DE1589122A1 - Schaltungsanordnung zum Starten einer elektrischen Entladungslampe - Google Patents

Description

-In^· Heinz C^aessen

Patentanwalt
7000 Stuttgart W
Rotebühlstrasse 70

ISE/ßeg_o 3797
J. Lauliac - 8

CLAUDE, 92-Boulogne-Billancourt

Schaltungsanordnung zum Starten einer elektrischen Entladungslampe

Die Priorität der Anmeldung Nr. PV 87.214 vom 13.12.1966 in Frankreich ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Starten einer elektrischen Entladungslampe in einer ionisierbaren Atmosphäre durch eine HF-Spannung, die eine ütarterlauipe und einen Transformator enthält, durch dessen Primärwicklung der Strom fliesst, der nach Zünuung der Starterlampe durch diese entsteht und dessen Sekundärwicklung die HF-Spannung liefert, die an der Entladungslampe zur Anlage kommt·

Es ist bekannt, Entladungslampen mit einer HF-Spannung zu starten, wenn in diesen eine Hilfselektrode vorgesehen ist. Es niuas aber darauf geachtet werden, dass die Zündspannung nicht unterschritten wird. Dies ist z.B. der Fall bei Lampen mit einer Entladungsatmosphäre, die ein Edelgas bei einem inneren Druck, der dem atmosphärischen Druck gleich ist, enthält und bei. Lampen, in denen die Elektroden mit einem überzug als Sperrschicht versehen sind.

11.Dezember 1967
Kre/Wt

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Diese Lampen sind aber im Aufbau Koui^liziert und teuer»

Die Erfindung hat die ^uigabe, das otarten von normalen Entladungslampen, die nicht tait einer Hilfselektrode ausgerüstet sind, durch Anlegen einer KF-3pannung herbeizuführen. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die ötarterlarnpe in Reihe mit einem Kondensator geschaltet ist, an die Reihenschaltung aus Jtarterlampe und Kondensator die Spannung gelegt ist, die auch an die Lampe geführt ist und als Zündspannung fur die Starterlampe dient, diese Soaiinun.i schwankt zwischen den ü'erten, die 3ich vor und nach dem Zünden der Starterla...pe ergeben, dass die Sekundärwicklung in Reihe mit einer der beiden Leitungen, die aie Spannung an die Entladungslampe führen, geschaltet ist unä dass ein weiterer Kondensator diese beiden Leitungen zwischen der Sekundärwicklung und dem Teil der Leitungen, der zur Spannuni-raquelle führt, verbindet.

Die Erfindung weist gegenüber den bekannten Anordnungen verschiedene Vorteile auf. So werden z..·. beim Starten der Lampen kaum HP-Störungen erzeugt und der Aufwand der Starterschaltung ist sehr gering und dadurch fertiirungsmäS3ig wesentlich billiger.

Als dtarterlampe können verschiedene Typen in dieser Schaltungsanordnung verwendet werden, wenn deren Elektroden relativ kalt bleiben, damit die Sündspannung derselben nicht bei jeder Halbwelle zusarnrr.enbrich t.

f LIi t dieser Anordnung können Entladungslampen des genannten Typs ohne grossen Verbrauch und Aufwand leicht gestarte- werden.

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Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen beschrieben» In den Zeichnungen zeigen:

Fi,/. 1 ein Ausführungsbeiapiel einer Schaltungsanordnung, die an die Stromversorgung für eine Entladungslampe angeschlossen wird;

Pi..·. 2 ein weiteres Ausführunfrsbeispiel für eine solche Schaltungsanordnung ;

Fi.r;. 3 ein Ausführungsbeispiei für eine an die schaltung nach Fig. 1 oder 2 anzuschliessende Schaltung;

ig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine solche Schaltung nach Fig. 3;

Fig. 5 einen vollständigen Schaltungskreis zum Starten von HF-Entladungslanpen.

In den in Fig. 1 dargestellten Schaltkreis ist die Starterlampe 2 in Reihe mit einem Kondensator 4 und der Primärwicklung 6 eines Umformers, der eine hochfrequente Spannung in dem Stromversorgungskreis der zu startenden Lampe induziert, geschaltete Der Kondensator 4 ist so bemessen, dass er den niederfrequenten Strom in der j Starterlampe 2 begrenzt, während er die Spannungsspitzen und den hochfrequenten Anteil des Stromes auf Kosten der Grundfrequenz begünstigt»

Die in Reihe geschalteten Teile 2, 4 und 6 sind in der Schaltung nach Figo 1 an ihren freien Enden mit zwei parallel geführten Leitungen 10 und 12 verbunden, über die aus der Einheit 14 die Stromversorgung für die zu startende Lampe zugeführt wird. Diese Einheit 14 besteht z.B. aus einem Transformator, dessen Primärseite an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist.

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In Parallelschaltung zu den in Reihe geschalteten Teilen 2, 4 una 6 ist ein weiterer Kondensator 16 an die leitungen 10 und 12 angeschlossen, der die Aufgabe hat, die hochfrequente Impedanz der Stromversorgung für die Lampe herabzusetzen.

In der Schaltung nach Fig. 1 sind an den Leitungen 10 und 12 Ausgänge 18 und 20 vorgesehen, an die die zu startende Lampe nach den in der weiteren Beschreibung angegebenen Methoden angeschlossen wird.

An den Ausgängen 18 und 20 liegt, bei Auftrennung der Verbindung zu der Starterlampe 2, die gleiche Spannung an, die die Einheit 14 (ohne Last) liefert. Da ja die Starterlampe 2 so ausgebildet ist, dass deren Zündspannung um etwas geringer ist als die anliegende Spannung, zündet die dtarterlampe 2 und lässt dadurch die vorher an ihren Enden anliegende Zündspannung abfallen. Dies wiederum ruft das Entstehen einer Spannungsspitze in der Primärwicklung 6 hervor. Diese Spannungsspitze tritt bei jeder Halbwelle der Wechselspannung auf, die von der Einheit 14 geliefert wird, und wahrscheinlich einige Zeit nachlaufend, wenn die Zeitkonstante der Anordnung 2, 4 und 6 genügend kurz ist. Wenn die Einheit 14 einen gerichteten Strom liefert, entsteht nur eine einzige Spannungsspitze in der Primärwicklung 6 unter der Voraussetzung, dasa dies zum Starten der Lampe ausreicht? wenn nicht, kann dies erreicht werden durch Änderung der Wertverhältnisse der Zeitkonstantenanordnung und der Impedanz des Strom- bzw. Schaltungskreises.

In der Annahme, dass eine an die Ausgänge 18 und 20 angeschlossene Lampe unter den vorher erwähnten Voraussetzungen startet, sinkt die Spannung, die zwischen den Leitungen 10 und 12 geführt wird, unter die Zündspannung der Starterlampe 2 ab.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Schaltung dadurch, dass die Primärwicklung 6 des Transformators in Reihe zwischen eine der beiden Lei-

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tungen 22-10 oder 24-12 geschaltet ist, die die Spannung der Einheit 14 zu den Ausgängen 18 und 20, über die zwischen diesen liegenden und zueinander parallelgeschalteten Teilen 2, 4 und 16 führt· Auch bei dieser Anordnung flieset ein Strom beim Zünden ffer Starterlampe 2 über die Primärwicklung 6.

In Mg. 3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, mit der eine Entladungslampe 26 an eine der in Fig· 1 oder 2 dargestellten Schaltungsanordnungen über deren Ausgänge 18 und 20 angeschlossen werden kann.

Diese Schaltungsanordnung enthält insbesondere die Sekundärwicklung 28 des HF-Transformators, dessen Primärwicklung 6 in den Schaltungsanordnungen nach Fig· 1 und 2 enthalten ist. Die Primärwicklung 6 und die Sekundärwicklung 28 sind auf einem magnetisch wirksamen Transformatorkern vereinigt. Der Transformator 6-28 ist so ausgelegt, dass er HF-mässig fast verlustlos arbeitet und eine relativ niedrige Impedanz aufweist.

In der in Fig. 3 dargestellten Schaltungsanordnung ist die Sekundärwicklung 28 in Reihe mit einem Kondensator 30 geschaltet und die so hintereinander geschalteten Teile 28 und 30 sind parallel zu den Anschlüssen der Entladungslampe 26 geschaltet. Die Aufgabe des Kondensators 30 ist es, den Strom in der Sekundärwicklung 28 für die Entladungslampe 26 zu begrenzen.

Eine Drosselspule 32 ist in Reihe zwischen dem Anschluss 18 und der Leitung 10 oder dem Anschluss 20 und der Leitung 12 geschaltet. Die Aufgabe der Drossel 32 ist es, zu verhindern, dass die in der Sekundärwicklung 28 induzierte HP-Spannung auf die Seile der Schaltung nach Fig. 1 oder 2 wirkt. Es ist weiterhin möglich, je eine Drosselspule 32 zwischen dem Anschluss 18 und der Leitung 10 und dem Anschluss 20 und der Leitung 12 vorzusehen.

In Fig· 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, in der die Sekundärwicklung 28 in Reihe mit einer der Zuleitungen 10 oder 12

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zu der Entladungslampe 26 geschaltet i3t. Der Kondensator 34 überbrückt die beiden Anschlüsse 18 und 20 und ist damit der in Reihe liegenden Anordnung, die au3 der Sekundärwicklung 28 und der Entladungslampe 26 besteht, parallel geschaltet. Die Aufgabe des Kondensators 34 ist es, durch ein SchaltDiitxel mit niedriger Impedanz für HP den Schaltkreis für einen HP-Strom zu schliessen, der in der Sekundärwicklung 28 induziert wird und die Entladungslampe 26 startet. Dieser Kondensator 34 wird in der Schaltung nicht benötigt, wenn, wie im Schaltungsbeispiel nach Pig. 1 gezeigt, diese Aufgabe vom Kondensator 16 erfüllt wird·

In Pig. 5 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, die die Einzelschaltkreise der Pig. 1 und 4 vereinigt. Der dort eingezeichnete Kondensator 36 erfüllt sowohl die Aufgabe des Kondensators 16 in Pig. 1 als auch die des Kondensators 34 in Pig. 4·

Die wesentlichen Bauteile der Einheit 14, die mit einem gestrichelt gezeichneten Rechteck umgeben ist, werden im folgenden beschrieben: Die Primärwicklung 40 eines Autotransformators wird gespeist durch eine V/echselstromquelle 38. Ein Kondensator 46 ist zu der Primärwicklung 40 parallelgeschaltet. Die Sekundärwicklung ist mit der Primärwicklung 40 (Autotranaformatorprinzip) so in Reihe geschaltet, dass die Enden der wirksamen Wicklung an die Ausgänge 42 und 44 der Einheit 14 gelegt sind, mit denen wiederum die leitungen 10 und 12 der nachfolgenden Schaltung verbunden sind. Diese nachfolgende Schaltung ist so ausgelegt, dass sie geeignet ist, eine HP-Entladungslampe 26 mit einer Leistung von geringer als oder gleich 1,5 kW und mit einer Betriebsspannung, die kleiner als 150 V ist, zu starten. Die Spannung der Einheit 14 beträgt ohne Last mehr als oder gleich 180 V.

Die Starterlampe 2 ist ein Überspannungsableiter mit Eisen-Elektroden, die im Abstand von 1,5 mm voneinander angeordnet sind,

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gefüllt mit Argon bei einem Druck von 35 torr. Me Zündspannung der Starterlampe 2 ist 170 V (Effektivwert) Wechselspannung.

Die Kapazität des Kondensators 36 ist 0,22 μΡ.

Der magnetische Kreis des Transformators 6-28 besteht aus Perritmaterial, v/eist einen Luftspalt von 0,3 mm auf, und seine äusseren Abmessungen betragen 30mm χ 12 mm. Die Primärwicklung 6 besteht aus zwei Windungen aus 0,5 mm Draht und die Sekundärwicklung aus 64 Windungen aus 2,2 mm Draht. Der magnetische Kreis besteht weiterhin aus einem lüaterial, dessen Verluste bei HP-Betrieb niedrig sind, wobei ein Luftspalt vorgesehen ist oder au3 Ferritmaterial oder Eisenspänen, wobei kein Luftspalt vorgesehen ist. Die Impedanz der Sek-ndärjeite ei ie-je 3 Transformators ist niedrig, z» B. 15 Ohm bei 1000 Hz. Die Bauelemente 2, 4, 6, 28 und 36, die die Zündung veranlassen, sind in einem Kästchen von 140 mm χ 50 mm χ 60 mm Aussenabmessungen untergebracht.

Die Spannungsspitse der HP-Spannung, die an der Lampe 26 anliegen kann, ist annähernd 2000 V bei sehr kleiner Leistung, so dass dies der Lampe 26 nicht schädlich ist, sondern z.B. nur ein Aufblitzen ausserhalb der Lampe ergeben kann.

8 Patentansprüche

2 Blatt Zeichng. mit 5 Figuren

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Claims (1)

1. ISE/Reg. 3797

   Patentansprüche

   Schaltungsanordnung zum Starten einer elektrischen Entladungslampe in einer ionisierbaren Atmosphäre duufa eine HP-Spannung, die eine Starterlampe und einen Transformator enthält, durch dessen Primärwicklung der Strom fliesst, der nach der Zündung der Starterlampe durch diese entsteht, und dessen Sekundärwicklung die HF-Spannung liefert, die an der Entladungslampe zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, dass die Starterlampe (2) in Heine mit einem Kondensator (4) geschaltet ist, an die Eeih en schaltung aus Starterlampe (2) und Kondensator (4) die Spannung gelegt ist, die auch an die Lampe (26) geführt ist und als Zündspannung für die Starterlampe (2) dient, diese Spannung schwankt zwischen den Werten, die sich vor und nach dem Zünden der Starterlampe (2) ergeben, dass die Sekundärwicklung (28) in Reihe mit einer der beiden Leitungen (10, 12), die die Spannung an die Entladun^s-1tupe (26) fahren, geaehalte; i3t und dass ein weiterer Kondensator (36) diese beiden Leitungen (10, 12) zwischen der Sekundärwicklung (28) und dem Teil der Leitungen (10, 12), der zur Spannungsquelle (14) führt, verbindet.

   Schaltungsanordnung na cn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (6) des Transformators (6, 28) in Reihe mit der Starterlampe (2) und einen Kondensator (4) geschaltet zwischen den beiden Leitungen (10, 12) liegt, die die Spannung an die Entladungslampe (26) führen. ' '

   Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (6) des Transformators (6, 28) mit einer der beiden Leitungen (10, 12) in Reihe geschaltet ist, die die Zündspannung für die Starterlampe (2) führen und weiter an die Anschlüsse der Entladungslampe (26) geführt sind.

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   ISE/Reg. 3797

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   Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (28) des Transformators (6, 28) in Reihe mit einem Kondensator (30) geschaltet ist und diese Reihenschaltung parallel zu den Anschlüssen der Entladungslampe (26) liegt, an die die Leitungen (10, 12) führen und eine Drosselspule (32) in Reihe mit einer der beiden Leitungen (10, 12) geschaltet ist.

   Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (28) in Reihe mit einer der beiden Leitungen (10, 12), die die Spannung zu der Entladungslampe (26) führen, geschaltet ist und ein Kondensator (34) die beiden Leitungen (10, 12) überbrückt und somit der hintereinandergeschalteten Sekundärwicklung (28) und Lampe (26) parallelgeschaltet ist.

   Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (6) des Trans for mäjbrs (6, 28), die Starterlampe (2) und ein Kondensator (4) eine Reihenschaltung bilden, die zwischen den beiden spannungsführenden Leitungen (10, 12) liegt und dass die Sekundärwicklung (28) in Reihe mit einer der beiden Leitungen (10, 12) zwischen der Reihenschaltung aus den drei Bauelementen (2, 4, 6) und der Entladungslampe (26) geschaltet ist und ein Kondensator (36) parallel zu der Reihenschaltung aus den drei Bauelementen (2, 4, 6) zwischen diesen und der Sekundärwicklung (28) an die Leitungen (10, 12) angeschlossen ist.

   Schaltungsanordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (6, 28) so ausgelegt ist, dass er eine niedrige Impedanz und eine Dämpfung für HF aufweist, z.B«, dass der magnetische Kreis des Transformators (6/28) aus Material besteht, das einen niedrigen Verlust für Hf und einen Luftspalt aufweist.

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   8. Schaltungsanordnung nach Anspruch i , dadurch gekennzeichnet, dass die in dieser verwendete ötarterlampe (2) so ausgeführt ist, dass deren Elektroden während des Startens der Lampe kühl bleiben und in Bezug auf die Fähigkeit, Elektronen zu emittieren, auch bei Ausdehnung des Vorganges nicht zunimmt.