DD224465A1 - Zuend- und betriebsschaltung fuer entladungslampen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zuend- und Betriebsschaltung fuer Entladungslampen in elektronischen Vorschaltgeraeten. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, eine allmaehliche, stufenweise Erhoehung des Lampenstroms nach der Zuendung zu gewaehrleisten, um eine Erhoehung der Lebensdauer der Entladungslampen sowie eine Herabsetzung der HF-Leistungsinverter-Belastung in der Lampenstartphase zu erreichen. Diese Aufgabe wird durch die Einschaltung von Kondensatoren in den jeweiligen Heizstromkreis der Entladungslampen sowie durch die Anschaltung der in Reihe geschalteten Heizelektroden der Entladungslampen an den HF-Leistungsinverter sowie die Anschaltung der jeweils aeusseren Heizelektroden an den HF-Leistungsinverter sowie deren Verbindung miteinander ueber einen Kondensator geloest. Fig. 2

Description

Titel der Erfindung

Zünd- und Betriebsschaltung für Entladungslampen

Anwendungsgebiet ,der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Zünd- und Betriebsschaltung, für Entladungslampen in elektronischen Vorschaltgeräten, insbesondere zum Betreiben von zwei in Reihe geschalteten Entladungslampen»

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind elektronische Vorschaltgeräte bekannt, bei denen die Zündung und der Betrieb der Entladungslampen aus einem HP-Leistungsinverter bei einer Betriebsfrequenz von ca· 20 kHz bis 50 kHz erfolgen

(Kobayashi u· a· Toshiba - Review Nr· 127, Mai - Juni 1980, Seite 37 ff»).

Die Vorheiz- und Zündspannung für die angeschlossenen Entladungslampen wird aus einer gesonderten Hochspannungs-.wicklung eines HF-Leistüngsübertragers mit Streufeldcharakteristik gewonnen*

Vorheizung und Zündung der Entladungslampen erfolgen über die Hochspannungswicklung mit der gesonderten Heizwicklung·

- O tu ν λπ η / ...

Nach der Zündung wird über die Streuinduktivität des HP-Leistungsübertragers der Lampenstrom auf seinen Nennwert begrenzt·

Nachteilig ist bei dieser Lösung der hohe Aufwand für den HP-Streufeldtransformator mit seiner großen Masse und großem Volumen·

-Es ist eine weitere Zünd- und Betriebsschaltung für Entladungslampen gemäß DD-WP H 05. B/ 248 729 6 bekannt, mit welcher der Aufwand für einen HP-Streufeldtransformator vermieden wird· Die Vorheizung der Entladungslampen erfolgt über eine kapazitive Ankopplung der Heizelektroden· Nach erfolgter Zündung verringert sich die Arbeitsfrequenz automatisch, der Vorheizstrom wird reduziert· Die Be-grenzung des Lampenstroms wird durch einen zusätzlichen Kondensator in Reihe mit den Entladungslampen erreicht· Diese Lösung hat durch die plötzliche Zündung beider in Reihe geschalteter Entl'adungslarap"en eine ^sxtwexse""Überlastung der Heizelektroden sowie einen plötzlichen vollen Lastsprung für den HP-Leistungsinverter zur Polge*· Der HP-Leistungsinverter muß daher so ausgelegt werden, daß er den LastStromstoß auffängt*

Der Aufwand für^den Leistungsinverter kann vermindert werden, wenn eine stufenweise Lastzuschaltung nach der Lampenzündung erfolgt· Eihe^: bekannte Lösung dazu wird in der DE-OS 2500 148 vorgeschlagen* Es wird mit einem mechanischen Mehrstufenschalter" über einen^ zusätzlichen Vorwiderstand in der Eingangsspannungsquelle der Lampenstrom nach der Zündung auf einen niedrigen Wert gehalten und nach einer bestimmten Zeit durch eine weitere Schalterstellung auf den Stromnennwert eingestellt.

Nachteilig bei dieser Lösung ist der Einsatz eines elektromechanischen Schalters und eines leistungsstarken Vorwiderstandes zur Leistungsminderung des Lampenstromes nach der Zündung» Dieser Aufwand ist nur bei einer gröberen Anzahl von Brennstellen gerechtfertigt.

Ziel der Erfindung;

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Zünd- und Betriebsschaltung für Entladungslampen, die mit geringem Aufwand pro Lampenbrennsteile eine Erhöhung der Lebensdauer der Heizelektroden bewirkt sowie die Belastung des Leistungsinverters in der Lampenstartphase reduziert·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zünd- und Betriebsschaltung für Entladungslampen zu schaffen, die eine allmähliche, stufenweise Erhöhung des Lampenstroms nach der Zündung gewährleistet und damit eine Erhöhung der Lebensdauer der Heizelektroden "sowie eine Absenkung der Belastung des HF-Leistungsinverters in der gesamten Lampenstartphase bewirkt*

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Einschaltung von Kondensatoren in den jeweiligen Heizstromkreis der Entladungslampen sowie durch die Anschaltung der in Reihe geschalteten Heizelektroden der Entladungslampen an den HP-Leistungsübertrager und die Anschaltung der jeweils äußeren Heizelektroden an den HF-Leistungsinverter gelöst, wobei die jeweils äußeren Heizelektroden miteinander über einen Kondensator verbunden sind·

Die Überbrückung einer der beiden Entladungslampen erfolgt durch einen Kondensator, der mit einer Heizelektrode der überbrückten Entlastungslampe in Reihe geschaltet ist·

Durch die Beschaltung der Heizelektroden mit Kondensatoren wird der Zündstrom in der Vorheiz- bzw· Zündphase der Entladungslampen unter den Nennwert begrenzt·

Ausführungsbeispiel ~ .

Die Erfindung-wird nachfolgend ...in~zwei Ausführungs·«- ~ beispielen näher erläutert* In der dazugehörigen Zeichnung zeigen

Figur 1v: ein Prinzipschaltbild des elektronischen Vorschaltgerätes mit einer Zünd- und Betriebsschaltung,

Figur 2 : eine erfindungsgemäße Ausführung der Zünd- und Betriebsschaltung,

Figur 3 : eine weitere erfindungsgemäße Ausführung der Zünd- und Betriebsschaltung·

Entsprechend Figur 2 besteht eine vorteilhafte erfinderische Lösungsvariante der Zünd- und Betriebsschaltung 13 für Entladungslampen aus zwei in Reihe geschalteten Entladungslampen 22; 23, die über die Anschlüsse 14; 15 mit den Anschlüssen 6; 8 des HF-Leistungsübertragers 9 verbunden sind· Die Heizelektrode 29 der Entladungslampe 22 ist mit ihrem einen Anschluß über den Kondensator 19 mit dem Anschluß 14 und mit ihrem zweiten Anschluß mit dem Kondensator 20 verbunden, der an den gemeinsamen Verbindungspunkt 20 der Heizelektrode 28 der Entladungslampe 22 und der Heizelektrode 27 der Entladungslampe 23 geführt ist* Die Heizelektroden 27; 28 sind in Reihe geschaltet und über den Kondensator und die Anschlüsse 10; 12 mit der Wicklung 25 des HF-• .Leistungsübertragers 9 verbunden· Die zweite Heizelektrode

26 der Entladungslampe 23 ist mit einem Anschluß über den Kondensator 17 mit dem Anschluß 14 und mit ihrem zweiten Anschluß mit dem Anschluß 15 verbunden, wobei die beiden Anschlüsse der Heizelektrode 26 durch den Kondensator 16 überbrückt sind·

Nach der Inbetriebnahme des HP-Leistungsinverters 5 über die Gleichrichterschaltung 4 und das Oberwellenfilter 3» an dessen Netzanschlußklemmen 1; 2 die Netzspannung liegt, befindet sich an den Anschlüssen 14; 15 die Ausgangswechselspannung mit der doppelten Betriebsfrequenz bei nichtgezündeten Entladungslampen 22; 23 (Pig· 1·)· Der Kondensator 17 liegt gemäß Figur 2 über der Heizelektrode 26 parallel au den Anschlüssen 14; 15 und bestimmt mit der Induktivität der Ausgangswicklung des HP-Leistungsübertragers 9 als Parallelresonanzkreis die Leerlauffrequenz f₂ des HP-Leistungsinverters 5· Es gilt

f L * 2 f_B d· h· die Leerlauffrequenz f_L besitzt, etwa den doppelten Betriebsfrequenzwert f_ bei gezündeten Lampen 22; 23·

Die Heizelektroden 27; 28 werden nun über die Wicklung 25 über den Kondensator 18 vorgeheizt· Weiterhin wird die Heizelektrode 26 über den durch den Kondensator 17 fließenden Leerlauf-Resonanzstrom vorgeheizt. Sind beide Heizelektroden 26; 27 der Lampe 23 vorgeheizt, dann kann eine Zündung der Lampe 23 über die Reihenschaltung des Kondensators 20, der Heizelektrode 29 und des Kondensators 19 mit einem Lampenstrom von ca· 10 % bis 20 % des Nennstromwertes erfolgen*

Nach der Zündung der Lampe 23 liegt die gesamte zwischen den Anschlüssen 14; 15 liegende Eingangsspannung, vermindert um den Betrag der Brennspannung von Lampe 23, an der Lampe 22, deren Zündung um mehrere 100 Millisekunden verzögert nach Lampe 23 dann einsetzt, wenn die Heizelektrode

29 die notwendige Emissionstemperatur durch den über die· Reihenschaltung der Kondensatoren 19; 20 fließenden Strom erreicht hat·

Nach Zündung der Lampe.22 steigt der Lampenstrom in beiden Lampen 22; 23 bis zum Nennwert an· Die Begrenzung des Lampenstroms auf den Nennwert erfolgt durch den Kondensator 19· Der Kondensator 19 liegt nach Erreichen des Nennstroms über die Entladungsstrecken der Lampen 22; 23 parallel zu den Anschlüssen 14; 15 und vermindert so im Betriebszustand die Schwingfrequenz des selbsterregten HP-Leistungsinverters 5 auf etwa die Hälfte des Wertes der Leerlauffrequenz· Dadurch wird der Vorheizstrom der Heizelektroden 27; 28 über den Kondensator 18 bzw* der Heizelektrode 26 über den Kondensator 17 und der Heiz- - . elektrode 29 über den Kondensator 20 automatisch reduziert»

Es existieren drei Betriebsphasen bei der Zündung und Inbetriebnahme der Entladungslampen22;-23:

1· Vorheizen der Heizelektroden 26; 27 der Lampe 23 und Zündung auf ca· 10 % bis 20 % des Lampennennstromes·

2· Vorheizen der Heizelektroden 28; 29 der Lampe 22 und Zündung auf 20 % des Lampennennstromes·

3· Erhöhung des Lampennennstromes beider 'Lampen 22; 23 auf ca· 100 % des Nennwertes, Reduzierung der Schwingfrequenz auf ca. 50 % der Leerlauffrequenz und Reduzierung des Vorheizstromes aller Heizelektroden 26; 27; 28; 29 der Lampen 22; 23·

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung gemäß der Figur 3 sieht vor, daß die Heizelektrode 29 über die Anschlüsse 31; 32 und den Kondensator 30 an eine gesonderte

Heizwicklung 24 des HP-Leiatungsübertragers 9 angeschlossen ist· Über den Kondensator 30 wird eine gesonderte optimale Einstellung des erforderlichen Vorheizströmes möglich und damit eine entsprechende Verkürzung der Vorheizphase der Lampe 22 nach erfolgter Zündung der Lampe 23 realisiert» ' .

Der zur Heizelektrode 26 parallel liegende Kondensator 16 hat die Aufgabe, daß auch bei einer aus den Anschlußfassungen entfernten Lampe 23 die kapazitive Überbrückung der Anschlüsse 14; 15 sichergestellt ist· Das ist wichtig, da hiermit zusammen mit der Induktivität des HF-Leistungsübertragers 9 die Leerlauffrequenz des HF-Leistungsinverters 5 bestimmt wird·

Bei direktem Betrieb des HP-Leistungsinverters 5 aus einer Gleichspannungsquelle entfallen die Punktionsbausteine Oberwellenfilter 3 und die Gleichrichterschaltung 4 (Pig· 1)·

Claims (2)

1. ERFIITBUNGSANSPRU CH

   T; Zünd- und Betriebsschaltung für Entladungslampen in elektronischen Vorschaltgeräten, bestehend aus einem Oberwellenfilter (3), einer Gleichrichterschaltung (4)» einem HP-Leistungsinverter (5)₉ einem HP-Leistungsübertrager (9) und einer Zünd- und Betriebsschaltung (13)» dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Heizelektroden (29) der ersten Entladungslampe (22) über einen Kondensator (19) an den Anschluß (6) des HP-Leistungsinverters (5) angeschlossen ist und mit ihrem zweiten Anschluß über einen weiteren Kondensator .(.20) .mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt (21) der zweiten Heizelektrode (28) der ersten Entladungslampe (22) und der Heizelektrode (27) der zweiten Entladungslampe (23) verbunden ist, wobei der zweite Anschluß der zweiten Heizelektrode (28) der ersten Entladungslampe (22) über einen Kondensator (18) an den einen Anschluß (12)-des HP-Leistu-ngsübertragers (9) geführt ist und der zweite Anschluß der Heizelektrode (27) der zweiten Entladungslampe (23) direkt an den anderen Anschluß (10) des HP-Leistungsübertragers (9) angeschlossen ist und daß zv/ischen den beiden Anschlüssen der zweiten Heizelektrode (26) der zweiten Entladungslampe (23) ein Kondensator (16) angeordnet ist sowie daß einer der Anschlüsse dieser Heizelektrode (26) an den weiteren Anschluß (8) des HP-Leistungsinverters (5) und der zweite Anschluß dieser Heizelektrode (26) , über einen Kondensator (17) an den Anschluß (6) des HP-Leistungsinverters (5) geführt ist·
2. 2· Zünd- und Betriebsschaltung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Heizelektrode (29) der ersten Entladungslampe (22) mit ihrem einen Anschluß über einen

   Kondensator (30) an eine gesonderte Wicklung (24) des HP-Leistungsübertragers (9) geführt ist und mit ihrem zweiten Anschluß mit den beiden Kondensatoren (19; 20) und dem anderen Anschluß der gesonderten Wicklung (24) verbunden ist·

   - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -