DE2715460A1

DE2715460A1 - Schaltkreise fuer beleuchtungseinrichtungen mit gasentladungslampen

Info

Publication number: DE2715460A1
Application number: DE19772715460
Authority: DE
Inventors: Eric L H Nuver
Original assignee: Esquire Inc
Current assignee: Esquire Inc
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1977-10-27
Also published as: ES456646A1; AU2056776A; GB1589305A; BR7700742A; MX144580A; AU501385B2; FR2347848A1; GB1589304A; IT1077961B; CA1112712A

Description

GLAWE, OELFS, MOLL & PARTNER

Esquire, Inc. New York, USA

PATifNf ANWÄLTE

271546Q

DR-INQ. RICHARD GLAWETWIONCHeR DIPL-INQ. KLAUS DELFS, HAMBURG DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL. MÖNCHEN DIPU-CHEM. DR. ULRICH MENGDEHU HAMBURG

8000 MÖNCHEN 26 POSTFACH 37 LIEBHERRSTR. 20 TEL. (089) 22 65 48 TELEX 52 25 05

MÜNCHEN A 88

2000 HAMBURG 13 POSTFACH 2570 ROTHENBAUM-CHAUSSEE 58 TEL. (040)41020 08 TELEX 21 2« 21

Schaltkreise für Beleuchtungseinrichtungen mit Gasentladungslampen

Die Erfindung betrifft Schaltkreise für Beleuchtungseinrichtungen mit Gasentladungslampen.

Gasentladungslampen werden häufig bei Industiβanlagen verwendet, und zwar aufgrund ihrer hohen Effizienz im Vergleich zu anderen Lichtquellen, wie beispielsweise Glühlampen. Eine Gasentladungslampe ist eine Strahlungsquelle, bei der die Strahlung aus

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ionisiertem Dampf zwischen den Elektroden der Lampe emittiert wird, in dem der Strom fließt.

Üblicherweise werden heute Gasentladungslampen verwendet, die Quecksilberdampf, Metallhalogenide und/oder Natriumdampf unter hohem Druck enthalten. Im Betrieb sind die verschiedenen Eigenschaften dieser verschiedenen Lampen ähnlich. Beispielsweise ist zum Zünden der Lampe eine Spannung erforderlich, die höher ist als die normale Betriebsspannung der Lampe. Fließt einmal in der Lampe Strom, so zeigt sie eine negative Widerstandscharakterietik, d.h. der Widerstand der Lampe nimmt ab mit Zunahme des Stroms durch die Lampe. Daher weisen Beleuchtungseinrichtungen mit Gasentladungslampen einen Lastechaltkreis auf, um die negative Wideratandscharakteristik der Lampe zu kompensieren, wobei die Last zwischen, die Stromquelle und die Lampe geschaltet ist, um den Strom durch die Lampe während des normalen Betriebs zu begrenzen.

Ein bei Gasentladungslampen verwendeter Lastschaltkreis ist eine sogenannte VorlaufSpitzenlast (leadpeaked ballast). Ein derartiger Lastechaltkreis ist folgendermaßen gekennzeichnet:

1. Se ist eine Vorlauflast und

2. das Verhältnis der LeerlaufSpitzenspannung zum

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Bffektivwert Im Leerlauf ist höher als bei anderen Lastschaltkreisen. Jeder der im folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltkreise für Gras entladungslampen kann bei derartigen Lastschaltkreisen verwendet werden.

Während einige Betriebscharakteristika aller Arten von Gasentladungslampen ähnlich sind, sind andere Charakteristika sehr verschieden. Die zum Zünden der Lampe anzuwendende Technik unterscheidet sich beispielsweise bei verschiedenen Lampentypen. Wenn beispielsweise ein Gasentladungs-Beleuchtungssystem mit einer Quecksilberdampflampe anfänglich erregt wird, so fließt kein Strom durch die Lampe, und die Leerlaufspannung der Last liegt an der Lampe an. Diese Leerlaufspannung ist ausreichend, um die Lampe mit Hilfe einer Startelektrode zu zünden. Andere Lampenarten, beispielsweise eine Hochdruck-Natriumdampflampe, erfordern nicht die Verwendung einer Startelektrode. Dagegen ist es erforderlich, einen hohen Spannungsimpuls oder Impulse zum Zünden an die Lampe anzulegen· üblicherweise sind bei derartigen Lampen 50 Startimpulse pro Sekunde erforderlich, wobei jeder Impuls eine Spitzenspannung von 2500 YoIt aufweist, die für mehr als eine Mlkrosekunde aufrecht erhalten wird.

Einige Zeit naoh^dem die Gasentladungslampe gesundet worden ist, ist es erforderlich, die Erzeugung weiterer Startimpulse zu beenden, und daher weisen die Zündschalt-

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kreise üblicherweise eine Abschaltvorrichtung auf. Die Erzeugung von Startimpulsen kann unmittelbar beim Zünden der Lampe beendet werden oder kann weiter erfolgen, bis die Lampe ihre normale Betriebsbedingung erreicht, worauf die Startimpulse unterbrochen werden.

Schaltkreise zur Erzeugung von Startimpulsen für Gasentladungslampen sind bekannt, beispielsweise aus dem US-Patent Nr. 3 681 653 (Snyder). Zündschaltkreise für Beleuchtungssysteme mit geregelten Vorlaufspitzenlastschaltkreisen sind ebenfalle bekannt, jedoch erfordern diese Zündschaltkreise üblicherweise relativ komplizierte Techniken, um die Erzeugung der Startimpulse zu unterbrechen.

Eine andere besondere Eigenschaft einer Gasentladungslampe ist darin begründet, daß mehrere Minuten vergehen zwischen dem Zündzeitpunkt und dem Zeitpunkt, bei dem die Lampe ihre normale Betriebsbedingung erreicht. Der Unterschied dieser zwei Zeitpunkte wird üblicherweise als Aufheiz_periode der Lampe bezeichnet, wobei die Aufheizperiode für eine vorgegebene Lampe in Abhängigkeit von einer Anzahl Paktoren variieren kann. Während der Aufheizperiode ist die Lumineszenz der Lampe nicht •o groß wie dann, wenn die Lampe ihre normale Betriebsbedingung erreicht hat. Daher werden bei einigen Be-

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leuchtungssystemen mit Gaeentladungelampen HiIf8lichtquellen, beispielsweise eine Glühlampe, verwendet, um zusätzliches Licht während der Aufheizperiode zu erzeugen. Wenn die Gasentladungslampe ihre normale Betriebsbedingung erreicht, wird die Hilfelichtquelle gelöscht. Dabei wird üblicherweise die Hilfelichtquelle nicht wieder in Betrieb gesetzt, bis die Gasentladungslampe ausfällt oder bis sie erneut gezündet werden muß nach einer Unterbrechung der Energiezufuhr.

Hilfsbeleuchtungssysteme werden nicht allgemein verwendet bei Beleuchtungssystemen mit Gasentladungslampen, bei denen die Gasentladungslampe zum Zünden Startimpulse benötigt, da das hohe Spannungeniveau der Zündimpulse sich ungünstig auf bestimmte Komponenten auswirkt, die üblicherweise bei derartigen Hilfsbeleuchtungseystemen verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist daher ein Zündschaltkreis vorgesehen, der Z und impulse für eine Gas en-Qadungs lampe erzeugt, während diese aufgeheizt wird. Wenn die Gasentladungslampe ihre normale Betriebsbedingung erreicht, schaltet ein Detektorschaltkreis mit einer Reaktanz den ZündscLaltkreis ab, so daß eine weitere Erzeugung der Zündimpulse unterbleibt.

Erfindungegemäß kann zusätzlich während des AufheizeiMi der Gasentladungslampe eine Hilfslichtquelle

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betrieben werden. Wenn der Detektorschaltkreis den Zündschaltkreis abschaltet, wird die Hilfslichtquelle nicht länger erregt.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung werden ebenfalls Zündimpulse für eine Gasentladungslampe erzeugt, wobei die Erzeugung der Zündimpulse unterbrochen wird, wenn die Lampe gezündet ist. Diese Ausführungsform kann ebenfalls eine Hilfslichtquelle aufweisen, die betrieben wird, bis die Gasentladungslampe ihre normale Betriebsbedingung erreicht.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform betrifft einen Hilfsbeleuchtungsschaltkreis für ein Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen. Diese Ausführungsform kann mit einer Gasentladungslampe verwendet werden, die mit oder ohne Zündimpulsen arbeitet. Diese Ausführungsform gestattet eine Hilfsbeleuchtung, während die Gasentladungslampe aufgeheizt wird, wobei nach Erreichen der normalen Betriebsbedingung der Gasentladungslampe ein Detektorschaltkreis die Erregung der Hilfslichtquelle verhindert.

Erfindungsgemäß wird außerdem eine Hilfslichtquelle für Beleuchtungssysteme mit Gasentladungslampen vorgesehen, bis die Gasentladungslampe gezündet wird. Danach wird die Hilfslichtquelle gelöscht.

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Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Ee zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Zündschaltkreises für ein Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen mit einer Last, bei der die Zündspule ein Teil der Sekundärwicklung der Last ist,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild zur Darstellung der Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Zündschaltkreises bei einem Beleuchtungssystem mit Gasentladungslapen mit einer Last, die eine isoliert· Zündspule aufweist,

Fig. 3 ein elektrisches Schaltbild zur Darstellung der Verwendung des erfindungsgemäßen Zündachaltkreises in einem Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen mit einer Last mit isolierter Zündspule, wobei ein Kontakt der Gasentladungslampe mit der Erdungsleitung der Last verbunden ist,

Fig. 4a ein elektrisches Schaltbild einer Aueführungsfora des Schalters der Fig. 1 bis 3,

Fig. 4b ein elektrisches Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des Schalters der Fig. 1 bis 3»

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Pig. 5a ein elektrisches Schaltbild zur Darstellung eines Wideretandes,

Pig. 5b ein elektrisches Schaltbild einer Glühlampe ,

Pig. 5c ein elektrisches Schaltbild eines Relais in Verbindung mit einer Glühlampe und einer Spannungsquelle,

Pig. 6 ein elektrisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Hilfsbeleuchtungsschaltkreises,

Pig. 7 ein elektrisches Schaltbild zur Darstellung der Verwendung des Hilfsbeleuchtungsschaltkreises der Pig. 6 mit einer Gasentladungslampe, die keine Startimpulse erfordert,

Pig. 8 ein elektrisches Schaltbild eines Beleuchtungssystems mit Gasentladungslampen mit einem erfindungsgemäß abschaltbaren Zündschaltkreis,

Pig. 9 ein elektrisches Schaltbild einer anderen Ausfuhrungsform eines Gasentladungssystems mit dem abschaltbaren Schaltkreis der Pig. 8 und

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Fig. 10 ein elektrisches Schaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Beleuchtungssystems mit Gasentladungslampen unter Verwendung des Zündschaltkreises der Fig. 8.

Vorzugsweise kann jeder der beschriebenen erfindungsgemäflen Schaltkreise in einem Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen verwendet werden, bei dem ein geregelter Vorlauf-Spitzenlastkreis vorgesehen ist. Jedoch können die beschriebenen erfindungsgemäßen Schaltkreise auch bei Systemen mit anderen Lastschaltkreisen verwendet werden. Der Begriff "Lastschaltkreis¹* wird verwendet zur Kennzeichnung sowohl eines geregelten Vorlauf-Spitzenlastkreises als auch für andere Arten von Lastschaltkreisen.

Die anliegende Zeichnung und die folgende Beschreibung geben detaillierte Hinweise auf mögliche Verbindungen der erfindungegemäßen Komponenten. Im Rahmen der Erfindung können jedoch andere Komponenten verwendet werden, soweit nicht die Betriebsweise insgesamt entscheidend verändert wird. Daher umfaßt der Begriff "Verbindung im Betrieb" die folgenden Erklärungen: 1. eine direkte Verbindung zwischen zwei Komponenten oder 2. eine Verbindung zweier Komponenten über eine zusätzliche Komponente oder über zusätzliche Komponenten.

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In Pig. 1 ist ein Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen dargestellt, das einen Lastschaltkreis 102 aufweist, der folgende Bestandteile aufweist: eine primäre Wicklung 102a, die Start- und Stopwicklungen sowie einen Spannungsabgriff aufweist; eine Sekundärwicklung 102b mit Start- und Stoppwicklungen sowie eine Zündspule, die ein integraler Teil der Sekundärwicklung 102b ist; sowie einen Lastkondensator 102c. Die Start- und Stoppwicklungen der Primärwicklung 102a werden üblicherweise als Phasen- bzw. Erdleitungen der Last bezeichnet, und diese Bezeichnung wird in der verbleibenden Beschreibung beibehalten. Die Startwicklung der Sekundärwicklung 102b wird gewöhnlich und im folgenden Teil der Beschreibung als Lampenleitung des Lastschaltkreises 102 bezeichnet. Für die Zündimpulse ist in der Sekundärwicklung 102b ein Zündabgriff vorgesehen. Der Lastkondensator 102c ist vorzugsweise ein ölgefüllter Kondensator.

Eine WechselspannungsqueUe 101 liegt zwischen der Phasen- und Erdleitung des Lastschaltkreises 102. Bei Beleuchtungssystemen mit Gasentladungslampen übersteigt der Effektivwert der Wechselspannungsquelle 101 häufig 120 Volt. Falls dies der Fall ist, kann der Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a an dieser vorgesehen sein, so daß die 120 Volt (Effektivwert) dort anliegen.

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Der Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a ist der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 102b verbunden. Die Serienschaltung der Gasentladungslampe 103 und des Laetkondensators 102c ist parallel zwischen die Lampen- und Erdleitungen des Lastschaltkreises 102 geschaltet, wobei ein Kontakt der Gasentladungslampe 103 mit der Lampenleitung des Lastschaltkreises 102 verbunden ist.

Die dargestellt Ausführungsform des Zündschaltkreises 100 weist einen Zeiteinstellkondensator C1, einen Impulskondensator C2, einen Abschaltkondensator C4, einen Zeiteinstellwiderstand R1, ein Widerstandselement 120 sowie einen Schalter S auf. Der eine Kontakt des Zeiteinstellkondensators CM ist verbunden mit der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 102b, und der zweite Kontakt des Zeiteinstellkondensators C1 ist verbunden mit den ersten Kontakten des Zeiteinstellwiderstandes R1 und des Abschaltkondensators C4· Der zweite Kontakt des Zeiteinetellwiderstandes R1 ist verbunden mit der Erdleitung des Lastschaltkreises 102. Der Impulskondensator C2 und das Widerstandselement 120 sind in Reihenanordnung zwischen den Zündabgriff der Sekundärwicklung 102b und die Erdleitung des Lastschaltkreises 102 geschaltet, wobei der eine Kontakt des Impulskondensators C2 mit dem Zündabgriff verbunden ist. Die Hauptkontakte des

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Schalters S liegen zwischen der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 102b und dem Verbindungspunkt zwischen dem Impulskondensator 02 und dem Widerstandselement 120.

Der Schalter S ist ein spannungsabhängige.r Schalter und schließt, wenn die Spannung über dem Zeiteinatellkondensator 01 einen bestimmten Wert erreicht. Solange die Spannung über diesem Zeiteinstellkondensator 01 unterhalb dieses Wertes ist, bleibt der Schalter S offen. Obwohl der Schalter S vorzugsweise Halbleiterelemente aufweist, wie dies in den Fig. 4a und 4b dargestellt ist, können im Rahmen der Erfindung auch andere Schaltvorrichtungen, beispielsweise Relais, verwendet werden.

Der Betrieb der dargestellten Ausfuhrungsform des Zündschaltkreises 100 wird beschrieben unter der Annahme, daß die Gasentladungslampe gelöscht ist. Wenn die Wechselspannungsquelle 101 erregt wird, fließt Strom von dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a über die Zündspule der Sekundärwicklung 102b. Da die Gasentladungslampe 103 gelöscht ist, fließt dieser Strom durch die Reihenschaltung des Impulskondensators 02 und des Widerstandselements 120. Dieser Strom lädt den Impulskondensator 02 mit einer Geschwindigkeit auf, die bestimmt wird durch die Werte des Impulskondensators C2 und des Widerstandeelementes 120 sowie durch die angelegte Spannung. Gleichzeitig fließt ebenfalls Strom von

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dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a in die Reihenschaltung des Zeiteinstellkondensators C1 und des Zeiteinstellwiderstandes R1. Dieser Strom lädt den Kondensator C1 mit einer Geschwindigkeit auf, die bestimmt wird durch die Werte des Zeiteinstellkondensators C1 und des Zeiteinstellwiderstandes R1 sowie durch die Spannung, die an dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a anliegt.

Wenn vorausgesetzt wird, daß die Spannung an dem Zeiteinstellkondensator C1 ursprünglich null Volt beträgt, so steigt die Spannung an diesem Kondensator C1 bis ein ausreichender Spannungswert erreicht wird, um den Schalter S zu schließen. Wenn sich der Schalter S schließt, so wird der Impulakondensator C2 über die Zündspule der Sekundärwicklung 102b rasch entladen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine sehr hohe Spannung zwischen der Lampenleitung und der Stoppwicklung der Sekundärwicklung aufgrund der Transformatorwirkung der Sekundärwicklung 102b induziert. Diese Spannung plus die Spannung zwischen dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a und der Erdleitung des Lastschaltkreises 102 liegt an der Gasentladungslampe 103 an.

Ee kann erforderlich sein, daß eine Anzahl von Zündimpuleen der Gasentladungelampe 103 zugeführt werden muß, bevor diese zündet und etromleitend wird. Wenn

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die Gasentladungslampe 102 zündet, wird die anliegende Spannung erniedrigt, während eine relativ hohe Spannung an dem Last Kondensator 102c anliest, die auf den Anschaltkondensator C4 einwirkt. Die Schaltungsanordnung bestehend aus dem Zeiteinstellkondensator G1, dem Abschaltkondensator 04 und dem Zeiteinstellwiderstand R1 stellt die Änderung der Amplitude sowie die Phasenbeziehungen zwischen der Spannung am Lastkondensator 102c und der Spannung zwischen dem Spannungsabgriff und der Erdleitung fest, wenn sich die Lampe 103 erwärmt. Während der anfänglichen Aufheizperiode der Lampe 103 sind die Amplitude und der Phasenwinkel der Spannung über dem Lastkondensator 102c relativ zur Spannung am Spannungsabgriff derart, daß die am Zeiteinstellkondensator C1 während jeder Halbperiode der Eingangswechselspannung 101 anliegende Spannung ausreichend ist, um den Schalter S zu schließen. Wenn .jedoch die Gasentladungslampe 103 ihre normale Betriebsbedingung erreicht, sind die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator G1 vom Zeiteinstellwiderstand R1 und die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator 01 vom Abschaltkondensator C4 derart, daß der Zeiteinstellkondensator C 1 aufhört, sich auf einen ausreichenden Wert aufzuladen, um den Schalter S zu

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schließen. Daher nört zu diesem Zeitpunkt der Zündschaltkreis 100 auf, zusätzliche Hochspannungsimpulse für die Gasentladungslampe 103 zu erzeugen.

In Pig. 4a ist eine Ausführungsform des Schalters S dargestellt, der in der Ausführungsform des Zündschaltkreises 100 gemäß Pig. 1 verwendet werdenkann. Dieser Schalter weist einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR) 400 sowie einen Diac 401 auf. Die Komponenten dieser Ausführungsform des Schalters S 3ind mit den Komponenten in Fig. 1 in der folgenden Weise verbunden. Die Anode des SCR 400 ist verbunden mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Impulskondensator C2 und dem Widerstandselement 120; die Kathode des SCR 400 ist verbunden mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Spannungsabgriffs der Primärwicklung 102a, der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 102b und dem ersten Kontakt des Kondensators C1; das Gate des SCR 400 ist verbunden mit einem Kontakt des Diac 401 ; der zweite Kontakt des Diac 401 ist verbunden mit dem Schaltungspunkt 130.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 4a sei angenommen, daß der Schalter S gemäß Fig. 4a in dem Zündschaltkreis gemäß Fig. 1 verwendet wird und daß die Gasentladungslampe 103 gelöscht ist. Wenn die WechselspannungsquelLe 101 erregt wird, fließt Strom von dem Spannungsabgriff über die Zündspule der Sekundärwicklung 102b. Da die Gasentladungslampe gelöscht ist, fließt

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dieser Strom durch die erwähnte Kombination bestehend aus dem Impulskondensator C2 und dem Widerstandselement 120. Dieser Strom lädt den Impulskondensator C2 mit einer Geschwindigkeit auf, die bestimmt wird durch die Werte des Impulskondensators C2 und des Widerstandselements 120 sowie durch die anliegende Spannung. Der Strom fließt außerdem über den Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a durch die Serienschaltung des Zeiteinstellkondensators 01 und des Zeiteinstellwiderstandes R1, um den Zeiteinstellkondensator C1 zu laden. Die an den Kontakten des Diac 401 anliegende Spannung ist im wesentlichen die Spannung am Zeiteinstellkondensator C1, und wenn die Spannung am Zeiteinstellkondensator G1 die Vorwärts-Durchbruchspannung des Diac 401 übersteigt, schaltet dieser vom nichtleitenden in den leitenden Zustand um. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Strom vom Kondensator G1 für das Gate des SCR 400 abgegeben. Dieser Gatestrom ermöglicht ein Umschalten des SCR 400 aus dem nichtleitenden in den leitenden Zustand, wenn die Anode des SCR 400 relativ zu ihrer Kathode positiv ist. Wenn der SCR 400 leitend ist, wird der Kondensator C2 rasch entladen über die Zündspule der Sekundärwicklung 102b. Daduxh wird eine hohe Spannung zwischen der Lampenleitung und der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 102b des Lastechaltkreisee 102 erzeugt, und diese Spannung zusätzlich zur Spannung zwischen dem Spannungsabgriff und der Erdleitung der Last 102 liegt an der Gasentla-

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dungslampe 103 an. Da der SCR 400 nur in einer Richtung leitend wird, liegt ein Zündimpuls an der Gasentladungslampe 103 bei abwechselnden Halbperioden der Eingangswechselspannung an.

Im folgenden wird Bezug genommen auf die Fig. 1 und 4b; in Fig. 4b ist eine bevorzugte Ausführungsform des Schalters S dargestellt, der einen Triac 402 und einen Diac 403 aufweist. Bei Verwendung dieses Schalters S werden die Komponenten folgendermaßen verbunden. Der eine Hauptkontakt des Triac 402 ist verbunden mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt zwischen dem Impulskondensator C2 und dem Widerstandselement 120; der zweite Hauptkontakt des Triac 402 ist verbunden mit dem Spannungeabgriff der Primärwicklung 102a; das Gate des Triac 402 ist verbunden mit einem Kontakt des Diac 403; und der zweite Kontakt des Diac 403 ist verbunden mit dem Schaltungspunkt 130. Bei diesem Schalter S schaltet der Diac 403 aus einem nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand um, wenn die Spannung am Zeiteinstellkondensator C1 die Vorwärts-Durchbruchspannung des Diac 403 übersteigt. Da der Triac 402 ein bidirektionaler Stromschalter ist, liegt ein Zündimpuls an der Gasentladungslampe 103 während jeder Halbperiode der Eingangswechselspannung 101 an. Wenn die Gasentladungslampe 103 ihre normale Betriebabedingung erreicht, sind die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinetellkondensator C1 von dem Zeiteinstellwiderstand R1 sowie die Amplitude und der Phasenwinkel

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des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator G1 vom Abschaltkondenaator G4 derart, daß der Zeiteinstellkondensator G1 oberhalb der Vorwärts-Durchbruchspannung des Diac 403 nicht mehr geladen wird. Wenn dies eintritt werden keine weiteren Zündimpulse der Gasentladungslampe 103 zugeführt.

Gemäß den Fig. 1, 5a, 5b und 5c weist eine Ausführungform des Widerstandselements 120 einen Leistungawiderstand 500 (Fig. 5a), gemäß einer anderen Ausführungsform eine Glühlampe 501 (Fig. 5b) und gemäß einer anderen Ausführungsform eine Relaisspule 502 (Fig. 5c) auf. Wenn die Glühlampe 501 bei der Ausführungsform des Zündschaltkreises 100 verwendet wird, so fließt Strom vom Spannungsabgriff der Primärwicklung 102a zur Glühlampe 501, wenn der Schalter S geschlossen ist. Wie oben beschrieben, ist der Schalter S offen und bleibt offen, wenn die Gasentladungslampe 103 ihre normale Betriebsbedingung erreicht. Wenn daher diese Ausführungsform des Zündschaltkreises 100 eine Glühlampe 501 aufweist, dient der Zündschaltkreis 100 außerdem dazu, eine Hilfslichtquelle zu betreiben, bis die Gasentladungslampe 103 ihre normale Betriebsbedingung erreicht. Sollte die Lampe 103 zu arbeiten aufhören, z.B. wenn die Lampe 103 ausfällt oder aufgrund einer momentanen Leistungsunterbrechung, so wird die Glühlampe 501 in Betrieb gesetzt und bildet eine HilfslichtqueHe. Vorzugsweise wird die Ausführungsform des Schal-

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ters S gemäß Fig. 4b verwendet, falLs das Widerstandselement 120 eine Glühlampe 501 aufweist, um Leitfähigkeit in beide Richtungen zu ermöglichen und daher eine höhere Beleuchtungsdauer während jeder Periode der Ein gangsspannung zu ermöglichen.

Gemäß den Pig. 1 und 5c kann der Zündschaltkreis eine Hilflichtquelle aufweisen, wenn das Widerstandselement 120 die Spule 502a des Relais 502 aufweist. Wenn der Schalter S geschlossen ist, fließt Strom aus dem Spannungsabgriff des Lastschaltkreises 102 durch die Reihenschaltung bestehend aus dem Schalter S und der Spule 502a des Relais 502. Falls der Schalter S derart ausgebildet ist, daß die Kontakte 502b von diesem Strom beaufschlagt werden, so wird die Glühlampe 503 durch die Spannungsquelle 502 erregt, während der Schalter S geschlossen ist. Die an dem Spannungsabgriff und dem Widerstand der Spule 502a anliegende Spannung ist zu berücksichtigen bei Auswahl des Relais, um einen richtigen Betrieb des Schaltkreises für die Hilfebeleuchtung zu erreichen.

Falls bei der Ausführungsform der Fig. 1 die Gasentladungslampe 103 einen gewissen Abstand zum Lastschaltkreis 102 aufweist, so schwächt die Kapazität der Leitungen zwischen der Gasentladungslampe 103 und dem Lastechaltkreis 102 die hohen Spannungsimpulse ab, die der

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Lampe während des Zündens zugeführt werden. In diesem Fall kann eine bevorzugte Ausführungsform des Zündschaltkreises 100 zusätzlich einen Impulskonden3ator C3 und einen Widerstand R3 aufweisen. Die Ergänzung des Impulskondensators C3 und des Widerstandes R3 führt zu einer Behebung des Schwächungsproblems der Lampenleitungen, wenn die Gasentladungslampe 103 entfernt von dem Lastschaltkreis 102 angeordnet ist, indem ein zusätzlicher Ladestrom zugeführt wird.

Die Zeitkonstante T2, die durch das Produkt der Werte des Impulskondensators C2 und des Widerstandselements 120 definiert ist, ist vorzugsweise kleiner als die Zeitkonstante Ή, die durch das Produkt der Werte des Einstellkondensators G1 und des Einstellwiderstandes R1 definiert ist. Ist die Zeitkonstante T2 größer als die Zeitkonstante T1, so wird der Impulskondensator G2 fast vollständig geladen, wenn die Spannung über dem Zeiteinstellkondensator C1 ausreichend ist, um den Schalter S zu schließen. Polglich ist der Impulskondensator C2 in der Lage, einen maximalen Strom der Zündspule der Sekundärwicklung 102b des Lastschaltkreises 102 zuzuführen, wenn sich der Schalter S schließt.

Die Herateller von unter hohem Druck arbeitenden Natrium-Gasentladungslampen spezifizieren, daß der Zündimpuls für die Lampe innerhalb einer bestimmten

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Anzahl von Graden zu den positiven und negativen Peaks der Eingangswechselspannung anliegen sollte. Um diese Forderung zu erfüllen, kann in Reihe mit dem Zeiteinstellwiderstand R1 ein Potentiometer ge schaltet sein. Mit Änderung des Widerstandes des Potentiometers ändert sich die Zeitkonstante T1, und außerdem ändert sich die Zeit, in der die Spannung am Zeiteinstellkondensator 01 ausreichend ist, um den Schalter S zu schließen.

Im folgenden wird Bezug auf die Fig. 1 und 4b genommen; die Werte und Typen der Komponenten gemäß einer Ausführungsform des Zündschaltkreises 100, der bei 240 Volt und 60 Hz Eingangsspannung 101 arbeiten soll, sind folgendermaßen:

Der Zeiteinstellkondensator C1 sollte vorzugsweise einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen, um den negativen Temperaturkoeffizienten des Diac Y1 zu kompensieren. Ein Polyester- oder Mylar-Folienkondensator weist einen derartigen positiven Temperaturkoeffizienten auf. Der Kondensator 01 hat vorzugsweise 0,1 Mikrofarad mit i 10 Prozent Toleranz.

Der Zeiteinstellwiderstand R1 kann ein üblicher Kohlenetoff-Widerstand ohne besondere Charakteristika eein. Der Nominalwert des Zeiteinstellwiderstandes R1 709843/0773

beträgt 100 000 Ohm, 1/2 Watt bei 5 Prozent Toleranz.

Der Impulskondensator G2 (und gegebenenfalls C3) sollte derart ausgebildet sein, daß er während des Zündens der Gasentladungslampe hohe Spitzenströme aufnehmen kann. Ein hierfür geeigneter Kondensator weist beispielsweise ein Polypropylen- oder Mylar-Dielektrikum hoher Qualität auf. Vorzugsweise hat der Impulskondensator C2 (und gegebenenfalls G3) ein Mikrofarad bei _ io Prozent Toleranz für 200 Volt effektive Wechselspannung.

Das Widerstandselement 120 weist einen Widerstand 500 (Fig. 5a) auf, der vorzugsweise ein Leistungswiderstand mit einem Wert von 1000 0hm mit einer Leistungsaufnahme von 10 bis 12 Watt und einem Toleranzfaktor ύοπ ί 10 Prozent ist. Der gegebenenfalls verwendete Widerstand R3 hat vorzugsweise den gleichen Wert wie in dem vorherigen Satz.

Der Abschaltkondensator G4 sollte ein Hochspannungskondensator mit niedrigem Leckstrom sein und sollte vorzugsweise eine Nennwechselspannung von mindestens 600 Volt effektiv aufweisen. Der bevorzugte Wert des Kondensators C4 beträgt 5,6 Nanofarad bei t 10 Prozent Toleranz.

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Der Diac 403 ist vorzugsweise der Typ 1N5761A und der Triac 402 der Typ 2N6257 (Hersteller Motorola, Ine.).

In Pig. 2 ist ein Zündschaltkreis 100 mit einem Lastschaltkreis 202 dargestellt, wobei eine isolierte Zündspule 202d vorgesehen ist. Bei dieser Art von Zündspule wird der Impulskondensator G2 geladen, wenn der Schalter S offen ist. Wenn die Spannung am Zeiteinstellkondensator 01 ausreichend ist, um den Schalter S zu schließen, so entlädt sich der Kondensator C2 über die Zündspule 202d, und die magnetische Kopplung zwischen der Zündspule 202d und der Sekundärwicklung 202b induziert eine hohe Spannung zwischen der Lampenleitung und der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 202b. Diese Hochspannung zusätzlich zur Spannung zwischen dem Spannungsabgriff und der Erdleitung des Lastschaltkreises liegt an der Gasentladungslampe 103 an. Der Abschaltkondensator 04 dient erneut dazu, um zu verhindern, daß die Spannung am Zeiteinstellkondensator C1 einen ausreichenden Wert erreicht, um den Schalter S zu schließen, wenn die Gasentladungslampe 103 ihre normale Betriebsbedingung erreicht. Jede der Ausführungsformen des Schalters S gemäß den Fig. 4a und 4b kann bei diesem Zündschaltkreis 100 verwendet werden, wobei das Widerstandselement 120 einen Widerstand 500 (Pig. 5a), eine Glühlampe 501 (Pig. 5b) oder eine Spule 502a eines Relais (Pig. 5c) aufweisen kann. Wenn das Widerstandselement 120 eine

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Glühlampe 501 aufweist, ist es vorteilhaft, die Ausführungsform des Schalters S gemäß Fig. 4b in dem Zündschaltkreis 100 zu verwenden, um eine höhere Beleuchtungsdauer pro Periode der Eingangsspannung zu erreichen.

Wie bei der Auaführungsform gemäß Fig. 3 ist es bei einigen Anwendungen wünschenswert, den einen Kontakt der Gasentladungslampe 103 direkt mit der Erdleitung des Lastschaltkreises 202 zu verbinden. In diesem Fall ist der Lastkondensator 202c zwischen den Spannungsabgriff der Primärwicklung 202a und die Stoppwicklung der Sekundärwicklung 202b geschaltet.

Bei dieser Ausfuhrungsform weist der Lastschaltkreie 202 eine isolierte Zündwicklung 202d auf, die in Reihe mit dem Schalter S geschaltet ist. Der eine Kontakt des Schalters S ist verbunden mit der Erdleitung des Lastechaltkreises 202, und der eine Kontakt der Zündwicklung 202d ist verbunden mit dem Verbindungepunkt des Widerstandselements 120 und des Impulskondensators C2.

Wenn die Spannung über dem Zeiteinstellkondensator C1 ausreichend ist, um den Schalter S zu schließen, so entlädt sich der Kondensator C2 über die Zündwicklung 202d und den Schalter S. Die magnetische Kopplung zwischen der

Zündwicklung 202d und der Sekundärwicklung 202b indu-709843/077«

ziert eine hohe Spannung zwischen der Lampenleitung und der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 202b, und diese hohe Spannung liegt an der Gasentladungslampe 103 an. Wenn diese Gasentladungslampe 103 ihre normale Betriebsbedingung erreicht, kann sich der Zeiteinstellkondensator C1 nicht weiter auf einen Wert aufladen, der ausreicht, um den Schalter S zu schließen, und die Zündimpulse werden unterbrochen. Beide Ausführungsformen des Schalters S gemäß den Fig. 4a und 4b können bei der dargestellten Ausführungsform des Zündschaltkreises 100 verwendet werden, wobei das Widerstandselement 120 einen Widerstand 500 (Pig. 5a), eine Glühlampe 501 (Fig. 5b) oder die Spule 502a eines Relais (Fig. 5c) enthalten kann. Wenn das Widerstandselement 120 eine Glühlampe 501 aufweist, ist es vorteilhaft, den Schalter S gemäß Fig. 4b zu verwenden.

Gemäß Pig. 6 weist das Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampe einen Lastschaltkreis 602 auf, der ähnlich aufgebaut ist wie der Lastschaltkreis 102 der Fig. 1. Eine WechseIspannungsquelle 101 liegt zwischen der Phasenleitung und der Erdleitung des Lastschaltkreises 602, und der Spannungsabgriff der Primärwicklung 602a ist verbunden mit der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 602b. Die Reihenschaltung der Gasentladungslampe 610 und des Lastkondensators 602c ist parallel geschaltet zwischen die Lampen- und die Erdleitung des Lastschaltkreises 602, wobei ein Kontakt der Gasentladungslampe 610 mit der Lampenleitung des Lastschaltkreises 602 verbunden ist.

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Die dargestellte Ausführungsform des Hilfsbeleuchtungsschaltkreises 600 weist einen Zeiteinstellkondensator 601, einen Abschaltkondensator 602, einen Zeiteinstellwiderstand 603, einen Schalter S und ein Widerstandselement 606 auf. Der eine Kontakt des Zeiteinstellkondensators 601 ist verbunden mit der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 602b, und der zweite Kontakt des Zeiteinstellkondensators 601 ist verbunden mit dem ersten Kontakt des Zeiteinstellwiderstandes 603 und des Abschaltkondensators 604 (d.h. am Schaltungspunkt 131). Der zweite Kontakt des Zeiteinstellwiderstandes 603 ist verbunden mit der Erdleitung des Lastschaltkreises 602, und der zweite Kontakt des Abschaltkondensators 604 ist verbunden mit einem Kontakt der Gasentladungslampe 610. Ein Hauptkontakt des Schalters S ist verbunden mit der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 602b, und der zweite Hauptkontakt des Schalters S ist verbunden mit einem Kontakt des Widerstandselements 606. Der zweite Kontakt des Widerstandselements 606 ist verbunden mit der Erdleitung des Las tschalt kr eiEBS 602.

Der Schalter S ist ein spannungsabhängiger Schalter des oben beschriebenen Typs, und, wie erinnerlich, ist ein derartiger Schalter S in den Fig. 4a und 4b dargestellt. Die folgende Beschreibung geht davon aus, daß die Ausführungsform der Fig. 4b für den Schalter S in dem Hilfsbeleuchtungsschaltkreis 600 verwendet wird.

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Gemäß den Fig. 5b, 5c und 6 weist bei einer Ausführungsform des Hilfsbeleuchtungsschaltkreiees 600 das Widerstandselement 606 eine Glühlampe 591 auf, während bei einer anderen Ausfuhrungsform das Wideretandselement 606 eine Spule 502a des Relais 502 aufweist. Im Rahmen der Erfindung kann das Widerstandselement 606 auch anders ausgebildet sein. In der folgenden Beschreibung ist davon ausgegangen, daß das Widerstandselement 606 eine Glühlampe 501 aufweist.

Die Arbeitsweise der dargestellten Ausführungsform des Hilfsbeleuchtungsschaltkreises 600 gemäß den Pig. 4b, 5b und 6 wird im folgenden beschrieben unter der Annahme, daß die Gasentladungslampe 610 zunächst gelöscht ist, und daß die Wechselspannungsquelle 101 gerade erregt worden ist. Während der ersten Halbperiode der Wechselspannungsquelle 101 fließt ein Strom von dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 602a in die Reihenschaltung bestehend aus dem Zeiteinstellkondensator 601 und dem Zeiteinstellwiderstand 603. Dieser Strom lädt den Zeiteinstellkondensator 601 mit einer Geschwindigkeit auf, die bestimmt wird durch die Werte der Kapazität des Kondensators 601 und des Widerstandes des Zeiteinstellwiderstandes 603 sowie durch die Spannung, die am Spannungsabgriff der Primärwicklung 602a anliegt.

Die an den Kontakten des Diac 403 (Pig· 4) anliegende Spannung ist im wesentlichen die Spannung, die auch am 709843/0778

Zeiteinstellkondensator 601 anliegt. Wenn die Spannung des Zeiteinstellkondensators 601 die Vorwärts-Durchbruchspannung des Diac 403 übersteigt, so schaltet dieser aus dem nichtleitenden in den leitenden Zustand um. Zu diesem Zeitpunkt fließt Strom vom Zeiteinstellkondensator 601 in das Gate des Triac 402. Dieser Gate-Strom schaltet den Triac 402 vom nichtleitenden in den leitenden Zustand um, und Strom fließt vom Spannungsabgriff der Primärwicklung 602a durch die Reihenschaltung des Triac 402 und die Glühlampe 501 (Pig. 5). Da die Spannung am Triac 402 sehr klein ist, wenn er leitend ist, so ist die an der Glühlampe 501 anliegende Spannung etwa gleich der Spannung, die am Spannungsabgriff der Primärwicklung 602a anliegt.

Ist einmal der Triac 402 leitend, so ist der durch ihn fließende Strom unabhängig von der Spannung oder dem Strom, der am Gate auftritt. Der Triac 402 bleibt daher in seinem leitenden Zustand, bis der Strom zwischen den Hauptkontakten auf einen Wert unterhalb des Wertes verringert ist, der erforderlich ist, um die Leitfähigkeit aufrecht zu erhalten, d.h. bis zum Beginn der nächsten Halbperiode der Eingangswechselspannung 101. Es wird daher festgestellt, daß die Glühlampe 501 erregt bleibt von etwa dem Zeitpunkt an, an dem die Spannung am Zeiteinstellkondensator 601 die Vorwärts-Durchbruchspannung des Diac 403 übersteigt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem

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die nächste Halbperiode der Eingangawechselspannung 101 beginnt. Die Werte des Zeiteinstellkondensators 601, des Zeiteinstellwiderstandes 603 und der Vorwärts-Durchbruchspannung des Diac 403 bestimmen die Zahl der Grade jeder Halbperiode, während denen die Glühlampe 501 erregt ist für einen vorgegebenen Wert der Einganswechselspannung 101.

Es ist bekannt, daß der Triac 402 ein bidirektionaler Stromschalter ist. Während der nächsten Halbperiode der Eingangswechselspannung 101 wird der Zeiteinstellkondensator 601 erneut bis zu einem Spannungswert aufgeladen, daß die Spannung am Diac 403 ihre Vorwärts-Durchbruchspannung übersteigt. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Gate-Strom zum Triac 402, der Triac 605 wird leitend und die Glühlampe 501 wird erregt während der verbleibenden Zeit dieser Halbperiode der Eingangswecheelspannung 101.

Wenn die Gasentladungslampe 610 zündet, wird die anliegende Spannung niedrig, und eine relativ hohe Spannung am !Testkondensator 602c wird vom Absohaltkondensator 604 f estgesieiHt. Die Schaltungsanordnung bestehend aus dem Zeiteinstellkondensator 601, dem Abschaltkondensator 604 und dem Zeiteinstellwiderstand 603 atellt die Änderungen der Amplituden- und Phasenbeziehungen zwischen der Spannung am Lastkondensator 602c und der Spannung zwischen dem Spannungsabgriff und der Erdleitung fest,

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- ψτ-

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wenn sich die Gasentladungslampe 610 erwärmt. Während der erstmaligen Aufheizperiode der Lampe 610 sind die Amplitude und der Phasenwinkel der Spannung am Lastkondensator 602c relativ zur Spannung am Spannungsabgriff derart, daß die am Zeiteinstellkondensator 601 anliegende Spannung ausreichend ist, um den Diac 403 während jeder Halbperiode der Eingangswechselspannung 601 durchzuschalten. Wenn jedoch die Gasentladungslampe 610 ihre normale Betriebsbedingung erreicht, werden die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator 601 vom Zeiteinstellwiderstand 603 sowie die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator 601 vom Abschaltkondensator 604 derartig, daß der Zeiteinstellkondensator 601 aufhört, sich auf einen ausreichenden Wert aufzuladen, um den Diac 403 durchzuschalten. Daher wird zu diesem Zeitpunkt der Hilfsbeleuchtungsschaltkreis entregt, und die Glühlampe 501 leuchtet nicht mehr.

Soll der Hilfsbeleuchtungsschaltkreis 600 bei 240 Volt und 60 Hz Eingangsspannung 101 betrieben werden, so sollen die Werte und Typen der in den Schaltkreisen der Fig. 4b und 6 verwendeten Komponenten in vorteilhafter Weise folgendermaßen festgelegt sein:

Der Zeiteinstellkondensator 601 sollte vorzugsweise einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen, um

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den negativen Temperaturkoeffizienten des Diac 402 zu kompensieren. Ein Kondensator mit Polyester- oder Mylar -folie weist einen derartigen positiven Temperaturkoeffizienten auf. Der Kondensator 601 hat vorzugsweise den Wert 0,1 Mikrofarad bei - 10 Prozent Toleranz.

Der Zeiteinstellwiderstand 603 ist vorzugsweise ein üblicher Kohlenstoff-Widerstand ohne besondere Eigenschaften. Der Nominalwert des Zeiteinstellwiderstandes 603 beträgt 100 000 0hm, 1/2 Watt bei 5 Prozent Toleranz.

Der Abschaltkondensator 604 sollte ein Hochspannungskondensator mit niedrigem Leckstrom sein und vorzugsweise für Wechselspannung bei mindestens 600 Volt effektiv geeignet sein. Der bevorzugte Wert des Kondensators 602 beträgt 5,6 Nanofarad bei - 10 Prozent Toleranz.

Der Diac 403 ist vorzugsweise der Typ 1N 5761A, und der Triac 402 ist vorzugsweise der Typ 2N6157 (Hersteller: Motorola, Inc.).

In Pig. 7 ist ein Beleuchtungssystem mit einer Gasentladungslampe dargestellt, und zwar unter Verwendung einer Quecksilberdampf- oder Metallhalogenid -gasentladungslampe 703· Wenn eine dieser Lampen mit einem Vorlauf-Spitzenlastkreis verwendet wird, ist der eine Kon-

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takt der Gasentladungslampe 703 vorzugsweise mit der Erdleitung des Lastechaltkreises 702 verbunden, und der Laatkondensator 702c ist zwischen den Spannungeabgriff der Primärwicklung 702a und der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 702b geschaltet. Der Hilfsbeleuchtungsschaltkreis 700 ist wie dargestellt geschaltet und arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 6. Das Widerstandselement 706 kann eine Glühlampe 501 (Pig. 5b) aufweisen, die erregt wird, bis die Gasentladungslampe 703 ihre normale Betriebsbedingung erreicht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator 708 vom Zeiteinstellwiderstand 702 sowie die Amplitude und der Phasenwinkel des Ladestroms in den Zeiteinstellkondensator 708 vom Abschaltkondensator 04 derart, daß der Zeiteinstellkondensator 708 nicht mehr auf einen Wert aufgeladen wird, der ausreicht, um den Schalter S zu schließen. Daher ist während des normalen Betriebs der Gasentladungslampe 703 die Glühlampe 501 nicht mehr erregt.

Gemäß den Pig. 4a, 4b und 7 kann eine Ausführungsform des Hilfsbeleuchtungeschaltkreiees 700 eine der Ausbildungen des Schalters S gemäß den Fig. 4a und 4b aufweisen. Vorzugsweise wird der Schalter S gemäß Fig. 4b verwendet.

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Bei dem Beleuchtungssystem mit einer Gasentladungslampe gemäß Fig. 8 sind eine Wechselspannungsquelle 801, ein Laatschaltkreis 802 sowie eine Gasentladungslampe 803 vorgesehen. Der Lastschaltkreis 802 ist vorzugsweise ein gesteuerter Vorlauf-Spitzenlastkreis, der folgende Schaltungselemente aufweist: eine Primärwicklung 802a, deren Enden die Lampen- und Erdleitungen des Lastschaltkreises bilden; ein Spannungsabgriff in der Primärwicklung 802a; eine Sekundärwicklung, deren eines Ende die Lampenleitung des Lastschaltkreises bildet; ein Zündabgriff an einer vorbestimmten Windungszahl der Sekundärspule 802b; und ein Lastkondensator 802c. Der Lastkondensator 802c, die Sekundärwicklung 802b sowie die Gasentladungslampe 803 sind zwischen den Spannungsabgriff der Primärwicklung 802a und die Erdleitung des Lastschaltkreises in der folgenden Weise in Serie geschaltet. Ein Kontakt des Lastkondensators 802c ist verbunden mit dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 802a, und der zweite Kontakt des Lastkondensators 802c ist verbunden mit dem zweiten Ende der Sekundärwicklung 802b. Dae erste Ende (Lampenleitung) der Sekundärwicklung 802b ist verbunden mit einem Kontakt der Gasentladungslampe 803, deren zweiter Kontakt mit der Erdleitung des Laetschaltkreises verbunden ist.

Die dargestellte Ausführungsform des Zündschaltkrei- aes 800 weist ein Widerstandselement 810, einen Impuls-

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kondensator 811, einen Zeiteinstellkondensator 812, einen Shunt-Widerstand 813» einen Zeiteinstellwiderstand 814 sowie einen Schalter S auf. Der eine Kontakt des Widerstandselements 810 ist verbunden mit der Lampenleitung des Lastschaltkreises, und der zweite Kontakt des Widerstandes 810 ist verbunden mit den ersten Kontakten des Impulskondensators 811, des Zeiteinstellkondensators 812 und des Shunt-Widerstandes 813· Die zweiten Kontakte des Shunt-Widerstandes 813 und des Zeiteinstellkondensators 812 sind verbunden mit dem ersten Kontakt des Zeiteinstellwiderstandes 814, und die zweiten Kontakte des Zeiteinstellwiderstandes 814 und des Impulskondensators 811 sind verbunden mit dem Spannungsabgriff der Primärwicklung 802a. Die Hauptkontakte des Schalters S sind zwischen den Zündabgriff der Sekundärwicklung 802b und den ersten Kontakt des Shunt-Widerstandes 813 geschaltet.

Der Schalter ist ein spannungsabhängiger Schalter des oben beschriebenen Typs, und sein Schließvorgang wird bestimmt durch die über dem Zeiteinstellkondensator 812 liegende Spannung. Solange diese Spannung unterhalb eines bestimmten Niveaus ist, bleibt der Schalter S offen.

Die Arbeitsweise des in Fig. 8 dargestellten Zündschaltkreises 800 wird im folgenden beschrieben unter der Voraussetzung, daß die Gasentladungslampe 803 zunächst

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gelöscht ist. Wenn die Wechselspannungsquelle 801 erregt wird, fließt durch die Gasentladungslampe 803 zunächst kein Strom. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet der Lastachaltkreis 802 als Transformator, und die magnetische Kopplung zwischen der Sekundärwicklung 802b und der Primärwicklung 802a bewirkt die Induzierung einer Spannung an der Sekundärwicklung 802b aufgrund der an der Primärwicklung 802a anliegenden Spannung.

Die Spannung über der Sekundärwiddung 802b bewirkt einen Strom auf dem Leitungspfad bestehend aus dem Widerstandselement 810, dem Impulskondensator 811 und dem Lastkondensator 802c. Der Wert des Lastkondensators 802c wird derart gewählt, daß er eine niedrige Impedanz für die Leerlaufspannung der Sekundärwicklung 802b bildet, und daher beginnt der Impulskondensator 811 sich zu laden mit einer Geschwindigkeit, die bestimmt wird im wesentlichen durch die Werte des Impulskondensators 811 und des Widerstandswertes des Widerstandselements 810 sowie durch die Wellenform der Leerlaufspannung des Lastschaltkreises 802.

Wenn die Spannung am Impulskondensator 811 zunimmt, wird dieser eine Spannungsquelle für das Schaltungsnetzwerk bestehend aus dem Zeiteinstellkondensator 812, dem Shunt-Widerstand 813 und dem Zeiteinstellwiderstand 814. Daher fließt ein Strom von dem Impulskondensator811

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zum Zeiteinstellkondensator 812, um diesen mit einer Geschwindigkeit aufzuladen, die im wesentlichen bestimmt wird durch die Werte des Zeiteinstellkondensators 812, des Zeiteinstellwiderstandes 814 sowie des Shunt-Widerstandes 813 und der an dem Impulskondensator 811 anliegenden Spannung.

Wenn die an dem Zeiteinstellkondensator 812 anliegende Spannung einen bestimmten Wert übersteigt, wird der Schalter S geschlossen und der Impulskondensator 811 in der Schleife bestehend aus der Zündwicklung des Lastschaltkreises 802 und des Lastkondensators 802c entladen. Da der Lastkondensator 802c eine niedrige Impedanz aufweist, fließt ein maximaler Strom in die Zündwicklung des Lastschaltkreises 802. Dabei wird eine sehr hohe Spannung zwischen der Lampenleitung und der Stoppwicklung der Sekundärwicklung 802b aufgrund der Transformationswirkung der Sekundärwicklung 802b erzeugt. Diese Spannung zusätzlich zur Spannung zwischen dem Spannungsabgriff der Prümärwicklung 802a und der Erdleitung des Lastschaltkreises 802 liegt an der Gasentladungslampe 803·

Es kann erforderlich sein, daß eine Anzahl von Zündimpulsen der Gasentladungslampe 803 zugeführt werden muß, bevor diese zündet und stromleitend wird. Wenn die Gasentladungslampe 803 zündet, fällt die an der Lampe

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anliegende Spannung auf einen sehr niedrigen Wert und steigt dann auf die normale Betriebsspannung an. Diese normale Betriebsspannung ist natürlich geringer als die Leerlauf-Spitzenspannung des Lastschaltkreises 802 bevor die Gasentladungslampe 803 gezündet ist. Nachdem die Gasentladungslampe 803 gezündet ist, d.h. während die Lampe 803 in Betrieb ist, ist daher die am Impulskondensator 811 anliegende Spannung nicht so groß wie zum Zeitpunkt vor dem Zünden der Gasentladungslampe 803. Folglich ist die am Zeiteinstellkondensator 812 anliegende Spannung immer kleiner als der Wert, der vor dem Zünden der Gasentladungslampe 803 erreicht worden ist. Die Schwellenspannung, bei der der Schalter S geschlossen wird, wird derart ausgewählt, daß der Schalter S vor dem Zünden betätigt, jedoch nach dem Zünden der Lampe 803 nicht mehr betätigt ist. Damit ist ein Zündschaltkreis mit positiver Abschaltcharakteristik gegeben.

In den Fig. 4a und 4b sind zwei Ausfuhrungsformen des Schalters S dargestellt, die bei der Ausführungsform des Zündechaltkreises 800 gemäß Fig. 8 verwendet werden können. Die Arbeitsweise jeder dieser Ausführungsformen ist bereits oben mit Bezug auf die Schaltkreise gemäß Fig.

wird

1 bis 3 beschrieben und/daher nicht wiederholt. Die Ausführungeform gemäß Fig. 4b für den Schalter S wird bevorzugt, da ZündimpulBe bei jeder Halbperiode der Eingangewecheelspannung 801 eräugt werden.

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Obwohl die am Impulskondensator 811 anliegende Spannung nicht ausreichend ist, um den Schalter S bei normaler Betriebsspannung der Gasentladungslampe 803 zu betätigen, ist die Spannung an den Hauptkontakten des Schalter S während des Normalbetriebs der Gasentladungslampe 803 sehr hoch. Polglich muß der Schalter S aus Komponenten aufgebaut sein, die diese sehr hohe Spannung aushalten, ohne leitend zu werden.

Ein weiteres erfindugsgemäßes Beleuchtungssystem mit einer Gasentladungslampe ist in Pig. 9 dargestellt und weist eine Wechselspannungsquelle 801, einen Lastschaltkreis 952 und eine Gasentladungslampe 953 auf. Der Lastschaltkreis 952 ist vergleichbar mit dem Lastschaltkreis 802 (Fig. 8), weist jedoch eine isolierte Zündwicklung 952b auf, während die Zündwicklung des Lastschaltkreises 802 in die Sekundärwicklung des Lastschaltkreises 802 integriert war. Die Verbindung der Wechselspannungsquelle 801, des Lastschaltkreises und der Gasentladungslampe 953 ist identisch mit der Verbindung der entsprechenden Komponenten des in Fig. dargestellten Systems.

Der oben mit Bezug auf Fig. 8 beschriebene Zündschaltkreis 800 kann auch bei dem Beleuchtungssystem

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gemäß Pig. 9 verwendet werden, und die Arbeitsweise des Zündschaltkreises 800 ist in jedem der beiden Systeme ähnlich. Wenn der Schalter S in dem in Fig. 9 dargestellten System geschlossen ist, entlädt sich der Impulskondensator 811 über die isolierte Zündwicklung 952d. Der in dieser Zündwicklung fließende Strom induziert eine Spannung an der Sekundärwicklung 952b, wobei diese Spannung zusätzlich zu der Spannung zwischen dem Spannungsabgriff und der Erdleitung des Lastschaltkreises an der Gasentladungslampe 953 anliegt. Wenn die Gasentladungslampe 953 zündet, hört der Zündschaltkreis 800 ebenfalls auf, weitere Zündimpulse zu erzeugen.

Es besteht ein bedeutender Unterschied zwischen den Nennwerten der Komponenten des Schalters S in Fig. gegenüber denen des Schalters S in Fig. 8. Während des normalen Betriebs der Gasentladungslampe 953 (Pig· 9) ist die zwischen den Hauptkontakten des Schalters S anliegende Spannung wesentlich niedriger als die zwischen den Kontakten des Schalters S in dem System der Pig. 8 anliegende Spannung. Folglich können Komponenten mit niedrigeren Spannungsnennwerten verwendet werden, um den Schalter S in dem in Pig. 9 dargestellten System aufzubauen .

In Pig. 10 ist ein weiteres Beleuchtungssystem mit einer Gasentladungslampe dargestellt unter Verwendung

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eines Zündschaltkreises 800, der in diesem System ähnlich arbeitet wie bei den Systemen gemäß den Fig. 8 und 9. Ersichtlich ist das System gemäß Fig. 10 ähnlich dem System gemäß Fig. 8, mit der Ausnahme, daß der Zündabgriff des Lastschaltkreises 802 näher zu dem Ende der Sekundärwicklung 802b hin angeordnet ist, das die Lampenleitung des Lastschaltkreises bildet.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 8, 9, 10 und 5b bis 5c kann der Zündschaltkreis 800 zusätzlich als Hilfsbeleuchtungsquelle dienen, wenn beispielsweise das Widerstandselement 810 eine Glühlampe 501 (Fig. 5) ist. Wenn der Schalter S geschlossen ist, erregt die Spannung zwischen der Lampenleitung und dem Spannungsabgriff die Glühlampe 501 , ieo daß eine Hilfsbeleuchtungsquelle erhalten wird. Da jeder Zündimpuls, der durch den Zündschaltkreis 800 erzeugt wird, eine hohe Frequenz aufweist, ist es vorteilhaft, eine Reaktanz 860 in Reihe mit der Glühlampe 501 vorzusehen, um eine hohe Impedanz Sr ein hochfrequentes Signal zu erhalten.

Bei dem in Fig. 8 dargestdlten System ist die Reaktanz 860 vorzugsweise ein Induktor, und wenn der Schalter S geschlossen ist, liegt ein wesentlicher Teil der Spannung des Zündimpulees, der an der Gasentladungslampe anliegt, an diesem Induktor. Folglich ist die an der Glühlampe 5OI anliegende Spannung im wesentlichen die

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zwischen der Lampenleitung und dem Spannungsabgriff des Lastschaltkreises 802 liegende Spannung.

Das Widerstandselement 810 kann außerdem eine Spule 502a dea Relais 502 (Fig. 5c) aufweisen, um den Zündeohaltkreis 800 gemäß der Fig. 8, 9 und 10 mit einer Hilfebeleuchtung zu versehen. Wenn das Widerstandeelement 810 eine Spule 502a aufweist, ist die Verwendung der Reaktanz 860 in Reihe mit der Spule 502a nicht erforderlich.

Unter Bezugnahme auf Fig 8 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen getrennten Schaltkreis zu verwenden, um die Hilfsbeleuchtungsquelle in einem System zu betätigen, das einen derartigen Zündschaltkreis verwendet. Dieser getrennte Schaltkreis arbeitet unabhängig von dem Zündsohaltkreis und daher kann die Zeit, während der die Hilfebeleuchtung zur Verfügung steht, genauer gesteuert werden.

Wie dargestellt, weist der Hilfsbeleuohtungeschaltkreis 885 Widerstände 870 und 874» einen Kondensator 872, einen Schalter 878 und ein Widerstandeelement 880 auf. Der Widerstand 870 und der Kondensator 872 sind in Reihe geschaltet zwischen die jiampenleitung und den Spannungsabgriff des Lasteohaltkreisee 802; der Widerstand 874 ist parallel zum Kondensator 872 geschaltet;

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der eine Kontakt des Schalters 878 ist verbunden mit dem Spannungsabgriff des Laatschaltkreises 802 und der zweite Kontakt dea Schalters 878 iat verbunden mit einem Kontakt des Widerstandselements 880; der zweite Kontakt des Widerstandselements 880 ist verbunden mit der Erdleitung des Laatschaltkreises 802.

Der Schalter 878 ist ein spannungsabhängiger Schalter und kann beispielsweise gemäß den Ausfuhrungsformen der Pig. 4-a und 4b aufgebaut sein. Die am Kondensator anliegende Spannung beatimmt daa Schließen dea Schalters 878, und beim Schließen dieses Schalters 878 wird das Widerstandselement 880 durch die zwischen dem Spannungsabgriff und der Erdleitung des Lastschaltkreises 802 auftretende Spannung erregt.

Im Betrieb beginnt der Kondensator 872 aich über den Widerstand 870 durch die Spannung aufzuladen, die an der Sekundärwicklung 802b des Lastachaltkreisea 802 induziert wird. Wenn die Spannung am Kondenaator 872 den Schwellenwert des Schalters 878 überateigt, achließt dieser, so daß das Widerstandeelement 880 erregt wird.

Wenn die Gasentladungslampe 803 zündet, ist di· zwischen der Lampenleitung und dem Spannungsabgriff des Lastschaltkreises 820 anliegend« Spannung auf einem W«rt, daß der Kondensator 872 sich nicht länger auf •inen Wert aufladen kann, der ausreichend ist, um den

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to

diesem ZeitSchalter 878 zu echließen. Daher hört zu punkt die Erregung des Widerstandselements 880 auf, so daß Hilfsbeleuchtung während des Aufheizens der Gasentladungslampe 803 oder während ihres normalen Betriebszustandes erzeugt wird. Wenn jedoch die Gasentladungslampe 803 gelöscht wird, beispielsweise aufgrund eines Fehlers oder aufgrund eines momentanen Leistungsabfalls, wird der Hilfsbeleuchtungsschaltkreis 885 erneut betätigt, um eine Hilfsbeleuchtung in Betrieb zu setzen, bis die Gasentladungslampe erneut zündet.

Gemäß den Pig. 8 und 5a bis 5c kann das Widerstandselement 880 eine Glühlampe 501 oder die Spule 502a des Relais 502 aufweisen.

In den Fig. 9 und 10 ist dargestellt, wie bei diesen Konfigurationen von Beleuchtungssystemen mit Gasentladungslampen ein Hilfsbeleuchtungsschaltkreis 885 verwendet werden kann. Si· Arbeitsweise dieses Schaltkreises 885 in diesen Konfigurationen ist ähnlich der Arbeitsweise des oben mit Bezug auf Fig. 8 beschriebenen Systems.

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Claims

Patentansprüche

M. ) Zündschaltkreis zum Erzeugen von Zündimpulsen für eine Gasentladungslampe mit einer Last mit Netz- und Erdleitungen für eine Eingangswechselspannung, einer Lampenleitung, einer Zündspule und einem Spannungsabgriff, wobei die Gasentladungslampe zwischen die Lampenleitung und die Erdleitung der Last geschaltet ist, gekenn zeich net durch

a) einen Zeitschaltkreis mit einem Zeiteinstellwiderstand (R1 ) und. einem Zeiteinstellkondensator (C1), die in Reihe zwischen den Spannungsabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind,

b) einen Impulskondensator (C2) und ein Widerstandseleiiient (120), die in Reihe zwischen den Zündabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind,

c) einen in Reihe mit der Zündspule geschalteten Schalter (s), die beide parallel zum Impulskondensator (C2) geschaltet sind, wobei die Schließzeit des Schalters (S) durch die an dem Zeiteinstellkondensator (C1) anliegende Spannung bestimmt wird und wobei sich der Impulskondensator (C2) bei geschlossenem Schalter (S) über die Zündspule entlädt, und durch

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ORIGINAL INSPECTED

d) eine Vorrichtung zum Verhindern des Schließens des Schalters (S), wenn die Gasentladungslampe (103) sich ihrem normalen Betriebszustand nähert.
2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zum Verhindern des Schließens des Schalters (S) eine Reaktanz aufweist, die zwischen die Gasentladungslampe (103) und den Schaltungspunkt (130) zwischen dem Zeiteinstellwiderstand (R1) und dem Zeiteinstellkondensator (C1) geschaltet ist.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1, bei dem die Vorlauflast eine Primärwicklung für die Eingangswechselspannung mit einem Spannungsabgriff, eine Sekundärwicklung, deren erster Ausgang die I«ampenleitung der Last bildet, eine Zündspule sowie einen Lastkondensator aufweist, und bei dem eine Gasentladungslampe, der Lastkondensator und die Sekundärwicklung in Reihe zwischen den Spannungsabgriff der Primärwicklung und die Erdleitung der Last geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zum Verhindern des Schließens des Schalters (S) einen Abachaltkondensator (C4) aufweist, der zwischen den einen Anschluß des Lastkondensators (102c) und den Verbindungspunkt zwischen dem Zeiteinstellwiderstand (R1) und dem Zeiteinstellkondensator (C1) geschaltet ist.
4. Zündschaltkreis zur Erzeugung von ZUndimpulsen für eine Gasentladungslampe mit einer Laet mit Netz- und Erd-

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leitungen für eine Eingangswechselspannung, einer Lampenleitung, einer Zündspule und einem Spannungsabgriff, wobei die Gasentladungslampe zwischen die Lampenleitung und die Erdleitung der Last geschaltet ist und wobei der Zündschaltkreis nach dem Zünden der Gasentladungslampe die Erzeugung von Zündimpulsen unterbricht, gekennzeichnet durch

a) einen Impulskondensator (C2) und ein Widerstandselement (120), die in Reihe zwischen die Lampenleitung und den Spannungsabgriff der Last geschaltet sind,

b) einen Zeiteinstellwiderstand (R1) und einen Zeiteinstellkondensator (C1), die in Reihe über den Impulskondensator (C2) geschaltet sind, und

c) einen zwischen Impulskondensator (C2) und dem einen Anschluß der Zündspule geschalteten Schalter (S), dessen Schließvorgang bestimmt wird durch die an dem Zeiteinstellkondensator (C1) anliegende Spannung und wobei sich bei geschlossenem Schalter (S) der Impulskondensator (C2) über die Zündspule entlädt.
5. Schaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorlauflast eine Primärwicklung für die Eingangswechselspannung mit einem Spannungsabgriff, eine Sekundärwicklung, deren erster Ausgang die Lampenleitung der Last bildet, eine Zündspule und einen Lastkonden-

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sator (102c) aufweist und daß eine Gasentladungslampe (103), der Lastkondensator (102c) und die Sekundärwicklung in Reihe zwischen den Spannungsabgriff der Primärwicklung und die Erdleitung der Last geschaltet sind.
6. Hilfsschaltkreis für ein Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen, mit einer Last mit Netz- und Erdleitungen für eine Eingangswechselspannung, einer Lampenleitung, einer Zündspule und einem Spannungsabgriff, wobei die Gasentladungslampe zwJs chen die Lampenleitung und die Erdleitung der Last geschaltet ist, gekennzeichnet durch

a) einen Zeiteinstellwiderstand und einen Zeiteinstellkondensator, die in Reihe zwischen den Spannungsabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind,

b) ein Widerstandselement und einen Schalter, die in Reihe zwischen den Spannungsabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind, wobei die Schließzeit des Schalters durch die an dem Zeiteinstellkondensator anliegende Spannung bestimmt wird und wobei das Widerstandselement bei geschlossenem Schalter erregt wird, und durch

c) eine Vorrichtung zum Verhindern des Schließens des Schalters, wenn die Gasentladungslampe sich ihrem normalen Betriebszustand nähert.

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7. Schaltkreis nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Vorrichtung zum Verhindern des Schließens des Schalters eine Reaktanzfeufweist, die zwische.-i die Gasentladungslampe und den Schaltungspunkt zv/isehen dem Zeiteinstellwiderstand und dem Zeiteinstellkondensator geschaltet ist.
ΰ. Schaltkreis nach Anspruch 6, bei dem die Vorlauflast eine Primärwicklung für die Eingangswechselspannung mit einem Spannungsabgriff, eine Sekundärwicklung, deren erster Ausgang die Lampenleitung der Last bildet, und einen Lastkondensator aufweist, und bei dem eine Gasentladungslampe in : Leihe mit dem Lastkondensator und der Sekundärwicklung zwischen den Spannungsabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung zum Verhindern des ochließens des Schalters einen Abschaltkondensator auf v/ei st, der zwischen den einen Anschluß des Lastkondensators und den Verbindungspunkt zv/i sehen dem Zeiteinstellwiderstand und dem Zeiteinstellkondensator geschaltet ist. α
9. Hilfsschaltkreis für ein Beleuchtungssystem mit Gasentladungslampen, mit einer Last mit Netz- und Erdleitungen für eine Eingangswechselspannung, einer Lampenleitung und einem Spannungsabgriff, wobei die Gasentladungslampe zwisohen die Lampenleitung und die Erdleitung der Last geschaltet ist, gekennzeichnet durch

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a) einen Zeiteinstellwiderstand und einen Zeiteinstellkondensator, die in Fieihe zwischen den Spannungsabgriff der Last und die Lampenleitung geschaltet sind, und durch

b) ein V/iderstandselement und einen Schalter, die in Reihe zwischen den Spannungsabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind, wobei die Schließzeit des Schalters durch die an dem Zeiteinstellkondensator anliegende Spannung bestimmt wird und wobei bei geschlossenem Schalter das Widerstandselement erregt wird.
10. Schaltkreis nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorlauflast eine Primärwicklung für die Eingangswechsel spannung mit einem Spannungsabgriff, eine Sekundärwicklung, deren erster Ausgang die Lampenleitung der Last bildet, und einen Lastkondensator aufweist, und daß die Gasentladungslampe in Reihe mit dem Lastkondensator und der Sekundärwicklung zwischen den Spannungsabgriff und die Erdleitung der Last geschaltet sind.
11. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerstandselement einen Widerstand aufweist.
12. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerstands-

element eine Glühlampe aufweist.
13. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Widerstandselement eine Spule oder ein Relais aufweist.
14. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Schalter einen gesteuerten Siliciumgleichrichter (SCR) und einen Diac aufweist.
15. Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Schalter einen Triac und einen Diac aufweist.
16. Beleuchtungsanordnung mit einer Gasentladungslampe, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 15.

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