DE2403703B2

DE2403703B2 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR STABILIZED AC VOLTAGE OPERATION OF GAS DISCHARGE LAMPS

Info

Publication number: DE2403703B2
Application number: DE19742403703
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Schmidt-Rabenau
Original assignee: Eppendorf Geraetebau Netheler and Hinz GmbH
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 1974-01-26
Filing date: 1974-01-26
Publication date: 1976-02-12
Also published as: DE2403703A1; ES433967A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum stabilisierten Wechselspannungsbetrieb von Gasentladungslampen, insbesondere für photometrische Zwecke, wobei die Gasentladungslampe mit einer Induktivität in Reihe geschaltet ist und die Lampe durch netzperiodische Kondensatorentladungen gespeist wird.The invention relates to a circuit arrangement for the stabilized AC voltage operation of gas discharge lamps, in particular for photometric purposes, the gas discharge lamp being connected in series with an inductance and the lamp is fed by network-periodic capacitor discharges.

Gasentladungslampen, die mit Vorwiderständen an Wechselspannungsnetzen betrieben werden, sind in ihrer Lichtausgangsleistung überproportional von der Betriebsspannung abhängig. Es sind daher Stabilisierungsmaßnahmen erforderlich, wenn eine gleichbleibende Lichtleistung benötigt wird.Gas discharge lamps that are operated with series resistors on AC voltage networks are in their light output is disproportionately dependent on the operating voltage. There are therefore stabilization measures required if a constant light output is required.

In der Photometric werden Gasentladungslampen wegen ihrer besonderen Spektralverteilung bevorzugt eingesetzt. In diesem Anwendungsfall sind stabile Betriebsbedingungen besonders wichtig, vor allem, wenn im Einstrahl-Verfahren gearbeitet wird. Dafür ist eine Kurzzeitstabilität im Bereich von 0,1 % vorteilhaft. Gas discharge lamps are preferred in photometric technology because of their special spectral distribution used. In this application, the operating conditions are stable particularly important, especially when working with the single-jet method. For that is short-term stability in the region of 0.1% is advantageous.

Gasentladungslampen haben besonders günstige Betriebseigenschaften, wenn sie mit induktivem Vorwiderstand an konstanter Wechselspannung betrieben werden. Stabile Betriebsbedingungen werden bei bekannten Anordnungen durch magnetische Stabilisierungen und/oder Schwingkreiskombinationen angestrebt. Nachteile sind Gewicht und Raumbedarf dieser Schaltungen, die erforderliche genaue Abstimmung auf die Netzfrequenz sowie die mäßige Stabilität. Gas discharge lamps have particularly favorable operating properties when they have an inductive series resistor operated on constant alternating voltage. Stable operating conditions are known at Aimed at arrangements through magnetic stabilization and / or oscillating circuit combinations. Disadvantages are the weight and space requirements of these circuits and the precise coordination required on the network frequency and the moderate stability.

Ebenfalls bekannt sind Phasenanschnittsteuerungen in verschiedenen Varianten. Nachteilig sind jedoch die nicht sinusförmigen Spannungs- und Stromverläufe mit hohen Oberwellenanteilcn.Different variants of phase angle controls are also known. However, they are disadvantageous the non-sinusoidal voltage and current curves with high harmonic components.

Bei einer bekannten Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art (DT-PS 12 95 080) wird eine annähernd gleichbleibende Lichlleistung dadurch angestrebt, daß der zur Speisung der Lampe vorgesehene Kondensator auf eine Ladespannung gebracht wird, die unabhängig von Netzschwankungen annähernd konstant bleiben soll. Zu diesem Zweck sind ein besonders ausgestalteter aufwendiger Streufeldtransformator im Eingang des HauptMiomkreises und der genannte Kondensator so bemessen, daß sie einen Resonanzkreis für Netzfrequenz bilden. Der ständig am Netz liegende Kondensator wird in jeder Halbwolle der Wechselspannung einmal über die Lampe entladen. Diese Schaltung ist jedoch nur für sch- kurze Lichtimpulse (Blitzlicht) geeignet, nichu aber für sinusähnlichen Betrieb. Die erreichbare Stabilität liegt in der Größenordnung von 10 ⁰Zu. Darüber hinaus treten alle bereits oben beschriebenen Nachteile auf.In a known circuit arrangement of the type mentioned (DT-PS 12 95 080), an approximately constant Lichl power is sought in that the capacitor provided for supplying the lamp is brought to a charging voltage that should remain approximately constant regardless of network fluctuations. For this purpose, a specially designed, complex leakage field transformer in the input of the main circuit and the capacitor mentioned are dimensioned in such a way that they form a resonance circuit for the mains frequency. The capacitor, which is always connected to the mains, is discharged once in each half-wool of the alternating voltage via the lamp. This circuit is only suitable for short light pulses (flash light), but not for sinusoidal operation. The achievable stability is in the order of magnitude of 10 ⁰ to. In addition, there are all the disadvantages already described above.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Wechselspannungsbetrieb von Gasentladungslampen zu schaffen, die die Lichtkistun£ unabhängig von Störgrößen, wie Schwankungen der Speisenetzspannung, tatsächlich konstant hält.The invention is based on the object of a circuit arrangement for AC voltage operation of gas discharge lamps, which do the light box independent of disturbance variables such as fluctuations the supply line voltage, actually keeps constant.

tus möglichst kleinen und leichten Bauteilen besteht »ad auch gutes Zünd- und stabiles Betriebsverhalten leigt.With components that are as small and light as possible, there is also good ignition and stable operating behavior leigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gejöst, daß der Kondensator im Phaspnrhythmus der Kstzfrequenz wechselweise entweder zur Aufladung tn das Netz oder zur Energieabgabe in den vom Netz getrennten Lampenstromkreis geschaltet ist nnd Schaltmittel vorgesehen sind, die die Kondensator- »ufladung auf eine bestimmte, einer Bezugsspannung genau entsprechenden Spannung einregeln, die etwas unter der Spitzenspannung der Wechselspannung des Netzes liegt. Der netzperiodische Ablauf der einzelnen Schaltphasen wird durch eine Steuerschaltung überwacht.According to the invention, this task is achieved by that the capacitor alternates either for charging in the phase rhythm of the Kstzfrequenz tn is connected to the mains or for energy output in the lamp circuit which is separate from the mains Switching means are provided that charge the capacitor to a specific reference voltage adjust exactly the corresponding voltage, which is slightly below the peak voltage of the alternating voltage of the Network lies. The network-periodic sequence of the individual switching phases is controlled by a control circuit supervised.

Der Kondensator wird innerhalb längstens einer Viertslperiode der Speisespannung sehr genau auf eine bestimmte, der Bezugsspannung entsprechende Spannung aufgeladen. Die Spannung ist kleiner als der Spitzenwert der Speisespannung an deren unteren Toleranzgreiize, so daß eine Aufladung immer auf die gleiche Spannung gewährleistet isi.The capacitor is very accurate within a quarter of the supply voltage at the most charged a certain voltage corresponding to the reference voltage. The voltage is less than the peak value of the supply voltage at its lower tolerance limit, so that a charge is always on isi ensures the same tension.

Nach Abtrennung des Kondensators vom Net?, wird er einer Reihenschaltung von Gasentladungslampe und Induktivität parallel geschallet. Die nun einsetzende gedämpfte Schwingung wird nach genau einer halben Periode durch Abtrennen des Kondensators unterbrochen. Dieser Ablauf wiederholt sich dann mit umgekehrter Polarität.After the capacitor has been disconnected from the mains, it becomes a series circuit of a gas discharge lamp and inductance in parallel. The damped oscillation that now begins becomes exact half a period by disconnecting the capacitor. This process is repeated then with reverse polarity.

Dabei wird erreicht, daß sich der Kondensator in jeder Halbwelle der Speisespannung einmal entladt und auf Grund der wechselweisen Schuhuni; ^;ι·^η ^- Netz und in den Lampensiromkrois Leine Einflüsse des Speisenetzes auf die Entladung übernommen werden.What is achieved here is that the capacitor discharges once in each half-wave of the supply voltage and due to the alternating Schuhuni; ^{; ι} · ^η ^ - network and in the Lampensiromkrois Leine influences of the feed network on the discharge are taken over.

Das Prinzip der Lampenstabilisierung beruht also auf einer netzperiodischen Nachsteuerung eines Kondensators auf konstante Energie. Ein solcher Leistungskondensator wird auf konstante Sollspannung nachgeladen. Die gespeicherte Energie beträgt dannThe principle of lamp stabilization is based on a network-periodic readjustment of a capacitor on constant energy. Such a power capacitor is set to a constant nominal voltage reloaded. The stored energy is then

CV Ε — —γ-- Der Lampenstromkicis ist zusammen mit CV Ε - —γ-- The lamp current kicis is together with

dem Kondensator als gedämpfter Schwingkreis ausgeführt, der periodisch eingeschaltet wird und dann je eine halbe Schwingung durchführt. Dabei pendelt die Energie zwischen Kondensator, Lampe und Induktivität, insbesondere Drossel hin und zurück und gibt einen Teil als elektrische Arbeit in der Lampe ab. In den Schwingungspausen wird die Energiedifferenz ersetzt, indem der Kondensator nachgeladen wird.The capacitor is designed as a damped resonant circuit, which is switched on periodically and then each carries out half an oscillation. The energy oscillates between the capacitor, lamp and inductance, in particular, choke back and forth and emits part of it as electrical work in the lamp. In the oscillation pauses, the energy difference is replaced by recharging the capacitor.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Kondensator netzperiodisch sehr genau auf eine bestimmte, einer Bezugsspannung entsprechenden von der Höhe der Netzspannung unabhängigen Spannung aufgeladen wird und jeweils vor der Entladung über die Lampe und die Induktivität von der Speisespannung abgetrennt wird.A major advantage of the invention is that the capacitor is very accurate in terms of network cycle times a certain reference voltage that is independent of the level of the mains voltage Voltage is charged and in each case before the discharge across the lamp and the inductance of the Supply voltage is disconnected.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Zündkondensatoi vorgesehen, welcher zwischen dem Kondensator mit der Lampe auf der einen Seite und <>■· einer Anzapfung der Induktivität uiif der anderen Seite angeschlossen ist. Dadurch wird zu Beginn jeder Entladungsphase ein Zündimpuis gelief e-u.In a preferred embodiment, a Zündkondensatoi is provided, which between the Capacitor with the lamp on one side and <> ■ · one tap of the inductance and the other Side is connected. This will get everyone started Discharge phase an ignition pulse delivered e-u.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist an der Anzapfung zusätzlich ein Relais angeschlossen, das vom Lampenstromkreis erreg! wird und eine Belastung parallel zur Lampe schaltet. Dadurch werden im stationären Betneb die Zündimpulse gedämpft.According to a further embodiment, a relay is also connected to the tap excite from lamp circuit! and a load switches in parallel to the lamp. This will be in stationary operation the ignition pulses are dampened.

Beim Einschalten oder kurzzeitigen Lampenausfall wegen Netzunterbrechung ist das Relais nicht erregt, und die Zündimpulse stehen in ausreichender Höhe zur Verfügung, um auch eine warme Lampe problemlos zu zünden.When switching on or brief lamp failure due to a power failure, the relay is not energized, and the ignition pulses are available at a sufficient level to ensure that even a warm lamp can be used without any problems to ignite.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die die Ladespannung des Kondensators bestimmende Bezugsspannung von dew Mittelwert des Lichtstroms, der konstant gehalten werden soll, abhängig ist. Hierbei wird in einem geschlossenen Regelkreis die Abweichung des Lichtstromes von einem vorgegebenen Sollwert von einem Differenzverstärker erfaßt, dessen Ausgang die Höhe der Ladespannung des Kondensators steuert. Der Lichtstrom kann dabei durch einen Fotoempfänger gemessen und das Ausgangssignal des Fotoempfängers mit einer festen Bezugsspannung verglichen werden. Der Vergleich kann mit einem geeigneten Differenzverstärker ausgeführt werden. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers kann als veränderliche Bezugsspannung für die Aufladung des Kondensators im Lampenschwingkreis dienen.A special embodiment of the invention provides that the determining the charging voltage of the capacitor The reference voltage depends on the mean value of the luminous flux that is to be kept constant is. The deviation of the luminous flux from a predetermined setpoint is detected by a differential amplifier, the output of which is the level of the charging voltage of the capacitor controls. The luminous flux can be measured by a photo receiver and the output signal of the photoreceiver can be compared with a fixed reference voltage. The comparison can be carried out with a suitable differential amplifier. The output signal of the differential amplifier can be used as a variable reference voltage for charging the capacitor in the lamp resonant circuit to serve.

Verringert sich beispielsweise in einer derartigen Schaltung der Lichtstrom durch Einwirkung einer Störgröße unter den vorgegebenen Sollwert, so wird der Differenzverstärker seine Ausgangsspannung und damit die Bezugsspannung für die Ladung des Kondensators im Lampenschwingkreis so weit erhöhen, bis ■U·· Ausgangsspannung des Fotoempfängers wieder die Höhe der festen Bezugsspannung erreicht hat und damit der ursprüngliche Lichtstrom wieder eingeste'k ist.For example, if the luminous flux is reduced in such a circuit due to the action of a Disturbance below the specified setpoint, the differential amplifier will get its output voltage and thus increase the reference voltage for the charge of the capacitor in the lamp resonant circuit until ■ U ·· output voltage of the photo receiver has reached the level of the fixed reference voltage again and so that the original luminous flux is restored is.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an Stelle der Ausnutzung des Lichtstroms die die Ladespannung des Kondensators bestimmende Bezugsspannung vom Lampenstrom und/oder der Lampenspannung zu deren Konstanthaltung abhängig. Die Höhe des Lampenstromes kann über einen niederohmigen Widerstand im Lampenstromkreis abgegriffen werden. Die Lampenspannung kann direkt oder über einen Spannungsteiler abgegriffen werden. Als Regelgröße- kann nun entweder der Lampersstrom oder die Lampenspannung, oder ein Produkt dieser beiden Größen benutzt werden.In a further embodiment of the invention, instead of utilizing the luminous flux, the The reference voltage of the lamp current and / or the lamp voltage that determines the charging voltage of the capacitor to keep them constant. The level of the lamp current can be over a low resistance Resistance in the lamp circuit can be tapped. The lamp voltage can be direct or can be tapped via a voltage divider. Either the lamp current can now be used as a control variable or the lamp voltage, or a product of these two quantities.

Es besteht außerdem die Möglichkeit, beispielsweise durch Hinzuaddieren fester Werte zu den aus dem Lampenstromkreis abgeleiteten Spannungen, unterschiedliche Gewichtungen vorzunehmen. Die vorgenannten Maßnahmen eröffnen die Möglichkeit, sich optimal an die Eigenschaften der benutzten Gasentladungslampe anzupassen.There is also the option of adding fixed values to the from, for example voltages derived from the lamp circuit to carry out different weightings. the The aforementioned measures open up the possibility of optimally adapting to the properties of the gas discharge lamp used adapt.

Die aus dem Lampenstromkreis abgeleiteten Spannungen werden nun entweder nach Mittelwertbildung oder Spitzengleichrichtung mit einer fevU:n Bezugsspannung verglichen. Dies geschieh; durch einen Differenzverstärker, dessen AusganysSjiannung die veränderliche Bezugsspannung fur die Kondcnsatorladimp. vv. Ϊ arnpenstroink'xis darstelltThe voltages derived from the lamp circuit are now compared with a fevU: n reference voltage either after averaging or peak rectification. This happens; by a differential amplifier, the output voltage of which is the variable reference voltage for the capacitor charge. vv. Ϊ arnpenstroink'xis represents

Steigt ;um l·. ispiclswciso Linn; enstrom und/oder -SjiiüHHMi!.: ais Regelgröße durch Einfluß einer Störgröße. Sn sink! die Ausg;ii"]j;sspanming des Differenzversi'V: ι-;·., so weil, bis die Regelgröße wieder den Wert Λτ festen Bezugsspannung ,.-neicht hat.Increases; by l ·. ispiclswciso Linn; enstrom and / or -SjiiüHHMi!.: As a controlled variable due to the influence of a disturbance variable. Sn sink! die Ausg; ii "] j; sspanming of the difference versi'V: ι-; ·., so because, until the controlled variable returns to the Value Λτ fixed reference voltage, .- does not have.

Durch diese Maßnahmen können Störgrößen ausgeregclt und .üe Genauigkeit verbessert werden.These measures can correct disturbance variables and improve accuracy.

Die rii'itiihiiig wird im folgern';-!! an Hand von Atisfiih.uniLshi.'ispieien erläutert, d.e in de' Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigtThe rii'itiihiiig will infer '; - !! based on Atisfiih.uniLshi.'ispieien explained, i.e. in de 'drawing are shown. In the drawing shows

F i g. 1 ein Prinzipschaltbild für die erfindungsge- den Strom- und Spannungskurven die SchaltimpulseF i g. 1 shows a basic circuit diagram for the current and voltage curves according to the invention, the switching pulses

mäße Lösung, aus der Steuerschaltung und die Schaltzustände dar-appropriate solution, from the control circuit and the switching states

F i g. 2 eine bevorzugte Ausführungsform unter gestellt. Es zeigtF i g. 2 a preferred embodiment is placed under. It shows

Verwendung von Thyristoren und Triacs als Schalt- die Kurve 20 den sinusförmigen Verlauf der Netzglieder und eine vorteilhafte Zündeinrichtung, 5 wechselspannung,Use of thyristors and triacs as switching the curve 20 the sinusoidal course of the network elements and an advantageous ignition device, 5 AC voltage,

Fig. 3 eine zeitliche Darstellung von Strom- und die Kurve 21 eine in der Steuerschaltung erzeugte, umFig. 3 shows a time representation of current and the curve 21 generated in the control circuit to

Spannungsverläufen sowie Schaltimpulsen und Schalt- 90° nacheilende sinusförmige Wechselspannung,Voltage curves as well as switching pulses and switching 90 ° lagging sinusoidal alternating voltage,

zuständen, die Kurve 22 den Spannungsverlauf am Konden-states, curve 22 shows the voltage curve at the condenser

F i g. 4 eine bevorzugte Ausführungsform mit wei- sator 5,F i g. 4 a preferred embodiment with a marker 5,

teren Einzelheiten, io den Kurvenverlauf 23, 24, 25 den Lampenstrom,lower details, io the curve shape 23, 24, 25 the lamp current,

F i g. 5 eine der F i g. 4 zugeordnete Schaltungs- die beiden Spannungslinien 26 und 27 die vorbe-F i g. 5 one of the F i g. 4 associated circuit the two voltage lines 26 and 27 the previous

anordnung als Steuerschaltung. stimmte, einer Bezugsspannung entsprechenden Span-arrangement as a control circuit. correct, a voltage corresponding to a reference voltage

An Hand der Fig. 1 wird zunächst das Grund- nung, auf die der Kondensator 5 netzperiodisch nach-With reference to FIG. 1, the grounding to which the capacitor 5 is

prinzip der Erfindung erläutert. An den Klemmen 1 geladen wird.principle of the invention explained. Charging is carried out at terminals 1.

und 2 liegt das Versorgungs-Wechselspannungsnetz. 15 28 eine Rechteckspannung, die von der phasenver-and 2 is the supply AC voltage network. 15 28 a square wave voltage, which is derived from the phase

Mit Hilfe der beiden Schalter 3 und 4 wird der Kon- schobenen Siriusspannung 21 abgeleitet wird, densator S wechselweise an das Versorgungsnetz und Über ein Differenzierglied (F i g. 5) werden von derWith the help of the two switches 3 and 4, the conical sirius voltage 21 is derived, capacitor S alternately to the supply network and via a differentiator (Fig. 5) are from the

in den Lampenstromkreis mit der Induktivität 7 und Rechteckspannung 28 Schaltimpulse 29, 30, 31, 32Switching pulses 29, 30, 31, 32 into the lamp circuit with inductance 7 and square-wave voltage 28

der Entladungslampe 8 geschaltet. Die genaue Ein- abgeleitet, die das Triac 16 (F i g. 2 und 4) über denthe discharge lamp 8 switched. The exact input derived from the triac 16 (F i g. 2 and 4) via the

haltung der nachfolgend beschriebenen Schaltfolge 20 Steueranschluß 17 zünden. Erreicht die Netzspan-Keeping the switching sequence described below 20 ignite control terminal 17. Reaches the mains voltage

wird durch eine gezeigte Steuerschaltung gewähr- nung 20 die Höhe der Kondensatorspannung 22, wirdthe level of the capacitor voltage 22 is guaranteed by a control circuit 20 shown

leistet. über einen Spannungsvergleicher ein Schaltimpuls 33perform. A switching pulse 33 via a voltage comparator

Gemäß F i g. 1 sind zur Erläuterung des Vorganges oder 34 bzw. 35 erzeugt. Diese Schaltimpulse schaldie Schalter 3 und 4 zunächst geöffnet. Der Konden- ten über die Steueranschlüsse 11 bzw. 12 die Thyrisator 5 hat eine Restladung und damit eine Restspan- 25 stören 9 bzw. 10 ein. In F i g. 3 sind dann bei 36 die nung von der vorhergegangenen Schaltphase. Erreicht Schaltimpulse 37, 38, 39 dargestellt, die von einem der Momentanwert der ansteigenden Netzwechsel- weiteren Spannungsvergleicher jeweils zu dem Zeitspannung die Höhe dieser Restspannung, wird der punkt erzeugt werden, in dem die Kondensatorspan-Schalter 3 geschlossen. Der Kondensator wird nun nung 22 die Höhe von 26 bzw. 27 erreicht hat. Diese über einen Vorwiderstand 6 sehr genau auf eine vor- 30 Impulse 37, 38, 39 schalten über den Steueranschluß bestimmte Spannung aufgeladen. Der Schalter 3 öff- 14 das Triac 13 ein und löschen damit — wie oben net wieder. In einer vorbestimmten Phasenlage zur beschrieben — den Thyristor 9 bzw. 10. Eingangswechselspannung wird der Schalter 4 ge- 40 zeigt die Zeitabschnitte, zu welchen der Konschlossen. Sogleich setzt eine gedämpfte Halbschwin- densator 5 an das Netz geschaltet ist, um nachgeladen gung über die Induktivität 7 und die Entladungs- 35 zu werden. 41 zeigt die Zeitabschnitte, während der lampe 8 ein. Geht der Lampenstrom durch Null, wird der Kondensator 5 schon vom Netz abgetrennt ist, der Schalter 4 wieder geöffnet. Nun befindet sich jedoch noch nicht an den Lampenstromkreis geschalwieder eine Restladung auf dem Kondensator 5. Die tet ist. 42 i:eigt die Zeitabschnitte, während der der Schaltfolge wiederholt sich anschließend mit umge- Kondensator 5 zur Energieabgabe in den Lampenkehrten Vorzeichen. Wie die eingezeichneten Wir- 40 Stromkreis geschaltet ist.According to FIG. 1 are generated to explain the process or 34 and 35, respectively. These switching impulses schald the Switches 3 and 4 are initially open. The condensate via the control connections 11 and 12 the thyrizer 5 has a residual charge and thus a residual voltage. In Fig. 3 are then at 36 die from the previous switching phase. Reached switching pulses 37, 38, 39 shown by a the instantaneous value of the increasing network alternation - further voltage comparators in each case for the time voltage the level of this residual voltage, the point will be generated at which the capacitor chip switches 3 closed. The capacitor is now voltage 22 has reached the height of 26 and 27 respectively. These 30 pulses 37, 38, 39 switch very precisely via a series resistor 6 via the control connection certain voltage charged. The switch 3 opens 14 the triac 13 and thus delete - as above net again. In a predetermined phase relation to the described - the thyristor 9 or 10. The switch 4 shows the AC input voltage. 40 shows the time periods at which the connections. Immediately a damped half-wave capacitor 5 is connected to the mains in order to be recharged tion via the inductance 7 and the discharge 35 to become. 41 shows the time periods during which lamp 8 on. If the lamp current goes through zero, the capacitor 5 is already disconnected from the mains, the switch 4 is opened again. However, the lamp circuit is not yet connected a residual charge on the capacitor 5. The tet is. 42 i: shows the time periods during which the The switching sequence is then repeated with the opposite capacitor 5 for energy output in the lamp turns Sign. How the circuit shown is connected.

kungsverbindungen zeigen, werden die Schalter von Die F i g. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsformshowing connections, the switches of The F i g. 4 shows a preferred embodiment

der Steuerschaltung her betätigt. der Schaltungsanordnung. Zwischen dem Schaltungs-operated by the control circuit. the circuit arrangement. Between the circuit

Nach F i g. 2 wird in einer bevorzugten Ausfüh- punkt 15, der Entladungslampe 8 und dem Konden-According to FIG. 2 is in a preferred execution point 15, the discharge lamp 8 and the condenser

rungsform der Schalter 3 durch zwei antiparallelge- sator 5 auf der einen Seite und der Anzapfung 19 derApproximation form of the switch 3 by two anti-parallel capacitors 5 on one side and the tap 19 of the

schaltete Thyristoren 9, 10 verwirklicht. Über die 45 Induktivität auf der anderen Seite liegt ein RC-Gliedswitched thyristors 9, 10 realized. An RC element is located across the inductance on the other side

Steueranschlüsse 11, 12 werden die Thyristoren von 43, 44, bestehend aus einem Zündkondensator 43Control connections 11, 12 are the thyristors of 43, 44, consisting of an ignition capacitor 43

einer Steuerschaltung (F i g. 5) gezündet. Wenn der und einem Widerstand 44. Die Anzapfung 19, deia control circuit (F i g. 5) ignited. If the and a resistance 44. The tap 19, dei

Kondensator 5 seine vorbestimmte Ladespannung er- Zündkondensator 43 und der Widerstand 44 sind seCapacitor 5 has its predetermined charge voltage. Ignition capacitor 43 and resistor 44 are se

reicht hat, wird das Triac 13 über den Steueranschluß bemessen, daß bei jedem Einschalten des Triacs Khas enough, the triac 13 is measured via the control terminal that each time the triac K

14 von der Steuerschaltung gezündet. Damit wird das 5° in der Induktivität 7 ein so kräftiger Zündimpuls in14 ignited by the control circuit. Thus the 5 ° in the inductance 7 becomes such a powerful ignition pulse in

Potential am Schaltungspunkt 15 kurzfristig so weit duziert wird, daß dieser die Lampe 8 selbst im warPotential at circuit point 15 is briefly reduced so far that this was the lamp 8 itself

abgesenkt, daß der Strom durch den jeweils einge- men Zustand problemlos zündet, schalteten Thyristor 9 bzw. 10 durch Null geht. Der Im stationären Betrieb jedoch erlischt die Lampe!lowered so that the current ignites without any problems due to the respective state, switched thyristor 9 or 10 goes through zero. In stationary operation, however, the lamp goes out!

Thyristor schaltet dabei ab. Der Schalter 4 wird durch jeweils nur für wenige Millisekunden, bevor sie ii ein Triac 16 dargestellt. Nachdem der Thyristor 9 55 der anderen Richtung wieder gezündet wird. DiThe thyristor switches off. The switch 4 is through only for a few milliseconds before it ii a triac 16 is shown. After the thyristor 9 55 is ignited again in the other direction. Tuesday

bzw. 10 abgeschaltet hat, wird das Triac 16 über sei- Ionisation bleibt dabei in der Lampe so weit erhalteror 10 has switched off, the triac 16 is via its ionization remains in the lamp so far

nen Steueranschluß 17 von der Steuerschaltung ge- daß ein wesentlich niedrigerer Spannungsimpuls ausnen control terminal 17 from the control circuit that a significantly lower voltage pulse from

zündet. Dadurch wird mit Hilfe eines Zündkonden- reicht, um die Lampe sicher zu zünden, sators 18, der an eine Anzapfung 19 der Induktive- Aus diesem Grunde und weil im stationären Btignites. This, with the help of an ignition capacitor, is sufficient to ignite the lamp safely, sators 18, which is connected to a tap 19 of the inductive- For this reason and because in the stationary Bt

tat 7 angeschlossen ist, eine Spannung induziert, die 60 trieb hohe; Zündimpulse unerwünschte Störungen veidid 7 connected, induced a voltage that drove 60 high; Ignition impulses, unwanted disturbances

die Gasentladungslampe 8 zündet. Es setzt eine ge- Ursachen, wird in diesem Fall ein RC-Glied 45, 4the gas discharge lamp 8 ignites. It sets a cause, in this case an RC element 45, 4

dämpfte Schwingung ein. Hierbei fließt der Strom als Belastung über einen Relaiskontakt 47 paralldampened vibration. In this case, the current flows in parallel as a load via a relay contact 47

vom Kondensator 5 über die Gasentladungslampe 8 zur Lampe 8 geschaltet, wodurch die Zündimpul;switched from the capacitor 5 via the gas discharge lamp 8 to the lamp 8, whereby the ignition pulse;

und die Induktivität 7 sowie das Triac 16 zurück auf stark gedämpft werden. Die Relaisspule 48 wird übi den Kondensator 5. Nach einer halben Periode geht 65 den Brückengleichrichter 49 mit pulsierendem Gleic]and the inductance 7 and the triac 16 are attenuated back to strong. The relay coil 48 is üi the capacitor 5. After half a period, 65 goes to the bridge rectifier 49 with a pulsating equation]

der Strom durch Null, wodurch das Triac 16 ab- strom veirsorgt, wenn in der Induktivität 7 der Lanthe current through zero, as a result of which the triac 16 downstream of the current when in the inductance 7 of the Lan

schaltet. penstrom fließt. Bei kurzzeitigem Lampenausfall, bcswitches. pen current flows. In the event of brief lamp failure, bc

Für dieses Schaltungsprinzip sind in F i g. 3 unter spielsweise durch Netzeinbrüche, ist — wie oben bFor this circuit principle, FIG. 3 under, for example, due to network breakdowns, is - as above b

schrieben — das Relais 48 nicht erregt und der Relaiskontakt 47 geöffnet. Die Zündimpulse stehen dann in ausreichender Höhe zur Verfugung.wrote - the relay 48 is not energized and the relay contact 47 open. The ignition pulses are then available at a sufficient level.

Der Widerstand 50 dient zur Entladung eines Kondensators 51 in den Schaltpausen des Triacs 13. Der Kondensator 51 bewirkt die Löschung der Thyristoren bei Einschaltung des Triacs 13.The resistor 50 is used to discharge a capacitor 51 in the switching pauses of the triac 13. The Capacitor 51 causes the thyristors to be extinguished when triac 13 is switched on.

Das Schakungstcil 65 mit den Ausgangsanschlüssen 52 und 53 ist die Stromversorgung für die Steuerschaltung, die nachfolgend beschrieben wird.The Schakungstcil 65 with the output connections 52 and 53 is the power supply for the control circuit, which is described below.

F i g. 5 zeigt zur Verdeutlichung der Erfindung eine vorteilhafte Ausführung der zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach F i g. 4 erforderlichen Steuerschaltung. Die Bezeichnung der Anschlüsse stimmt mit der in Fig. 4 überein, womit »5 ihre Zuordnung bestimmt ist.F i g. 5 shows a to illustrate the invention advantageous embodiment of the circuit arrangement according to the invention according to FIG. 4 required Control circuit. The designation of the connections corresponds to that in Fig. 4, whereby »5 their assignment is determined.

Das RC-Glied 52 erzeugt eine um 90° der Netzwechselspannung nacheilende Sinusspannung, die in F i g. 3 bei 21 dargestellt ist.The RC element 52 generates an AC voltage of 90 ° lagging sinusoidal voltage, which is shown in FIG. 3 is shown at 21.

Der Verstärker 53 leitet hieraus eine Rechteckspannung ab (Fig. 3, 28). Im nachfolgenden RC-Glied 54, 55, 56 wird das Rechteck differenziert, so daß die Schaltimpulse 29, 30, 31, 32 entstehen, die in F i g. 3 gezeigt werden und das Triac 16 (F i g. 2 und 4) über den Steueranschluß 17 zünden.The amplifier 53 derives a square-wave voltage from this (FIGS. 3, 28). In the following RC element 54, 55, 56, the rectangle is differentiated so that the switching pulses 29, 30, 31, 32 arise, which are shown in FIG. 3 and trigger the triac 16 (FIGS. 2 and 4) via the control terminal 17.

Der Spannungszustand des Kondensators 5 (Fig. 4) wird über den Anschluß 15 auf die nicht gegengekoppelten Verstärker 57, 58, 59 gegeben. Der Verstärker 57 macht jedesmal am Ausgang einen Spannungssprung, wenn die Netzwechselspannung die Höhe der Spannung am Kondensator 5 erreicht hat. In dem nachfolgenden Schaltungsleil 60 werden aus den genannten Spannungssprüngen Steuerimpulse (33, 34, 35 in Fig.3) für die Thyristoren 9 und 10 in F i g. 4 abgeleitet.The voltage state of the capacitor 5 (Fig. 4) is via the terminal 15 on the not negative feedback amplifier 57, 58, 59 given. The amplifier 57 makes one at the output each time Voltage jump when the alternating mains voltage reaches the level of the voltage on capacitor 5 Has. In the following circuit part 60, the aforementioned voltage jumps are converted into control pulses (33, 34, 35 in FIG. 3) for the thyristors 9 and 10 in FIG. 4 derived.

Der Verstärker 58 macht immer dann einen posiüven Spannungssprung, wenn die Spannung am Kondensator 5 in F i g. 4 den durch die Z-Diode 66 vorgegebenen positiven Wert 26 in Fig.3 erreicht. Dei Verstärker 59 macht den positiven Spannungssprung jedesmal, wenn die Spannung des Kondensators £ den durch die Z-Diode 66 vorgegebenen negativer Wert 27 erreicht. Der nachfolgende Transistor 61 und das i?C-Glied 62, 63, 64 erzeugen aus den positiven Spannungssprüngen der Verstärker 58, 59 du Schaltimpulse 37, 38, 39 für das Triac 13 in F i g. 3 Wenn der obenerwähnte Regelkreis gebildet wird gibt an Stelle der Z-Diode ein Regelverstärker ein< der Regelabweichung entsprechende veränderbar! Bezugsspannung ab.The amplifier 58 always makes a positive voltage jump when the voltage across the capacitor 5 in FIG. 4 reaches the positive value 26 given by the Zener diode 66 in FIG. Dei Amplifier 59 makes the positive voltage jump every time the voltage of the capacitor £ the negative value 27 given by the Zener diode 66 is reached. The subsequent transistor 61 and the i? C element 62, 63, 64 generate from the positive voltage jumps of the amplifiers 58, 59 du Switching pulses 37, 38, 39 for the triac 13 in FIG. 3 When the above-mentioned control loop is established inputs a control amplifier instead of the Z-diode <the control deviation can be changed accordingly! Reference voltage.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen S09 587/2 For this purpose 5 sheets of drawings S09 587/2

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for stabilized HV Wechselspäiinungsbetrieb of gas discharge lamps, in particular for photometric purposes, wherein the gas discharge lamp is connected in series with an inductance and the lamp is fed by mains periodic capacitor discharges, characterized in that the capacitor (5) alternately either in the phase rhythm of the mains frequency for charging to the mains (1, 2) or for energy output in the lamp circuit (7, 8) separated from the mains, and switching means are provided which regulate the capacitor charging to a specific voltage (26) that corresponds exactly to a reference voltage is below the peak voltage of the AC voltage (20) of the network.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the lamp circuit (7, 8) is designed together with the capacitor (5) as a damped resonant circuit.

3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that a capacitor discharge monitoring control circuit (F i g. 5) is provided, which has a from the mains voltage (20) derived signal (28) the switching element (4, 16) of the switching means in the lamp circuit closes.

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the signal (28) of derived from the zero crossing of a voltage (21) phase-shifted by 90 ° to the mains voltage will.

5. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the switching element (4, 16) interrupts at zero crossing of the lamp current (23, 24, 25).

6. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a control circuit (F i g. 5) is provided, which starts the capacitor charging at the point in time when the instantaneous value the mains voltage is equal to the capacitor voltage.

7. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the switching element (4, 16) tin triac is provided.

8. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the required switching elements is designed as a thyristor or triac.

9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that a Eündkondensator (5.8, 43) is provided, which! Wipe the capacitor (5) with the lamp f8) on one side and a tap (19) of the inductance (7) on the other side is.

10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that at the tap (19) a relay (47, 48) is also connected, which is excited by the lamp current and a Load; (45. 46) parallel 2.ur lamp switches.

11. Circuit arrangement according to one of claims! I to 10, characterized in that the ί.; ι lespanimng of the capacitor (5) determining Reference voltage from the mean value of the luminous flux, which can be kept constant is supposed to be dependent.

12. Circuit arrangement according to one of claims 1 to IG, characterized gekennzeichnef that the the charging voltage of the capacitor (5) determining the reference voltage from the lamp current and / or the lamp voltage is dependent on keeping it constant.