DE1589286C3

DE1589286C3 - ZUnd- und Betriebseinrichtung für eine Hochdruck-Entladungslampe

Info

Publication number: DE1589286C3
Application number: DE19671589286
Authority: DE
Inventors: Horst Krense; Gerdy Lueck
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1967-04-20
Filing date: 1967-04-20
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE1589286A1; DE1589286B2

Description

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Demgegenüber liegt der Erfindung die Erkenntnis und Sicherung. Anderenfalls würde der Kondensator zugrunde, daß eine hohe Stoßspannungsimpulsrate zerstört werden oder mehr als die doppelten Abmesmit etwas geringeren Spannungsspitzen von etwa 2 kV sungen aufweisen müssen, um die hohen Resonanzfür eine zuverlässige Zündung der Hochdruck-Entla- ströme aufnehmen zu können. Die Reihenschaltung dungslampen günstiger ist, als die bei den bekannten S eines entsprechend bemessenen Dämpfungswiderstan-Zündeinrichtungen für Hochdruck-Entladungslampen des ermöglicht nun die Verwendung von schwächeren üblichen hohen Spannungsimpulse, die mit einer klei- Sicherungen, die zweckmäßig als träge Feinsicherunneren Impulsrate abgegeben werden. Demnach muß gen für 0,1 bis 3 Ampere ausgebildet sind. Statt der der Starter möglichst schnell arbeiten. Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Siche-

Erfindungsgemäß ist die Zünd- und Betnebsein- io rung kann natürlich auch ein Widerstand mit Sicherichtung für eine elektrische gas- und/oder dampf- rungswirkung verwendet werden. Der Starter arbeitet gefüllte Hochdruck-Entladungslampe mit nicht vor- übrigens auch ohne Verwendung von zusätzlichen geheizten, festen Elektroden und einer die Lampe kapazitiven oder induktiven Vorschaltgeräten und Heüberbrückenden Zündeinrichtungen enthaltenden fert dann je nach Induktivität des Leitungsnetzes Leitung und einer mit der Lampe in Reihe liegenden 15 Zündspannungsimpulse, die mindestens 20 %> über Drosselspule, die zwischen dem Netz und der über- der angelegten Netzspannung liegen. Ein Beispiel brückenden Leitung angeordnet ist, gekennzeichnet hierfür ist die Zündanordnung für eine Mischlichtdurch die Kombination, daß diese Brückenleitung in lampe.

Reihenschaltung einen Glimmzünder, einen Konden- Eine vorteilhafte Ausführung einer Zünd- und Be-

sator und einen Widerstand aufweist und der Glimm- 20 triebseinrichtung gemäß der Erfindung zur Erzielung

zünder zur Erzielung einer hohen Anzahl von mehr von Stoßspannungen unter etwa 2 kV ergibt sich bei

als zehn Spannungsstoßimpulsen pro Halbwelle mit einer Bemessung, bei der der Kondensator eine Ka-

dünnen, gut wärmeableitenden, großflächigen Birne- pazität von etwa 0,8 μΡ aufweist, die Bimetalle des

tallen ausgestattet ist, der Kondensator zur Begren- Glimmschalters bei einer spezifischen thermischen

zung des Starter-Kurzschlußstromes auf weniger als 25 Ausbiegung it von mindestens 0,05/⁰C, zweckmäßig

0,5 Ampere (etwa 0,01 bis 0,5 Ampere) eine Kapazi- von mehr als 0,15/⁰C mit Abmessungen von etwa

tat von etwa 0,1 bis 5 μΡ besitzt und der Widerstand 0,1 X 5 χ 8 mm bei einer wirksamen Länge von etwa

zur Dämpfung unzulässig hoher Resonanzströme für 4,5 bis 5 mm ausgestattet sind, der Widerstand für

etwa 2 bis 20 Ohm bei einer Belastbarkeit von etwa etwa 7 Ohm bei 1 W bemessen und die Feinsicherung

0,1 bis 5 W bemessen ist. 30 für etwa 1,25 Ampere vorgesehen ist. Die Kontakte

Durch die Reihenschaltung eines Kondensators in sind hierbei zweckmäßig als W-Kontakte von etwa

der angegebenen Größenordnung wird der dem Zün- 1,0 χ 5 mm ausgebildet, z. B. Wolframkontakte in

der zur Verfügung stehende Strom so weit begrenzt, Stabform.

daß ein Glimmzünder mit dünnen Bimetallen verwen- Der obige Kennwert K bezeichnet die Ausbie-

det werden kann, der eine kurze Glimmdauer bedingt. 35 gung (d) eines geraden, einseitig eingespannten Strei-

Die Bimetalle weisen außerdem große Oberflächen fens von 100 mm freier Länge (/) und 1 mm Dicke (s)

auf, die die erzeugte Wärme gut ableiten. Infolge der für 1°C Temperaturdifferenz (JT) und ergibt sich

dadurch auftretenden geringen Stromwärme und der aus der Beziehung
zugleich schnellen Auslenkung der Bimetalle wird

eine hohe Anzahl von Spannungsstoßimpulsen gelie- 40 g_ " '^s . ^q*.

fert. Die Spannungsimpulse, die periodisch auftreten, A T ■ /²
werden beim Öffnen der Glimmzünderelektroden

durch eine Induktion in der Drosselspule erzeugt. Zur Erzielung von Stoßspannungen über 2 kV er-Diese wirkt gleichzeitig als Sperrdrossel und verhin- gibt sich ein günstiges Zündverhalten der Lampe, dert, daß Impulse ins Netz laufen. Um die Neigung 45 wenn die Bimetalle bei der wie vorstehend angegebezu Verschweißungen zu vermeiden, die eine Verringe- nen, spezifischen thermischen Ausbiegung Abmessunning der Zahl der Stoßimpulse zur Folge hätten, sind gen von etwa 0,1 χ 2 X 8 mm bei einer wirksamen die Bimetalle mit relativ starken Wolfram-Kontakten Länge von 4,5 bis 5 mm aufweisen, der Widerstand versehen. Die schnell sich schließenden und wieder für etwa 7 Ohm bei 0,5 W bemessen und eine Feinöffnenden Glimmzünder-Kontakte arbeiten ver- 50 sicherung für etwa 1,25 Ampere verwendet ist. Die gleichsweise wie ein schnellschaltender Zerhacker, hier ebenfalls vorgesehenen ^-Kontakte besitzen bis die günstigsten Voraussetzungen für einen aus- zweckmäßig die Abmessungen von 0,8 X 3 mm.
reichend hohen Spannungsstoß zufällig zusammen- Zur Erzielung hoher Stoßspannungen von über treffen, was bei der hohen Anzahl der Spannungs- 1,5 kV in möglichst schneller Folge ist eine Gasfülstoßimpulse schnell und zuverlässig eintritt. Das Ab- 55 lung mit guter Wärmeleitfähigkeit zu wählen. Als schalten des Glimmzünders erfolgt völlig selbsttätig, günstig hat sich eine Gasfüllung des Glimmzünders da nach dem Zünden der Lampe die am Glimm- mit etwa 22 Torr He 4- 3 °/o H₂ + 0,2 mC/1 Kr 85 + zünder anliegende Spannung unter dessen Zündspan- Hg-Dampf gesättigt erwiesen. Gute Zündeigenschafnung liegt. ten der Zünd- und Betriebseinrichtung gemäß der

Unzulässig hohe Resonanzströme können bei un- 6° Erfindung haben sich bei Temperaturen bis —40°

günstigem Zündverhalten von Hochdruck-Entla- ergeben. Die Impulszahl und die Impulsspannungen

dungslampen auftreten. Der Widerstand in Reihen- gewährleisten bei Netzspannungen von 220 V ± 10%

anordnung mit dem Glimmzünder und dem Konden- einwandfreie Zündungen der Hochdruck-Entladungs-

sator unterdrückt die insbesondere bei schlecht lampen.

zündenden Lampen während des Zündvorganges 05 in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer

mehrere Perioden lang auftretenden hochfrequenten Zünd- und Betriebseinrichtung für eine elektrische

Kippschwingungen und die damit verbundene hohe gas- und/oder dampfgefüllte Hochdruck-Entladungs-

Strombelastung von Lampe, Zünder, Kondensator lampe gemäß der Erfindung veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt die Anordnung der Zündeinrichtung in einer Schaltung einer Hochdruck-Entladungslampe mit vorgeschalteter Drossel;

F i g. 2 stellt die gleiche Zündanordnung in einer Schaltung einer Hochdruck-Entladungslampe mit in Reihe angeordneter Glühwendel, jedoch ohne vorgeschaltete Drossel dar;

F i g. 3 ist die Ansicht eines in der Einrichtung benutzten Glimmzünders;

F i g. 4 ist eine Seitenansicht eines Glimmzünders nach Fi g. 3, teilweise im Schnitt.

In F i g. 1 und 2 ist die in einem gemeinsamen Gehäuse 1 untergebrachte Reihenanordnung eines Glimmzünders 2, eines Kondensators 3, eines Widerstandes 4 und einer Sicherung 5 in einer die Hochdruck-Entladungslampe überbrückenden Leitung 7 dargestellt. Der Lampe 6 ist in F i g. 1 eine Drossel 8 und in Fig. 2 eine Glühwendel 9 vorgeschaltet. Um Spannungsstöße von mehr als 1,5 kV zu erzielen, beträgt die Drosselinduktivität bei einer Kondensator- *o kapazität von 0,8 μΡ ζ. B. etwa 0,15 Hy. Der in F i g. 3 und 4 dargestellte Glimmzünder 2 weist die Wärme gut ableitende großflächige, dünne Bimetalle 10 auf, an deren freien Enden Wolfram-Kontakte 11 im Winkel von beispielsweise 45° zueinander angeordnet sind, um ein Verschweißen der Kontaktflächen zu vermeiden.

Infolge des schnellen Schließens und öffnens der Glimmzünderkontakte erfolgt eine zuverlässige Zündung der Lampe trotz geringerer Stoßspannung als derjenigen bisher bekannter Zündeinrichtungen für Hochdrucklampen. Die Zündzeit ist bei Raumtemperatur etwa ein Drittel kürzer als bei dem bisher verwendeten, innerhalb eines Außenkolbens angeordneten, thermischen Schalter. Da der Starter außerhalb des Außenkolbens der Lampe angeordnet ist und folglich schneller abkühlt, verkürzt sich die Wiederzündzeit der Lampe etwa um die Hälfte. Die Drossel kann kleiner bemessen werden, da sie wegen der Verwendung eines Sicherungswiderstandes bzw. einer Sicherung im Starter nicht kurzschlußfest zu sein braucht. Die neuen Starter haben gute Zündeigenschaften bis etwa -4O⁰C und sind jeweils für größere Typenreihen von Hochdruck-Halogen-Entladungslampen und Natrium-Entladungslampen verwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zünd- und Betriebseinrichtung für eine elektrische gas- und/oder dampfgefüllte Hochdruck-Entladungslampe mit nicht vorgeheizten, festen Elektroden und einer die Lampe überbrückenden, Zündeinrichtungen enthaltenden Leitung und einer mit der Lampe in Reihe liegenden normalen Drosselspule, die zwischen dem Netz und der überbrückenden Leitung angeordnet ist, g e kennzeichnetdurch die Kombination, daß diese Brückenleitung in Reihenschaltung einen Glimmzünder, einen Kondensator und einen Widerstand aufweist und der Glimmzünder zur Erzielung einer hohen Anzahl von mehr als zehn Spannungsstoßimpulsen pro Halbwelle mit dünnen, gut wärmeableitenden, großflächigen Bimetallen ausgestattet ist, der Kondensator zur Begrenzung des Starter-Kurzschlußstromes auf weniger als 0,5 Amp. eine Kapazität von etwa 0,1 bis 5 μ¥ besitzt und der Widerstand zur Dämpfung unzulässig hoher Resonanzströme für etwa

2 bis 20 Ohm bei einer Belastbarkeit von etwa 0,1 bis 5 W bemessen ist.

2. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brückenstromkreis zum Schutz der Lampendrossel eine Feinsicherung für etwa 0,1 bis

3 Amp. angeordnet ist.

3. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator eine Kapazität von etwa 0,8 μΡ aufweist, die Bimetalle des Glimmschalters bei einer spezifischen thermischen Ausbiegung K von mindestens 0,05/⁰C, vorzugsweise von mehr als 0,15/⁰C mit Abmessungen von etwa 0,1 X 5 X 8 mm bei einer wirksamen Länge von etwa 4,5 bis 5 mm ausgestattet sind, der Widerstand für etwa 7 Ohm bei 1 W bemessen und die Feinsicherung für etwa 1,25 Amp. vorgesehen ist.

4. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte als W^-Kontakte von etwa 1,0 X 5 mm ausgebildet sind.

5. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung von Stoßspannungen über 2 kV die Bimetalle bei einer spezifischen thermischen Ausbiegung K von mindestens 0,05/° C, vorzugsweise von mehr als 0,15/⁰C, Abmessungen von etwa 0,1X2X8 mm bei einer wirksamen Länge von 4,5 bis 5 mm aufweisen, der Widerstand für etwa 7 Ohm bei 0,5 W bemessen und eine Feinsicherung für etwa 1,25 Amp. verwendet ist.

6. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte als IF-Kontakte von etwa 0,8 X 3 mm ausgebildet sind.

7. Zünd- und Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 und/oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung möglichst hoher Stoßspannungen von über 1,5 kV in möglichst schneller Folge eine die Wärme gut leitende Gasfüllung von etwa 22 Torr He+3°/oH₂+O,2mC/lKr85 + Hg-Dampf gesättigt enthält.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zünd- und Betriebseinrichtung für eine elektrische gas- und/oder dampfgefüllte Hochdruck-Entladungslampe mit nicht vorgeheizten, festen Elektroden und einer die Lampe überbrückenden, Zündeinrichtungen enthaltenden Leitung und einer mit der Lampe in Reihe liegenden normalen Drosselspule, die zwischen dem Netz und der überbrückenden Leitung angeordnet ist.

Bei Niederdruck-Entladungslampen ist es bekannt,

ίο in der Brückenleitung zur Lampe einen Glimmzünder, einen Kondensator und einen Widerstand in Reihe anzuordnen (DT-PS 762 988, DT-PS 937 000 und DT-AS 1 180 456).

Hier kommt es auf eine ausreichende Vorheizung der Elektrodenwendeln an, um die Lampen bei niedrigen Zündspannungsspitzen sicher und schonend zu zünden; es genügt meist schon ein einziger Zündspannungsimpuls von weniger als 1 kV. Der Starter muß demnach für eine genügend lange Elektroden-

ao vorheizzeit sorgen. Dazu ist der Glimmzünder mit Bimetallelektroden ausgestattet, die eine möglichst lange Schließzeit besitzen. Der Kondensator und die Vorschaltdrosselspule sind annähernd auf Resonanz abgestimmt, was einen erhöhten Vorheizstrom be-

a5 wirkt.

Im Gegensatz dazu werden die Hochdruck-Entladungslampen mit nicht vorheizbaren Elektroden durch eine Folge von Stoßspannungsimpulsen gezündet, wobei Stoßspannungsspitzen von einigen kV benötigt werden. Die bisher bei den Niederdruck-Entladungslampen verwendeten Starter können bei den bezeichneten Hochdruck-Entladungslampen zu keiner befriedigenden Zündung führen. Die Glimmzünder müßten entsprechend den höheren Kurzschlußströmen mit stärkeren Bimetallelektroden ausgestattet sein. Derartige stärkere Bimetalle lassen sich jedoch mit dem durch die Gasfüllung bedingten Glimmstrom nicht genügend schnell bewegen, d. h. die Glimmzeiten bis zu den Kontaktschlüssen würden übermäßig lange dauern, bzw. es käme bei Unterspannung gar nicht zum Kontaktschluß. Es wurden nur in größeren Abständen Stoßimpulse erzeugt werden, die zur Zündung der Lampe nicht ausreichen.

Auch bei einer bekannten Zündeinrichtung für eine Hochdruck-Entladungslampe enthält die Starteranordnung unter anderem eine Reihenschaltung eines Glimmzünders, eines Kondensators und eines Widerstandes (DT-PS 1 639 133). Durch die Verwendung einer Spezialdrossel mit Anzapfung liegt allerdings auch der zweite Teil der Drosselspule im Parallelkreis der Lampe. Hier wird beim Schließen der Bimetallelektroden durch eine Aufwärtstransformation ein großer Startspannungsimpuls erzeugt, und falls die Lampe beim ersten Versuch nicht zündet, tritt eine Folge von willkürlichen Startimpulsen auf. Es liegt fast die gesamte Netzspannung am Starter an, so daß der Glimmzünder fast immer anspr;cht. Dadurch wird auch nach dem Starten der Lampe ein Abschalten des Glimmzünders erforderlich, was durch Thermoschalter mit Heizwicklung geschieht.

Ebenfalls hohe Startspannungsimpulse werden durch die Zündvorrichtungen der DT-OS 1 589 122 erzeugt, wo die Starteranordnung statt eines Glimmzünders einen Überspannungsableiter enthält. Die hohen Spannungsimpulse sind notwendig, um bei der relativ kleinen Impulsrate — die Spannungsimpulse werden pro Halbwelle der Wechselspannung abgegeben — eine sichere Zündung zu gewährleisten.