DE2235595B2

DE2235595B2 - CONTROL UNIT FOR DISCHARGE LAMPS

Info

Publication number: DE2235595B2
Application number: DE19722235595
Authority: DE
Inventors: Victor Francis London Farrow
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: EMI Group Ltd
Priority date: 1971-07-20
Filing date: 1972-07-20
Publication date: 1976-12-02
Also published as: NL7209947A; AU4482072A; NL162288B; NL162288C; ZA724914B; GB1354723A; DE2235595A1; AU469225B2

Description

1515th

Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für Entladungslampen mit drei Eingangskiemmen für einen Dreiphasenwechselstrom mit Netzfrequenz und zwei Ausgangsklemmen, über die eine gleichgerichtete Spannung an die Entladungslampe gelegt wird, wobei ein Dreiphasenbrückengleichrichter zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemmen geschaltet ist.The invention relates to a ballast for discharge lamps with three input terminals for a three-phase alternating current with mains frequency and two Output terminals through which a rectified voltage is applied to the discharge lamp, wherein a three-phase bridge rectifier is connected between the input and output terminals.

Gasentladungslampen werden gewöhnlich \on Wechselstroniquellen aus unter Verwendung eines Vorschaltgerätes betrieben. Eine Grundform eines Vorschaltgerätes besitzt eine Drossel in Reihenschaltung mit der Lampe zur Aufnahme der Differenz zwischen der Netzspannung und der Lampenspannung. Da die Drossel wattlos ist. verbraucht sie einen verhältnismäßig kleinen, jedoch nicht unwesentlichen Leistungsbetrag. Zur Reihenschaltung von Drossel und Lampe kann ein Kondensator parallelgcschaltet werden, um den Leistungsfaktor zu verbessern, welcher der Stromversorgung dargeboter wird.Gas discharge lamps are usually made from AC sources using a Ballast operated. A basic form of a ballast has a choke connected in series with the lamp to record the difference between the mains voltage and the lamp voltage. Because the throttle is wattless. it consumes a relatively small but not insignificant one Benefit amount. A capacitor can be connected in parallel to connect the choke and lamp in series. to improve the power factor presented to the power supply.

Bei Abänderungen dieser Grundschaltung ist die Verwendung von Spartransformatoren sowie von Spartransformatoren mit eingebautem ADlcitungswiderstand vorgesehen. Kondensatoren wurden jedoch anstelle der Drossel nicht verwendet, da sie z.u unerwünschten Stiomw eilenformen führen, das rasche Aufladen und Entladen ausreicht, die Lampe zu beschädigen, und außerdem ein merkbares Flimmern aultritt. Daher werden, wenn ein kapazitiver Leistungsfaktor erforderlich ist, Drosseln und Kondensatoren in Reihenschaltung verwendet, wobei der kapazitive Blindwiderstand größer als der induktive Blindwiderstand ist. Der induktive Blindwiderstand hat zur Wirkung, daß die Lampenstrom-Wellenform verbessert wird, wobei die Gesamtwirkung der Vorschaltung kapazitiv ist.When changing this basic circuit, the use of autotransformers and of Autotransformers with built-in line resistance intended. However, capacitors were not used instead of the choke because they lead to undesired stioma forms, rapid charging and discharging is sufficient to shut off the lamp and there is also a noticeable flicker. Therefore, if a capacitive power factor required chokes and capacitors used in series, with the capacitive Reactance is greater than the inductive reactance. The inductive reactance has to Effect that the lamp current waveform is improved, with the overall effect of the ballast is capacitive.

Die US-PS 32 49 809 zeigt ein Vorschaltgerät der eingangs erläuterten Art. Auch diese bekannte Vorrichtung verwendet eine induktive Last. Die in die Vorrichtung eingebauten Kondensatoren dienen allein der Leistungsfaktorkorrektur und der Unterdrückung von Schaltsprüngen und nicht als Lastreaktanzen.The US-PS 32 49 809 shows a ballast of the type explained above. This known device uses an inductive load. The capacitors built into the device serve alone the power factor correction and the suppression of switching jumps and not as load reactances.

Alle diese Vorschaltgeräte ergeben ein Flimmern in der Lichtausbeute bei der Netzstromfrequenz fund bei 2f. Die psychologischen Wirkungen dieses Flimmerns sind noch nicht voll bekannt, jedoch ist bekannt, daß das Flimmern eine wesentliche Beeinträchtigung verursachen kann.All these ballasts result in a flicker in the light output at the mains frequency and at 2f. The psychological effects of this flicker are not fully understood, but it is known that the fibrillation can cause significant impairment.

Eine Möglichkeit zur Beseitigung des Flimmerns besteht natürlich darin, die Lampe an einem Gleichstromnetz zu betreiben. Im Rahmen der Erfindung waren die Bemühungen daher darauf gerichtet, Geräte anzugeben, die es ermöglichen, eine Lampe mit einem effektiven Gleichstrom von einer Wechselstromquelle aus zu betreiben, jedoch immer noch eine Vorschaltwirkung zu erzielen, ohne daß das Gerät unnötig kompliziert ist, und zwar in einer Weise, bei der das unerwünschte Flimmern zumindest wesentlich herabgesetzt ist. One way of eliminating the flicker is of course to operate the lamp on a direct current network. In the context of the invention, efforts were therefore directed to provide devices which make it possible to operate a lamp with an effective direct current from an alternating current source, but still achieve a ballast effect without the device being unnecessarily complicated, namely in a way in which the unwanted flicker is at least substantially reduced.

Gemäß der Erfindung gelingt dies dadurch, daß je ein Vorschaltkondensator in Reihe zwischen eine Eingangsklemme und den Brückengleichrichter geschaltet ist.According to the invention, this is achieved in that a ballast capacitor is connected in series between an input terminal and the bridge rectifier.

Durch das beschriebene Vorschaltgerät wird daher eine sehr wesentliche Herabsetzung der Welligkeit ohne die Verwendung eines komplizierten Vorschaltge rätes erhalten. Überraschenderweise läßt sich ein einwandfreies Arbeiten feststellen, obwohl Kondensa toren allein ohne Drosseln verwendet sind, und der Wirkungsgrad wird hierdurch auf 95% erhöht. Das Vorschaltgerät ergibt einen kapazitiven Leistungsfaktor, der dazu verwendet werden kann, zur Verbesserung einer induktiven Belastung in Werksanlagen beizutragen. With the ballast described, therefore, a very substantial reduction in the ripple is obtained without the use of a complicated ballast. Surprisingly , it is possible to determine that it is working properly , although capacitors are used alone without chokes, and this increases the efficiency to 95%. The ballast provides a capacitive power factor that can be used to help improve inductive loading in factory equipment.

Aus der GB-PS 8 88 520 ist es zwar für elektrostatische Abscheider bekannt. Kondensatoren zwischen die Eingangsklemmen und die Gleichrichter zu schalten. Hier handelt es sich jedoch um ein ganz anderes Anwendungsgebiet, bei dem die Probleme, die die Erfindung lösen will, nicht auftreten und auch die Erzeugung eines möglichst reinen Gleichstroms ohne Bedeutung ist. Bezüglich Vorschaltgerät für Entladungslampen war die Fachwelt seit jeher der Auffassung, daß Kondensatoren unbrauchbar als Belastung bei Netzfrequenzen sind.From GB-PS 8 88 520 it is for electrostatic Known separator. Capacitors between the To switch input terminals and the rectifier. However, this is a completely different matter Area of application in which the problems that the Invention wants to solve, does not occur and also the generation of a direct current as pure as possible without Meaning is. Regarding ballast for discharge lamps experts have always believed that capacitors are useless as a load Mains frequencies are.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, und zw ar zeigtThe invention is described below, for example in connection with the drawings, and zw ar shows

Fig. 1 ein Schaltbild eines Vorschaltgerätes für den Betrieb einer Entladungslampe an Gleichstrom von einer Dreiphasen-Stromquelle aus, bei welchem Vorschaltgerät keine Drosseln vorgesehen sind.Fig. 1 is a circuit diagram of a ballast for the Operation of a discharge lamp on direct current from a three-phase power source, with which ballast no chokes are provided.

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm, welches den Netzstrom und die Phasenspannung für eine Phase der Stromversorgung nach F i g. 1 zeigt,Figure 2 is a waveform diagram showing the utility current and the phase voltage for one phase of the power supply of FIG. 1 shows

Fig. 3 ein Wellenformdiagramm, welches den Ausgangsstrom aus dem Vorschaltgerät nach F i g. 1 zeigt.Fig. 3 is a waveform diagram showing the output current from the ballast according to FIG. 1 shows.

Fig. 1 zeigt drei Eingangsanschlüsse 10 zur Verbindung mit einem Dreiphasen-Wechselstromnetz. Die Anschlüsse 10 sind durch Sicherungen 12 je mit einem Kondensator 14 verbunden und die Kondensatoren 14 sind mit drei Eingangsanschlüssen eines Drehstrom-Brückengleichrichters 16 verbunden. Der Gleichrichter 16 besitzt sechs Dioden 18 und zwei Ausgangsanschlüssc 20. Im vorliegenden Fall sind zwei Lampen 22 zusammen mit einem stoßbegrenzenden Widerstand 24 in Reihe geschaltet und an die Anschlüsse 20 angeschaltet. .Fig. 1 shows three input terminals 10 for connection with a three-phase alternating current network. The connections 10 are through fuses 12 each with one Capacitor 14 is connected and the capacitors 14 are connected to three input connections of a three-phase bridge rectifier 16 connected. The rectifier 16 has six diodes 18 and two output terminals 20. In the present case there are two lamps 22 together with an impact-limiting resistor 24 connected in series and connected to the terminals 20. .

Die durch jeden der Kondensatoren 14 hindurchtretenden Wechselströme sind in ihrer Form identisch, jedoch zueinander um 120^c phasenverschoben. In F i g. 2 ist der Netzstrom mit Bezug auf die Phasenspannung für einen Kondensator gezeigt. Der Ausgangsstrom aus dem Brückengleichrichter 16 ist in F i g. 3 dargestellt und besteht, wie ersichtlich, aus einem gleichgerichteten Strom :iiit einer Welligkcit, deren Frequenz das Sechsfache der Netzfrequenz beträgt. Die Welligkeitsamplitude ist verhältnismäßig klein und beträgt das Verhältnis A : B gewöhnlich etwa 1 : 3.The alternating currents passing through each of the capacitors 14 are identical in shape, but are phase-shifted ^{by 120 c with respect to one another.} In Fig. Figure 2 shows the line current versus phase voltage for a capacitor. The output current from the bridge rectifier 16 is shown in FIG. 3 and, as can be seen, consists of a rectified current: with a ripple, the frequency of which is six times the mains frequency. The crimp amplitude is relatively small and the ratio A is: B is usually about 1: 3.

Bei dieser Welligkeitsfrequenz ist das Nachleuchten der Lampenleuchtstoffe wesentlich, was eine weitereAt this ripple frequency, the afterglow of the lamp phosphors is essential, which is another

Herabsetzung in der Welligkeit der Lichtausbeute bedeutet.Means reduction in the ripple of the light output.

Wenn die Netzspannung 415 Voll beträgt, reicht die vor dem Zünden erzeugte Spannung, nämlich 415 χ 2 Volt, aus, zwei normale in Reihe geschaltete Quecksilberdampf-Hochdrucklampen von 400 Watt zu zünden.If the mains voltage is 415 full, that is enough voltage generated before ignition, namely 415 χ 2 Volts, off to ignite two normal high pressure mercury vapor lamps of 400 watts connected in series.

Hierzu 2 Blatt ZeichnunaenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Vorschaltgerät für Entladungslampen mit drei Eingangsklemmen für einen Dreiphasenwechselstrom mit Netzfrequenz und zwei Ausgangsklemmen, über die eine gleichgerichtete Spannung an die Entladungslampe gelegt wird, wobei ein Dreiphasenbrückengleichrichter zwischen die Eingangs- und Ausgangsklemmen geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Vorschaltkondensator(14)in Reihe zwischen eine Eingangsklemme (10) und den Brückengleichrichter (16) geschaltet ist.Ballast for discharge lamps with three input terminals for a three-phase alternating current with mains frequency and two output terminals via which a rectified voltage is sent to the Discharge lamp is placed, with a three-phase bridge rectifier between the input and Output terminals is switched, characterized in that each one ballast capacitor (14) in series between an input terminal (10) and the bridge rectifier (16) is connected.