DE1046775B - Device for feeding an illuminated panel with alternating voltage - Google Patents
Device for feeding an illuminated panel with alternating voltageInfo
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Description
Es ist bekannt, daß einige Stoffe, insbesondere auf spezielle Weise behandelte lumineszierende Stoffe, unter; anderem Zinksulfid, Kadmiumsulfid und deren Mischkristalle, auch unter der Einwirkung eines wechselnden elektrischen Feldes sichtbare Strahlen aussenden. Auf dieser Erscheinung beruhen die sogenannten Leuchttafeln, die aus zwei flachen Elektroden aus elektrisch leitendem Material bestehen, zwischen denen eine dünne Schicht eines solchen elektrolumineszierenden Stoffes als Dielektrikum angebracht ist. Wenigstens eine der Elektroden ist lichtdurchlässig. Auf der Seite dieser Elektrode sendet die Tafel Licht aus, wenn zwischen den Elektroden eine Wechselspannung hinreichender Stärke, beispielsweise von einigen Hundert Volt, steht.It is known that some fabrics, especially specially treated luminescent fabrics, under; other zinc sulfide, cadmium sulfide and their mixed crystals, also under the action of a emitting visible rays in changing electrical fields. The so-called Illuminated panels, which consist of two flat electrodes made of electrically conductive material, between which a thin layer of such electroluminescent Material is attached as a dielectric. At least one of the electrodes is translucent. On the side of this electrode, the board emits light if there is a AC voltage of sufficient strength, for example a few hundred volts, is available.
Im allgemeinen ergibt sich bekanntlich eine praktisch brauchbare Elektrolumineszenz nur dann, wenn die Frequenz verhältnismäßig hoch ist, beispielsweise in der Größenordnung von einigen Tausend Hertz. Ein unmittelbarer Anschluß an das elektrische Netz ist infolgedessen meist nicht möglich. Deshalb findet ein Vorschaltgerät Anwendung, das die Netzfrequenz erhöht. Es kann dies ein mit einer oder mehreren Verstärkerröhren versehener Frequenzvervielfacher oder Oszillator sein, der, wenn das Netz ein Wechselstromnetz ist, mit gleichgerichteter Netzspannung gespeist wird.In general, as is known, a practically useful electroluminescence results only when the frequency is relatively high, for example on the order of a few thousand Hertz. As a result, a direct connection to the electrical network is usually not possible. That's why a ballast is used that increases the mains frequency. It can do this with an or several amplifier tubes provided frequency multiplier or oscillator that, if the network is an alternating current network, is fed with rectified mains voltage.
Solche Vorrichtungen sind verwickelt und haben einen geringen Wirkungsgrad. Die Erfindung schafft ein Speisegerät für Leuchttafeln, das die Netzspannung mit hohem Wirkungsgrad in Wechselspannung der vorteilhaftesten Frequenz und Spannung umwandelt. Es kann nicht nur bei Wechselspannungsnetzen, sondern auch bei Gleichspannungsnetzen Verwendung finden.Such devices are intricate and poor in efficiency. The invention creates a power supply for illuminated panels that converts the mains voltage into alternating voltage with high efficiency converts to the most advantageous frequency and voltage. It can not only be used in AC voltage networks, but can also be used in DC voltage networks.
Die Erfindung besteht darin, daß die Vorrichtung einen mit induktiver Rückkopplung versehenen Oszillator enthält, dessen Frequenz vorwiegend durch eine Kapazität und einen Widerstand bestimmt wird und der bei positiver Anodenspannung eine aus einer regelmäßigen Folge von Impulsen mit steilen, Spannungsspitzen aufweisenden Flanken bestehende Wechselspannung erzeugt, und daß die Leuchttafel unmittelbar einer im Anodenkreis eines Oszillatorsystems vorhandenen Induktivität parallel geschaltet ist. Die so erzeugte Wechselspannung mit steil ansteigenden Wellenflanken ist zum Speisen von Leuchttafeln besonders zweckmäßig. Der Oszillator kann unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung eines Gleichrichters, aus dem Wechselspannungsnetz gespeist werden. Es hat sich herausgestellt, daß die Tatsache, daß die Schwingungen hierbei periodisch unterbrochen werden, in der Praxis keinen Nachteil bedeutet. The invention consists in that the device comprises an oscillator provided with inductive feedback contains, the frequency of which is mainly determined by a capacitance and a resistance and with a positive anode voltage, one of a regular sequence of pulses with steep voltage peaks having flanks existing alternating voltage generated, and that the light panel directly connected in parallel to an inductance present in the anode circuit of an oscillator system is. The alternating voltage generated in this way, with its steeply rising wave flanks, is used to feed illuminated panels particularly useful. The oscillator can be immediate, i. H. without the interposition of a Rectifier, are fed from the AC voltage network. It has been found that the fact the fact that the vibrations are periodically interrupted does not mean any disadvantage in practice.
Vorrichtung zum Speisen einer Leuctittafel mit WechselspannungDevice for feeding a light table with alternating voltage
Anmelder:Applicant:
N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)NV Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Netherlands)
Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Representative: Dr. rer. nat. P. Roßbach, patent attorney,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th
Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 3. Februar 1953Claimed priority:
Netherlands 3 February 1953
Gesienus Diemer, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt wordenGesienus Diemer, Eindhoven (Netherlands),
has been named as the inventor
Vorzugsweise ist die Selbstinduktion in Dreipunktschaltung mit der Anode, dem Steuergitter und der Kathode der Oszillatorröhre und das Steuergitter über eine Kapazität mit der Selbstinduktion und über einen Widerstand mit der Kathode verbunden, wobei die verschiedenen Elemente so bemessen sind, daß die erzeugte Frequenz vorwiegend durch die erwähnte Kapazität und den Widerstand bedingt wird.The self-induction is preferably in a three-point circuit with the anode, the control grid and the cathode of the oscillator tube and the control grid connected to the self-induction via a capacitance and to the cathode via a resistor, wherein the various elements are dimensioned so that the frequency generated predominantly by the mentioned Capacity and resistance is conditioned.
Um unterschiedliche Tafeln auf möglichst vorteilhafte Weise der Vorrichtung anzupassen, ist es erwünscht, die Selbstinduktion mit einer Anzahl Anzapfungen zu versehen, wobei die Kathode der Röhre mittels eines Schaltorgans beliebig mit einer dieser Anzapfungen verbunden sein kann. Hat die Leuchttafel eine große Oberfläche, so kann es vorteilhaft sein, sie in eine Anzahl Einzeltafeln zu unterteilen, die in Reihe geschaltet werden. In diesem Falle ist es außerdem oft leichter, eine gute Anpassung für die hohen Frequenzen zu erzielen. Die Kathode kann unmittelbar geheizt werden, indem sie in Reihe mit einem Kondensator passender Kapazität gleichfalls unmittelbar an das Wechselstromnetz angeschlossen wird.In order to adapt different panels to the device in the most advantageous way possible, it is desirable to to provide the self-induction with a number of taps, the cathode of the tube can be connected to any of these taps by means of a switching element. Has the light board a large surface, it can be advantageous to subdivide it into a number of individual panels, which are connected in series. In this case, it is also often easier to find a good fit for the to achieve high frequencies. The cathode can be heated by placing it in series with it a capacitor of suitable capacity is also connected directly to the AC network will.
Es sei noch erwähnt, daß Oszillatorschaltungen zur Speisung von Gasentladungslampen mit einer Hochfrequenzspannung bereits bekannt sind, wobei die Lampen vielfach transformatorisch an den Oszillatorkreis angekoppelt sind. Es wird hierbei mit einer mehr oder weniger sinusförmigen Speisespannung gearbeitet. Außerdem lassen sich die bei Gasentladungslampen bekannten Maßnahmen nicht ohne weiteresIt should also be mentioned that oscillator circuits for supplying gas discharge lamps with a high-frequency voltage are already known, the lamps often being connected to the oscillator circuit in a transformer are coupled. A more or less sinusoidal supply voltage is used here. In addition, the measures known in the case of gas discharge lamps cannot be implemented without further ado
809 699/265809 699/265
1 Q461 Q46
auf Leuchttafeln übertragen. Bei Gasentladungslampen ist nämlich hauptsächlich die Höhe der Spannung maßgebend und nicht ihre Kurvenform. Auch haben Leuchttafeln eine hohe Eigenkapazität im Gegensatz zu den Entladungslampen. ; . S transferred to light panels. In the case of gas discharge lamps, the main factor is the voltage level decisive and not their curve shape. Illuminated boards also have a high inherent capacity in contrast to discharge lamps. ; . S.
"Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist es nicht nur wesentlich, daß eine Spannung hoher Frequenz für die Speisung der Leuchttafeln verwendet wird, sondern auch, daß die Spannung stark verzerrt ist. Aus diesem Grunde „wird- die Leuchttafelkapazität auch nicht als Schwingkreiskapazität verwendet, wie es mit der Lampenkapazität bei den bekannten Oszillatorschaltungen zum Teil der Fall ist.· Dadurch, daß die Frequenz des Oszillators in der Vorrichtung nach der Erfindung im wesentlichen durch eine besondere Kapazität und einen Widerstand bestimmt wird, ergibt sich eine bessere Lichtausbeute der Leuchttafel, als wenn deren Kapazität frequenzbestimmend wäre."In the device according to the invention it is not only essential that a voltage of high frequency is used for powering the light panels, but also that the voltage is heavily distorted. For this reason, “the light board capacity becomes also not used as an oscillating circuit capacitance, as is the case with the lamp capacitance in the known oscillator circuits is partly the case. · By having the frequency of the oscillator in the device according to of the invention is essentially determined by a particular capacitance and resistance a better light yield of the light panel than if its capacity were frequency-determining.
Bei einer weiteren bekannten Oszillatorschaltung für Gasentladungslampen liegt im Ausgangskreis ein Kondensator. Ein solcher Oszillator ist für die Speisung von Leuchttafeln nicht geeignet, da infolge der hohen Eigenkapazität der Leuchttafel nur eine sehr niedrige Spannung an der Leuchttafel auftreten wird, der Hauptanteil aber an dem Kondensator im Ausgangskreis. Ferner besitzt diese bekannte Schaltung keine induktive Rückkopplung, so daß nicht zu erwarten ist, daß hiermit eine gleich günstige Spannungskurve wie bei der Vorrichtung nach der Erfindung erreichbar ist.In another known oscillator circuit for gas discharge lamps, there is a in the output circuit Capacitor. Such an oscillator is not suitable for the supply of light panels because of the high self-capacitance of the illuminated board, only a very low voltage will occur on the illuminated board, but the main part of the capacitor in the output circuit. It also has this known circuit no inductive feedback, so that it is not to be expected that this will result in an equally favorable voltage curve as can be achieved with the device according to the invention.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
Fig. 1 stellt eine einfache Schaltung gemäß der Erfindung dar. Die Leuchttafel, die als Kondensator angesehen werden kann, ist mit 1 bezeichnet. Sie ist parallel zur Selbstinduktion 3 geschaltet, die in Drei- ■ punktschaltüng mit der Anode, dem Steuergitter und der Kathode der als Oszillator wirksamen Triode 2 verbunden ist. Die Selbstinduktion 3 kann aus einer Spule mit einem Kern aus nahezu nicht elektrisch leitendem magnetischem Material bestehen; die Anzapfung 4 ist mit einer der Netzklemmen 8 und über einen Kondensator 6 mit einem Ende der zugleich als Glühfaden wirksamen Kathode der Triode 2 verbunden. Das andere Ende der Kathode ist mit der ander ren Netzklemme verbunden. Es wird angenommen, daß das Netz ein Wechselspannungsnetz ist. Das eine Ende der Spule 3 ist unmittelbar mit der Anode und das andere Ende über einen Kondensator 5 mit dem Steuergitter der Triode verbunden. Zwischen dieses Gitter und das linke Ende der Kathode ist ein Widerstand 7 geschaltet. Die Kathode kann auch mittelbar geheizt werden.Fig. 1 shows a simple circuit according to the invention. The light panel, which is viewed as a capacitor is denoted by 1. It is connected in parallel to the self-induction 3, which is in three ■ point switching with the anode, the control grid and the cathode of the triode 2, which acts as an oscillator connected is. The self-induction 3 can consist of a coil with a core of almost non-electrical consist of conductive magnetic material; the tap 4 is connected to one of the mains terminals 8 and via a capacitor 6 with one end of the at the same time as Filament effective cathode of triode 2 connected. The other end of the cathode is with the other ren mains terminal connected. It is assumed that the network is an AC voltage network. The one The end of the coil 3 is directly connected to the anode and the other end via a capacitor 5 to the Control grid connected to the triode. Between this grid and the left end of the cathode is a Resistor 7 switched. The cathode can also be heated indirectly.
Die verschiedenen Elemente sind so bemessen, daß die erzeugte Frequenz nicht von der Parallelschaltung der Selbstinduktion und der Kapazität der Leuchttafel, sondern von der Kapazität des Kondensators 5 und dem Widerstand 7 bestimmt wird. Zudiesem Zweck soll die Kapazität des Kondensators 5 kleiner gewählt werden als in der üblichen Dreipunktschaltung. Eine vorteilhafte Bemessung der verschiedenen Elemente ist die folgende:The various elements are dimensioned so that the generated frequency does not depend on the parallel connection the self-induction and the capacitance of the light panel, but rather the capacitance of the capacitor 5 and the resistor 7 is determined. For this purpose, the capacitance of the capacitor 5 can be selected smaller than in the usual three-point circuit. An advantageous dimensioning of the various Elements is the following:
R7 =10 bis 5OkQR 7 = 10 to 50 kΩ
C5 = 500 bis 500OpFC 5 = 500 to 500 OpF
L3 = 1 HenryL 3 = 1 henry
Hierbei liegt die erzeugte Frequenz zwischen 500 und 10000 Hz.The generated frequency is between 500 and 10,000 Hz.
■ Wenn die Kapazität des Kondensators 5 hinreichend groß gewählt ist, wird eine Frequenz erzeugt, die vorwiegend durch die Selbstinduktion 3 und die Kapazität 1 bedingt wird. ■ If the capacitance of capacitor 5 is selected sufficiently large, a frequency is generated, which is caused mainly by the inductance 3 and the capacitance. 1
Wenn- die Vorrichtung mit Wechselspannung gespeist wird, ergeben sich während der halben Periode, in der die Spannung an der Anode negativ ist, Unterbrechungen der durch den Widerstand und die Kapazität bedingten Schwingungen. Bei vorteilhafter Wahl der Teile treten diese Schwingungen nahezu während der ganzen Zeit, in der die Anode positiv ist, auf. Einige Zeit nach dem Aufhören dieser Schwingungen ergeben sich jedoch noch Schwingungen in dem Kreis \, 3, deren Frequenz durch die Selbstinduktion und die Kapazität der Leuchttafel bedingt wird.If the device is fed with alternating voltage, interruptions of the oscillations caused by the resistance and the capacitance result during half the period in which the voltage at the anode is negative. If the parts are chosen advantageously, these vibrations occur almost during the entire time that the anode is positive. Some time after the cessation of these vibrations, however, there are still vibrations in the circle \, 3, the frequency of which is determined by the self-induction and the capacity of the illuminated panel.
In Fig. 2 stellt die Linie α die Kurvenform der erzeugten Speisespannung dar, wenn die Anode eine ausreichend hohe positive Spannung aufweist. Gegen Ende der positiven Halbperiode geht diese Kurve in die Kurve b über, die eine gedämpfte Schwingung darstellt, deren Frequenz durch die Selbstinduktion und die Kapazität der Tafel bedingt wird. Diese bleibt während kurzer Zeit nach dem Nulldurchgang wirksam. Die Kurve c ist die nahezu sinusförmige Umhüllende.In Fig. 2, the line α represents the waveform of the supply voltage generated when the anode has a sufficiently high positive voltage. Towards the end of the positive half-cycle, this curve changes into curve b , which represents a damped oscillation, the frequency of which is determined by the self-induction and the capacity of the panel. This remains in effect for a short time after the zero crossing. The curve c is the almost sinusoidal envelope.
Es hat sich herausgestellt, daß die spitzenförmige Spannung α mit steilen Flanken für die Elektrolumineszenz vorteilhaft ist. Der effektive Wert der erzeugten Spannung kann. 200 V betragen bei einer Speisespannung von 220 V, 50 Hz.It has been found that the peak-shaped voltage α with steep slopes is advantageous for electroluminescence. The effective value of the generated voltage can. 200 V are at a supply voltage of 220 V, 50 Hz.
Fig. 3 stellt eine Schaltung dar, bei der die Leuchttafel 1 zwischen die Anode der Röhre 2 und die unmittelbar an das Netz angeschlossene Kathodenzuleitung geschaltet ist. Die an der Leuchttafel wirksame Spannung der Oszillatorfrequenz ist hierbei etwas niedriger als bei der Schaltung gemäß Fig. 1. Andererseits steht aber auch die Netzspannung von 50 Hz stets über der Tafel.. Es ergibt sich somit weniger Flimmern, während auch beim Wegfall der Triode die Tafel nach wie vor leuchtet, wenn auch mit geringerer Intensität.Fig. 3 shows a circuit in which the light panel 1 between the anode of the tube 2 and the directly connected to the network cathode lead is switched. The one that is effective on the illuminated panel The voltage of the oscillator frequency is somewhat lower here than in the circuit according to FIG. 1. On the other hand, the mains voltage of 50 Hz is always above the board less flickering, while the board still lights up even if the triode is no longer available, albeit with lower intensity.
Wird außerdem noch ein Schalter 9 in die Heizfadenleitung eingefügt, so läßt sich die Triode ausschalten, wobei die Netzspannung an der Tafel wirksam bleibt und diese mit niedrigerer Intensität nach wie vor leuchtet.If a switch 9 is also inserted into the filament line, the triode can be switched off, with the mains voltage remaining effective on the board and this with a lower intensity as before lights.
In Fig. 4 ist eine symmetrische Schaltung mit zwei wechselweise wirksamen Oszillatorröhren 11 und 12 dargestellt. Die Glühfäden werden über zwei einander gleiche, in Reihe geschaltete Kondensatoren 15 und 16 mit Wechselstrom des Netzes gespeist. Die Tafel 1 ist zwischen den Anoden angeschlossen. Die Spulen 13 und 14 können auf einen gemeinsamen Kern gewickelt sein. In diesem Falle läßt sich Flimmern nahezu völlig vermeiden.4 shows a symmetrical circuit with two oscillator tubes 11 and 12 that operate alternately shown. The filaments are on top of each other the same series-connected capacitors 15 and 16 fed with alternating current from the mains. Table 1 is connected between the anodes. The coils 13 and 14 can be wound on a common core be. In this case, flicker can be almost completely avoided.
Die beschriebenen Vorrichtungen haben noch den Vorteil, daß sie aus standardisierten Teilen bestehen und äußerst wenig Raum beanspruchen.The devices described also have the advantage that they consist of standardized parts and take up very little space.
Claims (7)
Deutsche Patentschrift Nr. 705 156;
österreichische Patentschrift Nr. 149 935;
französische Patentschriften Nr. 836 418, 995 307; USA.-Patentschrift Nr. 2 075 200;
Zeitschrift »Umschau«, 1952, Heft 12, S. 358/359.Considered publications:
German Patent No. 705 156;
Austrian Patent No. 149,935;
French Patent Nos. 836 418, 995 307; U.S. Patent No. 2,075,200;
"Umschau" magazine, 1952, issue 12, pp. 358/359.
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