Die vorliegende Erfindung betrifft einen Starter für Fluoreszenzlampe, welcher parallel an die Emissionselektroden der Fluoreszenzlampe anschaltbar ist.
Es ist bekannt, dass zum Zünden der Gasentladungsstrecke einer Fluoreszenzlampe die Emissionselektroden der Lampe auf eine vorgegebene Zündtemperatur erwärmt werden müssen. Hierfür wird die Gasentladungsstrecke durch einen sogenannten Starter kurzgeschlossen, wodurch die Emissionselektroden direkt in Serie mit dem sogenannten Vorschaltgerät in Form ein er St einer Strombegrenzungsinduktivität gelangen. Haben sich dann die Emissionselektroden genügend erwärmt und wird die Kurzschlussstrecke geöffnet, kann die Fluoreszenzlampe zünden.
Die üblichen, hierfür verwendeten Starter umfassen eine relativ sehr kleine Fluoreszenzampulle, welche von zwei Emissionselektroden durchsetzt ist, von welchen die eine einen Bimetall-Bügel oder eine Bimetall-Zunge umfasst.
Beim Einschalten liefert das Vorschaltgerät die Zündspannung für die Ampulle, worauf in dieser die Gasentladung einsetzt, was zu einer Erwärmung des Bimetalles führt, welches sich gegen die andere Elektrode bewegt und mit dieser die Ampulle kurzschliesst. Dadurch wird die Gasentladung unterbrochen, es folgt eine Abkühlung, das Bimetall bewegt sich zurück, und der Zyklus an der Ampulle wiederholt sich. Bei jeder Gasentladung fliesst ein Kurzschlussstrom durch die Emissionselektroden der zu zündenden Fluoreszenzlampe, welche dadurch erwärmt werden, bis die Zündtemperatur erreicht ist. In der Regel sollte diese Temperatur innerhalb eines Zyklus, welcher zwischen 2 bis 5 Sekunden dauert, erreicht werden und die Lampe zünden.
Hier zeigt sich aber bereits der wesentliche Nachteil solcher Starter, nämlich, dass sich hei defekter Fluoreszenzröhre der Zyklus an der Ampulle ständig wiederholt, solange der Lampenstromkreis eingeschaltet bleibt, was zu einer raschen Zerstörung des Starters infolge Utbertemperatur und Verdampfung der Elektroden führt. Der Kurzschlusswechselstrom durch die Emissionselektroden der zu zündenden Fluo reszenziampe kann zudem von sehr unterschiedlicher Länge sein, je nach Länge des Zyklus und der Anzahl Wiederholungen, was auch die Lebensdauer solcher Lampen erheblich herabsetzt.
Nachteilig ist aber auch die grosse Zeitverzögerung zwischen Einschaltung und Zündung der Lampe, da die Aufwärmung der Emissionselektroden erst beginnen kann, wenn das Bimetall in der Starterampulle die Entladungsstrecke der Lampe kurzgeschlossen hat.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Schaffung eines Starters der vorgenannten Art, welcher die genannten Nachteile der bekannten Ausführungsform vermeidet und welcher insbesondere in der Lage ist, auf ein Einschalten des Lampenstromkreises hin sofort und nur über eine vorgegebene, fest eingestellte Zeit einen Kurzschlussstrom an die Emissionselektroden der Fluoreszenzlampe zu deren Erwärmung zu liefern.
Dies wird erfindungsgemäss erreicht durch einen mit den Starteranschlüssen verbundenen elektronischen Schaltungskreis zur Erzeugung eines pulsierenden Gleichstromes zur Erwärmung der Emissionselektroden der Fluoreszenzlampe auf deren Zündtemperatur, wobei dem Schaltungskreis Mittel zur Begrenzung der Zeit der Gleichstromerzeugung vorgeschaltet sind.
Vorzugsweise wird die Anordnung hierbei so getroffen, dass der elektronische Schaltungskreis einen Thyristor umfasst, dessen Steueranschluss einerseits zur Erzeugung eines Zündstromes über einen Widerstand parallel dessen Anode geschaltet und andererseits zur Erzeugung eines Sperrstromes über einen Entladewiderstand mit den Mitteln zur Begrenzung der Zeit der Gleichstromerzeugung verbunden ist.
Eine zweckmässige Ausgestaltung dieser Anordnung kann ferner dadurch erreicht werden, dass die Mittel zur Begrenzung der Zeit der Gleichstromerzeugung eine dem Thyristor parallel geschaltete Serieschaltung eines Kondensators mit einem Widerstand und einer Halbleiterdiode umfassen.
Durch diese Massnahmen ist es nunmehr möglich, an den Emissionselektroden der Fluoreszenzlampe mit dem Einschalten des Stromes einen pulsierenden Gleichstrom anzulegen, der zu einer sofort einsetzenden Erwärmung der Emissionselektroden führt, was die Einschaltzeit der Lampe erheblich verkürzt, wobei die Zeitdauer der Erzeugung dieses Kurzschlussstromes genau begrenzt werden kann und sich eine Wiederholung dieser Einschaltphase innerhalb einer Lampeneinschaltung vermeiden lässt, ob nun die Lampe gezündet hat oder nicht.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes soll nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Prinzipschema einer Fluoreszenzlampenanordnung und
Fig. 2 das Schaltungsschema eines Starters der Anordnung gemäss Fig. 1.
Aus der Darstellung gemäss Fig. list ein Vorschaltgerät 1 in Form einer Strombegrenzungsinduktivität entnehmbar, welches einerseits am Wechselstromnetz anschliessbar und andererseits mit den Emissionselektroden 2 und 3 einer Fluoreszenzlampe 4 verbunden ist. Parallel diesem Lampenkreis ist über Anschlüsse 5 und 6 an die Emissionselektroden 2 bzw. 3 ein sogenannter Starter 7 angeschlossen, welcher nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert ist.
Zwischen den Starteranschlüssen 5 und 6 ist ein Thyristor 8 geschaltet, dessen Steueranschluss über einen Widerstand 9 an einem Schaltungspunkt 10 zwischen Starteranschluss 5 und Anode des Thyristors 8 geschaltet ist.
Beim Einschalten des Lampenstromkreises wird dann, entsprechend der Funktionsweise eines Thyristors, mit jeder positiven Halbwelle des Netzstromes über den Widerstand 9 ein positiver Zündstrom am Steueranschluss des Thyristors 8 erzeugt, welcher den Thyristor in seinen Ein-Zustand versetzt, worauf durch diesen und somit auch durch die Emissionselektroden 2 und 3 der Lampe 4 (Fig. 1) ein Kurzschluss Strom fliessen kann.
Da aber in bekannter Weise der Thyristor 8 beim Nulldurchgang des Wechselstromes zur negativen Halbwelle in seinen Aus-Zustand zurückkehrt und erst wieder mit dem Einsetzen der positiven Halbwelle des angelegten Wechselstromes gezündet wird, fliesst durch die Emissionselektroden 2 und 3 ein pulsierender Gleichstrom, welcher zu einer raschen Erwärmung dieser Elektroden auf deren Zündtemperatur führt, so dass die Gasentladung an der Lampe 4 einsetzen kann.
Um einerseits diesen Startversuch zum Zünden der Fluoreszenzlampe 4 auf eine vorgegebene Zeit zu begrenzen, andererseits eine weitere Durchschaltung des Thyristors 8 nach dem Zünden der Lampe 4 zu verhindern, ist dem Thyristor 8 eine Serie-Schaltung eines Kondensators 11 mit einem Begrenzungswiderstand 12 und einer Halbleiterdiode 13 parallel geschaltet, wobei zwischen dem Steueranschluss des Thyristors 8 und einem Schaltungspunkt 14 zwischen dem Kondensator 11 und seinem Seriewiderstand 12 ein Ableitwiderstand 15 eingeschaltet ist.
Mit dem Einschalten des Lampenstromkreises fliesst nun, wie ohne weiteres gesehen werden kann, mit jeder negativen Halbwelle des angelegten Wechselstromes ein negativer Ladestrom, welcher zu einer periodisch fortschreitenden Ladung des Kondensators 11 führt. Durch eine entsprechende Wahl der Mittel in diesem Kondensatorkreis und eine definierte Grösse des Ableitwiderstandes 15 fliesst über diesen letzteren nach einer genau definierten Zeit ein negativer Sperrstrom, welcher ausreicht, den positiven Zündstrom am Steueranschluss des Thyristors 8 soweit zu kompensieren, dass dieser auf einen Wert sinkt, welcher die Durchbruchsspannung am Thyristor 8 nicht mehr erreichen lässt. Von diesem Moment an bleibt der Thyristor 8 in seinem Aus-Zustand.
Hat in dieser Zeit zwischen dem Einschalten des Lampenstromkreises und der Erzeugung des Sperrstromes von ausrei chender Grösse zum Sperren des Thyristors 8 die Fluoreszenzlampe 4 nicht gezündet, etwa infolge Defektes, kann sich der Startvorgang nicht etwa wiederholen, wie das bisher der Fall war, da hier die Erzeugung des negativen Sperrstromes aufrechterhalten bleibt, solange die Einschaltspannung über den Starteranschlüssen 5 und 6 besteht.
Der Ausgangszustand am Starter 7 stellt sich erst nach Unterbrechung des Lampenstromkreises wieder ein, indem sich dann das Restpotential im Kondensator 11 über den Widerstand 15 und die Steueranschluss-Kathodenstrecke des Thyristors 8 abbaut.
In dieser Schaltungsanordnung verhindert die Diode 13 ein Abfliessen der Ladung des Kondensators 11, wenn die negative Spannung an den Starteranschlüssen 5 und 6 kleiner ist als die negative Spannung über dem Kondensator 11 oder an den Starteranschlüssen eine positive Spannung anliegt.
Zur Unterdrückung hochfrequenter Schwingungen, welche von der Fluoreszenzlampe erzeugt werden können, ist eingangsseitig des Starters 4 zwischen seinen Anschlüssen 5 und 6 noch ein Kondensator 16 geschaltet.
Der äussere Aufbau des Starters 4 entspricht zweckmässig den herkömmlichen Startern, so dass letztere ohne weiteres durch den vorbeschriebenen Starter ersetzt werden können.
Durch entsprechende Wahl der Bauelemente für den Star.
ter kann dieser innerhalb eines grossen Temperaturbereiches arbeiten und somit sowohl in arktischen wie in tropischen Zonen gleichermassen eingesetzt werden.
Zudem gestattet der vorbeschriebene Aufbau des Starters seine Herstellung als Massenartikel.
Als Thyristor kann beispielsweise der Typ C 160 B2 von General Electric und als Diode eine Motorola 1 N4003 Verwendung finden. Der Kondensator 11 kann 2,2 Microfarad, 64 Volt und der Kondensator 16 10 Nanofarad, 250 Volt aufweisen. Zweckmässige Daten für den Widerstand 9 können 680 K-Ohm, 1/4 Watt und für die Widerstände 12 und 15 100 K-Ohm, 1/4 Watt sein, um einen Starter der vorgenannten Art zu erhalten.
The present invention relates to a starter for a fluorescent lamp which can be connected in parallel to the emission electrodes of the fluorescent lamp.
It is known that in order to ignite the gas discharge path of a fluorescent lamp, the emission electrodes of the lamp have to be heated to a predetermined ignition temperature. For this purpose, the gas discharge path is short-circuited by a so-called starter, as a result of which the emission electrodes come directly in series with the so-called ballast in the form of a current limiting inductance. If the emission electrodes have heated up enough and the short-circuit path is opened, the fluorescent lamp can ignite.
The usual starters used for this purpose comprise a relatively very small fluorescent ampoule which is penetrated by two emission electrodes, one of which comprises a bimetallic bracket or a bimetallic tongue.
When switched on, the ballast supplies the ignition voltage for the ampoule, whereupon the gas discharge begins in the latter, which leads to the heating of the bimetal, which moves against the other electrode and short-circuits the ampoule with it. This interrupts the gas discharge, cools down, the bimetal moves back and the cycle on the ampoule repeats itself. With every gas discharge, a short-circuit current flows through the emission electrodes of the fluorescent lamp to be ignited, which are heated until the ignition temperature is reached. As a rule, this temperature should be reached within a cycle that lasts between 2 to 5 seconds and the lamp should ignite.
Here, however, the main disadvantage of such starters becomes apparent, namely that if the fluorescent tube is defective, the cycle on the ampoule is repeated as long as the lamp circuit remains switched on, which leads to rapid destruction of the starter due to excessive temperature and evaporation of the electrodes. The short-circuit alternating current through the emission electrodes of the fluorescent lamp to be ignited can also be of very different lengths, depending on the length of the cycle and the number of repetitions, which also significantly reduces the service life of such lamps.
Another disadvantage, however, is the long time delay between switching on and igniting the lamp, since the emission electrodes cannot begin to warm up until the bimetal in the starter ampoule has short-circuited the discharge path of the lamp.
The purpose of the present invention is therefore to create a starter of the aforementioned type which avoids the disadvantages mentioned of the known embodiment and which is in particular able to supply a short-circuit current to the lamp circuit immediately and only for a predetermined, fixed time when the lamp circuit is switched on To supply emission electrodes of the fluorescent lamp to heat them.
This is achieved according to the invention by an electronic circuit connected to the starter connections for generating a pulsating direct current to heat the emission electrodes of the fluorescent lamp to their ignition temperature, with means for limiting the time of direct current generation being connected upstream of the circuit.
The arrangement is preferably made in such a way that the electronic circuit comprises a thyristor, the control connection of which is connected in parallel to the anode for generating an ignition current via a resistor and connected to the means for limiting the time of direct current generation via a discharge resistor to generate a reverse current .
An expedient embodiment of this arrangement can furthermore be achieved in that the means for limiting the time of direct current generation comprise a series connection of a capacitor with a resistor and a semiconductor diode connected in parallel with the thyristor.
By means of these measures, it is now possible to apply a pulsating direct current to the emission electrodes of the fluorescent lamp when the current is switched on, which leads to an immediate heating of the emission electrodes, which considerably shortens the switch-on time of the lamp, whereby the duration of the generation of this short-circuit current is precisely limited and a repetition of this switch-on phase within a lamp switch-on can be avoided, whether the lamp has ignited or not.
An example embodiment of the subject matter of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
1 shows a basic diagram of a fluorescent lamp arrangement and
FIG. 2 shows the circuit diagram of a starter of the arrangement according to FIG. 1.
From the illustration according to FIG. 1, a ballast 1 in the form of a current limiting inductance can be seen, which on the one hand can be connected to the alternating current network and on the other hand is connected to the emission electrodes 2 and 3 of a fluorescent lamp 4. In parallel with this lamp circuit, a so-called starter 7, which is explained in more detail below with reference to FIG. 2, is connected to the emission electrodes 2 and 3, respectively, via connections 5 and 6.
A thyristor 8 is connected between the starter connections 5 and 6, the control connection of which is connected via a resistor 9 to a switching point 10 between the starter connection 5 and the anode of the thyristor 8.
When the lamp circuit is switched on, according to the mode of operation of a thyristor, with every positive half-cycle of the mains current via the resistor 9, a positive ignition current is generated at the control connection of the thyristor 8, which puts the thyristor in its on-state, whereupon by this and thus also by the emission electrodes 2 and 3 of the lamp 4 (Fig. 1) a short-circuit current can flow.
But since the thyristor 8 returns to its off-state when the alternating current passes through zero at the negative half-wave and is only ignited again when the positive half-wave of the applied alternating current starts, a pulsating direct current flows through the emission electrodes 2 and 3, which leads to a This leads to rapid heating of these electrodes to their ignition temperature, so that the gas discharge at the lamp 4 can begin.
In order, on the one hand, to limit this start attempt to ignite the fluorescent lamp 4 to a predetermined time and, on the other hand, to prevent further switching of the thyristor 8 after the lamp 4 has been ignited, the thyristor 8 is a series connection of a capacitor 11 with a limiting resistor 12 and a semiconductor diode 13 connected in parallel, a bleeder resistor 15 being connected between the control connection of the thyristor 8 and a circuit point 14 between the capacitor 11 and its series resistor 12.
When the lamp circuit is switched on, as can be readily seen, a negative charging current flows with each negative half-cycle of the applied alternating current, which leads to a periodically progressing charge of the capacitor 11. Through a corresponding choice of the means in this capacitor circuit and a defined size of the bleeder resistor 15, a negative reverse current flows through the latter after a precisely defined time, which is sufficient to compensate the positive ignition current at the control connection of the thyristor 8 to such an extent that it drops to a value which can no longer reach the breakdown voltage at the thyristor 8. From this moment on, the thyristor 8 remains in its off-state.
Has in this time between the switching on of the lamp circuit and the generation of the reverse current of sufficient size to block the thyristor 8, the fluorescent lamp 4 does not ignite, for example due to a defect, the starting process can not repeat itself, as was previously the case, because here the generation of the negative reverse current is maintained as long as the switch-on voltage across the starter terminals 5 and 6 exists.
The initial state at the starter 7 is only restored after the lamp circuit has been interrupted, in that the residual potential in the capacitor 11 is then reduced via the resistor 15 and the control connection-cathode path of the thyristor 8.
In this circuit arrangement, the diode 13 prevents the charge of the capacitor 11 from flowing away if the negative voltage at the starter connections 5 and 6 is less than the negative voltage across the capacitor 11 or a positive voltage is applied to the starter connections.
To suppress high-frequency vibrations which can be generated by the fluorescent lamp, a capacitor 16 is also connected on the input side of the starter 4 between its connections 5 and 6.
The external structure of the starter 4 expediently corresponds to the conventional starters, so that the latter can easily be replaced by the starter described above.
By choosing the right components for the star.
ter it can work within a wide temperature range and can therefore be used equally in arctic and tropical zones.
In addition, the structure of the starter described above allows it to be mass-produced.
For example, the C 160 B2 type from General Electric can be used as the thyristor and a Motorola 1 N4003 can be used as the diode. Capacitor 11 can be 2.2 microfarads, 64 volts and capacitor 16 can be 10 nanofarads, 250 volts. Appropriate data for the resistor 9 can be 680 K ohms, 1/4 watt and for the resistors 12 and 15 100 K ohms, 1/4 watt, in order to obtain a starter of the aforementioned type.