DE19517950A1

DE19517950A1 - Stromversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE19517950A1
Application number: DE19517950A
Authority: DE
Inventors: Minoru Maehara; Hiroshi Nishimura; Katsumi Sato; Toshiya Kanja; Tadahiro Kono
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-05-30
Also published as: CN1041675C; CN1123970A; US5541829A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung, die Energie bei verringerter Eingangsstromverzerrung liefert.

Die üblicherweise verwendeten Stromversorgungseinrichtungen enthalten allgemein eine Wechselrichteranordnung vom soge nannten Halbbrücken-Typ. Dies bedeutet, daß bei einer Strom versorgungseinrichtung der genannten Art die Wechselspan nungs-Eingangsklemmen eines Vollweggleichrichters an eine herkömmliche Energiequelle angeschlossen sind, während ein Glättungskondensator an die Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters angeschlossen ist. Zum Glättungs kondensator ist ein Serienkreis aus Schaltelementen paral lelgeschaltet, die abwechselnd bei einer hohen Frequenz ein- und ausgeschaltet werden. Zu einem der Schaltelemente ist ein Serienresonanzkreis aus einer Resonanzinduktionsspule und einem Resonanzkondensator über einen eine Gleichspan nungskomponente abtrennenden Kondensator parallelgeschaltet, während eine Last Z zu dem Resonanzkondensator parallelge schaltet ist. Am Glättungskondensator wird eine geglättete Gleichspannung erzeugt, so daß mit einem abwechselnden Ein- und Ausschalten der Schaltelemente eine hochfrequente Recht eckspannung V über den eine Gleichspannungskomponente ab trennenden Kondensator an die Last angelegt wird, an die infolge eines Resonanzeffekts der Resonanzinduktionsspule und des Resonanzkondensators eine Hochfrequenzspannung ange legt wird. Wird die Stromversorgungseinrichtung als Vor schaltgerät vom Wechselrichtertyp zur Helligkeitssteuerung einer Fluoreszenzlampe verwendet, so ist die Fluoreszenzlam pe als Last angeschlossen und einer Hochfrequenz-Hellig keitssteuerung unterworfen.

Die betreffenden Schaltelemente können jeweils durch einen Leistungs-MOSFET verwirklicht werden, wobei jedoch auch jeweils ein bipolarer Transistor verwendet werden kann, zu dem eine in Sperrichtung gepolte Diode parallelgeschaltet ist. Normalerweise werden die jeweiligen Schaltelemente so angesteuert, daß ein Wechselrichterschaltungsstrom in seiner Phase gegenüber der hochfrequenten Rechteckspannung V ver zögert ist. Der Leistungsfaktor des Wechselrichterschal tungsstromes wird daher bezüglich der hochfrequenten Recht eckspannung nicht 1 sein, und es fließt ein Strom, der grö ßer als der der Last zugeführte Strom ist, woraus sich das Problem ergibt, daß der den Schaltelementen zugeführte Strom groß wird und somit auch die Schaltungsverluste größer wer den. Ein weiteres Problem besteht darin, daß ein Schaltele ment mit großem Nennstrom verwendet werden muß, was mit ho hen Kosten verbunden ist.

Bei einer aus der japanischen Offenlegungsschrift 4-329297 bekannten Energieversorgungseinrichtung werden ein in der Phase nacheilender Strom und ein in der Phase voreilender Strom erzeugt, und ein daraus zusammengesetzter Strom wird den Schaltelementen zugeführt, wobei bei diesem Stand der Technik dafür gesorgt ist, daß die Schaltelemente gleichpha sig betrieben werden. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß der Schaltstrom in den Modus einer voreilenden Phase ver setzt wird, was auf Schaltungsschwankungen wie einer Last schwankung, Versorgungsspannungsschwankungen und dergleichen zurückzuführen ist, und es tritt das Problem auf, daß die Schaltungsverluste größer werden können.

Bei einer anderen bekannten Stromversorgungseinrichtung ist ein Vollweggleichrichter über seine Wechselspannungs-Ein gangsklemmen an die Wechselspannungsquelle angeschlossen, wobei eines der Schaltelemente über eine Induktionsspule an die Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrich ters angeschlossen und ein Glättungskondensator über eine Diode zu dem betreffenden Schaltelement parallelgeschaltet ist. Es wird ein Eingangsstrom entsprechend der Eingangs spannung von der Wechselspannungsquelle geliefert, und es ist eine die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung vor gesehen. In diesem Fall wird eine Spannungserhöhungs-Zer hackerschaltung mittels der Induktionsspule, eines Schalt elements, einer Diode und eines Glättungskondensators gebil det, während das eine Schaltelement auch als ein Schaltele ment der Wechselrichterschaltung verwendet wird.

Mit dem Glättungskondensator ist ein Serienkreis aus zwei Schaltelementen verbunden, und eine Diode ist in Sperrich tung zu jedem dieser Schaltelemente parallelgeschaltet. Zu einem dieser Schaltelemente ist ein Lastkreis für den Wech selrichter über einen eine Gleichspannungskomponente abtren nenden Kondensator parallelgeschaltet, und der Lastkreis für den Wechselrichter enthält einen Serienresonanzkreis aus einer weiteren Resonanzinduktionsspule und einem Resonanz kondensator, während eine Last zu dem Resonanzkondensator parallelgeschaltet ist. Die jeweiligen Schaltelemente werden durch eine Gleichspannung vom Glättungskondensator abwech selnd ein- und ausgeschaltet, und eine Rechteckspannung wird an den Lastkreis für den Wechselrichter angelegt, wodurch die Resonanzinduktionsspule mit einer hohen Frequenz beauf schlagt wird. Andererseits wirkt das eine Schaltelement auch als Zerhackerschaltung, so daß ein Eingangsstrom erzeugt wird, der durch die eine Induktionsspule fließt, wobei die Eingangsstromverzerrung verringert wird, und der Glättungs kondensator wird durch die in der einen Induktionsspule ge speicherte Energie geladen.

Bei der vorgenannten bekannten Stromversorgungseinrichtung fließen ein Strom von der Resonanzinduktionsspule und ein Strom von der einen Induktionsspule einander überlagert und damit als hoher Strom zu dem einen Schaltelement, wodurch das Problem entsteht, daß höhere Energieverluste oder Bela stungen entstehen, zumindest das eine Schaltelement größer bemessen sein muß und höhere Herstellungskosten entstehen. Da ferner die am Glättungskondensator erhaltene Spannung die erhöhte Spannung ist, ist es erforderlich, ein Schaltelement mit hoher Haltespannung zu verwenden, wobei insoweit auch wiederum das Problem hoher Kosten auftritt.

Bei einer anderen bekannten Stromversorgungseinrichtung ist ein Kondensator mit der einen Induktionsspule in Serie ge schaltet, wodurch die Ladeenergie für den Glättungskondensa tor verringert wird, und die Spannung am Glättungskondensa tor kann nicht mehr ansteigen. Beim zu dieser Zeit erfolgen den Zerhackbetrieb bewirkt ein Einschalten des einen Schalt elements die Erzeugung eines Eingangsstroms, der von der Wechselspannungsquelle über den Vollweggleichrichter, einen weiteren Kondensator, die eine Induktionsspule, ein Schalt element und einen Vollweggleichrichter fließt, und es wird eine Energie in diesem weiteren Kondensator und der einen Induktionsspule gespeichert. Als nächstes wird das eine Schaltelement abgeschaltet, wobei ein Strom erzeugt wird, der über die eine Induktionsspule, eine Diode, einen Glät tungskondensator, einen Vollweggleichrichter, einen weiteren Kondensator und eine Induktionsspule fließt, und der Glät tungskondensator und ein weiterer Kondensator werden durch eine in der einen Induktionsspule induzierte Spannung gela den. Wird überdies das andere Schaltelement eingeschaltet, so wird ein Strom erzeugt, der über einen weiteren Kondensa tor, eine weitere Diode, ein weiteres Schaltelement, eine Induktionsspule und einen weiteren Kondensator fließt, so daß der weitere Kondensator eine Energiequelle bildet, und es wird ein Strom in einer Richtung entgegengesetzt zu der der vorigen Periode erzeugt, der in die eine Induktionsspule fließt. Ist überdies ein weiteres Schaltelement ausgeschal tet, so wird ein Strom erzeugt, der über eine Induktionsspu le, einen weiteren Kondensator, eine weitere Diode, einen Glättungskondensator, eine zusätzliche Diode und eine Induk tionsspule fließt, so daß der Glättungskondensator durch eine in der einen Induktionsspule induzierte Spannung gela den wird, und ein weiterer Kondensator wird entladen. Danach wird die gleiche Operation wiederholt, und am Glättungskon densator wird eine Gleichspannung erhalten. In diesem Fall sind die Anordnung und der Betrieb der Wechselrichterschal tung die gleichen wie bei der vorhergehenden bekannten Ein richtung. Auch bei der vorhergehenden bekannten Stromversor gungseinrichtung besteht das Problem, daß die durch die Re sonanzinduktionsspule und die eine Induktionsspule fließen den Ströme einander überlagert den jeweiligen Schaltelemen ten zugeführt werden, so daß größere Energieverluste oder Belastungen auftreten, die Schaltelemente größere Abmessun gen besitzen und die Einrichtung teuer wird.

Ein erstes Ziel der Erfindung ist es daher, eine Stromver sorgungseinrichtung zu schaffen, bei der die zuvor genannten Probleme beseitigt sind und mit der der Leistungsfaktor des Schaltstromes bezüglich der hochfrequenten Rechteckspannung verbessert werden kann, um den Schaltstrom kleiner halten zu können, was die Verwendung eines Schaltelements mit kleinem Nennstrom ermöglicht, wobei die Abmessungen der erforderli chen Wechselrichterschaltung und entsprechend die Kosten für die Herstellung der Einrichtung minimiert werden.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch eine Stromversor gungseinrichtung erreicht, bei der durch Gleichrichten und Glätten einer Versorgungswechselspannung eine Versorgungs gleichspannung erhalten wird, eine rechteckförmige Hochfre quenzspannung durch bei hoher Frequenz erfolgendes Ein- und Ausschalten von Schaltelementen einer an die Versorgungs gleichspannung angelegten Wechselrichterschaltung erzeugt wird und die rechteckförmige Hochfrequenzspannung an einen Lastkreis für den Wechselrichter angelegt wird, wobei die Einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Stromaus gleichsschaltung vorgesehen ist, um einen Strom zu erzeugen, der zu einem aufgrund der Hochfrequenzspannung durch den Lastkreis für den Wechselrichter fließenden Strom im wesent lichen gegenphasig ist, daß die Stromausgleichsschaltung zu dem Lastkreis für den Wechselrichter parallelgeschaltet ist und daß ein aus einem durch den Lastkreis für den Wechsel richter fließenden Strom und einem weiteren, durch die Stromausgleichsschaltung fließenden Strom zusammengesetzter Strom erzeugt wird, der in der Phase gegenüber der Hochfre quenzspannung etwas nacheilt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, in der auf die Zeichnung Bezug genommen wird; in dieser zei gen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung;

Fig. 2 ein erläuterndes Wellenformdiagramm für die Funk tionsweise bei wesentlichen Abschnitten der Strom versorgungseinrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 und 4 erläuternde Ansichten zur Funktionsweise hinsicht lich verschiedener, bei der Stromversorgungseinrich tung der Fig. 1 verwirklichter Aspekte;

Fig. 5 ein konkreteres Schaltbild der Stromversorgungsein richtung der Fig. 1;

Fig. 6 bis 10 Schaltbilder, die weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen;

Fig. 11 ein erläuterndes Wellenformdiagramm für die Funk tionsweise bei wesentlichen Abschnitten der Ausfüh rungsform der Fig. 10;

Fig. 12 und 13 Schaltbilder weiterer Ausführungsformen der Erfin dung;

Fig. 14 ein erläuterndes Wellenformdiagramm für die Funk tionsweise bei wesentlichen Abschnitten in der Schaltung der Ausführungsform der Fig. 13;

Fig. 15 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 16 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung;

Fig. 17 ein erläuterndes Diagramm für die Funktionsweise bei wesentlichen Abschnitten in der Schaltung der Fig. 16;

Fig. 18 ein erläuterndes Diagramm für einen Hochfrequenz betrieb bei wesentlichen Abschnitten in der Ausfüh rungsform der Fig. 17;

Fig. 19 ein erläuterndes Diagramm für einen Niederfrequenz betrieb bei wesentlichen Abschnitten in der Ausfüh rungsform der Fig. 17;

Fig. 20 bis 26 Schaltbilder, die weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen;

Fig. 27 ein Teilschaltbild eines wesentlichen Abschnitts einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 28 ein konkreteres Schaltbild der Ausführungsform der Fig. 27;

Fig. 29 und 30 Schaltbilder, die weitere Ausführungsformen der Erfindung zeigen;

Fig. 31 bis 36 erläuternde Ansichten verschiedener Betriebszustände in der Ausführungsform der Fig. 30; und

Fig. 37 bis 46 Schaltbilder, die verschiedene weitere Ausführungs formen der Erfindung zeigen.

Während die Erfindung im folgenden anhand der in der Zeich nung gezeigten Ausführungsformen beschrieben wird, ist fest zustellen, daß sie nicht auf diese Ausführungsformen be schränkt ist.

In Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Grundanordnung der Erfin dung gezeigt. In dieser Schaltungsanordnung sind Wechsel spannungs-Eingangsklemmen eines Vollweggleichrichters DB an eine Wechselspannung VS angeschlossen, während ein Glät tungskondensator C1 an die Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB angeschlossen und eine Wechsel richterschaltung 3 mit diesem Glättungskondensator C1 ver bunden ist. Die Wechselrichterschaltung 3 ist dazu vorgese hen, eine Hochfrequenzspannung V an einer Ausgangsseite der Schaltung zu liefern, welche Spannung an einen Lastkreis 1 für den Wechselrichter und eine Stromausgleichsschaltung 2 angelegt ist. Über den Lastkreis 1 für den Wechselrichter fließt ein Strom I1 mit einer gegenüber der Hochfrequenz spannung V nacheilenden Phase, welcher Strom größer als ein einer Last Z zugeführter Strom Iz ist. Ferner ist zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter die Stromausgleichsschal tung 2 parallelgeschaltet, die so ausgelegt ist, daß dort ein Strom I2 fließt, der zu dem Strom I1 zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter im wesentlichen gegenphasig ist, mit einer etwas nacheilenden Phase, so daß der zusammengesetzte Strom I ein wechselgerichteter Strom aufgrund der durch Wechselrichten erhaltenen Hochfrequenzspannung V ist, wo durch der zusammengesetzte Strom I kleingehalten wird und sich einer Trapezform der Hochfrequenzspannung V annähert, so daß der Leistungsfaktor hoch wird.

In Fig. 2 sind Wellenformen dargestellt, die den Betrieb der Stromversorgungseinrichtung der Fig. 1 darstellen, d. h. die Hochfrequenzspannung V, die am Ausgang der Wechselrichter schaltung 3 auftritt, den durch die Last Z fließenden Strom Iz, den durch den Lastkreis 1 für den Wechselrichter flie ßenden Strom I1, den durch die Stromausgleichsschaltung 2 fließenden Strom I2 und den aus den durch den Lastkreis 1 für den Wechselrichter und die Stromausgleichsschaltung 2 fließenden Strömen I1 und I2 zusammengesetzten Strom I. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, kann dadurch, daß der Strom I2 durch die Stromausgleichsschaltung 2 im wesentlichen gegenphasig zu dem Strom I1 ist, der infolge der Hochfrequenzspannung V zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter fließt, um den Leistungsfaktor des zusammengesetzten Schaltstromes I zu verbessern, der Schaltstrom I minimiert werden, um dadurch auch den Nennstrom der Schaltelemente zu minimieren und um die Abmessungen und Kosten der Wechselrichterschaltung und gegebenenfalls der Stromversorgungseinrichtung auf ein Mini mum herabzusetzen. Da ferner der aus dem zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter fließenden Strom I1 und dem zu der Stromausgleichsschaltung 2 fließenden Strom I2 zusammenge setzte Strom I in der Phase leicht gegenüber der Hochfre quenzspannung V nacheilt, ist es möglich, zu verhindern, daß die Schaltelemente zum Zeitpunkt des Wechselrichtens zur Erzeugung der Hochfrequenzspannung V, d. h. zum Zeitpunkt des Einschaltens eines der Schaltelemente gleichzeitig einge schaltet werden. Erfindungsgemäß wird daher der zu den Schaltelementen der Wechselrichterschaltung fließende Strom auf ein Minimum herabgesetzt, wobei auch die Schaltverluste minimiert werden können, so daß ein Element mit kleinem Nennstrom verwendet werden kann, um die Abmessungen und die Kosten hinreichend minimieren zu können.

In der Stromversorgungseinrichtung ist zur Verringerung der Eingangsverzerrung allgemein eine diese Eingangsverzerrung verringernde Schaltung mit den Schaltelementen verbunden, derart, daß eine Zerhackerschaltung gebildet wird. Während mit dieser die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung eine Gleichspannungsquelle geschaffen wird und ferner die die Schaltelemente enthaltende Wechselrichterschaltung an diese Gleichspannungsquelle angeschlossen wird, erzeugt diese Anordnung Ströme zu der Zerhackerschaltung und der Wechselrichterschaltung, die zum gleichen Schaltelement fließen, und der Strom zu dem Schaltelement kann groß werden.

Andererseits wird gemäß einem Merkmal der Erfindung der Strom zu dem Schaltelement Q, das gleichzeitig einen Teil des Zerhackermittels und des Wechselrichtermittels bildet, so verringert, daß eine Anordnung eingesetzt werden kann, die die Verwendung eines Schaltelements mit kleinem Nenn strom ermöglicht.

In diesem Fall ist, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, die die Eingangsverzerrung verringende Schaltung 3a so ausge legt, daß die Eingangsverzerrung dadurch verringert wird, daß die Wechselspannung Vs durch das Schaltelement Q zer hackt wird, das bei hoher Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, und am Glättungskondensator C wird eine Gleichspannung erhalten. Ferner ist die Wechselrichterschaltung 2a dazu vorgesehen, die Hochfrequenzspannung zu erzeugen, indem das Schaltelement Q für ein Anlegen und Trennen von der vom Glättungskondensator C1 gelieferten Gleichspannung ein- und ausgeschaltet wird, und eine hochfrequente Ausgangsspannung der Wechselrichterschaltung 2a wird an den Lastkreis 1 für den Wechselrichter angelegt. Die Stromausgleichsschaltung 2 ist dazu vorgesehen, dem gemeinsam von der die Eingangsver zerrung verringernden Schaltung 3a und der Wechselrichter schaltung 2a verwendeten Schaltelement Q einen Strom I2 zu zuführen, der zu wenigstens einem der Ströme im wesentlichen gegenphasig ist, die durch einen Strom I3a von der-die Ein gangsverzerrung verringernden Schaltung 3a und einen Strom I1 von der Wechselrichterschaltung 2a gebildet werden.

Bei der Schaltung der Fig. 3 ist die Stromausgleichsschal tung 2, durch die der gegenphasige Strom fließt, zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter parallelgeschaltet, und der Strom I1 des Lastkreis 1 für den Wechselrichter und der Strom I2 der Stromausgleichsschaltung 2 sind zueinander ge genphasig, wobei der durch diese gebildete zusammengesetzte Strom (I1+I2) sowohl hinsichtlich des Effektivwerts als auch hinsichtlich des Momentanwerts klein wird. Da dieser zusam mengesetzte Strom (I1+I2) durch das Schaltelement Q fließt, wird der Strom Is zu dem Schaltelement Q selbst dann klein gehalten, wenn der Zerhackerstrom I3a ihm überlagert wird. Demnach ist es möglich, als Schaltelement Q ein solches mit geringem Nennstrom zu verwenden.

Ferner ist es bei der Schaltung der Fig. 4 möglich, den aus dem Zerhackerstrom I3a und dem Strom I2 der Ausgleichsschal tung zusammengesetzten Strom (I3a+I2) dadurch kleinzuhalten, daß die Stromausgleichsschaltung 2 zu der die Eingangsver zerrung verringernden Schaltung 3a parallelgeschaltet wird, so daß selbst dann, wenn ihm der Strom I1 des Lastkreis 1 für den Wechselrichter überlagert wird, der Strom Is zu dem Schaltelement Q kleiner wird als der bei herkömmlichen Ein richtungen.

Die Stromversorgungseinrichtung der Fig. 1 kann mit beiden Funktionen der Anordnungen der Fig. 3 und 4 versehen sein, und die Stromausgleichsschaltung 2 kann gleichzeitig als die die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung 3a oder der Lastkreis 1 für den Wechselrichter verwendet wer den.

Fig. 5 zeigt ein gegenüber dem der Stromversorgungseinrich tung der Fig. 1 konkreteres Schaltbild, wonach der Vollweg gleichrichter DB mit seinen Wechselspannungs-Eingangsklemmen an die Wechselspannungsquelle Vs angeschlossen ist, während der Glättungskondensator C1 an die Gleichspannungs-Aus gangsklemmen des Vollweggleichrichters DB angeschlossen ist. Zu diesem Glättungskondensator C1 ist ein Serienkreis aus zwei Schaltelementen Q1 und Q2 parallelgeschaltet, wobei Dioden D1 und D2 in Sperrichtung zu den jeweiligen Schalt elementen parallelgeschaltet sind. Zu dem Schaltelement Q2 sind der Lastkreis 1 für den Wechselrichter und die dazu parallele Stromausgleichsschaltung 2 über einen eine Gleich spannungskomponente abtrennenden Kondensator C3 parallelge schaltet. Der Lastkreis 1 für den Wechselrichter enthält einen Serienresonanzkreis aus einer Induktionsspule L1 und einem Kondensator C2, wobei zu dem Resonanzkondensator C2 die Last Z parallelgeschaltet ist. Ferner enthält die Strom ausgleichsschaltung 2 einen Resonanzkreis aus einer Induk tionsspule L2 und einem Kondensator C4.

Im vorliegenden Fall werden die vorgenannten Schaltelemente Q1 und Q2 abwechselnd bei hoher Frequenz ein- und ausge schaltet, so daß sie als Wechselrichter vom Halbbrücken-Typ wirken, und eine Hochfrequenzspannung V wird an einem aus gangsseitigen Ende des eine Gleichspannungskomponente ab trennenden Kondensators C3 erzeugt, die an den Lastkreis 1 für den Wechselrichter und die Stromausgleichsschaltung 2 angelegt wird. Zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter, an den die Hochfrequenzspannung V angelegt ist, fließt der Hochfrequenzstrom I1. Der Hochfrequenzstrom I1 wird so er zeugt, daß er in der Phase gegenüber der Hochfrequenzspan nung V nacheilt und größer als der der Last Z zugeführte Strom ist. Zur Verbesserung des Leistungsfaktors des Stromes vom Hochfrequenzabschnitt wird die Stromausgleichsschaltung 2 zugeschaltet. Diese Stromausgleichsschaltung 2 enthält vorzugsweise einen Serienkreis aus einer Induktionsspule L2 und einem Kondensator C4, dessen Resonanzfrequenz 1/2√ höher als die Frequenz der Hochfrequenzspannung eingestellt wird. Mit dieser Einstellung eilt der zu der Stromaus gleichsschaltung 5 fließende Strom I2 in der Phase gegenüber der Hochfrequenzspannung V vor, und der in der Phase nach eilende Strom I1 und der in der Phase voreilende Strom I2 fließen ausgehend von der Hochfrequenzspannung V, und der aus diesen zusammengesetzte Strom I wird ein Strom mit hohem Leistungsfaktor. Zu diesem Zeitpunkt sind die Betriebswel lenformen bei den wesentlichen Abschnitten die gleichen wie jene der Fig. 2, und es ist festzustellen, daß deren zusam mengesetzter Strom I der Trapezform nahe kommt und der Strom mit hohem Leistungsfaktor ist. Entsprechend wird der Effek tivwert des durch die Schaltelemente Q1 und Q2 fließenden Stromes geringer als der in der Phase nacheilende Strom I1, und der Stromwert beim Ein- und Ausschalten wird gering, wodurch die Schaltverluste minimiert werden. Folglich kann ein Element mit kleinem Nennstrom für die jeweiligen Schalt elemente Q1 und Q2 verwendet werden, wobei die Abmessungen und die Kosten auf ein Minimum herabgesetzt werden können.

Bei einer weiteren, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird eine Entladungslampe LA als Last Z verwendet, und die Einrichtung ist für die Helligkeitssteuerung einer Hochfrequenz-Entladungslampe ausgelegt. In diesem Fall ist der Resonanzkondensator C2 mit einer nicht auf der Quellen seite liegenden Klemme der Entladungslampe LA verbunden, so daß ein Resonanzkreis aus der Induktionsspule L1 und dem Kondensator C2 gebildet wird, welcher Kreis auch als Faden heizschaltung der Entladungslampe LA wirken kann.

Bei einer weiteren, in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Halbbrücken-Wechselrichter vorgesehen, bei dem zwei eine Gleichstromkomponente abtrennende Kondensato ren C31 und C32 verwendet werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, die mit der Ausgangsseite der Stromversorgungs einrichtung verbundene Entladungslampe LA durch einen Trans formator T zu isolieren, wobei durch diese Isolierung der Entladungslampe LA Stromstöße oder dergleichen vermieden werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Vollbrücken-Wechselrichter gebildet, was sich aus einem Vergleich mit der Ausführung der Fig. 7 er gibt.

Bei den jeweiligen Ausführungsformen der Fig. 6 bis 9 sind weitere Anordnungen die gleichen wie jene der Fig. 1 bis 5, wodurch der Effektivwert des zu den Schaltelementen Q1 und Q2 fließenden Stromes in jeder Ausführungsform mini mieret wird, wobei ein Schaltelement mit kleinerem Nennstrom verwendet werden kann und wobei die Abmessungen und Kosten auf ein Minimum herabgesetzt werden können.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Anordnung so getroffen ist, daß gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 5, bei der der in der Phase nacheilende Strom I1 zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter und der in der Phase voreilende Strom I2 zu der Ausgleichsschaltung 2 fließt, wenn die Hochfrequenzspan nung V angelegt wird, die Phasenbeziehung der zu dem Last kreis 1 für den Wechselrichter und der Stromausgleichsschal tung 2 fließenden Ströme I1 und I2 umgekehrt wird, so daß bei der vorliegenden Ausführungsform der in der Phase vorei lende Strom I1 zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter und der in der Phase nacheilende Strom I2 zu der Stromaus gleichsschaltung 2 fließt. Auch bei dieser Anordnung ist der Leistungsfaktor des zusammengesetzten Stromes I erhöht, und sein Effektivwert kann minimiert werden. Um zu erreichen, daß der Strom I1 des Lastkreis 1 für den Wechselrichter in der Phase leicht voreilt, ist zusätzlich ein in Serie ge schalteter Kondensator C5 vorgesehen, und um zu erreichen, daß der Strom I2 der Stromausgleichsschaltung 2 in der Phase leicht nacheilt, wird im vorliegenden Fall nur die Induk tionsspule L2 verwendet.

Fig. 11 zeigt ein Betriebswellenformdiagramm für betreffende Abschnitte in der vorliegenden Ausführungsform, d. h. es wer den die am ausgangsseitigen Ende des Kondensators C3 auftre tende Hochfrequenzspannung V, der durch den Lastkreis 1 für den Wechselrichter fließende Strom I1, der durch die Strom ausgleichsschaltung 2 fließende Strom I2 und der aus diesen, durch den Lastkreis 1 für den Wechselrichter und die Strom ausgleichsschaltung 2 fließenden Strömen I1 und I2 zusammen gesetzte Strom I gezeigt. Die gewünschte Beziehung zwischen den Phasen der Ströme kann bei der vorliegenden Ausführungs form dadurch erzielt werden, daß die Schaltungskonstanten der Induktionsspule L1, des Kondensators C2, der Induktions spule L2 und des Kondensators C2 wahlweise eingestellt wer den, wodurch der gleiche Effekt wie bei der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 5 erreicht wird, wie sich dies ohne weiteres ergibt. Ferner können bei der vorliegenden Ausfüh rungsform als Schaltelemente Q1 und Q2 MOSFETs verwendet werden, falls erwünscht, und wenn die in diesen enthaltenen Dioden verwendet werden, können die in Sperrichtung paral lelgeschalteten Dioden entfallen.

Eine weitere, in Fig. 12 gezeigte Ausführungsform der Erfin dung ist für eine Verwendung mit einer Hochfrequenz-Entla dungslampe ausgelegt, wobei die Entladungslampe LA als Last Z verwendet wird. In diesem Fall ist die Entladungslampe LA durch den Transformator T isoliert, und der Kondensator C2 ist an die nicht auf der Quellenseite liegende Klemme der Entladungslampe LA angeschlossen. Auch bei dieser Ausfüh rungsform können wiederum die gleiche Funktion und der glei che Effekt wie bei der Ausführungsform der Fig. 10 erreicht werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind der Lastkreis 1 für den Wechselrichter und die Stromausgleichsschaltung 2 zueinander parallel über den eine Gleichstromkomponente abtrennenden Kondensator C3 an die beiden Enden eines Schaltelements Q1 angeschlossen. Der Lastkreis 1 für den Wechselrichter enthält den Serienreso nanzkreis aus der Induktionsspule L1 und dem Kondensator C2, und zu dem Resonanzkondensator C2 ist die Last Z1 parallel geschaltet. Die Stromausgleichsschaltung 2 enthält im we sentlichen den Serienresonanzkreis aus der Induktionsspule L2 und dem Kondensator C4, und indem eine Last Z2 zu dem Kondensator C4 parallelgeschaltet ist, wird auch ein zweiter Lastkreis für den Wechselrichter gebildet. Ferner wird der Kondensator C5 zu der Induktionsspule L2 in Serie geschal tet, und der zu der Stromausgleichsschaltung 2 fließende Strom I2 eilt in der Phase gegenüber der angelegten Spannung vor, während der zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter fließende Strom I1 in der Phase gegenüber der angelegten Spannung nacheilt.

Fig. 14 zeigt Betriebswellenformen der Schaltung der Fig. 13, d. h. die Spannung V2 an dem Schaltelement Q2, den zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter fließenden Strom I1, den zu der Stromausgleichsschaltung 2 fließenden Strom I2 und den aus den zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter und der Stromausgleichsschaltung 2 fließenden Strömen I1 und I2 zusammengesetzten Strom I. Hier ist es möglich, den aus dem Strom I1 zu dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter und dem Strom I2 zu der Stromausgleichsschaltung 2 fließenden Strom I2 zusammengesetzten Strom I durch eine Phasendiffe renz zwischen den beiden Strömen I1 und I2 zu verringern. Ferner wurde die Möglichkeit geschaffen, den beiden Lasten Energie mit einem Schaltstrom zuzuführen, der wesentlich niedriger als in dem Fall ist, daß die Energie zwei gleich phasigen, parallelgeschalteten Lasten zugeführt wird, wo durch es möglich ist, die Abmessungen und Kosten der Schalt elemente Q1 und Q2 zu minimieren, da die Stromausgleichs schaltung 2 auch als Lastkreis 1 für den Wechselrichter wirkt, wobei auch die Abmessungen und Kosten der Schaltung minimiert werden können.

Bei einer weiteren, in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist ein Halbbrücken-Wechselrichter mit den eine Gleichstromkomponente abtrennenden Kondensatoren C31 und C32 gebildet. Ferner werden die Entladungslampen LA1 und LA2 als Lasten Z1 und Z2 verwendet, wobei die Kondensatoren C2 und C4 mit den nicht auf der Quellenseite vorgesehenen Klemmen der Entladungslampen LA1 und LA2 verbunden und die Resonanz kondensatoren sowie die Fadenheizschaltungen gebildet wer den. Mit der vorzugsweisen Verwendung von MOSFETs als Schaltelemente ist es möglich, die Dioden D1 und D1 wegzu lassen.

Auch bei dieser Ausführungsform kann der gleiche Effekt wie bei der Ausführungsform der Fig. 13 erzielt werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Wechselspannungs-Eingangsklemmen des Vollweggleichrichters DB über eine Filterschaltung 4 an die Wechselspannungsquelle Vs angeschlossen. Die Filterschaltung 4 enthält eine Induktionsspule L3 und einen Kondensator C6, und sie verhindert, daß irgendein Rauschen infolge des Schaltstromes auf die Wechselspannungsquelle Vs übertragen wird. An die Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweg gleichrichters DB ist über die Diode D3 der Glättungskonden sator C1 angeschlossen, und zu dem Glättungskondensator C1 ist der Serienkreis aus den Schaltelementen Q1 und Q2 paral lelgeschaltet. Die Schaltelemente Q1 und Q2 werden bei einer hohen Frequenz abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Zu dem Schaltelement Q1 ist der Serienresonanzkreis aus der Induk tionsspule L1 und dem Kondensator C2 über einen eine Gleich spannungskomponente abtrennenden Kondensator C3 parallelge schaltet, und die Last LA ist zu dem Kondensator C2 paral lelgeschaltet. Als Last LA kann eine Entladungslampe verwen det werden. Eine Schaltung mit den Schaltelementen Q1 und Q2, der Induktionsspule L1 und den Kondensatoren C1-C3 bil det eine Wechselrichterschaltung 2a.

Bei dieser Ausführungsform wird die eine Eingangsverzerrung verringernde Schaltung 3a verwendet, und mit den Gleichspan nungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB ist der Kondensator C5 verbunden. Mit einem Verbindungspunkt des Vollweggleichrichters DB mit der Diode D3 ist ein Ende eines Serienkreises aus der Induktionsspule L2 und dem Kondensator C4 verbunden, und das andere Ende dieses Serienkreises aus der Induktionsspule L2 und dem Kondensator C4 ist mit einem Verbindungspunkt des eine Gleichspannungskomponente abtren nenden Kondensators C3 mit der Last LA verbunden.

Es wird auch auf Fig. 17 Bezug genommen, wo eine Änderung der Spannung in der Schaltung entsprechend einer Änderung der Schwingungsfrequenz f der Schaltelemente Q1 und Q2 der Ausführungsform der Fig. 16 gezeigt ist, wo eine an der Last LA der Wechselrichterschaltung 2a erzeugte Spannung Vz und eine an dem Kondensator C4 in der eine Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a erzeugte Spannung Vc gezeigt sind.

Fig. 18 zeigt Hochfrequenz-Betriebswellenformen bei wesent lichen Abschnitten in der Schaltung der Fig. 16, d. h. (a) zeigt eine Spannung an dem Schaltelement Q2, (b) gibt den Strom zu der Induktionsspule L1 an, (c) zeigt den Strom zu der Induktionsspule L2, (d) gibt den Strom des Schaltele ments Q2 an und (e) zeigt den Ausgangsstrom Ie des Vollweg gleichrichters DB.

Fig. 19 zeigt Niederfrequenz-Betriebswellenformen bei we sentlichen Abschnitten in der Schaltung der Fig. 16, d. h. bei (a) die Spannung der Wechselspannungsquelle Vs, bei (b) den Strom zu der Induktionsspule L2, bei (c) den Strom zu der Last LA und bei (d) einen Strom Iin von der Wechselspan nungsquelle Vs.

Es wird nun der Schaltungsbetrieb der vorliegenden Ausfüh rungsform weiter beschrieben. Zunächst wird auf den Betrieb in einer Periode Bezug genommen, bei der die Spannung der Wechselspannungsquelle Vs hoch ist. In einem Fall, daß das Schaltelement Q2 eingeschaltet und das Schaltelement Q1 ausgeschaltet ist, fließt in der Wechselrichterschaltung 2a ein regenerativer Strom über einen Pfad von der Induktions spule L1 über den Kondensator C1, das Schaltelement Q2, den Kondensator C3 und den Kondensator C2 zu der Last LA. Danach fließt ein Strom über einen Pfad von dem Kondensator C1 über die Induktionsspule L1, den Kondensator C2 sowie die Last LA und den Kondensator C3 zu dem Schaltelement Q2. Andererseits fließt in der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a ein Eingangsstrom ausgehend von der Wechselspannungs quelle Vs, und ein Strom fließt über einen Pfad aus dem Vollweggleichrichter DB, der Induktionsspule L2, dem Konden sator C4, dem Kondensator C3 und dem Schaltelement Q2. Die ser Strom wird so erzeugt, daß er ein durch die Induktions spule L2 und den Kondensator C4 bestimmter Strom mit vor eilender Phase ist. Das heißt, daß zu diesem Zeitpunkt ein solcher Eingangsstrom erzeugt wird, wie er in Fig. 18 (e) gezeigt ist. Danach ist in dem Kondensator C4 eine hinrei chende Ladung gespeichert, und ein Strom fließt von dem Kon densator C4 als eine Energiequelle über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, der Diode D3, dem Kondensator C1, dem Schaltelement Q2 und dem Kondensator C3. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator C1 zu laden.

Als nächstes fließt in dem Fall, daß das Schaltelement Q1 eingeschaltet und das Schaltelement Q2 ausgeschaltet ist, ein regenerativer Strom in der Wechselrichterschaltung 2a über einen Pfad von der Induktionsspule L1 über den Konden sator C2 sowie die Last LA und den Kondensator C3 zu dem Schaltelement Q1. Danach fließt ein Strom von dem Konden sator C3 über einen Pfad aus dem Kondensator C2 sowie der Last LA, der Induktionsspule L1 und dem Schaltelement Q1. In der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a fließt ein Strom von dem Kondensator C4 über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, der Diode D3, dem Schaltelement Q1 und dem Kondensator C3, welcher Strom so erzeugt wird, daß er ein durch die Induktionsspule L2 und den Kondensator C4 bestimmter Strom mit voreilender Phase ist. Danach fließt, wenn in dem Kondensator C4 eine ausreichende Ladung gespei chert ist, ein Strom von dem Kondensator C4 und der Wechsel spannungsquelle Vs als Energiequelle über einen Pfad aus dem Vollweggleichrichter DB, der Induktionsspule L2, dem Konden sator C4, dem Kondensator C3, dem Schaltelement Q1 und dem Kondensator C1. Zu diesem Zeitpunkt wird der Eingangsstrom so erzeugt, daß er ausgehend von der Wechselspannungsquelle Vs fließt, wobei gleichzeitig der Kondensator C1 zu laden ist.

Die Beschreibung erfolgt nun unter Bezugnahme auf den Betrieb in einer Periode, bei der die Spannung der Wechsel spannungsquelle Vs gering ist. Zunächst ist in einem Fall, bei dem das Schaltelement Q2 eingeschaltet und das Schalt element Q1 ausgeschaltet ist, der Betrieb der Wechselrich terschaltung 2a und der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a derselbe wie in dem Fall, daß die Spannung der Wechselspannungsquelle hoch ist. Als nächstes ist in einem Fall, bei dem das Schaltelement eingeschaltet und das Schalt element Q2 ausgeschaltet ist, der Betrieb der Wechselrich terschaltung 2a der gleiche wie in dem Fall, daß die Spannung der Wechselspannungsquelle Vs hoch ist. Ferner fließt in der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a ein Strom von dem Kondensator C4 über einen Pfad aus der Induktions spule L1, der Diode D3, dem Schaltelement Q1 und dem Konden sator C3, welcher Strom so erzeugt wird, daß er eine durch die Induktionsspule L2 und den Kondensator C4 bestimmte vor eilende Phase aufweist. Danach fließt, wenn in dem Konden sator C4 eine hinreichende Ladung gespeichert ist, ein Strom von den Kondensatoren C4 und C5 als Energiequelle über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, dem Kondensator C4, dem Kondensator C3, dem Schaltelement Q1 und dem Kondensator C1. Zu diesem Zeitpunkt ist die Spannung des Kondensators C5 stets gleich der vollweggleichgerichteten Spannung der von der Wechselspannungsquelle Vs gelieferten Energie, so daß der Kondensator C5 entladen wird. Zu diesem Zeitpunkt tritt kein Eingangsstrom auf, im Gegensatz zu dem Fall, daß die Spannung der Wechselspannungsquelle groß ist. Überdies ist der durch die Induktionsspule L2 fließende Strom durch den Kondensator C5, die Induktionsspule L2 und den Kondensator C4 bestimmt; da jedoch die Spannung der Wechselspannungs quelle Vs niedrig und damit auch der Stromwert gering ist, ist der Einfluß des Schaltelements auf den Strom gering.

Indem die vorhergehenden Betriebsabläufe wiederholt werden, wird der zu den Schaltelementen Q1 und Q2 fließende Strom so erzeugt, daß er der zusammengesetzte Strom aus dem in der Phase voreilenden Strom durch die die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung und dem in der Phase nacheilenden Strom durch die Wechselrichterschaltung 2a ist, so daß der Wert des zusammengesetzten Stromes durch gegenseitiges Auf heben beträchtlich verringert werden kann und auch bei den Schaltelementen auftretende Energieverluste verringert wer den können. Zudem können die mit der Verringerung des Nenn stroms bezüglich des Schaltelements einhergehenden Kosten verringert werden. Der durch die Last LA fließende Strom weist eine derart flache Wellenform auf, wie dies in Fig. 19(c) gezeigt ist, da der Lastkreis unabhängig von der Wech selspannungsquelle Vs gebildet ist. Überdies nimmt die Wellenform des Stromes von dem Vollweggleichrichter DB die in Fig. 18(e) gezeigte Form mit Unterbrechungsperioden an, und ihre Amplitude ändert sich in Abhängigkeit von der Größe der Wechselspannung Vs, und die Unterbrechungszeit wird ins besondere während Perioden verlängert, in denen die Wechsel spannung Vs niedrig ist. Betrachtet man dasselbe für eine niedrige Frequenz, so ergibt sich die in Fig. 19(d) gezeig te Wellenform. Von dem Strom wird bei der Filterschaltung 4 die Hochfrequenzkomponente entfernt, wodurch der Eingangs strom sinusförmig wird, und es kann ein Eingangsstrom mit hohem Eingangsleistungsfaktor und einer geringen Hochfre quenzkomponente erzielt werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 20 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Kondensator C5 zu der Diode D3 parallel geschaltet, im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungs form der Fig. 16, bei der der Kondensator C5 an die Gleich spannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB ange schlossen ist. Da die Kapazität des Kondensators C5 hinrei chend kleiner als die des Kondensators C1 ist, ist die voll weggleichgerichtete Spannung von der Wechselspannungsquelle anzulegen, und die Funktionsweise ist im wesentlichen gleich der bei der Ausführungsform der Fig. 16, wobei die Beschrei bung der Funktionsweise anhand der Fig. 17-19 auch für die vorliegende Ausführungsform gilt. Das heißt, daß die Funktionsweise während der Perioden, während denen die Span nung der Wechselspannungsquelle Vs hoch ist, die gleiche wie bei der Ausführungsform der Fig. 16 ist, und selbst während der Periode, in der die Spannung der Wechselspannungsquelle Vs gering ist, ist die Funktionsweise im Fall des einge schalteten Schaltelements Q2 und des ausgeschalteten Schalt elements Q1 die gleiche wie bei der Ausführungsform der Fig. 16. Ferner fließt in dem Fall, daß das Schaltelement Q1 ein geschaltet und das Schaltelement Q2 ausgeschaltet ist, in der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung ein Strom von dem Kondensator C4 über einen Pfad aus der Induktions spule L2, der Diode D3, dem Schaltelement Q1 und dem Konden sator C3, welcher Strom ein Strom mit einer durch die Induk tionsspule L2 und den Kondensator C4 bestimmten voreilenden Phase sein muß. Danach, wenn eine hinreichende Ladung in dem Kondensator C4 gespeichert ist, fließt ein Strom von dem Kondensator C4 als Energiequelle über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, dem Kondensator C4, dem Kondensator C3 und dem Schaltelement Q1. Zu diesem Zeitpunkt fehlt, anders als bei der Ausführungsform der Fig. 16, die Stromschleife zum Laden des Kondensators C1. Andererseits bringt der durch die Induktionsspule L2 fließende Strom im wesentlichen keine Änderungen mit sich.

Mit der zuvor genannten Funktionsabfolge wird der zu den Schaltelementen Q1 und Q2 fließende Strom so erzeugt, daß er der zusammengesetzte Strom aus dem in der Phase voreilenden Strom durch die die Eingangsverzerrung verringernde Schal tung 3a und dem in der Phase nacheilenden Strom durch die Wechselrichterschaltung 2a ist, wodurch es möglich ist, den Wert des zusammengesetzten Stromes durch ein gegenseitiges Aufheben dieser Ströme beträchtlich zu verringern und die bei dem Schaltelement auftretenden Energieverluste herabzu setzen. Es ist auch möglich, die Herstellungskosten zu ver ringern, was mit der Verringerung des Nennstroms das Schalt elements einhergeht. Der durch die Last LA fließende Strom wird so erzeugt, daß er eine derart flache Wellenform mit kleiner Brummkomponente aufweist, wie dies in Fig. 19 (c) gezeigt ist, da der Lastkreis unabhängig von der Wechsel spannungsquelle gebildet ist. Überdies wird der Strom von dem Vollweggleichrichter DB so erzeugt, daß er eine solche Wellenform mit Unterbrechungsperioden aufweist, wie sie in Fig. 18(e) gezeigt ist, deren Amplitude in Abhängigkeit von der Größe der Wechselspannung Vs variiert, so daß in den Perioden, in denen die Wechselspannung Vs niedrig ist, insbesondere die Unterbrechungsintervalle verlängert sind. Eine solche sich ändernde Wellenform wird hinsichtlich einer niedrigen Frequenz so wie die in Fig. 19(d) gezeigte sein. Durch die Beseitigung der Hochfrequenzkomponente bei der Filterschaltung 4 ist es möglich, einen sinusförmigen Ein gangsstrom zu erhalten, der einen hohen Eingangsleistungs faktor und eine kleine Hochfrequenzkomponente besitzt.

Bei einer weiteren, in Fig. 21 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird eine Entladungslampe LA als Last und eine Stromversorgung für einen Einsatz in Verbindung mit der Entladungslampe verwendet. Überdies ist der Kondensator C2 an die nicht auf der Quellenseite vorgesehenen Klemmen der Entladungslampe LA angeschlossen, um die Resonanzelemente aus der Induktionsspule L1 und dem Kondensator C2 zu bilden, wobei auch die Fadenheizschaltung gebildet wird.

Bei einer weiteren, in Fig. 22 gezeigten Ausführungsform der Erfindung werden zwei Entladungslampen LA in einer durch einen Transformator T isolierten Anordnung verwendet. Der Kondensator C2 ist an die nicht auf der Anschlußseite vorge sehenen Klemmen der Entladungslampen LA1 und LA2 angeschlos sen, um den Resonanzkondensator und gleichzeitig die Faden heizschaltung zu bilden. Zwischenfäden sind über eine Wick lung n3 des Transformators T miteinander verbunden, wobei die Wicklung n3 die Heizschaltung bildet.

Überdies sind der Kondensator C6 und die Diode D4 mit den Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB verbunden, und die Diode D4 besteht vorzugsweise aus einer schnellen Diode. Als an die Ausgangsklemmen des Gleichrichters DB angeschlos sener Kondensator C6 ist vorzugsweise ein Kondensator mit einer Kapazität vorgesehen, die groß genug ist, um sicherzu stellen, daß bei einem zu der Diode D4 fließenden Hochfre quenzstrom in Abhängigkeit von dem Ein- und Ausschalten der Schaltelemente Q1 und Q2 praktisch keine Spannungsschwankun gen entstehen, und die klein genug ist, um eine pulsierende Spannung durch Gleichrichten der auftretenden Netzspannung zu erhalten, wodurch es möglich ist, einen langsamen, klei nen und billigen Vollweggleichrichter zu verwenden.

Bei einer weiteren, in Fig. 23 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Transformator T der Ausführungsform der Fig. 22 durch einen Isoliertransformator ersetzt, wobei die Induktionsspule L1 weggelassen ist und der Glättungskonden sator C1 durch eine Teilglättungsquelle (Kondensatoren C11, C12 und Dioden D5, D6 und D7) ausgetauscht ist. Mit dieser Anordnung wird die an die Wechselrichterschaltung 2a ange legte Spannung verringert, so daß es möglich ist, Schal tungsteile zu verwenden, die eine geringe Haltespannung auf weisen.

Bei einer weiteren, in Fig. 24 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird eine Teilglättungsquelle aus einem Spannungs abfallzerhacker anstelle der Teilglättungsquelle der Fig. 23 verwendet. Die Induktionsspule L3 bildet die für den Spannungsabfallzerhacker verwendete Induktionsspule, und das Schaltelement Q2 wirkt als das für den Spannungsabfallzer hacker verwendete Schaltelement. Mit dieser Anordnung kann der Strom zu dem Elektrolytkondensator nach dem Anschalten an die Energiequelle durch ein entsprechendes Ansteuern des Schaltelements Q2 verringert werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 25 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Entladungslampe LA der Ausführungsform der Fig. 16 durch den dazwischengeschalteten Transformator T isoliert. Hierbei sind der Transformator T und die Entla dungslampe LA in der gleichen Weise wie bei der Ausführungs form der Fig. 22 angeordnet.

Bei einer weiteren, in Fig. 26 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, die Isoliertransformatoranordnung und die Anordnung der Teilglättungsquelle zu übernehmen.

Bei den zuvor genannten Ausführungsformen der Fig. 21-26 sind die weiteren Anordnungen die gleichen wie jene der Aus führungsform der Fig. 16 oder 20, und es kann der gleiche Effekt erzielt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, von dessen Stromversorgungseinrichtung ein wesentlicher Teil in Fig. 27 gezeigt ist, ist eine Steuerschaltung 5 zum Steuern der Schaltfrequenz der Schaltelemente Q1 und Q2 vom Vorheizen bis zum Leuchten der Einrichtung der Ausführungsform der Fig. 16 und 20 hinzugefügt. In Fig. 27 sind Klemmen a und b mit der Gate- bzw. der Source-Elektrode eines MOSFETs ver bunden, der als Schaltelement Q1 verwendet wird, und Klemmen c und d sind mit der Gate-Elektrode bzw. der Source-Elek trode eines weiteren MOSFETs verbunden, der als Schaltele ment C2 verwendet wird. Überdies ist eine Klemme e mit der positiven Gleichspannungs-Ausgangsklemme des Vollweggleich richters DB verbunden, und eine Klemme g ist mit einer Ener gieversorgungsklemme Vcc der Steuerschaltung 5 verbunden.

Ein praktisches Schaltungsbeispiel der Steuerschaltung 5 der Ausführungsform der Fig. 27 ist in Fig. 28 gezeigt, bei dem ein IC-Treiber IC1 (bekannt als IR2155) verwendet wird, der einen Oszillator enthält, und die Anordnung ist so getrof fen, daß ihre Schwingungsfrequenz durch eine Zeitkonstante bestimmt ist, die durch Widerstände R1 und R2 und einen Kon densator C9 vorgegeben ist. Ferner ist ein bidirektionales Schaltelement Q3 zu dem Widerstand R2 geschaltet, und das Schaltelement Q3 ist durch ein Ausgangssignal eines Kompa rators CP1 angesteuert, um die Zeitkonstante des Oszillators zu variieren.

Als nächstes wird auf ein Steuersystem dieser Ausführungs form Bezug genommen. In einem Fall, daß die Entladungslampe LA als Last sich in einem eingeschalteten Zustand befindet, wie in Fig. 17 gezeigt, werden die Schaltelemente Q1 und Q2 bei einer solchen Frequenz f2 ein- und ausgeschaltet, daß eine nacheilende Phase bezüglich der Wechselrichterschaltung 2a erzielt wird, jedoch eine voreilende Phase bezüglich der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a erreicht wird. Das heißt, daß in der Anordnung der Fig. 28 das bidi rektionale Schaltelement Q3 sich im ausgeschalteten Zustand befindet und die Schwingungsfrequenz durch die Zeitkonstan ten der Widerstände R1 und R2 und des Kondensators 9 be stimmt werden kann.

Im folgenden wird auf einen Fall Bezug genommen, bei dem sich die lastbildende Entladungslampe LA in dem Vorheiz zustand befindet. Beim Vorheizen ist das bidirektionale Schaltelement Q3 durch das Ausgangssignal des Komparators CP1 der Fig. 28 eingeschaltet, so daß die Schwingungsfre quenz durch die Zeitkonstante des Widerstands R1 und des Kondensators C9 bestimmt ist. Hier tritt in dem Fall, daß die Schwingungsfrequenz f1 beim Vorheizen in einem Bereich wie z. B. f02 < f1 < f01 bezüglich einer Resonanzfrequenz f01 der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a und einer Resonanzfrequenz f01 der Wechselrichterschaltung 2a liegt, die zu einer Beschädigung der Schaltung führende Gefahr auf, daß der in der Phase nacheilende Strom der Wechselrichter schaltung 2a klein ist, während der in der Phase voreilende Strom der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a größer ist und die Schaltelemente Q1 und Q2 gleichzeitig eingeschaltet werden. Daher wird die Schwingungsfrequenz f1 beim Vorheizen so eingestellt, daß sie hinsichtlich irgend einer der Wechselrichter- und die Eingangsverzerrung verrin gernden Schaltungen 2a bzw. 3a in einem solchen Bereich wie f02 < f1 und f01 < f1 liegt und verhindert wird, daß die Schalt elemente Q1 und Q2 gleichzeitig eingeschaltet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfolgt das Umschalten der Frequenz vom Vorheizzustand in den Leuchtzustand diskonti nuierlich durch das bidirektionale Schaltelement Q3, derart, daß die Resonanzstelle f01 der die Eingangsverzerrung ver ringernden Schaltung 3a nicht passiert wird, und es wird keine solche Belastung auftreten, die zu einer Zerstörung der Schaltelemente Q1 und Q2 führen kann, wodurch ausgehend von dem Vorheizzustand ein stabiler Leuchtzustand möglich ist.

Bei einer weiteren, in Fig. 29 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerschaltung 5 dazu vorgesehen, das Tastverhältnis der Schaltelemente Q1 und Q2 veränderlich zu machen, um die Steuerung des Vorheizzustandes, des Leucht zustandes und des Lichtabschwächungszustandes in einem sol chen Fall auszuführen, daß z. B. die Last die Entladungslampe ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine IC-Zeitgeberschaltung verwendet, die aus einem universellen Zeitgeber (z. B. der von der japanischen Firma NEC herge stellte uPD5555) besteht, so daß die Schwingungsfrequenz durch eine Zeitgeberschaltung IC1 vorgegeben ist, wobei dann das Tastverhältnis durch eine Zeitgeberschaltung IC2 be stimmt wird, die auf diese Weise erhaltenen Signale fre quenzgeteilt werden und nach einer Verzögerungszeit den je weiligen Treiberschaltungen DR1 und DR2 zugeführt werden.

Im folgenden wird auf das Steuersystem der vorliegenden Aus führungsform Bezug genommen. Zunächst wird im Vorheizzustand einer solchen Last LA wie der Entladungslampe ein Ausgangs signal einer Logikschaltung A1 auf einen niedrigen Pegel gebracht, und das Schaltelement Q4 wird eingeschaltet, so daß Signale mit unterschiedlichem Tastverhältnis den Trei berschaltungen DR1 und DR2 eingegeben werden. Danach erhöht sich das Potential des Kondensators C22 stufenweise, das Schaltelement Q4 wird ausgeschaltet und das Tastverhältnis der Ansteuersignale für die Schaltelemente Q1 und Q2 wird im wesentlichen 50%. Das heißt, daß die Ansteuersignale beim Vorheizen ausgehend von einem unausgeglichenen Zustand näher an den Zustand von 50% herangebracht werden, obwohl die Schwingungsfrequenz konstant gehalten wird. Da hier keine Änderung der Schwingungsfrequenz der Schaltelemente Q1 und Q2 bei diesen Schritten auftritt, ist ein stabiler Leucht betrieb ausgehend von dem Vorheizzustand möglich, während verhindert wird, daß die Schaltelemente Q1 und Q2 gleich zeitig eingeschaltet werden.

Bei der Durchführung der Helligkeitssteuerung ist es zu diesem Zweck überdies ausreichend, das Tastverhältnis der Ansteuersignale für die Schaltelemente Q1 und Q2 dadurch zu variieren, daß der Wert des einstellbaren Transistors VR in Fig. 29 geändert wird. Während bei dieser Ausführungsform ein getrennt erregtes System als Steuersystem verwendet wird, ist die vorhergehende Steuerung selbst dann möglich, wenn ein selbsterregtes System verwendet wird, in welchem ein Spannungsabfall am Schaltelement Q2 auf der Seite nied rigen Potentials erfaßt wird, um dem Schaltelement Q2 ein Einschaltsignal zuzuführen.

Bei einer weiteren, in Fig. 30 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die die Ein gangsverzerrung verringernde Schaltung 3a auch als Lastkreis 1 für den Wechselrichter wirkt, und in dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter wird eine Phasenkorrektur durchgeführt. Bei dieser Ausführungsform werden die Wechselspannungs-Ein gangsklemmen des Vollweggleichrichters DB an die Netzwech selspannung Vs angeschlossen, und an die Gleichspannungs-Aus gangsklemmen des Vollweggleichrichters DB werden der Ver sorgungsglättungskondensator C1 und ein dazu paralleler Se rienkreis aus den Schaltelementen Q1 und Q2 über die Diode D3 angeschlossen. Zu den Schaltelementen Q1 und Q2 ist in Sperrichtung jeweils eine Diode D1 bzw. D2 parallelgeschal tet. Überdies ist an die Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB ein Parallelkreis aus einem Konden sator C6 und einer Last LA2 über einen Kondensator C7 ange schlossen. Die Kondensatoren C5 und C3 sind in Serie über die Induktionsspule L2 zwischen einen Verbindungspunkt des Kondensators C6 mit dem Kondensator C7 und einen weiteren Verbindungspunkt des Schaltelements Q1 mit dem Schaltelement Q2 geschaltet. Mit einem Verbindungspunkt zwischen den Kon densatoren C5 und C3 ist ein Ende eines Parallelkreises aus dem Kondensator C2 und der Last LA1 über die Induktionsspule L1 verbunden, und das andere Ende dieses Parallelkreises ist mit der negativen Ausgangsklemme des Vollweggleichrichters DB verbunden.

Im folgenden wird auf die Funktionsweise der Ausführungsform der Fig. 30 Bezug genommen. Bei dieser Ausführungsform wer den die Schaltelemente Q1 und Q2 abwechselnd ein- und ausge schaltet, derart, daß sie als Wechselrichter vom Halb brücken-Typ arbeiten, wobei die Spannung des geladenen Glät tungskondensators C3 als Energiequelle verwendet wird, und eine Hochfrequenzenergie wird den Lasten LA1 und LA2 zuge führt. Das heißt, daß mit dem Einschalten des Schaltelements Q1 ein Strom erzeugt wird, der durch einen Pfad aus dem Kon densator C1, dem Schaltelement Q1, dem Kondensator C3, der Induktionsspule L1, dem Parallelkreis aus der Last LA1 und dem Kondensator C2 und dem Kondensator C1 fließt, und ande rerseits ein weiterer Strom erzeugt wird, der über einen Pfad aus dem Kondensator C1, dem Schaltelement Q1, den Kon densatoren C3 und C5, der Induktionsspule L2, dem Parallel kreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6 sowie dem Kon densator C1 fließt.

Wird das Schaltelement Q2 eingeschaltet, so wird ein Strom erzeugt, der über einen Pfad aus dem Kondensator C3, dem Schaltelement Q2, dem Parallelkreis aus der Last LA1 und dem Kondensator C2, der Induktionsspule L1 und dem Kondensator C3 fließt, und es wird ein weiterer Strom erzeugt, der über einen Pfad aus dem Kondensator C3, dem Schaltelement Q2, dem Parallelkreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6, der Induktionsspule L2 und den Kondensatoren C5 und C3 fließt, wodurch die Hochfrequenzenergien den Lasten LA1 und LA2 bei der Schaltfrequenz der Schaltelemente Q1 und Q2 zugeführt werden.

Während in dem Lastkreis 21 die Induktionsspule L1 und der Kondensator C2 im vorliegenden Fall einen LC-Serienreso nanzsystem bilden, wird der durch dieses Resonanzsystem fließende Strom so erzeugt, daß er gegenüber der vom Glät tungskondensator C1 über die Schaltelemente C1 und C2 gelie ferten Rechteckspannung V in der Phase nacheilt. Anderer seits bilden der Kondensator C6, die Induktionsspule L2 und der Kondensator C5 in dem Lastkreis 22 sowie der Kondensator C7, die Induktionsspule L2 und der Kondensator C5 in der die Eingangsverzerrung kompensierenden Schaltung 3a jeweils ein LC-Serienresonanzsystem, und der durch diese Resonanzsysteme fließende Strom I2 besitzt gegenüber der Rechteckspannung V eine voreilende Phase, wie später erläutert wird. Damit kann, wie bereits im Zusammenhang mit dem Schaltungsbetrieb der vorhergehenden, die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a beschrieben wurde, der zusammengesetzte Strom I aus dem in der Phase nacheilenden Strom I1 und dem in der Phase voreilenden Strom I2 entsprechend der Phasendifferenz zwischen den beiden Strömen I1 und I2 verringert werden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, den aus dem in der Phase nacheilenden Strom I1 und dem in der Phase voreilenden Strom I2 zusammengesetzten Strom I dadurch zu verringern, daß der durch den Lastkreis 21 fließende Strom I1 so erzeugt wird, daß er in der Phase nacheilt, und der Strom I2, der durch die die Eingangsverzerrung verrin gernde Schaltung 3a fließt, die auch als Lastkreis 22 wirkt, so erzeugt wird, daß er in der Phase gegenüber der durch die Schaltelemente Q1 und Q2 aufbereiteten Rechteckspannung V voreilt, wodurch die Energiezufuhr möglich ist, ohne die zu den Schaltelementen Q1 und Q2 fließenden Ströme zu erhöhen, obgleich zwei Lasten vorgesehen sind, so daß ein Schaltele ment geringer Stromkapazität verwendet und die Kosten ver ringert werden können. Indem ferner die die Eingangsverzer rung verringernde Schaltung 3a auch als Stromausgleichs schaltung 2 und Lastkreis 1 für den Wechselrichter arbeitet, wird die gesamte Schaltungsanordnung vereinfacht, und es ist möglich, die Abmessungen der Schaltung auf ein Minimum her abzusetzen und die erforderlichen Kosten zu verringern.

In Fig. 31 und den folgenden Figuren wird die Funktionsweise der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a der Erfindung beschrieben. In der Schaltung 3a sind die Induk tionsspule L2 und der Kondensator C5 der Anordnung zur Ver ringerung der Eingangsstromverzerrung durch Mittel aus der Diode D3 und dem Kondensator C7 hinzugefügt, so daß sie gleichzeitig die Funktion des Ladens des Glättungskondensa tors C1 übernimmt. Ferner ist ein die Last LA und den Kon densator C6 enthaltender Lastkreis zwischen einer Verbin dungsstelle des Kondensators C7 mit der Induktionsspule L2 und dem Gleichspannungsausgang des Vollweggleichrichters DB vorgesehen, so daß auch die Lastfunktion erfüllt ist. Ferner wird der Strom, der durch das Serienresonanzsystem mit dem Kondensator 7, der Induktionsspule L2 und dem Kondensator C5 fließt, so erzeugt, daß er in der Phase gegenüber der Recht eckspannung V voreilt, die ausgehend von dem Glättungskon densator C1 über die Schaltelemente Q1 und Q2 zugeführt wird.

Im folgenden wird nun die Funktionsweise der Schaltung der Fig. 31 erläutert. Wird zunächst das Schaltelement Q1 ein geschaltet, so wird ein Strom erzeugt, der über einen Pfad aus dem Kondensator C1, dem Schaltelement Q1, den Konden satoren C3 und C5, der Induktionsspule L2, dem Parallelkreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6 und dem Kondensator C1 sowie einen Pfad aus dem Kondensator C7, der Diode D3, dem Schaltelement Q1, dem Kondensator C3, dem Kondensator C5, der Induktionsspule L2 und dem Kondensator C7 fließt. Dieser Strom ist ein in der Phase voreilender Strom.

Als nächstes wird, wie in Fig. 32 gezeigt, die Richtung des Stroms in der gleichen Einschaltperiode des Schaltelements Q1 umgekehrt, und der Strom fließt über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, den Kondensatoren C5 und C3, der Diode D1, dem Kondensator C1, dem Parallelkreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6 sowie der Induktionsspule L2.

Wiederum in der gleichen Einschaltperiode des Schaltelements Q1 fließt der Strom als nächstes, wie in Fig. 33 gezeigt, über den Pfad aus der Induktionsspule L2, den Kondensatoren C5 und C3, der Diode D1, dem Kondensator C1, dem Parallel kreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6 sowie der Induktionsspule L2, und danach, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential an der Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator C7 und der Induktionsspule L2 abfällt und eine Spannung eines Serienkreises aus den Kondensatoren C7 und C6 unter eine Spannung zwischen den Gleichspannungs-Ausgangsklemmen des Vollweggleichrichters DB abfällt, wird ein Strom er zeugt, der über einen Pfad aus dem Gleichrichter DB, dem Kondensator C7, der Induktionsspule L2, den Kondensatoren C5 und C3, der Diode D1, dem Kondensator C1 und dem Gleichrich ter DB fließt.

Da als nächstes das Schaltelement Q2 eingeschaltet wird, fließt der Strom, wie in Fig. 34 gezeigt, über einen Pfad aus dem Vollweggleichrichter DB, dem Kondensator C7, der Induktionsspule L2, den Kondensatoren C5 und C3, dem Schalt element Q2 und dem Vollweggleichrichter DB, und über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, den Kondensatoren C5 und C3, dem Schaltelement Q2, dem Parallelkreis aus der fast LA2 und dem Kondensator C6 sowie der Induktionsspule L2.

Wiederum in der gleichen Einschaltperiode des Schaltelements Q2 wird als nächstes die Richtung des Stromes umgekehrt, und es fließt, wie in Fig. 35 gezeigt, ein Strom über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, dem Parallelkreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6, der Diode D2, den Kondensatoren C3 und C5 und der Induktionsspule L2.

Wiederum in der gleichen Einschaltperiode des Schaltelements Q2 fließt, wie in Fig. 36 gezeigt, der Strom über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, dem Parallelkreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6, der Diode D2, den Kondensatoren C3 und C5 und der Induktionsspule L2, und danach, zu dem Zeitpunkt, zu dem das Potential an der Verbindungsstelle des Kondensators C7 mit der Induktionsspule L2 ansteigt und die Spannung an dem Serienkreis aus den Kondensatoren C7 und C6 die Spannung am Kondensator C1 überschreitet, wird ein Strom erzeugt, der über einen Pfad aus der Induktionsspule L2, dem Kondensator C7, der Diode D3, dem Kondensator C1, der Diode D2, den Kondensatoren C3 und C5 und der Induktionsspule L2 fließt. Mit der obigen Schaltungsoperation wiederholt der Glättungskondensator C1 den Lade- und Entladevorgang, und es kann jegliche Eingangsstromverzerrung verringert und die Energie der Last LA2 zugeführt werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 37 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird der Kondensator C5 der Ausführungsform der Fig. 30 entfernt und statt dessen ein Kondensator C8 mit dem Parallelkreis aus der Last LA2 und dem Kondensator C6 in Serie geschaltet. Die weitere Anordnung und die Wirkung der vorliegenden Ausführungsform sind die gleichen wie jene der vorhergehenden Ausführungsform der Fig. 30.

Bei einer weiteren, in Fig. 38 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung im Gegensatz zu der vorherge henden Ausführungsform der Fig. 30 so getroffen, daß ein Strom erzeugt wird, der zu dem Lastkreis 21 mit einer gegen über der Rechteckspannung V nacheilenden Phase fließt, wäh rend der in der Phase voreilende Strom zu der Schaltung fließt, die gleichzeitig als die Eingangsverzerrung verrin gernde Schaltung 3a und als Lastkreis 22 arbeitet, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Phasenbeziehung der Ströme umgekehrt ist. Das heißt, daß bei der vorliegenden Ausführungsform der in der Phase nacheilende Strom zu der Schaltung fließt, die gleichzeitig als die die Eingangsver zerrung verringernde Schaltung 3a und der Lastkreis 22 ar beitet, und der in der Phase voreilende Strom zu dem Last kreis 21 fließt. Die restliche Funktionsweise sowie der Effekt dieser Ausführungsform sind die gleichen wie jene der Ausführungsform der Fig. 30. Es ist festzustellen, daß der Kondensator C4 hier in der gleichen Weise wie der Konden sator C7 bei der Ausführungsform der Fig. 30 wirkt.

Bei einer weiteren, in Fig. 39 gezeigten Ausführungsform der Erfindung arbeitet die Schaltung gleichzeitig als die Ein gangsverzerrung verringernde Schaltung 3a und Lastkreis 22, und der andere Lastkreis 21 ist so vorgesehen, daß die Stromphase korrigiert wird. Das heißt, daß bei der vorlie genden Ausführungsform, bei der die Schaltungsanordnung von der der Ausführungsform der Fig. 30 verschieden ist, mit dem Schaltungsbetrieb der aus den Strömen I1 und I2 zusammenge setzte Strom I1 dadurch verringert werden kann, daß die Pha se korrigiert wird, wobei der Strom I2, der durch die Schal tung fließt, die sowohl als die Eingangsverzerrung verrin gernde Schaltung 3a als auch als Lastkreis 22 wirkt, so er zeugt wird, daß er gegenüber der Rechteckspannung V eine voreilende Phase besitzt, und wobei der durch den Lastkreis 21 fließende Strom I1 so erzeugt wird, daß er eine nach eilende Phase besitzt, und wobei in dieser Hinsicht die An ordnung die gleiche wie bei der Ausführungsform der Fig. 30 ist. Auch bezüglich der Verringerung der Eingangsstromver zerrung kann das gleiche durch die Lade- und Entladeopera tion des Kondensators C4 erfolgen, und es kann der gleiche Effekt wie bei der Ausführungsform der Fig. 30 erzielt wer den.

Bei einer weiteren, in Fig. 40 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausfüh rungsform der Fig. 39, bei der der zu dem Lastkreis 21 flie ßende Strom I1 in der Phase bezüglich der Rechteckspannung V nacheilt und der Strom I2, der zu der Schaltung fließt, die sowohl als die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung 3a als auch als Lastkreis 22 arbeitet, in der Phase voreilt, die Phasenbeziehung umgekehrt. Das heißt, daß bei der vor liegenden Ausführungsform der in der Phase nacheilende Strom I1 zu der Schaltung fließt, die sowohl als die Ein gangsverzerrung verringernde Schaltung 3a als auch als Last kreis 21 dient, während der in der Phase voreilende Strom I2 zu dem Lastkreis 22 fließt. Die weitere Anordnung ist die gleiche wie bei der Ausführungsform der Fig. 39, und es wird der gleiche Effekt erzielt.

Bei einer anderen, in Fig. 41 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Sätze der gleichzeitig als die Eingangs verzerrung verringernden Schaltung und als Lastkreis für den Wechselrichter arbeitenden Schaltung vorgesehen, die ein Abweichen der Phasen der Ströme bewirken, wodurch die jewei ligen Schaltungen wechselseitig Stromausgleichsschaltungen bilden, für die gemeinsam die Schaltelemente Q1 und Q2, die Dioden D1 und D2 und der eine Gleichspannungskomponente ab trennende Kondensator C3 verwendet werden und die vorgesehen sind, um die am einen Ende gelieferte Rechteckspannung V zu empfangen. Eine der Stromausgleichsschaltungen enthält den Lastkreis 1 für den Wechselrichter mit der Induktionsspule L1, dem Kondensator C2 und der Last LA1, und die die Ein gangsverzerrung verringernde Schaltung 3a mit der Diode D3, dem Kondensator D4 und der Induktionsspule L1, wobei die Induktionsspule L1 gleichzeitig für beide Schaltungen ver wendet wird, und wobei der Strom I1 erzeugt wird, der den Strom des Lastkreis 1 für den Wechselrichter enthält, dem der Strom der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung 3a überlagert ist. Die andere Stromausgleichsschaltung 2 wird durch den Lastkreis 1 für den Wechselrichter gebildet, der die Induktionsspule L2, die Kondensatoren C5 und C6 und die Last LA2 enthält, und die die Eingangsverzerrung verrin gernde Schaltung 3a, die die Diode D5, den Kondensator C7 und die Induktionsspule L2 enthält. Die Induktionsspule L2 wird für beide Schaltungen gemeinsam verwendet, und der Strom I2, dem die Ströme des Lastkreis 1 für den Wechsel richter und der die Eingangsverzerrung verringernden Schal tung 3a überlagert sind, wird so erzeugt, daß er zur Induk tionsspule L2 fließt. Indem diese Ströme I1 und I2 so einge stellt sind, daß sie verschiedene Phasen gegenüber der Rechteckspannung V aufweisen, wird der zusammengesetzte Strom I kleiner, und die beiden Schaltungen können mit dem Strom betrieben werden, der im wesentlichen für eine Schal tung erforderlich ist.

Da bei der vorliegenden Ausführungsform zwei der Stromaus gleichsschaltungen, für die ein Teil sowohl der die Ein gangsverzerrung verringernden Schaltung 3a als auch des Lastkreis 1 für den Wechselrichter gemeinsam verwendet wird, dazu vorgesehen sind, Ströme zu erzeugen, die unterschied liche Phasen aufweisen, ist es nicht erforderlich, die Stromausgleichsschaltung getrennt vorzusehen. Da ferner die beiden Stromausgleichsschaltungen jeweils auch als die Ein gangsverzerrung verringernde Schaltung 3a arbeiten, d. h. als eine Lastschaltung, ist es nicht erforderlich, eine Energie zufuhr für zwei Lasten vorzusehen, die durch die einzige Lastschaltung versorgt werden, und die gesamte Schaltung kann im Aufbau einfach gehalten werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 42 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung als die Stromversorgungseinrich tung für die als Last verwendete Entladungslampe ausgelegt, bei der die Kondensatoren C2 und C6 mit den nicht auf der Quellenseite vorgesehenen Klemmen der Entladungslampen ver bunden sind, um als Resonanzkondensator zu wirken und die Fadenheizschaltung zu bilden.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die weiteren, oben nicht beschriebenen Anordnungen die gleichen wie jene der Ausführungsform der Fig. 41, und es kann der gleiche Effekt erzielt werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 43 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind die Diode D3 und der Kondensator C4 dem Last kreis 1 für den Wechselrichter hinzugefügt, der die Induk tionsspule L1, den Kondensator C2 und die Last LA1 enthält, und die Diode D5 und der Kondensator C7 sind dem Lastkreis 1 für den Wechselrichter hinzugefügt, der die Induktionsspule L2, die Kondensatoren C5 und C6 und die Last LA2 enthält, und der Lastkreis 1 für den Wechselrichter arbeitet auch als die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung 3a. Im vorlie genden Fall ist das Ziel das gleiche wie bei der vorherge henden Ausführungsform der Fig. 41, wobei der zusammenge setzte Strom I dadurch verringert werden soll, daß für von einander abweichende Phasen der jeweiligen Ströme gesorgt wird, und es kann das gleiche Ergebnis erzielt werden.

Bei einer weiteren, in Fig. 44 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung zur Verwendung als Wechsel richter für die als Last eingesetzte Entladungslampe ausge legt, bei welcher Ausführungsform die Kondensatoren C2 und C6 mit den nicht auf der Quellenseite vorgesehenen Klemmen der Entladungslampen verbunden sind, um als Resonanzkonden sator und auch als Fadenheizschaltung zu wirken. Die weite ren, oben nicht beschriebenen Anordnungen sind die gleichen wie jene der Ausführungsform der Fig. 43, und es kann der gleiche Effekt erzielt werden.

Bei weiteren, in den Fig. 45 und 46 gezeigten Ausfüh rungsformen der Erfindung ist die Einrichtung mit einer der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltungen wie bei den Ausführungsformen der Fig. 42 und 43 ausgeführt. Die wei teren Anordnungen und der Effekt sind die gleichen wie jene bei den Ausführungsformen der Fig. 42 und 43.

Claims

1. Stromversorgungseinrichtung, bei der eine Gleichspan nungsquelle durch Gleichrichten und Glätten einer Versor gungswechselspannung erhalten wird, Schaltelemente in einer an die Gleichspannungsquelle angeschlossenen Wechselrichter schaltung bei einer hohen Frequenz ein- und ausgeschaltet werden, um eine rechteckförmige Hochfrequenzspannung zu er zeugen, und die rechteckförmige Hochfrequenzspannung an ei nen ersten Lastkreis für den Wechselrichter angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromausgleichsschaltung vorgesehen ist, um einen zu einem aufgrund der Hochfrequenz spannung zum ersten Lastkreis für den Wechselrichter flie ßenden ersten Strom im wesentlichen gegenphasigen zweiten Strom zu erzeugen, wobei ein aus dem zu dem ersten Lastkreis für den Wechselrichter fließenden ersten Strom und dem zu der Stromausgleichsschaltung fließenden zweiten Strom zusam mengesetzter Strom der Hochfrequenzspannung in der Phase leicht nacheilt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um zu bewirken, daß der zu dem ersten Lastkreis für den Wechselrichter fließende erste Strom in der Phase gegenüber der Hochfrequenzspannung nacheilt und der zu der Stromausgleichsschaltung fließende zweite Strom in der Phase gegenüber dieser Hochfrequenzspannung voreilt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um zu bewirken, daß der zu dem ersten Lastkreis für den Wechselrichter fließende erste Strom in der Phase gegenüber der Hochfrequenzspannung voreilt und der zu der Stromausgleichsschaltung fließende zweite Strom in der Phase gegenüber dieser Hochfrequenzspannung nacheilt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen mit der Stromausgleichsschaltung verbunde nen zweiten Lastkreis für den Wechselrichter und mit dem ersten und dem zweiten Lastkreis für den Wechselrichter ver bundene Mittel enthält, um zu bewirken, daß der zu dem er sten Lastkreis für den Wechselrichter fließende erste Strom und ein zu dem zweiten Lastkreis für den Wechselrichter fließender dritter Strom zueinander gegenphasig sind.

5. Stromversorgungseinrichtung, bei der eine Versorgungs wechselspannung in einer die Eingangsverzerrung verringern den Schaltung durch Schaltelemente zerhackt wird, die bei einer hohen Frequenz ein- und ausgeschaltet werden, um jeg liche Eingangsstromverzerrung zu verringern und eine Gleich spannung an einem Glättungskondensator zu erhalten, eine rechteckförmige Hochfrequenzspannung in einer Wechselrich terschaltung dadurch erzeugt wird, daß die Schaltelemente für ein Anlegen an und ein Trennen von der vom Kondensator gelieferten Gleichspannung ein- bzw. ausgeschaltet werden, und eine Hochfrequenz-Ausgangsspannung der Wechselrichter schaltung an einen Lastkreis angelegt wird, dadurch ge kennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Schaltele mente so zu betätigen, daß dadurch sowohl die Funktion der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung als auch die der Wechselrichterschaltung erzielt wird, und daß eine Stromausgleichsschaltung vorgesehen ist, um zu bewirken, daß ein Strom zu den Schaltelementen fließt, der zu wenigstens einem der Ströme von der die Eingangsverzerrung verringern den Schaltung und von der Wechselrichterschaltung im wesent lichen gegenphasig ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung dafür aus gelegt ist, auch als die Stromausgleichsschaltung zu wirken, indem der von der die Eingangsverzerrung verringernden Schaltung zu den Schaltelementen fließende Strom so erzeugt wird, daß er zu dem Strom von der Wechselrichterschaltung im wesentlichen gegenphasig ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Eingangsverzerrung verringernde Schaltung eine zwei te Last enthält und dafür ausgelegt ist, auch als weitere Wechselrichterschaltung zu wirken.

8. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichterschaltung Mittel zum Verringern der Ver zerrung des Eingangsstroms enthält, um auch als die die Ein gangsverzerrung verringende Schaltung zu wirken.

9. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter für ein Vollweggleichrichten einer Versor gungswechselspannung, eine in Durchlaßrichtung gepolte Dio de, die an einem Ende mit einer ersten Ausgangsklemme des Gleichrichters verbunden ist, einen Glättungskondensator, der zwischen das andere Ende der Diode und eine zweite Aus gangsklemme des Gleichrichters geschaltet ist, ein erstes und ein zweites Schaltelement, die zu dem Glättungskondensa tor parallelgeschaltet sind, einen eine Gleichspannungskom ponente abtrennenden Kondensator, der an einem Ende mit ei nem Schaltpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Schalt element verbunden ist, einen Lastkreis für den Wechselrich ter, der einen Resonanzkreis und eine Entladungslampenlast enthält und zwischen das andere Ende des eine Gleichspan nungskomponente abtrennenden Kondensators und das andere Ende der Diode geschaltet ist, einen Serienkreis aus einer Induktionsspule und einem Kondensator, der zwischen das an dere Ende des eine Gleichspannungskomponente abtrennenden Kondensators und das eine Ende der Diode geschaltet ist, einen an die erste und die zweite Ausgangsklemme des Gleich richters angeschlossenen Kondensator sowie ein Steuermittel, um das erste und das zweite Schaltelement abwechselnd ein- und auszuschalten, wenn sich die Entladungslampenlast bei einer Schwingungsfrequenz im eingeschalteten Zustand befin det, die geringer als eine Resonanzfrequenz des Serienkrei ses aus der Induktionsspule und dem Kondensator und höher als eine Resonanzfrequenz des Lastkreis für den Wechselrich ter ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel Mittel zum Umschalten der Schwingungsfre quenz auf eine Frequenz enthält, die höher als die Resonanz frequenz des Serienkreises aus der Induktionsspule und dem Kondensator und die Resonanzfrequenz des Lastkreis für den Wechselrichter ist, so daß die Phase des zu dem ersten und dem zweiten Schaltelement fließenden Stromes in dem Fall, daß die Entladungslampenlast sich in einem Vorheizzustand befindet, nicht nacheilt.

11. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel Mittel enthält, um an das erste und das zweite Schaltelement dann, wenn sich die Entladungslampen last in einem Vorheiz- und einem Helligkeitssteuerungszu stand befindet, Steuersignale unterschiedlicher Einschaltim pulsbreite bei der gleichen Schwingungsfrequenz wie die im Leuchtzustand anzulegen und um das erste und das zweite Schaltelement dann, wenn sich die Entladungslampenlast im Leuchtzustand befindet, abwechselnd mit Signalen anzusteu ern, die im wesentlichen eine gleiche Einschaltimpulsbreite besitzen, und Mittel enthält, um die Einschaltimpulsbreite der Steuersignale stufenweise zu ändern, wenn die Entla dungslampenlast vom Vorheizzustand in den Leuchtzustand übergeht.