DE1914211C

DE1914211C - Starterless circuit arrangement for the operation of one or more low-voltage fluorescent lamps

Info

Publication number: DE1914211C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Knobel Dubs, Fritz, Ennenda, Glarus (Schweiz)
Publication date: 1972-05-04

Description

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Die bekannten starterlosen Schaltungsanordnungen überbrückt sind. Bei dieser Schaltung v.'ird jedoch im für den Betrieb von Warmkathoden-Nieder- Betrieb keine Phasenkompensation erreicht, weil der spannungs-Leuchtstofflampen beruhen auf dem Seriekondensator nicht in den die Elektroden überPrinzip, daß eine für die Zündung genügend hohe brückenden Stromkreis geschaltet ist. Die Schaltung Spannung an die Lampe gelegt wird, daß im Lampen- 5 ergibt einen Leistungsfaktor von etwa 0,5. Es handelt ₍Stromkreis eine den Larnpenstrom stabilisierende sich um eine kapazitive Schaltung, die als Einzel-Induktivität liegt, und daß mit geeigneten Mitteln schaltung nicht brauchbar ist.The known starterless circuit arrangements are bridged. With this circuit, however, no phase compensation is achieved for the operation of warm cathode low operation, because the voltage fluorescent lamps are not based on the series capacitor in which the electrodes are connected. The circuit voltage applied to the lamp is that in the lamp 5 gives a power factor of about 0.5. It is _(a circuit that stabilizes the Larnpenstrom is a capacitive circuit that is a single inductance, and that circuit is not usable with suitable means.

gleichzeitig die beiden Lampenelektroden vorgeheizt Aus der französischen Patentschrift 958 783 istthe two lamp electrodes are preheated at the same time

,werden, bis die Lampenzündspannung so weit absinkt, eine Schaltungsanordnung für den Betrieb einer, until the lamp ignition voltage drops so far, a circuit arrangement for the operation of a

daß sie den Wert der angelegten Leerlaufspannung io Niederspannungs-Lejchtstofflampe mit geh ;iztenthat they include the value of the applied open-circuit voltage in the low-voltage plastic lamp

erreicht und sich die Entladung zwischen den beiden Elektroden, welche an ihrem einen Ende durch einereached and the discharge between the two electrodes, which at one end by a

: Lampenelektroden ausbildet. Parallelschaltung eines Kondensators und eines: Forms lamp electrodes. Parallel connection of a capacitor and a

Wenn die Netzspannung für die sichere Zündung Wicklungsteiles einer Drosselspule überbrückt undWhen the mains voltage bridges the winding part of a choke coil for the safe ignition and

einer bestimmten Lampe nicht genügt, dann ist es mit ihrem anderen Ende einmal über einen weiterena certain lamp is not sufficient, then it is with its other end once over another

üblich, die erforderliche Leerlaufspannung entweder ts Wicklungsteil der Drosselspule und zum anderenusual, the required open circuit voltage either ts winding part of the inductor and on the other

mittels Streufeldtransformator zu erzeugen und die direkt an Netzklemmen angeschlossen sind, bekannt,to be generated by means of a stray field transformer and which are connected directly to mains terminals, known,

Elektroden mic Heizwicklungen, welche s'ch auf bei der ein Unterbrecher parallel zum KondensatorElectrodes with heating coils, which are placed on a circuit breaker in parallel with the capacitor

diesem Transformer befinden, zu verbinden, oder es geschaltet ist. Dieser Unterbrecher dient als Starterthis transformer is located, to be connected, or it is switched. This breaker acts as a starter

wird eine sogenannte Resonanzschaltung verwendet, und bewirkt bei seinem öffnen eine erhöhte Zünd-a so-called resonance circuit is used and, when opened, causes an increased ignition

bei welcner die Elektroden zur Erzeugung dev Reso- ao spannung. Der Kondensator wirkt hier nicht alsWelcner uses the electrodes to generate the resonance voltage. The capacitor does not act as a

nanzzündspannung durch einen Wicklungsteil einer Schwingkondensator, sondern er dient als Entstö-ignition voltage through a winding part of an oscillating capacitor, but it serves as an interference suppression

,Drosseispule und einen Seriekondensator überbrückt rungskondensator. Der Leistungsfaktor ist ebenfalls, Choke coil and a series capacitor bridged approximate capacitor. The power factor is also

sind. Dabei dient der Seriekondensator gleichzeitig etwa ö,5, und ts handelt sich um eine kapazitiveare. The series capacitor is used at the same time for about δ.5, and ts is a capacitive one

zur PhasdikompenEation. Schalung.for phase compensation. Formwork.

Um eine genügende Lampenlebcnsdauer zu errei- as Demgegenüber bezieht sich der Erfindungsgegenchen, ist es wichtig, daC vor dem Einsetzen der Ent- stand auf eint." starterlose Schaltungsanordnung für ladung dis Lampenelektroden auf eine Minimaltempe- den Betrieb einer oder mehrerer Niederspannungsratur von etwa 600 bis 800° 1 vorgeheizt werden. Leuchtstofflampen mit geheizten Elektroden, welche Da die L5,mp2nzündsp?inung vcn vielen Faktoren an ihrem einen Ende zur Erzeugung einer Resonanzabhängig ist, wie z. B. der Umgebungstemperatur, der 3° Zündspannung durch eine Reihenschaltung eines Luftfeuchtigkeit, dem Abstand zwischen Lampe und Wicklungsteües einer Drosselspule und eines Seriemetallischer Basis, dem Alterungszustand, dem kondensators überbrückt und mit ihrem anderen Fabrikat, um nur die wichtigsten zu nennen, so ist es Ende einmal über einen weiteren Wicklungsverstöndüch, daß die bekannten starterlosen Schal- teil der Drosselspule und zum anderen direkt an iungen im ganzen Verwendungsbereich nicht zu be- 35 Netzklemmen angeschlossen sind. Eine solche friedigen vermögen. Resonanzschaltung ist z. B. aus der britischen Patent-Die auf dem Markt erhältlichen Speziallampen mit schrift 553 301 bekannt. Sie hai einen Leistungsfaktor Zündhilfselektroden sind wohl ein gewisser Fort- größe »Is 0,85.In order to achieve a sufficient lamp life, the object of the invention, it is important that before the start of the process, the starterless circuit arrangement for Charge the lamp electrodes to a minimum temperature. Operation of one or more low voltage ratures be preheated from about 600 to 800 ° 1. Fluorescent lamps with heated electrodes, which Since the L5, mp2 ignition timing is dependent on many factors at one end for generating a resonance, such as B. the ambient temperature, the 3 ° ignition voltage through a series connection of a Humidity, the distance between the lamp and the winding part of a choke coil and a series metallic mixer Base, the aging condition, the capacitor bridged and with your other Make, to name only the most important ones, so it is at the end of a further winding interfering, that the well-known starterless switching part of the choke coil and on the other hand directly to 35 mains terminals are not to be connected in the entire area of use. Such peaceful ability. Resonance circuit is z. B. from the British patent The special lamps available on the market with writing 553 301 known. You have a power factor Auxiliary ignition electrodes are probably a certain continuation »Is 0.85.

schritt, indem die Zündspannung mit diesen Lampen Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei wenigstens von der Luftfeuchtigkeit und vom Ab-tand 40 einer solchen Resonanzspannung mit Phasenkompenzwischen Basis und Lampe unabhängig wird. Die satio ι Kaltstarts zu vermeiden. Dies wird erfindungsübrigen Einwirkungen sind aber auch bei diesen gemäß dadurch erreicht, daß ein Kaltleiter mit stark Lampen zu berücksichtigen. Außerdem ist beim Ab- positiver Widerstandscharakteristik parallel zu dem stellen auf solche Speziailampen immer damit zu Seriskondensator oder zu der Reihenschaltung des rechnen, daß im Laufe der Zeit Normallampen ohne 43 Wicklungsteiles und des Seriekondensators geschaltet ZündhilfssJektroden eingesetzt werden und dann ist, derart, daß erst nach einer Vorheizung der Betriebsstörungen entstehen. Wenn man bei den be- Elektroden auf mindestens 600° C der Kaltleiter kannten starter'.osen Schaltungen eine genügende hochohmig wird, und daß dann der Seriekoudsnsator Betriebssicherheit erreichen will, dann muß man die als Schwingkondensator wirkt und mit Hilfe der Leer-laufspannung so hoch wählen, daß auch bei den 50 Drosselspule eine für die sichere Zündung genügend ungünstigsten Betriebsverhältnissen mit einer zünd- hohe Resonanzzündspannung erzeugt,
unwilligen Lampe und bei Unterspannung eine In der Zeichnung sind in F i g. 1 bis 4 vier Schalsichere Zündung gewährleistet ist. Dies hat zur Folge, tungsschemas von beispielsweisen Ausführungsformen daß bei normalen Betriebsverhältnissen mit guten des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Lampen die Zündung ohne genügende Vorheizung 55 In F i g. 1 sind 1 und 2 die mit Wechselstrom geerfolgt. Es entstehen also sogenannte Kaltstarts, speisten Netzklemmen, und 3 und 4 sind die Wickweiche die Lebensdauer der Lampen stark reduzieren. lungsteile einer Drosselspule 5. Der Wicklungsteil 3 Diese Abhängigkeit von Vorheizung, Leerlauf- ist in einen Stromzweig von der Klemme 1 zur Elekspannung und Lampenlebensdauer ist bei allen bis- trode 7 einer Niederspannungs-Leuehtstofflampe 6 herigen starterlosen Schaltungen als Nachteil bekannt. 60 eingeschaltet. Die beiden Elektroden? und 8 der Aus der britischen Patentschrift 749 216 ist eine Lampe 6 werden durch den Wicklungsteil 4 und den starterlose Schaltungsanordnung für den Betrieb einer Kondensator 9 überbrückt, zu welchem ein Kaltleiter Niederspannungs-Leuchtstofflampe mit geheizten 10 parallel geschaltet ist, und die Elektrode 8 ist mit Elektroden, die mit Hilfe einer durch eine Drossel- der Netzklemme 2 verbunden. Der Kaltleiter 10 hat spule und einen Seriekondensator erzeugten 65 eine stark positive Widerstandscharakteristik. Er hat Resonanzspannung gezündet wird, bekannt, bei der im kalten Zustand einen Widerstand von etwa 100 jie Elektroden durch eine Reihenschaltung eines bis 500 Ohm und nach Erreichen der Kipptemperatur Wicklungsteilcs der Drosselspule und eines Kaltleiters einer solchen von über 20 000 Ohm. step by increasing the ignition voltage with these lamps. The invention has set itself the task of becoming independent of such a resonance voltage with phase compensation between the base and the lamp, at least from the air humidity and from the distance 40. Avoid the satio ι cold starts. This is achieved according to the invention, but also with these effects in that a PTC thermistor with strong lamps is taken into account. In addition, with the positive resistance characteristic parallel to the setting on such special lamps with the series capacitor or the series connection of the, it is always to be expected that in the course of time normal lamps without 43 winding parts and the series capacitor will be used and then auxiliary ignition electrodes will be used in such a way that only after a preheating of the malfunctions arise. If the PTC thermistor was known to have starter-less circuits at at least 600 ° C, and if the series connector then wants to achieve operational reliability, then it must act as an oscillating capacitor and with the help of the no-load voltage so high choose that even with the 50 choke coils, operating conditions that are sufficiently unfavorable for reliable ignition are generated with an ignition-high resonance ignition voltage,
unwilling lamp and in the case of undervoltage a In the drawing are in F i g. 1 to 4 four scarf-proof ignition is guaranteed. This has the consequence, processing schemes of exemplary embodiments that are shown under normal operating conditions with good of the subject matter of the invention.
Lamps the ignition without sufficient preheating 55 in F i g. 1, 1 and 2 are made with alternating current. So so-called cold starts occur, fed mains terminals, and 3 and 4 are the winding switches, which greatly reduce the service life of the lamps. development parts of a choke coil 5. The winding part 3 This dependency on preheating, no-load is in a branch from terminal 1 to the electrical voltage and lamp life is known as a disadvantage in all bistrode 7 of a low-voltage fluorescent lamp 6 prior starterless circuits. 60 switched on. The two electrodes? and 8 of the British patent 749 216 is a lamp 6 are bridged by the winding part 4 and the starterless circuit arrangement for the operation of a capacitor 9, to which a PTC low-voltage fluorescent lamp with heated 10 is connected in parallel, and the electrode 8 is with Electrodes that are connected to the mains terminal 2 by means of a choke. The PTC thermistor 10 has a coil and a series capacitor produced 65 a strongly positive resistance characteristic. He has ignited resonance voltage , known, in which in the cold state a resistance of about 100 jie electrodes through a series connection of one to 500 ohms and after reaching the tilting temperature winding parts of the inductor and a PTC thermistor of such of over 20,000 ohms.

Beim Einschalten des Wechselstromnetzes an die Klemmen 1, 2 bildet sich vorerst ein Stromkreis von der Klemme 1 über den Wicklungsteil 3 der Drossel S, die Elektrode 7 der Lampe 6, gegensinnig zum Wicklungsteil 3 durch den Wicklungsteil 4, den Kaltleiter IO mit vorerst niedrigem Widerstand von etwa 100 bis 500 Ohm, die Elektrode 8 zurück zur Netzklemme 2. Infolge der Überbrückung des Seriekondensators 9 wird der Vorheizstrom für die Elektroden 7 und 8 im wesentlichen lediglich durch die ohmschen Widerstände der Wicklungen 3,4 sowie der Elektroden 7, 8 und des Kaltleiters 10 bestimmt und kann somit durch Wahl des Kaltwiderstandswertes des Kaltleiters 10 den Erfordernissen angepaßt werden. In diesem Vorheizzustand liegt an den Elektroden 7, 8 der Lampe 6 eine Spannung, die gegenüber der Netzspannung um den Spannungsabfall in der Wicklung 3 reduziert ist md für das Zünden der Lampe nicht genügt. Nach einer Zeit von etwa 1 bis 3 Sekunden kommt der Kaltleiter 10 auf seine Kipptemperatur und wird plötzlich hochohmig. Der Seriekondensator 9 übernimmt nun seine Aufgabe alo. Schwingungskondensator, und es entsteht an der Lampi 6 die für die sichere Zündung gewählte Resonanzzündspannung, welche beim Zünden der Lampe auf die Lampenbrennspannung zusammenbricht, so daß nun der normale Betriebszustand erreich? ist, in welchem der Kaltleiter 10 mit einer kleinen Leistung von 1 bis 2 Watt über der Kipptemperatur auf einem Widerstandswert von über 20 000 Ohm gehalten wird und in diesem Zustand die Rolle des sonst erforderlichen Entladcwiderstands übernimmt. Diese Resonanzschaltung ist deshalb vorteilhaft, weil sie mit verhältnismäßig kleinem Auf's and ein betriebssicheres, kompensiertes und gegen Tonfrequenz verdrosseltes Vorschaltgerät ermöglicht, ohne mit den beschriebenen Nachteilen der bekannten starterlosen Schaltungen behaftet zu sein.When the AC mains is switched on at terminals 1, 2, a circuit of the terminal 1 via the winding part 3 of the choke S, the electrode 7 of the lamp 6, in opposite directions to Winding part 3 through winding part 4, the PTC thermistor IO with initially low resistance of about 100 to 500 ohms, the electrode 8 back to the mains terminal 2. As a result of the bridging of the series capacitor 9, the preheating current for the electrodes 7 and 8 is essentially only through the ohmic resistances of the windings 3,4 as well of electrodes 7, 8 and PTC thermistor 10 and can thus be selected by selecting the cold resistance value of the PTC thermistor 10 can be adapted to the requirements. In this preheating state, the Electrodes 7, 8 of the lamp 6 have a voltage which, compared to the mains voltage, by the voltage drop reduced in winding 3 is not sufficient for igniting the lamp. After a time of about 1 to 3 seconds the PTC thermistor 10 reaches its tilting temperature and suddenly becomes high-resistance. the Series capacitor 9 now takes over its task alo. Oscillation capacitor, and the lamp selected for reliable ignition is produced on lamp 6 Resonance ignition voltage, which breaks down to the lamp voltage when the lamp is ignited, so that now the normal operating state is achieved? is, in which the PTC thermistor 10 with a small power of 1 to 2 watts above the tilt temperature on a resistance value of above 20 000 ohms is held and in this state the role of the otherwise required discharge resistance takes over. This resonance circuit is advantageous because it has a relatively small up and a reliable, compensated ballast that has been choked against audio frequency, without being afflicted with the described disadvantages of the known starterless circuits.

Die Schaltung nach F i g. 2 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß in den Siromzweig von der Elektrode 8 zur Netzklemme 2 noch eine zusätzliche Drosselspule 11 eingeschaltet ist. Dadurch, daß hier in jedem der beiden Stromzweige von den Netzklemmen Ϊ, 2 zu den zugeordneten Elektroden 7, 8 je eine Induktivität 3,11 eingeschaltet ist, kann die Leerlaufspannung besser den Erfordernissen angepaßt und gleichzeitig die Rgdioentstörung und die Tonfrequenzsperrung ^;erbesser*. werden.The circuit according to FIG. 2 differs from the circuit according to FIG. 1 only in that an additional choke coil 11 is switched on in the sirom branch from the electrode 8 to the mains terminal 2. Because an inductance 3.11 is switched on in each of the two current branches from the mains terminals Ϊ, 2 to the associated electrodes 7, 8, the open circuit voltage can be better adapted to the requirements and at the same time the interference suppression and audio frequency blocking ^; better *. will.

Die Schaltungsvariante nach ϊ⁷ i g. 3 unterscheidet sich von der Schaltung nach Fi g. 1 dadurch, daß der Kaltleiter parallel zum Seriekondensator 9 und dem Wicklungsteil 4 der Drosselspule 5 geschaltet ist.The circuit variant according to ϊ ⁷ i g. 3 differs from the circuit according to Fi g. 1 in that the PTC thermistor is connected in parallel to the series capacitor 9 and the winding part 4 of the inductor 5.

Diese Schaltung, deren Wirkungsweise im wesentlichen gleich wie bei der Schaltung nach F i g. 1 ist, eignet sich besonders für kurze Entladungslampen mit kleinerer Zündspannung, da in diesem Fall dieThis circuit, whose mode of operation is essentially the same as in the circuit according to FIG. 1 is is particularly suitable for short discharge lamps with a lower ignition voltage, since in this case the

Sperrwirkung während der Vorheizperiode größer ist.Locking effect is greater during the preheating period.

Die Schaltung nach F i g. 4 unterscheidet sich vonThe circuit according to FIG. 4 is different from

derjenigen nach F i g, 3 dadurch, daß im Stromzweigthat according to F i g, 3 in that in the branch

von der Elektrode 8 zur Netzklemme 2 sich eine zusätzliche Drosselspule 11 befindet.from the electrode 8 to the mains terminal 2 there is an additional choke coil 11.

ίο In den beschriebenen Schaltungen sind gegebenenfalls erforderliche Störschutzkondensatoren weggelassen. Für die Schaltungen könnten auch Niederspannungs-Leuchtstofflampen mit Zündhilfselektroden verwendet werden.ίο In the circuits described are, where applicable required interference suppression capacitors omitted. Low voltage fluorescent lamps could also be used for the circuits can be used with auxiliary ignition electrodes.

Ferner wären auch Schaltungsvarianten mit zwei und mehr Lampen in Seriebetrieb möglich, wobei sich durch die Anwen'.ing eines oder mehrerer Kaltleiter die beschriebenen Vorteile ergeben.Furthermore, circuit variants with two or more lamps in series operation would also be possible, with by using one or more PTC thermistors result in the advantages described.

Claims

Patent claims:

1. Starterless circuit arrangement for operating one or more low-voltage fluorescent lamps with heated electrodes, which at one end to generate a Resonance ignition voltage through a series connection of a winding part of a choke coil and of a series capacitor bridged and at its other end once through another Winding part of the choke coil and, on the other hand, are connected directly to mains terminals, characterized in that a PTC thermistor (10) with a strongly positive resistance characteristic parallel to the series capacitor (9) or to the series connection of the winding part (4) and the series capacitor (9) is connected in such a way that only after preheating of the Electrodes (7,8) to at least 600 ° C of the PTC thermistor (10) is high resistance, and then the Series capacitor (9) acts as an oscillating capacitor and with the help of the choke coil (5) one for the reliable ignition generates a sufficiently high resonance ignition voltage.

2. Starterless circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in each of the two current branches from the mains terminals (£, 2) to the associated electrodes (7, 8) each an inductance (3 and 11) is switched on.

3. Siarterlose circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the KaIt-

head (10) at room temperature a resistor from about 100 to 500 ohms and after reaching its tilting temperature one of over 20,000 ohms.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings