DE1147694B

DE1147694B - Schaltungsanordnung zum Betrieb von helligkeitsgesteuerten Leuchtstoff-lampen mit Phasenanschnittssteuerung

Info

Publication number: DE1147694B
Application number: DES69999A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Beck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-08-19
Filing date: 1960-08-19
Publication date: 1963-04-25

Description

Schaltungsanordnung zum Betrieb von helligkeitsgesteuerten Leuchtstoflampen mit Phasenanschnittssteuerung Die Beleuchtung von Vorführräumen, Theatern, Kinos, Hörsälen und ähnlichen Räumen muß in ihrer Helligkeit vielfach von ihrem Nullwert bis zu einem Höchstwert und umgekehrt stufenlos veränderbar sein. Bei der Verwendung von Leuchtstofflampen wird zur Veränderung des Helligkeitswertes die Brennzeit in jeder Halbperiode geändert. Hierzu dient ein Lichtsteuergerät, das mit Magnetverstärkern oder Thyratronen ausgerüstet ist.
Die Leuchtstofflampen werden gewöhnlich mit parallel geschalteter Zündeinrichtung in Betrieb gesetzt. Bei helligkeitsgesteuerten Leuchtstofflampen wird die Zündung durch Vorheizung der Elektroden und durch einen Zündstrich oder einen Metallgewebeschlauch so weit erleichtert, d'aß die Netzspannung bzw. die angeschnittene Netzspannung zur Zündung ausreicht. Der als Außenzündhilfe dienende, an der Lampe angebrachte Zündstrich oder Metallgewebeschlauch ist mit dem Mittelpunktsleiter verbunden. Die Außenzündhilfe hat also bei unsymmetrischem Vorschaltgerät gleiches Potential wie die mit dem Mittelpunktsleiter verbundene Lampenelektrode. Die verhältnismäßig hohe Kapazität der Außenzündhilfe zur Gassäule und Gegenelektrode leitet die Zündung zu dieser ein. Die andere, mit dem Mittelpunktsleiter verbundene Elektrode führt im herabgesteuerten Bereich praktisch keine Entladung mehr. Dadurch entsteht eine einseitige Entladung, so daß die Zahl der Entladungen einer mit Netzfrequenz gespeisten Lampe von hundert auf fünfzig absinkt. Diese Einflüsse erzeugen die bekannte Lichtunruhe, die man bei einer bekannten Ausführung dadurch zu beseitigen versucht, daß in jeder Halbwelle ein Impuls auf die Zündhilfe geschaltet wird, der durch Differenzierung aus der vom Steuergerät abgegebenen angeschnittenen Wechselspannung gewonnen wird. Ein derartiger Impuls kann nur dann in der richtigen Weise wirksam werden, wenn man das Differenzierglied auf den jeweiligen Lampentyp und die Brennspannung abstimmt. Diese Abstimmung erfordert nicht nur umfangreiche Erfahrungen, sondern - da es einer individuellen Abstimmung bedarf - auch eine verhältnismäßig aufwendige Montage. Ferner können bei der bekannten Ausführung die Leuchtstofflampen nicht unter eine bestimmte Helligkeit herabgesteuert werden, da bei Lampen, bei denen der Außenzündhilfe periodische Impulse zugeführt werden, dann, wenn das Gerät dunkel gesteuert ist, noch eine Entladung über die Zündhilfe, die Gassäule und die Elektrode auftritt, was ein sichtbares Leuchten verursacht.
Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung einer Schaltungsanordnung zum Betrieb von helligkeitsgesteuerten Leuchtstofflampen mit Phasenanschnitts: steuereng durch ein Steuergerät, bei der einem an der Lampe angebrachten, a1- Außenzündhilfe dienenden Zündstrich oder Metallgewebe Zündspannungsspitzen zugeführt werden, die aus dem steilen Spannungsanstieg der vom Steuergerät abgegebenen, angeschnittenen Wechselspannung gewonnen sind. Gemäß der Erfindung ist an den Ausgang des Steuergerätes parallel zur Lampe mit Vorschaltdrossel ein Reihenresonanzkreis angeschaltet, in welchem durch den steilen Spannungsanstieg der angeschnittenen Wechselspannung gedämpfte, innerhalb der Halbwelle der Speisespannung rasch abklingende Schwingungen ausgelöst werden und an den die Außenzündhilfe angeschlossen ist, wobei der Reihenresonanzkreis so bemessen ist, daß in dem am weitesten herabgeregelten Betriebszustand die Glimmentladung zwischen der Außenzündhilfe und den Lampenelektroden erlischt. Durch die im Reihenresonanzkreis erzeugten Schwingungen werden die Leuchtstofllampen zum Zünden in jeder Entladungsrichtung unabhängig von der Polarität der Halbwelle angeregt. Dies ist bei der bekannten Ausführung lediglich durch einen relativ großen Aufwand an Schaltmitteln zu erreichen. Dadurch, daß bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung der Reihenresonanzkreis im Ausgangskreis des Lichtsteuergerätes liegt, ändert sich die Amplitude der gedämpften Schwingungen mit dem Anschnittspunkt der Halbwelle. Die Höhe der gedämpften Schwingungen läßt sich durch besondere Auslegung des Reihenresonanzkreises so einstellen, daß in der Dunkelstellung die Glimmentladung zwischen Schirmgitter und Lampenelektroden erlischt. Eine Abschaltung des Gerätes in der Dunkelstellung ist also nicht erforderlich.
Die Verwendung von gedämpften Schwingungen als zünderleichterndes Mittel bei Leuchtstofflampen mit Phasenanschnittssteuerung ist an sich bekannt. Diese Schwingungen werden auch durch Verwendung eines an den Ausgang des Steuergerätes angeschlossenen und parallel zu den Lampen mit ihren Vorschaltdrosseln liegenden Reihenresonanzkreises gewonnen, wobei jedoch im Unterschied zum Gegenstand der Erfindung keine Außenzündhilfe vorgesehen ist, sondern statt dessen die Lampen in einer die Lampenspeisespannung erhöhenden Dopplerschaltung betrieben werden. Bei dieser Art der Steuerung muß der Scheitelwert der Spannung mindestens 450 V betragen. Die gedämpften Schwingungen müßten daher bei einer Herabsteuerung auf sehr kleine Werte nahezu den genannten Spannungswert haben, was mit einfachen Mitteln nicht zu erreichen ist. Beim Gegenstand der Erfindung kommt man demgegenüber mit wesentlich kleineren Schwingungsimpulsen aus.
In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt. Für gleiche Teile sind dieselben Bezugszeichen gewählt. Es zeigt Fig. l eine Vorrichtung zum Betrieb einer Leucht stofflampe, Fig. 2 den zeitlichen Spannungsverlauf an den Elektroden der in Fig. 1 dargestellten Leuchtstofflampe, Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der im Reihenresonanzkreis erzeugten gedämpften Schwingungen, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Betrieb mehrerer Leuchstofflampen. Die Leuchtstofflampen 1 werden mit einem in ihrem Stromkreis angeordneten Vorschaltgerät 2 betrieben und. sind mit einem als Außenzünd'hilfe dienenden Metallgewebe 4 versehen. Zur Einstellung der Helligkeit der Leuchtstofflampen dient ein Lichtsteuergerät 5, das an einen spannungführenden Leitungspol R und an einen Mittelpunktsleiter O angeschlossen ist. Der Leitungspol Rst an dem Ausgang des Lichtsteuergerätes führt die angeschnittene Spannung für die Leuchtstofflampen. An den Leitungspolen R und O ist ein Heiztransformator 6 angeschlossen, der zum Aufheizen der Lampenelektroden 7 und 8 dient. Bei der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist dem Ausgangskreis des Lichtsteuergerätes 5 ein Reihenresonanzkreis aus einem Kondensator 9 und einer Induktivität 10 parallel geschaltet, und der Reihenresonanzkreis ist mit der Außenzündhilfe 4 verbunden. Das Lichtsteuergerät 5 ändert die Brennzeit der an die Lampe angelegten Spannung. An dem Leitungspol Rst tritt ein steiler Spannungsanstieg in jeder Halbwelle auf (Fig.2). Durch diesen steilen Spannungsanstieg werden in dem Reihenresonanzkreis gedämpfte Schwingungen angeregt, die sich der an den Elektroden der Leuchtstofflampe anliegenden Spannung überlagern. über die Verbindungsleitung 11 gelangen die gedämpften Schwingungen (Fig. 3) an die Au enzündhilfe 4 der Lampe 1.
Es ist vorteilhaft, den Reihenresonanzkreis für mindestens die zehnfache Netzfrequenz, vorzugsweise für 3000 bis 10 000 Hz, zu bemessen. Die Verbindung des Reihenresonanzkreises mit der Außenzündhilfe 4 erfolgt zweckmäßig durch Anschluß der Außenzündhilfe an die Verbindungsstelle des Kondensators mit der Induktivität des Reihenresonanzkreises. Bei Verwendung eines einphasigen Speisesystems für die Leuchtstofflampe ist es hierbei zweckmäßig, die Induktivität des Reihenresonanzkreises an den Mittelpunktsleiter anzuschließen. Dadurch erhält die Außenzündhilfe eine direkte Verbindung mit dem Mittelpunktsleiter, wodurch das Auftreten höherer Berührungsspannungen vermieden wird.
Die Induktivität 10 des Reihenresonanzkreises kann mit Vorteil auch eine Primärwicklung 13 und eine Sekundärwicklung 14 besitzen, wobei das eine Ende der Sekundärwicklung 14 an die Außenzündhilfe angeschlossen ist. Wie die Fig.4 zeigt, ist es möglich, die Außenzündhilfe mehrerer Leuchtstoff-Lampen über einen Resonanzkreis anzuschließen.
Die Induktivität 10 kann auch eine Luftdrossel sein.
Die Bauelemente des Reihenresonanzkreises werden vorteilhaft mit einer Leuchte baulich vereinigt, wie dies in den Fig. 1 und 4 angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zum Betrieb von helligkeitsgesteuerten Leuchtstofflampen mit Phasenanschnittssteuerung durch ein Steuergerät, bei der einem an der Lampe angebrachten, als Außen ziindhilfe dienenden Zündstrich oder Metallgewebe Zündspannungsspitzen zugeführt werden, die aus dem steilen Spannungsanstieg der vom Steuergerät abgegebenen angeschnittenen Wechselspannung gewonnen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgang des Steuergerätes (5) parallel zur Lampe mit Vorschaltdrossel ein Reihenresonanzkreis (9 und 10) angeschaltet ist, in welchem durch den steilen Spannungsanstieg der angeschnittenen Wechselspannung gedämpfte, innerhalb der Halbwelle der Speisespannung rasch abklingende Schwingungen ausgelöst werden und an den die Außenzündhilfe angeschlossen ist, wobei der Reihenresonanzkreis so bemessen ist, daß in dem am weitesten heruntergeregelten Betriebszustand die Glimmentladung zwischen der Außenzündhilfe und den Lampenelektroden erlischt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenresonanzkreis für mindestens die zehnfache Netzfrequenz, vorzugsweise für eine Frequenz von 3000 bis 10 000 Hz, bemessen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenzündhilfe (4) an die Verbindungsstelle des Kondensators (9) mit der Induktivität (10) des Reihenresonanzkreises angeschlossen ist (Fig. 1).
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines einphasigen Speisesystems für die Leuchtstofflampen die Induktivität (10) des Reihenresonanzkreises an den Mittelpunktsleiter (O) angeschlossen ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität (10) des Reihenresonanzkreises eine Primärwicklung (13) und eine Sekundärwicklung (14) besitzt, wobei das eine Ende der Sekundärwicklung (14) an die Außenzündhilfe angeschlossen ist (Fig. 4).
6. Anordnung mit einer Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente des Reihenresonanzkreises mit einer Leuchte baulich vereinigt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1042 756; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1807 089; britische Patentschrift Nr. 743 844; »AEG-Mitteilungen«, 1959, H. 2/3, S.121 bis 125; »ETZ-B«, 1959, H.1, S. 1 bis 6; »BBC-Nachrichten«, 1960, H.2 (Februar), S. 100 bis 1l2.