DE1539555A1

DE1539555A1 - Ballast for electric discharge lamps

Info

Publication number: DE1539555A1
Application number: DE19661539555
Authority: DE
Inventors: Danvers Wroblewski Theodore
Original assignee: Sylvania Electric Products Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1965-08-30
Filing date: 1966-08-29
Publication date: 1970-05-06
Also published as: GB1162093A

Description

Priorität: 30. August I965 - V.St.τ. Amerika - Ser. No. 483,489Priority: August 30, 1965 - V.St.τ. America - Ser. No. 483,489

Die Erfindung betrifft einen Transformator für elektrische Entladungslampen» The invention relates to a transformer for electric discharge lamps »

Die Betriebsspannung einer elektrischen Entladungslampe, beispiels weise einer Quecksilberdampflampe, ist wesentlich niedriger als die Spannung, die zum Starten der Lampe benötigt wird. Dementsprechend weisen Transformatoren zur Verwendung mit solchen Lampen hohe Vfindungsverhältnisse der Sekundär- zur Primärwioklung und hohe Reaktanzen in Reihe mit der Lampe auf, um die beiden erforderlichen Bedingungen für wirksames Starten und guten.Betrieb zuThe operating voltage of an electric discharge lamp, for example wise of a mercury vapor lamp, is much lower than the voltage needed to start the lamp. Accordingly have transformers for use with such lamps high Vfindungsrathaen the secondary to the primary winding and high reactances in series with the lamp to get the two required Conditions for effective starting and good operation too

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.../2 BAD ORiGiNAL... / 2 ORiGiNAL BATHROOM

erreichen, d.h. eine hohe Startspannung und eine geringere Betriebsspannung. Der dazu erforderliche Transformator ist sehr raumaufwendig und bringt hohe Kern- und Wicklungsverluste mit sich.achieve, i.e. a high starting voltage and a lower operating voltage. The transformer required for this is very space-consuming and entails high core and winding losses.

Erfindungsgemäss besteht ein Transformator zur Verwendung mit einer Quecksilberdampflampe aus zwei Magnetkernen, die jeder unterschiedliche Sättigungseigenschaften haben, einer Primärwicklung auf jedem Kern und einer Sekundärwicklung, die die beiden Kerne koppelt. Die Sättigungseigenschaften der Kerne sind so, dass jeweils nur eine Primärwicklung zu einer gegebenen Zeit während eines Teils der Wechselstromwelle mit der Sekundärwicklung gekoppelt ist. Weiter sind diese Sättigungseigenschaften so gewählt, dass Spannungsspitzen erzeugt werden, mit denen die Lampe gestartet und in Betrieb gehalten wird. Dementsprechend werden im Vergleich zu üblichen Transformatoren der betrachteten Art niedrigere Windungsverhältnisse verwendet, es treten geringere LeistungsverluBbe auf und der ganze Transformator ist kleiner und leichter.According to the invention there is a transformer for use with a Mercury vapor lamp made up of two magnetic cores, each different Have saturation properties, a primary winding on each core and a secondary winding coupling the two cores. the Saturation characteristics of the cores are such that only one primary winding at a time during part of the AC wave is coupled to the secondary winding. Furthermore, these saturation properties are selected in such a way that voltage peaks are generated, with which the lamp is started and kept in operation. Accordingly, compared to conventional transformers, the are considered Kind of lower winding ratios are used, lower ones occur Loss of power and the whole transformer is smaller and easier.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigernThe invention will be explained in more detail with reference to the drawing; it point

Fig. 1 «inen erfindungsgenäiien VortohalttransformatorsFig. 1 «inen inventive pre-hold transformer

Fign. 2 bit 4 verschiedene Schaltbilder für mögliehe Schaltungen des Figs. 2 bit 4 different circuit diagrams for possible circuits of the

Transformators naoh Fig. 1 j und
Figia. 2 bis 7 Spannungsverläufe zur Erläuterung des Betriebes eines erfindungsgemässen Transformators.Transformer naoh Fig. 1 j and
Figia. 2 to 7 voltage curves to explain the operation of a transformer according to the invention.

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Pig. 1 zeigt einen Transformator mit zwei Magnetkernen 10, 12. Der Magnetkern 10 weist einen Luftspalt 14 auf, der mit einem magnetischen Joch 18 überbrückt ist. Der Magnetkern 12 weist einen Luftspalt 20 auf, der kürzer ist als der Spalt 14· Beide Kerne 10, 12 und das Joch 18 bestehen aus einer Anzahl übereinandergestapelter, laminierter Formbleche aus magnetischem Werkstoff. Die Kerne 10, 12 haben unterschiedliche Sättigungseigenschaften wegen des überbrückten Luftspaltes 14 bzw. des reinen Luftspaltes 20. Unterschiedliche magnetische Eigenschaften können statt dessen auch durch Kerne von ungleichem Querschnitt erzielt werden, oder dadurch, dass ein Kern aus einem anderen Werkstoff hergestellt wird, beispielsweise Eisenpulver.Pig. 1 shows a transformer with two magnetic cores 10, 12. Der Magnetic core 10 has an air gap 14 with a magnetic Yoke 18 is bridged. The magnetic core 12 has an air gap 20 which is shorter than the gap 14. Both cores 10, 12 and the yoke 18 consist of a number of stacked, laminated Shaped sheets made of magnetic material. The cores 10, 12 have different saturation properties because of the bridged air gap 14 or the pure air gap 20. Different magnetic Properties can instead be achieved by cores of unequal cross-section, or by the fact that a core from a another material is produced, for example iron powder.

Eine erste Primärspule P1 ist auf den Kern und eine zweite Primärspule P2 auf den Kern 12 gewickelt. Eine Sekundärspule S1 koppelt die beiden Kerne 10, 12.A first primary coil P1 is on the core and a second primary coil P2 wound on the core 12. A secondary coil S1 couples the two Cores 10, 12.

Fig. 2 zeigt eine Möglichkeit, diese Spulen miteinander zu verschalten. Wenn Spannung V1 angelegt wird, steht wegen der geringen Reluktanz des Weges mit dem überbrückten Luftspalt 14 der Hauptteil der Spannung über der Wicklung P1. Diese Spannung wird mit der Wicklung S1 gekoppelt und fliesst von dort zum Kondensator C und zur Lampe 27· Diese Spannung hat den in Fig. 5 dargestellten Verlauf mit Spannungsspitzen.Fig. 2 shows one possibility of interconnecting these coils. When voltage V1 is applied, it stands because of the low reluctance of the path with the bridged air gap 14 the main part of the tension over winding P1. This voltage is coupled to winding S1 and flows from there to the capacitor C and to the lamp 27 · This voltage has the curve shown in FIG. 5 with voltage peaks.

Nachdem der überbrückte Luftspalt 14 gesättigt ist, hat der Kern 12 eine kleinere Reluktanz, weil der Luftspalt 20 kürzer ist als der Luftspalt 14· Dementsprechend steht der grösste Teil der Eingangsspannung V1 über der Wicklung P2 und wird über die Wicklung S1 an die LastAfter the bridged air gap 14 is saturated, the core 12 has a smaller reluctance, because the air gap 20 is shorter than the air gap 14 · Accordingly, most of the input voltage is available V1 across winding P2 and is connected to the load via winding S1

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gekoppelt. Diese Ausgangsspanriung hat den in Fig. 6 dargestellten Verlauf. Die gesamte Sekundärspannung ist in Fig. 7 dargestellt. Die Fläche der Spannungsspitze wird durch die Eisenmenge im Luftspalt 14 bestimmt. Die Amplitude der resultierenden Schwingung wird durch die Windungsvefhältnisse bestimmt, d.h. P1sS1, P2»S1.coupled. This initial span has that shown in FIG Course. The total secondary voltage is shown in FIG. The area of the stress peak is determined by the amount of iron in the air gap 14. The amplitude of the resulting oscillation is given by determines the winding ratios, i.e. P1sS1, P2 »S1.

Bim typischer Transformator nach der Erfindung zum Betrieb einer Quecksilberdampflampe von 4OO Watt an 24O Volt weist folgende DatenA typical transformer according to the invention for operating a mercury vapor lamp of 400 watts at 24O volts has the following data

P auf« Die Wicklungen haben folgende Windungszahlen* P1 = 5OO Windungen Draht Nr. 19} P2 = 500 Windungen Draht Nr. 19; S1'» 300 Windungen Draht Nr. 19· Die Kerne bestehen aus laminiertem Spezial-Dynamoblech von 0,5 mm (1Ö,5 mil)j der Kern 10 hat folgende Abmessungen: Breite 51 mm (2"), Dicke 51 mm (2^H) und Höhe 102 mm (4¹¹)? und der Kern 12 hat folgende Abmessungen» Breite 57 ^aa. (2 1/4¹')» "^icke 5I mm (2") und Höhe 102 mm (4")· Der überbrückte Luftspalt I4 hat eine Fläche von 16 χ 51 mm (5/ö x 2"), wobei jedes vierte Blech den Saplt überbrückt; der Luftspalt 20 ist 1,3 mm (5O/IÖOO") lang. Das Gesamtgewicht desP on «The windings have the following number of turns * P1 = 500 turns of wire no. 19} P2 = 500 turns of wire no. 19; S1 '»300 turns of wire No. 19 · The cores consist of laminated special dynamo sheet of 0.5 mm (1Ö, 5 mil) j the core 10 has the following dimensions: width 51 mm (2"), thickness 51 mm (2 ^H ) and height 102 mm (4 ¹¹ )? And the core 12 has the following dimensions »Width 57 ^ aa. (2 1/4 ¹ ')» "^ icke 5I mm (2") and height 102 mm (4 ") The bridged air gap 14 has an area of 16 χ 51 mm (5 / ö x 2 "), with every fourth sheet bridging the saplt; the air gap 20 is 1.3 mm (50 / 10,000") long. The total weight of the

^ Transformators betrug etwa 5 kg (10 pounds). Um die Lampenentladung einzuleiten, wird eine Spitzenspannung von 620 Volt erzeugt, und nach Starten der Lampe wird eine Betriebsspannung von 250 Volt erzeugt. In den Wicklungen fliessen folgende Ströme» P1 » 2 Ampere, P2 = 2 Ampere und S1 » 3>2 Ampere.^ The transformer was about 5 kg (10 pounds). To the lamp discharge initiate, a peak voltage of 620 volts is generated, and after starting the lamp, an operating voltage of 250 volts is generated. The following currents flow in the windings »P1» 2 amps, P2 = 2 amps and S1 »3> 2 amps.

Andere Schaltungen sind in Fign. 3 und 4 dargestellt. Die Schaltung nach Fig. 3 ist der nach Fig. 2 ähnlich, nur dass die von Wicklung P2 in der ersteren erzeugte Spannung höher ist. Diese Sohaltung ist günstig, wenn die Eingangsspannung kleiner ist, beispielsweise 120 Volt beträgt. Sie Schaltung nach Fig. 4 liefert eine kleinereOther circuits are shown in FIGS. 3 and 4 shown. The circuit according to FIG. 3 is similar to that according to FIG. 2, only that of the winding P2 is higher in the former generated voltage. This attitude is favorable when the input voltage is lower, for example 120 Volts. The circuit of Fig. 4 provides a smaller one

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Ausgangsspannung als die Schaltung nach Fign. 2 und 3, so dass die Schaltung nach Fig. 4 günstig ist, wenn die Eingangsspannung höher liegt, beispielsweise 480 Volt beträgt.Output voltage than the circuit according to FIGS. 2 and 3 so that the The circuit according to FIG. 4 is favorable when the input voltage is higher is, for example, 480 volts.

.../Ansprüche.../Expectations

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Claims

S6 P3 D Patent claims

1. Transformer with two cores, two primary windings and one Secondary winding, characterized in that the cores are different have magnetic characteristics.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the first core has an air gap with the magnetic Material is bridged, and that the second core has an air gap that is smaller than the air gap in the first Core.

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