DE2141097C3 - Anordnung zur Steuerung von Leuchtstofflampen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung von Leuchtstofflampen, bei der die Leuchtstofflampe mit ihren Elektroden in einem Hauptkreis in Reihe mit einem induktiven Schaltelement, insbesondere einer Drosselspule, an die Netzanschlußkontakte angeschlossen ist und bei der zu den Elektroden der Leuchtstofflampe ein Steuerkreis parallelgeschaltet ist, der ein in zwei Richtungen durchlässiges steuerbares Halbleiterschaltelement, z. B. einen Triac, aufweist, dessen Steuerkontakt mit einem Zündkreis verbunden ist, der dazu dient, das Halbleiterschaltelement jeweils in einem beliebig einstellbaren Zeitpunkt durchzuschalten, und der ferner einen ?\i H?« Elektroden der Leuchtstofflampe parallelgeschalteten Spannungsteiler mit einem im wesentlichen ohmschen Teil und einem im wesentlichen kapazitiven Teil aufweist, wobei das Durchschaltsignal für das Halbleiterschaltelement von der Spannung des im wesenjiichen kapazitiven Teils abgeleitet wird.

Aus der NL-OS 68 15 032 ist eine Vorrichtung zur elektronischen Zündung von Leuchtstofflampen bekannt, bei der der Zündkreis in der vorstehend beschriebenen Art ausgebildet ist

Weiterhin wurden Vorrichtungen vorgeschlagen, die zum Steuern der Helligkeit d.h. der Lirhtausbeute, einer Leuchtstofflampe dienen. Eine solche Vorrichtung ίο ist in der nicht vorveröffentlichten NL-OS 70 05 575 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung hat der Steuerkreis eine Doppelfunktion. Er dient einerseits als Start- bzw. Zündkreis und andererseits zum Steuern der Lichtausbeute der Leuchtstofflampe. Die Funktion des Steuerkreises ist davon abhängig, ob im Hauptkreis der Leuchtstofflampe neben der üblichen Drosselspule ein Kondensator vorhanden ist oder nicht Bei Schaltungen mit einem Kondensator im Hauptkreis spricht man von einer Kapazitivschaltung, während eine Ausführung ohne Kondensator als Induktivschaltung bezeichnet wird.

Wenn der vorstehend erwähnte Steuerkreis bei einer Kapazitivschaltung benutzt wird, ergeben sich für das Zünden der Leuchtstofflampe praktisch keine Schwierigkeiten. Der Grund hierfür liegt vor allem darin, daß der Kondensator im Hauptkreis eine frühere Zündung des Halbleiterschaltelementes (Triac) während der aufeinanderfolgenden Halbperioden der zugeführten Wechselspannung bewirkt. Infolge dieser Verfrühung des Schaltmoments entsteht jedesmal während einer Halbperiode ein genügend großer Vorheizstrom in den Elektroden, der eine entsprechend schnelle Vorheizung der Elektroden während des Startvorganges gewährleistet.

Fehlt dagegen der Kondensator im Hauptkreis, ist die Verfrühung des Schaltmoments des Halbleiterschaltelementes geringer, so daß, insbesondere bei höheren Einstellwerten des Steuerwiderstandes, der Schaltmoment des Halbleiterschaltelementes zu spät kommen kann, um noch einen genügend hohen Heizstrom für das Zünen der Leuchtstofflampe liefern zu können. Diese Schwierigkeit kann sich besonders dann bemerkbar machen, wenn die Steuerschaltung bei der geringsten zulässigen Netzspannung betrieben wird. Da aber in den Netzen der Elektrizitätswerke durch die ständig zunehmende Belastung häufiger Spar.nungsabsenkungen bis zur unteren Grenze auftreten, sind Steuerschaltungen für Leuchtstofflampen ohne den erwähnten Kondensator im Hauptkreis problematisch. Auf der anderen Seite ist es häufig erwünscht, den Kondensator im Hauptkreis wegzulassen, beispielsweise aus wirtschaftlichen Gründen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Steuerung von Leuchtstofflampen so auszubilden, daß auch induktiv geschaltete Leuchtstofflampen ohne Schwierigkeiten gezündet und gesteuert werden können, und zwar auch bei Einstellungen des Steuerwiderstandes, die einer geringen Lichtausbeute entsprechen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Anordnung zur Steuerung von Leuchtstofflampen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zu dem im wesentlichen ohmschen Teil des Spannungsteilers eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Kapazitat parallelgeschaltet ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch beschrieben.
Wie bereits erwähnt wurde, sind bei einer Schaltung

ohne einen Kondensator im Hauptkreis die Zeitperioden während der das Halbleiterschaltelement in den aufeinanderfolgenden Halbperioden leitend ist, kurzer, so daß der Heizstrom in den Elektroden während des Zündens im Vergleich zu einer Kapazitivschaltung niedriger ist Mit anderen Worten heißt dies, daß die Verfrühung des Schaltmoments des Halbleiterschaltelementes während des Zündvorganges verringert wird, mit dem Ergebnis, daß, wenn der Steuerwiderstand auf einen hohen Wert eingestellt wird, das Halbleiterschaltelement während der Halbperioden zu spät gezündet wird, um noch einen ausreichenden Heizstrom für das Starten der Leuchtstofflampe zu erreichen.

Durch die nach der Erfindung vorgesehene Parallelschaltung eines /?C-Gliedes zu dem im wesentlichen ohmschen Teil des Spannungsteilers werden auf eine überraschend einfache Weise die genannten Schwierigkeiten beseitigt Die Erfindung bietet damit den großen Vorteil, daß für kapazitiv und indukiiv geschaltete Leuchtstofflampen ein Start- bzw. Zündkreis in ein und derselben Ausführung verwendet werden kann. Darüber hinaus schafft die Erfindung für Schaltungsanordnungen, die sowohl zum Starten bzw. Zünden der Leuchtstofflampe als auch zum Steuern der Lichtausbeute dienen, die Möglichkeit, daß diese Steuerung bei fehlendem Kondensator im Hauptkreis auch im Bereich geringer Lichtausbeute der Leuchtstofflampe einwandfrei durchgeführt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführun^sbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den Hauptkreis einer Leuchtstofflampe mit einer Drosselspule und einem Kondensator,

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform, bei der der Hauptkreis nach F i g. 2 über einen regelbaren Transformator an das Netz angeschlossen ist,

F i g. 3 einen bekannten Steuerkreis,

F i g. 4 eine erste Ausführungsform eines Steuerkreises nach der Erfindung,

F i g. 5 und 6 Kennlinien des zeitlichen Verlaufs der Spannung an der Leuchtstofflampe,

F i g. 7 einen bekannten Steuerkreis in einer anderen Ausführung und

Fig.8 eine zweite Ausführungsform eines Steuerkreises nach der Erfindung.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Schaltung ist die Leuchtstofflampe 1 mit ihren Elektroden 2 und 3 im Hauptkreis in Reihe mit einer Drossel 4 und einem Kondensator 5 an die Netzanschlußkontakte 7, 8 angeschlossen. Parallel zu den Elektroden 2 und 3 liegt der Steuerkreis 6.

In F i g. 2 ist eine abgewandelte Ausführung wiedergegeben, bei der an die Eingangsklemmen des Hauptkreises ein regelbarer Transformator 9 angeschlossen ist. Die Eingangsklemmen des Steuerkreises 6 sind mit 11 und 12 bezeichnet.

Fig.3 zeigt den Steuerkreis der NL-OS 70 05 575. Parallel zu den Eingangsklemmen 11, 12 ist ein Entstörungskondensator 13 geschaltet Weiterhin ist an die Eingangsklemmen ein Reihenkrets angeschlossen, der aus einer Drossel 14 und einem Triac 15 besteht. Dem Triac 15 ist ein /?C-Kreis 16, 17 einerseits und ein Zündkreis andererseits parallelgeschaltet. Der Zündkreis setzt sich aus den Widerständen 20 und 22 sowie den Kondensatoren 19 und 21 und einem Diac 18 zusammen, der dem Tor des Triacs 15 den Zündimpuls zuführt. Der Widerstand 22 ist ein regelbarer Widerstand und dient zum Steuern der Lichtausbeute der Leuchtstofflampe 1.

Fig.4 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerkreises. Dieser Steuerkreis unterscheidet sich von dem Steuerkreis nach Fig.3 dadurch, daß dem regelbaren Widerstand 22 ein ÄC-Glied 24,25 parallelgeschaltet ist, welches entweder an einen der Verzweigungspunkte des Widerstandes 20 oder, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, an den Abgreifer eines veränderbaren Widerstandes 20a angeschlossen sein kann.

Sobald die Leuchtstofflampe 1 gezündet ist, beeinflußt das ÄC-Glied 24, 25 die Wirkung der Steuervorrichtung praktisch nicht mehr. Die Veränderung der Lichtausbeute kann dann allein durch Verändern des Widerstandes 22 erfolgen. Bevor die Leuchtstofflampe nach der Einschaltung gezündet hat, bestimmt größtenteils das RC-GMed 24,25 den Schaltmoment des Triacs 15, und zwar auch dann, wenn im Hauptkreis der Kondensator 5 fehlt Der Steuerkreis nach F i g. 4 kann somit universell als Steuerzünder für kapazitiv und induktiv geschaltete Leuchtstofflampen verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Steuerkreis zeigt darüber hinaus einen zweiten überraschenden Effekt. Bei der Schaltung nach F i g. 3 ist eine deutliche untere Grenze vorhanden, bei der die Leuchtstofflampe 1 gerade noch stabil weiterbrennt, wenn versucht wird, die Lichtausbeute zu verringern. Diese Erscheinung macht sich besonders bei längeren Röhren bemerkbar. Die Hinzufügung des ÄC-Gliedes 24, 25 bietet nun die Möglichkeit, die Lichtausbeute noch über die untere Grenze hinaus unter Beibehaltung eines stabilen Brennens zu steuern.

Diese stabilisierende Wirkung läßt sich wie folgt erklären:

Wird eine niedrige Lichtausbeute der Leuchtstofflampe verlangt, muß der Schaltmoment des Triacs 15 früh gewählt werden, indem der regelbare Widerstand 22 auf einen niedrigen Wert eingestellt wird. An der Kennlinie des zeitlichen Verlaufs der Spannung an der Leuchtstofflampe nach Fig. 5 ist zu ersehen, daß die Brennstrecke 10 dann nur äußerst kurz ist. Dieser Verlauf steht in großer Übereinstimmung mit dem Spannungsverlauf während der Zündung, wie ihn F i g. 6 zeigt. In diesem Bereich setzt wiede·· der Einfluß des KC-Gliedes24,25ein.

Die Leuchtstofflampe bleibt auch im zurückgesteuerten Zustand überraschend stabil brennen und erlischt erst dann, wenn die Lichtausbeute praktisch bis auf den Wert Null zurückgesteuert ist. Dieser Stabilisierungseffekt ist auch bei kapazitiver Schaltung der Leuchtstofflampe vorhanden, so daß auch in dieser Beziehung der erfindungsgemäße Steuerkreis universell verwendbar ist.

Die Parallelschaltung eines /?C-Gliedes ist auch bei einer anderen, in der NL-OS 70 05 575 gezeigten und in F i g. 7 dargestellten Schaltung empfehlenswert. Man erhält dann eine Ausführungsform, wie sie in F i g. 8 dargestellt ist.

Die Anwendung des ftC-Gliedes gemäß der Erfindung wird auch in einer Schaltung nach F i g. 7 er.ipfohlen, welche der Schaltung nach Fig.8 obiger niederländischer Patentanmeldung 70 05 575 entspricht. Dadurch wird dann eine Schaltung erhalten, wie sie Fig.8 zeigt. Zumal die Stabilisierungswirkung ist dann wesentlich, um zu einer niedrigen Lichtausbeute gelangen zu können, wenn die Lampe nach der Hauptschaltung nach F i g. 3 angeschlossen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

/ I Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung von Leuchtstofflampen, bei der die Leuchtstofflampe mit ihren Elektroden in einem Hauptkreis in Reihe mit einem induktiven Schaltelement, insbesondere einer Drosselspule, an die Netzanschlußkontakte angeschlossen ist und bei der zu den Elektroden der Leuchtstofflampe ein Steuerkreis parallel geschaltet ist, der ein in zwei Richtungen durchlässiges steuerbares Halbleiterschaltelement, z. B. einen Triac, aufweist dessen Steuerkontakt mit einem Zündkreis verbunden ist, der dazu dient, das Halbleiterschaltelement jeweils in einem beliebig einstellbaren Zeitpunkt durchzuschalten, und der ferner einen zu den Elektroden der Leuchtstofflampe parallel geschalteten Spannungsteiler mit einem im wesentlichen ohmschen Teil und einem im wesentlichen kapazitiven Teil aufweist, wobei das Durchschaltsignal für das Halbleiterschaltelement von der Spannung des im wesentlichen kapazitiven Teils abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem im wesentlichen ohmschen Teil (22) des Spannungsteilers (21, 22) eine Reihenschaltung eines Widerstandes (24) und einer Kapazität (25) parallel geschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen ohmsche Teil (22) des Spannungsteilers (21,22) aus einem veränderbaren Widerstand besteht, der so bemessen ist, daß die Lichtausbeute der Leuchtstofflampe (1) von einem Höchstwert praktisch bis auf den Wert Null veränderbar ist.

3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisenetzanschlußkontakte der Vorrichtung verbunden sind mit einem steuerbaren Transformator, dessen Primärwicklung dazu eingerichtet ist, an das Speisenetz angeschlossen zu werden.

4. Vorrichtung zum Steuern der Lichtausbeute mehrerer Lumineszenzlampen, die je in einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 — 3 aufgenommen sind, welche Vorrichtungen ihrerseits je an einen einzigen steuerbaren Transformator angeschlossen sind, dessen Primärwicklung dazu eingerichtet ist, an das Speisenetz angeschlossen zu werden.