DE19853138C1

DE19853138C1 - Schaltungsanordnung zum energiesparenden Betreiben einer Leuchtstoffröhre, sowie Verwendung einer solchen Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE19853138C1
Application number: DE1998153138
Authority: DE
Inventors: Werner Reinig
Original assignee: INOTEC GESELLSCHAFT fur VERKAUFSFOERDERUNG INNOVATION und TECHNIK MBH; Inotec Gesellschaft fuer Verkaufsfoerderung Innovation und Technik mbH
Current assignee: Future New Developments Ltd George Town Grand C
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1998-11-18
Publication date: 2000-06-08
Anticipated expiration: 2018-11-19

Abstract

Es soll eine Schaltungsanordnung zum energiesparenden Betreiben einer Leuchtstoffröhre (1), die an beiden Endkappen (1a, 1b) jeweils zwei Anschlüsse (2a, 2b; 3a, 3b) aufweist, über die Anschlüsse (2a, 2b; 3a, 3b) in Fassungen (8, 9) elektrisch und mechanisch aufgenommen ist, und unter Zwischenschalten einer Drossel (4) und eines Starters (5) an eine Wechselstromquelle (6) anschließbar ist, entwickelt werden, die sich auf einfache Weise nachrüsten läßt. Dazu wird eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, die ein Vierpol (7) ist, dessen Eingangsklemmen (7a, 7b) mit den zwei Anschlüssen (2a, 2b; 3a, 3b) an der einen Endkappe (1a, 1b) und mit der Drossel (4) eine Reihenschaltung bilden, die zu der Wechselstromquelle (6) parallel geschaltet ist, und Ausgangsklemmen (7c, 7d) mit den zwei Anschlüssen (3a, 3b; 2a, 2b) an der anderen Endkappe (1b, 1a) elektrisch verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum energiesparenden Betreiben einer Leuchtstoffröhre.

Eine derartige Leuchtstoffröhre besteht in der Regel aus einem röhrenförmigen Entladungsgefäß aus Glas, an dessen Endkappen Glühkathoden eingeschmolzen sind. In der Regel ist das Entladungsgefäß evakuiert und mit Argon und Quecksilber gefüllt. Die Glühkathoden sind an beiden Endkappen jeweils als zwei Anschlüsse nach außen geführt. Über diese Anschlüsse ist eine derartige Leuchtstoffröhre nun in Fassungen elektrisch und mechanisch aufgenommen. Das Betreiben einer derartigen Leuchtstoffröhre erfolgt meist an einer Wechselstromquelle, wobei zum Zünden der Gasentladung eine Drossel und ein einfach als Starter bezeichneter Glimmzünder notwendig ist. Allerdings führen die Drossel und der Starter einen zusätzlichen Verbrauch an Energie bzw. eine Verminderung des Wirkungsgrades herbei. Weil eine derartige Leuchtstoffröhre andererseits eine vergleichsweise preisgünstige und zuverlässige Lichtquelle ist, wird ein Wirkungsgrad in der Größenordnung von nur 0,5 in Kauf genommen.

Aus der US 4,475,064 ist eine Schaltungsanordnung für eine Leuchtstoffröhre bekannt, die an beiden Endkappen jeweils zwei Anschlüsse aufweist, über die Anschlüsse in Fassungen elektrisch und mechanisch aufgenommen ist, und unter Zwischenschalten einer Last an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist. Dabei wird zum Reduzieren der Leistungsaufnahme der Leuchtstoffröhre unter anderem eine Schaltungsanordnung vorgeschlagen, deren Ausgangsklemmen mit den zwei Anschlüssen an einer der Endkappen der Leuchtstoffröhre elektrisch verbunden sind. Diese Schaltungsanordnung umfaßt einen vierpoligen Transformator, zu dessen Primär- und Sekundärseite ein mit einem Thermoelement in Reihe geschalteter Kondensator parallel geschaltet ist. Der Transformator bewirkt eine Erniedrigung der an der Leuchtstoffröhre anliegenden Spannung, um die Leistungsaufnahme der Leuchtstoffröhre zu reduzieren. Bei dieser Schaltungsanordnung besteht der große Nachteil, daß entsprechend der Erniedrigung der an der Leuchtstoffröhre anliegenden Spannung gleichfalls die Lichtleistung der Leuchtstoffröhre erniedrigt wird.

Weiterhin ist bekannt zum energiesparenden Betreiben einer Leuchstoffröhre ein elektronisches Vorschaltgerät - kurz als EVG bezeichnet - zu verwenden. Dazu wird das EVG zwischen die Wechselstromquelle und die Anschlüsse der Leuchtstoffröhre geschaltet, wobei die Drossel und der Starter ersetzt werden. Schaltungstechnisch betrachtet stellt das EVG somit einen Sechspol dar. Mittels des EVGs läßt sich ein Wirkungsgrad in der Größenordnung von nahezu 1 erreichen.

Von großem Nachteil ist nun, daß elektrische Geräte, wie zum Beispiel Leuchten, in denen konventionell betriebene Leuchtstoffröhren verwendet werden, sich nur unter einem extrem hohen und sehr kostenintensiven Aufwand auf einen energiesparenden Betrieb mit EVG umrüsten lassen. Denn eine Umrüstung würde neben den Anschaffungskosten des EVG Zeit- und lohnintensive Installationskosten mit sich bringen, da neben der Drossel und dem Starter die Verkabelung zumindest teilweise auszutauschen wäre, so wie aus der DE 36 32 272 A1 bekannt.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltunganordnung zu entwickeln, die sich auf einfache Weise für eine eingangs genannte Leuchtstoffröhre zum energiesparenden Betreiben nachrüsten läßt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Demnach stellt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einen Vierpol dar, der den an seinen Eingangsklemmen eingespeisten Strom der Wechselstromquelle in einen an seinen Ausgangsklemmen abgegebenen hochfrequenten Strom umwandelt. Vorteilhafte Ausbildungen des Vierpols sind in den Ansprüchen 5 bis 9 angegeben. Der Vierpol läßt sich auf einfache Weise nach Auftrennen zweier Leitungen mit der bestehenden Verkabelung verschalten. Beim Verschalten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist lediglich darauf zu schauen, daß die Eingangsklemmen des Vierpols mit den zwei Anschlüssen an der einen Endkappe und mit der Drossel eine Reihenschaltung bilden, die zu der Wechselstromquelle parallel geschaltet ist, und daß die Ausgangsklemmen des Vierpols mit den zwei Anschlüssen an der anderen Endkappe elektrisch verbunden sind. Ansonsten erweist sich aufgrund des Wechselstrombetriebs ein Vertauschen einzelner Anschlüsse bzw. Klemmen als unkritisch. Ebenso kann die zu der Wechselstromquelle parallel geschaltete Reihenschaltung aus den Eingangsklemmen des Vierpols, den zwei Anschlüssen an der einen Endkappe und der Drossel eine beliebige Reihenfolge aufweisen. Insofern kann die Verschaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung im Prinzip von jedermann vorgenommen werden. Auch bleibt beim Verschalten die ohnehin vorhandene Drossel erhalten, denn sie übernimmt für die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung die Funktion eines Vorfilters, wodurch der Aufbau der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nur eines geringen Bauraums bedarf und sich auch kostengünstig ausführen läßt.

Je nachdem an welcher Stelle die Leitung, in der der Starter zwischengeschaltet ist, beim Verschalten aufgetrennt wird, liegt der Starter entweder an der Eingangs- oder der Ausgangsseite der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung an. Damit ein Stromfluß für die ordnungsgemäße Funktion der Schaltungsanordnung gewährleistet ist, wird der Starter überbrückt. Dazu wird er einfacherweise gegen eine kurzgeschlossene Ausführung in seiner bestehenden Fassung ausgetauscht. In dem Fall, daß der Starter auf der Eingangsseite der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liegt, kann er vorteilhafterweise gegen eine elektrische Sicherung ausgetauscht werden, die sich in die bestehende Fassung einsetzen läßt, und die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung gegen Überlastung zusätzlich schützt.

In besonders vorteilhafter Weise läßt sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung nachrüsten, wenn sie in die Leuchtstoffröhre bzw. in eine der Endkappen der Leuchtstoffröhre integriert ist. Denn in diesem Fall ist nur die Leuchtstoffröhre auszutauschen, so daß jeglicher Eingriff in die bestehende Verkabelung entfällt. Eine weitere Alternative kann sein, daß die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in eine der die Leuchtstoffröhre aufnehmenden Fassungen integriert ist. Bei dieser Alternative ist/sind für ein Nachrüsten dann lediglich die Fassung(en) auszuwechseln.

Mittels der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist es bereits möglich eine eingangs genannte Leuchtstoffröhre zum energiesparenden Betreiben auf einfache Weise nachzurüsten. Damit dafür weder ein Eingreifen in die bestehende Verkabelung der Leuchtstoffröhre, noch ein Austauschen der Leuchtstoffröhre oder deren aufnehmender Fassung(en) erforderlich ist, ist zum Verschalten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung weiterhin gemäß Anspruch 12 eine vorteilhafte Vorrichtung vorgesehen.

Diese Vorrichtung weist zum einen zwei Kontaktaufnahmen auf, die die zwei Anschlüsse einer der Endkappen der Leuchtstoffröhre elektrisch aufnehmen. Zum anderen weist die Vorrichtung zwei Anschlüsse auf, die in einer der Fassungen elektrisch aufgenommen werden.

Die Anschlüsse und die Kontaktaufnahmen der Vorrichtung sind gegeneinander elektrisch isoliert, wobei die Anschlüsse der Vorrichtung mit den Eingangsklemmen und die Kontaktaufnahmen der Vorrichtung mit den Ausgangsklemmen der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung elektrisch verbunden sind. Da die Kontaktaufnahmen und die Anschlüsse koaxial zueinander angeordnet sind, baut die Vorrichtung so schmal, daß sie zwischen eine Endkappe der Leuchtstoffröhre und die zugehörige Fassung paßt.

Der große Vorteil besteht folglich darin, daß sich ein Nachrüsten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mittels der Vorrichtung genauso einfach vornehmen läßt, wie das Auswechseln der Leuchtstoffröhre. Dazu wird die vorhandene Leuchtstoffröhre aus ihren Fassungen herausgenommen, dann wird die Vorrichtung auf die Anschlüsse an einer Endkappe aufgesteckt, und anschließend wird die Leuchtstoffröhre zusammen mit der Vorrichtung wieder zwischen den Fassungen eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung selbst kann entsprechend den baulichen Gegebenheiten, die das elektrische Gerät, in dem sich die Leuchtstoffröhre befindet, bietet, von der Vorrichtung räumlich getrennt angeordnet werden, wobei die elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung über ein elektrisches Kabel in flexibler Weise erfolgen kann. Weil die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ein Vierpol ist, wird vorzugsweise ein vieradriges Kabel verwendet. Sowohl die Vorrichtung, als auch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung können jeweils in Gehäusen angeordnet sein, die optional über elektrische Anschlußkontakte zum einfachen Verbinden mittels des Kabels verfügen.

In besonders bevorzugter Weise jedoch ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung bzw. eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet. Idealerweise weist dazu das Gehäuse der Vorrichtung einen sich parallel zur Längsachse der Leuchtstoffröhre erstreckenden Ansatz auf, in dem die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung untergebracht ist. Dadurch lassen sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und die Vorrichtung auf besonders einfache Weise und ohne die baulichen Gegebenheiten zu beeinträchtigen nachrüsten.

Als erfindungswesentlich sei noch der Kostenvorteil angeführt, der sich dadurch ergibt, daß sowohl normgerechte Leuchtstoffröhren weiterverwendet werden können, als auch der normgerechte Abstand zwischen den die Leuchtstoffröhre aufnehmenden Fassungen unverändert beibehalten werden kann.

Wegen der Vorteile die sich mit der Erfindung hinsichtlich Energieeinsparung und einfacher Nachrüstbarkeit erzielen lassen, eignen sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und die Vorrichtung in besonderer Weise für die Verwendung in elektrischen Geräten, in denen eine oder mehrere Leuchstoffröhren betrieben werden, wie beispielsweise Leuchten, Sonnenbänke oder dergleichen.

Die Erfindung und deren weitere vorteilhafte Merkmale werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Schaltungsbeispiel mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 2 ein zweites Schaltungsbeispiel mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 3 ein drittes Schaltungsbeispiel mit einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,

Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verschalten einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, und

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Verschalten einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
wobei gleiche Komponenten jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.

In Fig. 1 bis 3 ist eine handelsübliche Leuchtstoffröhre 1 in gerader Ausführung schematisch dargestellt. Die Leuchtstoffröhre 1 weist an beiden Endkappen 1a, 1b jeweils zwei Anschlußstifte 2a, 2b bzw. 3a, 3b auf. Über die Anschlußstifte 2a, 2b bzw. 3a, 3b wird die Leuchtstoffröhre 1 zwischen zwei sich gegenüberliegenden Fassungen 8, 9 aufgenommen. Dabei tragen die Fassungen 8, 9 die Leuchtstoffröhre 1 zum einen mechanisch, zum anderen umfassen die Fassungen 8, 9 Kontaktaufnahmen 8a, 8b bzw. 9a, 9b, um eine elektrische Verbindung mit den Anschlußstiften 2a, 2b bzw. 3a, 3b der Leuchtstoffröhre 1 herzustellen. Bekanntermaßen kommen hierfür Drehfassungen in Betracht, zwischen denen die Leuchtstoffröhre senkrecht eingeführt wird, und durch Verdrehen um einen Winkel von 90 Grad elektrisch kontaktiert und mechanisch arretiert wird. Der Anschluß der Leuchtstoffröhre 1 an eine Wechselstromquelle 6 erfolgt nun in bekannter Weise unter Zwischenschalten eines eine Magnetspule 4a umfassenden Vorschaltgerätes, das einfach als Drossel 4 bezeichnet wird, sowie eines Starters 5.

Dazu ist gemäß Fig. 1 eine Kontaktaufnahme 8a einer Fassung 8 über eine erste Leitung 11 direkt mit einem Pol 6a der Wechselstromquelle 6 verbunden. Eine Kontaktaufnahme 9a der anderen Fassung 9 ist über eine zweite Leitung 12 mit dem anderen Pol 6b der Wechselstromquelle 6 verbunden, wobei in der zweiten Leitung 12 die Drossel 4 zwischengeschaltet ist. Weiterhin ist eine Kontaktaufnahme 8b der einen Fassung 8 mit einer Kontaktaufnahme 9b der anderen Fassung 9 über eine dritte Leitung 13 verbunden, in der der Starter 5 zwischengeschaltet ist.

Aufgrund des Wechselstrombetriebes spielt es keine Rolle, ob die Anschlußstifte 2a, 2b bzw. 3a, 3b der Leuchtstoffröhre 1, die Kontaktaufnahmen 8a, 8b bzw. 9a, 9b der Fassungen 8, 9 oder die Pole 6a, 6b der Wechselstromquelle 6 beim Verschalten untereinander vertauscht werden. Auch kann deshalb, wie in Fig. 2 gezeigt, die Drossel 4 in der ersten Leitung 11 anstatt, wie in Fig. 1 gezeigt, in der zweiten Leitung 12 zwischengeschaltet sein.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist als ein Vierpol 7 ausgeführt, der gemäß Fig. 1 und 2 in der zweiten und dritten Leitung 12, 13 zwischengeschaltet ist. Dadurch bilden die Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 mit den Kontaktaufnahmen 8a, 8b der einen Fassung 8 bzw. der einen Glühkathode 1c der Leuchtstoffröhre 1, mit der Drossel 4 und mit dem Starter 5 eine Reihenschaltung, die zu der Wechselstromquelle 6 parallel geschaltet ist. Die Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 sind mit den Kontaktaufnahmen 9a, 9b der anderen Fassung 9 bzw. der anderen Glühkathode 1d der Leuchtstoffröhre 1 elektrisch verbunden.

Wegen des Wechselstrombetriebes gilt gleichermaßen beim Verschalten des Vierpols 7, daß sowohl die Pole 7a, 7b der Eingangsklemmen, als auch die Pole 7c, 7d der Ausgangsklemmen untereinander vertauschbar sind. Ebenso kann die zur Wechselstromquelle 6 parallelgeschaltete Reihenschaltung aus Eingangsklemmen 7a, 7b, Glühkathode 1c, Drossel 4 und Starter 5 eine beliebige Reihenfolge aufweisen, beispielsweise so wie in Fig. 2 gezeigt.

Weiterhin kann der Vierpol 7 in der ersten und dritten Leitung 11, 13 zwischengeschaltet sein, so wie in Fig. 3 gezeigt ist. In diesem Fall bilden die Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 mit den Kontaktaufnahmen 9a, 9b der Fassung 9 bzw. der Glühkathode 1d der Leuchtstoffröhre 1, der Drossel 4 und dem Starter 5 eine Reihenschaltung, die zu der Wechselstromquelle 6 parallel geschaltet ist, und die Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 sind mit den Kontaktaufnahmen 8a, 8b der Fassung 8 bzw. der Glühkathode 1c der Leuchtstoffröhre 1 elektrisch verbunden.

Der Starter 5 ist gemäß Fig. 1 und 3, da dort in Reihe zu den Eingangsklemmen 7a, 7b geschaltet, als elektrische Sicherung 5a ausgeführt, und dient somit zum zusätzlichen Schutz der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Sofern dieser zusätzliche Schutz nicht gewünscht bzw. erforderlich ist, muß der Starter 5 überbrückt bzw. kurzgeschlossen werden. Falls der Starter 5 mittels einer Leitung 5b überbrückt ist, kann er auch wie in Fig. 2 gezeigt verschaltet werden, so daß die Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 und der Starter 5 eine Reihenschaltung bilden, die mit der Glühkathode 1d der Leuchststoffröhre 1 elektrisch verbunden ist.

Der Vierpol 7 ist bei den Schaltungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 intern jeweils identisch aufgebaut. Eingangsseitig wird der Vierpol 7 von der Wechselstromquelle 6 versorgt, um ausgangsseitig eine Glühkathode 1d bzw. 1c der Leuchstoffröhre mit einem hochfrequenten Strom I_HF zu beaufschlagen. Dabei ergibt sich im einzelnen folgende Funktionsweise:

1. Eine Glühkathode 1c bzw. 1d der Leuchtstoffröhre 1 ist zu den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 stets in Reihe geschaltet, so daß diese Glühkathode stets vom Eingangsstrom des Vierpols 7 durchflossen und somit vorgeheizt wird.
2. Die zu den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols in Reihe geschaltete Glühkathode 1c bzw. 1d leitet desweiteren den die andere Glühkathode 1d bzw. 1c durchfließenden hochfrequenten Strom I_HF auf die Eingangsseite des Vierpols 7 zurück, und dient somit als "virtuelle Masse". Für den hochfrequenten Strom I_HF macht es im Prinzip keinen Unterschied, ob er direkt zur Masse oder über die Eingangsseite des Vierpols 7 zur Masse fließt. Dadurch, daß der hochfrequente Strom I_HF hier über die Eingangsseite des Vierpols 7 zur Masse fließt, besteht vorteilhafterweise ein "kurzer" Weg, so daß die hochfrequente Abstrahlung auf niedrigstmöglichem Niveau liegt.
3. Da die Drossel 4 zu den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 ebenso stets in Reihe geschaltet ist, wirkt die Magnetspule 4a der Drossel 4 als ein Vorfilter, das zum einen den Leistungs- sowie Crestfaktor optimiert, und zum anderen elektromagnetische sowie hochfrequente Interferenzen unterdrückt.
4. Der Eingangstrom des Vierpols 7 beträgt nur etwa 30 Prozent des Stromwertes, den eine konventionell - also ohne die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung - betriebene Leuchtstoffröhre aufnimmt. Dadurch entsteht in der Drossel 4 nahezu keine Verlustleistung, wodurch die Drossel 4 im Betrieb außerdem kühl bleibt.
5. Zu den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 ist ein Kondensator 83 parallel geschaltet. Der Kondensator 83 dient in Verbindung mit der vorgeschalteten Drossel 4 zur Kompensation und bewirkt eine Erhöhung des Leistungsfaktors.
6. Den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 ist ein Gleichrichter 70 nachgeschaltet, der üblicherweise durch vier Dioden in Brückenschaltung gebildet wird. Da der hochfrequente Strom I_HF wie unter b.) erläutert dem Eingangsstrom überlagert ist, werden für die Beschaltung des Gleichrichter 70 vorzugsweise sogenannte "Fast-Recovery"-Dioden verwendet.
7. Zwischen den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 und dem Plus- und Minusausgang des Gleichrichters 70 ist vorzugsweise jeweils ein Kondensator 81, 82 geschaltet, oder - anders ausgedrückt - der Gleichrichter 70 wird durch die Kondensatoren 81, 82 quasi überbrückt. Dies ist auf jeden Fall dann erforderlich, wenn für die Beschaltung des Gleichrichters 70 anstelle unter f.) genannter "Fast-Recovery"-Dioden einfache und somit kostengünstigere Dioden verwendet werden. Denn die Kondensatoren 81, 82 bilden eine hochfrequente Kurzschlußstrecke, über die der dem Eingangsstrom überlagerte hochfrequente Strom I_HF wie unter b.) erläutert abfließen kann.
8. Zu dem Plus- und Minusausgang des Gleichrichters 70 sind zwei in Reihe geschaltete Glättungskondensatoren 71, 72 parallel geschaltet. Dabei ist der Verbindungspunkt der Glättungskondensatoren 71, 72 mittels einer Leitung 73 auf eine der Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 brückbar, um die Gesamtkapazität der Glättungskondensatoren 71, 72 an unterschiedliche Spannungen der Wechselstromquelle 6, zum Beispiel 110 oder 220 Volt, anpassen zu können.
9. Zwischen dem Plusausgang des Gleichrichters 70 und einer der Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 ist ein Kopplungskondensator 77 geschaltet, so daß während der Startphase der Leuchtstoffröhre 1 die von dem hochfrequenten Strom I_HF beaufschlagte Glühkathode 1d bzw. 1c vorgeheizt wird.
10. Zwei von einem Steuerkreis 74 angesteuerte Transistoren 75, 76 sowie eine Magnetspule 79 bilden eine Hochfrequenzstufe zum Erzeugen des hochfrequenten Stromes I_HF. Die Hochfrequenzstufe ist zwischen dem Plus- und Minusausgang des Gleichrichters 70 und den Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 geschaltet. Der Steuerkreis 74 kann zum Beispiel ein Ringkernübertrager sein. Um allerdings die Verlustleistung und die damit verbundene Wärmeabgabe zu reduzieren, ist es von Vorteil für den Steuerkreis 74 ein handelsübliches Treiber-IC zu verwenden und Transistoren 75, 76 vom Typ MOS-FET zu verwenden.
11. Zu dem Ausgang der Hochfrequenzstufe bzw. der Magnetspule 79 ist ein Blockungskondensator 78 in Reihe geschaltet. Der Blockungskondensator 78 verhindert, daß der niederfrequente Strom von der Wechselspannungsquelle 6 die Leuchstoffröhre 1 durchfließen kann, wodurch die Hochfrequenzstufe der hohen Spannung der Wechselstromquelle 6 ausgesetzt und somit beschädigt werden würde.

In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zum Verschalten einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit der Leuchtstoffröhre 1 schematisch in Schnittdarstellung gezeigt. Die Bauelemente 28 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in bekannter Weise auf einer Leiterplatte 26 als elektr(on)ische Schaltung aufgebaut, die in einem Gehäuse 27 geschützt untergebracht ist.

Die Vorrichtung weist zwei Anschlußstifte 20a, 20b auf, die hier in der rechten Fassung 9 elektrisch und mechanisch aufgenommen sind. Die Anschlußstifte 20a, 20b sind als Hohlstifte ausgebildet. Koaxial zu den Anschlußstiften 20a, 20b sind in deren Innenraum jeweils Kontaktaufnahmen bzw. Anschlußbuchsen 21a, 21b angeordnet. In den Kontaktaufnahmen bzw. Anschlußbuchsen 21a, 21b sind die Anschlußstifte 3a, 3b der rechten Endkappen 1b der Leuchtstoffröhre 1 elektrisch und mechanisch aufgenommen. Mittels einer aus einem isolierenden Material hergestellten Schicht 25a, 25b sind die Anschlußstifte 20a, 20b und die Kontaktaufnahmen bzw. Anschlußbuchsen 21a, 21b voneinander isoliert. Die Anschlußstifte 20a, 20b sowie die Kontaktaufnahmen bzw. Anschlußbuchsen 21a, 21b sind auf einer Leiterplatte 24 befestigt bzw. verlötet. Die Leiterplatte 24 umfaßt hier (vier) nicht näher dargestellte Leiterbahnen, die zu Lötanschlüssen führen von denen das eine Ende eines (vieradrigen) elektrischen Kabels 23 abgeht. An seinem anderen Ende ist das Kabel 23 über Lötanschlüsse an die Leiterplatte 26 der als Vierpol 7 ausgestalteten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung angeschlossen. Dabei sieht die Anschlußbelegung vor, daß die Anschlußstifte 20a, 20b mit den Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 und die Kontaktaufnahmen bzw. Anschlußbuchsen 21a, 21b mit den Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 angeschlossen sind. Dadurch sind - äquivalent zu den Schaltungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 - die Eingangsklemmen 7a, 7b des Vierpols 7 in Reihe zu den Kontaktaufnahmen 8a, 8b der linken Fassung 8 in Reihe geschaltet, und die Ausgangsklemmen 7c, 7d des Vierpols 7 an die Anschlußstifte 3a, 3b bzw. die Glühkathode 1c an der rechten Endkappe 1b der Leuchtstoffröhre 1 angeschlossen.

Ein Gehäuse 22 dient zur geschützten Aufnahme der Vorrichtung. Weil die Anschlußstifte 20a, 20b und die Kontaktaufnahmen bzw. Anschlußbuchsen 21a, 21b koaxial zueinander angeordnet sind, baut die Vorrichtung so schmal, daß das Gehäuse 22 in den zwischen Leuchtstoffröhre 1 und Fassung 9 ohnehin vorhandene Spalt paßt. Es versteht sich, daß ein/beide Gehäuse 22, 27 mit Anschlüssen ausgestattet werden kann/können, so daß das Kabel 23 zum Beipiel über Steckkontakte gelöst oder, sofern unterschiedliche Kabellängen benötigt werden, ausgetauscht werden kann.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist gegenüber Fig. 4 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung im Gehäuse 22 der Vorrichtung angeordnet, oder - anders ausgedrückt - beide sind in einem gemeinsamen Gehäuse 22 angeordnet. Das Gehäuse 22 weist hier zur Aufnahme der Leiterplatte 27 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einen Ansatz auf, der sich parallel zur Längsachse L der Leuchtstoffröhre 1 erstreckt. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Baueinheit, die sich unabhängig von den räumlichen Gegebenheiten, die sich bei dem elektrischen Gerät, in dem sie eingesetzt wird, vorfinden, auf besonders einfache Weise nachrüsten läßt. Es versteht sich, daß sich bei alternativen Bauformen die Leiterplatten 24, 26 zu einer gemeinsamen Leiterplatte zusammenfassen lassen.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß im Rahmen der Figurenbeschreibung zwar vorrangig von einer geraden Ausführung der Leuchtstoffröhre die Rede ist, allerdings kann die Erfindung, wie der Fachmann weiß, auch für andere Ausführungen der Leuchtstoffröhre, beispielsweise bogenförmige, gleichermaßen Anwendung finden.

Claims

1. Schaltungsanordnung zum energiesparenden Betreiben einer Leuchtstoffröhre (1),

- die an beiden Endkappen (1a, 1b) jeweils zwei Anschlüsse (2a, 2b; 3a, 3b) aufweist,
- über die Anschlüsse (2a, 2b; 3a, 3b) in Fassungen (8, 9) elektrisch und mechanisch aufgenommen ist, und
- unter Zwischenschalten einer Drossel (4) und eines Starters (5) an eine Wechselstromquelle (6) anschließbar ist, wobei
- die Schaltungsanordnung ein Vierpol (7) ist, der den an seinen Eingangsklemmen (7a, 7b) eingespeisten Strom der Wechselstromquelle (6) in einen an seinen Ausgangsklemmen (7c, 7d) abgegebenen hochfrequenten Strom umwandelt, und
- dessen Eingangsklemmen (7a, 7b) mit den zwei Anschlüssen (2a, 2b; 3a, 3b) an der einen Endkappe (1a, 1b) und mit der Drossel (4) eine Reihenschaltung bilden, die zu der Wechselstromquelle (6) parallel geschaltet ist, und
- dessen Ausgangsklemmen (7c, 7d) mit den zwei Anschlüssen (3a, 3b; 2a, 2b) an der anderen Endkappe (1b, 1a) elektrisch verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Eingangsklemmen (7a, 7b) mit den zwei Anschlüssen (2a, 2b; 3a, 3b) an der einen Endkappe (1a, 1b) und der Drossel (4) und dem Starter (5) eine Reihenschaltung bilden, die zu der Wechselstromquelle (6) parallel geschaltet ist, wobei der Starter (5) überbrückt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Eingangsklemmen (7a, 7b) mit den zwei Anschlüssen (2a, 2b; 3a, 3b) an der einen Endkappe (1a, 1b) und der Drossel (4) und dem Starter (5) eine Reihenschaltung bilden, die zu der Wechselstromquelle (6) parallel geschaltet ist, wobei der Starter (5) eine elektrische Sicherung (5a) ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Ausgangsklemmen (7c, 7d) und der Starter (5) eine Reihenschaltung bilden, die mit den zwei Anschlüssen (3a, 3b; 2a, 2b) an der anderen Endkappe (1b, 1a) elektrisch verbunden ist, wobei der Starter (5) überbrückt ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- den Eingangsklemmen (7a, 7b) ein Gleichrichter (70) nachgeschaltet ist, zu dessen Plus- und Minusausgang (+, -) ein oder wenigstens zwei in Reihe geschaltete Glättungskondensatoren (71, 72) parallel geschaltet sind.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

- zwischen den Eingangsklemmen (7a, 7b) des Vierpols (7) und dem Plus- und Minusausgang (+, -) des Gleichrichters (70) jeweils ein Kondensator (81, 82) geschaltet ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

- zwischen dem Plusausgang (+) des Gleichrichters (70) und einer der Ausgangsklemmen (7c, 7d) ein Kopplungskondensator (77) geschaltet ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

- zwischen dem Plus- und Minusausgang (+, -) des Gleichrichters (70) und den Ausgangsklemmen (7c, 7d) eine aus wenigstens einem Steuerkreis (74), wenigstens zwei Transistoren (75, 76) sowie wenigstens einer Magnetspule (79) bestehende Hochfrequenzstufe geschaltet ist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

- zu der Magnetspule (79) ein Blockungskondensator (78) in Reihe geschaltet ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Schaltungsanordnung in die Leuchstoffröhre (1) bzw. in eine der Endkappen (1a, 1b) integriert ist.

11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Schaltungsanordnung in eine der Fassungen (8, 9) integriert ist.

12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Schaltungsanordnung mittels einer Vorrichtung mit der Leuchtstoffröhre (1) verschaltet ist, wobei
- die Vorrichtung zwei Anschlüsse (20a, 20b) aufweist, die in einer der Fassungen (8; 9) aufnehmbar sind,
- koaxial innerhalb der Anschlüsse (20a, 20b) jeweils Kontaktaufnahmen (21a, 21b) vorgesehen sind, in denen die Anschlüsse (2a, 2b; 3a, 3b) einer der Endkappen (1a; 1b) der Leuchtstoffröhre (1) aufnehmbar sind,
- die Anschlüsse (20a, 20b) und die Kontaktaufnahmen (21a, 21b) gegeneinander elektrisch isoliert sind, und
- die Anschlüsse (20a, 20b) mit den Eingangsklemmen (7a, 7b) des Vierpols (7) und die Kontaktaufnahmen (21a, 21b) mit den Ausgangsklemmen (7c, 7d) des Vierpols (7) elektrisch verbunden sind.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Vorrichtung in einem Gehäuse (22) untergebracht ist, das zwischen einer Endkappe (1a, 1b) der Leuchtstoffröhre (1) und einer Fassung (8, 9) angeordnet ist.

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß

- die elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung und dem Vierpol (7) über ein elektrisches, vozugsweise vieradriges Kabel (23) erfolgt.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Vierpol (7) innerhalb des Gehäuses (22) der Vorrichtung angeordnet ist.

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gehäuse (22) der Vorrichtung einen sich längs zu der Leuchtstoffröhre erstreckenden Ansatz aufweist, in dem der Vierpol (7) aufgenommen ist.

17. Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Betreiben wenigstens einer Leuchtstoffröhre in einer Sonnenbank.