DE2435774B2

DE2435774B2 - Zündeinrichtung für Kaltstartleuchtstofflampen

Info

Publication number: DE2435774B2
Application number: DE19742435774
Authority: DE
Inventors: Reinhold 6950 Mosbach Eibner; Wilhelm Friess; Carl Heinz Dr.- Ing. Sturm; Willi 6120 Michelstadt Weber
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2435774A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronisehen Zündung von Kaltstartleuchtstofflampen über ein kapazitives Vorschaltgerät, dessen Kondensator in Reihe mit der Leuchtstofflampe liegt.

Für sogenannte Einstiftlampen, die ohne Vorheizung ihrer Elektroden gestartet werden, benötigt man bo für den Startvorgang eine relativ große Energie, die mit einzelnen induktiv erzeugten Spannungsspitzen nicht bereitgestellt werden kann. Die in vielen Variationen für den Start bzw. die Zündung von Leuchtstofflampen mit vorgeheizten Elektroden entwickelten Zündeinrichtungen lassen sich daher für Einstiftlampen nicht verwenden. Man hat deshalb besondere Vorschaltgeräte für solche Einstiftlampen entwickelt, die durch die Bezeichnungen Streufeldtransformator, Steinmetzschaltung, »Sequence-Start« oder Resonanzstart charakterisiert werden. Solche Schaltungen finden sich beispielsweise im BBC-Fachbuch »Vorschaltgeräte für Schaltungen für Niederspannungs-Entladungslampenc von C. H.Sturm. Diese bekannten Schaltungen gehen jedoch alle von einem besonderen Transformator oder einer besonderen Drossel aus, die einerseits sehr aufwendig sind und andererseits dem allgemeinen Bestreben, alles möglichst klein zu bauen, entgegenstehen.

Durch die DE-AS 2060474 ist ein Zündgerät für eine mit Vorschaltgerät betriebene Entladungspumpe bekanntgeworden, welche einen Zündkondensator besitzt, der über eine aus zwei Dioden und einem Kondensator bestehende Spannungsverdopplerschaltung auf einen bestimmten Wert aufgeladen wird. Sowie der gewünschte Ladezustand des Kondensators erreicht ist, wird ein Thyristor durchgeschaltet, so daß sich der Kondensator über die Primärwicklung des Zündtransformators entladen kann. Dieser Spannungsimpuls wird über die Sekundärwicklung dieses Ziindtransformators auf die Zündspannung hochtransformiert. Die erforderliche Spannungsüberhöhung wird somit im wesentlichen mit dem Zündtransformator erreicht.

In der DE-OS 1923 872 ist eine ähnliche Zündvorrichtung beschrieben, bei der ebenfalls ein Zündtransformator erforderlich ist, um die hohen Zündspannungen zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zündeinrichtung für eine Einstiftlampe mit kapazitivem Vorschaltgerät zu schaffen, das eine ausreichende Energie für den Kaltstart bereitstellt und gleichwohl einen sehr einfachen und betriebssicheren Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Zündung der Leuchtstofflampe während der Netzspannungshalbwellen der einen Polarität der Kondensator aufgeladen wird und daß sich seine Ladespannung während der jeweils folgenden Netzspannungshalbweüe der entgegengesetzten Polarität zur Netzspannung zu einer für den Kaltstart ausreichenden Zündspannung addiert.

Der bei einem kapazitiven Vorschaltgerät in Reihe mit einer Drossel und der Leuchtstofflampe liegende Kondensator wird erfindungsgemäß zusätzlich für die Bereitstellung der Startenergie ausgenutzt. Während der, beispielsweise als positiv bezeichneten Halbwellen der Netzwechselspannung, an der die Leuchtstofflampe betrieben werden soll, wird der Kondensator des kapazitiven Vorschaltgerätes aufgeladen. In den jeweils darauf folgenden negativen Halbwellen der Netzspannung liegt die Leuchtstofflampe an der Reihenschaltung aus Netzspannung und Ladespannung des Kondensators. Auf diese Weise wird für den Kaltstart eine Startspannung erzeugt, die um die Ladespannung des Kondensators größer als die Netzspannung ist und je nach Kapazität des Kondensators des kapazitiven Vorschaltgerätes ausreichend Energie für den Kaltstart liefert.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Zündeinrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

In der Figur ist mit 10 die Leuchtstofflampe bezeichnet, bei der es sich um eine Einstiftlampe handelt, die ohne Vorheizung ihrer Elektroden gezündet wird.

Die Leuchtstofflampe 10 liegt in Reihe mit einem kapazitiven Vorschaltgerät an den Anschlußklemmen α, b und kann mit einer üblichen Wechselspannung von 220 V oder 380 V betrieben werden. Das kapazitive Vorschaltgerät besteht aus einer Vorschaltdrossel 1 und einem Kondensator 2. Der Kondensator 2 ist mit einem hochohmig^n Widerstand in der Größenordnung von 1 ΜΩ überbrückt, um die vorschriftsmäßige Entladung des Kondensators nach Abschalten der Netzspannung herbeizuführen.

Parallel zu den Elektroden der Leuchtstofflampe 10 liegt die Reihenschaltung aus einer Diode 3 und der Anoden-Kathoden-Strecke eines Thyristors 9. Parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors 9 liegt die Reihenschaltung aus einer Diode 4, einem zweiten Kondensator 5, einem ersten Widerstand 6 und einem dritten Kondensator 7. Der Verbindungspunkt zwischen dem dritten Kondensator 7 und dem Widerstand 6 ist über ein Schwellenspannungselement 8 mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden. Das Schwellenspannungselement ist in der Figur als Diac (Zweirichtungs-Thyristordiode) dargestellt, könnte aber durch Dioden oder andere Bauelemente mit entsprechenden Kenndaten ersetzt werden. Der zweite und der dritte Kondensator 5 bzw. 7 sind jeweils mit einem zweiten bzw. dritten Widerstand 13, 14 überbrückt. Der Widerstand 13 dient dazu, um den Kondensator 5 nach Abschalten der Netzspannung zu entladen. Der Widerstand 14 bildet zusammen mit dem Widerstand 6 einen Spannungsteiler.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung erläutert. Nach Anlegen der Wechselspannung an die Anschlußklemmen α und b fließt während der Netzspannungshalbwellen, in denen die Anschlußklemme α gegenüber der Anschlußklemme b ein positives Potential aufweist, über die Drossel 1, den Kondensator 2, die Diode 3, die Diode 4, den Kondensator 5, den Widerstand 6 und den Kondensator 7 ein Gleichstrom. Da der Kondensator 7 von den drei Kondensatoren 2, 5 und 7 die geringste Kapazität aufweist, die bei einer ausgeführten Schaltung in der Größenordnung von 0,05 μΡ lag, wird dieser Kondensator rasch aufgeladen, was zu einem Spannungsanstieg am Punkt A führt. Wenn die Spannung am Punkt A die Schwellenspannung des Diac's 8 überschreitet, wird der Thyristor 9 gezündet und damit stromdurchlässig. Nach Zünden des Thyristors 9 fließt ein starker Ladestrom durch die Vorschaltdrossel 1, den Kondensator 2, die Diode 3 und den Thyristor 9.

Beim Übergang von der positiven Halbwelle (Anschlußklemme α positiv gegenüber Anschlußklemme b) zur negativen Halbwelle (Anschlußklemme b positiv gegenüber Anschlußklemme a) wird der Thyristor 9 während des Stromnulldurchgangs wieder gelöscht. An der Parallelschaltung aus Leuchtstofflampe 10 und aus der Reihenschaltung der Diode 3 und des Thyristors 9 liegt dann die Wechselspannung erhöht um die Ladespannung des Kondensators 2 an, die sich bis zu diesem Moment aufgebaut hat. Bei der nächsten positiven Halbwelle wiederholt sich der beschriebene Zündvorgang des Thyristors und die anschließende Ladung des Kondensators 2. In der ausgeführten Schaltung lud sich der Kondensator 2 beim Betrieb an einem 220-V-Netz auf eine Spannung von etwa 500 Volt aui. Zusammen mit der Netzspannung während ihrer negativen Halbwelle ergibt sich eine Zündspannung von etwa 800 Volt, die während mehrerer Millisekunden an der Leuchtstofflampe anliegen. Diese Energie reicht für den Kaltstart der Leuchtstofflampe 10 aus.

Solange jedoch der Thyristor 9 während der positiven Netzspannungshalbwellen gezündet wird und

ίο Strom führt, kann die Leuchtstoff!ampe nur während der negativen Netzspannungshalbwellen brennen. Je nach Kapazität des Kondensators 5, der in der ausgeführten Schaltung in der Größenordnung von 0,15 μΡ bis 0,2 μΡ lag, wird dieser jedoch früher oder später voll aufgeladen sein und verhindert dadurch, daß weitere Zündimpulse über den Diac 8 an den Thyristor 9 gelangen. Mit der vollen Aufladung des Kondensators 5 geht die Leuchtstofflampe 10 daher in den VoIlwellenbetrieb über. Die Widerstände 6 und 14 bilden zusammen einen Spannungsteiler, der verhindert, daß die Spannung am Punkt A einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet.

Wird die Netzspannung abgeschaltet, dann entladen sich die Kondensatoren 2 und 5 über ihre jeweiligen Parallelwiderstände 2' bzw. 13, so daß der Startvorgang nach einem erneuten Einschalten der Netzspannung wiederholt wird. Im Gegensatz zu bekannten Zündeinrichtungen stellt die erfindungsgemäße Schaltung sicher, daß im Falle einer fehlerhaften

ω oder fehlenden Leuchtstofflampe keine Zündungen mehr vorgenommen werden, nachdem der Kondensator 5 einmal aufgeladen wurde.

Die Diode 3 sowie die Widerstände 11 und 12 sind für das Prinzip der erfindungsgemäßen Schaltung nicht wesentlich, sie dienen nur dazu, den Einsatz eines preisgünstigen Thyristors zu ermöglichen. Die preisgünstigeren Thyristoren besitzen im allgemeinen eine geringere maximale Sperrspannung, die unterhalb der im Falle der erfindungsgemäßen Schaltung möglichen 800 Volt (bei Anschluß an 380 Volt Netzspannung noch höher) liegt. Die Widerstände 11 und 12 bilden daher einen Spannungsteiler, der dafür sorgt, daß über dem Thyristor nur die maximal zulässige niedrigere Sperrspannung anliegt. Die Diode 3 überbrückt den Widerstand 11 während des Zündvorganges in den positiven Netzspannungshalbwellen.

Mp.-Nr. 612/74

so Werte der Widerstände und Kondensatoren e'ner ausgeführten erfindungsgemäßen Schaltung für eine 65 W, 120 cm lange Leuchtstofflampe

	Widerstände
55 R₂	1 ΜΩ
R_n	1-3 ΜΩ
^Ru	1-3 ΜΩ
	1 ΜΩ
R₆	10 kΩ
60 R_u	3 kΩ
	Kondensatoren
C₂	6,7 μΡ
C₅	0,15 μΡ-0,2 μΡ
65 C₇	0,047 μΡ-0,068

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektronischen Zündung von Kaltstartleuchtstofflampen über ein kapazitives Vorschaltgerät, dessen Kondensator in Reihe mit der Leuchtstofflampe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zündung der Leuchtstofflampe (10) während der Netzspannungshalbwellen der einen Polarität der Kondensator (2) aufgeladen wird und daß sich seine Ladespannung während der jeweils folgenden Netzspannungshalbwelle der entgegengesetzten Polarität zur Netzspannung zu einer für den Kaltstart ausreichenden Zündspannung addiert.

2. Elektronische Zündeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufladung des Kondensators (2) ein Thyristor (9) vorgesehen ist, mit dessen Anode die Anode einer Diode (4) verbunden ist, deren Kathode über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator (S), einem ersten Widerstand (6) und einem dritten Kondensator (7) mit der Kathode des Thyristors verbunden ist, wobei sowohl der zweite als auch der dritte Kondensator (5,7) jeweils mit einem zweiten bzw. dritten Widerstand (13,14) überbrückt sind und der Verbindungspunkt (A) zwischen dem ersten Widerstand und dem dritten Kondensator mit der Steuerelektrode des Thyristors über ein Element (8) ω verbunden ist, das erst nach Überschreiten einer Schwellenspannung stromdurchlässig wird.

3. Elektronische Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors )5 (9) parallel zu den Elektroden der Leuchtstofflampe liegt.

4. Elektronische Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors (9) in Serie mit einer Diode (3) parallel zu den Elektroden der Leuchtstofflampe (10) liegt, wobei die Diode (3) und der Thyristor jeweils mit einem hochohmigen Spannungsteilerwiderstand (11,12) überbrückt sind.

5. Elektronische Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) ein Diac (Zweirichtungs-Thyristordiode) ist.

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