DE2454806C2 - Helligkeitssteuerschaltung für eine Hochdruck-Metalldampflampe - Google Patents

Description

mit einem Kondensator (40), der parallel zur Hochdruck-Metalldampflampe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (40) einen derartig kleinen Wert aufweist, daß die Lichtleistung der Hochdruck-Metalldampflampe (26) auf ungefähr 5% der vollen Lichtleistung verringerbar ist, und daß der Kondensator einen Wert von weniger als 2 Mikrofarad aufweist, wenn die Hochdruck-Metalldampflampe eine Leistung von 100 W aufweist, wobei der Kapazitätswert bei höherer Leistung entsprechend vergrößert ist.

2. Helligkeitssteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Metalldampflampe eine QuecksilberdampflamDe (26) ist.

3. Helligkeitssteuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (29, 30; 60-63; 65-66) eine Vorspannungsquelle (30) und einen Steuertransistor (65) einschließt, daß der Steuertransistor durch das Ausgangssignal der Vorspannungsquelle, durch das Ausgangssignal des Meßwiderstandes sowie über eine Diode (31) von der Freilaufdiode (28) steuerbar ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Helligkeitssteuerschaltung für eine Hochdruck-Metalldampflampe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Hochdruck-Metalldampflampen sind dem Fachmann gut bekannt. Obwohl im folgenden insbesondere auf Quecksilberdampflampen Bezug genommen wird, ist es verständlich, daß eine derartige Helligkeitssteuerschaltung allgemein für Hochdruck-Metalldampflampen verwendbar ist. Die Speisung derartiger Lampen ist aufgrund der Tatsache, daß diese Lampen schwierig zu starten sind und nach dem Starten die Spannung beträchtlich absinkt, schwierig. Weiterhin verhält sich eine derartige Metalldampflampe während des Betriebs und bei kurzzeitigen Stromänderungen wie ein negativer Widerstand, während die aufgeheizte Metalldampflampe sich für Langzeitänderungen wie ein positiver Widerstand verhält.

Es sind Helligkeitssteuerschaltungen der eingangs genannten Art für Hochdruck-Metalldampflampen bekannt (RCA Application Note AN-3616 und US-PS 35 00 127). die Schaltregler verwenden, deren Betriebsweise auf der Verwendung eines relativ großen Kondensaiors parallel zur Metalldampflampe beruhen, wobei beispielsweise ein Kondensator mit 30 Mikrofarad für eine 100 W-Lampe verwendet wird Es wurde bisher angenommen, daß dieser Kondensator erforderlich ist. damit die Schaltung stabil arbeitet Bei diesen bekannten Helligkeitssteuerschaltungen ist eine Verringerung der Lichtleistung auf maximal 50% der vollen Lichtleistung möglich, bevor die Gasentladungslampe erlischt Wenn der Kondensator parallel zur Lampe völlig fortgelassen würde, so würden sich bei einer Verringerung der Lichtleistung auf niedrige Pegel nur sehr kurze Perioden eines Stromflusses in der Metalldampflampe ergeben, weil, wenn der Widerstand der Metalldampflampe ansteigt, die Zeitkonstante des Lampenwiderstandes und die Ausgangsinduktivität sehr stark verringert werden. Die kurzen Stromflußperioden wurden eine Instabilität der Entladung in der Metalldampflampe und ein Erlöschen der Metalldampflampe bereits bei relativ hohen Lichtleistungen, beispielsweise bereits oberhalb von 30% der vollen Lichtleistung ergeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Helligkeitssteuerschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, dte eine Verringerung der Lichtleistung auf den Wert von ungefähr 5% der vollen Lichtleistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Helligkeitssteuerschaltung ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs2.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Lichtleistung der Metalldampf lampe auf ungefähr 5% und gegebenenfalls auf ungefähr 2% der maximalen Lichtleistung verringert werden kann, indem die Größe des zur Metalldampflampe parallel geschalteten Kondensators verringert wird. Bei den bekannten Helligkeitsreglern wurde ein Kondensator von 30 Mikrofarad parallel zur Metalldampflampe für erforderlich gehalten und es wurde festgestellt, daß hierbei die Metalldampflampe nach einer Verringerung der Lampenleistung um 30% gelöscht wurde. Bei der erfindungsgemäßen Verringerung der Kapazität des Kondensators parallel zur Metalldampflampe auf 2 Mikrofarad ist eine Verringerung der Lampenleistung um ungefähr 90% möglich, bevor die Metalldampflampe erlischt. Dies entspricht einer Verringerung der Lichtleistung um ungefähr 98% gegenüber der normalen vollen Intensität

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Helligkeitssteuerschaltung mit einem Schaltregler,

F i g. 2 ein Schaltbild, das eine spezielle Schaltung zur Durchführung der neuartigen Merkmale des Block-Schaltbildes nach F i g. 1 zeigt,

F i g. 3 ein Schaltbild, das eine Ausführungsform der Helligkeitssteuerschaltung in Verbindung mit der schnellen Aufheizung nach F i g. 1 zeigt,

F i g. 4 ein Gesamtschaltbild einer Ausführungsform der Helligkeitssteuerschaltung, die den Schaltregler nach Fig. 2 und die Steuerschaltung nach Fig.3 umfaßt.

F i g. 1 ist ein Blockschaltbild der Ausführungsform

des Schallreglers gezeigt. In Fig. 1 ist eine Wechselslrom-Eingangsleistungsquelle 20 vorgesehen, die beispielsweise ein übliches I20-Volt-60-Hz-Netz sein kann. Die Leistungsquelle 20 ist mit einem geeigne;en Gleichrichter 22 verbunden, um eine Gleichspannung längs eines Filterkondensators 23 zu erzeugen. Die Gleichspannung längs des Kondensators 23 ist dann an eine geschlossene Serienschaltung angelegt, die eine Transistorschalter-Schaltung 24, eine induktive Drossel 25, eine Hochdruck-Metalldampflampe, nachfolgend Entladungsröhre 2b genannt, und einen Stromabtastwiderstand 27 umfaßt Der Widerstand 27 erzeugt ein Ausgangssignal, das zur Steuerung des Transistorschalters

24 verwendet wird

Eine Freilauf-Diode 28 ist in geschlossener Serienschaltung mit der Drossel 25, der Entladungsröhre 26 und dem Widerstand 27 eingeschaltet und ermöglicht einen Stromfluß durch die Drossel 25 und die Entladungsröhre 26, wenn der Transistorschalter 24 geöffnet ist.

Der Transistorschalter 24 wird zwischen dem leitfähigen und dem nicht ieitfähigen Zustand durch eine Schalter-Steuerschaltung 29 gesteuert, die ihrerseits durch eine Vorspannungsquelle 30 und durch das Rückkopplungssignal gesteuert wird, das längs des Widerstands 27 und an dem mit C in F i g. 1 bezeichneten Punkt abgenommen wird.

Eine zweite Diode 31 ist weiterhin vorgesehen, um die Vorspannungsquelle 30 effektiv zu erden wenn ein Strom durch die Diode 28 fließt, wie dies weiter unten erläutert wird. Ein Kondensator 40 ist ebenfalls längs der Entladungsröhre 26 angeschaltet, wie dies von den bekannten Schaltreglern her bekannt ist

Die Betriebsweise der in F i g. 1 schematisch dargestellten Schaltung ist folgende: Es sei angenommen, daß der Transistorschalter 24 unter dem Einfluß der Schaltersteuerung 29 geschlossen ist. Ein anwachsender Strom fließt durch die Drossel 25 und durch die Parallelschaltung der Entladungsröhre 26 und des Kondensators 40 sowie durch den Widerstand 27 zurück zur Quelle 20. Dieser Strom wächst an, bis eine bestimmte momentane Stromamplitude erreicht ist, die durch die Spannung längs des Widerstandes 27 gemessen wird. Wenn somit die Spannung am Punkt C ausreichend hoch wird, arbeitet die Schaltersteuerschaltung 29, um ein Ausgangssignal an den Transistorschalter 24 zu erzeugen, wodurch der Transistorschalter 24 versucht, einen weiteren Stromanstieg zu begrenzen. Die Drossel

25 prägt jedoch weiterhin einen Strom durch die Parallelschaltung der Entladungsröhre 26 und des Kondensators 40 auf und die Diode 28 beginnt, den Transistorschalter 24 als den leitenden Weg für den Strom für die Entladungsröhre 26 zu ersetzen.

Wenn der Strom durch die Diode 28 fließt, nähert sich das Potential am Punkt B sehr stark dem Potential der Anode der Diode 28 und Erde. Somit wird die Vorspannungsquelle 30 im Ergebnis geerdet. Dies bewirkt, daß die Schalter-Steuerschaltung 29 den Transistorschalter 24 vollständig abschaltet (während lediglich ein weiches Abschalten durch die Steuerung der Schalter-Steuerschaltung 29 durch das Potential am Punkt C erreicht wurde).

Der Strom durch die Diode 28 und die Drossel 25 Hießt weiterhin, verringert sich jedoch, wenn das Feld in der Drossel 25 zusammenbricht. Wenn der Strom durch die Diode 28 weiter absinkt, wird ein Punkt erreicht, bei dem das Potential am Punkt S über Erdpotential ansteigt und die Vorspannungsquelle 30 wird wieder für die Schalter-Steuerschaltung 29 eingesetzt Dies bewirkt dann, daß die Schalter-Steuerschaltung 29 den Transistorschalter 24 wieder für einen neuen Leitfähigkeitszyklus einschaltet

Durch die Regelschaltung nach F i g. 1 wird ein vorgegebener Stromfluß in der Entladungsröhre 26 unabhängig von der Temperatur der Entladungsröhre oder von der Netzspannung der Spannungsquelle 20 oder ähnlichem erreicht Dies ergibt sich daraus, daß die Größe des Stromes durch die Entladungsröhre durch die negative Rückkopplungsschaltung festgelegt wird, die den Widerstand 27 einschließt und die automatisch in geeigneter Weise die prozentuale Leitfähigkeitszeit des Transistorschalters 24 nach F i g. 1 einstellt Es sei darauf hingewiesen, daß die Gesamtschaltung nach Fig. 1 wie ein Oscillator arbeitet der so eingestellt ist daß er einen vorgegebenen mittleren Strom in der Entladungsröhre

26 aufrechterhält. Das heißt, obwohl ein mittlerer Strom in der Schaltung nach F i g. 1 aufrechterhalten wird, wird der mittlere Strom nicht tatsächlich gemessen, sondern der Spitzenstrom wird mit Hilfe des Widerstandes

27 gemessen, der die Schalter-Steuerschaltung 29 steuert, während die Erdung und Aufhebung des Erdzustandes der Vorspannungsquelle 30 durch die Diode 31 den Arbeitszyklus des Systems steuert.

Es sei weiterhin bemerkt daß der Transistorschalter 24 eine vorgegebene Speicherzeitdauer aufweist, die bei der Betriebsweise dieser Schaltung von Bedeutung ist. So steigt der momentane Strom durch den Transistorschalter 24 auf Grund der Speicherzeit in dem Transistorschalter 24 auf einen Wert an, der größer als der Wert ist, der zur Erzeugung eines Signals am Widerstand 27 erforderlich ist. Wenn beispielsweise ein Strom von einem Ampere durch den Widerstand 27 den Beginn der Strombegrenzungswirkung in der Schalter-Steuerschaltung 29 für den Transistorschalter 24 hervorruft, kann der Strom über diesen Wert von einem Ampere auf Grund der Speicherzeit des Transistorschalters ansteigen. Dies bewirkt, daß die Schalter-Steueinschaltung 29 den Strom in dem Transistorschalter 24 begrenzt, um den in der Drossel 25 und in der Parallelschaltung der Entladungsröhre 26 und des Kondensators 40 fließenden Strom zu verringern, so daß die Einschaltwirkung der Diode 28 und der Diode 31 ermöglicht wird, um den schließlichen Abschaltvorgang des Transistorschalters 24 zu bewirken.

F i g. 2 zeigt ein ausführliches Schaltbild zur Durchführung der Grundgedanken der Schaltung nach F i g. 1. In F i g. 2 sind die Anschlüsse 50 und 51 die Anschlüsse einer Wechselstromquelle 31. die mit einer Spannungsverdoppler-Gleichrichterschaltung (Schaltung 22 nach Fig. 1) verbunden sind, die eine Drossel 52, den Kondensator 53, die Dioden 54 und 55 und den Kondensator 56 (der dem Kondensator 23 nach F i g. 1 äquivalent ist) einschließt.

Der Haupt-Transistorschalter 24 nach F i g. 1 ist in F i g. 2 durch den Transistor 57 gebildet, dessen Emitter-Kollektor-Kreis in Reihe mit der Drossel 25 (wie in Fig. 1), der Parallelschaltung aus der Entladungsröhre 26 und dem Kondensator 40 und dem Widerstand 27 geschaltet ist. Der Transistor 57 wird durch den Transistor 58 gesteuert, dessen Emitter mit der Basis des Transistors 57 nach Art einer Darlington-Schaltung verbunden is:

Die Dioden 31 und 28 nach F i g. 1 sind ebenfalls in der Schaltung nach Fig.2 vorgesehen, wie dies dargestellt ist.

Die Vorspannungsquelle 30 nach F i g. 1 ist in F i g. 2

als Zenerdiode 60 dargestellt, die in Reihe mit den Spannungsteilerwiderständen 61 und 62 und längs des Kondensators 56 angeschaltet ist. Die Vorspannungsquellen-Zenerdiode 60 ist dann mit dem strombegrenzenden Widerstand 63 verbunden, um die Steuertransistoren 65 und 66 zu schalten, die der Schalter-Steuerschaltung 29 nach F i g. 1 entsprechen. Es sei bemerkt, daß die Transistoren 65 und 66 in Reihe geschalteten Transistoren sind, die durch einen einzelnen Transistor mit einer höheren Nennspannung als die Einzeltransistoren 65 oder 66 ersetzt werden können.

Die Betriebsweise der Schaltung nach F i g. 2 entspricht im wesentlichen der Betriebsweise wie sie anhand der Schaltung nach F i g. 1 beschrieben wurde, wobei die vorstehend genannten Bauteile die entsprechenden Blöcke des Blockschaltbildes nach F i g. 1 ersetzen.

Die Schaltung nach den F i g. 1 und 2 ist grundsätzlich allgemein anwendbar auf die Steuerung irgendeiner Hochdruck-Metalldampflampe, die beispielsweise auch eine Quecksilberdampflampe oder Mehrdampf-Lampe sein kann. Es ist möglich, zusätzliche Merkmale bei der Schaltung nach F i g. 1 vorzusehen, wie z. B. die Helligkeitssteuerung und das schnelle Anwärmen oder Aufheizen. Wie es im folgenden noch beschrieben wird, ist es zur Helligkeitssteuerung der Entladungsröhre 26 nach F i g. 1 außerdem erforderlich, die Spannung der Vorspannungsquelle 30 in geeigneter Weise zu ändern, so daß neue Stromwerte eingestellt werden, die in der Entladungsröhre 26 aufrechterhalten werden.

Eine Schnellanheizschaltung kann der Schaltung nach F i g. 1 hinzugefügt werden, wie dies schematisch mit gestrichelten Linien in F i g. 1 angedeutet ist. So ist z. B. in F i g. 1 eine Schaltung, die weiter unten anhand von F i g. 3 ausführlicher beschrieben wird als »Schnellaufheizschaltung« 70 dargestellt und der Vorspannungsquelle 30 überlagert. Diese Schnellaufheizschaltung bewirkt allgemein eine Vergrößerung des Stromes durch die Entladungsröhre 26. wenn diese Entladungsröhre kalt ist und die Spannung unter 100 Volt liegt. Die Schaltung ist derart ausgebildet, daß der Strom durch die Entladungsröhre die doppelte normale Größe aufweist, wenn die Spannung der Entladungsröhre unter 50 Volt (gerade nach dem Starten) liegt, und die Stromamplitude wird dann auf die normale Stromamplitude verringert, während sich die Entladungsröhre aufheizt und die Spannung ansteigt Durch Vergrößerung des Entladungsröhren-Stromes auf diese Weise heizt sich die Entladungsröhre schneller auf und die Entladungsröhre erreicht ihre Nenntemperatur innerhalb 2V2 bis 3 Minuten anstelle innerhalb der normalen 6 Minuten, wie sie bei Hochdruck-Quecksilberdampf Entladungsrohren üblich sind. Wenn die Entladungsröhre ihre normale Betriebstemperatur erreicht hat. iiegt die Entladungsröhren-Spannung oberhalb von 100 Volt und würde typischerweise ungefähr 130 Volt betragen und die Schnellaufheizschaltung 70 arbeitet nicht mehr.

Es wurde festgestellt daß die Schaltung nach den F i g. 1 und 2 und auch die Schaltung irgendeiner allgemeinen Schaltregler-Anordnung für Helligkeitssteuerzwecke über einen extrem großen Bereich verwendbar ist Insbesondere wurde in der obengenannten Liieraturstelle ausgeführt daß der Kondensator 40 nach den Fig. 1 und 2 einen Wert von ungefähr 30 Mikrofarad aufweisen muß. um die Entladungsröhre in einem stabilen gezündeten Zustand zu halten und daß. wenn die Lampe um 30% in ihrer Helligkeit verringert wird, der Lampenstrom unstabil wird und die Lampe verlischt.

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Feststellung, daß wenn die Kapazität des Kondensators 40 nach den F i g. 1 und 2 auf einen Wert von unter ungefähr 2 Mikrofarad verringert wird, die Reglerschaltung weiterhin funktioniert und daß der Entladungsröhren-Strom stabil bleibt, selbst wenn die Entladungsröhren-Leistung um ungefähr 90% verringert wird. Dies vollständig unerwartete Ergebnis ermöglicht eine Helligkeitssteuerschaltung von Hochdruck-Metalldampflampen von der vollen Lichtleistung bis auf ungefähr 2% der vollen Lichtleistung, und zwar unter Verwendung relativ einfacher Steuerschaltungen.

Um die Entladungsröhre nach den F i g. 1 und 2 in der

Helligkeit zu steuern, muß die Steuerschaltung, die im folgenden in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben wird, die folgenden Kriterien erfüllen:

1. Die Steuerschaltung muß den Entladungsröhrenstrom von seinem normalen Nennwert verringern können.

2. Wenn eine Schnellaufheizschaltung vorgesehen ist, muß die Schnellaufheizschaltung abgeschaltet werden, wenn die Helligkeitssteuerung eine Verringerung der Spannung an der Entladungsröhre auf unter 100 Volt hervorruft.

3. Wenn der Entladungsröhren-Strom auf einen Wert verringert wird, der ausreichend niedrig ist, damit die Entladungsröhren-Spannung 150 Volt überschreitet (für Kurzzeit-Stromänderungen verhält sich die Entladungsröhre wie ein negativer Widerstand und die Entladungsröhren-Spannung steigt an, während sich der Entladungsröhren-Strom verringert), so muß die Helligkeitssteuerschaltung eine Vergrößerung des Lampenstromes bewirken. Anders ausgedrückt heißt dies, daß die Helligkeitssteuerschaltung verhindern muß, daß der Entladungsröhren-Strom auf einen derartig niedrigen Wert absinkt, daß die Entladungsröhren-Spannung übermäßig groß wird.
4. Zur Beschleunigung der Helligkeitssteuerung sollte die Helligkeitssteuerschaltung zu Anfang so auf die Entladungsröhren-Schaltung einwirken, daß ein niedrigerer Strom hervorgerufen wird, als er schließlich benötigt wird, so daß die Entladungsröhre schnell abkühlt. Danach wird der Strom auf den gewünschten Wert eingestellt nachdem die Helligkeitssteuerung den gewünschten Pegel erreicht hat.

F i g. 3 zeigt eine Helligkeitssteuerschaltung zusammen mit einer Schnellaufheizschaltung, die die vorstehenden Kriterien erfüllt In F i g. 3 ist die Helligkeitssteuerschaltung dazu bestimmt die Schaltung nach F i g. 2 zu steuern. Die Potentialpunkte A. B und C nach F i g. 2 sind in F i g. 3 ebenfalls dargestellt Es sei bemerkt, daß die HeI-

ligkeitssteuerschaltung nach F i g. 3 das Äquivalent der Vorspannungsquelle 30 nach F i g. 1 darstellt, wenn diese mit Spannungspegel-Einstelleinrichtungen und der Schnellaufheizschaltung 70 modifiziert ist
Der Schnellaufheizzusatz ist in F i g. 3 in dem strichpunktierten Block 70 dargestellt und schließt die Spannungsteilerschaltung unter Einschluß der Widerstände 80 und 81 und eine Temperaturkompensationsdiode 82 ein. die den Transistor 83 gegenüber Änderungen auf Grund von Temperaturwechseln kompensiert Der Transistor 83 ist dann in Reihe mit den Widerständen 84 und 85 in der dargestellten Weise verbunden und weist eine Eingangsdiode 86 auf, die mit dem Anschluß B verbunden ist Der Punkt A in F i g. 3 ist dann mit einer

Festspannungsquelle (wie ζ. B. einer 22-Volt-Quelle) verbunden und die Schaltung weist einen Ausgang am Anschluß B auf, der das der Basis des Transistors 65 zugeführte Signal entsprechend der Schnellaufheizfunktion modifiziert.

Die Schnellaufheizschaltung arbeitet derart, daß wenn die Spannung längs der Entladungsröhre 26 auf über ungefähr 50 Volt, gemessen am Anschluß C ansteigt, der Transistor 83 einzuschalten beginnt, so daß der Strom von dem Widerstand 84 und dem Anschluß B durch den Kollektor-Emitter-Kreis des Transistors 83 abgeleitet wird. Hierdurch wird die Spannung am Anschluß B verringert und es wird bewirkt, daß die Transistoren 65 und 66 der Schalter-Steuerschaltung nach Fig.2 (Schaltung 29 in Fig. 1) den Transistorschalter 57 derart steuern, daß dieser für eine kürzere Zeitperiode leitet. Hierdurch wird der Strom durch die Entladungsröhre 26 verringert, während sich diese Röhre aufheizt und die Spannung an dieser Röhre ansteigt. Es sei bemerkt, daß wenn die Entladungsröhre anfänglich zu leiten beginnt, der Strom durch die Entladungsröhre 26 ungefähr dem Doppelten des normalen Entladungsröhrenstromes entsprach und daß dieser Strom in Richtung auf die normale Nennspannung verringert wird, die durch den Widerstand 27 festgelegt ist, wenn die Röhre eine Spannung von ungefähr 100 Volt erreicht.

Fig.3 zeigt als nächstes die Helligkeitssteuerschaltung innerhalb der strichpunktierten Linie 90. Die Helligkeitssteuerschaltung 90 weist einen Eingangssteuersignalanschluß 91 für ein veränderliches Gleichspannungs-Eingangssignal auf, der mit irgendeiner üblichen veränderlichen Gleichspannungsquelle verbindbar ist, wobei die Größe des Eingangssignals den Helligkeitssteuerzustand der Entladungsröhre 26 bestimmt. Das Gleichspannungssignal am Anschluß 91 wird dem Anschluß Bm F i g. 3 über die Widerstände 92 und 93 zugeführt und ist über den Widerstand 94 mit Erde verbunden.

Die Helligkeitssteuerschaltung 90 schließt weiterhin eine Schaltung ein, die an den Entladungsröhrenanschluß Cüber den Widerstand 95, die Zenerdiode 96 und den Widerstand 97 angeschaltet ist. Ein Filterkondensator 98 ist längs des Widerstandes 97 angeschaltet. Der Widerstand 97 ist außerdem über die Diode 99 mit dem Widerstand 93 und dem Anschluß B verbunden. Dieser Teil der Schaltung dient zur Verringerung der Entladungsröhren-Spannung, die längs der Lampe auftritt, auf unter 150 Volt durch Vergrößerung des Entladungsröhrenstroms, wenn die am Anschluß Cgemessene Entladungsröhrenspannung einen übermäßig hohen Wert erreicht Die Vergrößerung des Entladungsröhren-Stroms bewirkt dann eine Verringerung der Entladungsröhren-Spannung auf Grund der negativen Widerstandskennlinie der Entladungsröhre. Die Zenerdiode 96 ruft ein ansteigendes Signal am Anschluß B über die Diode 99 und den Widerstand 93 hervor, wenn die Spannung am Anschluß Cüber eine vorgegebene Spannung ansteigt Das ansteigende Signal am Anschluß B bewirkt dann, daß die Schaltung einen größeren Strom an die Entladungsröhre 26 nach F i g. 1 liefert

Der Entladungsröhrenanschluß C ist weiterhin längs der Spannungsteilerwiderstände 100 und 101 angeschaltet die zur Zuführung eines Eingangssignals an die Basis des Transistors 102 dienen. Der Emitter-Kollektorkreis des Transistors 102 ist mit dem Widerstand 93 und in Serie mit der Konstantspannung am Anschluß A und dem Widerstand 103 geschaltet Diese Schaltung vergrößert die Geschwindigkeit der Helligkeitssteuerung und wirkt derart daß eine Verringerung der Spannung am Anschluß C eine Vergrößerung des Stromflusses durch den Transistor 102 und eine Vergrößerung der Spannung am Punkt B hervorruft, so daß sich ein vergrößerter Entladungsröhren-Strom über den Wert hinaus ergibt, der für den speziellen Helligkeitssteuerzustand benötigt wurde, der durch das Signal am Anschluß 91 eingesteuert wurde. Schließlich wird ein stabiler Punkt erreicht, bei dem keine weitere Änderung des Entladungsröhren-Stromes auftritt und der eingestellte Helligkeitssteuerwert ist erreicht.

Die Schaltung nach F i g. 3 weist weiterhin eine Diode 110 auf, die sicherstellt, daß die Spannung am oberen Ende des Widerstandes 92 niemals die Spannung am Anschluß A übersteigt.

Es wurde vorher dargelegt, daß wenn eine Helligkeitssteuerung in der Schaltung nach F i g. 1 eingefügt wird, Einrichtungen vorgesehen sein müssen, um zu verhindern, daß die Schnellaufheizschaltung während des Helligkeitssteuerbetriebes wirksam wird. Die Schaltung nach F i g. 3 weist eine Kopplungsschaltung auf, die innerhalb der strichpunktierten Linie 115 dargestellt ist, die die Helligkeitssteuerschaltung 90 mit der Schnellaufheizschaltung 70 verbindet und die sicherstellt, daß die Schnellaufheizschaltung abgeschaltet wird, wenn die Entladungsröhre unter normalen Bedingungen arbeitet und die Entladungsröhren-Spannung auf Grund des Helligkeitssteuervorganges verringert wird.

Das Kopplungsnetzwerk 115 schließt einen Transistör 116 ein, der mit der Helligkeitssteuerschaltung 90 über den Widerstand 117 verbunden ist. Der Emitter-Kollektorkreis des Transistors 116 ist dann zwischen dem Punkt A und dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 80 und 81 eingeschaltet. Die Kopplungsschaltung 115 wirkt derart, daß wenn eine Helligkeitssteuerung am Eingangsanschluß 91 angesteuert wird, der Transistor 116 eingeschaltet wird.

Durch das Einschalten des Transistors 116 wird eine Spannung an den Verbindungspunkt der Widerstände 80 und 81 angelegt, die im wesentlichen den Zustand einer hohen Spannung am Anschluß Cnachahmt. so daß der Transistor 83 eingeschaltet wird, so daß die Schnellaufheizschaltung im wesentlichen unwirksam gemacht ist.

Der Kondensator 40 ermöglicht eine Helligkeitssteuerung der Entladungsröhre über einen äußerst großen Bereich von Lichtintensitätswerten, so lange der Kondensator 40 einen Wert von weniger als ungefähr 2 Mikrofarad aufweist. Beispielsweise ermöglicht ein Kondensat mit einem Wert von ungefähr 0,68 Mikrofarad, der als Kondensator 40 nach den F i g. 1 und 2 angeschaltet ist. eine Helligkeitssteuerung über einen weiten Bereich (von 2% bis 100%) einer Hochdruck-Quecksilberdampfentladungsröhre vom Typ H-38. Es hat sich weiterhin herausgestellt daß verschiedene Röhren gegenüber ihrer Ausrichtung empfindlich sind, daß jedoch, wenn der Kondensator 40 kleiner als ungefähr 1 Mikrofarad ist die Ausrichtung der Röhre kein Faktor bei der Auswahl des Kondensators ist.

Bei der Auslegung der Schaltung nach den F i g. 2 und 3 sollte die Betriebsfrequenz der Schaltung bei der vollen Lichtleistung über 5 kHz liegen. Diese Frequenzen sind im wesentlichen durch die Auswahl der Drossel 25 bestimmt und für das Beispiel nach F i g. 4 beträgt die Frequenz der Schaltung ungefähr 8 kHz. Es sei bemerkt daß wenn die Frequenz verringert wird, sich Beschränkungen für die Größe des Kondensators 40 derart ergeben, daß der Kondensator zur Erzielung einer ausrei-

chenden Filterfunktion so groß wird, daß er Schwingungen in der Entladungsröhre 26 hervorruft, die bewirken, daß die Röhre während des Helligkeitssteuerzyklus gelöscht wird.

Die vorstehend anhand der F i g. 2 und 3 beschriebenen Schaltungen sind insgesamt in der kombinierten Schaltung nach Fig.4 gezeigt, wobei die Bauteile der Schaltungen nach den F i g. 2 und 3 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet wurden. Die Betriebsweise der Schaltung nach Fig.4 entspricht im wesentlichen der Betriebsweise, die anhand der F i g. 1,2 und 3 beschrieben wurde.

In F i g. 4 wird der Helligkeitssteuerschaltung am Anschluß 91 eine Spannung zugeführt, die zwischen 12 Volt und 120 Volt Gleichspannung veränderlich ist, was einer Helligkeitssteuerung zwischen einer Lichtintensität von 5% und 100% der Entladungsröhre 26 entspricht.

Die Schaltung nach F i g. 4 wurde unter Verwendung der in der folgenden Tabelle angegebenen Bauteile aufgebaut und ergab befriedigende Betriebseigenschaften beim Betrieb einer üblichen 100-Watt-Quecksilberdampf-Hochdruck-Entladungsröhre aus der H-38-Serie.

25 30 35 40 45

55

60

65

Widerstände	Wert	Wert
Bezugsziffer	1,1 Ohm	Stackpole
27	33 kn, 1 Watt	50-303 24 B
61	27 kn, 1 Watt	2 uF, 400 Volt
62	560 0hm	640 μΡ, 220 Volt
63	lOOkn, 1 Watt	20OuF, 450 Volt
80	lkn	IuF
81	18 kn
84	220 0hm	Typ
85	22 kn, 1 Watt	MR 854
92	22 kn	MR814
93	8,2 kQ	TIP 53
94	62 kn. 2 Watt	TI P 49
95	270 kn	Transistoren 65 und 66 M PS A-92
97	100 kn,l Watt	Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
100	22 kn
101	8,2 kn
103	22 kn
116	6,9 kn
117	Kondensatoren und Induktivitäten
	Bezugsziffer
25
40
53
56
98
Halbleiter
Bezugsziffer
Diode 28
Diode 31
Transistor 57
Transistor 58

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Helligkeitssteuerschaltung für eine Hochdruck-Metalldampflampe,
mit einer Gleichspannungsquelle, mit einem Schaltregler.

— dessen Schalttransistor (57) in Reihe mit einer Drosselspule (25), der Hochdruck-Metalldampflampe (26) und einem Meßwiderstand (27) an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist,

— dessen Freilaufdiode (28) parallel zu der Reihenschaltung aus der Drosselspule (25) und der Hochdruck-Metalldampflampe (26) angeordnet ist, und

— dessen Steuerschaltung (29,30; 60 bis 63; 65,66) den Schalttransistor (57) sperrt, wenn der vom Lampenstrom am Meßwiderstand (27) hervorgerufene Spannungsabfall einen Wert, der zur Steuerung der Helligkeit vorgebbar ist, überschreitet, und den Schalttransistor (57) gesperrt hält, solange ein Strom über die Freilaufdiode (28) fließt, und