Anordnung zum Zünden einer Entladungslampe, insbesondere Leuchtstofflampe
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Zünden von einer über ein Vorschaitgerät, insbesondere zeiten Wechselrichter, mit einem mehrere Se kundärwioklungen aufweisenden Transformator betriebenen Entladungslampe, insbesondere Leuchtstofflampe, unter zusätzlicher Verwendung mindestens eines Kon densators, der über Gleichrichter auf eine Spitzenspannung aufgeladen und dann selbsttätig über die Entla- dungsstrecke Ider Lampe entladen wird.
Zum Zünden von Leuchtstofflampen ist es bekannt, zunächst die Heiizwe.ndcln der Lampe vorzuheizen und zwischen den Elektroden der Lampe die Leerlaufzündspannung anzulegen, die bei normalen Temperaturver- hältnissen eine Zündung einleitet. Bei starterlosen Schaltungen wird oft auch leine Zündhilfsspannung verwendet, die an einen Zündstreifen oder an Metallteile der Leuchte angelegt wird und durch eine Glimmentladung die Lampe zum Zünden bringt. Im allgemeinen ist die Zündhilfsspannung des Zündstreifens höher als die an den Lampenelektroden anliegende Leerlaufspannung.
Um bei niedrigen Speisespannungen oder niedrigen Umgebungstemperaturen der Lampe eine sichere Zündung zu erzielen, müsste zwischen der Zündelektrode und der Lampe eine sehr hohe Spannung liegen, die aber aus Sicherheitsgründen nicht erwünscht ist.
Um unter ungünstigen Betriebsverhältnissen, z. B.
bei extremen Rohrwanditemperaturen der Lampe, eine Zündung zu erzielen, ist es auch bekannt, die Zündspannung für die Entladungslampe durch Kondensatoren im Lampenstrompfad zu erhöhen. Dabei werden die Kondensatoren über Gleichrichter in Parallelschaltung auf eine entsprechende Spitzenspannung aufgeladen und durch eine mechanische Schaltvorrichtung danach in Reihenschaltung über die Entladungsstrecke der Lampe entladen. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass zum Zünden der Lampe eine mechanisch betätigte Schaltvorrichtung erforderlich ist.
Es ist auch eine Schaltungsanordnung bekannt geworden, bei der die Lampe an einem Streutransformator angeschlossen ist, dessen Sekundärwicklung die Be tn.ebsspeisespannung für die Lampe liefert und der mit Heizwicklungen für die Elektrodenvorheizung versehen ist.
Ein zwischen der die Betriebsspannung liefernden Sekundärwicklung und einer Lampeneiektrode einge- schalteter Kondensator wird mit einer Gleichspannung so langsam aufgeladen, dass er erst dann, wenn die Lampe innerhalb der für die normale Zündung vorgesehenen Zeit nicht gezündet hat, den Endwert seiner Ladespannung erreicht und seine Gleichspannung der an den Lampenelektroden liegenden Leerlaufspannung des Transformators überlagert. Dabei wird durch die über einen Schutzwiderstand an den Transformator angeschaltete Zündelektrode eine Vorionisierung der Lampe eingeleitet.
Bei bestimmten Betriebsvierhältnissen kann auf diese Weise eine Zündung idier Lampe herbeigeführt werden. Nach erfolgter Zündung der Lampe ist die Gleichspannung nicht mehr wirksam.
Bei dieser bekannten Ausführung kann bei tieferen Temperaturen durch die Zündelektrode in der Lampe eine Glimmentladung hervorgerufen werden, die soviel Energie aufnimmt, dass über den Gleichrichter eine ausreichende Aufladung des Kondensators nicht mehr erfolgt, die einen Durchbruch der Entladung zu einer Bogenentladung bewirken könnte. Die Entladung in der Lampe bleibt dann im Zustand der Glimmentladung.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Mängel der bekannten Anordnungen zu beheben. Dies wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass zur selbsttätigen Entladung des Kondensators eine kapazitiv wirkende äussere Zündelektrode dient, die über einen temperaturabhängigen Widerstand an eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 10 bis 20 kHz angeschaltet wird, wobei der temperaturabhängige Widerstand derart bemessen ist, dass der kapazitive Zündelektrodenstrom eine Zündung der Lampe erst nach Aufladung des Kondensators im Lampenstromkreis bewirkt. Auf diese Weise ist es möglich, die Leerlaufspannung für die Lampe gegenüber der üblichen Leerlaufspannung wesentlich herabzusetzen, z. B. auf einen Wert, der kleiner oder gleich der doppelten Brennspannung der Entladungslampen ist.
Dadurch werden die Blindstromanteile der Schaltung stark herabgesetzt und es werden die Kompensationsverhältnisse derart verbessert, dass die Erwärmung des Wechselrichtergerätes vernachlässigbar klein wird. Damit ergibt sich ein besserer Wirkungsgrad und der Vorteil, dass das Wechselrichtergerät einer wesentlich höheren Umgebungstemperatur ausgesetzt werden Ikann. Zugleich wird die Betriebssicherheit wesentlich erhöht. Ferner wird durch eine schnelle Auflandung des Kondensators mit dem verzögernden Wirksamwerden des Zündpotentials bewirkt, dass in allen Fällen auch bei tiefsen Temperaturen (z.B. -40 C) und bei herabgesetzter Anschlusspannung ein sicheres, schlagartiges Durchzünden der Lampe zur Bogenentladung gewährleistet wird, ohne dass die Lampe im Zustand der Glimmentladung hängen bleibt.
Die Erfindung wird anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In Fig. 1 ist Idie Lampe 1 an eine Sekundärwicklung 2 eines Transformators angeschlossen, der Bauteil einer nicht dargestellten, von einer Versorgungsspannung über die Klemmen 3a gespeisten Wechselrichterschaltung 3 ist.
Zur Erhöhung der Leerlaufspannung für die Lampe dienen Kondensatoren 4, die über Gleichrichter 5 aufgeladen und dann über die Entladungsstrecke der Lampe 1 entladen werden. Zur selbsttätigen Entladung der Kondensators dient bei der Anordnung eine kapazitiv wirkende Zündelektrode 6, die über einen temperaturabhängigen Widerstand 7 an eine Zündhilfswicklung 8 des Transformators angeschaltet ist. Der Wechselrichter arbeitet mit einer Frequenz von z.B. 15 kHz.
Die Kondensatoren 4 werden über Gleichrichter 5 und die Vorwiderstände 9 in Parallelschaltung aufgeladen.
Der temperaturabhängige Widerstand 7 ist derart bemessen, dass ein kapazitiver Zündhilfsstrom die Zündung der Lampe erst nach Aufladung der Kondensatoren bewirken kann. Bei der Zündung der Lampe werden die Kondensatoren in Reihe miteinander über die Lampenelektroden 1a entladen. Dabei werden während des verzögerten Zündeinsatzes die Lampenelektroden von den Wicklungen 2a vorgeheizt.
Es ist zweckmässig, wie in Fig. 2 dargestellt, die Zündelektrode aN DEN Verbindungspunkt 11 eines aus dem temperaturabhängigen Widerstand 7 und einem Ohm'schen Widerstand 10 gebildeten Spannungsteilers anzuschliessen und die äusseren Enden 12 dieses Spannungsteilers an solche Klemmen 13, 14 der Transfor- mator-Sekundärwicklungen anzuschliessen, die eine möglichst grosse Potentialdifferenz aufweisen.
Dadurch wird gegenüber der vereinfachten Ausführung gemäss Fig. 1 die Aufheizung des Heissleiters durch den Stromkreis, Klemme 13, temperaturabhängiger Widerstand (Heissleiter) 7, Widerstand 10, Klemme 14 und die Reihenschaltung der Transformatorwicklungen 2a, 2, 2a und 8 bewirkt, wodurch unabhängig von der Ausbildung der Zündelektrode (des Beleuchtungskörpers) ein schlagartiges Durchzünden der Lampe nach der gewünschten Verzögerung erzielt wird. In vorteilhafter Weise werden die Widerstände 7, 10 des Spannungsteilers so bemessen, dass sich bei kaltem Zustand der Widerstände an der kapazitiven Zündelektrode der Lampe ein Potential einstellt, das möglichst im Bereich der Mitte der Potentiale beider Lampenelektroden 1a liegt.
Arrangement for igniting a discharge lamp, in particular a fluorescent lamp
The invention relates to an arrangement for igniting a discharge lamp, in particular fluorescent lamp, operated via a Voraitgerät, in particular time inverter, with a transformer having several secondary windings, with the additional use of at least one capacitor, which is charged to a peak voltage via a rectifier and then automatically is discharged via the discharge path Ithe lamp.
In order to ignite fluorescent lamps, it is known to first preheat the heating parts of the lamp and to apply the open circuit ignition voltage between the electrodes of the lamp, which initiates ignition under normal temperature conditions. In the case of starterless circuits, an auxiliary ignition voltage is often used, which is applied to an ignition strip or to metal parts of the lamp and causes the lamp to ignite by means of a glow discharge. In general, the auxiliary ignition voltage of the ignition strip is higher than the open circuit voltage applied to the lamp electrodes.
In order to achieve reliable ignition at low supply voltages or low ambient temperatures of the lamp, there would have to be a very high voltage between the ignition electrode and the lamp, which, however, is undesirable for safety reasons.
In order to operate under unfavorable operating conditions, e.g. B.
To achieve ignition at extreme tube wall temperatures of the lamp, it is also known to increase the ignition voltage for the discharge lamp by means of capacitors in the lamp current path. The capacitors are charged to a corresponding peak voltage via rectifiers connected in parallel and then discharged in series via a mechanical switching device via the discharge path of the lamp. This embodiment has the disadvantage that a mechanically operated switching device is required to ignite the lamp.
A circuit arrangement has also become known in which the lamp is connected to a leakage transformer, the secondary winding of which supplies the supply voltage for the lamp and which is provided with heating windings for the electrode preheating.
A capacitor connected between the secondary winding supplying the operating voltage and a lamp electrode is charged with a direct voltage so slowly that it only reaches the final value of its charging voltage and its direct voltage if the lamp has not ignited within the time provided for normal ignition superimposed on the open circuit voltage of the transformer at the lamp electrodes. A pre-ionization of the lamp is initiated by the ignition electrode connected to the transformer via a protective resistor.
In certain operating conditions, ignition of the lamp can be brought about in this way. After the lamp has been ignited, the DC voltage is no longer effective.
In this known embodiment, a glow discharge can be caused by the ignition electrode in the lamp at lower temperatures, which absorbs so much energy that the capacitor is no longer sufficiently charged via the rectifier, which could cause the discharge to break through to an arc discharge. The discharge in the lamp then remains in the state of the glow discharge.
The object of the invention is to remedy the shortcomings of the known arrangements. This is achieved in an arrangement of the type mentioned at the outset in that a capacitively acting outer ignition electrode is used for the automatic discharge of the capacitor, which is connected to an alternating voltage with a frequency of 10 to 20 kHz via a temperature-dependent resistor, the temperature-dependent resistance being dimensioned in this way is that the capacitive ignition electrode current causes the lamp to ignite only after the capacitor in the lamp circuit has been charged. In this way it is possible to significantly reduce the open circuit voltage for the lamp compared to the usual open circuit voltage, e.g. B. to a value that is less than or equal to twice the operating voltage of the discharge lamps.
As a result, the reactive current components of the circuit are greatly reduced and the compensation ratios are improved in such a way that the heating of the inverter device is negligibly small. This results in a better degree of efficiency and the advantage that the inverter device can be exposed to a significantly higher ambient temperature. At the same time, operational reliability is significantly increased. Furthermore, the rapid charging of the capacitor with the delayed activation of the ignition potential ensures that in all cases, even at low temperatures (e.g. -40 C) and with a reduced connection voltage, a safe, sudden ignition of the lamp for arc discharge is guaranteed without the lamp being disconnected remains in the state of glow discharge.
The invention is explained in more detail with reference to the embodiments shown in FIGS. In FIG. 1, the lamp 1 is connected to a secondary winding 2 of a transformer which is a component of an inverter circuit 3, not shown, fed by a supply voltage via the terminals 3a.
To increase the open circuit voltage for the lamp, capacitors 4 are used, which are charged via rectifier 5 and then discharged via the discharge path of lamp 1. In the arrangement, a capacitively acting ignition electrode 6, which is connected to an auxiliary ignition winding 8 of the transformer via a temperature-dependent resistor 7, serves for the automatic discharge of the capacitor. The inverter works with a frequency of e.g. 15 kHz.
The capacitors 4 are charged via rectifiers 5 and the series resistors 9 in parallel.
The temperature-dependent resistor 7 is dimensioned such that a capacitive auxiliary ignition current can cause the lamp to ignite only after the capacitors have been charged. When the lamp is ignited, the capacitors are discharged in series with one another via the lamp electrodes 1a. The lamp electrodes are preheated by the windings 2a during the delayed start of the ignition.
It is useful, as shown in FIG. 2, to connect the ignition electrode to the connection point 11 of a voltage divider formed from the temperature-dependent resistor 7 and an ohmic resistor 10, and the outer ends 12 of this voltage divider to such terminals 13, 14 of the transformer -Secondary windings to be connected, which have as large a potential difference as possible.
As a result, compared to the simplified version according to FIG. 1, the heating of the hot conductor is caused by the circuit, terminal 13, temperature-dependent resistor (hot conductor) 7, resistor 10, terminal 14 and the series connection of the transformer windings 2a, 2, 2a and 8, which is independent of the formation of the ignition electrode (the lighting fixture) a sudden ignition of the lamp is achieved after the desired delay. Advantageously, the resistors 7, 10 of the voltage divider are dimensioned so that when the resistors are cold, a potential is established on the capacitive ignition electrode of the lamp that is as close to the middle of the potentials of both lamp electrodes 1a as possible.