DE2420177A1

DE2420177A1 - Starter circuit elements for lamp ignition - include transformer connected choke coils and capacitor

Info

Publication number: DE2420177A1
Application number: DE2420177A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: BERTOS AG
Current assignee: BERTOS AG
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1975-11-13
Also published as: NL7501888A

Abstract

The starter circuit elements are especially for ignition functions of gas or vapour discharge tube. The choke unit comprises a symmetrical core formed of transformer stampings of EI, EE, or UT types of sections (1, 9). Similar coil windings (2, 3) are wound around adjacent legs of the former. The power phase lead is connected to the primary, and through this to one leg of the lamp connection. The series circuit continues through the secondary to a capacitor, the second lamp connection and thereafter to the neutral line of the phase power supply. The unit has the effect of augmenting the normal power peak voltage by about 30%.

Description

Vorschaltgerät und dergleichen in der Reihenresonanz-Doppel-Drosselschaltung.Ballast and the like in the series resonance double choke circuit.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vorschaltgerät und dergleichen für den starterlosen Betrieb von Gas- und/ oder Dampfentladungslampen mit vorheizbaren Glühelektroden mit mindestens zwei Wicklungen in einem langgestreckten Gehäuse auf einem gemeinsamen durch einen Haupt luft spalt unterbrochenen aus geraden übereinandergeschichteten Blechstreifen bestehenden Kern, wobei diese Wicklungen in der Betriebsschaltung derart in Reihe miteinander mit einem Kondensator un'en beiden Glühelektroden der Lampe an eine Wechselstromquelle angeschlossen sind, daß die Lampe durch die Reihenschaltung des Kondensators und einer der Wicklungen überbrückt ist und der durch die Wicklungen :.S.ließende Reihenstrom vor der Zündung der Lampe einander entgegengesetzte Magnetfelder erzeugen, r' Derartige Vorschaltgeräte und dgl. sind bereits bekannt (DAS 1 o80 699), sie zeigen im Zusammenhang mit Streufeldtransformatoren die verschiedensten Schnittarten der erwähnten Kernblechstreifen, beispielsweise EI-,EE- und UT-Schnitte. Hiermit wird bekanntermaßen zunächst für einige Sekunden die Elektrodenvorheizung der Lampe bewirkt und nach erfolgter Zündung der Lampe dann ein stabiler, normaler Arbeitsbetrieb erzeugt. Dabei sind die Kernblechpakete immer so angeordnet, daß die Schichtung der Einzelbleche in Längsrichtung des langgestreckten Vorschaltgerätes zu liegen kommt. Beim Startvorgang der Lampe, das ist der anormale Betrieb, arbeiten nun die Primär- und die Sekundärspule gegeneinander, so daß die Gegeninduktivität durch den jeweiligen Streufluß bestimmt wird. Dieser Streufluß verläuft infolge der erwähnten Anordnung jedoch steht quer zur Schichtrichtung der Blechpakete, was zu einem Zusatzverlust in einem Paket führt. Außerdem besteht der Nachteil, daß das Eisenpaket über seine gesamte Länge magnetisch nicht gleichmäßig ausgenutzt ist.The invention relates to a ballast and the like for the starterless operation of gas and / or vapor discharge lamps with preheatable Glow electrodes with at least two windings in an elongated housing a common gap, interrupted by a main air gap, consists of straight layers stacked on top of each other Sheet metal strips existing core, these windings in the operating circuit in series with one another with a capacitor and two glow electrodes lamp are connected to an alternating current source that the lamp is bridged by the series connection of the capacitor and one of the windings and the series current flowing through the windings: .S. before the lamp is ignited generate opposing magnetic fields, r 'Such ballasts and Like. Are already known (DAS 1 o80 699), they show in connection with stray field transformers the most varied types of cuts of the aforementioned core sheet strips, for example EI, EE and UT cuts. As is known, this is first used for a few seconds causes the electrode to preheat the lamp and after the lamp has ignited then a stable, normal working operation is generated. Here are the core laminations always arranged so that the stratification of the individual sheets in the longitudinal direction of the elongated Ballast comes to rest. When starting the lamp, this is the abnormal Operation, the primary and the secondary coil now work against each other, so that the Mutual inductance is determined by the respective leakage flux. This leakage flux runs as a result of the mentioned However, the arrangement is transverse to the direction of the layer of the sheet metal stacks, which leads to an additional loss in a package. In addition, there is the disadvantage that the iron package is not magnetically uniform over its entire length is exploited.

Ferner sind bei den bekannten Ausführungsformen die Wicklungen entweder axial hintereinander oder auch übereinander angeordnet. Dadurch ist eine gewisse Kopplung nicht auszuschließen.Furthermore, in the known embodiments, the windings are either arranged axially one behind the other or one above the other. This is a certain Coupling cannot be ruled out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und das Vorschaltgerät der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß eine wesentlich bessere Ausnutzung des Aktivmaterials möglich ist.The invention is therefore based on the object of addressing these disadvantages fix and improve the ballast of the type mentioned so that a much better utilization of the active material is possible.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß die Blechstreifen des Kernblechpaketes quer zur Längsrichtung der Vorrichtung geschichtet sind, daß die Gegeninduktivität im anormalen Lampenbetrieb durch Nebenluftspalte der Streufelder und die Hauptinduktivität im normalen Lampenbetrieb durch den Hauptluftspalt bestimmt wird, und daß der Eisenweg für die magnetische Flußführung bei beiden Induktivitäten geometrisch so ausgebildet ist, daß eine gleichmäßige magnetische Belastung des gesamten Kernblechpaketes erreicht wird.The solution to this problem by the invention is that the Sheet metal strips of the core laminated core layered transversely to the longitudinal direction of the device are that the mutual inductance in abnormal lamp operation through secondary air gaps the stray fields and the main inductance in normal lamp operation is determined by the main air gap, and that the iron path for the magnetic Flux guidance is geometrically designed for both inductors so that a uniform magnetic load of the entire core laminated core is achieved.

Durch die Erfindung verläuft der magnetische Fluß, und zwar sowohl der Haupt fuß als auch der Streufluß infolge der Querschichtung der Blechpakete definiert in Richtung der Bleche. Dabei bestimmt der Nebenluftspalt sehr definiert die Gegeninduktivität des anormalen Betriebes, während der Hauptluftspalt die Hauptinduktivität im Hauptkreis festlegt. Beim-normalen Betrieb addieren sich bekanntlich die beiden Wicklungsflüsse im Hauptkreis, und die Streufelder sind weitgehend ausgeschaltet.Through the invention, the magnetic flux runs, both the main foot as well as the leakage flux as a result of the transverse layering of the laminated cores defined in the direction of the sheets. The secondary air gap is very defined the mutual inductance of the abnormal operation, while the main air gap is the main inductance in the main circle. In normal operation, as is well known, the two add up Winding fluxes in the main circuit and the stray fields are largely eliminated.

Durch die Erfindung wird infolge der erwähnten definierten magnetischen Flußführung erreicht, daß keine Zusatzverluste eintreten.The invention as a result of the aforementioned defined magnetic Flux management ensures that no additional losses occur.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Induktivitäten die gleichen Windungszahlen bei gleichen Drahtquerschnitten aufweisen.In a further embodiment of the invention it is provided that the two Inductors have the same number of turns with the same wire cross-sections.

Die Wicklungen können aber auch anders ausgeführt sein, hierdurch wird aber eine Fertigungs-Vereinfachung erreicht. Quer zur Längsausdehnung der Fläche treten keine Flüsse auf, und dies bedeutet, daß eine Materialeinsparung bis zu 30 % erzielt werden kann.However, the windings can also be designed differently, as a result of this however, a production simplification is achieved. At right angles to the length of the surface no flows occur, and this means that a material saving of up to 30 % can be achieved.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen: Fig. 1 einen Schnitt senkrecht zur Längsachse durch den Erfindungsgegenstand; Fig. 2 ein Zeigerbild für den anormalen Betrieb des Gerätes nach Fig. 1 mit der Schaltung nach Fig. 4; Fig. 3 ein Zeigerbild für den Lampenbetrieb des Gerätes nach den Figuren 1 und 4 und Fig. 4 die Schaltung für das Gerät nach den vorangegangenen Figuren.Further advantages and details of the invention emerge from the now the following description of an embodiment with reference to the drawing. 1 shows a section perpendicular to the longitudinal axis through the subject matter of the invention; FIG. 2 is a vector diagram for the abnormal operation of the device according to FIG. 1 with the Circuit according to FIG. 4; Fig. 3 shows a vector image for the lamp operation of the device according to Figures 1 and 4 and Fig. 4 shows the circuit for the device according to the previous figures.

Die Ausführungsform nach der Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Vorschaltgerät mit einem EE-Schnitt der Kernbleche 1 und 9. Gemäß der Erfindung sind die Blechpakete 1 und 9 quer zur Längsrichtung des Gerätes, die senkrecht zur Zeichenebene liegt, geschichtet. Die beiden Wicklungen, nämlich die Primärwicklung 2 und die Sekundärwicklung 3 schließen ein Streufeldblechpaket 4 ein, das in Längsrichtung des Gerätes geschichtet ist, was hier durch die senkrechten Striche auf dem Paket angedeutet ist. Die dicken voll ausgezeichneten Linien bedeuten die Luftspalte.The embodiment according to FIG. 1 shows a ballast according to the invention with an EE section of the core laminations 1 and 9. According to the invention, the laminated cores are 1 and 9 transversely to the longitudinal direction of the device, which is perpendicular to the plane of the drawing, layered. The two windings, namely the primary winding 2 and the secondary winding 3 enclose a stray field laminate package 4, which is layered in the longitudinal direction of the device is what is indicated here by the vertical bars on the package. The fat ones fully drawn lines indicate the air gaps.

Der Nebenluftspalt 5 ist zwischen den Streufeldern und dem Kern angeordnet, und der Hauptluftspalt 6 unterteilt den Mittelsteg der E--förmigen Blechpakete 1 und 9.The secondary air gap 5 is arranged between the stray fields and the core, and the main air gap 6 divides the central web of the E-shaped laminated core 1 and 9.

Die beiden Wicklungen 2 und 3 können bevorzugt gleich sein, das heißt gleiche Wicklungszahl bei gleichem Drahtquerschnitt aufweisen, was besonders bevorzugt ist.The two windings 2 and 3 can preferably be the same, that is to say have the same number of turns with the same wire cross-section, which is particularly preferred is.

Die Wicklungen können aber auch beliebig abweichend hiervon ausgeführt sein.However, the windings can also be designed to deviate from this as desired be.

Durch die erwähnte erfindungsgemäße Anordnung der Blechpakete zu den Wicklungen treten quer zur Blechausdehnung gar keine magnetischen Flüsse auf, was von besonderem Vorteil ist, weil hierdurch am fertigen Gerät eine Materialeinsparung bis zu 3o % erzielt werden kann.By the aforementioned arrangement of the laminated cores according to the invention to the There are no magnetic fluxes at all transverse to the expansion of the sheet metal, what is of particular advantage because it saves material on the finished device up to 3o% can be achieved.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein EI-Schnitt der Kernblechpakete zur Anwendung kommen. Dies ist durch die unterbrochenen Linien 7 und 8 in Fig. 1 angedeutet, hierdurch soll die Lage des I-Bleches und des Hauptluftspaltes bei dieser anderen möglichen Ausführungsform angegeben werden.In a further embodiment, an EI cut of the core laminations come into use. This is indicated by the broken lines 7 and 8 in FIG. 1 indicated, this should be the position of the I-plate and the main air gap in this other possible embodiment can be specified.

Zur Erläuterung der beiden erwähnten Betriebsarten sind in den Figuren 2 und 3 die Zeigerbilder für die Schaltung nach Fig. 4 in vereinfachter Form dargestellt.To explain the two operating modes mentioned are shown in the figures 2 and 3 show the vector images for the circuit according to FIG. 4 in a simplified form.

Fig. 2 zeigt den anormalen Vorheizbetrieb, der praktisch nur in Bruchteilen von Sekunden auftritt. Die beiden Teilwicklungen 2 und 3 der Doppeldrossel bilden mit dem Kompensations-Kondensator lo eine Reihenschaltung.Fig. 2 shows the abnormal preheating operation, practically only in fractions occurs in seconds. The two partial windings 2 and 3 form the double choke a series circuit with the compensation capacitor lo.

Die beiden gleichsinnig gewickelten Reaktanzen 2 und 3 sind über den Widerstand einer Lampenelektrode REL gegengeschaltet. Für die Bestimmung der Spannungsfälle der Reihenschaltung wurde das Verbraucherzählpfeil-System angewendet. Wie das Zeigerbild zeigt, liefert diese Schaltung die erforderliche Höchstspannung der Lampe U0z, die bis zu 30 % größer als die angelegte Netzspannung UN bemessen werden kann. Die Zündspannung der Lampe ist u.a. sehr stark von dem Temperatur-Bereich abhängig. Es bedeuten: REL Widerstand einer Lampenelektrode UEL Spannungsabfall bei IV an einer Lampenelektrode UC Kondensatorspannung Uoz Zündspannung maximal U 2) Spannungsabfall an der Gegenschaltung der U 3) Reaktanzen 2 -und 3 Die OHM'schen Widerstände der Spulen sind hierin vernachlässigt.The two reactances 2 and 3 wound in the same direction are connected across the resistance of a lamp electrode REL. For determination The consumer counter arrow system was used for the voltage drops in the series connection. As the illustration shows, this circuit supplies the required maximum voltage the lamp U0z, which is up to 30% higher than the applied mains voltage UN can be. The ignition voltage of the lamp is, among other things, very much dependent on the temperature range addicted. They mean: REL resistance of a lamp electrode UEL voltage drop with IV at a lamp electrode UC capacitor voltage Uoz ignition voltage maximum U 2) Voltage drop at the counter circuit of U 3) Reactances 2 and 3 The OHMs Resistances of the coils are neglected here.

Fig. 3 zeigt den normalen Betrieb. Nach dem Zünden der Lampe--übernimmt hauptsächlich die Leerlaufreaktanz 2 der Teildrosselspule die Strombegrenzung der Lampe.Fig. 3 shows normal operation. After lighting the lamp - takes over mainly the idle reactance 2 the partial reactor the current limitation the lamp.

Da die beiden Teildrosselspulen 2 und 3 einen gemeinsamen magnetischen Kreis haben, wird in der Teildrosselspule 3 die Spannung U Usek induziert. Der kapazitive Belastungskreis des Transformators liegt lampenparallel.Since the two partial reactors 2 and 3 have a common magnetic Circuit, the voltage U Usek is induced in the partial reactor 3. The capacitive one The transformer's load circuit is parallel to the lamp.

Er bewirkt, daß die induktive Charakteristik des Lampenkreises durch die Leerlaufreaktanz X0 der Doppeldrossel auf den Netzstrom IN kompensiert wird. Der cos9 dieser Schaltung ist ca. o,9. Es bedeuten: UN Netzspannung UL Lampenspannung Uprim. Primärspannung des Transformators = Spannungsabfall des Netzstromes durch Leerlaufinduktivität xo Usek. Sekundärspannung IN Netzstrom IL Lampenstrom IK Kompensationsstrom ; PhasenwinkelIt causes the inductive characteristics of the lamp circuit through the no-load reactance X0 of the double choke is compensated for the line current IN. The cos9 of this circuit is approx. 0.9. They mean: UN mains voltage UL lamp voltage Uprim. Primary voltage of the transformer = voltage drop of the mains current through No-load inductance xo usec. Secondary voltage IN Mains current IL Lamp current IK Compensation current ; Phase angle

Claims

Ballast for the starterless operation of gas and / or Vapor discharge lamps with preheatable glow electrodes with at least two windings in an elongated housing on a common through a main air gap interrupted core consisting of straight sheet metal strips stacked one on top of the other, these windings in the operating circuit in series with one another a capacitor around the two glow electrodes of the lamp to an alternating current source are connected, the lamp through the series connection of the capacitor and one of the windings is bridged and the series current flowing through the windings generate opposing magnetic fields before the lamp is ignited, thereby It indicates that the sheet metal strips of the core laminated core (1) are transverse to the longitudinal direction of the device are layered that the mutual inductance in abnormal lamp operation through secondary air gaps (5) of the stray fields and the main inductance is determined in normal lamp operation by the main air gap (6), and that the Iron path for the magnetic flux guidance for both inductors (2, 3) geometrically is designed so that a uniform magnetic load on the entire core laminated core is achieved.

2. Ballast according to claim 1, characterized in that the both inductors (23 3) have the same number of turns with the same wire cross-sections exhibit.

3. Ballast according to claim 1, characterized in that in Stray field laminations (4) layered in the longitudinal direction of the device in the area of each other arranged opposite windings (2, 3) of the primary and secondary coils are.

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