Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Zündung und den Betrieb von Fluoreszenzlampen mit geheizten Elektroden, mit einem Starterstromkreis, in den parallel zur Lampe ein Thermostarter geschaltet ist, der einen Ruhekontakt aufweist, welcher zwecks Zündung der Lampe durch ein thermisches Steuerelement geöffnet wird, und mit einem zwei getrennte Primärwicklungen aufweisenden Summenstromwandler, an dessen Sekundärwicklung das thermische Steuerelement angeschlossen ist, wobei die eine Primärwicklung des Summenstromwandlers in Serie zum Ruhekontakt zwischen diesen und eine Lampenelektrode geschaltet ist, während die andere Primärwicklung des Summenstromwandlers in einer beim Betrieb der Lampe vom Betriebsstrom durchflossenen Zuleitung zu einer Lampenelektrode angeord netist.
Mit einer derartigen Vorrichtung, wie sie beispielsweise aus der FR-PS 1 203 770 bekannt ist, soll gewährleistet werden, dass die Lampenelektroden vor dem Zünden der Lampe auf eine Temperatur von etwa 600-800OC aufgeheizt werden und dass eine für ein sicheres Zünden im vorkommenden Temperaturbereich genügend hohe Spannung zur Verfügung steht, wobei zudem die vorgeschriebenen Betriebsdaten und die Sicherheitsvorschriften eingehalten sind.
Bei der in der erwähnten FR-PS 1 203 770 beschriebenen Schaltung wird bezweckt, mittels des Stromwandlers die Spannung am thermischen Steuerelement während des Vorheizens der Lampenelektroden und nach dem Zünden der Lampe etwa gleich zu halten. Zu diesem Zweck sind die beiden Primärwicklungen des Transformators so geschaltet, dass der Vorheizstrom in den Primärwicklungen entgegengesetzt wirkende Magnetflüsse erzeugt, um die Spannung an der Sekundärwicklung während der Vorheizperiode herabzusetzen.
Es besteht nun häufig das Bedürfnis für ein flackerfreies Zünden der Lampe innert kurzer Zeit, z.B. innert weniger als 1 Sekunde, nach dem Einschalten. Dieses Bedürfnis kann mit der aus der FR-PS 1 203 770 bekannten Schaltung jedoch nicht zufriedenstellend erfüllt werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, die eingangs genannte Vorrichtung derart zu verbessern, dass die Lampe nach dem Einschalten ohne Flackern innert sehr kurzer Zeit sicher zündet.
Es stellt sich somit die Aufgabe, durch geeignete Massnahmen den Strom zum Vorheizen der Lampenelektroden auf einen gewünschten Wert zu erhöhen und den Öffnungszeitpunkt des Ruhekontaktes entsprechend diesem Vorheizstrom einstellen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden Primärwicklungen des Summenstromwandlers so geschaltet sind, dass sich deren Durchflutungen vor dem Öffnen des Ruhekontaktes addieren, um die Spannung an der Sekundärwicklung des Summenstromwandlers während der Vorheizperiode zu erhöhen.
Diese Anordnung der beiden Primärwicklungen des Summenstromwandlers erlaubt es, die Bedingungen für den Thermostarter vor dem Zünden und während des Betriebs der Lampe unabhängig voneinander optimal einstellen zu können.
Aus der CH-PS 415 842 ist eine Schaltungsanordnung für den Start und den Betrieb von Leuchtstoffröhren bekannt, bei der das thermische Steuerelement an die Sekundärwicklung eines Summenstromwandlers angeschlossen ist. Die getrennten Primärwicklungen dieses Summenstromwandlers liegen jedoch beide im Heizstromkreis zum Vorheizen der Lampenelektroden. Mit dieser Anordnung wird vermieden, dass sich bei unterbrochenem Heizkreis der Ruhekontakt des Thermostarters öffnen kann. Eine Erhöhung des Vorheizstroms zum Vorheizen des Lampenelektroden und eine entsprechende Einflussnahme auf den Öffnungszeitpunkt des Ruhekontaktes ist bei dieser Schaltungsanordnung nicht möglich.
Im folgenden werden anhand der Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Wie in den beiden Figuren gezeigt ist, sind die Elektroden 2, 3 einer Niederspannungs-Fluoreszenzlampe 1 über Zuleitungen 4, 5 mit Klemmen 6, 7 verbunden, die über einen nicht dargestellten Netzschalter an eine Wechselspannungsquelle 8 angeschlossen werden können. Ferner ist eine Drosselspule 9 vorhanden, die beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zwei gegensinnige Wicklungen 9a und 9b aufweist. Die Wicklung 9a liegt in der Zuleitung 5 zwischen Klemme 7 und Elektrode 3, während die Wicklung 9b in den Starterstromkreis 10 geschaltet ist. Die Gegenwicklung 9b bewirkt eine Herabsetzung der Impedanz der Drosselspule 9 während der Vorheizphase.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 weist die Drosselspule 9 nur eine Wicklung 9a auf, die in die Zuleitung 5 zwischen Klemme 7 und Elektrode 3 geschaltet ist.
Der Starterstromkreis 10 weist einen parallel zur Lampe 1 geschalteten Thermostarter 11 mit einem Ruhekontakt 12 auf.
Zum Öffnen dieses Ruhekontaktes 12 zwecks Zündung der Lampe 1 ist ein thermisches Steuerelement 13, z.B. ein Hitzdraht- oder Bimetallelement, vorgesehen. Dieses Steuerele- ment 13 ist an die Sekundärwicklung 14c eines Summenstromwandlers 14 angeschlossen. Dieser Summenstromwandler 14 weist zwei Primärwicklungen, nämlich eine Haltewicklung 14a und eine Startwicklung 14b, auf. Die Wicklung 14a liegt in der Zuleitung 4 zwischen Klemme 6 und Elektrode 2 und wird beim Betrieb der Lampe 1 vom Betriebsstrom durchflossen.
Die andere Primärwicklung 14b ist in Serie zum Ruhekontakt 12 in den Starterstromkreis 10 geschaltet. Die beiden Primärwicklungen 14a, 14b sind so geschaltet, dass sich deren Durchflutungen während der Vorheizphase, d. h. vor dem Öffnen des Ruhekontaktes 12 addieren.
In den Starterstromkreis 10 ist in Serie zum Ruhekontakt 12 ein Kaltleiter 15 (PTC-Widerstand) geschaltet. Dieser Kaltleiter 15 weist eine stark positive Widerstands-Temperatur Charakteristik auf und soll-verhindern, dass bei defekten Lampenelektroden 2, 3, nicht in die Fassung eingesteckter oder deaktivierter, jedoch noch unversehrte Elektroden aufweisender Lampe 1 der Thermostarter 11 dauernde Zündversuche durchführt. Bei Normalbetrieb hat der Kaltleiter 15 einen niedrigen Widerstandswert und beeinflusst den Vorheiz- und Zündvorgang nicht wesentlich. Falls der Thermoschalter 11 einige Male ein- und ausschaltet, erhöht sich die Temperatur des Kaltleiters 15 bis zum Erreichen der Kipptemperatur, bei der der Widerstandswert des Kaltleiters zunimmt. Das hat zur Folge, dass der Ruhekontakt 12 geschlossen bleibt.
Im Starterstromkreis 10 fliesst nur noch ein kleiner Strom von einigen mA, welcher genügt, den Kaltleiter 15 auf einer oberhalb der Kipptemperatur liegenden Temperatur zu halten. Beispielsweise kann ein Kaltleiter 15 verwendet werden, der bei 25"C einen Widerstand von weniger als 150 Ohm und nach Erreichen der Kipptemperatur einen Widerstand von über 50 000 Ohm hat.
Parallel zur Lampe 1 ist, wie an sich bekannt, ein Radiostörschutzkondensator 16 geschaltet, wobei die Lampenelektroden 2, 3 als Dämpfungswiderstände wirken. Dieser Kondensator 16 kann eine Kapazität von etwa 10 000-50 000 pF aufweisen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sind die Elektroden 2, 3 seriegeheizt, während Fig. 2 eine Vorrichtung mit Parallelheizung der Lampenelektroden 2, 3 zeigt. Die Lampenelektrode 3 ist an einen durch die Anzapfung 17 bestimmten Wicklungsteil der Drosselspulenwicklung 9a angeschlossen, während die andere Lampenelektrode 2 an einen durch die Anzapfung 18 bestimmten Wicklungsteil der Primärwicklung 14a des Summenstromwandlers 14 angeschlossen ist. Die in diesen Wicklungsteilen induzierte Spannung zum Heizen der Elektroden 2, 3 kann durch geeignete Wahl dieser Anzapfun gen 17, 18 optimal gewählt werden, so dass die Elektroden 2, 3 in weniger als 1 Sekunde auf ca. 600-8000C aufgeheizt werden.
Die Elektrode 2 kann anstatt von der Primärwicklung 14a auf entsprechende Weise auch von der anderen Primärwicklung 14b her geheizt werden, wie das in Fig. 2 durch die Anzapfung 19 dargestellt ist.
Die Schaltung gemäss Fig. 1 arbeitet wie folgt:
Beim Anlegen der Speisespannung an die Klemmen 6, 7 fliesst sofort ein hoher Vorheizstrom von der Klemme 7 durch die Wicklung 9a der Drosselspule 9, die Elektrode 3, die Drosselspulengegenwicklung 9b, den Kaltleiter 15, den Ruhekontakt 12, die Primärwicklung 14b, die Elektrode 2 und die andere Primärwicklung 14a zur Klemme 6. Durch die Gegenwicklung 9b wird die Impedanz der Drosselspule 9 während der Vorheizperiode derart verkleinert, dass der Vorheizstrom einen genügend grossen Wert annimmt, um die Lampenelektroden 2, 3 innert weniger als 1 Sekunde auf die optimale Temperatur von ca. 600-800"C aufheizen zu können.
Da beide Primärwicklungen 14a, 14b vom Vorheizstrom durchflossen sind, fliesst in der Sekundärwicklung 14c des Summenstromwandlers 14 und durch das thermische Steuerelement 13 ein entsprechender Strom, der vom tJbersetzungs- verhältnis der Wicklungen 14a plus 14b und 14c abhängt.
Dieser Strom erwärmt das Steuerelement 13, welches nach Ansprechen den Ruhekontakt 12 öffnet. Dadurch entsteht auf bekannte Weise in der Drosselspule 9 die für die Zündung der Lampe 1 erforderliche Induktionsspannung. Zudem wird der Starterstromkreis 10 geöffnet, so dass im Betrieb der Lampe 1 die Gegenwicklung 9b der Drosselspule 9 und die Primärwicklung 14b des Summenstromwandlers 14 nicht mehr vom Strom durchflossen werden. Somit ist im Betrieb nur die Impedanz der Drosselspulenwicklung 9a wirksam. Da im Betrieb nur noch die Primärwicklung 14a des Summenstromwandlers 14 vom Betriebsstrom durchflossen ist, wird der in der Sekundärwicklung 14c fliessende Strom nur noch vom Übersetzungsverhältnis der Wicklungen 14a und 14c bestimmt.
Aus diesem Grunde können die Bedingungen für den Thermostarter 11 durch entsprechende Dimensionierung der Wicklungen 14a, 14b, 14c des Summenstromwandlers 14 während der Vorheizphase und während des Betriebes unabhängig voneinander optimal eingestellt werden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 fliesst beim Anlegen der Speisespannung an die Klemmen 6, 7 ein Strom von der Klemme 7 über die Drosselspulenwicklung 9a, den Kaltleiter 15, den Ruhekontakt 12, die Primärwicklungen 14b und 14a zur Klemme 6. Die Lampenelektroden 2, 3 werden, wie bereits erwähnt, von der Drosselspulenwicklung 9a bzw. einer der Primärwicklungen 14a, 14b her aufgeheizt. Das Zünden der Lampe 1 erfolgt auf die anhand der Fig. 1 beschriebene Weise.
Die Grösse des Vorheizstromes zum Aufheizen der Elektroden 2, 3 kann durch geeignete Wahl der Drosselspulenwicklungen 9a, 9b (Fig. 1) bzw. der Anzapfungen 17, 18, 19 (Fig. 2) gewählt werden, während die Zeit bis zum Öffnen des Ruhekontaktes 12 durch die Auslegung der Wicklungen 14a, 14b, 14c des Summenstromwandlers 14 beeinflusst werden kann.
The present invention relates to a device for the ignition and operation of fluorescent lamps with heated electrodes, with a starter circuit in which a thermal starter is connected in parallel to the lamp, which has a break contact which is opened by a thermal control element for the purpose of igniting the lamp, and with a summation current transformer having two separate primary windings, to the secondary winding of which the thermal control element is connected, one primary winding of the summation current transformer being connected in series to the normally closed contact between these and a lamp electrode, while the other primary winding of the summation current transformer is traversed by the operating current during operation of the lamp The lead to a lamp electrode is arranged.
With such a device, as it is known for example from FR-PS 1 203 770, it should be ensured that the lamp electrodes are heated to a temperature of about 600-800OC before the lamp is ignited and that one for reliable ignition in the occurring Sufficiently high voltage is available in the temperature range, and the prescribed operating data and safety regulations are also observed.
The purpose of the circuit described in the aforementioned FR-PS 1 203 770 is to use the current transformer to keep the voltage at the thermal control element approximately the same during the preheating of the lamp electrodes and after the lamp has been ignited. For this purpose, the two primary windings of the transformer are connected in such a way that the preheating current in the primary windings generates opposing magnetic fluxes in order to reduce the voltage on the secondary winding during the preheating period.
There is now often a need for flicker-free ignition of the lamp within a short time, e.g. within less than 1 second after switching on. However, this need cannot be satisfactorily met with the circuit known from FR-PS 1 203 770.
The present invention now aims to improve the device mentioned at the outset in such a way that the lamp ignites reliably within a very short time without flickering after being switched on.
The object is thus to take suitable measures to increase the current for preheating the lamp electrodes to a desired value and to be able to set the opening time of the break contact in accordance with this preheating current.
This object is achieved according to the invention in that the two primary windings of the summation current transformer are connected in such a way that their flows add up before the break contact is opened in order to increase the voltage on the secondary winding of the summation current transformer during the preheating period.
This arrangement of the two primary windings of the summation current transformer allows the conditions for the thermostarter to be optimally set independently of one another before ignition and during operation of the lamp.
From CH-PS 415 842 a circuit arrangement for starting and operating fluorescent tubes is known, in which the thermal control element is connected to the secondary winding of a summation current transformer. However, the separate primary windings of this summation current transformer are both in the heating circuit for preheating the lamp electrodes. This arrangement prevents the normally closed contact of the thermostarter from opening when the heating circuit is interrupted. An increase in the preheating current for preheating the lamp electrodes and a corresponding influence on the opening time of the normally closed contact is not possible with this circuit arrangement.
In the following, embodiments of the subject of the invention are explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
As shown in the two figures, the electrodes 2, 3 of a low-voltage fluorescent lamp 1 are connected via leads 4, 5 to terminals 6, 7, which can be connected to an AC voltage source 8 via a mains switch (not shown). There is also a choke coil 9 which, in the embodiment according to FIG. 1, has two windings 9a and 9b in opposite directions. The winding 9a lies in the supply line 5 between terminal 7 and electrode 3, while the winding 9b is connected to the starter circuit 10. The opposite winding 9b has the effect of reducing the impedance of the choke coil 9 during the preheating phase.
In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the choke coil 9 has only one winding 9 a, which is connected into the supply line 5 between terminal 7 and electrode 3.
The starter circuit 10 has a thermal starter 11, connected in parallel with the lamp 1, with a normally closed contact 12.
To open this normally closed contact 12 for the purpose of igniting the lamp 1, a thermal control element 13, e.g. a hot wire or bimetal element is provided. This control element 13 is connected to the secondary winding 14c of a summation current converter 14. This summation current transformer 14 has two primary windings, namely a holding winding 14a and a starting winding 14b. The winding 14a lies in the supply line 4 between the terminal 6 and the electrode 2 and the operating current flows through it when the lamp 1 is in operation.
The other primary winding 14b is connected in series with the normally closed contact 12 in the starter circuit 10. The two primary windings 14a, 14b are connected in such a way that the flow through them during the preheating phase, d. H. add 12 before opening the normally closed contact.
A PTC resistor 15 is connected in series with the normally closed contact 12 in the starter circuit 10. This PTC thermistor 15 has a strongly positive resistance-temperature characteristic and is intended to prevent the thermostarter 11 from carrying out continuous ignition attempts when the lamp electrodes 2, 3 are defective, the lamp 1 is not inserted into the socket or has electrodes that are deactivated but still intact. During normal operation, the PTC thermistor 15 has a low resistance value and does not significantly influence the preheating and ignition process. If the thermal switch 11 switches on and off a few times, the temperature of the PTC thermistor 15 increases until it reaches the tilting temperature at which the resistance value of the PTC thermistor increases. This has the consequence that the normally closed contact 12 remains closed.
In the starter circuit 10 only a small current of a few mA flows, which is sufficient to keep the PTC thermistor 15 at a temperature above the breakdown temperature. For example, a PTC thermistor 15 can be used which has a resistance of less than 150 ohms at 25 "C and a resistance of over 50,000 ohms after reaching the tilting temperature.
As is known per se, a radio interference protection capacitor 16 is connected in parallel with the lamp 1, the lamp electrodes 2, 3 acting as damping resistors. This capacitor 16 can have a capacitance of approximately 10,000-50,000 pF.
In the embodiment according to FIG. 1 the electrodes 2, 3 are heated in series, while FIG. 2 shows a device with parallel heating of the lamp electrodes 2, 3. The lamp electrode 3 is connected to a winding part of the choke coil winding 9a determined by the tap 17, while the other lamp electrode 2 is connected to a winding part of the primary winding 14a of the summation current transformer 14 determined by the tap 18. The voltage induced in these winding parts for heating the electrodes 2, 3 can be optimally selected by suitable selection of these taps 17, 18, so that the electrodes 2, 3 are heated to approx. 600-8000C in less than 1 second.
Instead of the primary winding 14a, the electrode 2 can also be heated in a corresponding manner from the other primary winding 14b, as is shown in FIG. 2 by the tap 19.
The circuit according to Fig. 1 works as follows:
When the supply voltage is applied to the terminals 6, 7, a high preheating current immediately flows from the terminal 7 through the winding 9a of the choke coil 9, the electrode 3, the choke coil counter-winding 9b, the PTC resistor 15, the normally closed contact 12, the primary winding 14b, the electrode 2 and the other primary winding 14a to terminal 6. The counter-winding 9b reduces the impedance of the choke coil 9 during the preheating period in such a way that the preheating current assumes a sufficiently large value to bring the lamp electrodes 2, 3 to the optimum temperature of to be able to heat up approx. 600-800 "C.
Since the preheating current flows through both primary windings 14a, 14b, a corresponding current flows in the secondary winding 14c of the summation current transformer 14 and through the thermal control element 13, which current depends on the transmission ratio of the windings 14a plus 14b and 14c.
This current heats the control element 13, which opens the normally closed contact 12 after responding. As a result, the induction voltage required to ignite the lamp 1 is produced in the choke coil 9 in a known manner. In addition, the starter circuit 10 is opened, so that when the lamp 1 is in operation, the counter winding 9b of the choke coil 9 and the primary winding 14b of the summation current converter 14 are no longer flowed through by the current. Thus, only the impedance of the inductor winding 9a is effective during operation. Since the operating current only flows through the primary winding 14a of the summation current transformer 14 during operation, the current flowing in the secondary winding 14c is only determined by the transformation ratio of the windings 14a and 14c.
For this reason, the conditions for the thermal starter 11 can be optimally set independently of one another during the preheating phase and during operation by appropriate dimensioning of the windings 14a, 14b, 14c of the summation current transformer 14.
In the embodiment according to FIG. 2, when the supply voltage is applied to the terminals 6, 7, a current flows from the terminal 7 via the choke coil winding 9a, the PTC thermistor 15, the normally closed contact 12, the primary windings 14b and 14a to the terminal 6. The lamp electrodes 2, 3 are, as already mentioned, heated by the choke coil winding 9a or one of the primary windings 14a, 14b. The lamp 1 is ignited in the manner described with reference to FIG. 1.
The size of the preheating current for heating the electrodes 2, 3 can be selected by suitable selection of the choke coil windings 9a, 9b (Fig. 1) or the taps 17, 18, 19 (Fig. 2), during the time until the break contact opens 12 can be influenced by the design of the windings 14a, 14b, 14c of the summation current transformer 14.