DE3108547A1 - "zuendschaltung fuer eine hochdruckmetalldampfentladungslampe" - Google Patents

Description

Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, München

Zündschaltung für eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe * )

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe, bei der in der spannungsführenden Versorgungsleitung zwischen die Lampe und das Vorschaltgerät die Sekundärwicklung eines zu einer Überlagerungszündschaltung gehörigen Impulstransformators geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung der Lampe und der Sekundärwicklung durch eine als Hochfrequenzrückschlußkondensator wirkende Reihenschaltung aus Stoßkondensator und Zündhilfskondensator überbrückt ist und im Stromkreis der Primärwicklung ein nach erfolgter Lampenzündung die Uberlagerungszündschaltung abschaltendes Schaltteil angeordnet ist.

Es ist bekannt, für die Zündung kalter wie auch für die Wiederzündung warmer Hochdruckmetalldampfentladungslampen, wie zum Beispiel Natrium- oder Halogenmetalldampf-Hochdruckentladungslampen , Überlagerungszündschaltungen zu verwenden, denen ein Zündhilfskondensator mit einem in Reihe geschalteten Dämpfungswiderstand zugeordnet ist. Dieser Dämpfungswiderstand kann bei Lampen mit Leistungen <^ 400 W entfallen, wenn die Induktivität der Sekundärseite des Impulstransformators eine genügende Begrenzung des Kondensatorstromes bei der Zündung der Lampe bewirkt.

*) H 05 B 41/231 - / -

Die Zündhilfsreihenschaltung wird dabei entweder über einen manuell zu betätigenden oder einen vom Vorschaltgerätestrom abhängigen Relaiskontakt während des Zündvorganges dazugeschaltet. Derartige Zündschaltungen erfordern einen hohen Aufwand, sind teuer in der Herstellung, weisen eine hohe Temperaturempfindlichkeit auf und sind in bezug auf die spannungsführenden Kontakte besonders störanfällig.

Es ist weiterhin bekannt, bei Überlagerungszündschaltungen nach Lampenzündung weitere Zündimpulse durch eine Halbleiterschaltung zu unterbinden, jedoch fehlt diesen Schaltungen bislang eine zuverlässige Zündsicherheit insbesondere bei schwer zündenden Lampen.

Es sind weiterhin Zündschaltungen bekannt, bei denen durch die Impulserzeugung tonfrequente Schwingungen erzeugt werden, die die Lampenzündung erleichtern. Derartige Schaltungen sind in der DE-PS 1 589 306, insbesondere in den Figuren 3 und 4, beschrieben. Trotz der Vorteile sind diese Schaltungen nicht verwendet worden, da sich darin zwei wesentliche Nachteile herausstellten: Bei den vorgeschlagenen Schaltungen war in der Serienfertigung weder der für automatisch arbeitende Zündgeräte erforderliche Betriebsspannungsbereich zwischen I60 und. I98 V noch die für eine sichere Lampenzündung notwendige Phasenlage der Zündimpulse zwischen 6O und 9O°el der 50 Hz-Netzhalbwelle einzuhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisch arbeitendes Überlagerungszündschaltgerät zu schaffen, bei dem Einsatz- und Abschaltspannung

sowie die Phasenlage der Zündimpulse im erforderlichen engen Bereich liegen und durch die eine sichere Kalt- und Warmzündung auch schwer zündender Lampen gewährleistet ist. Der Aufwand an Bauteilen soll größen- und kostenmäßig gering gehalten werden.

Überraschenderweise kann diese Aufgabe bei einer Zündschaltung mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches genannten Merkmalen dadurch gelöst werden, daß dem Zündhilfskondensator ein Widerstand parallelgeschaltet ist, der die Einhaltung des gewünschten Betriebsspannungsbereiches und der gegebenen Grenzen für die Phasenlage der Zündimpulse gewährleistet. Der Widerstand wirkt dabei sowohl als Entladewiderstand für den Zündhilfskondensator wie auch als Ladewiderstand für den Stoßkondensator. Das die Zündimpulse nach der Lampenzündung abschaltende Schaltteil ist dabei ein symmetrisch schaltender Halbleiter mit definierter Schaltspannung, z.B. eine Vierschichtdiode oder entsprechend gesteuerte Triacs.

Mit der erfindungsgemäßen Zündschaltung sind sowohl schwer zündende kalte Lampen wie auch warme Lampen zuverlässig und schnell zu zünden. Die Ausnutzung des induktiven Vorschaltgerätes für den Reihenschwingkreis reduziert den Schaltungsaufwand für die Überlagerungszündschaltung und verhindert durch Überlagerung der Ströme von Drossel und Zündhilfskondensator eine stromlose Pause nach der Lampenzündung. Die Verwendung eines symmetrisch schaltenden Halbleiterbauelementes ermöglicht Zündimpulse während jeder Netzhalbwelle. Durch die Verwendung des Widerstandes parallel zum Zündhilfskondensator als Ladewiderstand für. den Stoßkondensator

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und als Teil des HF-Rückschlußkondensators erhält man ein kompaktes Zündgerät, das bei einer hohen Leerlaufspannung während der Lampenzündung mehrere Impulse bei sehr kurzer Impulsfolge liefert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert

Figur 1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Zündgerätes

Figur 2 zeigt ein Prinzipschaltbild entsprechend der Figur 1 unter Verwendung eines Spartransformators .

In Figur 1 ist eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe 1 an den Ausgang und die Versorgungsspannung (Ph, Mp) über eine Drossel 2 an den Eingang des Zündgerätes 3 angeschlossen. Die Schaltung innerhalb des Zündgerätes 3 weist im wesentlichen einen Impulstransformator k auf, dessen Sekundärwicklung 5 in der spannungsführenden Versorgungsleitung zwischen der Lampe 1 und der Drossel 2 liegt. Der Reihenschaltung von Sekundärwicklung 5 und Lampe 1 ist zunächst eine Reihenschaltung des Stoßkondensators 7 und des Zündhilfskondensators 10 parallelgeschaltet, dem wiederum der Entladebzw. Ladewiderstand 6 parallelgeschaltet ist. Dem Stoßkondensator 7 ist dann eine Reihenschaltung der Primärwicklung 8 des Impulstransformators k und einer symmetrisch schaltenden Vierschichtdiode 9 parallelgeschaltet. Der Hochfrequenzrückschluß wird durch die Reihenschaltung des Stoßkondensators 7 und des Zündhilfskondensators 10 gewährleistet.

Der Stoßkondensator 7 wird über die Parallelschaltung des Zundhilfskondensators 10 und des Widerstandes 6 aufgeladen, bis seine Spannung einen Wert erreicht, der die SchaItspannung der Vierschichtdiode 9 übersteigt. Dadurch geht der Widerstand der Vierschichtdiode 9 gegen Null, wodurch sich der Stoßkondensator 7 über die Primärwicklung 8 des Impulstransformators 4 entlädt. Der Spannungsabfall in der Primärwicklung 8 wird im Verhältnis der Windungszahl des Impulstransformators 4 hochtransformiert, wodurch Hochspannungsimpulse von ca. 2 kV bis ca. 5 kV - je nach Übersetzungsverhältnis des Impulstransformators - an die Lampe 1 gelangen. Gleichzeitig, noch während die Vierschichtdiode 9 durchgeschaltet hat, wird der Schwingkreis, bestehend aus der Drossel 2 und dem Zündhilfskondensator 10 mit seiner Eigenfrequenz in Höhe von 500 bis ca. 2000 Hz um Schwingen angeregt, so daß am Zündhilfskondensator 10 und über die Sekundärwicklung 5 des Impulstransformators 4 an der Lampe 1 eine überhöhte Leerlaufspannung entsteht, die die Lampenzündung auch schwer zündender Lampen ermöglicht.

Nachdem sich der Stoßkondensator 7 entladen hat und dessen Spannung wieder unterhalb der Sehaltspannung der Vierschichtdiode 9 liegt, sperrt diese bei Umpolung des Stromes und unterbricht den Stromkreis für den aus der Drossel 2 und dem Zündhilfskondensator 10 bestehenden Reihenschwingkreis.Währenddessen erreicht der Stoßkondensator 7 im Verlaufe der Schwingung wieder die SchaItspannung der Vierschichtdiode und schaltet erneut durch. Dieses erfolgt im Laufe einer Schwingung zwischen zwei- und sechsmal, wodurch sich Impulse

in Abständen von 0,1 ... 0,5 msec ergeben. Durch die enge Folge der Zündimpulse bei überhöhter Versorgungsspannung wird die Zündung auch schwer zündender Lampen gesichert.

Während der Zündung liegt an der Lampe eine Spannung von %00 ... 500 V an. Da sich die Ströme der Drossel 2 und des Zündhilfskondensators 10 im Moment der Lampenzündung überlagern, wird die bei Zündgeräten anderer Bauart übliche Strompause vermieden; das sonst häufig zu beobachtende Verlöschen der Lampe 1 unmittelbar nach deren Zündung tritt nicht auf. Nach der Zündung liegt nur noch die Lampenbrennspannung am System an. Die Vierschichtdiode 9 wird nichtleitend und schaltet den Zündhilf skondensator 10 ab, wodurch die Zündschaltung passiviert wird. Der Hochfrequenzrückschlußkondensator, gebildet aus der Reihenschaltung des Stoßkondensators 7 und des Zündhilfskondensators 10, schließt hochfrequente Impuls- und Zündspannungsspitzen kurz, um diese nicht in das Versorgungsnetz gelangen zu lassen.

Die Schaltungsanordnung der Figur 2 stellt lediglich eine Abwandlung der in Figur 1 dargestellten Zündschaltung dar, wobei gleiche Teile mit gleicher Bezifferung versehen sind. Der Impulstransformator 11 mit der Sekundärwicklung 12 und der Primärwicklung 13 ist hierin als Spartransformator ausgeführt. Die übrigen Bauteile entsprechen denen der Figur 1 und werden in ihrer Funktion nicht verändert.

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Zündschaltung für eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe , bei der in der spannungsführenden Versorgungsleitung zwischen die Lampe (1) und das Vorschaltgerät (2) die Sekundärwicklung (5) eines zu einer Überlagerungszündschaltung gehörigen Impulstransformators (k) geschaltet ist, wobei die Reihenschaltung der Lampe (1) und der Sekundärwicklung (5) durch eine als Hochfrequenzrückschlußkondensator wirkende Reihenschaltung aus Stoßkondensator (7) und Zündhilfskondensator (10) überbrückt ist und im Stromkreis der . Primärwicklung (8) ein nach erfolgter Lampenzündung die Überlagerungszündschaltung abschaltendes Schaltteil (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zündhilfskondensator (10) ein Widerstand (6) parallelgeschaltet ist, der die Einhaltung des gewünschten Betriebsspannungsbereiches und der gegebenen Grenzen für die Phasenlage der Zündimpulse gewährleistet.
2. 2. Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltteil symmetrisch schaltende Vierschichtdioden oder entsprechend gesteuerte Triacs enthält.