DE1118356B

DE1118356B - Portable combined lighting and power supply device

Info

Publication number: DE1118356B
Application number: DEA31615A
Authority: DE
Inventors: Max H Alker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-03-18
Filing date: 1959-03-18
Publication date: 1961-11-30

Description

Tragbares kombiniertes Beleuchtungs-und Stromversorgungsgerät Die Erfindung betrifft eine für den Anschluß an eine Niederspannungs-Gleichstromquelle bestimmte, tragbare Leuchte mit einer über einenWechsehichter und Streufeldtransformator betriebenen Leuchtstofflampe unter Verwendung eines für den Lampenstrom bemessenen, parallel zur Sekundärwicklung des Transformators liegenden Kondensators, bei der die Lampe zusammen mit den genannten Schaltungselementen in die Leuchte eingebaut ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Leuchte zugleich als Stromversorgungsgerät für an die Leuchte anschließbare, andere Geräte (Außenverbraucher) ausgebildet i t, welche zum Betrieb eine höhere Wechselspannung benötigen als die Lampe, unter selbsttätiger Anpassung des Stromwendekondensators des Wechselrichters an die Größe der Verbraucher beim Anschluß der Außenverbraucher.Portable combined lighting and power supply device Die The invention relates to a device for connection to a low-voltage direct current source certain, portable lamp with a via a changer and stray field transformer operated fluorescent lamp using a dimensioned for the lamp current, capacitor lying parallel to the secondary winding of the transformer, in which the lamp built into the luminaire together with the circuit elements mentioned is, which is characterized in that the lamp is also used as a power supply designed for other devices (external consumers) that can be connected to the luminaire i t, which require a higher AC voltage than the lamp to operate automatic adjustment of the inverter's current reversing capacitor to the size the consumer when connecting the external consumer.

Es ist bekannt, Leuchtstoffröhren über einen Wechselrichter und einen Streufeldtransforinator aus Niederspannungsquellen zu betreiben, unter Verwendung eines für den Lampenstrom bemessenen, parallel zu der die Lampe speisenden Sekundärwicklung des Transformators liegenden Kondensators. Die Leuchte nach der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Leuchten mit eingebauter Lampe und eingebauten Schaltungselementen dadurch, daß in ihr außer den für den Betrieb der Leuchtstoffröhre erforderlichen Teilen zusätzlich alles enthalten ist, um zugleich zur Verwendung der Leuchte als Stromversorgungsgerät für andere anschließbare Geräte (Außenverbraucher) zu dienen, wobei auch der Tatsache Rechnung getragen wird, daß diese mit den üblichen Frequenzen des Lichtnetzes arbeiten müssen und eine höhere Wechselspannung benötigen als die Lampe, wobei unter selbsttätiger Anpassung des Stromwendekondensators an die Größe der Außenverbraucher Betriebsbedingungen für den Wechselrichter geschaffen werden, die zur Vermeidung einer Herabsetzung der Lebensdauer des Wechselrichters erforderlich sind.It is known to have an inverter and a fluorescent tube Using stray field transformer to operate from low voltage sources one dimensioned for the lamp current, parallel to the secondary winding that feeds the lamp of the transformer lying capacitor. The lamp according to the invention is different differs from the well-known lights with built-in lamps and built-in circuit elements by the fact that in it besides the ones required for the operation of the fluorescent tube Parts additionally everything is included in order to use the lamp as a To serve as a power supply for other connectable devices (external consumers), taking into account the fact that this is done with the usual frequencies of the lighting network have to work and require a higher AC voltage than the Lamp, with automatic adjustment of the reversing capacitor to the size the external consumer operating conditions are created for the inverter, necessary to avoid a reduction in the service life of the inverter are.

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, ein tragbares, elektrisches Gerät zu schaffen, das denBetrieb der eingebauten Leuchtstofflampen an Niederspannungsgleichstromquellen wie zum Beispiel Autobatterien ermöglicht, wobei jedoch eine Drosselspule oder ein Begrenzungswiderstand zur Begrenzung des Lampenstromes entfallen und bei welchem gleichzeitig die Möglichkeit der Entnahme des Betriebsstromes für sonst üblicherweise netzgespeiste Geräte, wie zum Beispiel Elektrorasierer - Ventilatoren - Plattenspieler und ähnlicher Geräte gegeben ist unter selbsttätiger Anpassung des Stromwendekondensators des Wechselrichters an die Größe des Außenverbrauchers.The invention is based on the aim of creating a portable, electrical device that enables the built-in fluorescent lamps to be operated on low-voltage direct current sources such as car batteries, but with the need for a choke coil or a limiting resistor to limit the lamp current and in which at the same time the possibility of drawing the operating current for devices that are otherwise usually mains-powered, such as electric shavers , fans , record players and similar devices, the inverter's current reversing capacitor automatically adjusts to the size of the external consumer.

Durch den hohen Wirkungsgrad ist bei der erfindungsgemäßen Leuchte der dem Sammler entnommene Strom entsprechend gering, so daß ohne Nachladen des Sammlers höhere Betriebszeiten erreicht werden, was zum Beispiel bei Camping wertvoll ist, da die Startfähigkeit des Automotors länger erhalten bleibt. Das Gerät kann leicht überall hin mitgeführt werden und eignet sich besonders zur Verwendung in oder in der Nähe von Land-, Luft- und Wasserfahrzeugen, die mit einer Sammlerbatterie ausgerüstet sind.The lamp according to the invention has a high degree of efficiency the current drawn from the collector is correspondingly low, so that without recharging the Collector's higher operating times can be achieved, which is valuable, for example, when camping is because the starting ability of the car engine is retained longer. The device can can be easily carried anywhere and is particularly suitable for use in or near land, air and water vehicles that have a collector battery are equipped.

Für diesen Verwendungszweck sind bisher nur Vorschaltgeriäte zum Anschluß an eine Autobatterie bekannt, bei denen durch einen Wechselrichter Netzspannungen z. B. 220 V erzeugt werden, die als Stromversorgungsgeräte für Rundfunkgeräte, elektrische Rasierapparate und andere Kleingeräte vorgesehen sind und an die als Außenverbraucher ebenso wie an ein normales Wechselstromnetz auch eine Leuchtstofflampe angeschlossen werden kann. Im Unterschied zu der erfindungsgemÜßen Leuchte mit eingebauter Leuchtstofflampe werden bei diesen nur zur Erzeugung der Netzwechselspannung dienenden Geräten die Leuchtstofflampen wie beim Anschluß an das Wechselstromnetz zusammen mit den üblichen Lampenvorschaltgefäten angeschlossen, welche die höhere Ausgangsspannung des Wechselrichters auf die Brennspannung der Lampe reduzieren. Auch eine entsprechende selbsttätige Umschaltung des Stromwendekondensators des Wechsehichters zu dessen Anpassung an die Größe des jeweils angeschlossenen Außenverbrauchers ist bei diesen bekannten Geräten nicht vorgesehen.Up to now, only ballasts have been used for this purpose known to a car battery in which line voltages are supplied by an inverter z. B. 220 V are generated as power supplies for radios, electrical Shavers and other small appliances are provided and used as outdoor consumers as well as a fluorescent lamp connected to a normal alternating current network can be. In contrast to the lamp according to the invention with a built-in fluorescent lamp are used in these devices, which are only used to generate AC voltage, the Fluorescent lamps as when connected to the AC mains together with the usual ones Lamp ballasts connected, which the higher output voltage of the inverter reduce to the operating voltage of the lamp. Also a corresponding automatic Switching the current reversing capacitor of the changer to its adjustment to the size of the connected external consumer is known in these Devices not intended.

Die höheren Ausgangsspannungen für die Außenverbraucher liefert die Leuchte durch eine Weiterführung der für die Lampe bestimmten Wicklung oder auch durch eine getrennte Wicklung des Transformators. Lichtspannung und Lichtstrom werden bestimmt durch die Induktivität der für die Speisung der Lampen bestimmten Wicklung, den Ohmschen Widerstand und die Streuung des Transformators. Dadurch entfallen die bekannten zusätzlichen Mittel zur Begrenzung des Lampenstromes. Der Vorteil liegt insbesondere auch darin, daß die üblichen Mittel zur Begrenzung eine Kosten-, Raum- und Gewichtsersparnis mit sich bringen, und daß durch die selbsttätige Anpassung des Wendekondensators beim Anschluß der erwähnten Außenverbraucher ein zwangläufiger Schutz für den Zerhacker gegeben ist, da ein vorzeitiger -Abbrand der Kontakte vermieden wird.The higher output voltages for external consumers are provided by the Luminaire through a continuation of the winding intended for the lamp or else by a separate winding of the transformer. Light voltage and luminous flux become determined by the inductance of the winding intended for supplying the lamps, the ohmic resistance and the scattering of the transformer. This eliminates the known additional means for limiting the lamp current. The advantage lies in particular also in the fact that the usual means of limiting a cost, space and bring weight savings with them, and that through the automatic adjustment of the reversing capacitor when connecting the mentioned external consumers an inevitable Protection for the chopper is given, since premature burn-up of the contacts is avoided will.

Erläuterungsbeispiel: Die 6-Watt-Leuchtstoffröhre benötigt nach den Angaben der Hersteller eine Brennspannung von 45 Volt bei einem Lampenstrom von 155 MIR-ampere, das heißt, daß nur 20 ()/o der aufgewendeten elektrischen Energie der Lampe zugeführt werden, während 80 % im Vorschaltwiderstand oder in der Drosselspule vernichtet werden.Explanatory example: According to the manufacturer, the 6 watt fluorescent tube requires an operating voltage of 45 volts with a lamp current of 155 MIR amperes, which means that only 20 () / o of the electrical energy used is supplied to the lamp, while 80 % be destroyed in the series resistor or in the choke coil.

Bei der erfindungsgemäßen Leuchte liegt die Lampe in bekannter Weise an einer Wicklung des als Streufeldtransformator ausgebildeten Zerhackertransformators, die der Brennspannung der Lampe annähernd entspricht, wobei durch die Induktivität dieser Wicklung, ihren Ohmschen Widerstand und die Streuung des Transformators der Lampenstrom auf den vorgeschriebenen Wert begrenzt wird. Zum Zünden der Lampe sind jedoch Spannungen erforderlich, die wesentlich höher liegen als die Brennspannung. Solange die Lampe nicht gezündet hat und die Kathoden nicht geheizt werden, ist der Transformator völlig unbelastet, und es entstehen sehr hohe Spitzenspannungen, die die Gasstrecke der Leuchtstoffröhre ionisieren und die Lampe auch ohne Vorheizung der Glühkathoden zum Brennen bringen. Durch die jetzt auftretende Belastung brechen die hohen Spitzen zusammen, und die Lampe erhält nur noch den ihr vorbestimmten Lampenstrom. Um bei sehr niedrigen Außentemperaturen auch mit vorgewürmten Kathoden starten zu können, können auch die üblichen Starter, wie Druckkontakte, Glimmzünder, in bekannter Weise verwendet werden. In diesem Fall bricht die Spannung bei Auslegung der Speisewicklung ebenfalls zusammen, und nach öffnen des Starterkontaktes treten die Spannungsspitzen wieder auf, die zur Zündung der Lampe erforderlich sind. Ist die Zündung erfolgt, so stellt sich auch in diesem Falle der vorberechnete Lampenstrom wieder ein. Durch die Weiterführung der für die Lampe bestimmten Transformatorwicklung oder durch eine getrennte Wicklung wird bei der erfindungsgemäßen Leuchte gleichzeitig eine höhere Spannung, zum Beispiel 220 Volt erzeugt für den Anschluß elektrischer Geräte, wie Elektrorasierer, Ventilatoren, Plattenspieler und anderer Kleingeräte, an die Leuchte. Zur Erreichung einer hohen Lebensdauer des Zerhackers ist, wie bekannt, -parallel zum Verbraucher ein Stromwendekondensator geschaltet. Um diesen im Sinne der Erfindung entsprechend der Größe des Verbrauchers anzupassen, wird bei der erfindungsgemäßen Leuchte vorteilhaft die Anschlußvorrichtung für den Außenverbraucher so ausgebildet, daß durch das Einführen des Steckers eine Schaltvorrichtung betätigt wird, die einen weiteren Kondensator dazuschaltet, oder auf einen anderen Kondensator umschaltet.In the luminaire according to the invention, the lamp is in a known manner on one winding of the chopper transformer designed as a stray field transformer, which corresponds approximately to the operating voltage of the lamp, whereby by the inductance this winding, its ohmic resistance and the leakage of the transformer Lamp current is limited to the prescribed value. To ignite the lamp are however, voltages are required that are significantly higher than the operating voltage. As long as the lamp has not ignited and the cathodes are not heated, is the transformer is completely unloaded, and very high peak voltages arise, which ionize the gas path of the fluorescent tube and the lamp even without preheating the hot cathodes to burn. Break through the stress that is now occurring the high peaks together, and the lamp only receives what it was intended for Lamp current. In order to do this with pre-buried cathodes at very low outside temperatures to be able to start, the usual starters, such as pressure contacts, glow igniters, can be used in a known manner. In this case, the tension breaks during design the feed winding also together, and after opening the starter contact step the voltage peaks that are required to ignite the lamp are restored. is If the ignition takes place, the precalculated lamp current is also obtained in this case back on. By continuing the transformer winding intended for the lamp or by a separate winding, the lamp according to the invention is simultaneously a higher voltage, for example 220 volts, generated for the connection of electrical Devices such as electric shavers, fans, record players and other small devices, to the lamp. As is known, in order to achieve a long service life for the chopper -A current reversing capacitor connected in parallel to the consumer. To this in the sense to adapt the invention according to the size of the consumer, is in the invention Luminaire advantageously designed the connection device for the external consumer so that a switching device is actuated by the insertion of the plug, the one switches on another capacitor or switches to another capacitor.

Eine zweckmäßige Weiterausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich, wenn die gesamten Schaltungselemente in einem Gehäuse gemeinsam untergebracht werden, welches mit unverlierbaren Einrichtungen versehen ist, die das Stellen, Legen und Aufhängen des Gerätes gestatten. In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen veranschaulicht.An expedient further development of the subject matter of the invention results when the entire circuit elements are housed together in one housing which is provided with captive devices that allow the placement, Allow the device to be laid and hung. In the drawings the subject is of the invention illustrated by exemplary embodiments.

Wie die Figuren zeigen, sind die beiden Pole einer Gleichspannungsquelle über den angedeuteten Zerhacker an den Transformator angeschlossen. Die Anzapfungen A und C (Fig. la) bzw. B und C (Fig. lb) führen zur Leuchtstoffröhre, deren Starteinrichtung als Druckkontakt gezeichnet ist. Mit Ci ist der parallel zur Lampe liegende, für den Betrieb der Lampe bemessene Stromwendekondensator bezeichnet. Die Lampenspeisewicklung und die Zusatzwicklung C-D führen zum Anschluß für den Außenverbraucher. Die im Beispiel als Schaltbuchse ausgeführte Umschalteinrichtung dient zur Einschaltung eines zweiten Kondensators C, zur Erreichung der erforderlichen, an die Größe des Außenverbrauchers angepaßte Kapazität.As the figures show, the two poles of a DC voltage source are connected to the transformer via the indicated chopper. The taps A and C (Fig. La) or B and C (Fig. Lb) lead to the fluorescent tube, the starter device is shown as a pressure contact. The current reversing capacitor, which is parallel to the lamp and is dimensioned for operating the lamp, is designated by Ci. The lamp feed winding and the additional winding CD lead to the connection for the external consumer. The switching device, designed as a switching socket in the example, is used to switch on a second capacitor C to achieve the required capacitance which is adapted to the size of the external consumer.

Zur Wechselstromerzeugung können beispielsweise schwingende, rotierende oder elektronische Anordnungen, insbesondere auch Transistorwechselrichter herangezogen werden. Ein Schalter ermöglicht Betrieb oder Unterbrechung des Gerätes.To generate alternating current, for example, oscillating, rotating or electronic arrangements, especially transistor inverters will. A switch enables operation or interruption of the device.

Der Transformator kann, wie Fig. la zeigt, als Spartransformator geschaltet sein.The transformer can, as Fig. La shows, connected as an autotransformer be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. For connection to a low-voltage direct current source, portable lamp with a fluorescent lamp operated via an inverter and a leakage field transformer using a capacitor measured for the lamp current, parallel to the secondary winding of the transformer, in which the lamp together with the named Circuit elements is built into the lamp, characterized in that the lamp is designed at the same time as a power supply device for other devices (external consumers) which can be connected to the lamp and which require a higher AC voltage than the lamp to operate, with automatic adjustment of the current reversing capacitor of the inverter to the Size of consumers when connecting external consumers.

2, lamp according to claim 1, characterized in that the output voltage for supplying the external consumers that can be connected to the lamp is generated by continuing the secondary winding intended for the lamp or a separate winding of the transformer. 3. Luminaire according to claim 1, characterized in that by inserting the plug of the external consumer, a further capacitor is connected to the capacitor dimensioned for the lamp or another capacitor is connected in parallel to the or all of the secondary windings. 4. Light according to claim 1, characterized by the use of a transistor inverter. 5. Light according to claim 1, characterized in that the light is provided with captive devices which enable it to be laid, stood and hung. 6. Light according to claim 1 or the following, characterized in that the transformer is connected as an autotransformer. Publications considered: Deutsche AuslegeschriftenNr. 1,020,064, 1,034,768; German utility model No. 1782 3 15, 1660 625, 1696 977; French Patent Nos. 1063 421, 1123 405; "Elektro-Technischer Anzeiger", 1958, Issue 2, February, p. 35.