DE1069780B - - Google Patents

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DE1069780B DENDAT1069780D DE1069780DA DE1069780B DE 1069780 B DE1069780 B DE 1069780B DE NDAT1069780 D DENDAT1069780 D DE NDAT1069780D DE 1069780D A DE1069780D A DE 1069780DA DE 1069780 B DE1069780 B DE 1069780B
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/391—Controlling the intensity of light continuously using saturable magnetic devices

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

Es ist eine Gleichrichteranordnung zur Speisung elektrischer Verbraucher mit fallender Strom-Spannungs-Kennlinie bekanntgeworden, die von einem Transformator gespeist ist, in dessen Primärkreis eine gleichstromvormagnetisierte Drossel liegt, deren einer Steuerkreis vom Verbraucherstrom und deren anderer Steuerkreis von einem dauernd konstanten Gleichstrom durchflossen wird. Unter der Voraussetzung einer konstanten Netzspannung wird hierbei eine Konstanthaltung des Verbraucherstromes unabhängig von den Verhältnissen im Verbraucherstromkreis erreicht. Zur Zündung bedarf es, falls der Verbraucher kein Lichtbogen ist, der durch Berühren der Elektroden gezündet wird, besonderer Mittel und Maßnahmen.It is a rectifier arrangement for supplying electrical consumers with falling current-voltage characteristics became known, which is fed by a transformer, in its primary circuit a direct current bias choke is located, one of which is a control circuit for the consumer current and one of which is a constant direct current flows through the other control circuit. Provided A constant mains voltage means that the consumer current is kept constant independently achieved by the conditions in the consumer circuit. For ignition it is necessary, if the consumer is not an arc that is ignited by touching the electrodes, special means and Measures.

Das gleiche gilt für eine weitere bekanntgewordene Einrichtung zur Speisung elektrischer Lichtbogen, die zur Konstanthaltung des bereits brennenden Lichtbogens bzw. zur Einregelung an die bei verschiedenen Elektrodenabständen bei brennendem Lichtbogen gegebenen Verhältnisse dient. Auch hier erfolgt die Zündung durch Berühren der Elektroden.The same applies to another device that has become known for supplying electric arcs, the to keep the already burning arc constant or to adjust to the various Electrode spacing in the case of a burning arc is used. Here too, the Ignition by touching the electrodes.

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für Hochdruck-Gasentladungslampen, insbesondere XenonHöchstdrucklampen, unter Verwendung von Vorschaltgeräten mit zwei getrennten Steuerkreisen, bestehend aus vormagnetisierten Drosseln in Selbstsättigungsschaltung, einem Anpassungstransformator sowie Gleichrichtern und Glättungsmitteln, von denen der eine Steuerkreis vom Lampenstrom und der zweite Steuerkreis im Betrieb von einem konstanten einstellbaren Sollstrom abhängig ist. Das Vorschaltgerät dient dabei außer zur Steuerung auch zur Gleichstromversorgung der Lampen, indem es eine mehrphasige Netzspannung auf den geforderten Wert transformiert und gleichrichtet. Es wird auf diese an sich bekannte Weise eine Unabhängigkeit des Lampenstromes von der Netzspannung erreicht, d. h. der Strom konstant gehalten.The invention relates to a control arrangement for high-pressure gas discharge lamps, in particular xenon high-pressure lamps, using ballasts with two separate control circuits, consisting of from pre-magnetized chokes in self-saturation circuit, a matching transformer as well as rectifiers and smoothing means, one of which controls the lamp current and the second Control circuit is dependent on a constant adjustable setpoint current during operation. The ballast serves not only for the control but also for the direct current supply of the lamps by providing a multi-phase Mains voltage transformed to the required value and rectified. It will depend on this In a known manner, the lamp current becomes independent of the mains voltage, d. H. the Current kept constant.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei Lampen der genannten Art außer der Stromkonstanthaltung ohne zusätzliche Mittel eine Erleichterung der Zündung zu bewerkstelligen.The object of the invention is, in the case of lamps of the type mentioned, except for maintaining a constant current without additional means to facilitate the ignition.

Die Lösung besteht darin, daß der zweite Steuerkreis zur Erleichterung der Zündung insbesondere bei kleinen Strömen und zur Konstanthaltung des Lampenstromes unabhängig von der Netzspannung von dem von einem einstellbaren Teil oder der ganzen Lampenspannung abhängigen Strom gespeist ist.The solution is that the second control circuit to facilitate the ignition in particular at small currents and to keep the lamp current constant regardless of the mains voltage is fed by the current dependent on an adjustable part or the entire lamp voltage.

Die Erfindung beruht darauf, daß die Leerlaufspannung der Lampen vor der Zündung über der Betriebsspannung liegt und deshalb vor dem Zünden ein größerer als der betriebsmäßige Sollstrom durch den zweiten Steuerkreis fließt, der die Zündung wesentlich Steueranordnung
für Hochdruck-GasentladungslampenThe invention is based on the fact that the no-load voltage of the lamps before ignition is above the operating voltage and therefore, before ignition, a greater than the operational setpoint current flows through the second control circuit, which essentially controls the ignition
for high pressure gas discharge lamps

Anmelder:
Siemens-Schuckertwerke
Aktiengesellschaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Applicant:
Siemens-Schuckertwerke
Corporation,
Berlin and Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Phys. Ebbe Rohloff1 Nürnberg,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Phys. Ebbe Rohloff 1 Nuremberg,
has been named as the inventor

erleichtert, ohne daß gesonderte Maßnahmen getroffen werden müssen. Es gelingt auf diese Weise schon bei wesentlich niedrigeren Strömen eine einwandfreie Zündung der Lampen, als dies bei den bekannten Zündhilfen möglich ist. Des weiteren wird bei der Steueranordnung nach der Erfindung die Eigenschaft von Gasentladungslampen ausgenutzt, daß deren Brennspannung praktisch im gesamten Arbeitsbereich konstant ist.facilitated without having to take special measures. It succeeds in this way significantly lower currents ensure proper ignition of the lamps than is the case with the known ones Ignition aids is possible. Furthermore, in the control arrangement according to the invention, the property of gas discharge lamps that their operating voltage is practically in the entire working range is constant.

Bei entsprechender Bemessung der Umschaltgeräte können auch mehrere Lampen in Reihe liegend betrieben werden. Für den einwandfreien Betrieb von Xenon-Lampen ist es erforderlich, daß die Vorschaltgeräte den speisenden Drehstrom in einen geglätteten Gleichstrom mit nur geringer Pulsation umwandeln. Aus diesem Grunde erfolgt die Speisung durch Drehstrom, wobei zur Glättung des gleichgerichteten Stromes an sich bekannte LC-Glieder verwendet \verden. Außerdem ist wegen der erforderlichen Stabilisierung die Vorschaltung von insbesondere induktiven Widerständen in Form von Drosseln notwendig, die gleichzeitig zur Steuerung mitbenutzt sind.If the switching devices are dimensioned accordingly, several lamps can also be operated in series will. For the proper operation of xenon lamps, it is necessary that the ballasts convert the feeding three-phase current into a smoothed direct current with only low pulsation. For this reason, the power is supplied by three-phase current, with the purpose of smoothing the rectified Stromes LC elements known per se are used. It is also because of the stabilization required the upstream connection of inductive resistors in particular in the form of chokes is necessary, which are also used for control.

Bei einer voneinander unabhängigen Einzelsteuerung mehrerer Lampen müssen diese in Parallelbetrieb in an sich bekannter Weise betrieben werden, wobei jeder Lampe zweckmäßig ein gesondertes Vorschaltgerät zugeordnet ist. Um eine entsprechende Helligkeitssteuerung der Lampen auch bei Alterungserscheinungen zu erreichen, können die zweiten Steuerkreise beider Vorschaltgeräte zur gemeinsamen Steuerung der Lampenströme unter Beibehaltung eines konstanten einstellbaren Verhältnisses der Lampenströme über einen Spannungsteiler in Parallelschaltung an die konstante Spannungsquelle, d. h. die Lampenspannung, angeschlossen werden.If several lamps are controlled independently of one another, they must operate in parallel can be operated in a manner known per se, each lamp expediently having a separate ballast assigned. In order to achieve a corresponding brightness control of the lamps even with signs of aging, the second Control circuits of both ballasts for joint control of the lamp currents while maintaining the same a constant adjustable ratio of the lamp currents via a voltage divider in parallel connection to the constant voltage source, d. H. the lamp voltage.

909 650/222909 650/222

Claims (2)

Weitere Einzelheiten der Steueranordnung nach der Erfindung sind an Hand der Zeichnung nachfolgend für einige Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Steueranordnung für eine Gasentladungslampe 1 mit vorgeschaltetem Zündgerät 7. Die Reihenschaltung der genannten Anlageteile ist über eine Gleichrichterschaltung 4 in bekannter Drehstrombrückenanordnung an einen als Spartransformator ausgebildeten Drehstromtransformator 3 angeschlossen, der über Regeldrosseln 5 an das Drehstromnetz 2 geschaltet ist. Die einzelnen Drosselwicklungen 51 bis 56 sind zusammen mit Gleichrichtern 101 bis 106 als sogenannte Ventildrosseln paarweise parallel geschaltet, d. h. in der an sich bekannten Selbstsättigungsschaltung angeordnet. Jeder der genannten Drosselwicklungen 51 bis 56 sind zwei Steuerwicklungen Sil, 512, 521, 522 usw. zugeordnet, von denen jeweils die entsprechenden in Reihe liegenden Drosselwicklungen einem Steuerkreis zugehören. Somit sind die Drosselwicklungen 512, 522 usw. über eine Glättungsdrossel 8 einerseits an die Lampe 1 und andererseits an den Ausgang der Gleichrichteranordnung 4 angeschlossen und somit vom Lampenstrom beaufschlagt, während die den zweiten Steuerkreis bildenden in Reihe liegenden Drosselspulen 511, 521 usw. von einer konstanten Spannung gespeist werden, die von dem der Lampe 1 und dem Zündgerät 7 parallelliegenden Widerstand 60 abgegriffenen Brennspannung oder einem Teil davon gebildet ist. Da die Lampenieerlaufspannung größer als die konstante Lampenbrennspannung ist, wird dadurch die Zündung der Lampe schon bei kleineren Strömen ohne zusätzliche Mittel erreicht. Das Zündgerät 7 besteht in an sich bekannter Weise aus einer nicht näher dargestellten aus dem Netz gespeisten netzfrequenten Hoch-Spannungsquelle. Der den Gleichrichtern 4 parallel geschaltete Kondensator 11 dient zur Glättung im Zusammenhang mit der Drossel 8. Durch den genannten Anschluß der Steuerkreise in den Lampenstromkreis bzw. an die Lampenspannung wird eine Stromkonstanthaltung ermöglicht. Dies geht aus den in Fig. 2 dargestellten Kennlinien hervor, bei der auf der Abszisse der Lampenstrom Jl und auf der Ordinate die Lastspannung Ul aufgetragen ist. Je nach der Größe des als Parameter fungierenden Sollstromes Js kann ein Lampenstrom eingestellt werden, der praktisch von der Lastspannung unabhängig ist und der durch diese Unabhängigkeit entsprechend Fig. 3 auch von der Netzspannung weitgehend unabhängig ist. In Fig. 3 ist in der Abszisse die Netzspannung Ufi und auf der Ordinate der Lampenstrom Jl aufgetragen; es sind für drei verschiedene Größen der Sollströme Js die Abhängigkeiten des Lampenstromes von der Netzspannung gezeigt. Daraus ist zu entnehmen, daß im Betriebsbereich praktisch der Lampenstrom unabhängig von der Netzspannung ist. Für den Fall, daß mehrere Lampen parallel arbeiten und eine gemeinsame Steuerung beider Lampen derart erfolgen soll, daß sich die Verhältnisse der Lampenströme im gesamten Steuerbereich nicht ändern, werden gemäß Fig. 4 die vom Sollstrom beaufschlagten zweiten Steuerkreise beider Lampen, die in der Zeichnung nur schematisch mit K11 und Zf2 bezeichnet sind, über einen Spannungsteiler P2 und Einstellwiderständen R1 und R2, gegebenenfalls über einen weiteren, vorzugsweise als Spannungsteiler ausgebildeten Steuerwiderstand P1 an die Lampenspannung der Lampe L1 am Parallelwiderstand P angeschlossen. Durch Verändern des Steuerwiderstandes P1 können die in den Steuerwicklungen W1 und W2 fließenden Steuerströme — und demgemäß die dem Wicklungsverhältnis proportionalen Lampenströme Zil und Jl2 — so gesteuert werden, daß das Verhältnis der beiden Lampenströme konstant bleibt. Durch die Einstellwiderstände R1 und R2 kann dabei entsprechend den sich ändernden Betriebsverhältnissen durch Alterung u. dgl. eine Anpassung der Steuerströme unter Beibehaltung des Stromverhältnisses erfolgen, während durch Veränderung des Spannungsteilers P2 seinerseits das Stromverhältnis in bestimmten Größen veränderbar ist. Mit dieser Schaltung kann somit eine leichte Anpassung parallel arbeitender Lampen aneinander und an die jeweils gewünschten Betriebsverhältnisse erreicht werden. Es wird noch bemerkt, daß die Anordnung gemäß Fig. 1 in diesem Fall dahingehend abzuändern ist, daß die Vormagnetisierungsdrosseln 5 dem Anpassungstransformator 3 nachgeschaltet werden, unter Fortfall der Gleichrichter 101 bis 106. Eine weitere mögliche Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt, bei der nur noch der zweite Steuerkreis zweier Lampenvorschaltgeräte in vereinfachter Darstellung gezeigt ist. Hierbei ist für jede Lampe ein Steuerwiderstand P1 bzw. P1 vorgesehen, die einander parallel geschaltet an die Lampenspannung angeschlossen sind. Der Abgriff des einen Steuerwiderstandes P1 ist fest mit dem aus der Reihenschaltung des Spannungsteilers P2 mit den beiden Steuerwicklungen W1 und W2 und den Einstellwiderständen R1 und R2 verbunden, während der Abgriff des zweiten Steuerwiderstandes P1 durch einen in dem genannten Stromkreis liegenden Umschalter U an die zugeordnete Wicklung W2 allein anschließbar ist, so daß eine gesonderte Steuerung für jede Lampe möglich wird. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt, bei dem unter Fortfall eines der Einstellwiderstände nur der Spannungsteiler P2 in Reihe mit den Wicklungen W1 und W2 liegt, während der Abgriff des Steuerwiderstandes P1 fest zwischen einer der Wicklungen und dem Spannungsteiler und das eine Ende des Steuerwiderstandes P1 über den Einstellwiderstand R mit der anderen Steuerwicklung verbunden ist. Fig. 7 zeigt das Verhältnis der beiden Lampenströme JLl und JL2 in Abhängigkeit von der Stellung des Spannungsteilers P2. Je nachdem, wie der Spannungsteiler betätigt wird, wird das Verhältnis der Steuerströme und damit auch das Verhältnis der Lampenströme entsprechend größer als Eins. Patentansprüche:Further details of the control arrangement according to the invention are explained in more detail below for some exemplary embodiments with reference to the drawing. 1 shows a control arrangement for a gas discharge lamp 1 with an upstream ignition device 7. The series connection of the mentioned system parts is connected via a rectifier circuit 4 in a known three-phase bridge arrangement to a three-phase transformer 3 designed as an autotransformer, which is connected to the three-phase network 2 via regulating chokes 5. The individual choke windings 51 to 56 are connected in parallel in pairs together with rectifiers 101 to 106 as so-called valve chokes. H. arranged in the self-saturation circuit known per se. Each of the mentioned choke windings 51 to 56 are assigned two control windings S 1, 512, 521, 522, etc., of which the corresponding series choke windings belong to a control circuit. Thus, the choke windings 512, 522 etc. are connected via a smoothing choke 8 on the one hand to the lamp 1 and on the other hand to the output of the rectifier arrangement 4 and thus acted upon by the lamp current, while the choke coils 511, 521 etc. lying in series, which form the second control circuit, are connected to one constant voltage, which is formed by the running voltage tapped off in parallel with the resistor 60 of the lamp 1 and the ignition device 7, or a part thereof. Since the lamp run-out voltage is greater than the constant lamp running voltage, the lamp can be ignited even at lower currents without additional means. The ignition device 7 consists in a manner known per se from a line-frequency high-voltage source not shown in detail, which is fed from the network. The capacitor 11 connected in parallel to the rectifiers 4 is used for smoothing in connection with the choke 8. The aforementioned connection of the control circuits to the lamp circuit or to the lamp voltage enables the current to be kept constant. This can be seen from the characteristic curves shown in FIG. 2, in which the lamp current Jl is plotted on the abscissa and the load voltage Ul is plotted on the ordinate. Depending on the size of the setpoint current Js functioning as a parameter, a lamp current can be set which is practically independent of the load voltage and which is largely independent of the mains voltage as a result of this independence according to FIG. 3. In FIG. 3, the line voltage Ufi is plotted on the abscissa and the lamp current Jl on the ordinate; The dependencies of the lamp current on the mains voltage are shown for three different sizes of the nominal currents Js. It can be seen from this that in the operating range the lamp current is practically independent of the mains voltage. In the event that several lamps work in parallel and both lamps are to be controlled jointly in such a way that the ratios of the lamp currents in the entire control range do not change, the second control circuits of both lamps, which are acted upon by the nominal current and which are only shown in the drawing, are shown in FIG are schematically denoted by K11 and Zf2, connected to the lamp voltage of the lamp L1 at the parallel resistor P via a voltage divider P2 and setting resistors R1 and R2, optionally via a further control resistor P1, preferably designed as a voltage divider. By changing the control resistor P1, the control currents flowing in the control windings W1 and W2 - and accordingly the lamp currents Zil and Jl2 proportional to the winding ratio - can be controlled in such a way that the ratio of the two lamp currents remains constant. The setting resistors R1 and R2 can be used to adapt the control currents to the changing operating conditions due to aging and the like while maintaining the current ratio, while the current ratio can be changed in certain sizes by changing the voltage divider P2. With this circuit, an easy adaptation of lamps working in parallel to one another and to the respectively desired operating conditions can be achieved. It is also noted that the arrangement according to FIG. 1 is to be modified in this case so that the bias chokes 5 are connected downstream of the matching transformer 3, eliminating the rectifier 101 to 106. Another possible arrangement is shown in FIG only the second control circuit of two lamp ballasts is shown in a simplified representation. In this case, a control resistor P1 or P1 is provided for each lamp, which are connected in parallel to one another and connected to the lamp voltage. The tap of one control resistor P1 is permanently connected to that of the series circuit of the voltage divider P2 with the two control windings W1 and W2 and the setting resistors R1 and R2, while the tap of the second control resistor P1 is connected to the associated switch U located in the circuit mentioned Winding W2 alone can be connected, so that a separate control for each lamp is possible. Another embodiment is shown in Fig. 6, in which, with the omission of one of the setting resistors, only the voltage divider P2 is in series with the windings W1 and W2, while the tap of the control resistor P1 is fixed between one of the windings and the voltage divider and one end of the Control resistor P1 is connected to the other control winding via the setting resistor R. 7 shows the ratio of the two lamp currents JL1 and JL2 as a function of the position of the voltage divider P2. Depending on how the voltage divider is operated, the ratio of the control currents and thus also the ratio of the lamp currents is correspondingly greater than one. Patent claims: 1. Steueranordnung für Hochdruck-Gasentladungslampen, insbesondere Xenon-Höchstdrucklampen, unter Verwendung von Vorschaltgeräten mit zwei getrennten Steuerkreisen, bestehend aus vormagnetisierten Drosseln in Selbstsättigungsschaltung, einem Anpassungstransformator sowie Gleichrichtern und Glättungsmitteln, von denen der eine Steuerkreis vom Lampenstrom und der zweite Steuerkreis im Betrieb von einem konstanten einstellbaren Sollstrom abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerkreis zur Erleichterung der Zündung und zur Konstanthaltung des Lampenstromes unabhängig von der Netzspannung von dem von einem einstellbaren Teil oder der ganzen Lampenspannung abhängigen Strom gespeist ist.1. Control arrangement for high pressure gas discharge lamps, especially xenon high pressure lamps, using ballasts with two separate control circuits, consisting of pre-magnetized chokes in self-saturation circuit, a matching transformer as well Rectifiers and smoothing means, one of which controls the lamp current and the second control circuit is dependent on a constant adjustable setpoint current during operation, thereby characterized in that the second control circuit to facilitate the ignition and to keep it constant of the lamp current independent of the mains voltage of that of an adjustable one Part or all of the lamp voltage-dependent current is fed. 2. Steueranordnung nach Anspruch 1 für parallel arbeitende Vorschaltgeräte zweier Lampen,2. Control arrangement according to claim 1 for ballasts operating in parallel for two lamps,
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