DE1957367C3 - Zündschaltung für Entladungsröhren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zündschaltung für Entladungsröhren, wie Leuchtstofflampen, Quecksilberdampflampen, Neonröhren u. dgl., mit einer Schaltung zum Vorheizen der Elektroden der Entladungsröhre, einem Auf- bzw. Entladekreis mit einem Kondensator, einem im Auf- bzw. Entladekreis liegenden Schalter, der etwa im Scheitelpunkt einer Halbwelle der von einer Wechselspannungsquelle zugeführten Speisespannung durchgeschaltet wird, und einer im Entladekreis liegenden Wicklung eines Transformators, an dessen weiterer Wicklung bei Durchschaltung des Schalters ein der Halbwelle überlagerter Zündimpuls erzeugbar ist.

Bei einer solchen aus der US-PS 33 64 386 bekannten Zündschaltung ist eine Wechselspannungsquelle über eine oder mehrere Ballast-Drosselspulen oder aber einen als Spartransformator geschalteten Leck- bzw. Streutransformator mit einer oder mehreren zu zündenden Entladungsröhren verbunden. Bei einer Ausführungsform dieser bekannten Zündschaltung sind über Sekundärwicklungen des Transformators bzw. der Ballast-Drosselspule auch die Heizwicklung der Elektroden der Entladungsröhre mit der Wechselspannungsquelle verbunden, so daß vor dem eigentlichen Zündvorgang ein Vorheizen der Elektroden stattfindet. Über einen Teil der Wicklung der Drosselspule bzw. des Transformators ist der Wechselspannungsquelle die Reihenschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes parallel geschaltet, so daß nach Einschaltung der Wechselspannungsquelle der Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wird. Dem Kondensa-

tor selbst ist eine wiederum aus einem Teil der Wicklung der Drosselspule bzw. des Transformators und einem Schalter gebildete Reihenschaltung parallel geschaltet. Der Schalter ist so ausgebildet, daß er bei einer bestimmten Amplitude einer Halbwolle der Wechsel- S spannung durchschaltet und d ;mit eine Entladung des zuvor auf diesen Spannungswert aufgeladenen Kondensators über den mit dem Schalter in Reihe geschalteten Wicklungsteil bewirkt. Durch die Entladung des Kondensators wird zu diesem Zeitpunkt in der Wicklung des Transformators bzw. der Drosselspule ein Spannungsimpuls erzeugt, der der jeweiligen Halbwelle des Wechselspannungssignals überlagert wird. Durch die magnetische Kopplung zwischen dem mit dem Kondensator bzw. dem Schalter in Reihe geschalteten is Wicklungsteil und dem übrigen Teil der Wicklung ist dabei auch eine entsprechende Aufwärtstransformierung des Spannungsimpulses möplich. Der bei der bekannten Schaltungsanordnung benutzte Schaher ist ein kontaktloser magnetischer Schalter, der einen eine etwa rechteckige Hysteresischleife aufweisenden Magnetkern besitzt Der Schalter wird daher bei Erreichen einer bestimmten Spannungsamplitude während einer Halbwelle einer jeden Periode leitend, wobei diese Spannungsamplitude so gewählt ist, daß zum Zeitpunkt des Leitendwerdens des Schalters auch der Kondensator auf eine ausreichend hohe Ladespannung aufgeladen wurde. Der Schalter der bekannten Anordnung kann z. B. auch ein bei Erreichen einer bestimmten Spannungsamplitude schaltender gesteuerter Gleichrichter sein.

Da insbesondere bei Benutzung relativ niedriger Wechselspannungen für die Speisung der Leuchtstoffröhre auch die am Kondensator noch vor Erreichen des Spitzenwertes einer Halbwelle der Wechselspannung erzielbare Ladespannung nur relativ niedrig ist, die durch del« im Ladekreis liegenden Widerstand weiter begrenzt wird, werden bei den meisten Ausführungsformen der bekannten Schaltungsanordnung als Spartransformatoren ausgebildete Leck- bzw. Streutransformatoren benutzt, die eine entsprechende Aufwärtstransformierung des durch den Entladestrom des Kondensators erzeugten Spannungsimpulses gewährleisten. Da die Verwendung und der Aufbau derartiger Transformatoren jedoch teuer und aufwendig ist, andererseits jedoch ein durch Hindurchleiten des Entladestromes durch einen Wicklungsteil einer herkömmlichen Ballast-Drosselspule erzeugter Zündspannungsimpuls meist keine ausreichend große Amplitude aufweist, ist auch diese bekannte Schaltungsanordnung hinsichtlich einer mögliehst sicheren und schnellen Zündung einer Entladungsröhre noch nicht voll befriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Zündschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei möglichst geringem Schaltungsaufwand eine sichere und schnelle Zündung einer oder mehrerer Entladungsröhren möglich ist, ohne daß dazu ein eine entsprechende Aufwärtstransformierung vornehmender Leck- oder Streutransformator erforderlich ist.

Bei einer Zündschaltung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Schalter durch mindestens einen Thyristor gebildet ist, der durch eine gegensinnig gepolte erste Diode überbrückt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Zündschaltung ist der in dem Auf- bzw. Entladekreis liegende Kondensator zusammen mit dem als elektronischer Schalter benutzten Thyristor so geschaltet, daß der Kondensator bei eingeschalteter Wechselspannungsquelle und gesperrtem Schalter z. B. während der negativen Halbwelle einer Periode des Wechselspannungssignals annähernd auf die volle Amplitude der negativen Spannung aufgeladen wird, während er während der nachfolgenden positiven Halbwelle des Wechselspannungssignals nach Leitendwerden des elektronischen Schalters an annähernd die volle positive Spannung des Wechselspannungssignals gelegt wird, wodurch eine Entladung bzw. Umladung des Kondensators auf Grund einer gegenüber dem Scheitelwert des Wechselspannungssignals annähernd doppelt so großen Spannungsdifferenz stattfindet, wodurch auch ein entsprechend großer Ladestrom und damit ein entsprechend großer Spannungsimpuls in einem einfachen Trenn- bzw. Koppeltransformator erzeugt wird, der bei seiner Überlagerung mit dem Wechselspannungssignal eine sehr schnelle und sichere Zündung der Entladungsröhre gewährleistet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2 ein Schaltschema einer abgewandelten Ausführungsform,

Fig.3-A ein Schaltschema einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig.3-B ein Schaltschema einer weiteren Ausführungsform ähnlich Fig.3-A, jedoch zum Zünden einer Anzahl von Entladungslampen,

Fig.3-C Diagramme von Wellenzügen, wie sie bei den Ausführungsformen gemäß Fig.3-A bzw. 3-B auftreten, und

Fig.4 ein Schaltschema einer Schakungsanordnung zum aufeinanderfolgenden Zünden mehrerer Entladungslampen bzw. Leuchtstoffröhren.

Die Schaltungsanordnung in Fig.l zeigt eine Wechselstrom-Speisequelle E, parallel zu welcher ein Transformator Γ angeschlossen ist, der zum Vorheizen einer Leuchtstoffröhre bzw. deren Heizfäden dient, indem seine sekundärseitigen Anschlüsse mit den Heizfäden der Leuchtstoffröhre FL verbunden sind. Ein Anschluß der Leuchtstoffröhre FL liegt an einem Pol der Speisequelle E, während der andere Anschluß über die Primärwicklung L2\ einer Ballast-Drosselspule CH mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Ein Anschluß der Sekundärwicklung L22 der Ballast-Drosselspule CH ist mit dem anderen Pol der Spannungsquelle E verbunden, während der zweite Sekundärwicklungsanschluß über eine Reihenschaltung eines Kondensators C, eines Widerstandes R2\ und eines Thyristors DS an den einen Pol der Spannungsquelle E geführt ist. Der Thyristor DSist mit einer Diode D2\ überbrückt.

Parallel zu der Leuchtstoffröhre FL ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand R22, einer Neonröhre /Ve, einer Diode DIl und eines Widerstandes R23 angeschlossen. Die Steuerelektrode des Thyristors DS liegt an der Verbindungsstelle zwischen der Diode D22 und dem Widerstand R23.

Die dargestellte elektrische Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt. Die Heizfäden der Leuchtstoffröhre FL werden durch den Transformator Tvorgeheizt. Wird von der Speisequelle E die negative Halbwelle einer Wechselspannung zugeführt, so lädt diese den Konden-

sator Cauf, so daß seine positive Elektrode auf der Seite des Widerstandes Ä21 und seine negative Elektrode auf der Seite der Sekundärwicklung L22 der Ballast-Drosselspule CH liegt. Während der negativen Halbwelle fließt kein Entladungsstrom zur Neonröhre Ne, da die Diode D22 hieran in Sperrichtung angeschlossen ist. Infolgedessen zündet die Neonröhre Ne noch nicht. Da während der negativen Halbwelle der Wechselspannung der Thyristor DS in Sperrichtung gepolt ist. verbleibt er im abgeschalteten bzw. stromlosen Zustand.

Wenn anschließend die positive Halbwelie der Spannung zu dem Kondensator C gelangt und dessen Aufladung daher auf eine Spannung steigt, bei welcher die Entladung der Neonröhre Ne einsetzt, fließt der Entladestrom zu der Neonröhre Ne und mithin fließt auch Strom zur Steuerelektrode des Thyristors DS, so daß dieser leitend wird. Im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle wird daher der Thyristor DS eingeschaltet, und an beiden Klemmen der Sekundärwicklung L22 der Ballast-Drosselspule CH tritt infolge des Zusammenwirkens der Sekundärwicklung L22, ihres Wicklungswiderstandes und des Kondensators C eine entsprechende Schwingungsspannung auf. Diese Impuls-Schwingungsspannung wird durch die Primärwicklung L21 der Ballast-Drosselspule CH überhöht, so daß ein Hochspannungsimpuls erzeugt wird. Dieser wird der Leuchtstoffröhre FL zugeführt und löst die örtliche Entladung aus, welche anschließend die normale Entladung bewirkt.

Auf diese Weise wird die normale Entladung in Gang gebracht und die Spannung an den beiden Anschlüssen der Leuchtstoffröhre FL sinkt unter die Entladungs-Einsetzspannung der Neonröhre Ne ab, so daß letztere während der nachfolgenden positiven Halbwelle nicht zündet bzw. brennt Infolgedessen fließt kein Strom zur Steuerelektrode des Thyristors DS und dieser bleibt abgeschaltet. Wie man sieht, bewirkt der an der Primärwicklung L21 der Ballast-Drosselspule CH erzeugte Hochspannungsimpuls die Zündung der Leuchtstoffröhre FL worauf der Trigger-Stromkreis von der übrigen Schaltung abgetrennt bleibt

Die Leuchtstoffröhre FL zündet also sofort bei Zuführung der Speisespannung. Diese Eigenschaft gestattet es, diese Zündschaltung für ein Reklamegerät zu benutzen, wobei die für diese Zwecke bislang nicht verwendbaren Leuchtstoffröhren ähnlich Glühlampen gezündet werden können. Weitere Vorteile der dargestellten Zündschaltung bestehen darin, daß die Nutzungsdauer stark erhöht ist, weil nach der Zündung der Lampe FL lediglich die Ballast-Drosselspule CH zu Stabilisierungszwecken in Betrieb bleibt wogegen der Teil der Schaltung, der zur Erzeugung der Zündimpulse dient, dann nicht mehr in Betrieb ist Infolge der Einfachheit ihres Aufbaues kann die Schaltungsanordnung kompakt ausgeführt und billig hergestellt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.2 dargestellt Hierbei handelt es sich um eine elektrische Zündschaltung für eine Anzahl von Entladungslampen.

Die in Fig.2 dargestellte Schaltungsanordnung weist eine Wechselstrom-Speisequelle E auf, an deren einen Pol jeweils eine beispielsweise als Leuchtstoffröhre ausgebildete Entladungslampe FL31, FZ32bzw. FZ33 mit jeweils einem Heizfaden angeschlossen ist Die anderen Elektroden bzw. Heizfäden der Entladungslampen FL3X, FL32 und FL33 sind über je eine Ballast-Drosselspule CFBi, CH32 bzw. CFB3 an den anderen Pol der Spannungsquelle E geführt Zum Vorheizen der Heizfäden der Entladungslampen FL3X, FL32 und FL33 dient ein Transformator T, dessen Primärwicklung 731 an die Spannungsquelle E angeschlossen ist. Der eine Glühfaden einer jeden Entladungslampe FL3i, FL32 und FL33 ist mit einer Sekundärwicklung 732a verbunden, während drei weitere Sekundärwicklungen 7326, 732c und 732d jeweils mit den jeweils anderen Heizfäden der Entladungslampen FZ31, FL32 bzw. FU33 verbunden sind.

Ein Anschluß einer Wicklung L ist mit demjenigen Pol der Speisequelle E verbunden, an den auch der eine Anschluß der Drosselspulen CHßi, CH32 und CH33 geführt ist. Der andere Anschluß der Wicklung L ist über eine Reihenschaltung eines Kondensators C und eines Thyristors DS mit dem anderen Pol der Spannungsquelle E verbunden. Die Wicklung L und die Ballast-Drosselspulen CHJI bis CH33 bilden zusammen einen Transformator. Parallel zum Thyristor DS ist in Sperrichtung eine Diode D3\ angeschlossen. Zwischen der Steuerelektrode des Thyristors DS und dem einen Pol der Spannungsquelle Eist ein Widerstand R3\ sowie eine Diode D32 angeschlossen, welch letztere zum Schutz des Thyristors DSdient.

Je eine Reihenschaltung eines Widerstandes R32 und einer Neonröhre Ne31, eines Widerstandes R33 und einer Neonröhre Ne32 sowie eines Widerstandes Ä34 und einer Neonröhre Ne33 ist an die Verbindungsstelle der Ballast-Drosselspule CH3i, CH32 bzw. CH33 mit dem zugeordneten Heizfaden der betreffenden Entladungslampe FL3\, FL32 bzw. FL33 angeschlossen. Der andere Anschluß der Neonröhren Ne3I, Ne32 und Ne33 steht mit der Steuerelektrode des Thyristors DS in Verbindung.

Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt Die Entladungslampen FZ31 bis FL33 bzw. deren Heizfäden werden durch den Vorheiztransformator T vorgeheizt Wird von der Spannungsquelle E die negative Halbwelle einer Speisespannung zugeführt, so wird der Kondensator Cüberdie Diode D3\ aufgeladen, so daß seine positive Elektrode auf der Seite des Thyristors DS und seine negative Elektrode auf der Seite der Wicklung L liegt Der Kondensator C entlädt sich nicht wenn seine Aufladung beendet ist und der Entladezeitpunkt heranrückt weil die Diode D31 in Sperrichtung geschaltet ist und der Thyristor DS abgeschaltet bleibt. Zu diesem Zeitpunkt findet im wesentlichen am Scheitelwert der negativen Halbwelle eine Entladung der Neonröhren Ne31 bis Ne33 statt, doch bleibt der Thyristor DS stromlos, da zunächst noch kein positiver Strom zugeführt wird.

Wenn anschließend die Spannung der positiven Halbwelie zugeführt wird und bis auf eine solche Höhe ansteigt, bei welcher die Neonröhren Ne31 zu zünden bzw. zu brennen beginnen, fließt zu diesen Neonröhren Ne31 bis Ne33 ein Entladestrom und infolgedessen auch ein Strom zur Steuerelektrode des Thyristors DS, der alsdann leitend wird. Im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle wird daher der Thyristor DS eingeschaltet In der Wicklung L fließt der Entladestrom des Kondensators C₁ so daß in den Ballast-Drosselspulen CFBi bis CFB3 ein Hochspannungs-Impuls erzeugt wird. Dieser wird den Entladungslampen FL31 bis FI33 zugeführt um eine örtliche Entladung auszulösen, auf welche die normale Entladung folgt Während sonst solche Hochspannungsimpulse mit der Speisespannung, welche die normale Entladung der Entladungslampen aufrechterhält, synchronisiert sein müssen, werden in

der vorliegenden Ausführungsform die Neonröhren Ne31 bis Ne33, deren Entladungs-Einsetzspannung verhältnismäßig hoch ist, zum Triggern des Thyristors DSbenutzt.

Sobald die Entladungslampen FL3i bis FL33 mit normaler Entladung zu brennen beginnen, sinkt die Spannung an beiden Anschlüssen dieser Entladungslampen FL31 bis FL33 unter die Entladungs-Einsetzspannung der Neonröhren Ne31 bis Ne33 ab. Letztere zünden bzw. brennen daher während der folgenden positiven Halbwelle der Speisespannung nicht. Dementsprechend fließt kein Strom zur Steuerelektrode des Thyristors DS, so daß dieser abgeschaltet bleibt.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, werden alle Entladungslampen FZJl, FL32 und FL33 gleichzeitig gezündet. Falls jedoch die Zündung bei einer oder mehreren einer Anzahl von Entladungslampen nicht stattfinden sollte, zündet aber während der darauffolgenden positiven Halbwelle diejenige Neonröhre, welche an die nicht gezündete Entladungslampe angeschlossen ist. Durch die oben beschriebene Arbeitsweise wird daher der Thyristor DSeingeschaltet, und auch diese Entladungslampe wird durch einen Hochspannungs-Impuls gezündet.

Ein besonderer Vorteil dieser Schaltungsanordnung besteht in ihrer Vielseitigkeit der Anwendung, beispielsweise auf dem Gebiet der Lichtreklame bzw. Leuchtwerbung, da alle Entladungslampen bei Zufuhr der Speisespannung gleichzeitig gezündet werden. Ein weiterer Vorzug der Schaltungsanordnung besteht in ihrer Wirtschaftlichkeit, weil die Zündung einer Anzahl von Entladungslampen über nur eine einzige Zündschaltung erfolgt. Außerdem ist die Lebensdauer der Schaltelemente stark erhöht, weil die Ballast-Drosselspulen CH3\ bis CM33 nach der Zündung der Entladungslampen FZ31 bis FL33 als Stabilisierungseinrichtungen wirken, die eigentliche Zündschaltung selbst dann aber nicht mehr in Betrieb ist.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig. 3-A und 3-B dargestellt, und ihre Wirkungsweise wird weiter unten an Hand der Fig.3-C erläutert

Die Spannungsquelle £ in Fig. 3-A kann beispielsweise eine Wechselspannung von 100 oder 200 V führen. Ein Anschluß einer Ballast-Drosselspule CH ist an die Spannungsquelle E angeschlossen. Zur Unterdrückung hochfrequenter Störungen ist ein Kondensator OH an den einen Pol der Spannungsquelle £ und an den anderen Anschluß der Drosselspule CH angeschlossen. Eine Entladungslampe FL, beispielsvv.r. se eine Leuchtstoffröhre, weist Heizfäden F41 bzw. F42 auf, die jeweils an einen Anschluß der Spannungsquelle E bzw. der Drosselspule CH geführt sind. Wird beispielsweise eine Entladungslampe mit einer Leistung von 32 W benutzt, so schließt man sie zweckmäßig an eine Spannungsquelle mit 100 V an, während bei Verwendung einer Entladungslampe mit einer Leistung von 4OW oder darüber der Anschluß an eine Spannungsquelle E mit 200 V erfolgen kann. Die Anordnung weist ferner einen Transformator T mit einer Sekundärspule 742 auf, deren einer Anschluß an den Heizfaden FHi der Entladungslampe FL über einen Kondensator CM angeschlossen ist, während der zweite Anschluß zum Heizfaden f42 der Entladungslampe FL geführt ist Ein Anschluß der Primärwicklung 741 des Transformators 7"ist mit der Speisequelle E an der Seite, nahe der Drosselspule CH verbunden, während der andere Anschluß mit einem Kondensator C43 in Verbindung steht, dessen anderer Anschluß mit der Anode eines Thyristors DS über eine Diode D41 in Durchlaßrichtung verbunden ist, während zugleich zum Heizfaden F42 der Entladungslampe FL eine Verbindung über eine in Sperrichtung geschaltete Diode D42 besteht. Die Anode des Thyristors DS ist über eine Diode D43 zum Heizfaden F41 der Entladungslampe FL geführt, wogegen seine Kathode mit dem Heizfaden F42 der Entladungslampe FL verbunden ist. Die Steuerelektrode des Thyristors DS ist an die Verbindungsstelle eines mit einem Anschluß am Heizfaden F42 liegenden Widerstandes Ä43 und einer Neonröhre Ne angeschlossen, deren anderer Anschluß über zwei Widerstände Ä41, Λ42 mit dem Heizfaden F41 der Entladungslampe FL verbunden ist. An dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen RA\ und #42 ist ein Widerstand Λ44 angeschlossen, dessen anderer Anschluß zum Heizfaden F42 geführt ist.

Die Arbeitsweise der wie oben beschrieben aufgebauten Schaltungsanordnung gemäß Fig.3-A wird im folgenden unter Heranziehung der Fig.3-C erläutert. Bei Zufuhr der Speisespannung E fließt ein Vorheizstrom zu den Heizfäden F41, F42 der Entladungslampe FL über die Diode D43 nur bzw. erst, wenn der Thyristor DS leitet. Sobald letzterem die positive Halbwelle der Speisespannung zugeführt wird und seine Spannung daher auf einen Wert ansteigt, bei welchem die Neonröhre Λ/e zu zünden bzw. zu brennen beginnt, fließt durch letztere ein Entladungsstrom und infolgedessen auch ein Strom zur Steuerelektrode des Thyristors DS, der dadurch leitend wird. Die bei dieser Schaltungseinrichtung benutzte Neonröhre Ne ist vorzugsweise von dem Typ, welcher im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle zur Entladung kommt Demzufolge wird auch der Thyristor DS im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle angeschaltet.

Für die folgende Erläuterung wird vorausgesetzt, daß die Heizfäden F41, F42 der Entladungslampe FL genügend vorgeheizt werden durch einen Strom, der durch die Drosselspule CH, die Diode D43 und den Thyristor DS bestimmt ist. Über die Diode 42 wird der Kondensator 43 während der negativen Halbwelle negativ aufgeladen. Die negative Spannung wird aufrechterhalten, bis der Thyristor DS im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle leitend wird. Dies ist in dem Diagramms s4 der Fig. 3-C dargestellt. Sobald der· Thyristor DS leitend wird, wird der Kondensator C43 über die Diode D41 im wesentlichen im Scheitelpunkt der positiven Halbwelle rasch entladen, so daß ein Entladestrom großer Amplitude zur Primärwicklung 741 des Transformators 7"fiießt und ein Spannungsimpuls induziert wird, wie er im Diagramm M der Fig.3-C dargestellt ist Dieser erzeugt wiederum in der Sekundärwicklung 742 des Transformators T einen Hochspannungsimpuls. Wie aus dem Diagramm o4 der Fig.3-C hervorgeht ist dieser Hochspannungsimpuls in bezug auf den an der Primärwicklung 741 erzeugten Schwingungsimpuls bei im wesentlichen entsprechender Phasenlage invertiert, d. h, es tritt praktisch eine Polungsumkehr auf. Über den Kondensator C42 wird dieser negative Hochspannungsimpuls den Heizfäden FM, F42 der Entladungslampe FL zugeführt, unid zwar praktisch synchron, d.h. im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle der Speisespannung. Die Heizfäden f4S, f42 sind nämlich in bezug auf positiv gerichtete Impulse in der positiven Halbwelle abgetrennt nicht jedoch in bezug

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auf negative Impulse während der negativen Halbwelle. Der negative Impuls läuft daher zu den Heizfäden F41, F42 durch und erregt eine örtliche Entladung. Weil die Heizfäden F41, F42 bereits im gewissen Ausmaß vorgeheizt sind, wächst diese örtliche Entladung bis zur normalen Entladung an, so daß die Entladungslampe FL über die Heizfäden F4i, F42 gezündet wird. Zur Abtrennung des Vorheizkreises vom Hochspannungs-Generatorkreis ist die Diode D43 vorgesehen.

Sobald die Entladungslampe FL gezündet hat., sinkt die Spannung an ihren beiden Anschlüssen bis auf die Brennspannung ab, bei welcher die Entladung aufrechterhalten bleibt. In'der Folge hört die Entladung in der Neonröhre Ne auf und der Thyristor DS bleibt daher stromlos. Sowohl der Vorheizkreis als auch der Hochspannungs-Generatorkreis wird dadurch abgeschaltet. Die in Fig. 3-A strichpunktiert eingezeichnete Zündschaltung wird infolgedessen von der elektrischen Schaltung mit der Entladungslampe FL unabhängig.

Die in Fi g. 3-A gezeigte elektrische Schaltungsan-Ordnung kann insbesondere zur Zündung von Entladungslampen FL mit einer Leistung von 10, 15, 20, 30 oder 32 W an einer Spannungsquelle von 100 V oder zur Zündung einer Entladungslampe von mehr als 40 W an einer Spannungsquelle von 200 V Verwendung finden. Soll eine Entladungslampe von mehr als 40 W an einer Spannungsquelle von 100 V gezündet werden, so kann ein Leck- bzw. Streutransformator parallel zur Spannungsquelle E angeschlossen werden; die Entladungslampe kann dann im übrigen ebenso wie vorstehend beschrieben gezündet werden.

Eine elektrische Schaltung zum Zünden einer Anzahl von Entladungslampen ist in Fig.3-B gezeigt, wobei im gezeichneten Ausführungsbeispiel zwei Entladungslampen FL und FL' vorgesehen sind. Die Anordnung gemäß Fig.3-B umfaßt eine zusätzliche elektrische Schaltung mit der weiteren Entladungslampe FL', einer Ballast-Drosselspule CH', einem Störschutzkondensator C41', einem zwischen einem Heizfaden F41' der Entladungslampe FL' und der Sekundärseite Γ42 des Transformators T angeschlossenen Kondensator C42', eine zwischen dem Heizfaden F41' der Entladungslampe FL und der Anode des Thyristors DS angeschlossene Diode Z543', Widerstände /?41' bis /?44' und eine Neonröhre Ne'. Die zusätzliche elektrische Schaltung liegt parallel zu der elektrischen Schaltung für eine Entladungslampe, wie sie in Fig.3-A dargestellt ist. Um zu verhindern, daß die Steuerelektroden-Anschlüsse der Neonröhren Ne, Ne' störend aufeinander einwirken, ist je eine Diode D44 bzw. Z>!4' vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig.3-B ist folgende. Wie bei der elektrischen Schaltungsanordnung für nur eine Entladungslampe fließt ein Vorheizstrom zu den Heizfäden F41, F42 bzw. F41', F42' der Entladungslampen FL bzw. FZ/durch den Thyristor DS, der leitend wird, wenn in den Neonröhren Ne und Ne' im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle eine Entladung stattfindet. Die Heizfäden werden also vorgeheizt. Während zum Kondensator CM der Entladestrom fließt, wird an der Primärwicklung 741 eine Impulsspannung erzeugt, die der Änderung bzw. dem Differentialquotienten des Entladestroms proportional ist. Diese Impulsspannung wird in der Sekundärwicklung T42 überhöht und mit umgekehrter Polung als Hochspannungsimpuls von hoher Frequenz abgenornmen. Der Hochspannungsimpuls wird nunmehr über die Kondensatoren CM und C42' den Entladungslampen FL und FL 'zugeführt, wodurch diese gezündet werden.

Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel können beispielsweise Entladungslampen FL und FL' von 6, 10, 15, 20, 30 oder 32 W an einer Spannungsquelle von 100 V Verwendung finden, während Entladungslampen FL und FL' von 40 W und darüber an eine Spannungsquelle von 200 V angeschlossen werden können. Sollen Entladungslampen mit mehr als 40 W an eine Spannungsquelle von 100 V angeschlossen werden, so wird jede der Entladungslampen FL und FL' mit einem Leck- bzw. Streutransformator verbunden, damit diese Entladungslampen gezündet werden können.

Ein wesentlicher Vorteil der Schaltungsanordnung ist die Zuverlässigkeit, mit welcher die schnelle bzw. praktisch augenblickliche Zündung eines beliebigen Typs von Entladungslampen bewirkt wird, ob es sich nun um eine normale Entladungslampe oder eine Schnellstart-Entladungslampe handelt. Ein weiterer Vorzug beruht darauf, daß bei Anschluß einer Anzahl von Entladungslampen an die Schaltung jede einzelne Entladungslampe unabhängig von den übrigen Entladungslampen gezündet wird, da alle Lampen parallel zueinander angeschlossen sind.

In Fig.4 ist eine Schaltung dargestellt, die zum aufeinanderfolgenden Zünden einer Anzahl von Leuchtstoffröhren dient. Jede dieser Leuchtstoffröhren ist mit einer Zündschaltung versehen, die ähnlich aufgebaut ist, wie die in F i g. 1 dargestellte Zündschaltung.

Mittels einer Steuerschaltung werden die Leuchtstoffröhren nacheinander gezündet und danach alle gleichzeitig abgeschaltet.

Die Anordnung gemäß Fig.4 weist drei Ballast-Drosselspulen CWX, CH72 und CHTi auf, deren jede eine Primärwicklung ZJl und eine Sekundärwicklung L72 aufweist. Ein Anschluß dieser beiden Wicklungen ist jeweils mit dem einen Pol der Wechselspannungs-Speisequelle E verbunden. Die anderen Anschlüsse der Primärwicklungen LTX führen zu den Heizfäden von Leuchtstoffröhren FZJl, FZ.72 bzw. FZ.73 und gleichzeitig zu Widerständen RTX, R72 bzw. R73. Der andere Anschluß einer jeden Sekundärspule ZJ2 ist mit der Anodenseite jeweils eines Thyristors D571, DS72 bzw. D573 über je einen Kondensator C71, C72 bzw. CTi verbunden. Zu jedem der Thyristoren D571 bis DS73 ist jeweils eine Diode £?71, Z?72 bzw. Z773 parallel geschaltet. An die Steuerelektroden der Thyristoren ist jeweils eine Diode Z774, Z775 bzw. D76 kathodenseitig angeschlossen, ferner auch Neonröhren Ne71, Ne72 bzw. Ne73, die jeweils mit dem anderen Anschluß eines der Widerstände RTX bis RTi verbunden sind. Über einen Triac DTist mit dem anderen Pol der Speisequelle E jeweils die Kathodenseite der Thyristoren DS71 bis DS73, der andere Anschluß der Widerstände R74 bis /?76 und auch der andere Anschluß der Leuchtstoffröhren FZJl bis FZJ3 verbunden. Die Heizfäden dieser Leuchtstoffröhren FZJl bis FZ.73 sind jeweils an einen (nicht dargestellten) Heiztransformator angeschlossen, so daß sie vorgeheizt werden können. Die genannten Bauelemente bilden jeweils eine Zündschaltung. Beispielsweise umfaßt die Zündschaltung für- die Zündung der ersten Leuchtstoffröhre FZJl die Sekundärwicklung Z.72 der Ballast-Drosselspule C/771,den Kondensator 71, die Dioden DlX und Z>74, den Thyristor DS71, die Widerstände RlX und R74 sowie die Neonröhre De71. Die zweite und dritte Zündschaltung sind entsprechend aufgebaut.

Für jeden Lampenstromkreis ist ein Steuerstromkreis vorgesehen. Hierfür ist eine Gleichspannungsquelle E' vorhanden, an deren einen Pol Widerstände Ä77 bis RSl

und ein Kondensator C74 angeschlossen sind. Mit dem anderen Anschluß der Widerstände RJJ, RJ9 und RSX ist jeweils der Kollektor eines npn-Transistors 7771, 7772 bzw. 7773 und außerdem ein Widerstand RS3, RM bzw. RS5 verbunden. An dem anderen Anschluß der Widerstände RJ8, RSO und RS2 liegt jeweils der Kollektor eines npn-Transistors 7774, 7775 bzw. der Emitter eines pnp-Transistors 7776, ferner einer der Kondensatoren C75 bis C77 und einer der Widerstände RS6 bis RSS. Die anderen Anschlüsse der letztgenannten Widerstände sind jeweils zur Basis der Transistoren 7772, 7773 bzw. 7771 geführt. Der zweite Anschluß der Widerstände RXi bis /?85 liegt jeweils an der Basis der Transistoren 7774 bis 7776, an die auch je ein Widerstand /?89 bzw. R90 und beim Transistor 7776 zusätzlich der andere Anschluß des Kondensators C74 geführt ist. Mit dem anderen Anschluß des Widerstandes RSX ist ein Widerstand RSX verbunden, der mit einem Widerstand R92 in Reihe liegt. Die Emitter der Transistoren TfIX bis 7775, der Kollektor des Transistors 7776. die Widerstände /?89, /?90 und /?92 sowie die Kondensatoren C75 bis C77 sind mit Masse verbunden.

Die Basis des Transistors 7774 ist an die Basis eines npn-Transistors 7777 angeschlossen, dessen Kollektor mit der Steuerelektrode des Triacs DT verbunden ist, während sein Emitter an einem Anschluß des Triacs DT liegt. Dessen Steuerelektrode ist mit dem einen Pol der Gleichspannungsquelle E' über einen Widerstand R93 verbunden.

Die Basis des Transistors 7775 ist an die Basis eines npn-Transistors 7778 angeschlossen, dessen Kollektor an der Verbindungsstelle der Neonröhre /Ve72 und des Widerstandes R75 liegt und dessen Emitter mit einem Anschluß rlcs Triacs DT verbunden ist. Die Verbindungsstelle der Widerstände /?91 und /?92 ist mit der Basis eines npn-Transistors 7779 verbunden, dessen Kollektor an der Verbindungsstelle zwischen der Neonröhre /Ve73 und dem Widerstand RJ% liegt, während sein Emitter an einen Anschluß des Triacs DT geführt ist.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung wird im folgenden an Hand der ersten Stufe bzw. des ersten Lampen-Stromkreises erläutert. Es sei angenommen, daß die Heizfäden der Leuchtstoffröhre FL71 vorgeheizt sind und daß der Triac Drieitet. Wird von der Speisequelle E die negative Halbwelle der Speisespannung zugeführt, so wird der Kondensator C71 aufgeladen, und zwar positiv auf der Seite des Thyristors D571 und negativ auf der Seite der Sekundärwicklung LJ2 der Ballast-Drosselspule CHIX. Wird die negative Halbwelle der Speisespannung zugeführt, so findet in der Neonröhre NeIX eine Entladung statt und sie zündet, wobei der Thyristor DS71 ausgeschaltet bleibt, weil an seiner Steuerelektrode eine Gegenspannung anliegt.

Wird die positive Halbwelle der Speisespannung zugeführt und wächst sie bis zu einem Betrag, bei dem die Entladung der Neonröhre NeJX einsetzt, so fließt zu der Neonröhre NeJX und weiter zu der Steuerelektrode des Thyristors DSJX ein Entladestrom, durch den der Thyristor DS71 eingeschaltet wird. Dies erfolgt im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle. Dementsprechend wird an den beiden Anschlüssen der Sekundärwicklung L72 der Ballast-Drosselspule CHJX mit Hilfe des Kondensators C71, der Sekundärwicklung Z.72 und ihres Wicklungswiderstandes eine entsprechende Spannung erzeugt Diese !mpulsspannung wird durch die Primärwicklung L71 der Ballast-Drosselspule CHJX zu einem Hochspannungsimpuls überhöht, welcher der Leuchtstoffröhre FLJX aufgeprägt wird, um eine örtliche Entladung zu erregen, die zur normalen Entladung führt. Sobald die normale Entladung der Leuchtstoffröhre FLJX einsetzt, sinkt die Spannung an ihren beiden Anschlüssen unter die Zündeinsatzspannung ab, d. h., der Beginn der Spannungsentladung an der Neonröhre NeJX findet in der nachfolgenden positiven Halbwelle nicht statt. Infolgedessen fließt kein Strom zur Steuerelektrode des Thyristors D571 und dieser bleibt abgeschaltet.

In gleicher Weise arbeiten die Lampen-Stromkreise der zweiten bzw. dritten Stufe zur Zündung der Leuchtstoffröhren FL72bzw. FZ73.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Gesamtschaltung gemäß Fig.4 erläutert. Werden die Speisespannungen zugeführt, d. h. die Wechselspannung aus der Speisequelle E und die Gleichspannung aus der Speisequelle £', so fließt über die Widerstände RJJ und RSZ zur Basis des Transistors 7777 ein Strom, der diesen Transistor leitend macht. Infolgedessen fließt kein Strom zur Steuerelektrode des Triacs DT, so daß dieser abgeschaltet bleibt. Gleichzeitig fließt Strom zur Basis des Transistors 7774, so daß dieser leitend wird und die Entladung des Kondensators C75 beginnt. In gleicher Weise werden die Transistoren 7778, 7779 leitend, sobald ihrer Basis über die Widerstände RJ9, /?89 bzw. Ä81, RSX Strom zugeführt wird, und die Thyristoren DS72 und DS73 werden nicht getriggert. Ebenso wie die Lampen befinden sie sich also im stromlosen Zustand. Hingegen fließt über die Widerstände RJ9 und RS4 Strom zur Basis des Transistors 7775, so daß dieser leitend wird und daher die Entladung des Kondensators C76 beginnt.

Der Transistor Tr 76 ist vom pnp-Typ und bleibt daher im Sperrzustand bei Zufuhr der Gleichspannung E'. so daß der Kondensator C77 über den Widerstand Ä82 aufgeladen wird. Überschreitet die Ladespannung einen Wert, der durch die Zeitkonstante des Widerstandes RS2 und des Kondensators CJJ vorgegeben ist. so fließt Strom zur Basis des Transistors 7771, so daß dieser leitend wird. Sobald das geschieht, findet keine Stromzufuhr zur Basis der Transistoren 7774 und 7777 statt, so daß diese sperren. Infolgedessen fließt über den Widerstand R8& zur Steuerelektrode des Triacs DT Strom, wodurch dieser leitet und der Lampen-Stromkreis eingeschaltet wird. Wie früher beschrieben, zündet die Leuchtstoffröhre FL71 in der positiven Halbwelle augenblicklich und danach wird die Zündschaltung von dem Hauptstromkreis elektrisch abgetrennt.

Sobald der Transistor 7774 sperrt, wird der Kondensator CJ5 über den Widerstand RJS aufgeladen. Erreicht die Ladespannung einen Wert, der durch die Zeitkonstante des Widerstandes und des Kondensators bestimmt ist, so wird der Transistor 7772 leitend. Wenn das eintritt, sperren die Transistoren 7775 und 7778, so daß der Thyristor DS72 im wesentlichen am Scheitelwert der positiven Halbwelle eingeschaltet und dadurch die Leuchtstoffröhre FL72 gezündet wird.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich in den anschließenden Stufen bzw. Lampen-Stromkreisen. Wenn also der Kondensator C76 aufgeladen wird, nachdem der Transistor 7775 gesperrt hat, und wenn die Ladespannung einen durch eine Zeitkonstante vorgegebenen Wert erreicht hat, öffnet der Transistor 7773. Infolgedessen sperrt der Transistor 7779 und die Leuchtstoffröhre FL73 wird gezündet, so daß im

gezeichneten Ausführungsbeispiel die Zündung aller Leuchtstoffröhren bewirkt ist

Anderersetis wird der Kondensator C74 über den Widerstand Ä85 aufgeladen. Erreicht die Ladespannung einen bestimmten Wert, so wird der Transistor 7776 leitend Wenn ass eintritt, sperrt der Transistor 7771, wogegen die Transistoren 7774 und 7777 öffnen. Das Leitendwerden des Transistors 7777 bewirkt, daß der zur Steuerelektrode des Triacs DT fließende Strom unterbrochen wird, so daß dieser abgeschaltet und der Lampen-Stromkreis unterbrochen wird, wodurch alle Leuchtstoffröhren FLlX bis FL73 gleichzeitig abgeschaltet werden. Das öffnen des Transistors 7774 hat zur Folge, daß die Entladung des Kondensators C75 beginnt und so der nächste Zyklus vorbereitet wird. Nun wiederholen sich die obengenannten Vorgänge, d. h, bei Leitendwerden des Transistors 7774 sperrt der Transistor /772 und die Transistoren 7775 sowie 7778 öffnen. Danach wird durch das Leitendwerden des Transistors 7778 oer Stromkreis zwischen der Steuerelektrode des Thyristors DS12 und der Kathode abgeschaltet.

Eine weitere Folge des Leitendwerdens des Transistors 7775 ist, daß der Transistor 7773 sperrt und der Transistor 7779 öffnet. Dementsprechend wird d< Stromkreis zwischen der Steuerelektrode des Thyr stors DS73 und der Kathode geschaltet Gleichzeiti sperrt der Transistor 7776. Auf diese Weise wird ei Arbeitsspiel bzw. ein Zykiu? der Sieuerschaltun beendet

Bei Beginn der Aufladung des Kondensators Cl wiederholt sich der beschriebene Ablauf. Die Verzöge rung des Zündzeitpunktes zwischen den Leuchtstoffröh ren FLJi und FL72 sowie FL72 und FL73 hängt ab vor der Zeitkonstante des ÄC-Gliedes. das von den Widerstand R7S und dem Kondensator C75 einerseits bzw. dem Widerstand Λ80 und dem Kondensator CIt andererseits gebildet ist Der Zündzeitpunkt für alle Lampen wird durch den Widerstand Ä85 und den Kondensator C77 bestimmt während der Abschaltzeitpunk: für alle Lampen durch den Widerstand R82 und den Kondensator C77 festgelegt ist
Daß die Leuchtstoffröhren durch die Steuerschaltung der Reihe nach gezündet werden und daß nach der Zündung aller Lampen sämtliche Leuchtstoffröhren gleichzeitig abgeschaltet werden, ist insbesondere zu Werbezwecken vorteilhaft.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zündschaltung für -Entladungsröhren, wie Leuchtstofflampen, Quecksilberdampflampen, S Neonröhren u.dgl., mit einer Schaltung zum. Vorheizen der Elektroden der Entladungsröhre, einem Auf- bzw. Entladekreis mit einem Kondensator, einem im Auf- bzw. Entladekreis liegenden Schalter, der etwa im Scheitelpunkt einer Halbwelle der von einer Wechselspannungsquelle zugeführten Speisespannung durchgeschaltet wird, und einer im Entladekreis liegenden Wicklung eines Transformators, an dessen weiterer Wicklung bei Durchschaltung des Schalters ein der Halbwelle überlagerter Zündimpuls erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch mindestens einen Thyristor (DS) gebildet ist, der durch eine gegensinnig gepolte erste Diode (D2t) überbrückt ist

2. Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladungsröhre (FL) die Reihenschaltung aus einer bei etwa dem Scheitelwert einer Halbwelle der Wechselspannung durchschaltenden Neonröhre (Ne), einer in umgekehrter Richtung wie die erste Diode gepolten zweiten Diode (D22) und einem Widerstand (Ä23) parallel geschaltet ist, wobei die Steuerelektrode des Thyristors am den Spannungsabfall des Widerstands führenden Schaltpunkt angeschlossen ist ( F i g. 1).

3. Zündschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von jeweils über eine gesonderte weitere Wicklung des Transformators (CfQl, CW32, CH33) an der Wechselspannungsquelle (E) angeschlossene Entladungsröhren (FL3\, FL32, FL33) vorgesehen ist, und daß jeder der Entladungsröhren jeweils eine Reihenschaltung aus einer bei etwa dem Scheitelwert einer 1 lalbwelle der Wechselspannung durchschaltenden Neonröhre (A/e31, Ne32, Ne33), einem Widerstand (R32, R33, Ä34) zusammen mit einem gemeinsamen Widerstand (R3i) parallel geschaltet ist, wobei dem gemeinsamen Widerstand eine in gleicher Richtung wie die erste Diode gepolte zweite Diode (D32) parallel geschaltet ist, wobei an dem Verbindungspunkt zwischen dem gemeinsamen Widerstand und den Reihenschaltungen aus Neonröhren und Widerständen die Steuerelektrode des Thyristors angeschlossen ist ( F i g. 2).

4. Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Elektroden (F41, F42) der Entladungsröhre (FL) der Thyristor (DS) geschaltet ist, dessen Steuerelektrode mit einer ihn etwa am Scheitelpunkt der positiven Halbwelle der Wechselspannung durchschaltenden Reihenschaltung aus Neonröhre (Ne) und mindestens einem Widerstand (/?42, /?43) verbunden ist, und daß über den Thyristor der Vorheizstrom für die Elektroden fließt(Fig.3-A).

5. Zündschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Entladungslampen (FL, FL') von einer gemeinsamen Wechselspannungsquelle (E) über je eine gesonderte Ballast-Drosselspule (CH, CH') gespeist ist, daß die Elektroden (F41, F42; F41', F42') über den über je eine Diode (D43, O43') jeweils zwischen sie geschalteten Thyristor (DS) vorheizbar sind, daß der Thyristor über je einen aus Neonröhre (Ne, Ne'), Widerstand (Ä42. Λ42') und Diode (DM, gebildeten und individuell der jeweiligen Entladungsröhre zugeordnetem Steuerkrcis etwa beim Scheitelwert der positiven Halbwelle durchschältbar ist, daß ein gemeinsamer aus Transformator (J), dem Kondensator (C43) und der ersten Diode (£42) gebildeter Lade- und Impulsgeneratorkreis vorgesehen ist wobei die Sekundärwicklung (742) des Transformators über je einen getrennten Kondensator (C42, C42') mit je einer Entladungslampe verbunden ist (F i g. 3-B).

6. Schaltungsanordnung zum aufeinanderfolgenden Zünden einer Anzahl von Entladungsröhren, von denen jede mit einer Zündschaltung nach Anspruch 1 versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Entladungsröhre (FL7\, FL72, FL73) eine Reihenschaltung aus einer etwa im Scheitelwert einer Halbwelle der Wechselspannung zündenden Neonröhre (Ne7l, Ne72, Ne73) und mindestens einem Widerstand (Ä74, R75, R76) parallel geschaltet ist, daß jeweils die Steuerelektrode des Thyristors (DS71, DS72, DS73) an einen den Spannungsabfall des Widerstandes (Ä74, Ä75, R76) führenden Schaltpunkt angeschlossen ist, daß parallel zu jedem Widerstand (Ä74, R75, R76) eine weitere Diode (D74, D75, D76) und ab der zweiten Entladungsröhre (FL72) ein Transistor (7/78, 7>79) parallel geschaltet ist, daß diese Transistoren an eine Steuerschaltung angeschlossen sind, welche sie nach Verzögerungszeiten, die durch Zeitkonstantenglieder vorgegeben sind, nacheinander sperrt, und daß in eine Netzzuleitung ein Triac (DT) eingeschaltet ist, der von der Steuerschaltung während der Dauer eines Zyklus im leitenden Zustand gehalten wird (Fig.4).