DE1957672A1

DE1957672A1 - Vorrichtung zur elektronischen Zuendung von Gasentladungsroehren wie Lumineszenzroehren

Info

Publication number: DE1957672A1
Application number: DE19691957672
Authority: DE
Inventors: Laupman Robert Ronald
Original assignee: AUCO NV
Current assignee: AUCO NV
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-11-17
Publication date: 1970-05-27
Also published as: NL6816538A; US3643127A; FR2041024A1; DE1957672B2; BE741789A; NL158054B; GB1264397A

Description

Vorrichtung zur elektronischen Zündung von o-asantladungsröhren wie Lumineszenzröhren

Die Erfindung besieht sich auf eine Vorrichtung zur elektronischen Zündung von G-asentladungsröhreii, vie Lumineszenzröhren.

Ze iot allgemein "bekannt, eine solche Torrichfang in einen ICrais mit der zu zündenden oder zu startenden -ias entladungsröhre 1 aufzunehmen, wie in j?ig. 1 schematisch dargestellt. iJa'jei ist die Sund- oder Startvorrichtung z> zwischen den ■iinaclilußorganen A und 3 und dadurch über die zu zündende Gasentladungsröhre 1 angeschlossen.

jüin-3 viel verwendete Ausführungsform einer solchen Start-" vorrichtung, der sog. "Neonstarter", umfaßt eine ITeonrc-hre, die einen 3i:netallschaltkontakt betätigen kann. Außer laß die Lebensdauer eines solchen Keonstartere verhältnismäßig i:urz ic-t, nia:at der Zündprozeß einige. Zeit, vrobei zudem

1c- eia r: tor ε η do-: Blitzen auftritt. . .

JJacli anderen Vorschlägen arbeitet ein solcher Starter völlig elektronisch, xirobei durch das Nichtvorhanden sein mecuf:riischer Schaltkontakte eine Verbesserung in bezug auf die Lebensdauer dos Starters erhalten wird. Jedoch ist es 2u daoei von Jachteil, daß die Lebensdauer der voq Starter betätigten ü-asentladungsröhre gekürzt zu werden scheint.

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BAD ORIGINAL

Mit der Erfindung wird bezweckt, obengeschilderte Nachteile zu beheben und eine Zündvorrichtung zur Verfügung zu stellen, «it der es somit möglich ist, die Gasentladungsröhre nach verhältnismässig kurzer Zeit und ohne störende Lichtblitze zu ztfnden, wobei eine optimal lange Lebensdauer sowohl der Gasentladungsröhre als auch der Zündvorrichtung selbst gewährleistet ist. Daneben ist es bei der bestehenden Zündvorrichtung von grossem Nachteil, dass diese nach einem oder einer beschränkten Anzahl Startversuchen einer Röhre ait ungenügender Restemission nicht mit Starten aufhört, sondern den Startprozess durchführt, bis die Glühdrähte der Röhre oder des Starters selbst versagen.

Da eben der Startprozess Rundfunkstörungen ermöglicht, wird mit der Erfindung auch bezweckt, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, dass ein elektronischer Starter geschaffen wird, der bei offenbar ungenügender Emission der Röhre den Startprozess nicht mehr wiederholt, solange die Schaltung auf Spannung stehen bleibt.

Weiter wurde eine möglichst einfache und gedrängte Ausführungsform angestrebt, die sich erwünschtenfalls dazu eignet, in einem auswechselbaren Gehäuse, wie in der Regel für obenerwähnte "Neonstarter" verwendet, oder in der Armatur der Gasentladungsröhre selbst untergebracht zu werden.

Eine erste Ausführungsform einer Zündvorrichtung nach der Erfindung wird in Fig. 2 scheaatisch wiedergegeben. Die darin angegebenen Anschlussorgane A und B entsprechen den in Fig. 1 eingeaeichneten AnschlussOrganen A und B; a.a.W. die Schaltung nach Fig. 2 tritt an die Stelle des in Fig. 1 bezeichneten Blockes 5·

Die in Fig» 2 dargestellte Schaltung umfasst ein Triodenhalbleitergleichstromschaltelement 10, wie einen Thyristor, der zwischen den Knotenpunkten A¹ und B¹ angeschlossen ist. Das Tor dieses Triodenhalbleitergleichstromschaltelementes ist über ein Diodenhalbleitergleichstromsehaltelement 11, wie z.B. eine Shockley-Diode, mit dem Knotenpunkt eines Kondensators 12 und eines Kondensators I4 verbunden. Diese Kondensatoren bilden mit einem Widerstand 13 und einer Diode 17 einen Seri&nkreis, der mit dem Schaltelement 10 parallelgeschaltet ist. Die Kondensatoren 12 und I4 sind ausserdea durch die Ableitungswiderstände 15 und 16 überbrückt. Die Funktionen des Kondensators 8 und des Widerstandes 9 werden noch näher behandelt; diese Elemente brauohen die faktische Schaltung nicht zu beeinflussen.

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Di· Zündvorrichtung ist nun wie folgt beschaffen!

Wenn über A und B eine Wechselspannung entsteht, wird der Thyristor 10 während der halben Periode, in der B positiv in bezug auf A ist, früh in dieser halben Periode geschaltet werden durch die Schaltdiode 11 aus dem aufgeladenen Kondensator 12, und zwar dadurch, dass der grosser als 12 gewählte Kondensator 14 noch praktisch ungeladen ist. Durch dass Aufladen ersteren Kondensators 12 erhält auch der Kondensator 14 eine gewisse Ladung, die zwar teilweise über den gross gewählten Ableitungswiderstand 16 wegfliesst, aber größtenteils erhalten bleibt bis zun näohsten Zyklus, bei dem eine weitere Aufladung des Kondensators 14 als nächster Sohritt erfolgt. Schrittweise ladet der Kondensator 14 dadurch bei jedem Zyklus soviel weiter auf, bis die Spannung über die Kondensatoren 12 und 14 insgesamt so hoch geworden ist, dass die Diode 17 nicht "mehr leitet oder wenigstens den Kondensator 12 nicht «ehr so weit aufladet, dass die Zündung durch die Schaltdiode 11 erfolgt. Der Starter stellt dann ein.

Die Ableitungswiderstände 15 und 16 sind so gewählt, dass sie bei aufgeladenen Kondensatoren 12 und 14 dem Spannungsverhältnis in den Kondensatoren entsprechen: nennen wir die Durchschlagspannung der Schaltdiode 11 Vd. und die maximal auftretende Spitzenspannung zwischen A¹ und B¹ Vs., so gilt, dass R16 : R15- (Ts. - Vd.) : Vd.

Die Diode ergänzt dann bei jedem Zyklus nach Ausfallen der Zündung den Ableitungsstrom nach wie vor durch die Widerstände R15 und R16, ohne jedoch den Kondensator 12 soweit aufzuladen, dass noch Zündung erfolgt. Der Reststrom, den der Starter als solchen leitet, ist dann sehr gering, während keine Stromerscheinungen entstehen können, da der Thyristor'nicht mehr schaltet.

Während obigen Prozesses, bei dem der Kondensator 12 sich schrittweise aufladet, verschiebt sich der ZUndmoment des Thyristors von früh ±m halben Zyklus (B positiv in bezug auf A) au einem immer später liegenden Zeitpunkt, wobei nach einer Anzahl Zündungen, dieaer Zündmoment so weit verschoben ist, dass er mit der Spitzenspannung zwischen A¹ und B¹ praktisch zusammenfällt. In der Regel wird in diesem Augenblick die Röhre zünden, während in vorhergehenden Zyklen ein hoher GlUhstrom für eine schnelle Anheizung der Glühdrähte erhalten wurde. Während der halben Zyklen, dass A positiv in bezug auf B ist, entsteht in der Spule eine Induktionsspannung, die auch während dieses Teiles des Zyklus die Zündung einleiten kann.

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Die Zündvorrichtung nach der Erfindung gibt durch die erreichte' Gleichstromkomponente, die von der Drosselspule 4 gezogen wird, einen höheren Zündstrom für die Glühdrähte 2 und 3 als bei normalem Kurzschluss von AB erhalten werden kann.

Dadurch werden in kurzer Zeit die besagten Glühdrähte so weit erhitzt, dass eine Schnelle Zündung der Röhre tauglich ist, unter Beibehaltung einer langen Lebensdauer der Röhre. Durch die Verschiebung des Zündmomentes ist es danach sicher, dass dieser ZUndmoment immer während eines bestimmten Zyklus praktisch bei oder gleich nach dem Erreichen der Spitzenspannung liegt. Dadurch wird eine gute Zündung gewährleistet. Entbehrt die Röhre die benötigte Emission, so fällt der Starter aus und kommt nicht sehr in Betrieb, ehe ausgeschaltet und erneut eingeschaltet wird.

Der Widerstand 13 kann weggelassen werden, so dass die Zahl der Einzelteile äusserst gering ist und die ganze Startvorrichtung in demselben Gehäuse wie dem eines Glimmlichtstarters eingebaut werden kann.

Wendet man in der Regel einen Entstörungskondensator 8 im Starter an, parallel zur Röhre, so muss man zum Schutz des Thyristors eine Drosselspule oder einen Widerstand 9 aufnehmen. Im vorliegenden Falle ist es vorteilhaft, erfindungsgemäss einen Wideretand zu wählen, der derart bemessen ist, dass er zwar den normalen Startstrom leiten kann, aber überbelastet wird, wenn aus irgendeinem Grund (Ausser-Betrieb-Geraten des Schaltelementes) ein nicht vorgesehener Startstrom beibehalten wird. Der Widerstand dient dann zugleich als Sicherung.

Nimmt man wie in Fig. 1 angegeben, einen Vorschaltkondeneator in die Schaltung auf, so bietet die Startvorrichtung nach Fig. 3 erfindungsgemäss eine Lösung, auch hier nach demselben Prinzip die Röhre zu zündenι

nach Fig. 3 ist der Drosselspule oder dem Widerstand 9 eine Diodenbrücke 1Θ, 19, 20 und 21 nachgeschaltet, worauf die Thyristorechaltung mit Zündvorrichtung aus Fig. 2 wiederholt ist. Statt einer Schaltung, die nur während einer einzigen Hälfte der Wechselstromperiode weiterschaltet, wird nun durch Anwendung der Diodenbrücke in jeder Hilfte mit demselben Verschiebungeeffekt geschaltet} der Starter gibt nun nach Einschalten in beiden Zykluehtüften zuerst eine frühe Zündung, welche immer später erfolgen wird, so dass schliesslich bei Zündung bei Oder gleich nach dem Erreichen der Spitzenspannung die Möhre zünden kann.

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Die bei kapazitiver Schaltung während des Startprozesses auftretenden Schwingungserscheinungen, die sich aus der Selbstinduktion der Drosselspule ergeben, bewirken weit höhere Spitzenspannungen über den Thyristor 10 als bei der Schaltung nach Figo 2, worauf der Thyristor 10 und besonders der Kondensator I4 berechnet sein muss. Im übrigen tritt auch hier der gewünschte Ausschaltungseffekt auf. Obwohl der Starter aus Fig. 3 durch Hinzufügung der Diodenbrücke kostspieliger ist, ist sie auch "universell für das Starten von Röhren ohne Yorschaltkondensator geeignet. Weil dann in letzterem Falle praktisch keine Gleichstromkomponente von der Drosselspule gezogen wird, müssen die Kondensatoren 12 und 14 derart bemessen sein, dass während längerer Zeit ein Startstrom gegeben wird, ehe die optimale Zündspannung zugeführt wird.

In Fig. 4 wird ein Triodenwechselstromsohaltelement, das, dem der Fig. 3 äquivalent ist, wiedergegeben. Dabei ist der Thyristor durch den Doppelthyristor 10, wie ein Triac, ersetzt und die Wechselstromsohaltdiode 11, wei ein Diac, sorgt nun für die Zündung.

Der Kondensator 11 und der Ableitungswiderstand 16 sind nun in einer Gleichrichterbrücke angeordnet, um wieder eine schrittweise Gleichspannungsladung aufbauen zu können. Der Kondensator 12 wird nun wechselnd geladen, wodureh der Kondensator I4 grosser sein muss als in Fig.2 oder 3· Der Ableitungswiderstand I5 kann nun entfallen. Die Forderungen.,. die an die Höchstsperrspannung des Doppelthyristors sowie an seine geringe dv Empfindliohkett gestellt werden, sind jedoch hoch, so dass

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beim heutigen Stand der Technik auf diesem Gebiet öfters noch die Schaltungen nach Fig« 2 und 3 bevorzugt werden.

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Claims

ANSPRÜCHE

Q Vorrichtung zur elektronischen Zündung von Gasentladungsröhren Lumineszenzröhren, mit einen Halbleiterschaltelement mit einem gesonderten Steuersignalanschluss, der über eine Halbleiterschaltdiode an den Knotenpunkt zwischen zwei Kondensatoren angeschlossen ist, welche in einen mit diesem Schaltelement parallelgeschalteten Kreis aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kondensatoren (12, 14) nur über eine Diode (17) aufgeladen werden können, wobei bewirkt wird, dass nach einer vorbestimmten Zeit die in dem besagten Knotenpunkt entwickelte Spannung in einem solchen Masse abgesunken ist, dass die Schaltdiode (11) nicht länger zünden kann.

2β Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei einer der besagten Kondensatoren durch einen Ableitungswiderstand überbrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auch der andere Kondensator (12) durch einen Ableitungswiderstand (15) überbrückt ist, wobei das Verhältnis zwischen dem ersteren und dem letzteren (I5) Ableitungswiderstand gleich (Vs. - Vd.): Vd. ist, in welchem Quotient Vs. die maximale Spitzenspannung darstellt, die über das Schaltelement auftreten kann und Vd. die Spannung bei der die Wechselstromdiode leitend wird.

3. Vorrichtung zur elektronischen Zündung von Gasentladungsröhren wie Luminuszenzröhren, wobei zwischen die Gasentladungsröhre und eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 eine durch Dioden (18, I9, 20, 21) gebildete Brückenschaltung aufgenommen ist, die bei jeder halben Periode der angelegten Netzspannung ein Leitendwerden des besagten Sohalteleaentes ermöglichen soll.

4· Vorrichtung zur elektronischen Zündung von Gasentladungsröhren wie Luminuszenzröhren, mit einem Halbleiterwechselstromelement mit einem gesonderten Steuersignalanschluss, der über eine Halbleiterwechselstromschaltdiode zwischen zwei Kondensatoren angeschlossen ist, die in einen mit dem besagten Schaltelement parallelgeschalteten Kreis aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kreis eine durch Dioden (22, 23, 24, 25) gebildete Brückeneohaltung umfasst, deren eines Paar Anschlüsse in Serie mit einem ersten Kondensator (12) und deren anderes Paar Anschlüsse mit einem zweiten Kondensator (14) verbunden ist.
5. - Gasentladungsröhre mit einer Serienspule, oder mit einer Serien«

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'spule und einem Serienkondensator, oder mit einer Serienspule und
einem Parallelkondensator, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasentladungaröhre mit einer Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4 kombiniert ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, wobei über die Eingangsanschlüsse dieser Vorrichtung ein Entstörungskondensator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Entladungskreis für diesen Kondensator (8) ein Sicherungswiderstand (9j aufgenommen ist, der den Strom durch das besagte Schaltelement begrenzen soll.

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