DD258886A1

DD258886A1 - Schaltungsanordnung fuer ein vorschaltgeraet fuer zuendung und betrieb von metalldampf- und gasentladungslampen

Info

Publication number: DD258886A1
Application number: DD30084287A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Rohrbeck; Rolf Tribiahn
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1988-08-03

Abstract

Die Aufgabe der Erfindung, ein kostenguenstigeres elektronisches Vorschaltgeraet fuer Metalldampf- und Gasentladungslampen unter Anwendung der vorteilhaften Energierueckfuehrung aus dem Serienresonanzkreis anzugeben, wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die Induktivitaet des Serienresonanzkreises mit einer Anzapfung versehen ist und diese Anzapfung ueber eine Halbleiterdiode mit der Spannungsquelle verbunden ist. Das Verhaeltnis der Windungszahlen der beiden Teilwicklungen ist so gewaehlt, dass die fuer die Zuendung erforderliche Zuendspannung erreicht, aber nicht wesentlich ueberschritten wird.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindüngsgemäße Schaltungsanordnung kann für die Zündung und für den Betrieb von Metalldampf- oder Gasentladungslampen angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Metalldampf- oder Gasentladungslampen über ein elektronisches Vorschaltgerät zu betreiben, das eine hochfrequente Wechselspannung konstanter Amplitude im Frequenzbereich 2OkHz bis etwa 15OkHz zum Betrieb der Lampe erzeugt. Für solche Vorschaltgeräte ist eine große Zahl unterschiedlicher Schaltungsanordnungen bekannt geworden. Besitzen die Metalldampf- oder Gasentladungslampen vorheizbare Elektroden—wie es bei Leuchtstofflampen der Fall ist —, so ist in den meisten Fällen ein Serienresonanzkreis vorgesehen, dessen Schwingkreiskapazität parallel zur Lampe liegt und in den die beiden vorheizbaren Elektroden einbezogen sind (DE-OS 3025421).

Da der Spannungsabfall an den vorheizbaren Lampenelektroden, insbesondere solange diese sich noch auf niedriger Temperatur befinden, sehr klein gegenüber der Ausgangsspannung des Hochfrequenzgenerators ist, muß der im Vorheizfall abgegebene Strom.durch schaltungstechnische Maßnahmen im Generator begrenzt werden.

Es wurde bereits vorgeschlagen, eine solche Strombegrenzung dadurch zu erreichen, daß aus dem Serienresonanzkreis Energie in die den Hochfrequenzgenerator speisende Gleichstromquelle zurückgeführt wird (EP 0075176 A2, WP H 05 B/2692251). Dabei sind für jeden Lampenkreis drei bis vier zusätzliche Bauelemente erforderlich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine sichere Zündung und ein wirtschaftlicher Betrieb von Metalldampf- oder Gasentladungslampen mit vorheizbaren Elektroden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung für ein Vorschaltgerät für die Zündung und den Betrieb von Metalldampf-oder Gasentladungslampen mit vorheizbaren Elektroden anzugeben, die die vorteilhaften Eigenschaften der Energierückführung aus dem Serienresonanzkreis in die speisende Gleichspannungsqueile zur Begrenzung des Vorheizstromes nutzt und deren Aufbau weniger Bauelemente als bekannte Lösungen benötigt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei dem in an sich bekannter Weise als Reihenresonanzkreis ausgeführten Lampenkreis, der den Ausgangspol der Generatorschaltung über die Reihenschaltung eines Trennkondensators, der ersten vorheizbaren Lampenelektrode, des Kondensators des Serienresonanzkreises, der zweiten vorheizbaren Lampenelektrode und der Induktivität des Serienresonanzkreises mit einem Pol der Gleichspannungsquelle verbindet, zusätzlich die Induktivität des Serienresonanzkreises mit einer Anzapfung versehen ist und diese Anzapfung über eine Halbleiterdiode mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, wobei die Polung dieser Halbleiterdiode so gewählt ist, daß sie in bezug auf die Gleichspannung in Sperrichtung betrieben wird, und daß das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Teilwicklungen so gewählt ist, daß die für die Zündung der Gasentladungs- oder Metaildampflampe erforderliche Zündspannung erreicht, aber nicht wesentlich überschritten wird.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß mehrere solche Lampenkreise an einer gemeinsamen Generatorschaltung betrieben werden.

Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, daß für die zweckentsprechende Einstellung von Vorheizstrom und Zündspannung in an sich bekannter Weise den vorheizbaren Lampenelektroden Kondensatoren oder Halbleiterdioden parallel geschaltet sind. In einerWeiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß in die Verbindungsleitung der Halbleiterdiode mit dem einen Pol der Gleichspannungsquelle ein Widerstand eingeschaltet ist, daß ein Integrationsglied vorhanden ist, dessen beide Eingangsklemmen mit diesem Widerstand verbunden sind, daß ein Schwellwertschalter vorhanden ist, dessen Eingangsklemmen mit den Ausgangsklemmen des Integrationsgliedes verbunden sind und dessen Ausgangsklemmen so mit der Generatorschaltung verbunden sind, daß beim Ansprechen des Schwellwertschalters die Hochfrequenzerzeugung unterbrochen wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei nur die für das Verständnis der Funktion wesentlichen Komponenten dargestellt sind.

Die Eingangsklemmen 1, 2 werden mit Gleichspannung beaufschlagt. Dies kann z.B. über eine Gleichrichterschaltung aus dem Energieversorgungsnetz geschehen. Parallel zum Siebkondensator 3 liegt die aus den beiden Transistoren 6 und 7, den Freilaufdioden 4 und 5 und dem Rückkopplungstransformator 8 bestehende selbsterregte Halbbrückengeneratorschaltung. Die erfindungsgemäßeSchaltungsanordnung ist aber nicht an diese spezielle Generatorschaltung gebunden, sondern es können erfolgreich auch beliebige andere Generatorschaltungen eingesetzt werden. Der Lampenkreis wird aus der Reihenschaltung des hinreichend großen Kondensators 9, der die Gleichspannungskomponente abtrennt, der ersten vorheizbaren Lampenelektrode 12, dem Schwingkreiskondensator 10, der zweiten vorheizbaren Lampenelektrode 13 und der mit einer Anzapfung versehenen, aus zwei Teilwicklungen 14 und 15 bestehenden Schwingkreisinduktivität gebildet, deren einer Anschluß mit der Eingangsklemme 1 verbunden ist. Die Anzapfung der Schwingkreisinduktivität 14,15 ist über die Halbleiterdiode 16 entweder direkt mit der Eingangsklemme 2 verbunden, wobei die Elemente 18,19 und 20 entfallen, öderes ist noch der Widerstand 17 eingeschaltet, der mit dem Eingang des hier als RC-Schaltung dargestellten Integrationsgliedes 18,19 verbunden ist, während der Ausgang dieses Integrationsgliedes über ein Schwellwertbauelement 20, das hier als Diac dargestellt ist, mit der Basis-Emitter-Strecke des Transistors 7 verbunden ist. Für das Integrationsglied 18,19 und das Schwellwertbauelement gibt es zahlreiche andere an sich bekannte Realisierungsmöglichkeiten.

Der den Serienresonanzkreis 9,12,10,15,14 nach dem Anschwingen des Generators 4, 5, 6,7,8 durchfließende Strom bewirkt das Vorheizen der Elektroden 12,13 der Lampe 11. Der Strom durch den Serienresonanzkreis stellt sich dabei so ein, daß die an der Teilwicklung 14 abfallende Wechselspannung wegen der Wirkung der Diode 16 gerade einen Spitzenwert besitzt, der gleich dem Wert der an den Eingangsklemmen 1, 2 anliegenden Gleichspannung ist. Durch zweckentsprechende Wahl des Verhältnisses der Windungszahlen der Teilwicklungen 14,15 kann somit der den Lampenkreis durchfließende Strom eingestellt werden. Dieser Strom durchfließt die vorheizbaren Elektroden und heizt diese vor und bewirkt weiterhin einen Spannungsabfall am kapazitiven Widerstand des Kondensators 10. Dieser Spannungsabfall liegt über der Lampe 11 an und bewirkt beim Erreichen einer bestimmten Temperatur der Elektroden 12,13 die Zündung der Lampe 11. Nach der Zündung der Lampe 11 wird der Reihenresonanzkreis stark bedämpft, weil Energie an die Lampe abgegeben wird. Damit sinkt die über der Schwingkreisinduktivität abfallende Spannung wesentlich ab, und die Halbleiterdiode 16 bleibt ständig in Sperrrichtung gepolt. Wenn derfürdie Erzeugung einer hinreichend großen Zündspannung erforderliche Strom durch den Kondensator 10 größer sein muß als der für eine ausreichende Vorheizung erforderliche Strom durch die Lampenelektroden 12,13, können diesen Elektroden ggf. in bekannter Weise noch Kondensatoren 21, 22, oder auch Halbleiterdioden parallel geschaltet sein. Es ist ohne weiteres möglich, mehrere solcher Lampenkreise an einer gemeinsamen Generatorschaltung zu betreiben, wobei auch derfürdie Abtrennung der Gleichspannungskomponente erforderliche Kondensator 9 für mehrere Lampenkreise gemeinsam benutzt werden kann.

Tritt aus irgendwelchen Gründen, z. B. wegen eines Lampendefektes, die ordnungsgemäße Zündung nicht ein, so wird die Lampe ständig vorgeheizt. Da dies häufig unerwünscht ist, wird die am Widerstand 17 anliegende pulsierende Gleichspannung nach zeitlicher Integration im Integrationsglied 18,19 zur Betätigung des Schwellwertschalters 20 herangezogen, der seinerseits die Emitter-Basis-Strecke des Generatortransistors 7 blockiert und somit das Vorschaltaerät abschaltet.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die für eine hohe Lampenlebensdauer notwendige Strombegrenzung während der Vorheizphase und bei der Zündung mit einem einzigen zusätzlichen Bauelement pro Lampenkreis, nämlich der Halbleiterdiode 16, erreicht wird. Dadurch ist ein kostengünstiger und raumsparender Aufbau eines solchen Vorschaltgerätes möglich.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für ein Vorschaltgerät für Zündung und Betrieb von Metalldampf- und Gasentladungslampen mit zwei vorheizbaren Elektroden, bestehend aus einer hochfrequenten Generatorschaltung, die aus einer Gleichspannungsquelle oder über eine Gleichrichterschaltung mit Ladekondensator aus dem Energieversorgungsnetz gespeist wird, und einem auf die Generatorfrequenz abgestimmten Serienresonanzkreis, in den die vorheizbaren Lampenelektroden einbezogen sind, dergestalt, daß der Ausgangspol der Generatorschaltung über eine Reihenschaltung aus einem Trennkondensator, der ersten vorheizbaren Lampenelektrode, dem Kondensator des Serienresonanzkreises, der zweiten vorheizbaren Lampenelektrode und der Induktivität des Serienresonanzkreises mit dem einen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (14; 15) des Serienresonanzkreises mit einer Anzapfung versehen ist, daß diese Anzapfung über eine Halbleiterdiode (16) mit dem anderen Pol

(2) der Gleichspannungsquelle (3) verbunden ist, wobei die Polung dieser Halbleiterdiode so gewählt ist, daß diese in bezug auf die Gleichspannung in Sperrichtung betrieben wird, und daß das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Teilwicklungen (14; 15) der Induktivität des Serienresonanzkreises so gewählt ist, daß die für die Zündung der Gasentladungs- oder Metalldampflampe (11) erforderliche Zündspannung erreicht, aber nicht wesentlich überschritten wird.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lampenkreise an einer einzigen Generatorschaltung vorgesehen sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den vorheizbaren Lampenelektroden (12; 13) Kondensatoren oder Halbleiterdioden (21; 22) parallel geschaltet sind.

A'.. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Widerstand (17) in die Verbindungsleitung der Halbleiterdiode (16) mit der Gleichspannungsquelle

(3) eingeschaltet ist, daß dieser Widerstand mit den Eingangsklemmen eines Integrationsgliedes (18; 19) verbunden ist, das eine Zeitkonstante von einigen Sekunden besitzt, daß dessen Ausgang mit dem Eingang eines Schwellwertschalters (20) verbunden ist und daß dessen Ausgang der Basis-Emitter-Strecke eines der beiden Leistungstransistoren (6; 7) der Generatorschaltung parallel geschaltet ist.