DD242902A5

DD242902A5 - CONTROL UNIT FOR HIGH-PRESSURE DISCHARGE LAMPS, INS. FOR SODIUM STEAM LAMPS

Info

Publication number: DD242902A5
Application number: DD28674786A
Authority: DD
Inventors: Zoltan Feher; Arpad Karpat; Janos Melis; Andras Szeverenyi; Bela Waldinger; Rudolf Sirato
Original assignee: El-Co Villamos Keszuelekek Es Szerelesi,Hu
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1986-02-04
Publication date: 1987-02-11
Also published as: HU195055B; HUT39309A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgeraet fuer Hochdruck-Entladungslampen, insbesondere fuer Natriumdampflampen, das mit einem Impulsgenerator /10/ ausgebildet ist, welcher unmittelbar mit einem Pol eines den Polen einer Hochdruck-Entladungslampe /6/ parallel zugeschalteten Kondensators /25/ mit dem anderen Pol desselben und durch ein induktives Glied /24/ verbunden ist, wobei der Impulsgenerator /10/ als ein Hochfrequenzimpulse erzeugender Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandler ausgebildet ist. Erfindungswesentlich ist, dass mit dem induktiven Glied /24/ in Reihe ein induktives Element vorgesehen ist, das als eine Sekundaerwicklung /32/ eines Hilfsimpulstransformators /26/ oder eines Zupassungstransformators mit der Hochdruck-Entladungslampe /6/ gekoppelt ist, wobei die Sekundaerwicklung des Hilfsimpulstransformators /26/ zwischen dem Kondensator /25/ und der Hochdruck-Entladungslampe /6/ eingeschaltet ist, und die Primaerwicklung /33/ dessen den Ausgaengen eines Zuendimpulsgenerators /7/ zugefuehrt sind, oder die Sekundaerwicklung /32/ parallel zur Hochdruck-Entladungslampe /6/ eingeschaltet die Sekundaerwicklung des spannungsvermindernden Zupassungstransformators bildet, dessen Primaerwicklung /33/ dem Impulsgenerator /10/ zugefuehrt ist. Fig. 1The invention relates to a Vorschaltgeraet for high-pressure discharge lamps, in particular for sodium vapor lamps, which is formed with a pulse generator / 10 /, which directly with a pole of the poles of a high-pressure discharge lamp / 6 / parallel connected capacitor / 25 / with the other pole of the same and is connected by an inductive gate / 24 /, wherein the pulse generator / 10 / is formed as a high-frequency pulse generating DC-AC converter. It is essential to the invention that the inductive element / 24 / in series an inductive element is provided, which is coupled as a secondary winding / 32 / of an auxiliary pulse transformer / 26 / or a Zupaßstransformatoren with the high-pressure discharge lamp / 6 /, wherein the secondary winding of the auxiliary pulse transformer / 26 / between the capacitor / 25 / and the high-pressure discharge lamp / 6 / is turned on, and the primary winding / 33 / whose the outputs of a Zuendimpulsgenerators / 7 / are supplied, or the secondary winding / 32 / parallel to the high-pressure discharge lamp / 6 / turned on forms the secondary winding of the voltage reducing transformer whose primary winding / 33 / the pulse generator / 10 / is supplied. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für Hochdruck-Entladungslampen, insbesondere für Natriumdampflampen, das mit einem Impulsgenerator ausgebildet ist, welcher unmittelbar mit einem Pol eines den Polen einer Hochdruck-Entladungslampe parallel zugeschalteten Kondensators und durch ein induktives Glied mit dem anderen Pol desselben verbunden ist, wobei der Impulsgenerator als ein Hochfrequenz-Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandler ausgebildet ist, wobei vorzugsweise im Impulsgenerator zwei im Schaltbetrieb arbeitende Halbleiterschaltkreise sowie ein aus Widerständen bestehender Spannungsteiler vorgesehen sind, die einem Impulstransformator zugeführt sind. Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät kann einfach aus leicht zugänglichen oder meßbaren Elementen hergestellt werden.The invention relates to a ballast for high-pressure discharge lamps, in particular for sodium vapor lamps, which is formed with a pulse generator which is connected directly to a pole of the poles of a high-pressure discharge lamp connected in parallel capacitor and by an inductive element with the other pole thereof the pulse generator is designed as a high-frequency DC-AC converter, preferably in the pulse generator, two operating in switching mode semiconductor circuits and an existing resistors of voltage dividers are provided, which are fed to a pulse transformer. The ballast according to the invention can be easily manufactured from easily accessible or measurable elements.

Bekannterweise bedürfen die mit Gas gefüllten Hochdruck-Entladungslampen und zwischen ihnen die Natriumdampflampen einerseits einer Aufheizung sowie einer die Betriebsspannung überschreitenden Zündspannung, andererseits — wegen der negativen Stromcharakteristik der Lampe — eines strombegrenzenden Vorschaltgeräts. Es folgen thermische Schwierigkeiten der Tatsache, daß die Hochdruck-Entladungslampen den Nennwert der Lichtleistung lediglich nach einer bestimmten Aufheizzeit (im allgemeinen von einigen Minuten) erreichen. Die zur sicheren Zündung notwendige erhöhte Zündspannung hat die erhöhte elektrische Beanspruchung der verwendeten Schaltelemente zur Folge.As is known, the gas-filled high-pressure discharge lamps and between them the sodium vapor lamps on the one hand require heating and an operating voltage exceeding ignition voltage, on the other hand - because of the negative current characteristic of the lamp - a current-limiting ballast. There follow thermal difficulties of the fact that the high-pressure discharge lamps reach the nominal value of the light output only after a certain heating time (generally of a few minutes). The ignition voltage required for safe ignition has the increased electrical stress of the switching elements used.

Die zur Sicherung der Arbeitsbedingungen einer Hochdruck-Entladungslampe notwendigen Vorschaltgeräte sind in vielen verschiedenen Ausführungen bekannt. Unter ihnen gelten beim heutigen Stand der Technik diejenigen als die meist entwickelten, die die Hochdruck-Entladungslampe durch Hochfrequenz-Spannungsimpulse erregen, da bei dieser Lösung der durch die Lichtausbeute bestimmte Wirkungsgrad im Vergleich zu den anderen bekannten Geräten um etwa 10 bis 15% vergrößert werden kann, und die störende stroboskopische Wirkung, die bei den die Wechslung der Netzspannung folgenden Auflösungen des Bogens aufsteht, nicht erfaßbar ist.The necessary to secure the working conditions of a high-pressure discharge lamp ballasts are known in many different versions. Among them, in the present state of the art, the most developed ones excite the high-pressure discharge lamp by high-frequency voltage pulses, since in this solution the efficiency determined by the luminous efficacy is increased by about 10 to 15% compared to the other known devices can, and the disturbing stroboscopic effect, which rises at the subsequent changes of the mains voltage resolutions of the arc is not detectable.

Bei der Projektierung der Vorschaltgeräte sind die wichtigsten Anforderungen in den kleinen Größen und in den geringen Verlusten zu sehen. Eine weitere Forderung besteht darin, daß die zu verwendenden Schaltkreise, im Zweck der Minimalisierung der Verluste möglichst wenig Bestandteile enthalten sollen und gleichzeitig die durch den Produzenten der Entladungslampe bestimmten Betriebsbedingungen der Lampe gewährleisten sollen.When designing the ballasts, the most important requirements are the small sizes and the low losses. Another requirement is that the circuits to be used should contain as few components as possible for the purpose of minimizing the losses and at the same time ensure the operating conditions of the lamp determined by the producer of the discharge lamp.

Die wichtigsten Eigenschaften, Betriebsparameter der Hochdruck-Entladungslampen sowie die den gegenüber gestellten allgemeinen Anforderungen sind unter anderem in den Publikationen der Hersteller eingehend erläutert. Die Publikationen stellen im allgemeinen die Vorschaltgeräte auch dar, die beim Betrieb der Hochdruck-Entladungslampen zur Speisung notwendig sind. Die dargestellten Vorschaltgeräte sind diejenigen, die mit einer Netzspannung von 50Hz oder 60 Hz Frequenz gespeist werden können, da bei der Verwendung der erwähnten Lichtquellen in erster Linie die aus einem Netz gewährleistete Speisung in Betracht gezogen wird. Bei Auswahl des den Betrieb der Hochdruck-Entladungslampe kennzeichnenden Arbeitspunkte des Entladungsgefäßes wird es als wichtig betrachtet, daß die Brennspannung der Entladungslampe oberhalb des Halbwertes der Speisespannung (Netzspannung) liegt, jedoch jene lediglich mit einem kleinen Wert überschreitet. Der Arbeitspunkt des Entladungsgefäßes wandert während der Lebensdauer der Hochdruck-Entladungslampe, was einen unvermeidbaren Prozeß bedeutet, da sich die Brennspannung im Laufe der Zeit langsam vergrößert. Eine bekannte Tatsache ist es auch, daß unter den Hochdruck-Entladungslampen die mit niedriger Brennspannung gekennzeichneten eine längere Lebensdauer aufweisen, als die mit höherer Brennspannung gekennzeichneten Typen. Das bedeutet, daß die Hochdruck-Entladunglampen von etwa 50V Brennspannung durchschnittlich länger arbeiten, als die von etwa 100 bis 120 V Brennspannung, und gleichzeitig einer niedrigeren Zündspannung bedürfen. Die letzteren Lampentypen wurden in erster Linie für die Länder bestimmt, in denen die Netzspannung 110 bis 120 V beträgt, da bei dieser Spannung der stabile Arbeitspunkt unter Verwendung eines einfachen induktiven Vorschaltgerätes wirksam eingestellt werden kann. In den Bereichen mit einer Netzspannung von 220 V oder höher können die mit induktivem Vorschaltgerät versehenen Hochdruck-Entladungslampen nur nach der Beseitigung bestimmter Schwierigkeiten verwendet werden. Die Grundschwierigkeit besteht in der Notwendigkeit einer bedeutenden Verminderung der Spannung, wozu spezielle Schaltelemente oder Schaltkreise, z. B. Transformatoren, eventuell Wechselstrom-Umwandler, eingesetzt werden müssen. Die erwähnten Elemente bewirken nicht nur die Erhöhung der Herstellungskosten, sondern tragen unvermeidbar zur Verschlechterung des Wirkungsgrades bei. Obwohl auf diese Weise die Lebensdauer vergrößert werden kann, ist jedoch dieser Vorteil nur durch einen zu hohen Preis erreichbar. Sollen die obigen Anforderungen in Betracht gezogen werden, so muß festgestellt werden, daß die Spannungsgrenzen bei den Hochfrequenzsystemen von 220 V Speisespannung auch vorhanden sind. Bei der Gleichrichtung der vollen Welle der 220-V-Wechselspannung ist die Spannung begrenzt, deswegen ist die maximale Größe der aufgrund dieser Gleichspannung durch einen im Schaltbetrieb arbeitenden Generator erreichbaren Wechselspannung auch bestimmt. Werden in einem eine Viereckspannung herstellenden Impulsgenerator zwei in Reihe geschaltete, im Gegenakt gesteuerte Halbleiter-Schaltelemente verwendet, so kann ein Vierecksignal erzeugt werden, dessen Pegel etwa 80% der Wechselspannung des Netzes entspricht. Von diesem Pegel ausgehend kann die Steuerung der Kleinspannungslampen noch nicht ökonomisch gewährleistet werden. Eine andere Gruppe der gegenüber den Vorschaltgeräten gestellten Anforderungen bildet die Notwendigkeit der zuverlässigen Erzeugung von Zündimpulsen, d. h. darin, daß die zur Zündung verwendeten Schaltkreise mit hoher Zuverlässigkeit zu kennzeichnen sind. Die Erzeugung von Zündimpulsen, deren Spannung auch im Bereich von 1000V bis 2000V, bei einigen Lampentypen 4000V, liegt, bedarf der Herstellung von für solche Spannungen bemessenen Schaltkreiselementen; d.h. von Elementen hoher elektrischer Belastbarkeit, was insbesondere bei der Projektierung von reihengeschalteten Schaltelementen große Schwierigkeiten hervorruft und zur Vergrößerung sowohl der Abmessungen als auch der Masse führt. Die Halbleiterelemente des Impulsgenerators sollen während der Arbeit von den Hochspannungssignalen sowie ihren Transienten sehr wirksam geschützt werden.The most important characteristics, operating parameters of the high-pressure discharge lamps as well as the general requirements opposite are explained in detail among other things in the publications of the manufacturers. The publications also generally show the ballasts which are necessary for the operation of the high-pressure discharge lamps for feeding. The ballasts shown are those which can be fed with a mains voltage of 50 Hz or 60 Hz frequency, since the use of the light sources mentioned primarily considers the supply guaranteed by a mains. When selecting the operation of the high-pressure discharge lamp characteristic operating points of the discharge vessel, it is considered important that the burning voltage of the discharge lamp is above the half-value of the supply voltage (mains voltage), but that exceeds only a small value. The operating point of the discharge vessel migrates during the life of the high-pressure discharge lamp, which means an unavoidable process, since the burning voltage increases slowly over time. It is also known that among the high pressure discharge lamps, those marked with low burning voltage have a longer life than the types marked with higher burning voltage. This means that the high-pressure discharge lamps of about 50V burning voltage work on average longer than those of about 100 to 120 V burning voltage, and at the same time require a lower ignition voltage. The latter types of lamps were primarily intended for countries in which the mains voltage is 110 to 120 V, since at this voltage the stable operating point can be effectively adjusted using a simple inductive ballast. In areas with a mains voltage of 220 V or higher, high-pressure discharge lamps equipped with an inductive ballast can only be used after the elimination of certain difficulties. The basic difficulty is the need for a significant reduction in voltage, including special switching elements or circuits, eg. As transformers, possibly AC converters, must be used. The mentioned elements not only increase the manufacturing cost, but inevitably contribute to the deterioration of the efficiency. Although in this way the life can be increased, but this advantage can only be achieved by a too high price. If the above requirements are to be taken into account, it must be noted that the voltage limits are also present in the high frequency systems of 220 V supply voltage. When rectifying the full wave of the 220 V AC voltage, the voltage is limited, so the maximum size of the due to this DC voltage by a generator operating in switching mode AC voltage is also determined. If two series-connected, counter-clocked semiconductor switching elements are used in a pulse generator producing a quadrature voltage, a quadrilateral signal can be generated whose level corresponds to approximately 80% of the AC voltage of the network. Starting from this level, the control of the low voltage lamps can not be guaranteed economically. Another group of requirements placed on ballasts is the need for reliable generation of firing pulses, i. H. in that the circuits used for ignition are to be marked with high reliability. The generation of ignition pulses, whose voltage is also in the range of 1000V to 2000V, with some lamp types 4000V, requires the production of designed for such voltages circuit elements; i.e. of elements of high electrical load capacity, which causes great difficulties especially in the configuration of series-connected switching elements and leads to the increase in both the dimensions and the mass. The semiconductor elements of the pulse generator should be very effectively protected during operation from the high voltage signals and their transients.

Aus der DE-OS 2705170 ist ein Vorschaltgerät bekannt, das zur Speisung einer Hochdruck-Entladungslampe vorgesehen und mit einer Batterie oder einer anderen Gleichspannungsquelle verbindbar ist. Bei diesem Vorschaltgerät wird ein Impulsgenerator verwendet, der einem Pol eines parallel zu einer Hochdruck-Entladungslampe geschalteten Kondensators unmittelbar, dem anderen Pol desselben durch ein induktives Glied gekoppelt und als ein Hochfrequenzimpulse erzeugender Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandler ausgebildet ist. Im Impulsgenerator sind zwei im Schaltbetrieb arbeitende Halbleiterschaltkreise sowie ein aus Widerständen bestehender Teiler vorgesehen, die einem Impulstransformator zugeführt sind. Der wichtigste Nachteil dieses, den Stand derTechnik bildenden Vorschaltgerätes ist darin zu sehen, daß die Hochspannungs-Zündimpulse als einheitliche Signale erzeugt werden; deswegen sollen Bestandteile des Vorschaltgerätes auf die in der Schaltung auftretende volle Zündspannung gemessen werden, was bedeutet, daß eine hohe elektrische Beanspruchung in Betracht zu ziehen ist.From DE-OS 2705170 a ballast is known, which is provided for feeding a high-pressure discharge lamp and connectable to a battery or other DC voltage source. In this ballast, a pulse generator is used which is directly coupled to one pole of a capacitor connected in parallel to a high-pressure discharge lamp, the other pole thereof by an inductive element and formed as a high-frequency pulse generating DC-AC converter. In the pulse generator two operating in switching mode semiconductor circuits and an existing resistors divider are provided, which are fed to a pulse transformer. The most important disadvantage of this prior art ballast is that the high voltage firing pulses are generated as uniform signals; Therefore, components of the ballast to be measured on the occurring in the circuit full ignition voltage, which means that a high electrical stress is to be considered.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.The aim of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages of the prior art.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein zur Zündung einer Hochdruck-Entladungslampe geeignetes Vorschaltgerät zu schaffen, das einerseits eine bedeutend niedrigere Spannungsbeanspruchung erfordert und andererseits bei höheren, z. B. 220-V-Netzspannungswerten den Betrieb der Hochdruck-Entladungslampen mit bedeutend niedrigerem Nennwert der Brennspannung bei hohem Wirkungsgrad und hoher Zuverlässigkeit gewährleistet.The invention has been based on the object to provide a suitable for ignition of a high-pressure discharge lamp ballast, on the one hand requires a significantly lower voltage stress and on the other hand at higher, z. B. 220 V mains voltage values ensures the operation of high-pressure discharge lamps with significantly lower nominal value of the burning voltage with high efficiency and high reliability.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es auf Grund der in der DE-OS 2705170 dargestellten Schaltungsanordnung möglich ist, die Aufgabe zu lösen, und zwar einerseits durch Einsetzung einer von einem gesonderten Zündimpulsgenerator hergestellten additiven Spannung bei der Zündung, andererseits durch Verwendung eines Anpassungstransformators. Zur Lösung der gestellten Aufgabe, also der Zündung und Speisung von Hochdruck-Entladungslampen, wurde ein Vorschaltgerät geschaffen, das mit einem Impulsgenerator ausgestattet ist, welcher unmittelbar mit einem Pol eines den Polen einer Hochdruck-Entladungslampe parallel geschalteten Kondensators zweckmäßig unmittelbar und durch ein induktives Glied mit dem anderen Pol desselben verbunden ist, wobei der Impulsgenerator als ein Hochfrequenzimpulse erzeugenderThe invention is based on the finding that it is possible due to the circuit arrangement shown in DE-OS 2705170 to solve the problem, on the one hand by employing a voltage produced by a separate Zündimpulsgenerator ignition, on the other hand by using a matching transformer , To solve the task, ie the ignition and power of high-pressure discharge lamps, a ballast has been provided which is equipped with a pulse generator, which directly with a pole of the poles of a high-pressure discharge lamp in parallel capacitor directly and indirectly by an inductive element is connected to the other pole thereof, the pulse generator generating as a high frequency pulses

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, in Reihe mit dem induktiven Glied ein induktives Element vorzusehen, das als eine Sekundärwicklung eines Anpassungstransformators oder eines Hilfsimpulstransformators mit der Hochdruck-Entladungslampe gekoppelt ist.According to the invention it is proposed to provide in series with the inductive element an inductive element which is coupled as a secondary winding of a matching transformer or an auxiliary pulse transformer to the high-pressure discharge lamp.

Der Impulsgenerator des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts ist vorteilhaft als ein den Gleichspannungsausgängen eines aus dem Wechselstromnetz gespeisten Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlers zugeführter selbststeuernder Blockingoszillator mit belastungsabhängiger Frequenz ausgebildet, in welchem ein Impulstransformator zwei im Schaltbetrieb arbeitende, mit dem Impulstransformator verbundene Halbleiterstromkreise sowie ein aus zwei parallelen Zweigen bestehender Teiler vorgesehen ist, wobei in einem Zweig zwei Widerstände und in dem anderen Zweig zwei Kondensatoren in Reihe geschaltet sind, der Teiler zur statischen Halbierung der Speisespannung dient und sein Teilungspunkt der Primärwicklung des Impulstransformators zugeführt ist. . .The pulse generator of the ballast according to the invention is advantageously designed as a load-dependent frequency supplied to the DC outputs of a supplied from the AC mains AC-DC converter self-controlling, in which a pulse transformer two working in switching operation, connected to the pulse transformer semiconductor circuits and one of two parallel branches existing Divider is provided, wherein in a branch two resistors and in the other branch two capacitors are connected in series, the divider is used for static halving the supply voltage and its dividing point is fed to the primary winding of the pulse transformer. , ,

Bei den bekannten Vorschaltgeräten wird zur Zündung der Hochdruck-Entladungslampe die Oszillation der gewöhnlich viereckigen Ausgangsimpulse des Impulsgenerators verwendet. Es ist erfindungswesentllch, daß zu dieser Speisespannung eine additive Spannung erzeugt und zugegeben wird, und zwar auf solche Weise, daß keine Beschädigung der Schaltelemente des Vorschaltgerätes hervorgerufen wird, wie es noch später dargestellt wird. Die additive Spannung wird vorteilhaft in einem erfindungsgemäß ausgebildeten Vorschaltgerät erzeugt, wobei die Sekundärwicklung als eine Sekundärwicklung eines · Hilfsimpulstransformators ausgebildet ist, die zwischen dem Kondensator und der Hochdruck-Entladungslampe eingeschaltet ist, wobei die Primärwicklung des Hilfsimpulstransformators den Ausgängen eines Zündimpulsgenerators zugeführt ist. Der Zündimpulsgenerator wird vorteilhaft mit einem Thyristor und einem mit Speisespannung des Impulsgenerators aufzuladenden Kondensator ausgebildet, jedoch können andere impulserzeugende Schaltungen ebensogut verwendet werden.In the known ballasts, the oscillation of the usually square output pulses of the pulse generator is used to ignite the high-pressure discharge lamp. It is erfindungswesentllch that an additive voltage is generated and added to this supply voltage, in such a way that no damage to the switching elements of the ballast is caused, as will be shown later. The additive voltage is advantageously generated in a ballast designed according to the invention, the secondary winding being designed as a secondary winding of an auxiliary pulse transformer which is connected between the capacitor and the high-pressure discharge lamp, the primary winding of the auxiliary pulse transformer being fed to the outputs of an ignition pulse generator. The ignition pulse generator is advantageously formed with a thyristor and a capacitor to be charged with supply voltage of the pulse generator, however, other pulse generating circuits can be used as well.

Die Zündung und Speisung von Hochdruck-Entladungslampen, weichte mit einer von der höheren Netzspannung deutlich niedrigeren Speisespannung kennzeichenbar sind, können bei hoher Zuverlässigkeit und hohem Wirkungsgrad gewährleistet werden, falls im Vorschaltgerät ein aus einer Quelle einer Gleichspannung von zumindest 150 V gespeister, im Gegentakt gesteuerte und im Schaltbereich arbeitende Halbleiterstromkreise enthaltender, Impulse von höher als 1 kHz Frequenz erzeugender Impulsgenerator und ein, darin angeordnet, Impulstransformator vorgesehen sind, wobei den Ausgängen des Impulsgenerators ein induktives Glied und ein die Hochdruck-Entladungslampe enthaltender Zündschaltkreis zugeführt sind, und im Zündschaltkreis parallel zur Hochdruck-Entladungslampe ein Kondensator eingeschaltet ist. Es ist auch sehr wichtig, daß die Hochdruck-Entladungslampe als eine Lichtquelle von die 35% der Gleichspannung der Gleichspannungsquelle nicht überschreitende Zündspannung ausgebildet ist, und die Sekundärwicklung, parallel zur Hochdruck-Entladungspumpe geschaltet, die Sekundärwicklung eines zur Verminderung der Spannung vorgesehenen Anpassungstransformators bildet, dessen Primärwicklung dem Impulsgenerator zugeführt ist.The ignition and supply of high-pressure discharge lamps, which are marked with a significantly lower supply voltage from the higher mains voltage can be ensured with high reliability and high efficiency, if in the ballast one fed from a source of DC voltage of at least 150 V, in the push-pull controlled and in the switching range working semiconductor circuits containing, pulses of higher than 1 kHz frequency generating pulse generator and, arranged therein pulse transformer are provided, the outputs of the pulse generator, an inductive element and a high-pressure discharge lamp containing the ignition circuit are supplied, and in the ignition circuit parallel to High-pressure discharge lamp a capacitor is turned on. It is also very important that the high-pressure discharge lamp is formed as a light source of the ignition voltage not exceeding 35% of the DC voltage of the DC voltage source, and the secondary winding, connected in parallel to the high-pressure discharge pump, forms the secondary winding of a voltage-reduction matching transformer. whose primary winding is fed to the pulse generator.

Bei einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes bilden der parallel zur Hochdruck-Entladungslampe eingeschaltete Kondensator und das induktive Glied, das mit der Sekundärwicklung des' Anpassungstransformators und/oder des Hilfsmpulstransformators gekoppelt ist, bei Leerlauffrequenz des Impulsgeneratorseinen Serienschwingungskreis, der parallel zur Hochdruck-Entladungslampe geschaltet ist. Im Kondensator des derart realisierten Serienschwingungskreises entstehen Zustände hoher Spannung, die an sich oder durch Verwendung eines ergänzenden Zündschaltkreises zur Entzündung der Hochdruck-Entladungspumpe beitragen. Es kann ein Teil der zur Zeit verwendeten Bestandteile erspart werden, falls der im Impulsgenerator angeordnete Impulstransformator auf seiner Primärwicklung eine Mittelanzapfung aufweist, wobei ein zwischen dem einen Ende und der Mittelanzapfung ausgebildeter Ausgang der Primärwicklung einen Ausgang des spannungsvermindernden Anpassungstransformators bestimmt. In dieser Anordnung erfüllt der Impulstransformator des Impulsgenerators zusätzlich die Aufgabe eines spannungsvermindernden Transformators, wodurch der Letztere überflüssig ist.In an advantageous embodiment of the ballast according to the invention, the capacitor connected in parallel with the high-pressure discharge lamp and the inductive element coupled to the secondary winding of the matching transformer and / or the auxiliary pulse transformer form a series oscillation circuit connected in parallel to the high-pressure discharge lamp at the idling frequency of the pulse generator , In the capacitor of the thus realized series oscillation circuit states of high voltage arise, which contribute in themselves or by using a complementary ignition circuit for igniting the high-pressure discharge pump. A portion of the components currently used may be spared if the pulse transformer in the pulse generator has a center tap on its primary winding, with an output of the primary winding formed between the one end and the center tap determining an output of the voltage reducing matching transformer. In this arrangement, the pulse transformer of the pulse generator additionally performs the function of a voltage-reducing transformer, whereby the latter is superfluous.

Eine weitere Vereinfachung des Schaltkreises kann erzielt werden, wenn der Impulstransformator als ein Streufeldtransformator ausgebildet ist und seine Mittelanzapfung unmittelbar oder über eine Drossel verminderter Induktivität mit dem Kondensator verbunden ist, wobei die induktive Reaktanz des Serienschwingungskreises zumindestteilweise durch die gestreute Induktivität des Impulstransformators gewährleistet ist.A further simplification of the circuit can be achieved if the pulse transformer is designed as a stray field transformer and its center tap is connected directly or via a throttle inductance reduced with the capacitor, wherein the inductive reactance of the series oscillation circuit is at least partially ensured by the scattered inductance of the pulse transformer.

Die Entzündungssicherheit kann bei einigen Typen der Hochdruck-Entladungslampen hoher Leistung erhöht werden, wenn zwischen dem Kondensator und einer Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe die Sekundärwicklung des Hilfsrmpulstransformators vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit den Ausgängen des gesonderten Zündimpulsgenerators gekoppelt ist.The ignition safety can be increased in some types of high power discharge lamps when the secondary winding of the auxiliary pulse transformer whose primary winding is coupled to the outputs of the separate ignition pulse generator is provided between the capacitor and an electrode of the high pressure discharge lamp.

Eine alternative Lösung des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts besteht darin, daß der Ausgang des Impulsgenerators mit der Primärwicklung eines Anpassungstranformators verbunden ist, wobei die Sekundärwicklung des letzteren durch die Drossel mit dem Kondensator verbunden ist, und zwischen dem Kondensator und einer Elektrode der Hochdruck-Entladungslampe die Sekundärwicklung des Hilfsimpulstransformators vorgesehen ist, dessen Primärwicklung mit den Ausgängen des gesonderten Zündimpulsgenerators gekoppelt ist, wobei der gesonderte Generator einen Teil des Zündschaltkreises bildet. Im Zeitraum der Vorheizung zeigen die Entladungsgefäße eine Gleichrichterwirkung, und die damit verbundene unerwünschte Vormagnetisierung des Impulstransformators kann vermieden oder zumindest wesentlich begrenzt werden, falls beim erfindungsgemäßen Vorschaltgerät in Reihe mit der Primärwicklung des Impulstransformators ein gleichstromgespeister Abtrennkondensator geschaltet ist.An alternative solution of the ballast according to the invention is that the output of the pulse generator is connected to the primary winding of a Anpassstranformators, the secondary winding of the latter is connected through the inductor to the capacitor, and between the capacitor and an electrode of the high-pressure discharge lamp, the secondary winding of the Auxiliary pulse transformer is provided, whose primary winding is coupled to the outputs of the separate Zündimpulsgenerators, wherein the separate generator forms part of the ignition circuit. In the preheating period, the discharge vessels exhibit a rectifying effect, and the unwanted biasing of the pulse transformer associated therewith can be avoided or at least substantially limited if, in the ballast of the present invention, a DC-powered cut-off capacitor is connected in series with the primary winding of the pulse transformer.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Vorschaltgerät gewährleistet die Lösung der gestellten Aufgabe, d. h. die Hochdruck-Entladungslampen niedriger nominaler Spannung können auch von Netzen höherer Spannung gespeist werden, wobei die Speisung durch einen einfachen Schaltkreis niedriger Verluste, d. h. hohen Wirkungsgrades, gesichert wird. Infolge der Verwendung des Serienschwingungskreises werden die Zuverlässigkeit der Entzündung, die elektrische Sicherheit der Schaltung erhöht und gleichzeitig sind die induktiven Glieder, die Wicklungen, relativ niedrigen elektrischen Belastungen unterworfen.The inventively designed ballast ensures the solution of the task, d. H. The low-voltage high-pressure discharge lamps can also be fed by higher voltage networks, the supply being fed by a simple circuit of low losses, i. H. high efficiency, is secured. As a result of the use of the series oscillation circuit, the reliability of the ignition, the electrical safety of the circuit are increased, and at the same time the inductive members, the windings, are subjected to relatively low electrical loads.

embodiment

Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät wird weiterhin anhand von beispielsweise dargestellten Ausführungen a'nhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The ballast according to the invention will be further explained with reference to exemplary embodiments illustrated a'nhand the accompanying drawings. In the drawing show:

Fig. 1: das Blockschema einer der Grundausführungen des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes,1 shows the block diagram of one of the basic versions of the ballast according to the invention,

Fig.2: das Blockschema einer anderen Grundausführung des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes;2 shows the block diagram of another basic version of the ballast according to the invention;

Fig.3: das Schaltbild der in Fig. 1 gezeigten Ausführung;3 shows the circuit diagram of the embodiment shown in FIG. 1;

Fig. 4: das Schaltbild der in Fig. 2 gezeigten Ausführung, die noch mit einem Zündimpulsgenerator ergänzt ist;Fig. 4: the circuit diagram of the embodiment shown in Figure 2, which is supplemented with a Zündimpulsgenerator.

Fig. 5: das Schaltbild einer Weiterbildung des in Fig. 4 dargestellten Schaltbildes; ^iä 5 shows the circuit diagram of a development of the circuit diagram shown in FIG. 4; ^iÄ

Fig. 6: ein Fragment einer weiteren vorteilhaften Ausführung;6 shows a fragment of a further advantageous embodiment;

Fig.7: eine beispielsweise aufgebaute innere Anordnung des Impulsgenerators 10 nach den Fig.3,4 und 5, und7 shows an internal arrangement of the pulse generator 10 constructed according to FIGS. 3, 4 and 5, and FIG

Fig. 8: einen charakteristischen Bereich der die Brennspannung und die Leistung darstellenden Charakteristik der Hochdruck-Entladungslampen.8 shows a characteristic range of the characteristics representing the burning voltage and the power of the high-pressure discharge lamps.

Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät wurde zur Zündung und Speisung von Hochdruck-Entladungslampen, insbesondere Natriumdampflampen, erarbeitet. Das Wesen der Erfindung ist darin zu sehen, daß die bekannten Schaltungsanordnungen mit zumindest einem zweckmäßig eingeschalteten Transformator ergänzt sind (Fig. 1 und 2).The ballast according to the invention has been developed for the ignition and feeding of high-pressure discharge lamps, in particular sodium vapor lamps. The essence of the invention is to be seen in that the known circuit arrangements are supplemented with at least one appropriately switched-on transformer (FIGS. 1 and 2).

Beim erfindungsgemäßen Vorschaltgerät ist ein mit Eingangsklemmen 1 und 2 verbundener Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandler 3 vorgesehen, wobei die Klemmen zur Weiterführung einer Netzwechselspannung dienen. Der Umwandler kann zum Beispiel ein Graetz-Gleichrichter oder eine andere Quelle einer Gleichspannung sein.In the ballast according to the invention a connected to input terminals 1 and 2 AC-DC converter 3 is provided, the terminals are used to continue a mains AC voltage. The converter may be, for example, a Graetz rectifier or another source of DC voltage.

Die Ausgänge des Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandlers 3 sind einem mit Gleichspannung gespeisten Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandler, zweckmäßig einem Impulsgenerator 10, zugeführt, dessen Ausgänge im allgemeinen Viereckimpulse weiterleiten. Mit dem Impulsgenerator 10 ist der unmittelbar (Fig. 1) oder durch mit einem zur Verminderung der übergebenen Spannung vorgesehenen Anpassungstransformator 23 (Fig. 2) abgetrennten Zündkreis verbunden. Im ersten Falle ist der Zündkreis durch ein induktives Glied 24 mit einem Ausgang 20 des Impulsgenerators 10 verbunden, und ein anderer Ausgang 21 ist mit dem induktiven Glied 24 durch einen Kondensator 25 gekoppelt, wobei das induktive Glied 24 und der Kondensator 25 im Leerlauf des Impulsgenerators zweckmäßig einen Reihenschwingungskreis bilden. Parallel zum Kondensator 25 ist eine Hochdruck-Entladungslampe 6 eingeschaltet. Im in Fig. 1 dargestellten Falle ist ein Pol des Kondensators 25 durch eine Sekundärwicklung 32 eines Hilfsimpulstransformators 26 dem entsprechenden Pol der Hochdruck-Entladungslampe 6 zugeführt— die Sekundärwicklung 32 und das induktive Glied 24 bilden ein Reihenglied und die Primärwicklung 33 des Hilfsimpulstransformators 26 in den Ausgängen eines Zündimpulsgenerators 7 zugeführt. Wie in Fig. 2 auch zu sehen ist, kann der Anpassungstransformator 23 an sich die Zündung der Hochdruck-Entladungslampe 6 sichern. Diese Lösung wird insbesondere für den Fall vorgeschlagen, daß eine ziemlich hohe Netzspannung zur Speisung von Hochdruck-Entladungslampen von niedriger, z. B. 50V betragender Brennspannung, vorgesehen ist. Bei dieser Lösung ist die Primärwicklung 33 an den Ausgängen des Impulsgenerators 10 angeordnet und die Sekundärwicklung 32 des Anpassungstransformators 23 ist einerseits mit dem induktiven Glied 24 und andererseits mit dem Kondensator 25 verbunden. Der Hilfsimpulstransformator 26 kann gemeinsam mitdemZündimpulsgenerator7auchim Falle einer nach Fig. 3 ausgebildeten Schaltung verwendet werden, wie es im Schaltbild der Fig. 4 sichtbar ist.The outputs of the AC-DC converter 3 are supplied to a DC-powered DC-AC converter, suitably a pulse generator 10, the outputs of which generally forward quadrilateral pulses. Connected directly to the pulse generator 10 is the ignition circuit (FIG. 1) which has been cut off directly (FIG. 1) or by means of a matching transformer 23 (FIG. 2) provided to reduce the transferred voltage. In the first case, the ignition circuit is connected by an inductive element 24 to an output 20 of the pulse generator 10, and another output 21 is coupled to the inductive element 24 by a capacitor 25, the inductive element 24 and the capacitor 25 idling the pulse generator expedient to form a series oscillation circuit. Parallel to the capacitor 25, a high-pressure discharge lamp 6 is turned on. In the case shown in Fig. 1, a pole of the capacitor 25 through a secondary winding 32 of an auxiliary pulse transformer 26 is supplied to the corresponding pole of the high-pressure discharge lamp 6 - the secondary winding 32 and the inductive member 24 form a series member and the primary winding 33 of the auxiliary pulse transformer 26 in the Outputs of a Zündimpulsgenerators 7 supplied. As can also be seen in FIG. 2, the matching transformer 23 can in itself secure the ignition of the high-pressure discharge lamp 6. This solution is proposed in particular for the case that a fairly high mains voltage for feeding high-pressure discharge lamps of lower, z. B. 50V amount of burning voltage is provided. In this solution, the primary winding 33 is disposed at the outputs of the pulse generator 10 and the secondary winding 32 of the matching transformer 23 is connected on the one hand to the inductive member 24 and on the other hand to the capacitor 25. The auxiliary pulse transformer 26 can be used together with the ignition pulse generator 7 also in the case of a circuit formed according to FIG. 3, as can be seen in the circuit diagram of FIG.

Wie in den Fig.3,4,5,6 und 7 dargestellt, bilden die Klemmen 4 und 5 den Eingang des Impulsgenerators 10. Zwischen ihnen ist ein aus den Kondensatoren 11 und 12 und den dazu parallelen Widerständen 13 und 14 bestehender Teiler angeordnet, dessen Teilungspunkt 15 einen virtuellen Mittelpunkt der Schaltung bildet. Zwischen dem Teilungspunkt 15 und den Klemmen 4 bzw. 5 sind zwei im Gegentakt gesteuerte und im Schaltbetrieb arbeitende Halbleiterschaltkreise 16 und 17 vorgesehen, die z. B. mit den Transistoren T1 undT2 aufgebaut sind. Mit den Halbleiterschaltkreisen 16 und 17 verbunden ist ein Impulstransformator 18 eingeschaltet, dereine Gegenphase-Rückkopplung der letzteren gewährleistet. Der Impulstransformator 18 ist mit einer Primärwicklung 22 ausgestattet, welche durch einen eine Gleichstromabtrennung gewährleistenden Kondensator 19 dem Teilungspunkt 15 und einem gemeinsamen Punkt der im Schaltbetrieb arbeitenden Halbleiter-Schaltkreise 16,17 zugeführt ist. Der letztere Punkt stimmt mit dem Ausgang 20 überein.As shown in FIGS. 3, 4, 5, 6 and 7, the terminals 4 and 5 form the input of the pulse generator 10. Between them, a divider consisting of the capacitors 11 and 12 and the resistors 13 and 14 parallel thereto is arranged, whose division point 15 forms a virtual center of the circuit. Between the division point 15 and the terminals 4 and 5 are two controlled in a push-pull and working in the switching mode semiconductor circuits 16 and 17 are provided, the z. B. are constructed with the transistors T1 and T2. Connected to the semiconductor circuits 16 and 17 is a pulse transformer 18 which ensures an antiphase feedback of the latter. The pulse transformer 18 is provided with a primary winding 22 which is supplied through a capacitor 19 ensuring a DC disconnection to the dividing point 15 and a common point of the switching circuits 16,17 operating in the switching operation. The latter point coincides with the output 20.

Der Impulstransformator 18 weist zwei die Rückkopplung gewährleistende Sekundärwicklungen 8,9 auf, die mit dem im Schaltbetrieb arbeitenden Halbleiter-Schaltkreisen 16,17 verbunden sind. Am zweckmäßigsten wird der Impulsgenerator 10 als ein Blockingoszillator ausgebildet; das Schaltbild einer solchen Anordnung wird in Fig. 7 dargestellt. Im Falle der innerhalb der im Schaltbetrieb arbeitenden Halbleiter-Schaltkreise 16,17 sich befindenden Bestandteile werden die gewöhnlichen gebräuchlichen Schaltzeichen verwendet, daher bedarf ein Fachmann keinen weiteren speziellen Erläuterungen dieser Schaltkreise.The pulse transformer 18 has two secondary windings 8, 9 providing feedback, which are connected to the switching circuit 16, 17 which operates in the switching mode. Most conveniently, the pulse generator 10 is formed as a blocking oscillator; the circuit diagram of such an arrangement is shown in Fig. 7. In the case of the constituents located within the semiconductor switching circuits 16, 17, the usual common circuit diagrams are used, therefore, a person skilled in the art will not require any further specific explanation of these circuits.

Mit erneutem Hinweis auf die Fig. 2 und 4 wird erläutert, daß diese Zeichen den zwischen den Ausgängen 20, 21 angeordneten Anpassungstransformator 23, das mit der Sekundärwicklung des letzteren verbundene und als eine Drossel aufgebaute induktive Glied, einen zwischen dem Ausgang 20 und dem anderen Ende der Drossel eingefügten Kondensator 25 sowie den Hilfsimpulstransformator 26 im Schaltkreis der Hochdruck-Entladungslampe 6 dargestellten, wobei der Zündimpulsgenerator 7 mit der Sekundärwicklung des Hilfsimpulstransformators 26 gekoppelt ist.Referring again to Figures 2 and 4, it will be explained that these characters represent the matching transformer 23 connected between the outputs 20, 21, the inductive member connected to the secondary winding of the latter and constructed as a choke, one between the output 20 and the other End of the inductor inserted capacitor 25 and the auxiliary pulse transformer 26 shown in the circuit of the high-pressure discharge lamp 6, wherein the ignition pulse generator 7 is coupled to the secondary winding of the auxiliary pulse transformer 26.

Die Grundausführung nach den Fig. 2 und 4 kann vorteilhaft auf die in Fig. 5 dargestellte Weise weiterentwickelt werden, wobei der Impulstransformator 18 eine Mittelanzapfung 27 aufweist, welche gleichzeitig den Ausgang 21 des Impulsgenerators 10 bestimmt. Da der Impulstransformator 18 als ein Autotransformator ausgebildet werden kann, erübrigt sich der in den Fig. 2 und 4 dargestellte Anpassungstransformator, weil die notwendige Anpassung durch die entsprechende Auswahl der Anordnung der Mittelanzapfung 27 gewährleistet werden kann. Werden die Abmessungen den Anforderungen entsprechend bestimmt und der Impulstransformator 18 als Streufeldtransformator ausgebildet, so kann auch das als eine Drossel ausgebildete induktive Glied 24 weggelassen werden, da eine in Reihe vorhandene gestreute Induktivität, die auf die Anzapfung 27 transformiert wird, ihre Rolle übernimmt. Das wurde mit einer Strichlinie in Fig. 5 gezeigt. Eine der Grundbedingungen der zuverlässigen Arbeit des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts besteht darin, daß der Kondensator bei der zum nichtentzündeten Zustand der Hochdruck-Entladungslampe 6 gehörenden Schwingungsfrequenz des Impulsgenerators 10 zusammen mit der wirklichen, durch die Drossel gebildeten oder mit der transformierten gesteuerten Induktivität einen sich im Resonanzzustand befindendenThe basic embodiment according to FIGS. 2 and 4 can advantageously be further developed in the manner shown in FIG. 5, wherein the pulse transformer 18 has a center tap 27 which simultaneously determines the output 21 of the pulse generator 10. Since the pulse transformer 18 can be formed as an autotransformer, the matching transformer shown in Figs. 2 and 4 is unnecessary, because the necessary adjustment can be ensured by the appropriate selection of the arrangement of the center tap 27. If the dimensions are determined according to the requirements and the pulse transformer 18 is designed as a stray field transformer, the inductive element 24 designed as a choke can also be omitted, since a series-connected scattered inductance, which is transformed onto the tap 27, assumes its role. This was shown with a dashed line in FIG. One of the basic conditions of the reliable operation of the ballast according to the invention is that the capacitor in the non-ignited state of the high-pressure discharge lamp 6 associated oscillation frequency of the pulse generator 10 together with the actual, formed by the choke or with the transformed controlled inductance in a resonant state

In Fig. 6 wird eine weitere Ausführung des in Fig. 5 dargestellten erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes dargestellt, wobei der Hilfsimpulstransformator 26 und der damit verbundene Zündimpulsgenerator 7 der zur Erzeugung von additiven Zündimpulsen dient, weggelassen wurde, wobei eine. Strichlinie eine solche Reihenreaktanz andeutet, womit der Kondensator 25 bei Leerlauffrequenz des Impulsgenerators 10 einen Serienschwingungskreis bilden kann. Die in Fig. 6 nicht dargestellten Stromkreise stimmen völlig mit den in den Fig.2,4 und 5 dargestellten entsprechenden Schaltkreisen überein. Wie in Fig. 2 dargestellt wurde, enthält der Zündimpulsgenerator 7 zweckmäßig einen durch einen Widerstand 29 mit der Eingangsgleichspannung des Impulsgenerators 10 gespeisten Kondensator 30 sowie ein mit einem Thyristor 31 sowie zweckmäßig einem als Biac aufgebautem, den Kondensator 30 entladendes Schaltelement, wobei der Zündkreis des Thyristors 31 eine parallel zum Kondensator 30 eingeschalteten Spannungsteil enthält.In Fig. 6, a further embodiment of the ballast according to the invention shown in Fig. 5 is shown, wherein the auxiliary pulse transformer 26 and the associated Zündimpulsgenerator 7 which serves for the generation of additive Zündimpulsen, has been omitted, wherein a. Dashed line indicates such a series reactance, whereby the capacitor 25 at idle frequency of the pulse generator 10 may form a series oscillation circuit. The circuits, not shown in Fig. 6 are completely consistent with the corresponding circuits shown in Figures 2, 4 and 5. As shown in Fig. 2, the Zündimpulsgenerator 7 expediently contains a supplied by a resistor 29 with the input DC voltage of the pulse generator 10 capacitor 30 and a thyristor 31 and expediently constructed as a Biac, the capacitor 30 discharging switching element, the ignition circuit of Thyristor 31 includes a parallel to the capacitor 30 switched voltage part.

Beim Betrieb des durch in den Fig. 1 und^:3 dargestellten Anordnungen gekennzeichneten Vorschaltgerätes kommt die bekannte Arbeitsweise des Blockschaltoszillators zum Ausdruck, die keinen weiteren Erläuterungen bedarf. Im Leerlauf des Impulsgenerators 10 sind ihre Ausgangssignale von schwingendem Ablauf und dazu addieren sich die vom . Zündimpulsgenerator7 erzeugten Spannungsimpulse, wobei die Signale mit diesen Impulsen die Zündimpulse erhöhten Pegels bilden. Das erfolgt derart, daß die sich erhöhende Spannung des Kondensators 30 in einem Moment den durch den Zündkreis des Thyristors 31 bestimmten Wert erreicht; dann wird der Thyristor 31 gezündet und er enthält den Kondensator 30 durch die Primärwicklung 33 des Hilfsimpulstranformators 26. Der so erzeugte Stromimpuls ruft in der Sekundärwicklung 32 des Hilfsimpulstransformators 26 eine hohe Spannung hervor, welche der Spannung des Kondensators 25 zugegeben wird. Auf diese Weise kann die Zündung der Hochdruck-Entladungslampe gesichert werden.During operation of the by in Figures 1 ^and. Ballast arrangements shown marked 3, the known operation of the oscillator block is expressed, which requires no further explanation. At idle pulse generator 10 are their output signals of oscillatory flow and add to the from. Ignition pulse generator 7 generated voltage pulses, the signals with these pulses form the firing pulses of increased level. This is done so that the increasing voltage of the capacitor 30 reaches the value determined by the firing circuit of the thyristor 31 in one moment; Then, the thyristor 31 is ignited and it contains the capacitor 30 through the primary winding 33 of the Hilfsimpulstranformators 26. The current pulse thus generated causes in the secondary winding 32 of the auxiliary pulse transformer 26, a high voltage, which is the voltage of the capacitor 25 is added. In this way, the ignition of the high-pressure discharge lamp can be secured.

Die in den Fig.2,4 bis 7 dargestellten Schaltungsanordnungen gewährleisten die nachfolgende Wirkung des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes:The circuit arrangements shown in FIGS. 2, 4 to 7 ensure the following effect of the ballast according to the invention:

Nach dem Gleichrichten der vollen Welle der zwischen den Klemmen 1 und 2 vorhandenen Netzspannung von z.B. 220 V wird eine Gleichspannung erzeugt, deren Wert etwa dem 0,8-0,9fachen der Spitzenspannung entspricht, falls ein energiespeichernder Kondensator entsprechender Kapazität verwendet wird. Dazu wird auch ein in der Zeichnung nicht angedeuteter Filterschaltkreis verwendet. Im Falle dieses Beispiels kann die Gleichspannung, etwa 200 V, zwischen den Klemmen 4 und 5 entnommen werden, und am Teilungspunkt 15 kann die Hälfte dieser Spannung zur Verfügung gestellt werden. Die im Schaltbetrieb arbeitenden Halbleiterschaltkreise 16 und 17 des Impulsgenerators 10 erhalten diese halbe Spannung, wobei diese Schaltkreise nach einer Rückkopplung von um 180° verschobener Phase lawinenartig geöffnet und geschlossen werden, wodurch derAfter rectifying the full wave of mains voltage present between terminals 1 and 2, e.g. 220 V, a DC voltage is generated, the value of which corresponds approximately to 0.8-0.9 times the peak voltage, if an energy-storing capacitor of corresponding capacity is used. For this purpose, a not indicated in the drawing filter circuit is used. In the case of this example, the DC voltage, about 200 V, can be taken between terminals 4 and 5, and at division point 15 half of this voltage can be provided. The working in switching mode semiconductor circuits 16 and 17 of the pulse generator 10 receive this half voltage, these circuits are opened and closed after a feedback of 180 ° phase shifted avalanche, whereby the

Primärwicklung 22 des Impulstransformators 18 eine Serie von Vierecksignalen mit einem Höchstwert von 150 V zugeführt wird. Im Falle der symmetrischen Ausbildung der beiden Zweige beträgt das Tastverhältnis der Impulsserie 0,5; das bedeutet, daß die Viereckspannung symmetrisch abläuft.Primary winding 22 of the pulse transformer 18, a series of square signals with a maximum value of 150 V is supplied. In the case of the symmetrical design of the two branches, the duty cycle of the pulse train is 0.5; this means that the quadrilateral voltage runs symmetrically.

Der Kondensator 19 dient zur Abtrennung der Gleichstromkomponenten, was insbesondere bei den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungen von Bedeutung ist.The capacitor 19 is used to separate the DC components, which is particularly important in the embodiments shown in FIGS. 5 and 6.

Die Frequenz der Impulsserien beträgt zweckmäßigerweise 10 bis 3OkHz, und die höheren Werte gehören bei einer Ausbildung des Impulsgenerators 10 nach Fig.7 zu höheren Belastungen.The frequency of the pulse series is expediently 10 to 30 kHz, and the higher values belong to higher loads when the pulse generator 10 according to FIG. 7 is designed.

Einerseits ist das erfindungsgemäße Vorschaltgerät mit dem dargestellten elektrischen Aufbau grundsätzlich dazu geeignet, die Arbeitsbedingungen einer Hochdruck-Entladungslampe 6 niedriger Brennspannung, insbesondere einer Hochdruck- · Natriumdampflampe, mit hohem Wirkungsgrad zu gewährleisten. Bei den Hochdruck-Natriumdampflampen, die mit niedriger, d.h. zwischen 20 und 35% der Netzspannung, zum Beispiel zwischen 45 und 75Vfallender nominaler Brennspannung gespeist werden, kann eine höhere Lebensdauer im Vergleich zu den Hochdruck-Natriumdampflampen von 90 bis 110V Brennspannung erreicht werden. Die letzteren werden im allgemeinen bei der Netzspannung von 220V verwendet. Bei dergleichen Leistung ist die Länge des Entladungsgefäßes kleiner, und daraus folgt die niedrigere Zündspannung der Lampen. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß während der Verwendung die Lampe durch eine mit der Lebensdauer sich steigernde Brennspannung gekennzeichnet ist, bedarf die Gewährleistung des stabilen Betriebes der Einsetzung einer induktiven Reihenreaktanz solcher Impedanz sowie die Verwendung einer Spannung, wodurch auch bei neuen Lampen ein Arbeitspunkt A mit einer Spannung eingestellt werden kann, welche höher als der höchste Punkt der Leistungs-Spannungs-Charakteristik gemäß Fig. 8 ist. Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, daß an dieser Charakteristik das Maximum der aufgenommenen Leistung der Hälfte der Netzspannung entspricht. Bei den Lampen niedriger Brennspannung ist dieses Erfordernis im Falle der erhöhten Reiheninduktivität nicht erfüllt. Deswegen ist es zur Gewährleistung des entsprechenden Arbeitspunktes notwendig, eine Spannung zu verwenden, deren Spannung niedriger ist als die bei der Primärwicklung 22 des Impulstransformators 18 zur Verfügung stehende Viereckspannung.On the one hand, the ballast according to the invention with the illustrated electrical construction is fundamentally suitable for ensuring the operating conditions of a high-pressure discharge lamp 6 of low burning voltage, in particular a high-pressure sodium vapor lamp, with high efficiency. In the high pressure sodium vapor lamps, which are lower, i. between 20 and 35% of the mains voltage, for example between 45 and 75V of nominal nominal burning voltage, a longer life compared to the high pressure sodium vapor lamps of 90 to 110V burning voltage can be achieved. The latter are generally used at the mains voltage of 220V. With the same power, the length of the discharge vessel is smaller, and this results in the lower starting voltage of the lamps. Taking into account the fact that during use the lamp is characterized by a lifetime-increasing burning voltage, the guarantee of stable operation requires the use of an inductive series reactor of such impedance as well as the use of a voltage, whereby also with new lamps an operating point A with of a voltage which is higher than the highest point of the power-voltage characteristic of FIG. 8. It is a well-known fact that in this characteristic the maximum of the power consumed corresponds to half the mains voltage. For low-voltage lamps, this requirement is not met in the case of increased series inductance. Therefore, to ensure the appropriate operating point, it is necessary to use a voltage whose voltage is lower than the quadrature voltage available at the primary winding 22 of the pulse transformer 18.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Lösung wird zur Verminderung der Spannung der Anpassungstransformator 23 verwendet, dessen Sekundärwicklung mit einer aus einer Drossel als dem induktiven Glied 24 und der Primärwicklung des zweiten Impulstransformators 26 bestehenden induktiven Reaktanz in Reihe geschaltet ist, wodurch die Speisespannung der Hochdruck-Entladungslampe 6 zugeführt wird. Unter dem Aspekt der Zündung hat die richtige Auswahl des Wertes des Kondensators 25 große Bedeutung. Ist der Kondensator 25 bei der zu nichtgezündetem Zustand der Lampe gehörenden Frequenz in Reihenresonanz mit der Induktivität der Drossel, so erscheint auf ihm eine transiente Überspannung dem Q-Faktor entsprechend, wozu die aus dem impulsgenerator 7 ankommende transformierte Zündspannung superponiert wird. Daraus folgt, daß die Spannung des entzündenden Impulsgenerators 7 proportioneil kleiner ausgewählt werden kann, wodurch die Spannungsbelastung sowohl der Drossel 24 als auch des Hilfsimpulstransformators 26 kleiner wird. Nach der Zündung der Lampe bewirkt die durch sie ausgelöste Belastung eine Abstimmung des Reihenoszillators und vergrößert die dessen Belastung auf solche Weise, daß an diesen keine bedeutende Vergrößerung der Spannung auftreten kann. Der Lampenstrom fließt durch die Sekundärwicklung des Hilfsimpulstransformators 26, der unter diesen Bedingungen in erster Linie als eine Reihendrossel arbeitet. Unter Berücksichtigung des Zündimpulses nimmt der Hilfsimpulstransformator 26 einen stark belasteten Zustand auf, da das arbeitende Entladungsgefäß durch den Kondensator 25 den Ausgang des Transformators durch Hochfrequenz abschließt.In the solution shown in Fig. 4 is used to reduce the voltage of the matching transformer 23 whose secondary winding is connected in series with one of a choke as the inductive element 24 and the primary winding of the second pulse transformer 26 inductive reactance, whereby the supply voltage of the high pressure Discharge lamp 6 is supplied. From the aspect of ignition, the correct selection of the value of the capacitor 25 has great importance. If the capacitor 25 in the non-ignited state of the lamp belonging to the frequency in series resonance with the inductance of the choke, it appears on it a transient overvoltage the Q-factor corresponding to what the incoming from the pulse generator 7 transformed ignition voltage is superposed. It follows that the voltage of the igniting pulse generator 7 can be selected proportionately smaller, whereby the voltage load of both the inductor 24 and the auxiliary pulse transformer 26 is smaller. After the ignition of the lamp, the load caused by them causes a vote of the series oscillator and increases the load in such a way that at this no significant increase in the voltage can occur. The lamp current flows through the secondary winding of the auxiliary pulse transformer 26, which operates under these conditions primarily as a series reactor. Taking into account the ignition pulse of the auxiliary pulse transformer 26 takes a heavily loaded state, since the working discharge vessel through the capacitor 25, the output of the transformer by high frequency terminates.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts gewährleistet im Vergleich zu den von einem Netz unmittelbar gespeisten Vorschaltgeräten die bekannten Vorteile der Hochfrequenz-Speisung, d. h. die Vergrößerung des Wirkungsgrades und die Auslösung der Stroboskopwirkung. Die Vorteile der oben angeführten Lösung sind offensichtlich, jedoch ist die Verwendung des Anpassungstransformators 23 unvermeidbar, wodurch einerseits die Abmessungen vergrößertThe embodiment of the ballast according to the invention shown in Fig. 4 ensures in comparison to the ballasts directly fed by a network, the known advantages of high-frequency power supply, d. H. the increase in efficiency and the triggering of the stroboscopic effect. The advantages of the above-mentioned solution are obvious, however, the use of the matching transformer 23 is unavoidable, which on the one hand increases the dimensions

werden, andererseits die unvermeidbaren Verluste, die mit dem Anpassungstransformator 23 verbunden sind, den Wirkungsgrad des Systems verringern.On the other hand, the unavoidable losses associated with the matching transformer 23 will reduce the efficiency of the system.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Lösung ist die Einsparung des Anpassungstransformators 23 möglich, da dank der Mittelanzapfung 27 der Impulstransformator 18 als ein Autotransformator arbeitet und unmittelbar geeignet ist, die verminderte, zur Arbeit der Lampe notwendige Impulsspannung zu gewährleisten. Die Stelle der Mittelzapfung 27 kann abhängig von der nominellen Spannung der Lampe bestimmt werden. In der Schaltungsanordnung der Fig. 5 macht der Kondensator 19 den Schaltkreis der Lampe von den zwischen den Gleichstromklemmen 4,5 ausgebildeten Gleichstrom-Schaltkreisen unabhängig. Eine zweckmäßige Konstruktion des Impulstransformators 18 ermöglicht die Verminderung der Induktivität der Drossel in bedeutemdem Maße oder sogar die deren Vermeidung. In dem letzten Fall soll der Impulstransformator 18 als Streufeldtransformator ausgebildet werden, wobei die seitens der Mittelanzapfung 27 meßbare gestreute Induktivität gemeinsam mit dem Kondensator 25 die Anforderung der Resonanz erfüllt. Die in Fig. 6 sichtbare Lösung ist insbesondere bei den Lampen niedriger Leistung vorteilhaft, da jene einer niedrigeren Zündspannung bedarf, wodurch sowohl der Hilfsimpulstransformator 26 als auch der Zündimpulsgeneratör 7 nicht notwendig werden. Bei dieser Anordnung spielt auch die Tatsache eine bestimmte Rolle, daß der durch die gestreute Induktivität ausgebildete Serienschwingungskreis einen höheren Q-Faktor aufweist. Deshalb kann am Kondensator 25 eine höhere Spannung des Zündimpulses gewährleistet werden. Die in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungen des erfindungsgemäßen Vofschaltgerätes sind insbesondere deshalb vorteilhaft, da jene lediglich die unbedingt notwendigen Schaltelemente enthalten und keine weiteren elektrischen Bestandteile benötigen. Das führt zur bedeutenden Verminderung sowohl der Preise und der Abmessungen des Vorschaltgerätes als auch zu kleineren an den Schaltelementen auftretenden Verlusten. Der Hochfrequenzbetrieb ermöglicht die Ausbildung des Impulstransformators 18 bei kleinen Abmessungen.In the solution shown in Fig. 5, the saving of the matching transformer 23 is possible, since thanks to the center tap 27 of the pulse transformer 18 operates as an autotransformer and is immediately suitable to ensure the reduced, necessary for the operation of the lamp pulse voltage. The location of center tap 27 may be determined depending on the nominal voltage of the lamp. In the circuit arrangement of Fig. 5, the capacitor 19 makes the circuit of the lamp independent of the DC circuits formed between the DC terminals 4,5. A convenient construction of the pulse transformer 18 makes it possible to significantly reduce or even prevent the inductance of the inductor. In the latter case, the pulse transformer 18 is to be formed as a stray field transformer, wherein the side of the center tap 27 measurable scattered inductance together with the capacitor 25 fulfills the requirement of resonance. The visible in Fig. 6 solution is particularly advantageous in the low power lamps, since that requires a lower ignition voltage, whereby both the auxiliary pulse transformer 26 and the Zündimpulsgeneratör 7 are not necessary. With this arrangement, the fact also plays a certain role that the series oscillation circuit formed by the scattered inductance has a higher Q factor. Therefore, a higher voltage of the ignition pulse can be ensured at the capacitor 25. The embodiments of the Vofschaltgerätes invention shown in Fig. 5 and 6 are particularly advantageous because those contain only the essential switching elements and no further electrical components. This leads to a significant reduction in both the prices and the dimensions of the ballast as well as smaller occurring on the switching elements losses. The high-frequency operation allows the formation of the pulse transformer 18 in small dimensions.

Ein weiterer Vorteil der Schaltungsanordnung, wie oben dargestellt wurde, besteht darin, daß die auf einzelne Schaltelemente fallende Belastung und die elektrische Spannungsbeanspruchung relativ niedrig sein, die im Schaltbetrieb arbeitenden Halbleiter-Schaltkreise 16 und 17 von der Zündspannung völlig getrennt sind und ihre Gleichstrom-Beanspruchung auch lediglich die Hälfte der vollen Gleichspannung beträgt, wodurch sowohl die Abmessungen als auch die Herstellungskosten vermindert werden können.Another advantage of the circuit arrangement, as set forth above, is that the load on individual switching elements and the electrical voltage stress are relatively low, the switching circuits operating in the semiconductor circuits 16 and 17 are completely separated from the ignition voltage and their DC load also only half of the full DC voltage, whereby both the dimensions and the manufacturing cost can be reduced.

Der wichtigste Vorteil des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes besteht zweifellos darin, daß die Hochdruck-Entladungslampen kleinerer Nominalspannung und höherer Lebensdauer auch von einem Netz höherer, z. B. 220 oder 380V, Spannung gespeist werden können, und weiterhin darin, daß die elektrische Belastung der Zündschaltkreise vermindert wird. Obwohl sich die obigen Ausführungsbeispiele auf den Fall beziehen, worin die Hochdruck-Entladungslampe aus einem Wechselspannungsnetz gespeist wird, beeinflußt die Arbeitsfähigkeit des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes die Tatsache gar nicht, daß die Gleichstromklemmen 4 und 5 unmittelbar mit einer aus irgendwelcher zur Verfügung stehenden Stromquelle erzeugenden Gleichspannung gespeist werden. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Vorschaltgerätes ist für den Fall begründet, daß die nominale Brennspannung der zu verwendenden Hochdruck-Entladungslampe nicht höher als 35% der Gleichspannung der Speisung ist.The most important advantage of the ballast according to the invention is undoubtedly that the high-pressure discharge lamps smaller nominal voltage and longer life of a higher network, z. B. 220 or 380V, voltage can be fed, and further that the electrical load of the ignition circuits is reduced. Although the above embodiments relate to the case in which the high-pressure discharge lamp is fed from an AC mains, the operability of the ballast according to the invention does not affect the fact that the DC terminals 4 and 5 are directly supplied with a DC voltage generating from any available current source become. The use of the ballast according to the invention is justified in the event that the nominal burning voltage of the high-pressure discharge lamp to be used is not higher than 35% of the DC voltage of the feed.

Claims

Invention claim:

1. Ballast for high-pressure discharge lamps, in particular for sodium vapor lamps, which is formed with a pulse generator (10) which is connected directly to a pole of the poles of a high-pressure discharge lamp in parallel capacitor and by an inductive element with the other pole thereof, the pulse generator being in the form of a high-frequency pulse generating DC-AC converter, characterized in that the inductive element (24) is provided in series with an inductive element serving as a secondary winding (32) of a transformer with the high-pressure discharge lamp (6 ) is coupled.

2. Ballast according to item 1, characterized in that the secondary winding (32) as a secondary winding of an auxiliary pulse transformer (26) is formed between the capacitor (25) and the high-pressure discharge lamp (6) is turned on, wherein the primary winding (33 ) of the auxiliary pulse transformer (26) is supplied to the outputs of an ignition pulse generator (7).

3. ballast according to item 2, characterized in that the pulse generator (10) is supplied to a DC voltage source of at least 150V voltage, preferably an AC Gieichstrom-converter (3), the high-pressure discharge lamp (6) as a light source of the 35% the inductive element (24) is designed as stray inductance of a pulse transformer (18) connected to a central tap (27), the pulse transformer (18) forming part of the pulse generator (10).

4. ballast according to item 1, characterized in that the pulse generator (10) is supplied to a DC voltage source of at least 150V voltage, preferably an AC-DC converter (3), the high-pressure discharge lamp (6) as a light source of the 35% the voltage of the DC voltage source is formed exceeding the ignition voltage and the secondary winding (32) connected in parallel with the high-pressure discharge lamp (6) forms the secondary winding of a voltage-reducing matching transformer (23) whose primary winding (33) is fed to the pulse generator (10).

5. ballast according to one of the items 2 to 4, characterized in that the ignition pulse generator (7) by a resistor (29) with the supply voltage of the pulse generator (10) to be charged capacitor (30), a voltage divider parallel thereto and one with the division point of the voltage divider connected and the primary winding (33) of the auxiliary pulse transformer (26) supplied to the thyristor (31).

6. ballast according to one of the items 1 to 5, characterized in that the pulse generator (10) is designed as a DC outputs of a supplied from the AC mains AC-DC converter (3) guided self-controlling blocking oscillator of load-dependent frequency, the two in the switching mode ; working, with a pulse transformer (18) connected semiconductor circuits (16,17) and a voltage consisting of resistors (13, 14) voltage divider contains.

7. ballast according to the items 5 or 6, characterized in that in the pulse generator (10) parallel to the resistors (13,14) another, of capacitors (11,12) existing, the supply voltage is statically halving capacitive divider is provided Division point (15) is supplied to a pole of the primary winding (22) of the pulse transformer (18).

8. Ballast according to one of the items 3, 4, 6 or 7, characterized in that in series with the primary winding (22) of the pulse transformer (18), a separating capacitor (19) is provided.

9. Ballast according to one of the items 1 to 8, characterized in that the inductive member (24) and the capacitor (25) form a set to the idling frequency of the pulse generator (10) oscillation circuit.