DE19834035B4

DE19834035B4 - Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe

Info

Publication number: DE19834035B4
Application number: DE1998134035
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1998-07-29
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2018-07-30
Also published as: DE19834035A1

Abstract

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.

Description

Energiesparlampen haben in den letzten Jahren laufend an Bedeutung zugenommen. 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 Stromverbrauches. Lediglich ihre niedrige Betriebsspannung bietet enorme Vorteile, da keine Stromschlaggefahr besteht.
Die DE 197 19 789 A1 offenbart eine Leuchtstofflampen- und Vorschaltanordnung mit einem Lampensockel zur Verbindung mit einer Fassung, die auch einen Lampensockel von einer Glühlampe aufnehmen kann. Ein Vorschaltgehäuse weist erste und zweite Enden im Abstand entlang einer Längsachse des Gehäuses auf und umschließt Teile der Vorschaltanordnung. Nur zwei Lampenröhrenabschnitte enden in einem ersten Ende des Vorschaltgehäuses. Nachteil ist, dass diese Leuchtstofflampen- und Vorschaltanordnung nicht für Niederspannungs-Systeme von z. B. 12V oder 24V geeignet ist.
Die DE 195 05 476 A1 offenbart die Ausführung von Kompaktleuchtstofflampen mit Adapter, um eine automatische Anpassung der Betriebszustände des Adapters von elektronischen Bauteilen im Leuchtteil zu optimieren. Dies kann sowohl durch passive als auch aktive Bauteile geschehen, so dass eine intelligente Verbindung zwischen Leuchtteil und Adapter entsteht. Nachteil ist, dass diese Kompaktleuchtstofflampen mit Adapter nicht für Niederspannungs-Systeme von z. B. 12V oder 24V geeignet sind und dass das Leuchtteil nur zusammen mit dem Adapter verwendet werden kann, was zu erhöhten Kosten führt.
Die DE 89 09 415 U1 offenbart eine als Adapter ausgeführte Lampenfassung für Glühlampen, vorzugsweise Energiesparlampen mit Sockeln der Baugrößen E27 und E14, wobei in den Adapter ein Transformator, vorzugsweise Ringkerntransformator, integriert ist, der eine niedere Primärspannung von vorzugsweise 12V auf Netzspannung von 220V transformiert. Nachteil ist hier, dass herkömmliche Glühlampen oder Energiesparlampen in Niederspannungs-Systemen von z. B. 12V oder 24V nur zusammen mit diesem Adapter verwendet werden können, was zu erhöhten Kosten führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen direkt austauschbaren, energiesparenden Ersatz für Halogenlampen zu finden, der es gestattet, in Beleuchtungsanlagen für Halogenlampen auch Energiesparlampen einzusetzen. Gleichzeitig soll die Erfindung 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 Eingangsspannung mit einem für Hochfrequenz geeigneten Vollweg-Gleichrichter und die nachfolgende Umwandlung der Spannung mittels eines Konverters in eine hochfrequente Hochspannung, welcher in herkömmlicher Weise die Gasentladungslampe 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 Vorschaltgerät direkt für eine hochfrequente Eingangsspannung auszulegen, was eine wesentliche Vereinfachung bedeutet. In einem solchen Fall sollte man erfindungsgemäß 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 Serie vorgeschaltet wird, beseitigt jede Gefahr.
Der weiteren Ausgestaltung der Erfindung dient die Möglichkeit, das Gasentladungsgefäß vom Gehäuse trennbar auszuführen, um die lange Lebensdauer der elektronischen Bauelemente auch nach Schadhaftwerden des Gasentladungsgefäßes 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 1 und 2 zeigen Beispiele von erfindungsgemäßen Lampen.
3 zeigt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Lampe für Gleichstrom oder Wechselstrom beliebiger Frequenz.
Die nachfolgende schematische Beschreibung und die 1 bis 3 dienen dem besseren Verständnis der Erfindung und geben weitere Anregungen für Schaltungsanordnungen. Alle dabei gemachten Angaben sind nicht als beschränkend aufzufassen.
In 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 Halogen-Lampenfassung für Niederspannung, meist 12 Volt; eingesteckt werden können.
Eine Seitenansicht des Gehäuses (1), mit seinen diesmal hintereinanderliegende Stiften (4) zeigt im Beispiel von 2 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 Schadhaftwerden 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. Beliebige andere Formen von Gasentladungsgefäßen können erfindungsgemäß eingesetzt werden, soweit sie gewichtsmäßig für die Verwendung in entsprechenden Halogenfassungen geeignet sind.
3 zeigt schematisch die wesentlichen Bauteile einer erfindungsgemäßen Kompakt-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 Niederspannung, 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 umsetzt, 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 zünden. 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 kurzfristige Erhöhung der Spannung sein, z.B. durch eine Schaltung, die mit einem Resonanzeffekt 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 bedingt, die an ihren Enden meist mit zwei beheizten Elektroden versehen sind, welche je zwei Anschlüsse erfordern.
Erfindungsgemäß kann man den Aufbau der Elektronik dadurch wesentlich vereinfachen; daß man sich auf die Benutzung von Stromversorgungen beschränkt, die bereits mit Hochfrequenz arbeiten, wie dies in vielen Fällen bei Halogenlampen der Fall ist. Diese Stromversorgungen liefern bereits eine Spannung, welche mit dem Ausgang des Converters (11) in 3 vergleichbar ist. Dadurch kann eine kostensparende Elektronikschaltung vorgesehen werden, da sowohl der Gleichrichter (10) als auch der Converter (11) entfallen.
Es wird allerdings dringend empfohlen, eine Sperre für Gleichstrom und niederfrequenten Netzstrom vorzusehen, um zu vermeiden, daß bei einem versehentlichen Benutzen von Lampen mit Hochfrequenzeingang diese sofort zerstört werden. Wie bereits erwähnt, genügt dazu ein in Reihe vorgeschalteter Kondensator am Eingang der Schaltung.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch die erfindungsgemäße Einführung von Energiesparlampen in den Niederspannungsbereich von Halogenlampen 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 Solarsystemen 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 Möglichkeiten 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

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.
Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Vorschaltgerätes eine für Gleich- und Wechselspannungen beliebiger Frequenz geeignete Niederspannungs-Vollweg-Gleichrichterschaltung vorgesehen und ein Hochfrequenz-Converter nachgeschaltet ist, der das Gasentladungsgefäß versorgt.
Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Vorschaltgerät ohne eine Eingangsgleichrichtung direkt für eine hochfrequente Eingangsspannung ausgelegt ist.
Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Schutzkondensator am Eingang des elektronischen Vorschaltgerätes vorhanden ist, der beim Anstecken des Sockels an eine niederfrequente Spannung eine Beschädigung des Vorschaltgerätes verhindert.
Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasentladungsgefäß mit dem Gehäuse trennbar verbunden ist.
Kompakt-Niederspannungs-Energiesparlampe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Gasentladungsgefäß ein gewendeltes, innen mit einem Leuchtstoff beschichtetes Glasrohr vorhanden ist.