DE1589131B2

DE1589131B2 - Verfahren zum Betrieb von Leucht stofflampen

Info

Publication number: DE1589131B2
Application number: DE19671589131
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Koegel; Hermann Oltmanns; Horst Rohrbeck
Original assignee: CEAG DOMINIT AG 4600 DORTMUND
Current assignee: CEAG DOMINIT AG 4600 DORTMUND
Priority date: 1967-07-28
Filing date: 1967-07-28
Publication date: 1973-10-31
Also published as: SE351547B; CH477144A; ES353276A1; FR1560959A; LU55985A1; NL6806009A; DE1589131A1; BE714382A; GB1178956A

Description

von Nachteil für die Lebensdauer der Leuchtstofflampe.

Zweck der Erfindung ist es, unter Vermeidung dieser Nachteile der bekannten Verfahren und An-Ordnungen einen völlig unterbrechungsfreien Übergang von Netzversorgung auf Batterieversorgung zu erzielen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Leuchtstofflampe gleichzeitig an einen Wechselrichter als höherfrequente Stromquelle und an das Netz als niederfrequente Stromquelle angeschlossen ist und daß der Wechselrichter bei ausfallender oder unter einen bestimmten Wert absinkender Netzspannung bzw. das Netz bei wiederkehrender Netzspannung in kontinuierlichem Übergang die ständig gleichmäßige Versorgung der Leuchtstofflampe durch Steuerung eines elektronischen Steuerelements übernimmt, das durch einen vom Gleichrichter abgezweigten Steuerstrom angesteuert wird, wobei im Übergangszustand von Netzbetrieb auf Wechselrichterbetrieb oder umgekehrt, die Leuchtstofflampe gleichzeitig von niederfrequentem Netzstrom und höherfrequentem Wechselrichterstrom durchflossen wird.

Die Wirkungsweise der Schaltung sei an Hand des Prinzipschaltplans näher erläutert.

Die Leuchtstofflampe 1 ist in an sich bekannter Weise über eine Vorschaltdrossel 2 an das Versorgungsnetz 4 angeschlossen. Die Blindleistung der Drossel 2 kann hierbei durch einen Kondensator 3 kompensiert sein. Außerdem ist die Batterie 8 über einen Transformators, einen Gleichrichter6 und eine im Durchlaß betriebene Diode 7 an das Versorgungsnetz 4 angeschlossen. Die Leuchtstofflampe ist neben dem Netzanschluß gleichzeitig über einen aus dem Kondensator 9 und der Drossel 10 bestehenden Serienresonanzkreis und über den Vorschaltkondensatorll an einen Wechselrichter 12 angeschlossen. Die an der Induktivität 10 des Serienresonanzkreises beim Einschalten des Wechselrichters auftretende hohe Resonanzspannung dient zum Zünden der kaiten Leuchtstofflampe. Diese Zündhilfe ist nur dann erforderlich, wenn die Leuchtstofflampe während einer Netzstörung eingeschaltet werden soll. Demgegenüber ist die Zündhilfe dann nicht notwendig, wenn die Leuchtstofflampe beim Auftreten einer Netzstörung bereits in Betrieb war. Der Wechselrichter 12 wird über einen spannungsempfindlichen elektronischen Schalter 13 von der Batterie 8 gespeist

Bei Netzbetrieb hält ein vom Verbindungspunkt 14 zwischen Gleichrichter 6 und Diode 7 abgezweigter Steuerstrom über die Steuerleitung 15 den elektronischen Schalter 13 geöffnet. Bei Netzausfall oder Absinken der Netzspannung unter einen vorgegebenen Wert sinkt der Steuerstrom und schaltet über den elektronischen Schalter 13 den Wechselrichter 12 ein. Die Diode 7 verhindert dabei, daß ein Steuerstrom von der Batterie 8 an den elektronischen Schalter 13 geliefert wird. Der Schalter 13 kann durch entsprechende Wahl des Schaltpegels so eingestellt werden, daß bei absinkender Netzspannung der Wechselrichter 12 überlappend oder für das Auge unterbrechungsfrei die Speisung der Leuchtstofflampe übernimmt.

Sinngemäß geht bei Wiederkehr der Netzspannung die Speisung der Leuchtstofflampe vom Wechselrichter auf das Versorgungsnetz über, indem der Schalter 13 durch den wiederkehrenden Steuerstrom geöffnet wird.

Wechselrichter und Vorschaltglieder können insbesondere so dimensioniert werden, daß die Leuchtstofflampe vom Wechselrichter mit verminderter Leistung betrieben wird, wie es bei Notbeleuchtungen üblich ist.

Sinkt infolge einer Störung im Versorgungsnetz die Netzspannung auf einen Wert, der sich bereits in Höhe des Schaltpegels des elektronischen Schalters befindet, jedoch noch oberhalb der Brennspannung der Lampe liegt, so wird die Leuchtstofflampe von beiden Stromquellen parallel gespeist. Es hat sich gezeigt, daß diese Betriebsart ohne schädliche Auswirkungen möglich ist.

Um einen störungsfreien Betrieb der Schaltung zu gewährleisten, müssen das Verhältnis der Wechselrichterfrequenz zur Netzfrequenz und die sich hieraus sowie aus den Lampendaten ergebenden Werte der Vorschaltglieder so gewählt werden, daß folgende Bedingungen eingehalten werden:

Die Impedanz des Vorschaltkondensators 11 muß bei Netzfrequenz groß und bei Wechselrichterfrequenz hinreichend klein gegenüber der Impedanz der gezündeten Leuchtstofflampe sein. Die Wechselrichterfrequenz muß außerdem so gewählt werden, daß die Impedanz der Vorschaltdrossel 2 bei Wechselrichterfrequenz groß ist gegenüber der Impedanz der gezündeten Leuchtstofflampe. Dadurch ist gewährleistet, daß' selbst bei einem Kurzschluß des Versorgungsnetzes der Wechselrichterbetrieb der Leuchtstofflampe nicht beeinträchtigt wird.

Die beschriebene Schaltungsanordnung gestattet es in einfacher Weise, eine Leuchtstofflampe im überlappenden oder für das Auge unterbrechungsfreien Betrieb aus zwei verschiedenen Stromquellen wechselseitig zu betreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Anordnung erfordert für jede Lichtquelle zwei Patentansprüche: Leuchtstofflampen und ist daher aufwendig und teuer.

1. Verfahren zum Betrieb von Leuchtstoff- Weiterhin ist es bekannt, bei Ausfall der Netzlampen aus zwei Stromquellen unterschiedlicher 5 spannung mit Hilfe eines spannungsempfindlichen Frequenz, dadurchgekennzeichnet, daß Schalters, z. B. eines Relais, eine Leuchtstofflampe die Leuchtstofflampe (1) gleichzeitig an einen vom Netz abzutrennen und sie auf die Ersatzstrom-Wechselrichter (12) als höherfrequente Strom- quelle umzuschalten. Dieser Schalter kann auch an quelle und an das Netz (4, 4) als niederfrequente Stelle der Leuchtstofflampe selbst einen diese betrei-Stromquelle angeschlossen ist und daß der Wech- io benden Wechselrichter von der Hauptstromquelle selrichter (12) bei ausfallender oder unter einen (gleichgerichtete Netzspannung) auf die Ersatzstrombestimmten Wert absinkender Netzspannung bzw. quelle (Batterie) umschalten.

das Netz bei wiederkehrender Netzspannung in In der deutschen Auslegeschrift 1168 564 ist eine kontinuierlichem Übergang die ständige gleich- Beleuchtungsanordnung beschrieben, bei der Leuchtmäßige Versorgung der Leuchtstofflampe (1) 15 stofflampen durch ein Umschaltgerät wahlweise an durch Steuerung eines elektronischen Steuer- ein Wechselstromnetz oder über einen Transistorelements (13) übernimmt, das durch einen vom wechselrichter an eine Batterie anzuschließen sind. Gleichrichter (6) abgezweigten Steuerstrom an- Der Schaltvorgang wird dabei durch spannungsabhängesteuert wird, wobei im Übergangszustand von gige elektromagnetische Umschalter vorgenommen.
Netzbetrieb auf Wechselrichterbetrieb oder um- 20 Im deutschen Gebrauchsmuster 1 916 398 ist ein gekehrt die Leuchtstofflampe gleichzeitig von mit einem Umschaltgerät versehener Wechselrichter niederfrequentem Netzstrom und höherfrequen- beschrieben, der zum wahlweisen Betrieb von Leuchttem Wechselrichterstrom durchflossen wird. stofflampen aus einem Wechselstromnetz oder aus

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- einer Gleichstromquelle dient. Der Streufeldtransforkennzeichnet, daß die Leuchtstofflampe bei 25 mator der Leuchtstofflampe enthält dort außer der Wechselrichterbetrieb mit gegenüber dem Netz- vom Wechselrichter gespeisten Primärwicklung eine betrieb verminderter Leistung betrieben wird. zusätzliche Primärwicklung, die über das Umschalt-

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des gerät mit dem Wechselstromnetz verbunden werden Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- kann. Auf diese Weise sollen bei Speisung aus der kennzeichnet, daß die Leuchtstofflampe (1) über 30 Gleichstromquelle und bei Speisung aus dem Wecheine durch einen Kondensator (3) kompensierte selstromnetz annähernd gleiche .Spannungs- und Vorschaltdrossel (2) an das Netz (4) und über Stromverhältnisse auf der Sekundärseite des Transeinen auf die Wechselrichterfrequenz abgestimm- formators erzielt werden. Der Streufeldtransformator ten Serienresonanzkreis (9, 10) und einen Vor- enthält zwei weitere Wicklungen, die mit den Steuerschaltkondensator (11) an den Wechselrichter 35 eingängen der Transistoren des Wechselrichters ver-(12) angeschlossen ist. bunden sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- Der Umschaltvorgang wird jedoch ebenso wie bei durch gekennzeichnet, daß zur Ladung der Bat- den vorher beschriebenen Vorrichtungen durch terie (8) ein Transformator (5), Gleichrichter (6) spannungsabhängige elektromagnetisch betätigte und eine in Flußrichtung betriebene Diode (7) 40 Schalter vorgenommen. Diese Umschaltart läßt auch vorgesehen sind. bei Anwendung von Transistorwechselrichtern einen

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 völlig unterbrechungsfreien Betrieb nicht zu. Weiterund 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz hin ist der elektromagnetische Schalter in der Regel des Vorschaltkondensators (11) bei Netzfrequenz einem gewissen Verschleiß unterworfen.

groß ist gegenüber der Impedanz der gezündeten 45 Schließlich ist es bekannt, Leuchtstofflampen Leuchtstofflampe (1) und daß bei Wechselrichter- grundsätzlich über einen Wechselrichter aus einer frequenz die Impedanz der Vorschaltdrossel (2) Batterie zu speisen, die in Verbindung mit dem Vergroß ist gegenüber der Impedanz der gezündeten sorgungsnetz im Pufferbetrieb arbeitet. Diese AnLeuchtstofflampe (1). Ordnung arbeitet zwar bei Netzausfall unter-

50 brechungsfrei, hat jedoch folgende Nachteile:

Der Stromversorgungsteil (Transformator und

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb Gleichrichter) muß den vollen Strombedarf für von Leuchtstofflampen aus zwei Stromquellen unter- Wechselrichter und Leuchtstofflampe sowie den Erschiedlicher Frequenz sowie eine zur Durchführung haltungsladestrom der Batterie aufbringen. Bei der dieses Verfahrens geeignete Schaltungsanordnung. 55 für Notbeleuchtungen vorzugsweise verwendeten Besondere Schaltungsanordnungen werden zum Lademethode mit W-Kennlinie ändert jede Streuung Betrieb von Leuchtstofflampen unter anderem dann der Stromaufnahme des Wechselrichters den Ladebenötigt, wenn Beleuchtungseinrichtungen auch bei strom und damit die Ladezeit für die Batterie erheb-Ausfall des Versorgungsnetzes noch in Betrieb lieh. Außerdem wird im Falle eines Defekts der bleiben müssen. , 60 Leuchtstofflampe durch fehlende Belastung des

Zu diesem Zweck ist es bereits bekannt, sowohl Wechselrichters die Batterie überladen, was insbesonder Hauptstromquelle als auch der Ersatzstromquelle dere bei Verwendung gasdichter Zellen zu ihrer Zereine eigene Leuchtstofflampe in der gleichen oder in störung führen kann.

getrennten Leuchten zuzuordnen. Bei Ausfall des Bei den zuletzt genannten Schaltungen, bei denen

Versorgungsnetzes und Erlöschen der einen Leucht- 65 die Leuchtstofflampe grundsätzlich über einen Wechstofflampe wird durch einen spannungsempfindlichen selrichter betrieben wird, ist außerdem die bei Ver-Schalter, z. B. ein Relais, die andere Leuchtstofflampe Wendung einfacher Wechselrichter hohe Impulsüber die Ersatzstromquelle in Betrieb gesetzt. Diese flankensteilheit der Wechselrichterausgangsspannung