DE29501343U1

DE29501343U1 - Elektrisches Leuchtmittel

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Publication number: DE29501343U1
Application number: DE29501343U
Authority: DE
Original assignee: BRAND ERBISDORFER LICHTQUELLEN
Current assignee: BRAND ERBISDORFER LICHTQUELLEN
Priority date: 1995-01-28
Filing date: 1995-01-28
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2005-01-29
Also published as: DE29515504U1

Description

Brand-Erbisdorfer Lichtquellenproduktionsund Vertriebsgesellschaft mbH
Industriegebiet Nord

09618 Brand-Erbisdorf

Elektrisches Leuchtmittel

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Leuchtmittel, bestehend aus einer Leuchtstofflampe und einer Beschattung, die insbesondere für den Einsatz bei hoher Schaltfrequenz und vergleichsweise niedrigen Lichtströmen geeignet ist.

Bekannt sind Leuchtstofflampen mit vorgeheizten Elektroden, bei denen der Entladungsstrom durch ein induktives oder kapazitives Vorschaltgerät gesteuert wird, wie sie beispielsweise in "Electrical Discharge Lamps", M.J.T. Press 1991, J.F. Waymouth, beschrieben werden. Ein Glimmstarter bewirkt durch eine Stromänderung die Induktion einer Zündspannung, die ihrerseits die Gasentladung in der Lampe initiiert. In den letzten Jahren erfolgt zunehmend die Zündung und Stromstabilisierung von Leuchtstofflampen durch elektronische Vorschaltgeräte, die mit einer Frequenz zwischen 20 kHz und 40 kHz arbeiten.

Diese Leuchtmittel, bestehend aus induktivem, kapazitivem oder elektronischem Vorschaltgerät, decken einen Leistungsbereich zwischen 100 Lumen und 10 000 Lumen ab und arbeiten generell mit Wechselspannung.

Bekannt sind darüber hinaus Glimmleuchtstofflampen im Leistungsbereich zwischen 1 Lumen und 50 Lumen, bei denen Kaltkatoden zur Aufrechterhaltung der Gasentladung dienen. Diese Glimmleuchtstofflampen benötigen wegen der Kaltelektroden hohe Zündspannungen. Um die Höhe der Zündspannung zu senken, wird dem Füllgas Krypton 85 zugesetzt, und es werden Zündelektroden, die über einen Zündwiderstand eine Hilfsgasentladung zünden, verwendet. Zur Zündung und Stromstabilisierung werden Streufeldtransformatoren genutzt, die die notwendige sehr hohe Zündspannung bereitstellen.

Bekannt sind auch Beschaltungen von Glimmleuchtstofflampen, bei denen neben der oben beschriebenen Zündelektrode die Stromstabilisierung über einen Vorwiderstand erfolgt. Nachteilig bei solchen Systemen ist, daß im Falle eines Betriebes ohne vorgeschalteten Transformator, die Positive Säule im allgemeinen eine Länge von 4 cm nicht übersteigen darf, da sonst keine Zündung der Lampe erfolgt.

Der in den Schutzansprüchen angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leuchtmittel, bestehend aus Glimmleuchtstofflampe und Beschaltung, zu schaffen, das

- einen 230 V-Netzbetrieb ohne Transformator erlaubt;

- eine sehr hohe Lebensdauer und Schaltfestigkeit besitzt;,

- die Zündung von Glimmleuchtstofflampen mit einer Positiven Säule von mehr als 200 mm direkt am 230-V-Netz gestattet,

- einen höheren Entladungsstrom und damit höhere Lichtstrompakete erschließt;

- eine angemessene Lichtausbeute erzielt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

1. die Glimmleuchtstofflampe an einer speziell dimensionierten Spannungsverdopplerschaltung betrieben wird, die die Lampe mit Gleichspannung versorgt;

2. die Katode als Kaltkatode ausgebildet wird, die erforderlichenfalls mit einer Hilfselektrode ausgebildet wird, wobei die Hilfselektrode über einen Zündwiderstand mit der Anode verbunden ist;

3. der Katodenfall durch Anwendung von mangan- oder lanthanhaltigen

Elektroden erniedrigt wird;

4. der Totaldruck, p, des Quecksilber-Edelgasgemisches in Abhängigkeit von der Länge der Positiven Säule, 1, der Beziehung

&rgr; &khgr; 1 = 100 000 Pa cm +/- 40 000 Pa cm folgt;

5. die Geometrie und die thermischen Bedingungen der Lampe so gewählt werden, daß eine kataphoretische Entmischung des Quecksilberdampfes im Entladungsraum auch im Dauerbetrieb vermieden wird.

Als Beschaltung wird eine Spannungsverdopplerschaltung verwendet, deren Kondensatoren (7) so dimensioniert sind, daß nur im Zündmoment die volle von der Verdopplerschaltung erzeugte Gleichspannung zur Verfügung steht. Im Brennbetrieb bricht die Gleichspannung auf eine Spannung zusammen, die nur unwesentlich über der Spannung einer Gleichricht-Brückenschaltung (6) liegt. Damit wird ein energetisch vorteilhafter Spannungsabfall über einen Blindwiderstand auch bei Gleichspannung erreicht. Über den Vorwiderstand (8) im Lampenkreis fällt die verbleibende Spannungsdifferenz zwischen der von der Beschaltung erzeugten Spannung und der Lampenspannung ab.

·* &diams; ·4

Die bei Gleichspannungsbetrie von Leuchtstofflampen häufig zu beobachtende Verarmung eines Teiles des Entladungsraumes durch kataphoretische Effekte tritt beim Leuchtmittel gemäß Erfindung nicht auf, da durch die Erwärmung der Katode eine starke Bewegung des Füllgases bewirkt wird, die der Kataphorese entgegenwirkt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Aufbau der Glimmleuchtstofflampe

Durchmesser der Lampe:

Länge der Lampe:

Katode:

Anode:

Füllgas:

Fülldruck:

12 mm 200 mm lanthanbeschichtete Doppelkatode Stiftanode Neon mit Spuren v. Argon bzw. Kr 4000 Pa

Dimensionierung der Beschaltung

Vorwiderstand: Zu nd widerstand: Kapazitäten: Netz:

5 k Ohm

1000 k Ohm = > 1 M Ohm 400 &eegr; F 230 V Wechselspannung

Ergebnisse

Lichtstrom:

Lampenstrom:

Lampenspannung:

Zündung erfolgt bei:

Schaltzahl:

Brenndauer:

40 Lumen 10 mA 200 V 180 V, 0 ⁰C größer 10 000 größer 10 000 h

Claims

Elektrisches Leuchtmittel Schutzansprüche

1. Elektrisches Leuchtmittel, bestehend aus der Kombination von Leuchtstofflampe (9) und elektrischer Beschallung, wobei die Leuchtstofflampe (9) aus einem leuchtstoffbeschichteten Gasentladungsrohr (1) besteht, das eine Edelgas-Quecksilberdampf-Füllung aufweist, mit Elektroden ausgestattet ist und über eine spezielle Schaltung betrieben wird, die die Zündung und die Stromstabilisierung der Lampe gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstofflampe (9) eine Anode (2) und eine Katode (3) besitzt und daß die Leuchtstofflampe mit Gleichspannung betrieben wird und Lampendurchmesser, Lampenlänge, Druck des Puffergases und Katodenkonstruktion so aufeinander abgestimmt sind, daß die kataphoretische Wanderung von Quecksilberionen in Richtung Katode durch Thermodiffussion, die durch die wärmeerzeugenden Verlustprozesse im Katodenfall bewirkt werden, so kompensiert werden, daß ein Dauerbetrieb der Lampe mit Gleichspannung ermöglicht wird und daß die Zündung und der Betrieb der Lampe über eine Beschaltung erfolgt, die diese Gleichspannung erzeugt, die über eine Diodenkombination (6) bereitgestellt, wird, wobei parallel zu zwei Dioden (6) Kondensatoren (7) geschaltet sind, so daß die Bauelementekombination eine Spannungsverdopplerschaltung darstellt, die in Verbindung mit dem Lampenwiderstand (8) bzw. den Lampenwiderständen (3) so dimensioniert ist, daß nach der Zündung der Lampe die Lampenspannung nur unwesentlich die Spannung einer Gleichspannungsbrückenschaltung übersteigt und dadurch eine Blindwiderstandswirkung auch im Gleichspannungsbetrieb erzeugt wird.

2. Elektrisches Leuchtmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katode (3) eine mit Lanthan beschichtete Metallfläche verwendet wird.

3. Elektrisches Leuchtmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katode (3) ein Metall mit einem Anteil von Mangan größer 5 % verwendet wird.

4. Elektrisches Leuchtrrittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspannung der Leuchtstofflampe dadurch verringert wird, daß neben den in den Ansprüchen 2 und 3 beschriebenen Katoden (3) Hilfsanoden (4) eingesetzt werden, zwischen denen über einen Zündwiderstand (10) im Zündmoment eine Entladung gezündet wird.

5. Elektrisches Leuchtmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Leuchtstofflampe zur Erniedrigung der Zündspannung ein Zündstrich (5) aufgebracht wird, der elektrisch mit der Anode verbunden ist.

6. Elektrisches Leuchtmittel nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zur Erniedrigung der Zündspannung ein elektrisch mit der Beschaltung verbundenen längs der Leuchtstofflampe angeordneten Metallstreifen aufgebracht oder die Lampe in engen Kontakt mit einem solchen Streifen gebracht wird.

7. Elektrisches Leuchtmittel nach Anspruch 1-3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen ein Metallsteg einer Leiterplatte ist.

8. Elektrisches Leuchtmittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fülldruck des Puffergases in der Nähe der minimalen Zündspannung nach Paschen vorzugsweise bei einem Druck größer 800 Pa Hegt.