DD249993A5

DD249993A5 - Befestigung fuer kompakte elektrische entladungslampen

Info

Publication number: DD249993A5
Application number: DD86295011A
Authority: DD
Inventors: Ake Bjoerkman; Sven N J Linnman
Original assignee: ��@��k��
Priority date: 1985-11-05
Filing date: 1986-10-06
Publication date: 1987-09-23
Also published as: US4761585A; ES2003912A6; EP0221864A2; SE447623B; PT82926B; JPS62108499A; FI79230C; FI860427A0; EP0221864A3; BR8603209A; DK427986A; FI79230B; NO863609L; FI860427A; DK427986D0; SE8505213D0; CA1266308A; PT82926A; NO863609D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigung fuer die elektrische Verbindung und zum Halten von kompakten elektrischen Entladungslampen verschiedener Konstruktionen. In der Befestigung ist ein elektrisch in Reihe geschaltetes Impedanzelement, fuer die normale Funktion der Lampen, angeordnet. Dieses Element enthaelt einen Widerstand welcher von dem Gluehstrom der Lampen abhaengig ist und welcher dazu vorgesehen ist, den Gluehstrom in den verschiedenen Lampen, welche befestigt werden koennen, im wesentlichen auf ein und demselben Pegel zu erhalten. Dies wird dadurch erreicht, dass der Widerstand temperaturabhaengig ist und in einem guten thermischen Kontakt mit einer geeigneten Waermequelle angeordnet ist, zum Beispiel mit der in Reihe geschalteten Drosselspule.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung für kompakte elektrische Entladungslampen, wie kompakte Niederdruck-Quecksilberdampf-Entladungslampen, die im nachfolgenden allgemein als kompakte Lumineszenzlampen bezeichnet werden, und die von der Art sind, die elektrische Impedanzelemente für die normale Funktion der Lampe einschließen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Kompakte Lumineszenzlampen sind im Stand der Technik schon seit einigen Jahren bekannt. Derartige Lampen enthalten rohrförmige Elemente, welche einen Durchmesser von 10 bis 15 mm aufweisen und welche von einem speziell dafür konstruierten Sockel getragen werden. Mit dem Ziel, derartige Lampen so kompakt wie möglich herzustellen, weisen die rohrförmigen Elemente häufig die Form eines einfachen oder doppelten U auf. Lampen dieser Art werden zum Beispiel in der europäischen Patentanmeldung EP-A0061758 und der englischen Patentschrift GB-PS 2077400 beschrieben. Es sind gegenwärtig eine Anzahl verschiedenartiger kompakter Fluoreszenzlampen verfügbar, welche für Ausgangsleistungen zwischen 5 und 13 Watt ausgelegt sind. Die Sockel und Fassungen dieser Lampen wurden so entworfen, daß ein gegebener Typ von der Lampe nur in einer oder ein paar wenigen Fassungen eingesetzt werden kann. Das war erforderlich, um zu erreichen, daß eine Verwechslung zwischen Lampen verschiedener Leistungen vermieden wird, weil, obwohl die Lampen den gleichen Glühstrom oder Betriebsstrom aufweisen, alle Lampen verschiedene Glühpotentiale haben. Ein gemeinsames charakteristisches Merkmal der Reihen-Impedanzelemente, welche in den zur Zeit verwendeten Befestigungen vorgesehen werden, besteht darin, daß der Betriebsstrom oder Glühstrom, welcher durch die Lampe fließt, durch das Glühpotential der Lampe beeinflußt wird. Das bedeutet, daß ein gegebenes Serien-Impedanzelement nur zusammen mit einem Typ einer kompakten Lumineszenzlampe Verwendung finden kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile z. B. durch die Vielzahl verschiedener Sockel zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Befestigung zu schaffen, welche mechanisch und elektrisch geeignet ist, kompakte Lumineszenzlampen aufzunehmen, welche wechselweise verschiedene Leistung aufweisen.

In Übereinstimmung mit der Erfindung beinhaltet die Befestigung Steuermittel zur Aufrechterhaltung des Glühstroms in verschiedenen auswechselbaren kompakten Lumineszenzlampen auf den im wesentlichen gleichen Pegel, unabhängig davon, daß die Lampen alle verschiedene Glühpotentiale aufweisen, wie das im Vorangegangenen angeführt wurde. Mehr im Detail gesagt, werden nur ein oder ein paar billige temperaturabhängige Widerstände verwendet, welche in einem guten thermischen Kontakt mit einem ausgewählten Bestandteil des in Reihe geschalteten Impedanzelementes angeordnet sind, dessen Temperatur praktisch ausschließlich vom Glühstrom abhängig ist. Ein derartiger Bestandteil ist die in Reihe geschaltete Drosselspule, welche ein Standardbestandteil ist, das in allen solchen Reihen-Impedanzelementen vorhanden ist, und durch welches der Glühstrom der Lampe fließt. Die elektrischen Verluste in dieser Drosselspule sind im wesentlichen dem Quadrat des Glühstroms proportional. Das bedeutet, daß die Erhöhung der Temperatur der Drosselspule ebenfalls proportional zu dem Quadrat des Glühstromes ist. Die Temperatur der Drosselspule ist aus diesem Grunde eine unterschiedliche Messung des Stromes, welcher durch die Lampe fließt.

Im nachfolgenden wird der Strom, bei dem die Lampe entsprechend ihrer Auslegung glüht, als Nennglühstrom bezeichnet. Die Temperatur der Drosselspule bei dem Nennglühstrom wird als Nenntemperatur bezeichnet. Als Widerstand wird vorzugsweise ein soJcher gewählt, dessen Widerstand sich stark verändert, wenn er Temperaturen ausgesetzt wird, welche in der Nähe der Nenntemeperatur der Drosselspule liegen. Der Widerstandswert des Widerstandes wird verändert, derart, daß er bewirkt, daß das Reihenimpedanzelement bei Temperaturen, welche unmittelbar unterhalb der Nenntemperatur liegen, einen höheren Glühstrom erzeugt und derart, daß es bei Temperaturen, welche über die Nenntemperatur ansteigen, einen Abfall des Glühstroms bewirkt.

Der temperaturabhängige Widerstand sollte in einem Reihen-Impedanzelement, dessen Stromausgangswert sich bei steigendem Widerstand verringert, einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Der Temperaturkoeffizient sollte jedoch negativ sein, wenn sich der Stromausgangswert des Reihen-Impedanzelementes vergrößert, wenn der Widerstand größer wird. In anderer Beziehung ist das Reihen-Impedanzelement derart bemessen, daß es nominale Betriebsströme für solche Lampen erzeugt, welche ein hohes Glühpotential aufweisen.

Das in Reihe geschaltete Impedanzeiement kann auch einen Transistor-Zerhacker erhalten, wobei dertemeperaturabhängige Widerstand derart angeordnet ist, daß er die Impulsbreite des Transistor-Zerhackers beeinflußt.

Dann ist es vorteilhaft, wenn der Widerstand in den Basisstromkreis des einen oder der mehreren Transistoren des Transistor-Zerhackers eingeschaltet ist, derart, daß der Basisstrom und damit die Impulsbreite beeinflußt werden.

Wenn der Transistor-Zerhacker zwei Schalttransistoren enthält, deren Basisstrom von zwei zusätzlichen Spulen geliefert wird, die in der in Reihe geschalteten Drosselspule angeordnet sind, kann der temperaturabhängige Widerstand in den Oszillator-Schaltkreis entsprechender Widerstände einbezogen sein, um den Basisstrom zu steuern.

Vorteilhaft sind die Steuermittel derart angerordnet, daß sie einen konstanten Glühstrom in den Lumineszenzlampen in einem Leistungsbereich von 4 bis 2OW aufrechterhalten.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein im wesentlichen rechteckiges Halteteil für den Sockel der entsprechenden Lampe vorhanden und zwei Paare von Kontaktklemmen sind einerseits entlang der Mittelinie angeordnet, welche sich in rechten Winkeln zu einer Seite des Halteteils erstreckt und zum anderen diagonal zu der genannten Mittellinie, um verschiedene Sockel mit den in Reihe geschalteten Impedanzelementen zu verbinden.

Die mechanische Konstruktion der Befestigung ist folglich in einer geeigneten Weise ausgeführt, um häufig vorkommende Kompaktlampensockel unterbringen zu können, so daß Lampen unterschiedlicher Typen und Leistungen leicht in der Befestigung angerodnet werden können. Aus diesem Grunde hat die mechanische und elektrische Konstruktion der Befestigung dazu beigetragen, den Bereich ihr Verwendbarkeit beachtlich zu erweitern, ohne daß es erforderlich ist, ausgedehnte, schwierige und kostspielige Messungen vorzunehmen. Dieses ist insbesondere im Falle von Adaptern der Art von Bedeutung, welche entworfen wurden, um eine Verbindung von kompakten Lumineszenzlampen mit herkömmlichen-standardisierten Lampenfassungen für Glühlampen zu ermöglichen, da Beleuchtungsanlagen mit derartigen Befestigungen der Lampen normalerweise für Glühlampen mit stark variierender Beleuchtungsstärke bestimmt sind.

Ausführungsbeispie!

Die Erfindung soll nachfolgend mehr im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine Seitenansich, teilweise im Schnitt, einer Befestigung entsprechend der Erfindung;

Fig. 2: einen Querschnitt durch die Befestigung, welche in der Fig. 1 dargestellt ist, genommen entlang der Linie 2-2; und Fig.3: eine Schaltzeichnung eines Reihen-lmpedanzelementes, welches in der Befestigung angeordnet ist, die in der Fig. 1 dargestellt ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Befestigungselement entsprechend der Erfindung in einem Adapter 12 eingefügt und dazu vorgesehen, eine kompakte Lumineszenzlampe 13 derart anzupassen, daß sie in einer herkömmlichen Lampenfassung für eine Glühlampe befestigt werden kann. Das Befestigungselement 11 beinhaltet ein Kuppelgehäuse 14 und einen Halteteil 15, welcher sich zentral in das Innere des Kuppelgehäuse 14 erstreckt, urn die Lampe zu halten und mit der Befestigung elektrisch zu verbinden. Das Halteteil 15 weist eine längliche rechtwinklige oder quadratische G rundform auf, mit abgerundeten Ecken 16 und einer U-förmigen Haltefeder 18, welche entlang einer ersten Mittellinie 17 angeordnet ist. Entlang einer zweiten Mittellinie 19, welche sich im rechten Winkel zu zwei sich gegenseitig gegenüberstehenden Seiten des Halteteils 15 erstreckt, ist ein erstes Paar von Kontakten 20 angeordnet, welches mit einem zweiten Paar von Kontakten 22 über ein metallisches Verbindungsband 21 in elektrischem Kontakt steht. Im Zentrum des Halteteils 15 ist eine quadratische Aussparung 23 angeordnet, welche dazu vorgesehen ist, den quadratischen zentralen Teil aufzunehmen, welcher normalerweise an dem Ende 28 der Lampe vorzufinden ist. Das Kuppelgehäuse 14 enthält auch das elektrische Reihen-Impedanzelement 24, welches für die normale Funktion der Lampe erforderlich ist. Das Reihen-Impedanzelement, welches unter anderem einen Frequenzkonverter zur Konvertierung der Netzfrequenz in eine Hochfrequenz von ungefähr 3OkHz enthält, ist auf einer kreisförmigen Leiterplatte 25 im unteren Teil des Kupplegehäuses 14 aufgebaut. Mit dem Kuppelgehäuse 14 ist eine transparente Kappe 26 abnehmbar verbunden und schließt die Röhren der Lumineszenzlampen 13 und 13'ein, die verschiedene Größen aufweisen können. Auf der Seite des Kuppelgehäuses 14, welches zu der transparenten Kappe 26 entgegengesetzt liegt, ist ein Sockel 22 für eine konventionelle Glühlampe befestigt.

Inder Fig. 3 ist ein Reihen-Impedanzelement 24, welches für diesen Typ der Befestigung geeignet ist, dargestellt. Dieses Reihen-Impedanzelement 24 wird als besonders effektiv für die Konvertierung der Eingangs-Niederfrequenz-Hetzspannung 30 in eine Hochfrequenz-Wechselspannung an den Klemmen 31 der Lampe angesehen. Das Reihen-Impedanzelement 24 schließt in bekannter Weise ein Netz-Interferenzfilter ein, welches einen Kondensator 32 und eine Drosselspule 33, einen Brückengleichrichter 34 und einen Glättungskondensator 35 enthält. Die gleichgerichtete Netzspannung, welche über dem Glättungskondensator35 anliegt, wird durch die Schalttransistoren 36,37 intervallmäßig unterbrochen oder zerhackt und die hochfrequente Wechselspannung, welche dadurch an dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Schalttransistoren 36,37 entsteht, wird durch eine in Reihe liegende Drosselspule 38 und einen Kondensator 39 über die Klemme 31 der Lampe zugeführt. Die in Reihe liegende Drosselspule 38 ist mit zwei zusätzlichen Spulen oder Windungen 40,41 versehen, welche im Basisstromkreis für die Schalttransistoren 36, beziehungsweise 37, liegen. Die Schaltungsanordnung ist selbstschwingend und läuft an, wenn ein entsprechender Widerstand 42, 43 die Basis des Transistors in einen geeigneten Arbeitszustand versetzt, das heißt, wenn versucht wird, daß eine Spannung an die Transistoren angelegt wird, derart, daß sie beaufschlagt werden als Verstärker zu arbeiten, worauf der selbstschwingende Zustand beginnen kann. Die Dioden 44 und 45 übernehmen die Funktion einer Freilaufdiode für die entsprechenden Schalttransistoren 36 und 37. Ein Kondensator verleiht der hochfrequenten Wechselspannung eine geeignete Kurvenform.

In den Basiskreis der entsprechenden Schalttransistoren 36, 37 der Transistor-Zerhackerschaltung ist je ein temperaturabhängiger Widerstand 47; 48 eingefügt, mit dem Ziel, den Basisstrom zu beeinflussen und damit die Impulsbreite. Die Dauer der Zeitperiode während welcher die alternierenden Transistoren durchgesteuert werden, wird durch die Kondensatoren 49; 50 bestimmt, welche ebenfalls einen Teil des selbstschwingenden Schaltkreises bilden. Wenn zum Beispiel der Transistor gesperrt ist, wird der Kondensator 50 über den temperaturabhängigen Widerstand 48, einen ersten Widerstand 51, eine Diode 52, einen zweiten Widerstand 53 und eine zusätzliche Spule 41 in der in Reihe liegenden Drosselspule 38 wieder aufgeladen. Je geringer der Widerstand in dem Schaltkreis ist, desto stärker kann der Kondensator während der genannten Zeitperiode wieder aufgeladen werden und umso länger wird die nachfolgende Periode der Durchsteuerung im bezug auf den Schalttransistor 37. Auf die gleiche Weise werden die Wiederaufladung des Kondensators 49 und die nachfolgende Zeit der Durchsteuerung des Schalttransistors 36 durch den temperaturabhängigen Widerstand 47, einen ersten Widerstand 54, eine Diode 55, einen zweiten Widerstand 56 und die zusätzliche Spule 40 bestimmt. Das Größerwerden der Zeitperioden, während welcher die Transistoren durchgesteuert sind, hat eine niedrigere Frequenzzur Folge, was wiederum einen höheren Strom durch die in Reihe geschaltete Drosselspule 38 zum Ergebnis hat und damit einen höheren Strom durch die Lampe. Aus diesem Grunde hat ein niedriger Widerstandswert bei dem temperaturabhängigen Widerstand 47; 48 einen höheren Stromfluß durch die Lampe zur Folge. Bei der beispielhaften Ausführungsform, welche dargestellt wurde, wurde deshalb angenommen, daß die Widerstände 47; 48 einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen. Sie werden in geeigneter Weise derart montiert, daß sie einen guten thermischen Kontakt mit der in Reihe geschalteten Drosselspule 38 haben.

Die Komponenten des in Reihe geschalteten Impedanzelementes sind derart ausgelegt, daß sie einen Nennbetriebsstrom für den Lampentyp abgeben können, zum Beispiel für eine 13- bis 20-Watt-Lampe, der das höchste Glühpotential aufweist. Es wird normalerwiese keine Schutzeinrichtung für diesen Lampentyp vorgesehen. Wenn eine Lampe mit einem geringeren Glühpotential, herab bis zu 4 bis 5 Watt, eingesetzt wird, geschieht das folgende: Wenn die Vorrichtung in Betrieb genommen wird, wird der Betriebsstrom höher sein als der Nennstrom, wegen des niedrigen Glühpotentials der Lampe. Der hohe Glühstrom hat zur Folge, daß die Temperatur der in Reihe geschalteten Drosselspule verhältnismäßig schnell ansteigt. Wenn die Temeperatur der Drosselspule und mit dieser ebenso die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstands, die Nenntemperatur erreicht haben, steigt der Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstands schnell an, woraufhin die in Reihe geschaltete Drosselspule derart beeinflußt wird, daß der Glühstrom verringert wird. Der Glühstrom fährtfort sich zu verringern, solange die Temperatur der Drosselspule ansteigt. Dieses Ansteigen der Temperatur wird jedoch aufhören, wenn der Glühstrom auf einen Wert a bgef a Uten ist, welcher in der Nähe des Nennbetriebsstrom es liegt. Folglich wird auch der Glühstrom auf einen Wert stabilisiert, der in der Nähe den Nennwertes liegt.

Die Spannung zwischen den Basisstromkreisen der zwei Transistoren ist bei diesem Typ eines Zerhackers hoch, ungefähr 300 V. Wenn die zwei Basisstromkreise der Transistoren von ein und demselben Widerstand gesteuert werden sollen, müssen die verbleibenden Bestandteile der Basisstromkreise hohen Spannungen standhalten können, was diese Bestandteile außerordentlich aufwendig werden läßt.

In einer in Reihe geschalteten Widerstandsanordnung, in welcher der Glühstrom mit wachsendem Widerstandswert ansteigt, wird ein temperaturabhängiger Widerstand verwendet, welcher einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Diese Vorrichtung funktioniert analog der im vorangegangenen beschriebenen Vorrichtung.

Zusätzlich zu der in Reihe geschalteten Drosselspule beinhaltet das Reihen-Impedanzelement noch weitere Bestandteile, deren Tempratur von dem Glühstrom abhängig ist, welcher durch die Lampe fließt. Eines davon ist der Netz-Interferenzfilter 33, obwohl der Strom, welcher durch den Filter fließt, und damit das Maß, in welchem der Filter erhitzt wird, ebenso durch die Netzspannung beeinflußt wird und nicht ausschließlich durch die Glühspannung. Andere derartige Bestandteile schließen die Schalttransistoren 36; 37 ein, obwohl das Maß, in welchem diese Schalttransistoren erhitzt werden, gleichzeitig durch die Stromverstärkungsfaktoren der entsprechenden Transistoren und die Schaltverluste beeinflußt wird. Diese Parameter variieren in großem Maße von Typ zu Typ und von Fall zu Fall und infolgedessen ist die Temperatur, bis zu welcher die Transistoren erwärmt werden, nicht ausschließlich von dem Glühstrom abhängig. Als Folge davon ist der Bestandteil, welcher dazu geeignet ist, als Wärmequelle für die temperaturabhängigen Widerstände ausgewählt zu werden, die in Reihe geschaltete Drosselspule 38. Natürlich wird die Drosselspule auch die größten thermischen Verluste erzeugen und damit die größten Temperaturvariationen,'wodurch sie sich im vorliegenden Zusammenhang als vorwiegend geeignet für die Wahl als Temperaturquelle erweist. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen hergestellt werden, die sich alle im Bereich der folgenden Ansprüche befinden.

Claims

1. Befestigung für kompakte elektrische Entladungslampen, enthaltend ein elektrisches₍in Reihe geschaltetes Impedanzelement für die normale Funktion der Lampe, gekennzeichnet dadurch, daß das Befestigungselement (11) für Luminezenzlampen (13) verschiedener Leistungen ausgelegt ist, und Steuermittel (47; 48) enthält, welche bewirken, daß der Glühstrom der verschiedenen Lampen, welche befestigt werden können, auf einem im wesentlichen gleichen Pegel erhalten wird.

2. Befestigung nach Anspruch !,gekennzeichnet dadurch, daß die genannten Steuermittel (47; 48) in dem elektrisch in Reihe geschalteten Impedanzelement (24) eingeschlossen wird.

3. Befestigung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuermittel einen temperaturabhängigen Widerstand (47; 48) enthalten, und dadurch, daß der genannte Widerstand in einem guten thermischen Kontakt mit einem der Bestandteile (38) steht, dessen Temperatur von dem Glühstrom abhängig ist.

4. Befestigung nach Anspruch 3, bei welcher eine in Reihe geschaltete Drosselspule in dem in Reihe geschalteten Impedanzelement enthalten ist, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Widerstand (47; 48) in einem guten thermischen Kontakt mit der in Reihe geschalteten Drosselspule (38) angeordnet ist.

5. Befestigung nach einem der Ansprüche 2,3 oder 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuermittel zwei oder mehr temperaturabhängige Widerstände (47; 48) enthalten.

6. Befestigung nach einem der Ansprüche 3,4 oder 5, bei welcher das in Reihe geschaltete Impedanzelement einen Transistor-Zerkacker (36; 37) enthält, gekennzeichnet dadurch, daß der temperaturabhängige Widerstand derart angeordnet ist, daß erdie Impulsbereite des Transistor-Zerhackers (36; 37) beeinflußt.

7. Befestigung nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß der Widerstand in den Basisstromkreis des einen oder der mehreren Transistoren (36; 37) des Transistor-Zerhackers eingeschaltet ist, derart, daß der Basisstrom und damit die Impulsbreite beeinflußt'werden.

8. Befestigung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Transistor-Zerhacker zwei Schalttransistoren (36; 37) enthält, deren Basisstrom von zwei zusätzlichen Spulen (40; 41) geliefert wird, die in der in Reihe geschalteten Drosselspule (38) angeordnet sind, und daß der temperaturabhängige Widerstand (47; 48) in den Oszillator-Schaltkreis entsprechender Widerstände einbezogen ist, um den Basisstrom zu steuern.

9. Befestigung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuermittel (47; 48) derart angeordnet sind, daß sie einen konstanten Glühstrom in den Lumineszenzlampen in einem Leistungsbereich von 4 bis 2OW aufrechterhalten.

10. Befestigung nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, daß ein im wesentlichen rechteckiges Halteteil (15) für den Sockel der entsprechenden Lampe vorhanden ist, und daß zwei Paare von Kontaktklemmen (20; 22) zum einen entlang der Mittellinie (19) angeordnet sind, welche sich in rechten Winkeln zu einer Seite des Halteteils erstreckt und zum anderen diagonal zu der genannten Mittellinie (19), um verschiedene Sockel mit den in Reihe geschalteten Impedanzelementen zu verbinden.