DE1789116C3

DE1789116C3 - Zündschaltung für eine Gasentladungslampe

Info

Publication number: DE1789116C3
Application number: DE1789116A
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Tokio Kitanosono
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1967-06-12
Filing date: 1968-06-11
Publication date: 1975-02-27
Also published as: GB1229886A; DE1789116B2; DE1789116A1; US3783290A; CH477065A; DE1772620B2; DE1772620A1

Description

2. Zündschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die einem Heizfaden paralleigeschaltetc Schaltung aus einem Varistor besteht.

ao

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündschaltung für eine Gasentladungslampe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Gasentladungslampen werden insbesondere in einer Vorrichtung zur Anregung eines Leuchtschirms mit ultraviolettem Licht benötigt, vor allem in Verbindung mit Identifizierungscinrichtungen. Diese enthalten einen Leuchtschirm, dessen Leuchten durch Infrarotstrahlen gelöscht werden kann. welche bekanntlich von Menschen nicht gesehen werden können. Auf diese Weise kann ein verdecktes Zeichen sichtbar gemacht weiden.

Bei einer bekannten Zündschaltung der eingangs angegebenen Art (deutsche Patentschrift 823 160) sind parallel zu den Heizfäden jeweils ein Widerstand von solcher Größe angeordnet, daß während des Schüeßens des Zündschalters der über die Heizfäden fließende Teil des Kurzschlußstromes nicht diese Heizfäden schädigt. Nachteilig an dieser Schaltung ist der Umstand, daß die parallelgeschalteten Widerstände den Wirkungsgrad be«m Vorheizen herabsetzen.

Zur Temperaturstabilisation von elektronischen Röhren ist es bereits bekannt (USA.-Patentschrift 2 964 677) einen Thermistor parallel zum Heizfaden der elektronischen Röhre zu schalten. Dadurch kann der Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Aufheizung des Glühfadens ausgeschaltet werden. Schwankungen in der Spannung des Heizstromes können dadurch jedoch nicht ausgeglichen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zündschaltung für eine Gasentladungslampe der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die besonders einfach ausgebildet ist, eine große Lebensdauer aufweist und auch dann ein zuverlässiges, sofortiges Zünden der Gasentladungslampe gewährleistet, wenn die effektive Spannung der Betriebswechselstromquelle gegenüber dem Sollwert ansteigt oder abfällt.

Die gestellte Aufgabe wird auf Grund der im Hauptanspruch angegebenen Lehre gelöst. Der Unteren-Spruch beinhaltet eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung.

Sowohl der Stand der Technik als auch die Erfindung

sind im folgenden an Hand der Zeichnungen näher er-

^1SUfTk 1 bSänd&haltungen herkömmlicher Bsmart, F i g 4 eine Zündschaltung nach der Erfindung, Fi« 5die Spannungs-Strom-Kennlinie eines bei der

Zündschaltung nach der Erfindung verwendeten triebt· ¹^pYg¹¹J zeigTeine von Hand betätigbare Zündschaltung einer Ultraviolettlichtquelle 101. z.B. einer Leuchtstoffröhre, wie sie weithin verbreitet >st Diese Ultraviolettlichtquelle 101 weist Heizfäden 102a und 1026 auf Ein Pot cäner Wechselstromquelle 106 _ISt über eine stabilisierende Vorschaltdrosselspule 103 mit einem Ende des einen Heizfadens 102a verbunden, während der andere Pol der Wechselstromquelle 106 mit dem einen Ende des anderen Heizfadens 1026 verbunden ist Die jeweils anderen Enden der Heizfäden sind über einen Schalter 105 und einen Widerstand 107 miteinander verbunden. Der Widerstand 107 dient zur Einstellung des Heizfadenstromes. Zum Zünden wird der Schalter 105 und damit der Stromkreis geschlossen, so daß mehrere Sekunden lang ein Heizstrom durch die Heizfäden fließen kann. Dabei werden die Heizfäden 102a und 1026 erhitzt und geben thermische Elektronen ab Nach dem Loslassen des Schalters 105 wird der Stromkreis geöffnet, und die Spannung zwischen den beiden Heizfäden 102a und 1026 steigt plötzlich an. wodurch innerhalb der Röhre 101a die eigentliche EmIa dung zwischen den beiden Heizfäden beginnt und die Ultraviolettlichtquellc aufleuchtet.

Wie man sieht, muß der Stromkreis zunächst zwecks Aufheizung der Heizfäden geschlossen werden, damit diese thermische Elektronen aussenden. Ein schnelles bzw momentanes Zünden ist nicht möglich.

An Stelle eines Schalters 105 hat man auch bereits einen Glimmanlasser 108 (F i g. 2) zur selbsttätigen Zündung der Ultraviolettlichtquelle verwendet. Die übrigen Schaltelemente entsprecnen der Schaltung nach Fig I mit Ausnahme eines zusätzlichen Schalters 105' im Stromkreis der Wechselstromquelle 106. der sich in der Stellung »aus« befindet. Der Kontakt des Glimmanlassers ist nach dem Schließen des Schalters 105' zunächst geschlossen, so daß ein Heizstrom durch die Heizfäden 102a und 102b fließen, die Heizfäden erhitzen und thermische Elektronen freisetzen kann. Nach einer vorbestimmten Zeit öffnet sich der Kontakt des Glimmanlassers 108, so daß der Heizstrom unterbrochen wird. Die zwichen den Heizfäden 102a und 1026 anliegende Spannung leitet nun die eigentliche Entladung ein. so daß die Ultraviolettlichtquelle 101 aufleuchtet.

Sowohl die Schaltung nach F i g. I als auch die Schal tung nach F i g 2 haben den Nachteil, daß beim Ein schalten der Ultraviolettlichtquelle zunächst Zeit ver gehen muß. bis die Heizfäden genügend aufgeheizt sind, um thermische Elektronen abzugeben. Die Ultra violettlichtquelle zündet also nur mit Verzögerung.

Um dies zu vermeiden, ist man bereits dazu übergegangen, den Schalter 105 in der Schaltung nach F i g. I stets geschlossen zu halten, so daß die Heizfäden 102a und 1026 stets auf Vorwärmtemperatur gehalten werden und thermische Elektronen abgeben. Will man die Ultraviolettlichtquelle 101 zünden, so braucht man lediglich dafür zu sorgen, daß die Kontakte des Schalters 105 unterbrochen werden. Zwar erreicht man dadurch ein sofortiges Zünden, diese Betriebsart weist jedoch folgende Nachteile auf:
Fällt die effektive Soannung der Wechselstromquelle

106 ab, sollte der Widerstand 107 einen niedrigeren Wert aufweisen, um die Heizfäden 102a und 1026 zur Abgabe von thermischen Elektron« ν genügend vorzuwärmen. Wird andererseits die Spannung der Wechseistromquelle 106 größer, so müßte der Widerstand 107 wachsen, da sonst die Heizfäden 102a und 1026 überhitzt werden und die durch die Freigabe der thermischen Elektronen hervorgerufene Entladung an beiden Enden der Leuchtstoffröhre so stark wird, daß ein schwaches Leuchten auftritt

Macht man den Widerstand 107 groß, wird der Strom der Heizfäden 102a und 1026 klein und das Zünden schwierig, wenn die Spannung der Wechselstromquelle 106 niedrig ist; bei großem Widerstand 107 wird di2 Spannung an den beiden Enden des Widerstandes 107, d. h. die Spannung zwischen den beiden Heizfäden, groß, und es erfoigt eine dem Zündleuchten ähnliche Entladung, wenn die Spannung der Wechselstromquelle 106 hoch ist. d. h- es hei rscht dann ein Zustand des Halbleuchtens, obwohl die Gasentladungslampe nicht bewußt gezündet worden ist.

Der bekannte Aufbau hat demnach den NaJ.leil, daß bei Spannungsschwankungen der Wechselstromquelle sofortiges Zünden nicht auf einwandfreie bzw. vollkommene Weise eintritt. Nachteilig ist ferner, daß eine ständige Überhitzung der Heizfäden bei zu hohem Heizstrom die Lebensdauer verkürzt.

F i g. 3 zeigt eine weitere bekannte Zündschaltung für eine Leuchtstoffröhre 109 mit Heizfäden 110 an ihren beiden Enden. Zwischen die beiden Heizfäden 110 ist eine stabilisierende Drosselspule 111 zum schnellen Zünden geschaltet. Eine Wechselstromquelle 113 wird mittels eines Schalters 112 eingeschaltet. Dabei fließt nach dem Schließen des Schalters 112 ein Heizstrom über die stabilisierende Drosselspule 111 durch die Heizfäden UO; gleichzeitig legt die Drosselspule 111 die Zündspannung infolge der Wechselstromqueüe 113 an die beiden Heizfäden 110 an. Daher kann sich die Leuchtstoffröhre 109 beim Schließen des Schalters 112 entladen und momentan zum Leuchten gebracht werden. In diesem Fall muß jedoch die Drosselspule Ul derart ausgebildet sein, daß sie die Erhöhung der Spannung sehr schnell durchführen kann, was ^ine zu große Baugröße bedingt, um noch wirtschaftlich zu sein.

Demgegenüber weist die im folgenden an Hand der F i g. 4 erläuterte, erfindungsgemäße Zündschaltung für eine Gasentladungslampe keinerlei Halbleuchten der Gasentladungslampe auf, ermöglicht ein sofortiges Zünden beim Einschalten und ist im übrigen einfach und unaufwendig in der Herstellung.

Die Ultraviolettlichtquelle ist wiederum mit 101, die Heizfäden mit 102a und 1026. der Stabilisator mit 103 und die Wechselstromquelle mit 106 bezeichnet. An Stelle des zurückspringenden Schalters 105 bei der bekannten Schaltung nach F i g. 1 ist hier ein Zündschalter 115 vorgesehen, der normalerweise geschlossen und nur beim Zünden geöffnet ist.

Neu ist nun eine mit den beiden Anschlußklemmen mindestens eines Heizfadens 102a, 1026 der Ultraviolettlichtquelle 101 verbundene Einstellschaltung für den Fadenstrom, die je ein Element 114 mit nichllinearer Spannungs-Strom-Kennlir.ie parallel zum geordneten Heizfaden 102a oder 1026 aufweist. Die Charakteristik dieses nichtlinearen Elements, das zweckmäßig ein Varistor ist, ist in F i g. 5 gezeigt

Die Betriebsweise der neuen Gesamtentladungsiampe ist wie folgt:
Vor dem Zünden der Ultraviolettlichtquelle 101 ist der Zündschalter 115 geschlossen. Dabei fließt ein Heizstrf: η von der Wechselstromqaelle 101 über die stabilisierende Vorschaltdrosselspule 103, den Heizfaden 102a. den Zündschalter 115 und den Heizfaden 1026. Dieser Heizstrom erhitzt die Heizfäden 102a und

ίο 1026 zur Abgabe von thermischen Elektronen. Dabei hat der jeweilige Varistor 114 das bei 116 in Fig.5 gezeigte Spannungs-Strom-Verhalten.

Mit anderen Worten: Der Varistor hat eine derartig nichtlineare Kennlinie, daß, wenn die an den Varistor angelegte Spannung kleiner als die Zündspannung Vo der Leuchtstofflampe ist, kaum Strom durch den Varistor fließt, wogegen bei einer Spannung, die größer ist als Vo, der Varistor abrupt beginnt, den Strom zu leiten.

ao 1st daher die Spannung der elektrischen Zündschaltung der F i g. 4 niedrig, d. h. ist die Spannung der Wechselstrotnquelle niedriger als die Zündspannung Vo. kann kaum Strom durch den Varistor 114 fließen, und der größte Teil des Stromes fließt durch die Heiz-

a5 fäden 102a und 1026.

Andererseits wird bei einem Anstieg der effektiven Spannung der Wechselstromquelle 106 über die Zündspannung Vo hinaus der durch die Entladungsfäden fließende Strom zusammen mit dem Anstieg der Span-

$o nung der Wechselstromquelle 106 zunächst größer, er bleibt jedoch sodann konstant, sobald sich der Nebenschlußstrom aus dem Varistor 114 abrupt erhöht.

Daher wird der durch die Heizfäden 102a und 1026 fließende Strom konstant gehalten, wenn er in der Nachbarschaft der Zündspannung Vo liegt, selbst wenn sich die angelegte Spannung der Wechselstromquelle 106 ändert, da nämlich das bei 117 in Fig.5 gezeigte Verhalten auftritt. Daher wird ein fast konstanter Strom vor dem Zünden durch die Fäden geschickt, und die Fäden werden erhitzt.

Zum Zünden der Lampe wird der Zündschalter 115 geöffnet und die Spannung der Wechselstromquelle 106 unmittelbar zwischen den beiden Heizfäden 102a und 1026 angelegt und die Entladung zwischen den beiden Fäden zum sofortigen Zünden der Lampen eingeleitet.

Bei der oben beschriebenen Schaltung wird der durch die beiden Heizfäden fließend«; Strom durch den Varistor 114 gegen die Veränderungen der Wechsel-Stromzündspannung konstant gehalten, so daß es möglich ist, einen Sofortzündilromkreis zu erzielen, bei welchem die herkömmlichen Schwierigkeiten beim Zünden völlig überwunden werden, dn dann auftraten, wenn die effektive Spannung der Wechsclstromquelle

absank oder wenn der Heizstrom vermindert wurde bzw. dann, wenn infolge des stärkeren Fadenstromes eine Übererhitzung der Entladungsfäden auftrat und .auch nach dem Ausschalten ein sogenanntes Halbleuchten blieb.

Bei den oben beschriebenen Ausfüro-ungsformen ist zwar ein Varistor als Element zur Einstellung des Fadenstromes vorgesehen, es können jedoch auch andere Elemente mit entsprechend nichtlineare Spannungs-Strom-Kennlinie Verwendung finden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

i 789

Patentansprüche:

}. Zündschaltung für eine Gasentladungslampe insbesondere in einer Vorrichtung zur Atiregung eines Leuchtschirms suit ultraviolettem Licht, bei der die Gasentladungslampe über «ine Vorschaltdrosselspuie an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und bei der die Heizfäden der Gasentladungslampe über einen normalerweise geschlossenen und zum Zünden und zum Setrieb der Gasentladußgsß|ir(pe* geöffneten !Schalter ^eininden sind, dadurch" g e k en η ζ e · c h η e t, daß mindestens einem Heizfaden eine Schaltung parallel geschaltet ist, die ein Element aufweist, das seinen Widerstand in Abhängigkeit von der angelegten Spannung nichtlinear ändert, so daß die am Heizfaden anliegende Spannung bei Spannungsschwankungen der Wechselspannungsquelle weitgehend konstant bleibt.