DE1589323A1

DE1589323A1 - Circuit arrangement for an alternating current-fed discharge lamp with preheatable electrodes

Info

Publication number: DE1589323A1
Application number: DE19671589323
Authority: DE
Inventors: Hentschel Dr-Ing Hans-Juergen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-01-20
Filing date: 1967-01-20
Publication date: 1970-03-26
Also published as: NL6800171A; ES349564A1; AT280421B; FR1552430A; CH462956A; BE709631A; SE323450B

Description

Schaltungsanordnung für eine wechselstromgespeiste Entladungslampe mit vorheizbaren ElektrodenCircuit arrangement for an alternating current-fed discharge lamp with preheatable electrodes

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine wechselstromgespeiste Entladungslampe mit vorheizbaren Elektroden, mit einem induktiven Vorschaltgerät und einem einen Magnetschalter enthaltenden Elektrodenbrückenkreis, der zwei zueinander parallele, mit den Verzweigungsstellen an die Elektroden angeschlossene Stromwege besitzt, wobei in dem einen Stromweg, die Magnetspule des Magnetschalters und in dem anderen Stromweg das von dieser Magnetspule zu betätigende Schaltglied des Magnetsehalters in Form eines mit einer Rückholfeder versehenen Ruhekontaktes vorgesehen ist, der beim. Ansprechen der Magnetspule öffnet. · .The invention relates to a circuit arrangement for a AC-fed discharge lamp with preheatable electrodes, with an inductive ballast and an electrode bridge circuit containing a magnetic switch, the two parallel to each other, with the branch points to the Electrodes connected current paths has, in which one Current path, the solenoid of the magnetic switch and in the other Current path the switching element of the magnetic switch to be actuated by this magnetic coil in the form of a return spring provided normally closed contact is provided when. Speak to the solenoid opens. ·.

Solche Anordnungen sind durch die USA-Patentschrift 3 086 141 und die britische Patentschrift 530 098 bereits bekannt. Bei diesen Start- und Betriebsschaltungen ist ein als Öffner bezeichnetes Schaltglied, das beim Einschalten öffnet und beim Ausschalten schließt, von einem Thermoschalter gebildet, der ein Bimetallglied und ein Kontaktpaar hat. Von diesem Kontaktpaar ist ein Kontaktteil an einem Hebel befestigt, der als Anker von der mit einer einzigen Wicklung versehenen Magnetspule angezogen worden kann. Das Kontaktpaar wird jeweils von dem Bimetallglied geöffnet. Bei der einen bekannten Anordnung Öffnet das .Kontaktpaar in der Weise, daß ein am Bimetallglied sitzender Gegenkontaktteil sich von dem am Hebel angebrachten Kontaktteil wegbewegt. Bei der anderen bekannten Anordnung kommt das öffnen des Kontaktpaares dadurch zustande, daß das Bimetallglied den am Hebel sitsenden Kontaktteil von einem ortsfesten G-egenkonfcakfc-Such arrangements are disclosed in U.S. Patent 3,086,141 and British patent specification 530 098 already known. In these starting and operating circuits, one is used as an opener Designated switching element that opens when switched on and when Switching off includes, formed by a thermal switch Has a bimetal link and a pair of contacts. From this pair of contacts a contact part is attached to a lever, which acts as an anchor attracted by the single winding solenoid can be. The pair of contacts is each from the bimetal member opened. In one known arrangement, the opens .Kontaktpaar in such a way that one seated on the bimetal member Mating contact part differs from the contact part attached to the lever moved away. In the other known arrangement, the opening of the pair of contacts is brought about by the fact that the bimetal member is the Lever sits the contact part of a stationary G-egenkonfcakfc-

·/. 4.5.19.071· /. 4.5.19.071

_ 2 - PLA 67/1036_ 2 - PLA 67/1036

teil weg in Richtung auf die Magnetspule bewegt. Diese Magnetspule und das Bimetallglied sind so bemessen, daß nach Aufheizung der Lampenelektroden das Kontaktpaar getrennt und der mit dem Kontaktteil versehene Hebel als Anker von der Magnetspule angezogen wird. In der angezogenen Stellung verbleibt der Hebel während des Betriebes der Entladungslampe. Die Verwendung des Thermoschalters hat mehrere Nachteile» Bei den kurzen Ansprechzeiten dieses Schalters muß das Bimetallglied genau justiert, werden. Bei Kurzschluß in dem parallel sum Kontaktpaar liegenden Entstörkondensator der einen bekannten Anordnung und bei Kleben oder Verschweißen des Kontaktpaares im Thermoschalter fließt ein Dauerkurzschlußstrom von schädlicher Größe.partly moved away in the direction of the solenoid. This solenoid and the bimetallic element are dimensioned so that after heating the lamp electrodes, the contact pair is separated and the one with the Contact part provided lever as armature attracted by the magnet coil will. The lever remains in the attracted position while the discharge lamp is in operation. Using the The thermal switch has several disadvantages »The short response times of this switch, the bimetallic element must be precisely adjusted. In the event of a short circuit in the parallel pair of contacts Interference suppression capacitor of the one known arrangement and flows in when the contact pair is glued or welded in the thermal switch Continuous short-circuit current of harmful magnitude.

Außerdem ist die Schaltungsanordnung gemäß der USA-Patentschrift 2 272 770 bekannt. Bei dieser Anordnung ist ein Widerstand, dessen Charakteristik der eines Kaltleiters entspricht, zwischen einer Drosselspule und einer Lampenelektrode in den Lampenstromkreis eingefügt. Dies ist erforderlich, damit im. Elektroden-■ brückenkreis ein mit einer Rückholfeder versehenes Schaltglied während des Lampenbetriebs dauernd geöffnet bleibt. Wenn die Lampe defekt ist und nicht sündet, so tritt ständig ein kurzzeitiges Öffnen sowie Schließen und damit sowohl ein Dauervorheizbetrieb mit Überlastung, der Drosselspule als auch eine Geräuschbelästigung sowie eine Überlastung des elektromagnetischen Schalters und seiner Kontakte.ein. Beim Abschalten des Stromkreises mittels eines vor der Drosselspule liegenden Schalters und bei erneutem Wiedereinschalten ist der kaltleiterähnliche Widerstand noch nicht genügend abgekühlt, um den Zündvorgang der Lampe sicherzustellen. The circuit arrangement according to US Pat. No. 2,272,770 is also known. In this arrangement, a resistor, the characteristics of which correspond to those of a PTC thermistor, is inserted between a choke coil and a lamp electrode in the lamp circuit. This is necessary for the. Electrode- ■ bridge circuit a switching element provided with a return spring remains open continuously during lamp operation. If the lamp is defective and does not ignite, there is a constant short-term opening and closing and thus both continuous preheating operation with overload, the choke coil and noise pollution as well as overloading of the electromagnetic switch and its contacts. When the circuit is switched off by means of a switch located in front of the choke coil and when it is switched on again, the PTC-like resistor has not yet cooled down sufficiently to ensure that the lamp ignites.

Eine Verbesserung ist gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß in dem das Schaltglied mit dem Ruhekontakt enthaltenden Stromweg in Reihe mit diesem Schaltglied ein Kaltleiter angeordnet ist, _; der bei Erreichen seiner Sprungtemperatur die Spannung zwischen ^ den Elektroden erhöht und die Magnetspule des Magnetschalters- ., zum Ansprechen bringt,An improvement is achieved according to the invention in that a PTC thermistor is arranged in series with this switching element in the current path containing the switching element with the normally closed contact _; which when it reaches its critical temperature increases the voltage between the electrodes and causes the magnetic coil of the magnetic switch to respond,

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

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In der erfindungsgeraäßen Schaltungsanordnung durchfließt ein während der Vorheizperiode erhöhter Strom die Drosselspule, die Lampenelektroden und den Elektrodenbrückenkreis, in dem sich der Kaltleiter in Reihe mit dem während der Vorheizzeit geschlossenen Buhekontakt befindet. Durch den Vorheizstrom werden sowohl die Elektroden als auch der Kaltleiter aufgeheizt. Dabei nimmt der Widerstand des Kaltleiters nach Erreichen einer bestimmten Temperatur sprunghaft zu, so daß die dann an ihm abfallende Spannung ausreicht, um die Magnetspule zum Ansprechen zu bringen. Auf diese Weise ist eine sichere Zündung der Lampe nach einer Vorheizung möglich, deren Dauer durch die aufzuheizende Masse das Kaltleiters bestimmt ist. Ein Plackern kann nicht auftreten, da ein Kaltstart bei Anlegen der Netzspannung infolge der über den Kaltleiter kurzgeschlossenen Lampe unterbunden ist. Bei einer schadhaften Lampe, die nicht gezündet hat, bleibt der Ruhekontakt des als Öffner bezeichneten Schaltgliedes geöffnet. Eine wiederholte Zündung ist erst nach Abschalten und Wiedereinschalten der Netzspannung möglioh. Infolge der Unterbrechung des Elektrodenbrü.:i.enkreises nach einem erfolglosen Zündversuch ist ein zur Überhi^:.-sung den Vorschaltgerätes führender Vörheizbetrieb ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Anordnung hat den.Vorteil, daß der Kaltleiter nach erfolgter Zündung abgeschaltet wird, abkühlt und bei Ausschalten der Lampe sofort betriebsbereit ist. Außerdem ist eine zweipolige Anschlußmög-.lichkeit gegeben. Alle diese Vorteile besitzt die Anordnung nach der USA-Patentschrift 2 272 770 nicht.In the circuit arrangement according to the invention, a current that is increased during the preheating period flows through the choke coil, the lamp electrodes and the electrode bridge circuit in which the PTC thermistor is in series with the contact that is closed during the preheating period. Both the electrodes and the PTC thermistor are heated by the preheating current. The resistance of the PTC thermistor increases by leaps and bounds after a certain temperature has been reached, so that the voltage then dropping across it is sufficient to make the magnet coil respond. In this way, reliable ignition of the lamp is possible after preheating, the duration of which is determined by the mass of the PTC thermistor to be heated. A flickering cannot occur because a cold start is prevented when the line voltage is applied due to the lamp short-circuited via the PTC thermistor. In the case of a defective lamp that has not ignited, the normally closed contact of the switching element known as the normally closed contact remains open. Repeated ignition is only possible after the mains voltage has been switched off and switched on again. As a result of the interruption of Elektrodenbrü. I.enkreises after an unsuccessful attempt at ignition is to ^{overhea:.-Sung} the leading ballast Vörheizbetrieb excluded. The arrangement according to the invention has the advantage that the PTC thermistor is switched off after ignition, cools down and is immediately ready for operation when the lamp is switched off. There is also a two-pole connection option. The arrangement according to US Pat. No. 2,272,770 does not have any of these advantages.

Gegenüber dem im Hinblick auf die Ansprechzeit genau einzustellenden Bimetallglied der durch die USA-Patentschrift 3 086 141 und die britische Patentschrift 530 098 bekannten Schaltungsanordnungen hat der Kaltleiter in der erfindungsgemäßen Anordnung den Vorteil, daß sich sein Justieren erübrigt. Der Kaltleiter kann mit enger Toleranz der Sprungtemperatur in großen Stückzahlen preiswert hergestellt werden. Er unterliegt keiner mechanischen Abnutzung und hat so kleine Abmessungen, daß er auch in einem engen Startergehäuse untergebracht werden kann. Gegebenenfalls wird der Kaltleiter ^etr-· —.τΛ vom entsprechendenCompared to the bimetallic element of the circuit arrangements known from US Pat. No. 3,086,141 and British Pat. No. 530,098, the advantage of the PTC thermistor in the arrangement according to the invention is that it does not need to be adjusted. The PTC thermistor can be manufactured inexpensively in large quantities with a narrow tolerance of the critical temperature. It is not subject to mechanical wear and tear and its dimensions are so small that it can also be accommodated in a narrow starter housing. If necessary, the PTC resistor ^ etr- · —.τΛ from the corresponding

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Kontaktteil des Magnetschalters angebracht, belastet diesen nicht durch Wärmeeinwirkung und vereinfacht dadurch die Konstruktion. Beim Versagen des Starters infolge eines Kurzschlusses in dem parallel zum Kontaktpaar liegenden Entstörkondensator und bei Kleben oder Verschweißen des Kontaktpaares im Magnetschalter oder einer Unterbrechung ^!in der Magnetspule begrenzt der Kaltleiter auf jeden Fall nach der Vorheizzeit den Anschlußstrom auf einen unbedenklichen Wert von einigen Milliampere. Ein Spannungsdurchschlag im Kaltleiter führt infolge thermischer Spannungen in der keramischen Masse zur Zerstörung dieses Kaltleiters und zur Unterbrechung des Stromes. Zum Unterschied vom Bimetallglied gewährleistet der Kaltleiter eine wirksame Sicherung nicht nur bei Versagen der Lampe, sondern auch bei Versagen des Starters.Attached to the contact part of the magnetic switch, it does not load it through the effects of heat and thus simplifies the construction. If the starter fails due to a short circuit in the interference suppression capacitor lying parallel to the contact pair and if the contact pair in the magnetic switch is glued or welded or if there is an interruption ^! In any case, the PTC thermistor in the magnet coil limits the connection current to a harmless value of a few milliamperes after the preheating time. A voltage breakdown in the PTC thermistor leads to the destruction of this PTC thermistor and the interruption of the current as a result of thermal stresses in the ceramic compound. In contrast to the bimetal element, the PTC thermistor ensures effective protection not only if the lamp fails, but also if the starter fails.

Kaltleiter haben an sieh schon in Schaltungsanordnungen für Entladungslampen Eingang gefunden. Durch die deutsche Auslegeschrift 1 225 055 ist es bereits bekannt, bei Schaltungen für Leuchtstofflampen parallel zu dem induktiven Vorschaltgerät und anstelle eines Glimmstarters je einen Kaltleiter anzuordnen. Diese Schaltungsanordnung arbeitet im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht mit einem durch Stromunterbrechung erzeugten Spannungsstoß des Vorschaltgerätes zum Zünden der Lampe.PTC thermistors have already been used in circuit arrangements for Discharge lamps found entrance. Through the German interpretation document 1 225 055 it is already known in circuits for fluorescent lamps in parallel with the inductive ballast and to arrange a PTC thermistor instead of a glow starter. This circuit arrangement works in contrast to the one according to the invention Circuit arrangement not with a voltage surge of the ballast generated by a power interruption for ignition the lamp.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung für eine wechselstromgespeiste Entladungslampe 1 mit vorheizbaren Elektroden 2, 3 sind das induktive Vorschaltgerät mit 4 und die Netzanschlußstellen mit 5, 6 bezeichnet. Der Elektrodenbrückenkrels hat zwei zueinander parallele, mit den Verzweigungsstellen an die Elektroden 2,3 angeschlossene Stromwege und ist mit einem Magnetschalter 10 versehen. In dem einen Stromweg befindet sich eine zugleich als Anzugs- und Haltewicklung dienende Magnetspule 7, deren Eisenkern eine einzige Wicklung trägt. In dem anderen Stromweg liegt, ein vom Anker 8 zu bewegendes, als Öffner bezeichnetes Schaltglied 9, das die Form eines mit einer Rückholfeder 14 versehenen,The invention is explained with reference to the drawing. In the illustrated circuit arrangement for an AC-powered Discharge lamp 1 with preheatable electrodes 2, 3 are the inductive ballast with 4 and the mains connection points with 5, 6 designated. The electrode bridge has two parallel to each other, with the branch points on the electrodes 2, 3 connected current paths and is provided with a magnetic switch 10. In one current path there is one at the same time as Magnetic coil 7 serving as a pull-in and holding winding, the iron core of which has a single winding. In the other current path lies a switching element which is to be moved by the armature 8 and is referred to as an opener 9, which is in the form of a return spring 14,

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zwei Kontaktteile aufweisenden Ruhekontaktes 11, 12 hat. Die Magnetspule 7, der Anker 8 und das Schaltglied 9 bilden den Magnetschalter 10.two contact parts having break contact 11, 12 has. the Magnetic coil 7, armature 8 and switching element 9 form magnetic switch 10.

Nach der Erfindung ist in dem ,das Schaltglied 9 mit dem Ruhekontakt 11, 12 enthaltenden Stromweg in Reihe mit diesem Schaltglied 9 ein Kaltleiter 13 angeordnet. Dieser Kaltleiter 13 hat die Aufgabe, bei Erreichen seiner Sprungtemperatur die Spannung zwischen den Elektroden 2, 3 zu'erhöhen und die Magnetspule des Magnetschalters 10 zum Ansprechen zu bringen. 18 ist ein in bekannter Weise zwischen den zwei Kontaktteilen desltuhekontaktes 11, 12 angeordneter Entstörkondensator.According to the invention, the switching element 9 with the normally closed contact is in that 11, 12 containing current path in series with this switching element 9, a PTC thermistor 13 is arranged. This PTC resistor 13 has the task of releasing the voltage when its transition temperature is reached between the electrodes 2, 3 zu'erhöhen and the magnetic coil of the To bring magnetic switch 10 to respond. 18 is a desltuhekontaktes in a known manner between the two contact parts 11, 12 arranged interference suppression capacitor.

Tor dem Einschalten der lampe 1 ist der Ruhekontakt 11, 12 des Schaltgliedes 9 durch die Rückholfeder 14 geschlossen. Beim Einschalten der lampe 1 fließt ein Vorheizstrom durch das Vorsehaltgerät 4, die Elektrode 2, über die Verzweigungsstelle 15, den Ruhekontakt 11, 12, den Kaltleiter 13, die Verzweigungsatelle 16 und die Elektrode 3. Der Vorheizstrom ist groß, da der Kaltleiter 13 zunächst einen kleinen Widerstand hat. Die Spannung zwischen den Verzweigungastsllen 15, 16 ist daher so klein, daß die über einen Widerstand 17 angeschlossene Magnetspule 7 den Anker 8 mit dem Kontaktteil 11 des Ruhekontaktes nicht anzieht. Erhöht der Kaltleiter 13 infolge des Stromflusses bei Erreichen der Sprungtemperatur plötzlich seinen Widerstand, so steigt die Spannung an den Verzweigungasteile 15» 16» die Magnetspule 7 zieht an und trennt die beiden Kontaktteile des Ruhekontaktes 11, 12 des Sohaltgliedes 9. Spätestens im Augenblick der Öffnung zündet die Entladungslampe 1 infolge des von dem Vorschaltgerät 4 erzeugten SpannungsiBtoßes. Die nunmehr zwischen den Elektroden 2, 3 befindliche Brennspannung der Lampe 1 reicht aus, um die Magnetspule 7.so zu erregen, daß sie den Anker 8 in der angezogenen Lage und damit das Schaltglied 9 in der offenen Stellung hält. Da die Kontaktteile des Ruhekontaktes 11, 12 getrennt" sind, bleibt der Kaltleiter 13 bei gezündeter Entladungslampe 1 und kuh.lt ab» Beim Ausschalten der Lampe 1 fällt derGate switching on the lamp 1 is the normally closed contact 11, 12 of the Switching element 9 closed by the return spring 14. When lamp 1 is switched on, a preheating current flows through the device 4, the electrode 2, via the branch point 15, the Normally closed contact 11, 12, the PTC thermistor 13, the branching terminal 16 and the electrode 3. The preheating current is large because the PTC thermistor 13 initially has a small resistance. The voltage between the branching branches 15, 16 is therefore so small that the magnet coil 7 connected via a resistor 17 does not attract the armature 8 with the contact part 11 of the normally closed contact. If the PTC resistor 13 suddenly increases its resistance as a result of the current flow when the transition temperature is reached, the resistance increases Voltage at the branching parts 15 »16» the solenoid 7 attracts and separates the two contact parts of the normally closed contact 11, 12 of the holding link 9. At the latest at the moment of opening the discharge lamp 1 ignites as a result of the voltage surge generated by the ballast 4. The now between the electrodes 2, 3 located burning voltage of the lamp 1 is sufficient to excite the solenoid 7. so that it the armature 8 in the attracted Position and thus the switching element 9 in the open position holds. Since the contact parts of the normally closed contact 11, 12 are separated " are, the PTC thermistor 13 remains when the discharge lamp 1 is ignited and kuh.lt ab »When lamp 1 is switched off, it falls

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Anker 8 von der Magnetspule 7 ab, die Kontaktteile des Ruhekontaktes 11, 12 berühren sich wieder und die Anlage kann wieder eingeschaltet werden.Armature 8 from the solenoid 7, the contact parts of the normally closed contact 11, 12 touch each other again and the system can be switched on again.

Durch die Bemessung der Rückholfeder H, der Anzugskraft des Elektromagneten sowie dessen Abstand zum. Anker 8 und der Größe des Widerstandes 17 wird erreicht, daß der Vorheizstrom unter-sbrochen wird, wenn an den Verzweigungastellen 15, 16 und damit auch an den Elektroden 2, 3 eine Spannung liegt, die größer als die Brennspannung der Lampe 1 ist» Dabei bleibt das Schaltglied 9 auch dann geöffnet, wenn nur die kleinere Brennspannung der lampe 1 an den Verzweigungsstellen 15, 16 liegt. Hat die Entladungslampe 1 infolge eines Fehlers an ihr selbst nicht gezündet, so bleibt das Schaltglied 9 nach dem Einschalten der Lampe 1 geöffnet. Ein selbsttätiger Zündversuch ist ausgeschlossen. Die Zündung kann nur wiederholt werden, wenn die Lampe 1 vollständig abgeschaltet und erneut eingeschaltet wird. Wegen der Unterbrechung des Elsktrodenbrückenkreises nach einem erfolglosen Zündversuch ist ein länger dauerndes Pließen eines Vorheizstromes, durch den das Vorsehaltgerät 4 überhitzt würde, ausgeschlossen.By dimensioning the return spring H, the attraction force of the electromagnet and its distance to the. Armature 8 and the size of the resistor 17 ensure that the preheating current is interrupted if a voltage is present at the branching points 15, 16 and thus also at the electrodes 2, 3 which is greater than the operating voltage of the lamp 1 »Here the switching element 9 remains open even when only the lower operating voltage of the lamp 1 is present at the branch points 15, 16. If the discharge lamp 1 has not ignited itself as a result of a fault in it, the switching element 9 remains open after the lamp 1 is switched on. An automatic ignition attempt is excluded. The ignition can only be repeated if the lamp 1 is switched off completely and switched on again. Because of the interruption of the electrode bridge circuit after an unsuccessful ignition attempt, a prolonged flow of a preheating current, through which the device 4 would overheat, is excluded.

Durch entsprechende Dimensionierung der im Elektrodenbrückenkreis angeordneten Bauelemente können diese in das Gehäuse jedes bekannten Glimmstarters eingebaut werden. Der neue Starter kann anstelle dieses Glimmstarters ohne Änderung &ex Verdrahtung oder des Vorsehaltgerätes" in eine Leuchte eingesetzt werden.By appropriately dimensioning the components arranged in the electrode bridge circuit, they can be built into the housing of any known glow starter. The new starter can be used instead of this glow starter without changing & ex wiring or Vorsehaltgerätes "in a lamp.

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Claims

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Circuit arrangement for an alternating current-fed discharge lamp with preheatable electrodes, with an inductive ballast and an electrode bridge circuit containing a magnetic switch, of the two 'parallel', 'with the branch points has current paths connected to the electrodes, the magnetic coil of the magnetic switch in one current path and in the other current path the switching element of the magnetic switch to be actuated by this magnetic coil in the form of a provided with a return spring normally closed contact is provided when the response. Magnot coil opens, characterized in that in which the switching element (9) with the normally closed contact (11, 12) containing current path in series with this switching element (9) a PTC thermistor (13) is arranged, which when it reaches its transition temperature the voltage between the electrodes (2, 3) increases and the magnetic coil (7) of the magnetic switch (10) to respond brings. ■

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