DE1073098B

DE1073098B - Circuit arrangement for the ignition and operation of alternating current-fed gas discharge lamps

Info

Publication number: DE1073098B
Application number: DENDAT1073098D
Authority: DE
Inventors: Woluwe St Lambert Romain Boin (Belgien)
Original assignee: Romain Born und Germaine Boin, geb Doms, Woluwe St Lambert (Belgien)
Publication date: 1960-01-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanwendung zur Zündung und zum Betrieb von wechselstromgespeisten Entladungslampen mit beheizter Kathode, bei der der Kathoden-Heizstrom während des normalen Betriebes der Lampe verringert wird.The invention relates to a circuit application for the ignition and operation of AC-powered devices Discharge lamps with a heated cathode, in which the cathode heating current during normal Operation of the lamp is reduced.

Es ist allgemein üblich, in dem Stromkreis solcher Lampen eine Induktionsspule in Serienschaltung anzuordnen und den Heizfaden-Stromkreis mittels einer Nebenschluß-Zündeinrichtung während der Anheiz- und Zündperiode zu schließen und dann diesen Nebenschluß-Stromkreis für den normalen Betrieb der Lampe zu unterbrechen.It is common practice to arrange an induction coil in series in the circuit of such lamps and the filament circuit by means of a shunt ignition device during the heating and ignition period to close and then this bypass circuit for normal operation of the Interrupt lamp.

Viele dieser Einrichtungen arbeiten jedoch nicht zuverlässig, nützen sich häufig rasch ab und zeigen die lästige Erscheinung des Flackerns beim Zünden. Auch sinkt der Leistungsfaktor bei Verwendung einer mit der Lampe in Serie geschalteten Induktionsspule. Dies kann zwar durch Anordnung eines Kondensators, dessen Kapazität die Induktivität der Spule kompensiert, weitgehend vermieden werden, aber dieser Kondensator hat den Nachteil, daß er die auftretenden Anlaufströme aufnimmt.However, many of these facilities do not work reliably, often wear out quickly and show them annoying phenomenon of flickering when igniting. The power factor also decreases when using a induction coil connected in series to the lamp. This can be done by arranging a capacitor, whose capacitance compensates for the inductance of the coil, largely avoided, but this capacitor has the disadvantage that it absorbs the starting currents that occur.

Für den gleichen Zweck ist es bekannt, zwei Lampen desselben Typs in einer Anlage vorzusehen, von denen die eine in Serie mit einer Induktivität, die andere in Serie mit einer Drosselspule und einer Kapazität liegt, und die sich gegenseitig so kompensieren, daß der Leistungsfaktor sich weitgehend dem angestrebten Wert »Eins« nähert.For the same purpose it is known to provide two lamps of the same type in an installation, from one in series with an inductance, the other in series with a choke coil and a capacitance and which compensate each other in such a way that the power factor is largely the target Value approaches "one".

Es ist ferner bekannt, eine Lampe ohne Starter durch einen Resonanzstromkreis zu zünden, indem man z. B. einen Serienstromkreis aus einer Regelinduktionsspule, der einen Kathode, einer Drosselspule, der anderen Kathode der Lampe und einem Kondensator bildet. Der in Resonanz tretende Strom heizt die Kathoden vor, und die Lampe leuchtet unter der an den Klemmen herrschenden Spannung auf.It is also known to ignite a lamp without a starter by a resonance circuit by one z. B. a series circuit from a control induction coil, which has a cathode, a choke coil, the other cathode of the lamp and a capacitor. The resonating current preheats the cathodes, and the lamp lights up under the voltage across the terminals.

"Bei der Zündung der Lampe verringert sich die Spannung an den Klemmen der im Verschluß zur Lampe liegenden Drossel, deren Eigenstromverbrauch sich somit vermindert."When the lamp is ignited, the voltage at the terminals in the shutter is reduced Lamp lying choke, whose own power consumption is thus reduced.

Diese Anordnung arbeitet mit niedrigem kapazitiven Leistungsfaktor, aber der Gesamtverbrauch ist wegen der im Stromkreis liegenden Drosselspule erhöht bzw. ist die Helligkeit der Lampe entsprechend vermindert. Eine magnetische Kopplung zwischen dem Feld der Regeldrossel und dem Feld der Drosselspule ist bei den bekannten Schaltungen nicht vorgesehen. This arrangement works with low capacitive power factor, but the total consumption is because of the inductor located in the circuit, the brightness of the lamp is increased accordingly reduced. A magnetic coupling between the field of the regulating choke and the field of the choke coil is not provided in the known circuits.

Bekannt ist beispielsweise eine Schaltungsanordnung zum Zünden elektrischer Gasentladungslampen mit einer der Lampe vorgeschalteten Kapazität und Drossel und einer weiteren, zur Gasentladungslampe parallel geschalteten Drossel, bei der die beiden Dros-For example, a circuit arrangement for igniting electric gas discharge lamps is known with a capacitance and choke connected upstream of the lamp and another for the gas discharge lamp parallel-connected throttle, in which the two throttle

Schaltungsanordnung für die Zündung
und den Betrieb von wechselstromgespeisten GasentladungslampenCircuit arrangement for the ignition
and the operation of alternating current supplied gas discharge lamps

Anmelder:
Romain BoinApplicant:
Romain Boin

und Germaine Boin, geb. Doms,
Woluwe St. Lambert (Belgien)and Germaine Boin, née Doms,
Woluwe St. Lambert (Belgium)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-Ing. E. MaierRepresentative: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-Ing. E. Maier

und Dipl.-Ing. M. Sc. W. Stellrecht, Patentanwälte,and Dipl.-Ing. M. Sc. W. Stellrecht, patent attorneys,

Stuttgart-O, Uhlandstr. 16Stuttgart-O, Uhlandstr. 16

Beanspruchte Priorität:
Belgien vom 10. September 1952Claimed priority:
Belgium 10 September 1952

Romain Boin, Woluwe St.Lambert (Belgien),
ist als Erfinder genannt wordenRomain Boin, Woluwe St. Lambert (Belgium),
has been named as the inventor

sein zwar auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet sind, sich gegenseitig jedoch nicht beeinflussen. Auch sind bei Schaltungen von Gasentladungslampen schon Regeleinrichtungen bekannt, mit denen der Strom im gesamten Stromkreis abgestimmt wird, damit die stromveränderlichen induktiven Impedanzen mit der Kapazität des Kondensators auf Resonanz abgestimmt werden können.be arranged on a common iron core but do not influence each other. They are also used in circuits of gas discharge lamps already known control devices with which the current in the entire circuit is coordinated, so the current-variable inductive impedances are matched to resonance with the capacitance of the capacitor can be.

"Von diesen bekannten Schaltanordnungen für die Zündung und den Betrieb von wechselstromgespeisten Entladungslampen mit heizbaren Glühkathoden, bei denen die Glühkathoden in einer in der Startstellung auf Stromresonanz abstimmbaren Reihenschaltung von kapazitiven und induktiven Impedanzgliedern liegen, unterscheidet sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung durch eine Regeldrossel und eine parallel zu der Lampe geschaltete weitere Drosselspule, die mit der Regeldrossel derart magnetisch gekoppelt ist, daß der in ihr induzierte Strom den Betriebsstrom in der Entladungslampe entsprechend der Vektorsumme des Stromes der Regeldrossel und des Stromes der weiteren Drosselspule vergrößert, wobei die kapazitive Impedanz außerhalb des durch die Drosselspule, die Glühkathoden und die Gasentladungsstrecke gebildeten Brennstromkreises liegt."Of these known switching arrangements for the ignition and operation of AC-powered Discharge lamps with heatable hot cathodes in which the hot cathodes are in the starting position series connection of capacitive and inductive impedance elements that can be tuned to current resonance, the circuit arrangement according to the invention differs by a control throttle and a Another choke coil connected in parallel to the lamp, which is magnetically coupled to the control choke in this way is that the current induced in it corresponds to the operating current in the discharge lamp Vector sum of the current of the control choke and the current of the additional choke coil increased, with the capacitive impedance outside of the choke coil, the hot cathodes and the gas discharge path Burning circuit formed is located.

Vorzugsweise werden die induktiven Impedanzen mit magnetisch gekoppelten Spulenwicklungen auf einem gemeinsamen Eisenkern aufgebaut.The inductive impedances are preferably based on magnetically coupled coil windings built on a common iron core.

909 709-/222909 709- / 222

Durch Verändern der Kopplung zwischen der Drosselspule und der Regeldrosselspule kann der von der Drosselspule gelieferte Stromanteil der Lampe geregelt werden. Bei einer solchen Anordnung mit während der Zündperiode beheizten Kathoden wird ohne eine besondere Zündeinrichtung zwischen den Kathoden eine genügend große Spannung aufrechterhalten und im Betrieb der Lampe ein Leistungsfaktor erzielt, der sich weitgehend dem angestrebten Wert »Eins« nähert.By changing the coupling between the choke coil and the regulating choke coil, the of the Choke coil supplied current portion of the lamp can be regulated. In such an arrangement with during The cathode is heated during the ignition period without a special ignition device between the cathodes maintain a sufficiently high voltage and achieve a power factor when the lamp is operating which largely approaches the desired value of "one".

Der Anheizstrom einer Lampe kann direkt oder indirekt als Zündstrom einer oder mehrerer anderer Lampen dienen, wobei sich besonders günstige Bedingungen ergeben, wenn die Start-Induktivität der Spulen und die Kapazität des Kondensators von solcher Größe sind, daß sie bei der Frequenz der Wechselstromquelle miteinander in Resonanz treten. Zweckmäßig wird die mit der Regeldrosselspule auf dem gemeinsamen Eisenkern aufgebaute Drosselspule bei unterteilter Wicklung zur Anpassung der Brennspannung an die jeweilige Entladungslampe als Spartransformator geschaltet.The heating current of a lamp can be used directly or indirectly as the ignition current of one or more others Lamps are used, with particularly favorable conditions when the starting inductance of the The coils and the capacitance of the capacitor are of such a size that they operate at the frequency of the alternating current source resonate with each other. Appropriately, the one with the regulating choke coil on the common Iron core built choke coil with subdivided winding to adapt the operating voltage connected to the respective discharge lamp as an autotransformer.

Bei einer Anordnung mit mehreren Entladungslampen derselben Art können diese parallel einer entsprechenden Anzahl von in Reihe liegenden Teildrosselspulen geschaltet werden, wobei alle Glühkathoden durch den Zündresonanzstrom gleichzeitig aufgeheizt und die Entladungslampen durch Überspannungen gezündet werden, welche an den Klemmen der Teildrosselspulen entstehen.In an arrangement with several discharge lamps of the same type, these can be parallel to a corresponding one Number of series-connected partial reactors are connected, with all hot cathodes Simultaneously heated by the ignition resonance current and the discharge lamps by overvoltages are ignited, which arise at the terminals of the partial choke coils.

Schließlich können bei einer Zusammenschaltung mehrerer Entladungslampen, von denen eine auf gering kapazitiven Leistungsfaktor eingeregelt ist und parallel zu dieser eine weitere Lampe mit induktivem Leistungsfaktor liegt, die Glühkathoden der induktiven Lampe durch den Strom aus zwei Wicklungen gespeist werden, welche auf der Drosselspulenwicklung zur Speisung der kapazitiv geschalteten Lampe liegen.Finally, when several discharge lamps are interconnected, one of them on low capacitive power factor is regulated and parallel to this another lamp with inductive Power factor lies, the hot cathodes of the inductive lamp by the current from two windings are fed, which on the choke coil winding to feed the capacitively switched lamp lie.

Eine weitere vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn der kompensierte, resultierende Strom zweier Lampen eine Glühkathode einer dritten Lampe und über eine weitere Drosselspule deren andere Glühkathode speist.A further advantageous arrangement is obtained when the compensated, resulting current is two Lamps have a hot cathode of a third lamp and, via a further choke coil, its other hot cathode feeds.

Der in der Zündperiode auftretende Resonanzstrom kann mittels zusätzlicher Spulen zum Anheizen der Kathoden einer oder mehrerer Lampen, mit Ausnahme der sogenannten Steuerlampe, verwendet werden, welch letztere direkt von der Primär- und der Sekundärspule des Steuerteiles gespeist wird.The resonance current occurring in the ignition period can be heated up by means of additional coils Cathodes of one or more lamps, with the exception of the so-called control lamp, are used, which latter is fed directly from the primary and secondary coil of the control part.

Weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind der Zeichnung sowie der nachfolgenden Erläuterung zu entnehmen. Es zeigtFurther details of the circuit arrangement according to the invention are shown in the drawing and in the following Explanation can be found. It shows

Fig. 1 die Schaltungsanordnung nach der Erfindung beim Zünden und beim Betrieb einer einzigen Lampe, Fig. 2 ein Vektordiagramm,1 shows the circuit arrangement according to the invention when igniting and operating a single lamp, Fig. 2 is a vector diagram,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 abgeänderte Schaltungsanordnung für den Betrieb einer einzigen Lampe,FIG. 3 shows a circuit arrangement modified from FIG. 1 for the operation of a single lamp,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,4 shows a further embodiment of the circuit arrangement according to the invention,

Fig. 5 eine Anordnung zum Betrieb von zwei in Serie liegenden Lampen,5 shows an arrangement for operating two lamps in series,

Fig. 6 eine Schaltungsanordnung bei der der Zündstrom eines Steuerlampenkreises zum Zünden einer anderen Lampe verwendet wird, wobei eine Lampe kapazitiv und die andere induktiv geschaltet ist,Fig. 6 shows a circuit arrangement in which the ignition current of a control lamp circuit for igniting a another lamp is used, with one lamp switched capacitively and the other inductively,

Fig. 7 eine Anordnung, bei der der Zündstrom eines Steuerlampenkreises zum Zünden zweier weiterer Lampen dient, wobei die drei Lampen in Sternschaltung angeordnet sind, undFig. 7 shows an arrangement in which the ignition current of a control lamp circuit for igniting two further Lamps is used, the three lamps are arranged in a star connection, and

Fig. 8 in Verbindung mit Fig. 7 eine Kombination von zwei oder mehr Leuchtanordnungen in Sternschaltung mit hohem Leistungsfaktor.FIG. 8 in conjunction with FIG. 7 shows a combination of two or more lighting arrangements in a star connection with high power factor.

In Fig 1 ist ein Stromkreis mit einer Lampe dargestellt. Die Netzzuleitung endigt bei A und B. In dem Stromkreis sind, bei A beginnend, hintereinandergeschaltet: Der Kondensator C, eine Spule P, der Heizdraht 1 der Lampe L₁ eine Spule S und der Heizdraht 2. Die beiden Kathoden der Lampe sind durchIn Fig. 1, a circuit with a lamp is shown. The mains lead ends at A and B. In the circuit, starting at A , are connected in series: the capacitor C, a coil P, the heating wire 1 of the lamp L _1, a coil S and the heating wire 2. The two cathodes of the lamp are through

ίο die Spule 6" miteinander verbunden. Die beiden Spulen P und J? sind auf demselben Kern M angeordnet. Zwischen diesen ist ein magnetischer Streuweg F für Regulierungszwecke vorgesehen.ίο the coil 6 ″ connected to one another. The two coils P and J? are arranged on the same core M. A magnetic scattering path F is provided between these for regulation purposes.

Das Einschalten der Lampe geschieht wie folgt:The lamp is switched on as follows:

Durch den Stromkreis fließt auf Grund der in Serie mit den beiden als Induktivitäten wirkenden Spulen P und ^ geschalteten Kapazität ein Resonanzstrom, der die beiden Heizfäden der Kathoden 1 und 2 erhitzt. Zu gleicher Zeit entsteht eine Spannung an den Enden der im Nebenschluß zur Lampe L liegenden Spule S, die die Lampe zum Zünden bringt.Due to the capacitance connected in series with the two coils P and ^, which act as inductances, a resonance current flows through the circuit, which heats the two filaments of the cathodes 1 and 2. At the same time, a voltage arises at the ends of the coil S, which is shunted to the lamp L , which causes the lamp to ignite.

Wenn die Lampe zündet, geht die Spannung an der Spule 6* auf die Betriebsspannung der Lampe L zurück, wodurch auch die Spannung an der Spule P sinkt und die Impedanz des Stromkreises geändert wird. Im Betriebszustand liefern die beiden magnetischen Spulen als Spartransformatore den Betriebsstrom für die Lampe. Hierbei wird die Lampe außer durch den Primärstrom dieses Transformators auch durch dessen Sekundärstrom gespeist. Der Gesamtstrom der Lampe ergibt sich aus der vektoriellen Addition des Hauptstromes und des Sekundärstromes der Spule S. When the lamp ignites, the voltage on the coil 6 * goes back to the operating voltage of the lamp L , whereby the voltage on the coil P also drops and the impedance of the circuit is changed. In the operating state, the two magnetic coils, as autotransformers, supply the operating current for the lamp. In addition to the primary current of this transformer, the lamp is also fed by its secondary current. The total current of the lamp results from the vectorial addition of the main current and the secondary current of the coil S.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, bei welcher dieFig. 3 shows an arrangement in which the

Spule P der, Fig. 1 in zwei Teile P bzw. P₁ geteilt ist,Coil P which, Fig. 1 is divided into two parts P and P ₁ ,

zwischen denen die Spulet liegt. Hier ist der Kondensator C mit der Spule P und dem Kathodenheizfaden 1 geschaltet. Alle Wicklungen sind auf demselben magnetischen Kern M angeordnet, der zwei magnetische Streuwege F aufweist. Bei dieser An-Ordnung sind die Betriebsverhältnisse bei der Zündung und bei brennender Lampe dieselben wie im Falle der Fig. 1.between which the coil is located. Here the capacitor C is connected to the coil P and the cathode filament 1. All windings are arranged on the same magnetic core M , which has two magnetic leakage paths F. With this arrangement, the operating conditions during ignition and when the lamp is lit are the same as in the case of FIG. 1.

Wichtig ist, daß der Kondensator niemals in dem von der Lampe und der Spule 5" gebildeten Stromkreis liegt, daß er jedoch an jeder anderen Stelle in Serie geschaltet angeordnet sein kann.It is important that the capacitor is never in the circuit formed by the lamp and the coil 5 ″ is that it can, however, be arranged in series at any other point.

Die Zündung und die Aufrechterhaltung der Gasentladung erfolgen in gleicher Weise wie bei der Anordnung nach Fig. 1.The ignition and the maintenance of the gas discharge take place in the same way as with the arrangement according to Fig. 1.

Fig. 2 zeigt in vektorieller, lediglich qualitativer Darstellung die durch die erfindungsgemäße Schaltung erzielten Spannungs- und Stromverhältnisse bei der Zündung der Lampe und bei deren Betrieb.Fig. 2 shows in a vectorial, only qualitative representation by the circuit according to the invention voltage and current ratios achieved when the lamp is ignited and when it is in operation.

Auf der .^-Achse sind die dem Zündvorgang und dem Dauerbetrieb entsprechenden Stromstärken I₀ und I_c aufgetragen. Der Radius des gestrichelt eingetragenen Kreisbogens entspricht der Größe der Netzspannung V. The currents I ₀ and I _c corresponding to the ignition process and continuous operation are plotted on the. ^ Axis. The radius of the circular arc shown in dashed lines corresponds to the size of the mains voltage V.

Bei der Zündung tritt, solange die Lampe noch nicht brennt, eine Serienresonanz auf: OX₀ ist die an den Enden des Kondensators C auftretende Spannung; X₀X₁ ist die Spannung an den Enden der Spule P; X_SX_S ist die Spannung an den Enden der Spule S; X₁X₂ und Z₃F₀ entsprechen den Spannungsabfällen in den Heizdrähten 1 und 2. Die Spannung der Stromquelle ist in dem gezeichneten Fall OV. During ignition, as long as the lamp is not yet on, a series resonance occurs: OX ₀ is the voltage occurring at the ends of the capacitor C; X ₀ X ₁ is the voltage at the ends of coil P; X _S X _S is the voltage at the ends of coil S; X ₁ X ₂ and Z ₃ F ₀ correspond to the voltage drops in the heating wires 1 and 2. The voltage of the power source is OV in the case shown.

Sobald die Lampe in Betrieb ist, sinkt die Stromstärke des von der Anordnung aufgenommenen Stromes beträchtlich. Geht man von diesem Strom OI_c aus, so beträgt die Spannung im Kondensator OX. As soon as the lamp is in operation, the intensity of the current consumed by the arrangement drops considerably. Assuming this current OI _c , the voltage in the capacitor is OX.

XX' ist die neue Spannung an den Enden der Spule P₁ und X'V_C ist die Spannung an den Enden der Spule S und der Lampe. XX ' is the new voltage at the ends of coil P ₁ and X'V _C is the voltage at the ends of coil S and the lamp.

Der Spannungsabfall an den Enden der beiden Heizfäden ist praktisch vernachlässigbar. Der Lampenstrom beträgt beispielsweise OI_L, er setzt sich vektoriell zusammen aus dem Hauptstrom OI_c und dem in der Spule fließenden Strom I_CI_L. The voltage drop at the ends of the two filaments is practically negligible. The lamp current is, for example, OI _L ; it is made up of the main current OI _c and the current I _C I _L flowing in the coil .

Die Spannung des Hauptstromes ist OV_c, sie bleibt vektoriell stets hinter dem Strom OI_C zurück. Das System ist somit kapazitativ, und der Leistungsfaktor kann nach Belieben mehr oder weniger dem Wert »Eins« genähert werden, je nachdem die verschiedenen Parameter (Zahl der Windungen der Spulen, Kapazität der Kondensatoren, Induktivität der Streuwege des Spartransformators usw.) geändert werden.The voltage of the main current is OV _c , vectorially it always lags behind the current OI _C. The system is thus capacitive, and the power factor can be more or less approximated to the value "one" at will, depending on the various parameters (number of turns of the coils, capacitance of the capacitors, inductance of the leakage paths of the autotransformer, etc.) are changed.

Fig. 4 zeigt eine ähnliche Anordnung der einzelnen Schaltungselemente der Fig. 1, bei der ein Spartransformer an Stelle der Spule 5" in der Fig. 1 vorgesehen ist. Die Verhältnisse bei der Zündung und beim Betrieb dieser Lampe sind ebenfalls dieselben wie in Fig. 1.FIG. 4 shows a similar arrangement of the individual circuit elements of FIG. 1, in which an autotransformer is provided in place of the coil 5 ″ in FIG. 1. The conditions during ignition and operation of this lamp are also the same as in FIG. 1.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung mit zwei in Serie geschalteten Lampen. Im Stromkreis sind, bei A beginnend, nacheinander folgende Elemente vorgesehen: Spule P₁ Kondensator C, Kathode 1 der Lampe L₁ Spule S₁ Kathode 2 der Lampe L₁ Kathode 3 der Lampe 2, Spule Ji₂, Kathode 4 der Lampe L₂.5 shows an arrangement with two lamps connected in series. The following elements are provided in the circuit, starting at A : Coil P _1, capacitor C, cathode 1 of lamp L _1, coil S _1, cathode 2 of lamp L _1, cathode 3 of lamp 2, coil Ji ₂ , cathode 4 of lamp L ₂ .

Diese Anordnung ändert den Ablauf des Zündvorganges und den Betriebszustand des Systems nicht, hat jedoch den Vorteil, daß, falls eine Lampe rascher zündet als die andere, der Spannungsabfall an der entsprechenden Spule die Verteilung des magnetischen Flusses im Kern M so ändert, daß die Spannung an den Enden der anderen Spule S, die zu der schlechter zündenden Lampe gehört, erhöht wird und so deren Zündung erleichtert.This arrangement does not change the sequence of the ignition process and the operating state of the system, but has the advantage that, if one lamp ignites faster than the other, the voltage drop across the corresponding coil changes the distribution of the magnetic flux in the core M so that the voltage is increased at the ends of the other coil S, which belongs to the poorly igniting lamp, and thus facilitates its ignition.

Die Zahl der auf diese Weise in Serie geschalteten Lampen kann beliebig vergrößert werden, wenn die Spannung der Stromquelle dies erlaubt.The number of lamps connected in series in this way can be increased as required if the Voltage of the power source allows this.

Fig. 6 zeigt eine Lampe L, die als Steuerlampe bezeichnet werden soll und die im übrigen in derselben Weise gezündet und betrieben wird, wie bereits angegeben. Die Spule 6¹ der Steuerlampe hat zwei kleinere zusätzliche Spulen S₁ und S₂, welche mit den Kathoden 3 und 4 der Lampe L₂ verbunden sind. Der Strom des Stromkreises der Lampe L₂ wird durch die Induktivität S_f geregelt. Während der Zündperiode der Lampe L heizt der Resonanzstrom außer den Kathoden 1 und 2 dieser Lampe mittels der beiden Spulen S₂ und ^ auch die Kathoden der Lampe L auf, deren Zündung durch die Leerlaufspannung des durch die Induktivität S_f und die Lampe L₂ gebildeten Stromkreises erfolgt.Fig. 6 shows a lamp L, which is to be referred to as a control lamp and which is otherwise ignited and operated in the same way as already indicated. The coil 6 ¹ of the control lamp has two smaller additional coils S ₁ and S ₂ , which are connected to the cathodes 3 and 4 of the lamp L ₂ . The current of the circuit of the lamp L ₂ is regulated by the inductance S _f . During the ignition period of the lamp L , the resonance current not only heats the cathodes 1 and 2 of this lamp by means of the two coils S ₂ and ^ but also the cathodes of the lamp L , which are ignited by the open circuit voltage formed by the inductance S _f and the lamp L ₂ Circuit takes place.

Da der Leistungsfaktor der induktiven Lampe gering ist (ungefähr 0,5 für eine 40-Watt-Lampe bei einer Netzspannung von 220 Volt), soll der Leistungsfaktor des kapazitiven Steuerlampen-Stromkreises von derselben Größenordnung sein, um den optimalen Gesamtleistungsfaktor zu erhalten. Das von diesen beiden Lampen ausgesandte Licht weist keinen stroboskopischen Effekt auf.Since the power factor of the inductive lamp is low (about 0.5 for a 40 watt lamp at a mains voltage of 220 volts), the power factor of the capacitive control lamp circuit should be be of the same order of magnitude to get the optimal overall power factor. That of these The light emitted by both lamps has no stroboscopic effect.

Fig. 7 zeigt, wie die Schaltungsanordnung nach der Erfindung auf die Zündung und den Betrieb zweier weiterer in Sternschaltung angeordneter Lampen angewandt werden kann. Fig. 7 shows how the circuit arrangement according to the invention affects the ignition and operation of two further lamps arranged in a star connection can be used.

Der Netzstrom A fließt bei geschlossenen Schaltern R und R₁ zu der Leitung^. Er fließt aus der Anordnung über den Schalter R₂, wenn dieser mit der Leitung B₁ verbunden ist, zurück.When the switches R and R _{1 are} closed, the mains current A flows to the line ^. It flows back from the arrangement via switch R ₂ when this is connected to line B ₁ .

Die Inbetriebnahme der drei Lampen geschieht wie folgt: Der Resonanz-Heizstrom fließt von der Netzleitung A zu dem Verteilerpunkt D₁ von welchem er folgenden Weg nimmt: Spule P, Kondensator C, Kathode 1, Spule S₁ Kathode 2, Kathode 5 der Lampe L₃, die Induktanz S_f2, Kathode 6 zu dem Ende der Sekundärspule S_s eines Spartransformators T, welcher mit seinen Anschlußklemmen H und / an die Leitung A und B₁ angeschlossen ist. Die KathodenThe three lamps are put into operation as follows: The resonance heating current flows from power line A to distribution point D _1, from which it takes the following route: coil P, capacitor C, cathode 1, coil S _1, cathode 2, cathode 5 of lamp L. ₃ , the inductance S _f2 , cathode 6 to the end of the secondary coil S _{s of} an autotransformer T, which is connected with its terminals H and / to the lines A and B ₁ . The cathodes

ίο dieses Stromkreises werden unmittelbar aufgeheizt, und die Kathoden 3 und 4 der Lampe L₂ werden indirekt aufgeheizt mittels der Spulen, welche auf der Spule 5¹ des Steuerlampenkreises L aufgebracht sind. Sämtliche Kathoden werden zur Inbetriebnahme der Lampen vorgeheizt.ίο this circuit are heated immediately, and the cathodes 3 and 4 of the lamp L ₂ are heated indirectly by means of the coils which are applied to the coil 5 ¹ of the control lamp circuit L. All cathodes are preheated to start up the lamps.

Die Lampe L erhält ihre Spannung von der Spulet; die Lampe L₃ erhält ihre Spannung von der Induktivität Sf₂; die Lampe L₂ erhält ihre Spannung von der Leitung A₁, die mit der Hauptleitung A verbunden ist, und dem Verbindungspunkt, der zwischen der Kathode 2 der Lampe L und der Kathode 5 der Lampe L₃ liegt, wobei dieser Punkt der Mittelpunkt der in Sternschaltung angeordneten Lampen ist.The lamp L receives its voltage from the coil; the lamp L ₃ receives its voltage from the inductance Sf ₂ ; the lamp L ₂ receives its voltage from the line A ₁ , which is connected to the main line A , and the connection point which lies between the cathode 2 of the lamp L and the cathode 5 of the lamp L ₃ , this point being the midpoint of the in Star-connected lamps is.

Wenn nun, wie in Fig. 7 dargestellt, der Schalter R₂ If now, as shown in FIG. 7, the switch R ₂

'25 in die linke Stellung B₂ umgelegt ist, ist der Spartransformator T von dem Stromkreis getrennt, und der Stromkreis der Lampe 3 ist unterbrochen. Da jedoch B₂ mit dem Mittelpunkt der Sternschaltung verbunden ist, brennen die Lampen L und L₂ in einer kompensierten Doppelanordnung (Duoschaltung) weiter.'25 is switched to the left position B ₂ , the autotransformer T is disconnected from the circuit, and the circuit of the lamp 3 is interrupted. However, since B _{2 is} connected to the center point of the star connection, the lamps L and L _{2 continue} to burn in a compensated double arrangement (duo connection).

Wird der Schalter R₁ geöffnet, so fließt nur noch der Strom der kapazitiven Steuerlampe L. Der Leistungsfaktor ist nunmehr in hohem Maße kapazitiv.If the switch R _{1 is} opened, only the current of the capacitive control lamp L flows. The power factor is now highly capacitive.

Betrachtet man eine Verbindung zweier Leuchtsysteme wie in Fig. 7 und 8, so werden alle Lampen gezündet, wenn, wie im Falle der Fig. 7 gezeigt,, der Schalter umgelegt wird.If one considers a connection of two lighting systems as in FIGS. 7 and 8, then all the lamps ignited when, as shown in the case of FIG. 7, the switch is thrown.

Wenn nun der Umkehrschalter nach der Leitung B₂ umgelegt wird, so werden alle Lampen L₃ gelöscht und die Spartransformatoren abgeschaltet, so daß lediglich die Lampen L und L₂ im Betrieb bleiben. Wenn weiter der Schalter R₁ von der Leitung A₁ getrennt wird, so bleibt die kapazitive Lampe L in Fig. 7 im Betriebszustand, aber wegen der Änderung der Verbindung an dem Punkt D der Fig. 8 wird die Lampe L ebenfalls abgeschaltet, während die induktive Lampe L₂ im Betrieb bleibt. Da vorausgesetzt wird, daß die Schaltelemente dieser beiden Anordnungen richtig an ihre entsprechendenLeitungen angeschlossen sind, so kompensieren die kapazitiven und die induktiven Lampen sich gegenseitig, und der Gesamtleistungsfaktor einer solchen Anlage wird stets hoch sein bei einem beträchtlich niedrigeren Stromverbrauch. If the reversing switch to line B _{2 is} thrown, all lamps L _{3 are} extinguished and the autotransformers are switched off, so that only lamps L and L ₂ remain in operation. If the switch R _{1 is} further disconnected from the line A ₁ , the capacitive lamp L in FIG. 7 remains in the operating state, but because of the change in the connection at point D in FIG. 8, the lamp L is also switched off during the inductive lamp L ₂ remains in operation. Since it is assumed that the switching elements of these two arrangements are properly connected to their respective lines, the capacitive and inductive lamps will compensate each other and the total power factor of such a system will always be high with a considerably lower power consumption.

In allen im vorhergehenden beschriebenen Anordnungen kann der Heizstrom niemals eine dieKathodenheizdrähte gefährdende Größe annehmen und, solange die einzelnen Lampen in ihrer speziellen Anordnung verbleiben, der Ausfall einer Lampe die anderen Lampen an einer ordnungsgemäßen Zündung bis zum Austausch der defekten Lampe nicht behindern.In all of the arrangements described above, the heating current can never reach the cathode heating wires take on dangerous size and, as long as the individual lamps in their special arrangement remain, the failure of a lamp the other lamps on a proper ignition until Do not hinder the replacement of the defective lamp.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for the ignition and operation of AC-fed discharge lamps with heatable hot cathodes, in which the hot cathodes are in the starting position Current resonance tunable series connection of capacitive and inductive impedance elements provides

gen, characterized by a control choke (P) and a further choke coil (S) connected in parallel to the lamp, which is magnetically coupled to the control choke in such a way that the current induced in it increases the operating current in the discharge lamp according to the vector sum of the current of the control choke ( P) and the current of the further choke coil (S) is increased, the capacitive impedance being outside the combustion circuit formed by the choke coil (S), the hot cathodes and the gas discharge path.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the inductive impedances (P, S) are constructed with magnetically coupled coil windings on a common iron core.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the current component of the lamp supplied by the choke coil (S) is regulated by changing the coupling between the choke coil (S) and the regulating choke coil (P).

4 ... Circuit arrangement according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the choke coil (S) built on the common iron core with the regulating choke coil (P) is connected as an autotransformer with a subdivided winding to adapt the operating voltage to the respective discharge lamp.

5. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that

several discharge lamps of the same type in parallel with a corresponding number of those in series Partial choke coils are connected, all hot cathodes by the ignition resonance current at the same time heated and the discharge lamps ignited by overvoltages, which arise at the terminals of the partial choke coils.

6. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, in the case of an interconnection several discharge lamps, one lamp is regulated to a low capacitive power factor and parallel to this discharge lamp is a second discharge lamp with an inductive power factor is, characterized in that the hot cathodes of the inductive lamp by the current are fed from two windings, which on the inductor winding to feed the capacitive switched lamp lie.

7. Circuit arrangement according to claim 6, characterized in that the compensated, resulting Current of both lamps a hot cathode of a third lamp and another choke coil whose other hot cathode feeds.

Considered publications:
Austrian Patent No. 169,983;
U.S. Patent Nos. 2,333,499, 2,429,415;
BBC pocket book "Ballasts and circuits for fluorescent lamps" by CH Sturm, 1st edition, February 1952, pp. 56 to 60 and 63, 64.

1 sheet of drawings