DE2332682C2

DE2332682C2 - Schaltung zur Helligkeitssteuerung von Gasentladungslampen

Info

Publication number: DE2332682C2
Application number: DE19732332682
Authority: DE
Inventors: Lothar Ing.(grad.) 1000 Berlin Gustav
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1973-06-25
Filing date: 1973-06-25
Publication date: 1985-06-27
Also published as: DE2332682A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Schaltung ist bekannt, z. B. aus der DE-OS 15 38 034, und im Prinzip in F i g. 1 gezeigt. Das Längsstellglied 1, das in Reihe mit den Gasentladungslampen 3a, 3b und ihren Vorschaltgeräten 2a, 2b angeordnet ist, dient dabei zur Helligkeitssteuerung. Die Elektroden der Gasentladungslampen liegen dauernd an einer konstanten Heizspannung, die von Heiztransformatoren 4a, 4£> erzeugt wird.

Aus der DE-OS 21 22 411 ist eine Helügkeitssteuerungsschaltung für eine Gasentladungslampe bekannt, bei der parallel zu den Elektroden ein Brückengleichrichter und ein nachgeordneter elektronischer Schalter vorgesehen ist, dessen Phasenanschnittwinkel die Helligkeit bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die der Elektrodenheizung der Gasentladungslampen dienenden Heiztransformatoren einzusparen und die Heizleistungen für die Elektroden nahezu unabhängig von der Lichtsteuerung zu machen.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Eine Weiterbildung ist dem Unteranspruch entnehmbar.

Die Erfindung wird nun anhand der F i g. 2 bis 6 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. 2 ein Blockschaltbild zur Helligkeitssteuerung von mehreren Gasentladungslampen.

Fig.3 ein Schaltzustanddiagramm der Anordnung nach F i g. 2 bei Dunkelsteuerung.

F i g. 4 ein Schaltzustanddiagramni bei Steuerung auf größte Helligkeit.

Fig.5 ein erstes Schaltzustanddiagramm bei Steuerung auf mittlere Helligkeit.

F i g. 6 ein zweites Schaltzustanddiagramm bei Steuerung auf mittlere Helligkeit.

Gemäß Fig. 2 wird parallel zu den Elektroden einer theoretisch beliebig großen Anzahl von Gasentladungslampen 3a, 3b, 3c. ..ein elektronischer Schalter 7 vorgesehen, wobei die einzelnen Lampen durch Brückeneleichrichter 6a, 66, 6c ... entkoppelt werden. Dieser parallelliegende elektronische Schalter 7 (in Frage kommen hierfür Transistoren. Thyristoren, Triacs usw.) wird synchron zur Netzwechselspannung U1 periodisch geöffnet und geschlossen, wobei seine Schaltfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches (vorzugsweise das Doppelte oder das Vierfache) der Frequenz des speisenden Wechselspannungsnetzes beträgt. Die Lichtsteuerung ist dadurch möglich, daß das Verhältnis Öffnungszeit zu Schließungszeit des parallelliegenden Schalters 7 kontinuierlich verändert wird. Fig. 3 zeigt anhand von Diagrammen den Zeitablauf der in F i g. 2 eingetragenen Spannungen U_s und U₂ und des Stromes / in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Längsstellgliedes 1 und des elektronischen Schalters 7 bei der Dunkelsteuerung. In diesem Fall ist der Schalter 7 ständig geschlossen. Der Wechselstrom / fließt dabei ausschließlich durch die Elektroden der Gasentladungsröhren 3a, 3b, 3c... und dient zu deren Fremdheizung (kreuzschraffierte Teil der Wechseistromkurve). Die Entladungsräume der Lampen sind stromlos, und der erzeugte Lichtstrom ist abgesehen vom Glühen der Elektroden Null. In diesem Betriebszustand wird das Vorheizen der Elektroden nach dem Einschalten der Lampengruppe erreicht, so daß ein Kaltstart vermieden wird.

Fig.4 zeigt anhand von Diagrammen (Jagegen den Zeitablauf der in Fig.2 eingetragenen Spannungen L/| und U? und des Stromes / in Abhängigkeit vom Schaltzustand des Längsstellgliedes 1 und des elektronischen Schalters 7 für den Fall der Steuerung auf größte Helligkeit, bei dem das Längsstellglied 1 ständig geschlossen und der Schalter 7 ständig offen ist. In diesem Fall fließt der Wechselstrom / (schraffierte Wechselstromkurve) ausschließlich durch die Entladungsräume der Lampen 3a, 3b, 3c .., und der erzeugte Lichtstrom hat seinen Größtwert. Die Lampenströme bewirken zugleich die Eigenheizung der Elektroden.

Zwischen diesen beiden Extremen lassen sich die Zeitabschnitte für einen Stromfluß nur über die Elektroden (Schalter 7 geschlossen) und für einen Stromfluß über die Entladungsräume der Lampen (Schalter 7 offen) im gegenläufigen Sinne kontinuierlich steuern. Damit erstreckt sich der Steuerbereich des Mittelwertes vom Lichtstrom zwischen Null und einem Größtwert.
Die Fig. 5 und 6 zeigen das Schaltverhalten der Steuerung bei mittlerer Helligkeitseinsteliung. Im Fall der Fig. 5 hat die Schaltfrequenz des Schalters 7 die doppelte Netzfrequenz. Im Fall der F i g. 6 ist die Schaltfrequenz gleich der vierfachen Netzfrequenz. Der schraffierte Teil der Wechselstromkurve dient der Lichterzeugung in den Entladungsräumen (Schalter 7 ist im Zustand »Auf«). Der kreuzschraffierte Teil der Wechselstromkurve dient ausschließlich der Fremdheizung der Elektroden (Schalter 7 isl im Zustand »Zu«).
Der Zeitpunkt, zu dem der parallelliegende Schalter 7 periodisch öffnet, kann gegenüber dem Nulldurchgang des Wechselstromes beliebig phasenverschoben werden. Auf diese Weise läßt sich die beim öffnen des Schalters 7 in den induktiven bzw. den induktiv-kapazitiven Vorschaltgeräten 2 entstehende lnduktionsspan-

bo nung zwischen einem Kleinstwert (Schalter 7 öffnet im Strom-Nulldurchgang) und einem Größtwert (Schalter 7 öffnet im Strommaximum) kontinuierlich verändern und an die erforderliche Wiederzündspannung der Gasentladungslampen anpassen. Hierauf beruhen die verbesserten Lichtsteuereigenschaften.

Stromkreismäßig in Reihe mit der Lampengruppe 3a. 3b, 3c... einschließlich der Vorschaltgeräte 2a. 2b, 2c... wird ein Sieliglied 1 vorgesehen, das nach der Methode

des Phasenanschnitts arbeitet. Es dient hier jedoch gegenüber dem derzeitigen Stand der Technik nicht mehr unmittelbar der Lichtsteuerung, sondern hat ciie Aufgabe, dafür zu sorgen, daß die Lampenelektroden über den gesamten Lichtsteuerbereich mit annähernd gleichbleibender Leistung geheizt werden und somit stets ihre optimale Betriebstemperatur besitzen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Helligkeitssteuerung einer Anzahl von Gasentladungslampen (3), die heizbare Elektroden haben, mit einem nach der Phasenanschnittmethode arbeitenden Längsstellglied (1), das in Reihe mit den Gasentladungslampen (3) und ihren Vorschaltgeräten (2) angeordnet ist, und mit einer Einrichtung zum Heizen der Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Heizen der Elektroden ein elektronischer Schalter (7) ist, der durch Brückengleichrichter (6) entkoppelt zu den Elektroden parallel liegt und dessen Tastverhältnis zur Helligkeitssteuerung kontinuierlich verändert wird, und daß das Längsstellglied (1) gleichzeitig so gesteuert wird, daß die Elektroden über den gesamten Lichtsteuerungsbereich mit annähernd gleichbleibender Leistung geheizt werden.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfrequenz des elektronischen Schalters (7) ein ganzzahliges Vielfaches der Netzfrequenz beträgt