through the shunt capacitor C1. Simultaneously with the triggering of the triac SR2, the triac SRi is also triggered, thereby completing the routing for the high-frequency pulses that pass through the discharge lamp V1, the shunt capacitor C1 and the secondary winding of the transformer TI. As already explained above, the variable resistors B 8 and B9 are coupled to one another in terms of speed, so that the control circuits for the triacs SE1 and SR2 are triggered simultaneously. The discharge lamp V1 is lit within a few seconds and the switch S1 is automatically opened at the end of its time delay period; this de-energizes the start circuit and makes the bi-switch SR3 ineffective. The lamp continues to operate by switching the triac SR1 under the action of the diac D1 and its control circuit. As shown, the variable resistor B9 is adjusted by hand in order to achieve the desired wattage of the discharge lamp V1, which depends on the voltage at the input. Of course, if so desired, an automatic control device can be provided in connection with the setting of the variable resistor H9, so that the watt output power of the lamp VI is kept constant regardless of changes in the input voltage. During operation of the discharge lamp V1, 38 _{L flows through the ■ ΟΟ98-Α-3Λ13}

Nebenschlusskondensator 01 bei einer Wechselstromfrequens von 50 pder 60 Herta nur ein sehr geringer Strom, wenn kein Eündimpuls durch die Sekundärwicklung des ÜJrans format or Φ1 hin- ~^: durchgeht. > ,Shunt capacitor 01 pder at a Wechselstromfrequens 50 60 Herta only a very small current, if no Eündimpuls through the secondary winding of the ÜJrans format or back Φ1 ^~: passes. > ,

Wenn die Entladungslampe V1 wegen ihres Druckes einen "Aufrecht erhaltungs"-Widerstand B1, parallel zur Pestkö'rper-Schalteinrichtung SR1 erfordert, wird ein Widerstand geeigneten Wertes verwendet. Dieser Widerstand hält den lonisationsstrom durch die Entladungslampe V1 aufrecht, wenn der Schalter SRI offen ist, so dass die Lampe prompt auf den grosseren Stromfluss anspricht, der sich beim Schliessen des Schalters SR1 ergibt.If the discharge lamp V1, because of its pressure, has a "maintenance" resistor B1, parallel to the Pestkö'rper switching device SR1 requires a resistor will be appropriate Value used. This resistance maintains the ionization current through the discharge lamp V1 when the switch SRI is open, so that the lamp responds promptly to the larger current flow that occurs when the switch SR1 results.

Unter Bezug auf die Zeichnungen sei darauf hingewiesen, dass man eine entschiedene VergrÖsserung des Wirkungsgrades bzw. der Ausbeute mit Hilfe des Impulsbetriebes gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb erreicht, und zwar insbesondere für niedrige Wattbelastungen der Entladungslampe. Es ist zu beachten, dass man hinsichtlich der Ausbeute bzw· des Wirkungsgrades einen Gewinn von 23 % bei einer« Belastung von 3000 Watt mit einer Eingangs spannung von 200 Volt und einen Wirkungsgrad bzw. eine Ausbeute von 35 % mit einer Eingangs spannung von 250 Volt erreicht, verglichen mit der Idchterzeugung bei kontinuierlichei Betrieb und bei der gleichen Wattbelastung. Wenn jedoch die Wattbelastung der Lampe V1 auf 1800 Watt herabgesetzt wird,With reference to the drawings, it should be pointed out that a decided increase in the efficiency or the yield is achieved with the aid of pulse operation compared to continuous operation, in particular for low wattage loads on the discharge lamp. It should be noted that with regard to the yield or the efficiency, a gain of 23 % with a load of 3000 watts with an input voltage of 200 volts and an efficiency or a yield of 35 % with an input voltage of 250 volts achieved compared with the idle generation with continuous operation and with the same watt load. However, if the wattage of lamp V1 is reduced to 1800 watts,

QQ 98 & 3V 133.8 QQ 98 & 3V 133.8

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Wächst des Gewinn in der Mchtausbeute, verglichen mit der * "bei Kontinuierlichem Betrieb erhaltenen lacht ausbeute bis hinauJ au ^Q %* Aus dieser Erscheinung lassen sich Vorteile ziehen, indem die Konstanten des elektrischen Systems in Bezug auf die Spannung der verwendeten Stromquelle, die zur licht erzeugung verwendet wird, so ausgesucht werden, dass bei verhältnismässig niedriger Wattleistung eine extrem wirksame leLchtleistung eriielt wird·If the gain in the power yield increases, compared with the * "laughing yield obtained with continuous operation up to a maximum of au ^ Q % light generation is used, must be selected so that an extremely effective light output is achieved with a relatively low wattage

Nachstehend sind die Kreiskonstanten für ein "befriedigendes Ausfuhrungslaeispiel eines erfindungsgemässen elektrischen Systems angegeben?Below are the circle constants for a "satisfactory" Exemplary embodiment of an electrical according to the invention System specified?

Entladungslampe V1 General Electric Ε&Δ46Discharge lamp V1 General Electric Ε & Δ46

$QQO Watt, 46,4 cm Bogenlänge,$ QQO Watt, 46.4 cm arc length,

54 ,6 cm grosste lange Aussendurchmesser 10 Millimeter, Innendurchmesser 8 Millimeter» ^iarzwandung» Killdruck 40 Millimeter» Xenon-Gas 01 2 mfd» ^QO ¥54.6 cm largest long outer diameter 10 millimeters, Inner diameter 8 millimeters »^ iarzwandung» kill pressure 40 millimeters » Xenon gas 01 2 mfd »^ QO ¥

3*1 Sekundär 80 Windungen» Primär·3 * 1 secondary 80 turns »primary

3 Windungen» Ferritkern,, Kernflache von 3%%$% em 3 turns »ferrite core, core area of 3 %% $% em

A^/ 13 3A ^ / 13 3

Fes tkörp er-SchalteinrichtungSolid-state switching device

SR1SR1

Diac D1, D2 Widerstand R2, R3 Widerstand E9Diac D1, D2 Resistor R2, R3 Resistor E9

Kondensator C5, C3 Widerstand R5, R6 Kondensator C6, C4 Kodensator C2 Widerstand R? Schalter S1Capacitor C5, C3 Resistor R5, R6 Capacitor C6, C4 Capacitor C2 Resistance R? Switch S1

Festkörperschalter SR2 Widerstand E8Solid-state switch SR2 resistor E8

RCA 2N5442 RCA 40583 7-5 K Ohm RCA 2N5442 RCA 40583 7-5 K ohms

56 K Ohm, gekoppelt, veränderlich 56 K ohms, coupled, variable

0,05 mfd, 400 V 2,5 K 0hm 0,1 mfd, 200.VoIt 1 mfd, 3OO Volt 150 0hm0.05 mfd, 400 V 2.5 K ohm 0.1 mfd, 200th volts 1 mfd, 300 volts 150 ohm

Zeitverzögerungsschalter, 2-3 SekundenTime delay switch, 2-3 seconds

RCA 40576RCA 40576

56 K 0hm, gekoppelt, veränderlich 56 K ohm, coupled, changeable

Zusammenfassend "betrifft die Erfindung ein kontinuierlichen Impulsbetrieb ermöglichendes elektrisches System für aen Betrieb einer Gasentladungslampe direkt an einer Wechselstromquelle* wobei die Gasentladungslampe in Reihe mit einer Festkörper-Schalteinrichtung direkt on ÄieAnschlüsse der Wechselstromquelle angeschlossen ist- Weiterhin ist eine Steuereinrichtung für die Festkörperschalter bzw. -schalteinrichtung vorgesehen» insbesondere als Starteinrichtung für die anfäng- ' liehe Zündung der Gasentladungslampe "bzw. im Zusammenhang mit einer solchen Einrichtung." MLe die ermittelten Hesskurven zeigen» ergibt dich bei Impolslietrieb eine erhöhte Ausbeute bzwIn summary, "the invention relates to a continuous pulse operation allows forming electrical system for aen operating a gas discharge lamp directly to an AC power source * where the gas discharge lamp in series with a solid state switching device actual directly connected on ÄieAnschlüsse the AC power source Further, a control device for the solid state switch or -schalteinrichtung intended »in particular as a starting device for the initial ignition of the gas discharge lamp" or in connection with such a facility. " MLe show the determined Hess curves» results in an increased yield or

ein Tergrosserter Wirkungsgrad.an increased efficiency.

/Ί·-3-3'8'/ Ί -3-3'8 '

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Claims

1. Electrical device bssw »electrical system for continuous Pulse operation of a gas discharge lamp, characterized in that the gas discharge lamp (V1) is operated directly from a Weehselstromquell'e (1, 2), which is usually a. between a lower and a higher voltage range, wherein the gas discharge lamp comprised by the electrical device (? 1) reaches its full watt load in full wave operation at the lower voltage and a pest body switching device (SEI) in series with the. Discharge lamp (Vi). connected directly to the alternating current source (1, 2) and a control device (Di) for the pest body switchgear is provided, which is based on the voltage above the low voltage of the alternating current source (1,2) responds in such a way that the bevel angle the switching process of the solid-state switching device (Sri) is reduced by the operating power output or the operating watt consumption of the discharge lamp (V1) at a desired level.

2. Electrical system according to claim 1, characterized that the control device (Dl) between 3 »Ö degrees and 150 Degree (of each alternating half-wave of the voltage source (1, 2)

, is working*

0 0.9 8 4 3/1 3 3 8. "" ' '0 0.9 8 4 3/1 3 3 8. "" ''

3 · Electrical system according to spoke 1, characterized

that the control device (D1) between 40 degrees and - 120 degrees of each alternating half-wave of the voltage source (1, 2) is working·

4. Electrical system according to claim 1, 2 or 3, characterized by a starting device (3M, 02) for the Discharge lamp (V1)

5 · Electrical system according to claim 1 to 4, characterized in that that the pest body switching device (SRi) through an impedance (B1) is bridged »

6. Electrical system according to claim 5> characterized in that the impedance (B1) is a resistance

7 · Method of pulsing electrical equipment or an electrical system, in particular according to one of claims 1 to 6, characterized in that a Gas discharge lamp in series with a solid state switch device connected to the poles of an AC power source whose voltage varies between a lower and a higher voltage value, the gas discharge lamp being dimensioned so that it is efficient at the lower voltage with the correct wattage

'Full wave operation is working and taking a compensation

Q.Q98A3 / 1338

BAD OBIGtNAL

is made when the mains voltage or the voltage AC power source has a higher value than the low one Voltage value achieved by changing the phase angle of the holding processes is decreased proportionally to the discharge lamp later to subject it to pulsed operation within the half-wave, so that the discharge lamp at least approximates is operated at their correct wattage level.

8. The method according to claim 7 «characterized in that the Discharge lamp is pulse-operated later within the half-wave or cycle than the correct watt consumption level corresponds, so that a reduced amount or intensity of light is generated.

9. The method according to claim 7, characterized in that the Discharge lamp is pulsed earlier within the half-wave or cycle than the correct watt consumption level corresponds, so that an increased amount or intensity is generated,

tO. Method according to claim 7, 8 or 9 »characterized., that the discharge lamp is between 50 degrees and 15O degrees Each alternating half-wave of the alternating current source is pulse-operated will.

009843/1338009843/1338

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

11. The method according to Insprach 7 »8 or 9, characterized in that the discharge lamp between 40 degrees and 120 Degree of each alternating half-wave of the alternating current source is pulsed ("pulsed").

12. The method according to any one of claims 7 to 11, characterized in that the electronic switch or the solid-state switching device is bridged with an impedance so that the discharge lamp is supplied with ionization current after its ionization during the parts of the cycle or the half-waves , during which the electronic switch or the solid-state switching device is non-conductive and no alternating current is available.

13. The method according to claim 12, characterized in that a resistor is used as the impedance.

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