AT403870B

AT403870B - Zündgerät für kaltstartentladungslampen

Info

Publication number: AT403870B
Application number: AT0114894A
Authority: AT
Original assignee: Tridonic Bauelemente
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1998-06-25
Also published as: ATA114894A; CH690156A5

Description

AT 403 870 B

Die Erfindung betrifft ein Zündgerät für Kaltstart-Entladungslampen, das an eine Wechselstromquelle, insbesondere an ein Wechselstromnetz anzuschließen ist, und eine Drossel, einen Zündschalter sowie einen Stoßkondensator aufweist, die so miteinander verbunden sind, daß beim Schließen des normalerweise offenen Zündschalters durch Entladen des Stoßkondensators ein zum Zünden der Entladungslampe ausreichender Spannungsstoß entsteht und mit einem normalerweise geschlossenen temperaturempfindlichen Schalter, der oberhalb eines vorbestimmten Übertemperaturwertes öffnet.

In der EP 0 259 646 A1 wird ein elektronisches Vorschaltgerät für Warmstart-Gasentladungslampen beschrieben, welches einen Schalter aufweist, der den Serienresonanzkreis nach dem Zünden der Lampe unterbricht, um so den Betriebswirkungsgrad durch Verminderung von Verlustleistungen zu verbessern.

In der EP 0 054 271 A1 wird ein Schalter benutzt, der durch Öffnen eines Stromkreises einen hohen Spannungspuls an die Gasentladungslampe legt, um diese zu zünden, wobei das Öffnen des Schalters aufgrund von Wärme durch Stromfluß bewirkt wird.

Die GB 2 254 070 A betrifft eine Zündschaltung für Warmstart-Entladungslampen, die einen temperaturempfindlichen Schalter .aufweist, der in Reihe mit einem Zünder und zwei parallelen Widerständen geschaltet ist, wobei die Widerstände mit dem Schalter thermisch gekoppelt sind. Der temperaturempfindliche Schalter wird hier dazu verwendet, um bei Nichtzünden der Entladungslampe aufgrund des Aufheizens der Widerstände den Stromkreis zu unterbrechen und so die Elektroden der Gasentladungslampe vor Überhitzung zu schützen.

Die GB 2 072 967 A benutzt einen temperaturempfindlichen Schalter, um einen empfindlichen Kondensator vor Überhitzung zu schützen, der die Zündung der Gasentladungslampe verursacht, wobei der temperaturempfindliche Schalter mit dem Lampensockel thermisch gekoppelt ist und aufgrund der Wärmewirkung der gezündeten Gasentladungslampe öffnet.

Aus der JP 58-30061 A ist die Verwendung eines temperaturempfindlichen Schalters im Zündkreis einer Gasentladungslampe zu entnehmen.

Nach der DE 25 16 638 A und der DE 39 11 758 A sind Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen mit vorheizbaren Elektroden bekannt, die jedoch weder einen Stoßkondensator noch einen Ladewiderstand aufweisen. Die Drossel ist hier thermisch mit einem temperaturempfindlichen Schalter gekoppelt. Wenn sich die Drossel erhitzt, öffnet der Schalter, wodurch der Strom durch die Drossel unterbrochen wird. Nachdem sich dieser abgekühlt hat, schließt der Schalter wieder usw.

Nach dem Buch ''Betriebsgeräte und Schaltungen für elektrische Lampen" von C.H. Sturm/E. Klein Verlag Siemens AG, 6. Auflage, 1992, S. 193 - 195, sind verschiedene Zündgeräte für Halogen-Metall-dampf-Hochdrucklampen bekannt. Das einfachste Zündgerät (Bild 4.17 auf S. 193) enthält als wesentliche Schaltelemente lediglich eine Drossel, einen Stoßkondensator und einen Zündschalter. Beim Durchschalten des Zündschalters wird der Stoßkondensator etwa auf das doppelte des Scheitelwertes der Netz-Versorgungsspannung aufgeladen. Für den Fall, daß die Zündspannung nicht ausreichen sollte, wird ein weiteres Zündgerät (Bild. 4.20 auf S.194) empfohlen, das zusätzlich einen Impulstransformator enthält, der die Zündspannung hochtransformiert.

In dem genannten Buch von C.H. Sturm/E. Klein wird ferner vorgeschlagen (S. 194, Bild 4.19), eine angezapfte Drossel zu verwenden, die auch die Funktion des Impulstransformators übernimmt. Wenn sich der Stoßkondensator beim Einschalten des Zündgerätes auflädt, so schaltet der Zündschalter automatisch beim Erreichen einer kritischen Spannung durch, mit der Folge, daß der eingangsseitige Teil der Drossel mit dem Stoßkondensator einen Schwingkreis bildet, wodurch eine Schwingung erzeugt wird, die von der als Spartransformator funktionierenden Drossel hochtransformiert wird. Die hochtransformierte Spannung wird über einen Kompensationskondensator an die Lampe gelegt, die dann zündet.

In dem erwähnten Buch von C.H. Sturm/E. Klein wird auf Seite 201 weiterhin ein Vorschaltgerät mit einem thermischen Schutz vorgeschlagen. Dazu soll eine Thermosicherung oder ein Schalter bzw. ein PTC-Widerstand eingesetzt werden, der bei zu hohen Temperaturen den Strom unterbrechen bzw. hochohmig machen kann. Diese Schutzbauelemente sollen einen guten Wärmekontakt zu der Drosselwicklung haben, da ein großer Wärmewiderstand zwischen Schutzbauelement und Wicklung bei schnellem Temperaturanstieg ein hohes Überschwingen der Wicklungstemperatur bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zündgerät für eine Kaltstart-Entladungslampe zu schaffen, das eine Erhitzung der Drossel möglichst bereits im Vorfeld der Erwärmung vermeidet und bei einer Fehlfunktion gewährleistet, daß der Schutz bis zu dessen Behebung beibehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wonach der temperaturempfindliche Schalter in Serie mit der Drossel und parallel zu einem mit dem Schalter thermisch gekoppelten Haltewiderstand geschaltet ist, und daß in Serie mit dem Stoßkondensator ein mit dem temperaturempfindlichen Schalter thermisch gekoppelter Ladewiderstand geschaltet ist. 2

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Dadurch wird folgendes erreicht: Wenn sich die Drossel beispielsweise infolge einer Serie von erfolglosen Startversuchen zu erhitzen droht, wird bereits der mit dem Stoßkondensator in Serie liegende Ladewiderstand vorher so stark erwärmt, daß er infolge seiner thermischen Kopplung mit dem temperaturempfindlichen Schalter letzteren veranlaßt, sich zu Öffnen. Es fließt dann weiterhin Strom über den Haltewiderstand. Allerdings ist der durch den Haltewiderstand fließende Strom durch entsprechende Dimensionierung des Haltewiderstandes so stark begrenzt, daß er keine weitere Erhitzung der Drossel und der übrigen Bauelemente verursachen kann; die bereits erfolgt Erhitzung nimmt vielmehr ab. Der Haltewiderstand selbst erhitzt sich jedoch durch den durch ihn hindurchfließenden Strom so stark, daß er den temperaturempfindlichen Schalter offen hält, und zwar so lange, bis das Zündgerät vom Netz abgetrennt wird und auch durch den Haltewiderstand kein Strom mehr fließen kann. Auf diese Weise wird ein unerwünschtes wiederholtes Öffnen und Schließen des temperaturempfindlichen Schalters bei Überlastung oder einem Defekt vermieden.

Vorteilhafterweise ist der temperaturempfindliche Schalter gemäß Patentanspruch 2 mit der Drossel thermisch gekoppelt, so daS eine Erhitzung der Drossel zu einem Öffnen des temperaturempfindlichen Schalters führt. Der temperaturempfindliche Schalter kann dazu direkt auf der Drossel montiert sein.

Wenn - wie bekannt - mit dem Stoßkondensator ein Ladewiderstand in Serie geschaltet ist, so kann gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung nach Patentanspruch 3 der temperaturempfindliche Schalter auch mit dem Ladewiderstand thermisch gekoppelt sein. Auch der durch den Ladewiderstand fließende Strom führt dann zu einem Öffnen und gegebenenfalls zu einem Offenhalten des temperaturempfindlichen Schalters.

Falls die Thermokopplung zwischen dem temperaturempfindlichen Schalter und der Drossel nicht ausreichend oder nicht möglich ist, besteht gemäß Patentanspruch 4 auch die Möglichkeit, daß die Drossel angezapft und als Spartransformator so geschaltet ist, daß ein Teil von ihr mit dem Stoßkondensator einen Schwingkreis bildet und daß der beim Öffnen des Zündschalters entstehende Spannungstoß hochtransformiert wird. Damit erreicht man eine Reduktion der benötigten Bauteile, die sich kostengünstig auswirkt.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung kann gemäß Patentanspruch 5 darin bestehen, daß der temperaturempfindliche Schalter und/oder der Haltewiderstand und/oder der Lastwiderstand direkt auf der die Drossel bildenden Spule angebracht sind. Auf diese Weise wird ein verbesserter Wärmekontakt zwischen dem temperaturempfindlichen Schalter und den übrigen Bauelementen gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig. 1 das Schaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündgerätes, Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Drossel mit abgenommenen Endkappen, Fig. 3 eine Ansicht A der Drossel aus Fig. 2 und Fig. 4 eine Ansicht B der Drossel aus Fig. 2, wobei eine Endkappe abgenommen und die andere Endkappe aufgesetzt ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Zündgerät 1 weist zwei Eingangsklemmen 5 und 6 und zwei Ausgangsklemmen 7 und 8 auf. Die Eingangsklemmen 5 und 6 sind an das Wechselstromnetz 3 angeschlossen, das eine Netzkapazität 4 hat. An die Ausgangsklemmen 7 und 8 ist eine Hochdruckmetalldampf-Entladungslampe 2 angeschlossen.

Das Zündgerät enthält eine Drossel 9 mit Endanschlüssen 10 und 12 sowie einer Anzapfung 11. Zwischen dem Netzanschluß 5 und dem netzseifigen Anschluß 10 der Drossel 9 liegt eine Serienschaltung aus einem temperaturempfindlichen Schalter 14 und einem Vorwiderstand 19. Der temperaturempfindliche Schalter 14 ist beipielsweise ein Bimetallschalter. Parallel zur letztgenannten Serienschaltung liegt ein Haltewiderstand 15. Der lampenseistige Anschluß 12 der Drossel 9 ist über einen Stoßkondensator 13 mit dem einen Anschluß eines Zündschalters 29 verbunden. Der andere Anschluß des Zündschalters 29 liegt an der Drosselanzapfung 11. Der Anschluß 17 ist mit dem einen Ende eines Ladewiderstandes 16 verbunden, dessen anderes Ende an Masse liegt. Auch der Eingangsanschluß 6 und der Ausgangsanschluß 8 sind mit Masse verbunden.

Der temperurempfindliche Schalter 14 ist thermisch mit den Widerständen 15, 16 und 19 sowie mit der Drossel 9 gekoppelt.

Die Schaltung funktioniert wie folgt:

Wenn das Zündgerät 1 an das Netz angeschaltet wird, so ist der Schalter 14 zunächst geschlossen. Der Stoßkondensator 13 kann sich über den Ladewiderstand 16 aufladen. Am Zündschalter 29, der normalerweise ein Triac oder ein Sidac ist, tritt eine Spannung auf. Wenn die Spannung einen kritischen Wert überschreitet, schaltet der Zündschalter 29 durch. Dadurch bildet der lampenseitige Teil der Drossel mit dem Stoßkondensator 13 einen Schwingkreis in dem eine Schwingung entsteht, die durch die als Spartransformator geschaltete Drossel 9 hochtransformiert wird. Die hochtransformierte Spannung wird von der einen Seite der Drossel an den Anschluß 7 der Lampe 2 übertragen und anderseits über die Netzkapazität 4 an den Anschluß 8. Dadurch kann die Lampe zünden. 3

Claims

AT 403 870 B Wenn die Lampe nicht zündet, erhitzen sich die Drossel, der Vorwiderstand 19 und der Ladewiderstand 16. Dadurch wird der temperaturempfindliche Schalter 14 geöffnet. Es fließt dann nur noch Strom über den Haitewiderstand 15, wodurch letzterer erhitzt wird und den Schalter 14 offenhält. Der temperaturempfindliche Schalter 14 schließt sich erst wieder bei Abkühlung der mit ihm thermisch gekoppelten Elemente, was in der Regel erst nach Abschalten des Zündgerätes 1 vom Netz der Fall ist. In den Figuren 2 bis 4 ist eine übliche Drossel 9 für ein ZUndgerät in drei verschiedenen Ansichten gezeigt, die Wicklung ist mit 21 und der Eisenkern mit 20 bezeichnet. Der aus dem Eisenkern 20 herausschauende Spulenkopf weist Kunststoffkammern 22 auf, die zur Aufnahme von Klemmelementen für die Wicklungsenden dienen. Die Kunststoffkammern werden verschlossen, wenn Endkappen 23, 24 auf die aus dem Eisenkern hervorschauenden Spulenkopf-Enden aufgeschoben werden. Wie man Fig.
2 entnehmen kann, können die Bauelemente des Zündgerätes insbesondere der temperaturempfindliche Schalter 14 an der Stelle der Kunststoffkammem 22 angebracht werden, wozu deren Wände teilweise entfernt werden müssen. Patentansprüche 1. Zündgerät für Kaltstart-Entladungslampen, das an eine Wechselstromquelle, insbesondere an ein Wechselstromnetz anzuschließen ist, und eine Drossel, einen Zündschalter sowie einen Stoßkondensator aufweist, die so miteinander verbunden sind, daß beim Schließen des normalerweise offenen Zündschalters durch Entladen des Stoßkondensators ein zum Zünden der Entladungslampe ausreichender Spannungsstoß entsteht und mit einem normalerweise geschlossenen temperaturempfindlichen Schalter, der oberhalb eines vorbestimmten Übertemperaturwertes öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Schalter (14) in Serie mit der Drossel (9) und parallel zu einem mit dem Schalter (14) thermisch gekoppelten Haltewiderstand (15) geschaltet ist, und daß in Serie mit dem Stoßkondensator (13) ein mit dem temperaturempfindlichen Schalter (14) thermisch gekoppelter Ladewiderstand (16) geschaltet ist. 2. Zündgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der temperaturempfindliche Schalter (14) mit der Drossel (9) thermisch gekoppelt ist.
3. Zündgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem in Serie mit der Drossel ein Vorwiderstand geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Schalter (14) auch mit dem Vorwiderstand (19) thermisch gekoppelt ist.
4. Zündgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) angezapft und als Spartransformator so geschaltet ist, daß ein Teil von ihr mit dem Stoßkondensator (13) einen Schwingkreis bildet, und daß der beim Öffnen des Zündschalters (29) entstehende Spannungsstoß hochtransformiert wird.
5. Zündgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der temperaturempfindliche Schalter (14) und/oder der Haltewiderstand (15) und/oder der Ladewiderstand (16) und/oder der Vorwiderstand (19) direkt auf der die Drossel (9) bildenden Spule angebracht sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4