DE1176277B

DE1176277B - Ignition and operating circuit for high pressure discharge lamps with an operating voltage of more than 100 volts

Info

Publication number: DE1176277B
Application number: DEP29476A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans-Georg Hilger; Dipl-Ing Hans-Juerge Faehnrich
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1962-05-24
Filing date: 1962-05-24
Publication date: 1964-08-20

Description

Zünd- und Betriebsschaltung für Hochdruck-Entladungslampen mit einer Betriebsspannung von mehr als 100 Volt Die Erfindung betrifft eine Zünd- und Betriebsschaltung für elektrische Entladungslampen mit Gas-und/oder Dampffüllung von hohem Druck, insbesondere die Zündung von Xenonlampen. Für diesen Zweck sind Hochfrequenz-Zündgeräte entwickelt worden, die auf einen Hochfrequenzübertrager, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit der Lampe liegt, so lange einwirken, bis die Lampe zündet. Die Abschaltung des Hochfrequenz-Zündgerätes erfolgt entweder manuell oder automatisch unter Verwendung von Schaltern oder Relais. Die Steuerung der automatisch arbeitenden Schalteinrichtungen kann dabei in Abhängigkeit vom Entladungsstrom oder der Spannung über der Lampe erfolgen. Es ist jedoch auch versucht worden, ohne Schalter auszukommen. Das gelingt im allgemeinen dann, wenn die Betriebsspannungen der Lampe unter 100 Volt liegen. Geht man darüber hinaus, stellen sich erhebliche .Schwierigkeiten beim Abschalten des Zündgerätes ein, die durch die bekannten Zündgeräte nicht behoben werden können. Die automatischen Zündgeräte bleiben vielmehr über längere Zeit in Betrieb, wobei die hochfrequenten Spannungsstöße sich störend in Tonanlagen bemerkbar machen. In der Nähe befindliche Rundfunkgeräte, Verstärkeranlagen usw. zeigen die bekannten Krachgeräusche, wie sie durch Maschinen usw. hervorgerufen werden, die überschlagsfunken während ihres Betriebes aufweisen. Ferner können durch diese längeren Betriebszeiten des Zündgerätes die Lampen geschädigt und die Zündgeräte überlastet werden.Ignition and operating circuit for high pressure discharge lamps with a Operating voltage of more than 100 volts The invention relates to an ignition and operating circuit for electric discharge lamps with gas and / or vapor filling at high pressure, especially the ignition of xenon lamps. High-frequency igniters are used for this purpose has been developed based on a high-frequency transformer, its secondary winding is in series with the lamp, act until the lamp ignites. The shutdown of the high frequency igniter is done either manually or automatically using of switches or relays. The control of the automatically operating switching devices can depend on the discharge current or the voltage across the lamp take place. However, attempts have also been made to do without a switch. It works generally when the operating voltages of the lamp are below 100 volts. If you go beyond that, there are considerable difficulties when switching off of the ignition device, which cannot be remedied by the known ignition devices. Rather, the automatic igniters remain in operation for a long time, with the high-frequency voltage surges make themselves noticeable in a disturbing way in sound systems. In Radios, amplifiers, etc. in the vicinity show the known ones Noises such as those caused by machines, etc., that spark over have during their operation. Furthermore, this can result in longer operating times of the ignitor will damage the lamps and overload the igniters.

Zum automatischen Abschalten des Hochfrequenz-Zündgerätes sind Zündeinrichtungen bekanntgeworden, bei denen die Primärseite des Zündgerät-Eingangstransformators parallel zur Lampe geschaltet ist. Beim selbsttätigen Betrieb der Zündschaltung treten aber Schwierigkeiten auf, wenn die Lampenspannung 50 Volt überschreitet. Man hatte daher in der Vergangenheit bereits eine andere Möglichkeit vorgesehen, die darin lag, daß die Primärseite parallel zum Vorschaltwiderstand angeschlossen wurde. Beide Vorschläge sind besonders geeignet, wenn Ohmsche Widerstände als Vorschaltgerät Verwendung finden, sofern die Lampenbetriebsspannung 100 Volt nicht überschreitet. Ist dies jedoch der Fall, so tritt an der Funkenstrecke eine solche Spannung auf, daß diese durchschlägt und das Zündgerät nicht zu arbeiten aufhört.Ignition devices are used to automatically switch off the high-frequency igniter became known where the primary side of the ignitor input transformer is connected in parallel to the lamp. With automatic operation of the ignition circuit however, difficulties arise when the lamp voltage exceeds 50 volts. Another possibility had therefore already been provided in the past, which was that the primary side was connected in parallel to the ballast resistor became. Both proposals are particularly suitable if ohmic resistors are used as ballast They are used as long as the lamp operating voltage does not exceed 100 volts. If this is the case, however, a voltage occurs at the spark gap, that this breaks through and the igniter does not stop working.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, derartige zu Störungen Anlaß gebende Hochfrequenz-Zündgeräte nur so lange zur Wirkung kommen zu lassen, wie dies unbedingt erforderlich ist, für den Fall der Zündung von Hochdruck-Gasentladungslampen mit einer Brennspannung von mehr als 100 Volt, wenn eine Drossel als Vorschaltimpedanz verwendet ist.The invention has set itself the task of such disturbances Allow high-frequency igniters to take effect only so long as is absolutely necessary in the event of the ignition of high-pressure gas discharge lamps with an operating voltage of more than 100 volts, if a choke is used as a series impedance is used.

Die Erfindung betrifft eine - Zünd- und Betriebsschaltung für eine wechselstromgespeiste Hochdruck-Entladungslampe mit einem Hochfreqenz-Zündgerät, das über einen Hochfrequenzgenerator, dessen Sekundärwicklung im Lampenstromkreis liegt, die Zündimpulse für die Lampe liefert, wobei die Speisespannung für das Zündgerät durch eine von einer in Reihe mit der Lampe liegenden Vorschaltimpedanz beeinflußten Gegenspannung beim Zünden der Lampe so weit herabgesetzt wird, daß das Zündgerät schalterlos selbsttätig außer Betrieb gesetzt wird, in welcher erfindungsgemäß bei Verwendung einer Lampe mit einer Betriebsspannung von mehr als 100 Volt die Vorschaltimpedanz induktiv ist und die Speisespannung des Zündgerätes gegenüber der Versorgungsspannung der Lampe nacheilend um etwa 115 bis 170° phasenverschoben ist. Besonders einfache Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich, wenn die Phasenverschiebung etwa 120° beträgt. In diesem Fall lassen sich zweckmäßig zwei Phasen eines Dreiphasennetzes verwenden, wobei darauf zu achten ist, daß die Phasen richtig angeschaltet sind. Beispielsweise muß die Phase R dem Lampenstromkreis, die Phase S dem Zündgerätstromkreis zugeordnet sein. Nur so ist eine gute Zündung der Lampe sichergestellt.The invention relates to an ignition and operating circuit for one AC-fed high-pressure discharge lamp with a high-frequency igniter, this via a high-frequency generator whose secondary winding is in the lamp circuit which supplies ignition pulses for the lamp, the supply voltage for the igniter influenced by a ballast impedance in series with the lamp Counter-voltage when igniting the lamp is reduced so far that the ignitor switchless is automatically put out of operation, in which according to the invention at Using a lamp with an operating voltage of more than 100 volts reduces the ballast impedance is inductive and the supply voltage of the ignition device compared to the supply voltage lagging the lamp by about 115 to 170 °. Particularly simple Possible applications arise when the phase shift is around 120 °. In this case, it is advisable to use two phases of a three-phase network, care must be taken that the phases are correctly switched on. For example phase R must be assigned to the lamp circuit, phase S to the igniter circuit be. This is the only way to ensure good ignition of the lamp.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Von dem Dreiphasennetz, und zwar aus der Phase R wird die Hochdruckgäs-Entladungslampe 1 gespeist. Sie enthält vorzugsweise Xenon und ist in einem Kühlgefäß 2 aus Glas untergebracht, in dem das Kühlwasser fließt. Der Durchmesser der Lichtquelle beträgt etwa 25 mm, ihre Länge etwa 330 mm. Bei einer Bogenlänge von 110 mm ergibt sich eine Brennspannung von etwa 135 Volt mit einer Stromstärke von etwa 45 A. Der Lichtstrom ist etwa 215 000 Im. In der Lampe 1 sind Elektroden 3 und 4 untergebracht, von denen die Elektrode 3 über die Vorschaltdrossel 5 am Netzanschluß R angeschlossen ist. Die Elektrode 4 dagegen liegt an der Sekundärwicklung 6 eines im Zündgerät Z angeordneten Hochfrequenztransformators, die ihrerseits mit ihrem anderen Ende zum Netzpol Mp geführt ist und gleichzeitig als Hochfrequenzdrossel dient. Ferner ist ein Hochfrequenz-Kurzschlußkondensator 7 in der Größe von 0,025 bis 0,25 Mikrofarad vorhanden.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The high-pressure gas discharge lamp 1 is fed from the three-phase network, specifically from phase R. It preferably contains xenon and is housed in a cooling vessel 2 made of glass, in which the cooling water flows. The diameter of the light source is about 25 mm, its length about 330 mm. With a sheet length of 110 mm, the burning voltage of approximately 135 volts with a current of about 45 A. The luminous flux of about 215 000 is in. In the lamp 1 electrodes are housed 3 and 4, of which the electrode 3 via the choke 5 is connected to the network connection R. The electrode 4, on the other hand, lies on the secondary winding 6 of a high-frequency transformer arranged in the ignition device Z, the other end of which is in turn led to the mains pole Mp and at the same time serves as a high-frequency choke. Furthermore, a high-frequency short-circuit capacitor 7 is present in the size of 0.025 to 0.25 microfarads.

Parallel zur Vorschaltdrossel 5 ist die Primärwicklung 8 eines Transformators 9 geschaltet, dessen Sekundärwicklung 10 in Reihe mit der Primärwicklung 11 des Zündgerät-Speisetransformators 12 liegt. Im Kreis der Sekundärwicklung 13 sind in bekannter Weise eine Funkenstrecke 14, ein Stoßkondensator 15 und die Primärwicklung 16 des Hochfrequenztransformators angeordnet. Die Wicklung 11 ist ferner über eine Leitung 17 mit dem Netzpol S verbunden, wobei gleichzeitig an die Leitung 17 ein Entstörkondensator 18 angeschlossen ist, der mit seinem anderen Ende an die zum Netzpol Mp führende Leitung gelegt ist. Die Größe des Entstörkondensators 18 beträgt etwa 0;025 bis 0,25 Mikrofarad.The primary winding 8 of a transformer 9 is connected in parallel with the series choke 5, the secondary winding 10 of which is in series with the primary winding 11 of the ignition device supply transformer 12. In the circuit of the secondary winding 13, a spark gap 14, a surge capacitor 15 and the primary winding 16 of the high-frequency transformer are arranged in a known manner. The winding 11 is also connected to the network pole S via a line 17, an interference suppression capacitor 18 being connected at the same time to the line 17, the other end of which is connected to the line leading to the network pole Mp. The size of the interference suppression capacitor 18 is approximately 0.025 to 0.25 microfarads.

Sobald Spannung an das Betriebs- und Zündgerät geführt wird, erfolgen in dem Zündgerät Z hochfrequente Entladungsstöße hoher Spannung. Diese Stöße werden in dem Transformator 6, 16 auf den zur Zündung der Lampe erforderlichen Wert von etwa 15 kV herauftransformiert. Die Lampe 1 zündet, worauf die Spannung auf den verhältnismäßig niedrigen Brennspannungswert abfällt, der in dem vorliegenden Fall in der Größe von etwa 135 Volt liegen kann. Die dabei an der Vorschaltdrossel 5 auftretende Spannung wird über den Transformator 9 so umgewandelt, daß sie als Gegenspannung zur Spannung der Hilfsphase S wirkt und die Speisespannung an der Wicklung 11 so einstellt, daß das Zündgerät Z außer Betrieb gesetzt ist. Die Spannungsänderung an der Drossel 5 bewirkt somit automatisch ohne Jegliche Verwendung von Schaltern und ähnlichen Unterbrechern eine Abschaltung des Zündgerätes.As soon as voltage is applied to the operating and ignition device, high-frequency bursts of high voltage occur in the ignition device Z. These surges are stepped up in the transformer 6, 16 to the value of approximately 15 kV required to ignite the lamp. The lamp 1 ignites, whereupon the voltage drops to the comparatively low burning voltage value, which in the present case can be of the order of about 135 volts. The voltage occurring at the choke 5 is converted via the transformer 9 so that it acts as a counter voltage to the voltage of the auxiliary phase S and sets the supply voltage on the winding 11 so that the ignition device Z is put out of operation. The voltage change at the choke 5 thus automatically switches off the ignition device without any use of switches and similar interrupters.

Zum Schutz des Gerätes sowie der Bedienungsperson im Hinblick auf die hohen Spannungen sind die Schaltelemente des Gerätes in ein abgeschlossenes, insbesondere geerdetes Metallgehäuse eingebaut. Ein derartiger Einbau verringert im übrigen die direkte Hochfrequenzabstrahlung von der Funkenstrecke 14 aus.To protect the device and the operator with regard to the high voltages are the switching elements of the device in a closed, in particular grounded metal housing installed. Such an installation is reduced otherwise the direct high-frequency radiation from the spark gap 14.

Vorschaltgerät und Zündgerät sind zweckmäßig in voneinander getrennten Gehäusen untergebracht. Bei Reparaturen oder anderen Störungen lassen sich Defekte schneller feststellen und beseitigen, da die einzelnen Baueinheiten nur ausgetauscht zu werden brauchen.Ballast and igniter are expediently separate from one another Housed housings. Repairs or other malfunctions can result in defects Detect and eliminate faster, as the individual units are only exchanged need to become.

Es ist selbstverständlich, daß an Stelle der beschriebenen Entladungslampe mit einer Betriebsspannung von 135 Volt auch andere Hochdrucklampen mit einer Betriebsspannung von mehr als 100 Volt treten können. Als besonders vorteilhaft hat sich die Einrichtung bei derartigen Hochdrucklampen erwiesen, die in der Film- bzw. Fernseh-Aufnahmetechnik eingesetzt sind, d. h. in Anlagen, die eine tageslichtähnliche Bestrahlungsstärke und Energieverteilung erfordern. Auch bei Pausmaschinen, technologischen und biologischen Untersuchungsgeräten sind die mit einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ausgestatteten Einrichtungen vorteilhaft.It goes without saying that instead of the discharge lamp described with an operating voltage of 135 volts also other high-pressure lamps with an operating voltage of more than 100 volts. The device has proven to be particularly advantageous in the case of such high-pressure lamps, which are used in film and television recording technology are used, d. H. in systems that have an irradiance similar to that of daylight and power distribution. Even with pausing machines, technological and biological Examination devices are those with a circuit arrangement according to the invention equipped facilities advantageous.

Claims

Claims: 1. Ignition and operating circuit for an alternating current High-pressure discharge lamp with a high-frequency igniter, which has a high-frequency generator; whose secondary winding is in the lamp circuit, the ignition pulses for the lamp supplies, with the supply voltage for the igniter by one of one in series with the ballast impedance lying in the lamp influenced counter voltage during ignition the lamp is reduced so far that the igniter switch-free automatically except Operation is set, characterized in that when using a lamp with an operating voltage of more than 100 volts, the ballast impedance is inductive and the supply voltage of the ignition device compared to the supply voltage of the lamp lagging about 115 to 170 ° out of phase.

2. Ignition and operating circuit according to claim 1, characterized in that the supply voltage of the ignition device lagging behind the supply voltage of the lamp by about 120` is.

3. ignition and operating circuit according to claim I and 2, characterized in that that the phase-shifted voltages are taken from a three-phase network.

4. ignition and operating circuit according to claim 1 and one of the following claims, characterized characterized in that a voltage taken off at the ends of the lamp ballast reactor a transformer is fed, the secondary winding of which is in series with the primary winding of the igniter supply transformer.

5. Ignition and operating circuit according to claim 1 and one of the following claims, characterized in that an interference suppression capacitor is located between the network connections (Mp and S) : Documents considered: German Auslegeschriften No. 1 117 755, 1126992.