CH349698A - Switching arrangement with at least one electrical discharge tube - Google Patents

Switching arrangement with at least one electrical discharge tube

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CH349698A
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CH
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transformer
series
tube
tubes
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German (de)
Inventor
Victor Dr Phil Siljeholm Erik
Gerhard Bjoerkman Akrl Ake
Original Assignee
Lumalampan Ab
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/16Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/20Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch
    • H05B41/23Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode
    • H05B41/232Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps
    • H05B41/2325Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having no starting switch for lamps not having an auxiliary starting electrode for low-pressure lamps provided with pre-heating electrodes

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

  

  Schaltanordnung mit wenigstens einer elektrischen Entladungsröhre    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungs  anordnung mit wenigstens einer elektrischen Entla  dungsröhre und bezweckt bei einer solchen Anord  nung, ohne magnetische Relais, thermische Unter  brecher oder Glimmzünder zu arbeiten.  



  Insbesondere bei sog. elektrischen Leuchtstoff  lampen ist es erwünscht,     unmittelbare    Zündung,  ähnlich der bei     gewöhnlichen    Glühlampen bekannten,  zu erzielen. Eine bekannte Anordnung zur Schnell  zündung von     Leuchtstofflampen    besteht aus vor  heizbaren Glühelektroden, gespeist von einem re  sonanzabgestimmten     LC-Gerät,    wobei das Aufheizen  der Glühelektroden entweder dadurch erfolgt, dass  der Resonanzstrom     entweder    durch die in Reihe ge  schalteten Glühelektroden geht, oder auch in der  Weise, dass eine     Induktanz,    Schwingdrossel genannt,

    mit     Heizwicklungen    zum Aufheizen der     Glühelek-          troden    versehen wird. Die Schwingdrossel wurde bis  her in der Regel als     Streufeldtransformator    ausge  führt, weil man dadurch verhindert, dass die Re  sonanzspannung von den Heizwicklungen schädlich  beeinflusst wird.  



  Bei Schaltungen des eben angeführten     Types    ist  daher wegen der Streuung die     Resonanzlageverände-          rung    während der     Vorheizperiode    gering, und die von  der Resonanz erzeugte Spannung über der Entla  dungsröhre ist praktisch konstant und unabhängig  von der Temperatur, auf welche die Glühelektroden  erhitzt werden. Dies, hat man angenommen, schliesse  nur     Vorteile    in sich und sei für die Dimensionierung  und Konstruktion der Anordnung richtungsgebend.  Um die Zündung der Entladungsröhre jederzeit si  cherzustellen, musste jedoch diese     Resonanzspannung          verhältnismässig    hoch gewählt werden, z.

   B. 300 V  bei einer     40-W-Leuchtstoffröhre.    Diese Spannung ist  jedoch so hoch, dass sie sog. Kaltstart der Entladungs-    röhre, d. h. Zündung in einem vorzeitigen Stadium  der     Vorheizperiode,    wenn die Glühelektroden     un-          genügend    erhitzt worden sind, verursachen kann.  Solche Kaltstarte bringen eine sehr grosse Beanspru  chung der Glühelektroden mit sich, so dass die Lebens  dauer der     Leuchtstofflampe    beträchtlich verkürzt  wird. Wählt man anderseits die Resonanzspannung  so niedrig, z. B. 265 V im gewählten Falle, dass kein  Kaltstart zu befürchten ist, zündet die Entladungs  röhre nicht mit Sicherheit.

   Auf Grund dieser Gefahr  des Kaltstartes bzw. der ausbleibenden Zündung  hat die erwähnte Schaltung keine eigentliche prak  tische Verwendung gefunden.  



  Die vorliegende Erfindung bedeutet ein radikales  Abgehen von dem     jetzt    beschriebenen Schaltprinzip,  wobei man gemäss Versuchen sowohl eine sichere  Zündung als auch eine lange Lebensdauer der Ent  ladungsröhre erhält, und betrifft eine     Schaltungs-          anordnung    mit wenigstens einer elektrischen Entla  dungsröhre mit     vorheizbaren    und     einen    von der Tem  peratur abhängigen Widerstand aufweisenden     Heiz-          elektroden,    die von den     Heizwicklungen    eines Trans  formators eines bei nichtgezündeter Röhre resonanz  abgestimmten     LC-Vorschaltgerätes    gespeist werden.

    Die Erfindung ist dadurch     gekennzeichnet,    dass diese  genannten Schaltungselemente so dimensioniert und  angeordnet sind, dass die der Entladungsröhre zu  geführte Resonanzspannung von einem während der       Vorheizung    der Glühelektroden den Kaltstart ver  hindernden niedrigen Wert zu einem bei beendeter       Vorheizung    höheren, die einmalige und endgültige  Zündung der Entladungsröhre sichernden Wert     ver-          ändert    .wird.  



  Um dieses Resultat zu erzielen, ist es angezeigt,  die Schwingdrossel mit einer .sehr festen Kopplung  zwischen den     Heizwicklungen    und der Primärwick-      Jung auszuführen. Hierdurch wird es möglich, das  Ganze     derart    zu dimensionieren und anzuordnen, dass  die Spannung über der Entladungsröhre vorerst einen  genügend niedrigen     Wert    hat, und dass die genannte  Spannung, sobald die Heizelektroden heiss werden,  auf einen erst da zulässigen, höheren Wert steigt, der  unter allen äusseren Verhältnissen sichere Zündung  gewährleistet.

   Dieses Ergebnis wird dadurch erzielt,  dass man die Veränderung des Widerstandes ausnützt,  die die Glühelektroden vom kalten Anfangszustand an  bis zum heissen Endzustand der Zündung     aufweisen.     Hierbei kann eine ungefähr zehnfache Erhöhung des  Widerstandes bei Glühelektroden des gewöhnlich ver  wendeten     Types        stattfinden.    Die Widerstandsänderung  beeinflusst dann über die Heizwicklungen den elek  trischen Verlauf in der Schwingdrossel so, dass ihre  Impedanz von einem niedrigeren Werte bei kalten  Elektroden auf einen höheren Wert bei heissen Elek  troden steigt. Dies ist die Überlegung, die zur Erfin  dung geführt hat.  



  Die folgende Beschreibung betrifft einige auf den       beigefügten    Zeichnungen gezeigte Ausführungsbei  spiele des Erfindungsgegenstandes.  



       Fig.    1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Be  triebe einer Entladungsröhre,       Fig.    2 ein Diagramm gewisser Grössen bei dieser  Schaltungsanordnung im Vergleich zu den entspre  chenden Daten bei der bekannten, oben beschriebenen  Schaltung,       Fig.3    eine Schaltungsanordnung zum Betriebe  von zwei Entladungsröhren,       Fig.    4 ein     Diagramm    von Grössen der Schaltungs  anordnung gemäss     Fig.    3 und       Fig.    5 eine weitere Schaltungsanordnung zum Be  triebe von     zwei    Entladungsröhren.  



  Bei der Schaltungsanordnung gemäss     Fig.    1 für  eine     wechselstromgespeiste    Entladungsröhre 1 sind  ein Kondensator 2 und die Impedanzen 3 und 4 ein  ander und der     Netzfrequenz    so angepasst, dass eine  Resonanzspannung über der Röhre auftritt und sie  zündet. Von den Schaltgeräten liegt die Drossel  spule 3 in Reihe mit der Röhre 1, der eine Schwing  drossel 4 und der Kondensator 2 in Reihe parallel  geschaltet sind. Die Schwingdrossel ist     als    ein Trans  formator ausgeführt und trägt zwei Heizwicklungen  5, 6 zur Speisung der     vorheizbaren    Glühelektroden  7, 8 der Röhre 1.  



  Dadurch, dass die Kopplung zwischen der Pri  märwicklung und den Sekundärwicklungen des Trans  formators 4 so fest als möglich gemacht wird, und  dass ein Kondensator der richtigen Grösse in Reihe  mit der Primärseite des     Transformators    eingesetzt  wird, erhält man die Möglichkeit, unabhängig von der  Stärke der Netzspannung eine für die Entladungs  röhre geeignete Zündspannung zu wählen und die  Phasen des Kreises so weit zu kompensieren, dass der  Strom durch die     Entladungsröhre    und der Strom  durch die Drossel gleich gross werden.  



  Im folgenden wird angenommen, dass die Schal  tung der     Fig.    1 zum Betriebe einer 40-W-Leuchtstoff-    Lampe angewendet ist. Aus diesem Beispiel kann der  Fachmann auf Grund seiner Erfahrung die erforder  lichen Schlüsse ziehen, um die Erfindung in anderen       Fällen    anwenden zu können.  



  Wenn an die     Anschlussklemmen    eine     220-V-          Spannung    angelegt wird, wird durch die Drossel 3,  den Kondensator 2 und den Transformator 4, 5, 6  ein der Grösse nach von der geometrischen Summe  der Widerstände der betreffenden Elemente bestimm  ter Strom fliessen. Wenn die Drossel 3 von gewöhn  lichem Standardtyp für die     40-W-Röhre    ist, werden  der Kondensator 2 und die     Transformatorwicklung    4  zwecks Resonanz so dimensioniert, dass höchstens  200     mA    den Kreis passieren können, und der Span  nungsabfall über diesen beiden 260 V beträgt, d. h.  die Spannung über der Röhre im Schaltaugenblick  260 V ist.

   Die Heizwicklungen 5, 6 des Transforma  tors sind so bemessen, dass hierbei eine Heizspannung  von     1O    V über der jeweiligen Glühelektrode entsteht.  Die     Transformatorwicklungen    bestehen in einem als  Beispiel gewählten Falle aus einer Primärwicklung  von 2000 Windungen aus     0,22-mm-Draht    und zwei  Sekundärwicklungen von 120 Windungen aus     0,43-mm-          Draht,    auf einem     20-W-Kern    angebracht.

   Wenn die  Röhre zündet, geht ein Röhrenstrom durch die  Drossel 3, die ihren induktiven Widerstand beträcht  lich erhöht, wobei die Resonanzlage des Kreises er  heblich verschoben wird und der Strom durch die  Primärwicklung des Transformators auf etwa 30     mA     herabgesetzt wird. Dieser Strom, der     kapazitiv    ist, be  wirkt eine konstante Heizspannung von etwa 3 V bei  der jeweiligen Glühelektrode und wirkt phasenkom  pensierend auf die Drossel, so dass der Netzstrom  bei demselben Wert wie der Röhrenstrom oder bei  etwa 0,42 A gehalten wird. Der Kondensator, dessen  Kapazität 1,0 bis 1,2     ,ciF    ist, hat im Anfang der Zün  dung 330 V und im Betrieb etwa 80 V.

   Die Spannung  über der Röhre ist, wenn der gesamte Kaltwiderstand  über den Glühelektroden 2 X 2,5 Ohm ist, wie oben  angegeben, 260 V. Wenn die Elektroden glühen,  haben sie einen gesamten Widerstand' von 2 X 25  Ohm, und die Spannung über der Röhre ist etwa  300 V.  



  Erst dadurch, dass man den Transformator mit  fester Kopplung ausführt, kann man die Änderung  des Widerstandes der Glühelektroden durch Erhitzen  der Elektroden von Raumtemperatur auf     Glühtempe-          ratur    ausnützen. Diese Änderung kann einen bedeu  tenden Wert, z. B. 2,5 bis 25 Ohm, erreichen.

   Hier  durch wird auf der Sekundärseite des Transformators  ein grosser Unterschied in der Belastung hervorge  rufen, der während der kritischen Zeitabschnitte, die  zwischen der Einschaltung des Kreises und der Zün  dung der Röhre liegen, mit voller Stärke auf die Pri  märseite des Transformators     rückwirkt.    Durch zweck  mässige Anpassung der Grösse der enthaltenen Ele  mente kann man, wie aus     Fig.    2 hervorgeht, durch  eine     Impedanzänderung    des Transformators über der       Leuchtstofflampe    eine Spannung erhalten, die im  Einschaltaugenblick nur etwa 260 V ist,     welche    Span-           nung    aber nach und nach auf etwa 300 V erhöht wird,

    w     lihrend    die Temperatur der Glühelektroden von  Zimmertemperatur auf etwa 800  C steigt. In     Fig.    2  ist die Zündzeit in Sekunden     (Z",")    als Abszisse und  die Kathodentemperatur (Kurve 9) in   C bzw. die  Spannung über der Röhre (Kurve 10) in V als Ordi  nate aufgetragen. In der Praxis erreicht man einen  wertvollen technischen Effekt nicht nur darin be  stehend, dass eine Kaltzündung verhindert wird, son  dern auch darin, dass die grosse Impedanz des Trans  formators jede Einwirkung des Kondensators auf die  Kurvenform des Röhrenstromes verhindert. Beim  Messen des Formfaktors der beschriebenen Schaltung  ergab sich, dass dieser ungefähr derselbe wie der einer  gewöhnlichen Drosselschaltung, z. B. 1,46, war.  



  Die Zündung ist im Diagramm gemäss     Fig.    2 im  Punkt 11 angegeben, der einer     Glühelektrodentem-          peratur    von 700  C oder mehr entspricht. Die Span  nung über der Röhre, die ein     Streufeldtransformator     liefern würde, ist während des ganzen     Vorheizinter-          valles,    wie aus der strichpunktierten Linie 12 hervor  geht, konstant. Die vorzeitige Zündung erfolgt im  Punkt<B>13</B> der Temperaturkurve, entsprechend 500  C,  was zu niedrig ist, aber noch ungünstigere Kaltstarte  können dadurch eintreten, dass eine zu hohe Spannung  der Röhre angelegt werden muss.  



  Die Erfindung ist, wie oben angegeben, nicht auf  eine Schaltungsanordnung für     Einzelröhrenbetrieb     beschränkt, sondern kann auch für den Betrieb von  mehreren Entladungsröhren angewendet werden.     Fig.    3  zeigt ein Beispiel einer solchen Anwendung zur Zün  dung und zum Betrieb von zwei Röhren 14 und 15  mittels eines veränderten     LC-Vorschaltgerätes,    und       zwar    einer     LLC-Schaltung.    In diesem Falle ist die  Schwingungsimpedanz 16, versehen mit drei     Heiz-          wicklungen    17, 18, 19, alle an die Primärwicklung 20  so angeschlossen,

   dass die Veränderung in deren       Selbstinduktanz    in der gewünschten Weise erfolgt und  mit sich bringt, dass die Spannung über den Ent  ladungsröhren bei der Zündung von einem niedrige  ren, keinen Kaltstart verursachenden Wert auf einen  höheren, die Zündung sicher auslösenden Wert steigt.  Es kommt darauf an, die gewünschte     Impedanzän-          derung    in der Primärwicklung 20 zu bewirken, so dass  die vorerwähnte Spannungsänderung über den Ent  ladungsröhren eintritt.

   Man muss hierbei die Ab  messungen genau beachten und darauf sehen, dass die  Kopplung     zwischen    den verschiedenen Wicklungen  auf einen solchen Wert geregelt wird, dass keine un  erwünschte Veränderung in der     Selbstinduktanz    der  Primärwicklung stattfindet. Eine solche kann leicht  eintreten, wenn die     Induktanzänderung    so gross wird,  dass die Resonanzlage des Kreises zuviel verschoben  wird. In     Fig.    4 zeigt die Kurve 21 einen solchen un  erwünschten Fall der Spannung über der Röhre bzw.  den Röhren und die Kurve 22 das gewünschte Ergeb  nis bei richtiger Dimensionierung.  



  Bei Parallelbetrieb mittels der in     Fig.    3 gezeigten  Schaltanordnung von     zwei        40-W-Leuchtstoffröhren     hatten die Schaltelemente in einem bestimmten Fall    folgende Daten: Die     L-Drossel    23 bestand aus 1700  Windungen von     0,43-mm-Draht,    und der Luftspalt  des Kernes war 2,0 mm. Die     LC-Drossel    24 hatte  1320 Windungen aus     0,43-mm-Draht    und einen Luft  spalt von 1 mm.

   Der damit reihengeschaltete     C-Kon-          densator    hatte eine Kapazität von 3,7     ,uF.    Der Kon  densator 26 der Parallelschaltung hatte einen Wert  von 2,0     yF,    und die Primärwicklung der Schwing  impedanz 16 bestand aus 1850 Windungen aus       0,25-mm-Draht.    Die Sekundärwicklungen 18 bzw. 19,  die je eine Elektrode der Röhre 15 bzw. der Röhre  14 speisen, bestanden aus. je 100 Windungen     0,35-mm-,     während die die zwei übrigen Elektroden in Parallel  schaltung speisende Sekundärwicklung 17 aus 110  Windungen     0,40-mm-Draht    bestand.

   Der Kondensator  27 zwischen der L- (14) und der     C-Röhre    (15) hatte  einen Wert von 0,5     ,yF.     



  Die Schaltungsanordnung in     Fig.    5 bezieht sich  auf eine Reihenschaltung mit derselben Wirkungs  weise wie die Anordnungen nach     Fig.    1 und 3. Für  ihre Anwendung zum Betrieb     zweier        20-W-Leucht-          stofflampen    von 20 V können folgende Daten als  Beispiel angegeben werden: Die Drossel 28     hatte     1550 Windungen aus     0,40-mm-Draht    und 1 mm  Luftspalt.

   Der Kondensator 29, der in der über bei  den Röhren liegenden Parallelschaltung angeordnet  ist, hatte einen Wert von 1,8     ,uF,    und die Primär  wicklung 31 als mit ihm in Serie geschaltete Schwing  impedanz hatte 1850 Windungen aus     0,25-mm-Draht     auf einem     20-W-Kern.    Von den drei Sekundärwick  lungen 32, 33, 34 des Transformators speisen     zwei     Wicklungen 32, 33 je eine Heizelektrode der     bezügli-          chen    Röhre und die     dritte    Wicklung 34 die beiden  übrigen Elektroden in Parallelschaltung.

   Die Wicklun  gen 32, 33 bestanden aus je 100 Windungen aus       0,35-mm-Draht    und die Wicklung 34 aus 110 Win  dungen aus     0,40-mm-Draht.    Wenn man schon durch  eine oder einige in der Schaltung enthaltene     Glüh-          elektroden    über die bezüglichen Heizwicklungen     eine     genügende Steuerung der Spannung über der Entla  dungsröhre erhält, kann man sich damit begnügen,  die übrigen     Heizwicklungen    mit loserer Kopplung  oder sogar     Streufeldkopplung    mit der Primärwick  lung des Transformators zu verketten. So können  z.

   B. in der soeben beschriebenen Schaltung mit zwei  reihengeschalteten Entladungsröhren gemäss     Fig.5     die Wicklungen 32, 33 des Transformators 30 so fest  gekoppelt sein, dass der erstrebte Spannungsverlauf  über den Leuchtröhren (also gemäss Kurve 22,     Fig.    4)  erhalten wird. Die Wicklung 34 kann dann, wenn es  gewünscht wird, als an die Primärwicklung 31 sehr  lose gekoppelt ausgeführt werden. Bei Mehrröhren  schaltungen soll wenigstens eine Glühelektrode jeder  einzelnen Entladungsröhre zur Steuerung der     Zünd-          spannung    von einem niedrigeren zu einem höheren  Werte in angestrebter Weise beitragen.



  Switching arrangement with at least one electrical discharge tube The present invention relates to a circuit arrangement with at least one electrical discharge tube and the purpose of such an arrangement is to work without magnetic relays, thermal interrupters or glow starters.



  In the case of so-called electric fluorescent lamps in particular, it is desirable to achieve immediate ignition, similar to that known from ordinary incandescent lamps. A known arrangement for the quick ignition of fluorescent lamps consists of pre-heated glow electrodes, fed by a re sonance-tuned LC device, the heating of the glow electrodes either by the fact that the resonance current either goes through the series-connected glow electrodes, or in that way that an inductance, called a resonance throttle,

    is provided with heating coils to heat up the glow electrodes. Up to now, the resonant choke was usually designed as a stray field transformer, because it prevents the resonance voltage from being adversely affected by the heating windings.



  In circuits of the type just mentioned, the change in the resonance position during the preheating period is small because of the scatter, and the voltage generated by the resonance across the discharge tube is practically constant and independent of the temperature to which the glow electrodes are heated. This, it has been assumed, entails only advantages and is decisive for the dimensioning and construction of the arrangement. In order to ensure that the discharge tube is ignited at any time, however, this resonance voltage had to be selected to be relatively high, e.g.

   B. 300 V with a 40 W fluorescent tube. However, this voltage is so high that it is called cold start of the discharge tube. H. Ignition at a premature stage of the preheating period when the glow electrodes have not been heated sufficiently. Such cold starts place a very high strain on the glow electrodes, so that the life of the fluorescent lamp is considerably shortened. If, on the other hand, one chooses the resonance voltage so low, e.g. B. 265 V in the selected case that no cold start is to be feared, the discharge tube does not ignite with certainty.

   Due to this risk of cold start or failure to ignite, the circuit mentioned has found no actual practical use.



  The present invention means a radical departure from the switching principle now described, according to tests both reliable ignition and a long service life of the discharge tube being obtained, and relates to a circuit arrangement with at least one electrical discharge tube with preheatable and one of the Tem Temperature-dependent resistance exhibiting heating electrodes that are fed by the heating windings of a transformer of an LC ballast that is resonance-tuned when the tube is not ignited.

    The invention is characterized in that said circuit elements are dimensioned and arranged in such a way that the resonance voltage fed to the discharge tube from a low value that prevents cold start during preheating of the glow electrodes to a higher value when preheating is completed, the one-time and final ignition of the discharge tube the securing value is changed.



  In order to achieve this result, it is advisable to design the oscillating throttle with a very tight coupling between the heating windings and the primary winding. This makes it possible to dimension and arrange the whole thing in such a way that the voltage across the discharge tube has a sufficiently low value for the time being, and that the said voltage, as soon as the heating electrodes become hot, rises to a higher value that is only permissible there, which is below Safe ignition guaranteed in all external conditions.

   This result is achieved by taking advantage of the change in resistance that the glow electrodes have from the initial cold state to the final hot state of ignition. An approximately tenfold increase in resistance can take place in the case of glow electrodes of the type commonly used. The change in resistance then influences the electrical curve in the oscillating throttle via the heating windings in such a way that its impedance rises from a lower value with cold electrodes to a higher value with hot electrodes. This is the consideration that led to the invention.



  The following description relates to some exemplary embodiments of the subject invention shown in the accompanying drawings.



       Fig. 1 shows a circuit arrangement for operating a discharge tube, Fig. 2 shows a diagram of certain sizes in this circuit arrangement in comparison to the corresponding data in the known circuit described above, Fig. 3 shows a circuit arrangement for operating two discharge tubes, Fig. 4 shows a diagram of the sizes of the circuit arrangement according to FIG. 3 and FIG. 5 shows a further circuit arrangement for operating two discharge tubes.



  In the circuit arrangement according to FIG. 1 for an alternating current-fed discharge tube 1, a capacitor 2 and the impedances 3 and 4 are matched to one another and to the mains frequency so that a resonance voltage occurs across the tube and it ignites. Of the switching devices, the choke coil 3 is in series with the tube 1, which a vibrating throttle 4 and the capacitor 2 are connected in parallel in series. The oscillating throttle is designed as a transformer and carries two heating windings 5, 6 for feeding the preheatable glow electrodes 7, 8 of the tube 1.



  The fact that the coupling between the primary winding and the secondary windings of the transformer 4 is made as tight as possible, and that a capacitor of the correct size is used in series with the primary side of the transformer, one obtains the possibility, regardless of the strength of the Mains voltage to choose an ignition voltage suitable for the discharge tube and to compensate the phases of the circuit so that the current through the discharge tube and the current through the choke are equal.



  It is assumed below that the circuit of FIG. 1 is used to operate a 40 W fluorescent lamp. From this example, the person skilled in the art can draw the necessary conclusions based on his experience in order to be able to apply the invention in other cases.



  If a 220 V voltage is applied to the connection terminals, a current will flow through the choke 3, the capacitor 2 and the transformer 4, 5, 6 according to the size of the geometric sum of the resistances of the elements concerned. If the choke 3 is of the usual standard type for the 40 W tube, the capacitor 2 and the transformer winding 4 are dimensioned for resonance so that a maximum of 200 mA can pass through the circuit, and the voltage drop across these two is 260 V, d. H. the voltage across the tube at the instant of switching is 260 V.

   The heating coils 5, 6 of the transformer are dimensioned so that a heating voltage of 10 V is generated across the respective glow electrode. In a case chosen as an example, the transformer windings consist of a primary winding of 2,000 turns made of 0.22 mm wire and two secondary windings of 120 turns made of 0.43 mm wire, mounted on a 20 W core.

   When the tube ignites, a tube current goes through the choke 3, which increases its inductive resistance considerably Lich, the resonance position of the circle he is shifted significantly and the current through the primary winding of the transformer is reduced to about 30 mA. This current, which is capacitive, has a constant heating voltage of around 3 V on the respective glow electrode and has a phase compensation effect on the throttle, so that the mains current is kept at the same value as the tube current or at around 0.42 A. The capacitor, whose capacity is 1.0 to 1.2, ciF, has 330 V at the start of ignition and about 80 V during operation.

   The voltage across the tube when the total cold resistance across the glow electrodes is 2 X 2.5 ohms as stated above is 260 V. When the electrodes are glowing they have a total resistance of 2 X 25 ohms, and the voltage across the tube is about 300 V.



  The change in the resistance of the glow electrodes by heating the electrodes from room temperature to glowing temperature can only be used by designing the transformer with a fixed coupling. This change can have a significant value, e.g. B. 2.5 to 25 ohms.

   This causes a large difference in the load on the secondary side of the transformer, which reacts with full force on the primary side of the transformer during the critical time periods between the switching on of the circuit and the ignition of the tube. By appropriately adapting the size of the elements contained, as can be seen from FIG. 2, by changing the impedance of the transformer across the fluorescent lamp, a voltage can be obtained that is only about 260 V at the moment of switch-on, but this voltage gradually increases about 300 V is increased,

    while the temperature of the glow electrodes rises from room temperature to around 800 C. In Fig. 2, the ignition time in seconds (Z ",") is plotted as the abscissa and the cathode temperature (curve 9) in C or the voltage across the tube (curve 10) in V as ordi nate. In practice, a valuable technical effect is achieved not only in that cold ignition is prevented, but also in that the large impedance of the transformer prevents any influence of the capacitor on the waveform of the tube current. When the form factor of the circuit described was measured, it was found to be approximately the same as that of an ordinary choke circuit, e.g. B. 1.46.



  The ignition is indicated in the diagram according to FIG. 2 at point 11, which corresponds to a glow electrode temperature of 700 ° C. or more. The voltage across the tube, which a stray field transformer would supply, is constant during the entire preheating interval, as can be seen from the dash-dotted line 12. The premature ignition takes place at point <B> 13 </B> of the temperature curve, corresponding to 500 C, which is too low, but even more unfavorable cold starts can occur because too high a voltage has to be applied to the tube.



  As indicated above, the invention is not restricted to a circuit arrangement for single-tube operation, but can also be used for the operation of a plurality of discharge tubes. Fig. 3 shows an example of such an application for Zün training and for the operation of two tubes 14 and 15 by means of a modified LC ballast, namely an LLC circuit. In this case the oscillation impedance 16, provided with three heating windings 17, 18, 19, is all connected to the primary winding 20 in such a way that

   that the change in their self-inductance takes place in the desired manner and entails that the voltage across the discharge tubes during ignition rises from a lower value that does not cause a cold start to a higher value that reliably triggers the ignition. It is important to bring about the desired change in impedance in the primary winding 20, so that the aforementioned voltage change occurs across the discharge tubes.

   You have to pay close attention to the dimensions and ensure that the coupling between the various windings is regulated to such a value that there is no undesired change in the self-inductance of the primary winding. This can easily occur if the change in inductance becomes so great that the resonance position of the circle is shifted too much. In Fig. 4, the curve 21 shows such an un desired case of the voltage across the tube or the tubes and the curve 22 the desired result with correct dimensioning.



  In parallel operation by means of the switching arrangement of two 40 W fluorescent tubes shown in FIG. 3, the switching elements had the following data in a certain case: The L-choke 23 consisted of 1700 turns of 0.43 mm wire, and the air gap of the core was 2.0 mm. The LC choke 24 had 1320 turns of 0.43 mm wire and an air gap of 1 mm.

   The C capacitor connected in series with it had a capacity of 3.7 uF. The capacitor 26 of the parallel circuit had a value of 2.0 yF, and the primary winding of the oscillation impedance 16 consisted of 1850 turns of 0.25 mm wire. The secondary windings 18 and 19, which each feed an electrode of the tube 15 and the tube 14, consisted of. 100 turns 0.35 mm each, while the secondary winding 17 feeding the two remaining electrodes in parallel consisted of 110 turns of 0.40 mm wire.

   The capacitor 27 between the L- (14) and the C-tube (15) had a value of 0.5, yF.



  The circuit arrangement in FIG. 5 relates to a series circuit with the same effect as the arrangements according to FIGS. 1 and 3. The following data can be given as an example for its use for operating two 20 W fluorescent lamps of 20 V: The Choke 28 had 1550 turns of 0.40 mm wire and a 1 mm air gap.

   The capacitor 29, which is arranged in the parallel circuit lying above the tubes, had a value of 1.8 .mu.F, and the primary winding 31 as an oscillating impedance connected in series with it had 1850 turns made of 0.25 mm wire on a 20 W core. Of the three secondary windings 32, 33, 34 of the transformer, two windings 32, 33 each feed a heating electrode of the relevant tube and the third winding 34 feeds the two remaining electrodes in parallel.

   The winding conditions 32, 33 each consisted of 100 turns of 0.35 mm wire and the winding 34 of 110 turns of 0.40 mm wire. If one or a few glow electrodes contained in the circuit provide sufficient control of the voltage across the discharge tube via the relevant heating windings, one can be content with the remaining heating windings with looser coupling or even stray field coupling with the primary winding of the transformer to concatenate. So z.

   B. in the circuit just described with two series-connected discharge tubes according to FIG. 5, the windings 32, 33 of the transformer 30 can be so tightly coupled that the desired voltage curve across the fluorescent tubes (i.e. according to curve 22, FIG. 4) is obtained. The winding 34 can then, if so desired, be implemented as being very loosely coupled to the primary winding 31. In multi-tube circuits, at least one glow electrode of each individual discharge tube is intended to contribute to controlling the ignition voltage from a lower to a higher value.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Schaltungsanordnung mit wenigstens einer elek trischen Entladungsröhre mit vorheizbaren und einen von der Temperatur abhängigen Widerstand aufwei senden Heizelektroden, die von den Heizwicklungen eines Transformators eines bei nichtgezündeter Röhre resonanzabgestimmten LC-Vorschaltgerätes gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese genann ten Schaltungselemente so dimensioniert und an geordnet sind, PATENT CLAIM Circuit arrangement with at least one electric discharge tube with preheatable and a temperature-dependent resistance aufwei send heating electrodes that are fed by the heating windings of a transformer of a non-ignited tube resonance-tuned LC ballast, characterized in that these named circuit elements are dimensioned and connected are ordered dass die der Entladungsröhre zuge führte Resonanzspannung von einem während der Vorheizung der Glühelektroden den Kaltstart verhin dernden niedrigen Wert zu einem bei beendeter Vor- heizung höheren, die einmalige und endgültige Zün dung der Entladungsröhre sichernden Wert verän dert wird. UNTERANSPRÜCHE 1. that the resonance voltage fed to the discharge tube is changed from a low value that prevents a cold start during preheating of the glow electrodes to a higher value when preheating is complete and ensures the one-time and final ignition of the discharge tube. SUBCLAIMS 1. Anordnung gemäss Patentanspruch, zum Be triebe einer Entladungsröhre, dadurch gekennzeich net, dass sie mit Impedanzen (3, 4) und einem Kon densator (2), die auf Resonanz abgestimmt sind, ver sehen ist, wobei eine Drosselspule (3) mit der Ent ladungsröhre (1) in Reihe geschaltet ist, welche Ent ladungsröhre mittels einer eine Transformatorwick- lung und den Kondensator enthaltenden Reihen- schaltung überbrückt ist, und dass der Transforma- tor mit zwei Heizwicklungen (5, 6) für die, Arrangement according to claim, for operating a discharge tube, characterized in that it is provided with impedances (3, 4) and a capacitor (2) that are tuned to resonance, a choke coil (3) with the Ent charge tube (1) is connected in series, which discharge tube is bridged by means of a series circuit containing a transformer winding and the capacitor, and that the transformer has two heating windings (5, 6) for the, jede für sich, erhitzbaren Glühelektroden versehen ist, wobei die Primärwicklung und die Heizwicklungen des Transformators miteinander festgekoppelt sind. 2. Anordnung gemäss Patentanspruch, zum Be trieb von zwei in Parallelkreisen eingeschalteten Ent ladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Röhre (14) mittels einer als Transformatorwicklung (20) ausgeführten Schwingimpedanz und eines damit seriengeschalteten Kondensators (26) überbrückt ist, und dass der Transformator drei mit dieser Primär wicklung (20) festgekoppelte Sekundärwicklungen (17-19) trägt, each is provided separately, heatable glow electrodes, the primary winding and the heating windings of the transformer are firmly coupled to one another. 2. Arrangement according to claim, for the operation of two discharge tubes switched on in parallel circuits, characterized in that one tube (14) is bridged by means of an oscillating impedance designed as a transformer winding (20) and a capacitor (26) connected in series with it, and that the Transformer carries three secondary windings (17-19) firmly coupled to this primary winding (20), von denen zwei je eine Heizelektrode jeder der Röhren (14, 15) und die dritte die übrigen Heizelektroden der Röhren gemeinsam, vorzugsweise in Parallelschaltung speisen (Fig. 3). 3. Two of which feed one heating electrode of each of the tubes (14, 15) and the third feed the remaining heating electrodes of the tubes together, preferably in parallel (FIG. 3). 3. Anordnung gemäss Patentanspruch, zum Be triebe von mindestens zwei Entladungsröhren in Reihe zueinander, dadurch gekennzeichnet, dass die reihen geschalteten Röhren einen Parallelstromkreis haben, der eine als Transformatorwicklung (31) ausgeführte Schwingimpedanz und einen damit reihengeschalteten Kondensator (29) enthält, und dass der Transformator drei mit der Primärwicklung (31) festgekoppelte Se kundärwicklungen (32-34) trägt, von denen zwei je eine Heizelektrode der reihengeschalteten Röhren und die dritte die übrigen Elektroden der reihengeschalte ten Röhren gemeinsam, vorzugsweise in Parallelschal tung, speisen (Fig. 5). Arrangement according to claim, for operating at least two discharge tubes in series, characterized in that the tubes connected in series have a parallel circuit which contains an oscillating impedance designed as a transformer winding (31) and a capacitor (29) connected in series with it, and that the transformer three secondary windings (32-34) firmly coupled to the primary winding (31), two of which feed one heating electrode of the series-connected tubes and the third feed the other electrodes of the series-connected tubes together, preferably in parallel connection (Fig. 5).
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