DE9112859U1

DE9112859U1 - Speiseschaltung für Gasentladungslampen, insbesondere für Leuchtstofflampen

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Publication number: DE9112859U1
Application number: DE9112859U
Authority: DE
Original assignee: MASER VICTOR 4792 ALTENBEKEN DE
Current assignee: MASER VICTOR 4792 ALTENBEKEN DE
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2001-10-17

Description

Speiseschaltung für Gasentladungslampen, insbesondere für Leuchtstofflampen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Speisung einer Gasenladungslampe, insbesondere einer Leuchtstofflampen, aus einem Wechselspannungsnetz.

Es ist bekannt, eine Leuchtstofflampe aus dem Wechselstromnetz über eine Reihenschaltung mit einer Spannungserhöhungsschaltung zu speisen, damit diese zündet. Hierzu dient gewöhnlich eine Reihenschaltung der Röhre mit einer Drossel und eine Parallelschaltung eines sogenannten Starters zur Röhre, der eine Bimetallschalter enthält, der eine Stromunterbrechung in der Drossel bewirkt, wodurch eine ausreichend hohe Zündspannung an der Leuchtstofflampe entsteht.

Weiterhin weisen die Leuchtstofflampen endseitig Heizfäden auf, die mit dem Starter in Reihe geschaltet sind, um durch eine Aufheizung während des anfänglichen Stromflusses die Zündspannung der Gasentladungslampe zu erniedrigen. Sowohl der Starter als auch die Heizfäden weisen eine beschränkte Lebensdauer auf, und die Gasaufzehrung in der Lampe läßt deren Zündspannung ständig bei Gebrauch ansteigen, so daß deren Lebensdauer dadurch begrenzt ist, daß die von der Zünddrosssel abgegebene Zündspannung letztendlich nicht mehr ausreichend ist. Die Drossel weist den Nachteil auf, daß sie das Netz phasenverzögernd belastet, und sie bringt durch ihren

ohmschen Innenwiderstand einen Leistungsverlust. Auch ist die Drossel relativ schwer und materialaufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wechselstromnetz-Speiseschaltung für eine Gasentladungslampe zu offenbaren, die weder einen Starter noch eine Drossel noch Heizfäden in der Lampe erfordert und eine längere Lebendsdauer der Lampe erbringt.

Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gegeben, daß die Speiseschaltung aus mindestens einer Kaskadengleichrichterschaltung besteht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die zum Betrieb der Gasentladungslampe benutzte Kaskadenschaltung hat den Vorteil, daß mit ihr je nach der Anzahl der Stufen eine Zündspannung erzeugt wird, die bis zu einem der Stufenzahl entsprechenden Mehrfachen der Spitzen- Nezteingangsspannung beträgt. Da die Kaskadenschaltung nur aus Kondensatoren und Dioden besteht, führt sie einen vorlaufenden Blindstrom, der nützlich den i.a. im Netz durch die überwiegend vorhandenen induktiven Verbraucher bewirkten nacheilenden Blindstrom kompensiert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung besteht die Ansteuerschaltung aus zwei zweistufigen Kaskaden mit entgegengesetzter Polung. Dadurch kann die Gesamt spannung das Vierfache der Spitzennetzspannung betragen, die erforderlichenfalls zur Zündung bereitsteht. Ist die die Zündspannung niedriger als die maximal mögliche Kaskadenspannung, was gewöhnlich und nach einer erfolgten Erstzündung nach einer längeren Abschaltzeit der Fall ist,

so bricht die Spannung nach der Zündung schnell auf einen niedrigeren Brennspannungswert zusammen.

Dieser Effekt wird zu ökonomischen Dimensionierung der beiden lampenseitigen Kondensatoren genutzt, die eine so geringe Kapazität haben, daß ihre Ladung nur zur Erzeugung eines ausreichenden Zündstromflusses reicht. Die Arbeitsleistung zur Speisung des Brennvorganges wird nur durch die beiden netzseitigen Kondensatorren geführt, weshalb diese zweckmäßig eine über 1000-fach höhere Kapazität aufweisen als die lampenseitigen Kondensatoren.

Weiterhin hat die Doppelwegschaltung den Vorteil, daß für den Brennbetrieb der Nutzstrom alternierend durch die beiden Kondensatoren fließt und nicht mehrere Kondensatoren hintereinander geschaltet sind. Die wesentlich kleineren Zündkondensatoren sind dabei zu vernachlässigen.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild der bevorzugten Ausführung.

Die Speiseschaltung der Gasentladungslampe (L), die vorzugsweise eine handelsübliche Leuchtstoffröhre ist, besteht aus zwei zweistufigen

Kaskadengleichrichterschaltungen (Kl, K2) . Jede dieser Kaskaden (Kl, K2) besteht aus einem von einem ersten Netzleiter (Nl) gespeisten Kondensator (Cl, C2) , jeweils zwei daran mit entgegengesetzten Polen angeschlossenen Dioden (Dl, D2; D3, D4) , von denen jeweils die eine an den zweiten Netzleiter (N2) und die andere an einen Anschluß eines lampenseitigen Kondensators (C3, C4) führt, der andererseits an den zweiten Netzleiter (N2) angeschlossen ist.

Die beiden Diodenpaare (Dl, D2; D3, D4) sind jeweils

paarweise umgekehrt zueinander gepolt, so daß an den lampenseitigen Anschlüssen der Kondensatoren (C3, C4) eine entgegengesetzte Spannung ansteht, die den beiden Lampenelektroden zugeführt ist. Als Überstromschutz für die Kondensatoren und die Gasenladungslampe ist mit dieser ein Srombegrenzungswiderstand (R) in Reihe geschaltet. Dieser ist so niedrig gewählt, daß nur ein relativ geringer Verlust entsteht. Im allgemeinen genügt es, wenn er so dimensioniert ist daß an ihm im Mittel eine Spannung abfällt, die nicht größer 5% der Netzspannung ist.

Folgende Tabelle zeigt günstige Schaltungsdimensionierung für die handelsüblichen Leuchtstoffröhren in 22V Wechsel Spannungsbetrieb.

Leistung Kapazität Cl, 0.2 Kapazität C3, C4 Widerstand R Watt mikroFarad nanoFarad Ohm

16

20

60 60 30 30

Die netzseitigen Kondensatoren (Cl, C2) haben eine Kapazität die den Brennbetrieb sicherstellen. Die lampenseitigen Kondensatoren sind über 1000-fach kleiner in ihrer Kapazität; sie brauchen nur einen ausreichenden Zündstrom bereitstellen. Die Dimensionierung der Bauteile ist sehr unkritisch bezüglich des Kapazitätswertverhältnisses.

Claims

SchutzanSprüche

1. Schaltungsanordnung zur Speisung einer Gasenladungslampe (L), insbesondere Leuchtstofflampe, aus einem Wechselspannungsnetz (Nl, N2), dadurch gekennzeichnet, daß diese Schaltunsanordnung aus mindestens einer Kaskadengleichrichterschaltungsanordnung (Kl, K2) besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Kaskadengleichrichterschaltungsanordnung (Kl,K2) aus zwei gegenpolig geschalteten zweistufigen Kaskadengleichrichterschaltungen (Kl, K2) besteht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Gasentladungslampe (L) ein Strombegrenzungswiderstand (R) geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strombegrenzungswiderstand (R) so bemessen ist, daß gemittelt an ihm eine Spannung, die etwa 3 bis 10% einer Netzbetriebsspannung entspricht, abfällt.

5. Schaltungsanordnung nach einem 'der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die netzseitigen Kondensatoren (Cl, C2) der

Kaskadengleichrichterschaltung(en) (Kl, K2) eine wesentlich höhere Kapazität aufweisen als die

lampenseitigen Kondensatoren (C3, C4).

6. Schaltungskondensatoren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die netzseitigen Kondensatoren (Cl, C2) , die 1000- bis 5000-fache Kapazität der lampenseitigen Kondensatoren (C3, C4) aufweisen.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine 100 W-Nennleistungs-Leuchtstofflampe (L) die netzseitigen Kondensatoren (Cl, C2) eine Kapazität von 20 mikroFarad und die lampenseitigen Kondensatoren (C3, C4) eine Kapazität von 6,8 nF aufweisen und der Strombegrenzungswiderstand (R) einen Widerstandswert von 20 bis 50 Ohm aufweist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für eine 40 W-Nennleistungs-Leuchtstofflampe (L) die netzseitigen Kondensatoren (Cl, C2) eine Kapazität von 4 mikroFarad und die lampenseitigen Kondensatoren (C3, C4) eine Kapazität von 3,3 nF haben und der Strombegrenzungswiderstand (R) einen Widerstandswert von 50 - 100 Ohm aufweist.