DE19834035A1 - Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung zeigt die Möglichkeit, Installationen von Halogen-Beleuchtungsanlagen mit Energiesparlampen zu kombinieren und welche Maßnahmen erforderlich sind, um eine beliebige Kombination zu erreichen.

Description

Energiesparlampen haben in den letzten Jahren laufend an Bedeutung zugenom­ men. Das Bewußtsein, Energie sparen zu müssen, ist inzwischen tief in allen Köpfen verankert. Auf einem Gebiet hat sich keine ideale Lösung durchsetzen können: Nach wie vor sind Halogen-Reflektorlampen die Marktführer, trotz ihrer enormen Hitzeentwicklung, ihres blendenden Lichtes und ihres großen Stromver­ brauches. Lediglich ihre niedrige Betriebsspannung bietet enorme Vorteile, da keine Stromschlaggefahr besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen direkt austauschbaren, energiesparenden Er­ satz für Halogenlampen zu finden, der es gestattet, in Beleuchtungsanlagen für Halogenlampen auch Energiesparlampen einzusetzen. Gleichzeitig soll die Erfin­ dung besonders dazu helfen, Solarlichtanlagen, die vom Verfahren her nur mit Gleichstrom niedriger Spannung betrieben werden, rationell zu nutzen.

Das ist zunächst nur dadurch möglich, daß man einseitig gesockelte Kompakt- Energiesparlampen mit genormten Halogen-Lampensockeln ausstattet und die elektronischen Vorschaltgeräte für Niederspannungen auslegt.

Die ideale Lösung ist erfindungsgemäß die grundsätzliche Gleichrichtung der Ein­ gangsspannung mit einem für Hochfrequenz geeigneten Vollweg-Gleichrichter und die nachfolgende Umwandlung der Spannung mittels eines Converters in eine hochfrequente Hochspannung, welcher in herkömmlicher Weise die Gasentla­ dungslampe zündet und mit dem nötigen Brennstrom versorgt. Dadurch wird eine problemlose Verwendung der Energiesparlampen in allen vorhandenen Anlagen ermöglicht.

Da Halogenlampen meist von elektronischen Transformatoren gespeist werden, wird für derartige Anlagen aus Kostengründen empfohlen, das elektronische Vor­ schaltgerät direkt für eine hochfrequente Eingangsspannung auszulegen, was eine wesentliche Vereinfachung bedeutet. In einem solchen Fall sollte man erfin­ dungsgemäß aber dafür sorgen, daß bei einem versehentlichen Einstecken einer Lampe in eine niederfrequente Stromversorgung oder bei Gleichstrom die Lampe nicht beschädigt wird. Ein Schutzkondensator, welcher dem Vorschaltgerät in Se­ rie vorgeschaltet wird, beseitigt jede Gefahr.

Der weiteren Ausgestaltung der Erfindung dient die Möglichkeit, das Gasentla­ dungsgefäß vom Gehäuse trennbar auszuführen, um die lange Lebensdauer der elektronischen Bauelemente auch nach Schadhaftwerden des Gasentladungsge­ fäßes ausnutzen zu können. Nur das schadhafte Gasentladungsgefäß wird gegen ein neues ausgewechselt.

Das kann vor allem bei Gasentladungsgefäßen höherer Leistung, die nur kleinen Raumbedarf haben, wichtig sein, z. B. bei doppelt gewendelten Glasrohren, die innen mit Leuchtstoff beschichtet sind.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Beispiele von erfindungsgemäßen Lampen.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Lampe für Gleichstrom oder Wechselstrom beliebiger Frequenz.

Die nachfolgende schematische Beschreibung und die Fig. 1 bis 3 dienen dem besseren Verständnis der Erfindung und geben weitere Anregungen für Schal­ tungsanordnungen. Alle dabei gemachten Angaben sind nicht als beschränkend aufzufassen.

In Fig. 1 ist als Beispiel eine Kompakt-Energiesparlampe mit doppelt gewendeltem Gasentladungsgefäß (2), welches im Gehäuse (1) eingesetzt ist, dargestellt. Das Gehäuse (1) enthält die elektronischen Bauteile und besitzt am unteren Ende einen Halogen-Lampensockel (3) mit zwei Stiften (4), welche in irgendeine Halo­ gen-Lampenfassung für Niederspannung, meist 12 Volt, eingesteckt werden kön­ nen.

Eine Seitenansicht des Gehäuses (1), mit seinen diesmal hintereinanderliegenden Stiften (4) zeigt in diesem Beispiel eine Fassung (8), in die ein U-förmiges Gasentladungsgefäß (5) mit seinen Sockeln (6), die als Verstärkung durch eine Brücke (7) verbunden sind, trennbar eingesteckt werden kann. Nach Schadhaft­ werden des Gasentladungsgefäßes (5) braucht nur dieses ersetzt werden, und die langlebige, teure Elektronik kann weiter benützt werden.

Selbstverständlich kann das Gasentladungsgefäß (2) oder (5) auch fest in das Gehäuse (1) eingekittet werden, um zunächst Fertigungskosten zu sparen. Belie­ bige andere Formen von Gasentladungsgefäßen können erfindungsgemäß einge­ setzt werden, soweit sie gewichtsmäßig für die Verwendung in entsprechenden Halogenfassungen geeignet sind.

Fig. 3 zeigt schematisch die wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen Kom­ pakt-Energiesparlampe, die sowohl für Gleichstrom als auch Wechselstrom mit Netzfrequenzen von 50 und 60 Hertz oder Hochfrequenz im zulässigen Bereich von 20 bis 100 Kilohertz verwendbar ist. Dazu ist zunächst an der Niederspan­ nung, z. B. 12 Volt, ein Gleichrichter (10) angeschlossen, der auch für die hohen Frequenzen geeignet sein muß. Dadurch herrschen für den Converter (11) gleiche Arbeitsbedingungen, gleich welcher Art die zugeführte Niederspannung ist. Der Converter (11) hat die Aufgabe, aus der ihm zugeführten Gleichspannung durch schnellen Polwechsel eine hochfrequente Wechselspannung zu erzeugen. Diese wird nun dem Transformator (12) zugeführt, der sie in eine Hochspannung um­ setzt, wie sie für den Betrieb von Gasentladungsgefäßen erforderlich ist. Diese Spannung kann, je nach Lampenleistung und Lampentyp zwischen 100 und 200 Volt liegen, die aber meist noch nicht ausreichen, um die Gasentladung zu zün­ den. Dazu ist es erforderlich, die Spannung, zumindest kurzfristig, etwa auf 800 bis 1500 Volt zu erhöhen. Dafür sorgt eine Zündeinrichtung (13), die in vielen Schaltungsvarianten existiert. Es kann ein kurzer Impuls oder eine andere kurzfri­ stige Erhöhung der Spannung sein, z. B. durch eine Schaltung, die mit einem Re­ sonanzeffekt arbeitet.

Am Ausgang der elektronischen Schaltung bzw. des Transformators (12) liegen die Anschlüsse des Gasentladungsgefäßes (5). Die vier Stifte (9) sind durch den inneren Aufbau der Gasentladungsgefäße, die an ihren Enden meist mit zwei be­ heizten Elektroden versehen sind, bedingt, welche je zwei Anschlüsse erfordern.

Erfindungsgemäß kann man den Aufbau der Elektronik dadurch wesentlich ver­ einfachen, daß man sich auf die Benutzung von Stromversorgungen beschränkt, die bereits mit Hochfrequenz arbeiten, wie dies in vielen Fällen bei Halogenlam­ pen der Fall ist. Diese Stromversorgungen liefern bereits eine Spannung, welche mit dem Ausgang des Converters (11) in Fig. 3 vergleichbar ist. Dadurch kann eine kostensparende Elektronikschaltung vorgesehen werden, da sowohl der Gleich­ richter (10) als auch der Converter (11) entfallen.

Es wird allerdings dringend empfohlen, eine Sperre für Gleichstrom und nieder­ frequenten Netzstrom vorzusehen, um zu vermeiden, daß bei einem versehentli­ chen Benutzen von Lampen mit Hochfrequenzeingang diese sofort zerstört wer­ den. Wie bereits erwähnt, genügt dazu ein in Reihe vorgeschalteter Kondensator am Eingang der Schaltung.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch die erfindungsgemäße Ein­ führung von Energiesparlampen in den Niederspannungsbereich von Halogen­ lampen eine enorme Bereicherung in der Gestaltung dieser Anlagen entsteht, die vor allem auch durch die Möglichkeit, Energie zu sparen, größte Bedeutung hat. Das gilt vor allem auch für bestehende Anlagen. Die lichttechnischen Aufgaben können durch Kombination beider Systeme viel besser gelöst werden.

Dazu kommt die Möglichkeit, rationell arbeitende Beleuchtungsanlagen mit Solar­ systemen aufzubauen, die mit dem hohen Stromverbrauch der Niederspannungs- Halogenlampen schlecht und nur bedingt ausgestattet werden konnten.

Die angeführten Beispiele geben auch zahlreiche Hinweise auf die vielen Möglich­ keiten der Gestaltung sowohl im elektronischen Bereich als auch in der Gestaltung der Lampen, die in vielen Varianten dieser neuen Idee angepaßt werden können, um den Verhältnissen der Halogenanlagen gerecht zu werden.

Claims (6)

1. Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe, bestehend aus einem einseitig gesockelten Gasentladungsgefäß, einem elektronischen Vorschaltgerät zur Strombegrenzung und Zündung der Gasentladung, welches in einem Gehäuse untergebracht ist, das einen Sockel zum Anschluß an eine Lampenfassung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß als Sockel ein genormter Stiftsockel für Halogenlampen vorhanden ist.

2. Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Eingang des Vorschaltgerätes eine für Gleich- und Wechselspannungen beliebiger Frequenz geeignete Niederspannungs-Vollweg- Gleichrichterschaltung vorgesehen und ein Hochfrequenz-Converter nachge­ schaltet ist, der das Gasentladungsgefäß versorgt.

3. Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Vorschaltgerät ohne eine Eingangsgleichrichtung direkt für eine hochfrequente Eingangs­ spannung ausgelegt ist.

4. Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Schutzkondensator am Eingang des elektronischen Vorschaltgerätes vorhanden ist, der beim Anstecken des Sockels an eine nie­ derfrequente Spannung eine Beschädigung des Vorschaltgerätes verhindert.

5. Kompakt-Niederspannungs-Energiespariampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentladungsgefäß mit dem Gehäuse trennbar verbunden ist.

6. Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Gasentladungsgefäß ein ge­ wendeltes, innen mit einem Leuchtstoff beschichtetes Glasrohr vorhanden ist.