DE2417593A1 - Vorschaltgeraet fuer eine gasentladungslampe - Google Patents
Vorschaltgeraet fuer eine gasentladungslampeInfo
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Description
Matsushita Electric Works, Ltd. -
Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe
Die Erfindung betrifft ein Vorschaltgerät für eine Gasentladungslampe
mit einem Streutransformator, an dessen Sekundärwicklung eine Lampe oder Lampengruppe angeschlossen
ist.
Normalerweise muß die Leerlaufspannung des Streutransformators höher als die Zündspannung der Gasentladungslampe
gewählt werden, um eine sichere Zündung zu gewährleisten. Andererseits darf der innere Widerstand
der Sekundärwicklung nicht zu groß sein, damit im Betrieb die Stromstärke nicht zu gering wird. Das bedeutet,
daß der Wicklungsquerschnitt verhältnismäßig groß sein muß, wodurch der Platzbedarf, das Gewicht
und der Preis des Vorschaltgerätes ungünstig beeinflußt
werden.
409845/0776
Die in Anspruch 1 angegebene Erfindung hat die Aufgabe, die WindungszaM/iind den Windungsquerschnitt des Streutransformators
bei dem erwähnten Vorschaltgerät herabzusetzen. Hierzu wird von der Tatsache Gebrauch gemacht,
daß bei Verbindung eines Kondensators mit der Sekündärseite eines Streutransformators die Leerlaufspannung
ansteigt.
Demgemäß weist der erfindungsgemäße Streutransformator eine magnetisch mit der Sekundärwicklung gekoppelte
Zusatzwicklung auf, an die ein Kondensator angeschlossen ist. Durch diese einfache Maßnahme läßt sich der
Scheitelwert der Leerlaufspannung der Sekundärwicklung
über die Zündspannung einer angeschlossenen Gasentladungsröhre anheben, obwohl das Wicklungsverhältnis
von Sekundärwicklung und Primärwicklung an sich kleiner ist, als es dem Verhältnis von Zündspannung und Primärspannung
entspricht.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Hie%Ln zeigen:
Fig. 1 eine Gasentladungslampenanordnung bekannter Art;
Fig. 2 ein Ausführungsbeisp"iel der Erfindung;
Fig. 3 e±i anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
409845/0776 ~3"
Fig. /f ein erläuternde Diagramm; und
Fign. 5 bis 7 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In der bekannten Anordnung der Fig. 1 ist eine Wechselstromquelle 11 mit der Primärseite eines Streutransformators
12 verbunden, an dessen Sekundäreeite eine Gasentladungslampe 13 angeschlossen ist. Bei dieser
Schaltung ist es erforderlich, daß die SekundärspannuHg
Vp des Streutranäformators 12 im Leerlauf die
Zündspannung der Gasentladungslampe 13 übersteigt. Wenn dann die Gasentladungslampe gezündet hat, erniedrigt
sich infolge der Streueigenschaften des Transformators die Sekundärspannung so weit, daß die Gasentladungslampe
13 bei ihrer Brennspannung betrieben wird. Die Sekundärwicklung des Transformators zwischen den
Punkten A und B muß also im Stande sein, einen ausreichenden Betriebsstrom zu liefern, d.h. sie muß
eine entsprechende Drahtdicke aufweisen. Diese Sekundär* .wicklung mit großer Windungszahl und hohem Drahtquerschnitt
verteuert den Streutransformatojp» erheblich und hat einen entsprechend großen Platzbedarf.
In der Schaltung der Fig. 2 ist diesem Nachteil abgeholfen. Der Streutransformator 1 besitzt hier drei
Wicklungen 2, 3 und if. Die Primärwicklung 1+ ist an
die Wechselspannungsquelle 5 angeschlossen. Zwischen
4098ΛΒ/0776 - k -
den Klemmen O und B des Transformators 1 ist die Gasentladungslampe
6 angeschlosse, während zwischen den Klemmen A und B der Wicklung 2 ein Kondensator 7 liegt.
Die Windungszahl zwischen den Klemmen A und B des Transformators 1 ist so gewählt, daß die Leerlaufspannung
zwischen den Klemmen 0 und B niedriger als die Zündspannung der Gasentladungslampe 6 ist.
Wenn bei dieser Schaltung die Netzwechselspannungsquelle
eingeschaltet wird, fließt infolge der in der Wicklung induzierten Spannung ein in der Phase voreilender Strom I
durch den Kondensator 7 und die Wicklung 2, wodurch ein zusätzlicher Magnetfluß im Eisenkern der Wicklung 2
erzeugt wird. Dieser Magnetfluß hat im wesentlichen die gleiche Phase wie der im Eisenkern der Wicklung 3 erzeugte
Magnetfluß und bewirkt ein Zunahme des letzteren. Dadurch steigt die Spannung Y zwischen den Klemmen O
und B des Streutransformators 1 höher an als die Zündspannung der Lampe 6. Die Lampe 6 wird durch diese erhöhte
Spannung gezündet und anschließend von der zwischen den Klemmen 0 und B zugeführten elektrischen Energie gespeist,
so daß sie weiterbrennt.
Dank der Hilfsschaltung aus der Zusatzwicklung 2 und dem Kondensator 7 kann, wie erwähnt, die Windungszahl
zwischen den Klemmen 0 und B des Streutransformators
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so gewählt werden, daß die Sekundärspannung V ohne Berücksichtigung
des phasenvoreilenden Stromes I unterhalb der normalen Zündspannung der Gasentladungslampe
liegt. Die Wicklung zwischen den Klemmen A und B dient andererseits nur zur' Bereitstellung des Zündimpulses
und hat nur wenig Einfluß auf die Zuführung der' elektrischen Energie, wenn die Lampe 6 einmal brennt. Infolgedessen
kann eine Wicklung mit geringem Drahtdurchmesser verwendet werden und das ganze Vorschaltgerät
kann klein, leicht und billig gehalten werden.
Wenn die Spannung V zwischen 0 und B höher als die Wieder zündspannung der Gasentladungslampe 6 gewählt ist,
benötigt man für die Wiederzündung die Spannungserhöhungsschaltung nicht. In diesem Falle kann also der
Stromkreis mit dem Kondensator 7 nach dem Zünden der Lampe abgeschaltet werden. Liegt dagegen die Sekundärspannung
V unter der Wiederzündspannung, aber selbstverständlich über der Brennspannung der Lampe 6, dann
muß der Kreis mit dem Kondensator 7 dauernd eingeschaltet bleiben, um das Wiederzünden der Lampe zu ermöglichen.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von
derjenigen nach Fig. 2 darin, daß der Streutransformator als sogenannter Transformator mit versteuertem Anstieg
ausgebildet ist, worin der Eisenkern für die Sekundärwicklung t ei weise gesättigt ist. Fig. if zeigt die
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Sekundärspannung eines gewöhnlichen Transformators
(Kurve A) und diejenige eines Transformators mit versteuertem
Anstieg (Kurve B).
Der Streutransformator 1 in Fig. 3 hat eine Zusatzwicklung 2, die auf einem teilweise gesättigten Eisenkern
sitzt, eine Sekundärwicklung 3 und eine Primärwicklung
if, die an^ine Wechselspannungsquelle 5 angeschlossen
ist. Zwischen den Klemmen A und B des Transformators 1 liegt die Gasentladungslampe 6, während
zwischen den Klemmen A und B ein Zündkondensator·7 angeschlossen ist. Die Wicklungszahl zwischen den Klemmen
0 und B ist so gewählt, daß die Leerlaufspannung zwischen
den Klemmen 0 und B kleiner als die normale Zündspannung der Gasentladungslampe 6, aber höher als
die Brennspannung derselben ist.
Wenn im Betrieb die Wechselspannungsquelle 5 eingeschaltet
wird, fließt in der Sekundärwicklung 3 eine Spannung mit der Grundschwingung, in der Zusatzwicklung
eine verzerrte Spannung und im Zündkondensator 7 ein voreilender Strom I, der hauptsächlich Anteile der
dritten Oberwelle aufweist. Durch diesen voreilenden
Strom I wird ein neuer verzerrter Magnetfluß im Eisenkern der Wicklung 2 erzeugt. Die Komponenten der Grundschwingung
und der dritten Oberschwingung, die diesen Magnetfluß bilden, haben im wesentlichen die gleiche
409845/0776 _7_
Phase wie der im Eisenkern der Wicklung 3 erzeugte Magnet fluß und bewirken insgesamt eine Zunahme des' Magnetflusses
im Eisenkern der Wicklung 3· Dadurch wird die Spannung V der Sekundärwicklung 3 moduliert und erhöht,
wie es in Fig, if gezeigt ist. Nicht nur die Grundwelle,
sondern auch die höheren Oberwellen werden also durch den Einfluß der Zusatzwicklung 2 in der Sekundärwicklung
3 induziert, so daß die Spannung V ansteigt. Durch diese Spannun^überhöhung wird die Amplitude der Spannung
V größer als die normale Zündspannung der Lampe 6, so daß die Lampe zündet; daiaxfhin übernimmt die elektrische
Energie an den Klemmen 0 und B den weiteren Betrieb der Lampe.
Durch den gleichphasigen Anteil der dritten Oberschwingung
in dem Magnetfluß der Wicklung -3 ist die maximale Amplitude größer als bei Sinusschwingungen mit dem
gleichen Effektivwert, wie sie im Falle eines gewöhnlichen Eisenkerns mit Luftspalt für die Zusatzwicklung
auftreten. Durch diese Verzerrung wird die Zündung der
Gasentladungslampe begünstigt.
Fig. 5 zeigt eine Anwendung des vorstehend auseinandergesetzten
Prinzips auf eine flimmerfreie Lampenanordnung mit zwei Gasentladungslampen 6 und 8. Der als
Streutransformator ausgebildete Netztransformator 1
- 8 -409845/0776
hat eine Wicklung 2 mit verhältnismäßig hoher Windungszahl, die auf einen Eisenkern mit teilweise gesättigter
Charakteristik gewickelt ist, eine Wicklung 3 mit verhältnismäßig niedriger Windungszahl und eine gemeinsame
Primä-rwicklung k>
die an eine Spannungsquelle 5 angeschlossen
ist. Die eine Lampe 6 ist über einen Phasenschieberkondensator 7 mit der Hochspannungswicklung 2
verbunden, so daß sich ein in der Phase voreilender Speisestromkreis für diese Gasentladungslampe ergibt.
Die zweite Gasentladungslampe 8 ist an die Niederspannungswicklung 3 angeschlossen. Ein Zündkondensator
9 überbrückt die freien Enden der Wicklungen 2 und 3·
In diesem Falle ist die Spannung V„ der Hochspannungswicklung
2 gegen Masse auf einen Wert eingestellt, der zur Zündung der Lampe 6 ausreicht. Die Spannung V, der
Niederspannungswicklung 3 gegen Masse ist kleiner als die normale Zündspannung der Lampe 8, aber höher als
deren Brennspannung.
Wenn die Wechselspannungsquelle 5 eingeschaltet wird,
ergibt sich in der Wicklung 2 infolge der Sättigungs- . eigenschaft ihres Eisenkerns eine verzerrte Spannung,
die hauptsächlich Komponenten der dritten Oberschwingung enthält. In der Wicklung 3» die auf einem normalen
Eisenkern sitzt, wird eine Spannung mit der Grundschwingung
induziert, über den Stromkreis, der von den Wicklungen
- 9 -4098A5/0776
2 und 3 und dem Kondensator 9 gebildet wird, fließt ein voreilender Strom in der höheren Oberschwingung,
wodurch in den Eisenkernen der Wicklungen 2 und 3 ein
Magnetfluß entsprechend einer verzerrten Schwingung erneut erzeugt wird. Die Komponenten der Grundschwingung
und der dritten Oberschwingung, die diesen Magnetfluß
bilden, haben weitgehend die gleiche Phase wie der im Eisenkern der Wicklung 2 erzeugte Magnetfluß und
bewirken somit eine Verstärkung der Magnetisierung dieses Eisenkerns. Infolgedessen wird die Spannung V·. moduliert
und überhöht. Es überlagern sich also nicht nur die Grundschwingungen, sondern auch die dritten Oberschwingungen in der Wicklung 3 und tragen zu der überhöhung
der Spannung V^ bei. Durch diese Spannungsüberhöhung
wird der Scheitelwert der Spannung V^ höher als die normale Zündspannung der Lampe 8. Die Lampe 8 zündet
also, wird nach dem Zünden durch die von der Wicklung gelieferte elektrische Energie beherrscht und bleibt
im Brennzustand. Da andererseits die Spannung Ve der phasenvoreüenden Wicklung 2 von vornherein ausreicht,
um die Lampe 6 zu zünden, beginnt auch diese aufzuleuchten und bleibt im Brennzustand. Da die Spannung V-.
nunmehr einen geringeren Wert als vorher hat, muß der Effektivwert der Spannung V_ des phasenvoreilenden Krei-
3.
ses herabgesetzt werden, um den Leistungsfaktor des ganzen Gerätes auf einem hohen Wert zu halten-. Da aber
in der Äusführungsform der Fig. 5 die Wicklung 2 eine
- 1o -
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versteuerte Anstiegsfront hat, ergibt sich ein für die Zündung ausreichender Amplitudenwert der Spannung,
die effektive Sekundärspannung wird herabgesetzt und
man erhält ein Gerät zur flimmerfreien Beleuchtung mit hohem Leistungsfaktor.'
Da in dieser Ausführungsform der von der Wicklung 3
herrührende Anteil der Spannung VV durch die verstärkte Magnetisierung moduliert und überhöht wild, ist die
Anzahl der Windungen der Wicklung 3 kleiner als bei den bekannten Geräten, so daß der ganze Streutransformator
kleiner und leichter gebaut werden kann. Da ferner die Wicklung 2 mit teilweise gesättigter Charakteristik
zur Speisung eines phasenvoreilenden Kreises verwendet wird, ergibt sich eine flimmerfreie Beleuchtungseinrichtung
mit hohem Leistungsfaktor.
Auch hier ist es möglich, den Kondensator abzuschalten, wenn die Spannung V, so gewählt wird, daß sie die
Wiederzündspannung der Gasentladungslampe 8 übersteigt. Dadurch können Störungen durch die gegenseitige Interferenz
der den Kondensator 9 durchfließenden Ströme wegen der Phasendifferenz zwischen den Lampen 6 und 8
in der normalen Brennzeit vermieden werden.
Die Schaltung nach Fig. 6 entspricht derjenigen der
Fig. 5, jedoch ist ein sogenanntes Triac-Halbleiter-
409845/0776 - 11 -
element Io in Reihe mit dem Kondensator 9 geschaltet und
über einen Trigger-Widerstand 11 mit Masse verbunden.
Der Wert des Widerstandes 11 ist so gewählt, daß der
Triac bei der Leerlaufspannung V^ leitet, bei brennender
Lampe 8 aber gesperrt ist. Bevor die Lampe 8 also gezündet hat, leitet der Triac 1o; nach der Zündung
verringert sich der Spannungsabfall am Widerstand 11, wodurch der Triac 1o abgeschaltet wird. Dadurch wird
die Verbindung mit dem Zündkondensator 9 im Normalbetrieb
unterbrochen.
Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 5 darin, daß ein Beruhigungskondensator
91 zur Geräuschminderung parallel zur Lampe
geschaltet ist. Dadurch werden nicht nur die von der Lampe 8 erzeugten Geräusche, sondern auch diejenigen
von der Lampe 6 unterdrückt. Der Kondensator 9' könnte auch mit gleichem Erfilg parallel zur Lampe 6 gelegt
werden.
Fig. 8 zeigt eine Betriebsschaltung für drei Gasentladungslampen. Der Streutransformator 1 hat eine erste
Sekundärwicklung 2, die auf einen Eisenkern mit teilweise gesättigter Charakteristik gewickelt ist, eine
zweite Sekundärwicklung 31 die auf einem normalen
Eisenkern sitzt, und eine gemeinsame Primärwicklung Zf.
- 12 409845/0776
Der Unterschied zu Fig. 5 besteht nur darin, daß statt
einer Lampe 6 zwei· Lampen 6 und 6' in Serie über den
Phasenschieberkondensator 7 an das freie Ende der Sekundärwicklung
2 und den Massenpol 0 angeschlossen sind. Die Spannung Vn zwischen den Klemmen A und 0 reicht
el
aus, um die beiden in Serie geschalteten Lampen 6 und 6'
zu zünden. Die Spannung VV zwischen dem freien Ende B der Sekundärwicklung 3 und dem Massenpol 0 ist größer
als die Brennspannung der Lampe 8, aber kleiner als die Zündspannung derselben. Die Arbeitsweise ist die gleiche
wie in Fig. 5. Es= kann auch wieder ein Seräuschminderungskondensator
91 wie in Fig. 7 vorgesehen sein. Durch die
hierbei auftretende Spannungsteilung zwischen den Kondensatoren
9 und 91 wird im übrigen auch die Überhöhung
der Spannung V·. für die Zündung der Lampe 8 weiter unterstützt. Statt der beiden in Serie geschalteten
Lampen 6 und 61 kann auch eine lange Gasentladungslampe
mit entsprechend höherer Betriebsspannung verwendet werden.
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Claims (1)
- PATENTANWALT Λ Z 4 I / O α ΟDR. HEINRICH HERMELINK ^3
8Mündien60,ApoUowee9,Tei.8ii457· München, den 9. April27/032 - Dr.Hk/rieMatsushita Electric Works, Ltd.Patentansprücheί 1 -/Vorschaltgerät für Gasentladungslampen mit einem Streutransformator, an dessen Sekundärwicklung eine oder mehrere Gasentladungslampen über ein Strombegrenzung sglied angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufspannung der Sekundärwicklung (3) nicht ausreicht, um die Zündung der Gasentladungslampe (6) zu bewirken und daß der Streutransformator (1) eine magnetisch mit der Sekundärwicklung (3) gekoppelte Zusatzwicklung (2) aufweist, an die ein phasenvoreilender Stromkreis (7) angeschlossen ist.2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzwicklung (2) auf einen Eisenkern mit teilweise gesättigter Charakteristik aufgebracht ist.409845/07763· Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der phasenvoreilende Stromkreis von einem Kondensator i7) gebildet wird.if. Vorschaltgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß· eine Gasentladungslampe (6) und der Kondensator (7) in Reihe geschaltet sind und daß _ein zweiter Kondensator (9) und eine zweite Gasentladungslampe (8) in Beihe parallel der erstenReihenschaltung angeordnet sind.5. Vorschaltgerät nach Anspruch if, gekennzeichnet durch einen zu einer der Gasentladungslampen parallelgeschalteten Kondensator (91)·6. Vorschaltgerät nach Anspruch ^ oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die eine Reihenschaltung zwei Gasentladungslampen (6, 61) hintereinander enthält.409845/0776Leerseite
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4236273 | 1973-04-13 | ||
JP4236473 | 1973-04-13 | ||
JP4236273A JPS5610757B2 (de) | 1973-04-13 | 1973-04-13 | |
JP4236473A JPS5517479B2 (de) | 1973-04-13 | 1973-04-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2417593A1 true DE2417593A1 (de) | 1974-11-07 |
DE2417593B2 DE2417593B2 (de) | 1977-04-14 |
DE2417593C3 DE2417593C3 (de) | 1978-01-26 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000069224A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ignitor for high intensity discharge lamps |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000069224A1 (en) * | 1999-05-07 | 2000-11-16 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Ignitor for high intensity discharge lamps |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2417593B2 (de) | 1977-04-14 |
US3912969A (en) | 1975-10-14 |
GB1464879A (en) | 1977-02-16 |
NL7404869A (de) | 1974-10-15 |
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