DE2602604C2

DE2602604C2 - Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Gasentladungslampe

Info

Publication number: DE2602604C2
Application number: DE19762602604
Authority: DE
Inventors: Isao Otsu Kaneda
Original assignee: NEW NIPPON ELECTRIC CO Ltd OSAKA JP
Current assignee: NEW NIPPON ELECTRIC CO Ltd OSAKA JP
Priority date: 1976-01-24
Filing date: 1976-01-24
Publication date: 1982-04-22
Also published as: DE2602604A1

Description

Die Frfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I

Bekannte Schaltungsanordnungen dieser Art /um Zünden und /um Betrieb einer Fntladungslampe benutzen den parallel zur Lampe geschalteten Genera- ω lor für eine intermittierende Schwingung, der eine Kjppschwingungsspannung großer Amplitude erzeugt, Um die Lampe mit Hilfe dieser Kippschwingungsspan* nung zu starten (US-PS 38 66 088, vgl. die Fig. 14,16 und und die zugehörigen Erläuterungen).

Diese bekannten Schaltungsanordnungen enthalten hauptsächlich drei Schwingkreise. Der erste Schwingkreis enthält die Stromquelle, eine lineare Induktivität und eine Kapazität, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Der zweite Schwingkreis ist parallel zur Kapazität des ersten Schwingkreises geschaltet und enthält eine Sättigungsindnktivität mit nichtlinearer Charakteristik, die mit einem spannungsabhängigen Schaltelement, z. B. mit einem einer Zweirichtungs-Thyristordiode in Reihe geschaltet ist. Der dritte Schwingkreis enthält die nichtlineare Induktivität und die dieser innewohnende verteilte Kapazität. Die Entladungslampe isi parallel zur Kapazität des ersten Schwingkreises geschaltet. Die Schwingspannung, die an den Klemmen der Kapazität erzeugt wird, um die Entladungslampe zu zünden, ist nach dem Stand der Technik normalerweise so hoch, daß kein herkömmlicher Glimmstarter benutzt werden muß. Falls Entladungslampen mit Glühkathoden benutzt werden, die mit Heizfäden als Entladungselektroden versehen sind, werden die Heizfäden im allgemeinen mit dem ersten und/oder dem zweiten Schwingkreis in Reihe geschaltet, um die Heizfäden rasch zu erhitzen.

Es ist des weiteren eine Schaltungsanordnung zum Betrieb von Gasentladungslampen bekannt, bei der bei gleichzeitiger Speisung von Gasentladungslampen mit niederfrequenter und mit hochfrequenter Wechselspannung die Lampe eine Brennspannung hat. die nur wenig niedriger als die speisende niederfrequente Wechselspannung ist, wobei große Vorschaltimpedanzen vermieden sind (GB-PS 10 92 199). Bei dieser bekannten Anordnung wird d.e hochfrequente Spannung dauernd zugeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Gasentladungslampe der eingangs genannten An zu schaffen, die zu Beginn jeder Halbwelle der speisenden Wechselspannung eine aus der Wechselspannung und einer überlagerten hochfrequenten, zur Wiederzündung dienenden Spannung bestehende Speisespannung für die Lampe liefert. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1. Weiterbildungen Her Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt dazu, daß mit der Schaltungsanordnung auch Lampen betrieben werden können, deren Brennspannung nur wenig kleiner als die Spannung der Wechselspannungsquelle ist. Dieser Vorteil wird dadurch erzielt, daß eine Wiederzündung in jeder Halbwelle stattfindet.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben.

F i g. I ist ein Schaltbild eines Generators, der in einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung benutzt werden kann:

F i g. 2 zeigt die Strom-Spannungs Charakteristik einer /weirichtungs-Thyristordiode, die im Generator gemäß F i g. 1 verwendbar ist;

Fig. 3(A) und 3(B) sind Diagramme, welche die Arbeitsweise des Generators gemäß Fig. I verdeutlichen;

Fi g. 4 zeigt ak Funktion der Zeit die verschiedenen Betriebsspannungen und Ströme des Generators gemäß F i g. I.

F ι g. 5 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Entladungslampe mit einer Abwandlung eines Generators gemäß Fig. 1, worin eine intermittierende Schwingung mit hoher Ausgangsspannung erzeugt wird;

Fig.6 zeigt als Funktion der Zeit die Ströme und Spannungen im Betrieb des Generators gemäß Fig.5; Fig.7(A) zeigt den grundsätzlichen Aufbau der

Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5, jedoch erfindungsgemäß abgeändert;

Fig. 7(B) und 7(C) zeigen Abwandlungen des Schwingkreises R 2 in F i g. 7(A);

Fig.0 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Entladungslampe mit einem Autotransformator, der eine Zusatzwicklung zur Erzeugung einer aufwärts transformierten Spannung besitzt, die für einen voreilenden oder frühzeitigen Beginn der Schwingungen des Generators sorgt, wodurch die Gesamtfunktion verbessert wird;

F i g. 9(A), 9(B) und 9(C) verdeutlichen die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach F i g. 8. Aus F i g. 9(A) ist die Wirkung der aufwärts transformierten Spannung gemäß Fig. 8 gezeigt. Fig.9(B) zeigt den Zusammenhang zwischen der Quellenspannung (VE), der intermittierenden Schwingspannung (VR), der Lampenspannung (VT? und des Lampenstroms (IFL). F i g. 9(C) zeigt in vereinfachter Darstellung das Verhältnis zwischen der Quellenspannung (VE) und der Lampenspannung (VTh

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung dor Schaltungsanordnung gemäß Fig. 8 zum Betrieb von zwei Entladungslampen, die beide mit einer einzigen Induktiv ität und mit einem einzigen Generator betneben werden;

Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 10. in der die Spannung der Quelle 200 Volt beträgt und in der ein Kondensator (CS) für das Voreilen des Ruhestromteils des Lampenstroms sorgt;

Fig. 12 ist eine Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 11. worin der Kondensator, der für das Verteilen des Lampenstroms sorgt, auch zum Teil als Kapazität des Schwingkreises wirkt;

Fig. 13 zeigt eine weitere Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 11. in der ein einstellbarer Kondensator (CF) die Hochfrequenzschwingung des Generators an die Entladungslampen koppelt;

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zur Verwendung für eine Entladungslampe mit vorgeheizten Kathoder in der ein Vorheizkreis für die Heizfäden vorgesehen ist;

F i g. 15 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß F ig. 14;

F ι g 16 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 15. in der zwei Entladungslampen in Reihe betrieben werden können;

Fig. 17 ist eine Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 16. in der Thyristordioden mit !00 Volt Nennspannung benutzt werden und in der die Spannung der Quelle 2'¹O Volt beträgt:

Fig. 18 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung ge-näß Fig. 16. ν orin der Vorheizkreis für die Heizfäden mit in beiden Richtungen wirksamen Thyristoren (TRIAQverscben ist:

Fig. 19 zeigt eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung mit einem Resonanzkreis /ur Erhöhung oder Verstärkung der intermittierenden Schwingung vom Generator zur Verbesserung der Zündung der Entladungslampen. Außerdem ist in F i g. 19 ein verbesserter Heizkreis vorgesehen, der eine Hochfrequenzwindung als Teil der Induktivität enthält, um den Schwingungsausgang des Generators an die Lampe zu koppeln;

Fig.20 illustriert eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung, in der Schaltungsmittel vorgesehen sind, um zwei Entladungslampen in Reihe zu betreiben;

Fig.21 zeigt eine abgewandelte Schaltungsanordnung gemäß Fig. N, worin die Heizfäden der Entladungslampe durch einen Heiztransformator beheizt werden;

F i g. 22 zeigt eine Abwandlung der Schaltung ger.iäß ϊ Fig. 21 für den Betrieb von zwei Entladungslampen in Reihe;

F i g. 23 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 21, in der zwei Entladungslam pen parallel zur Stromquelle angeschlossen sind, und ι» zwar mit Hilfe entsprechender Induktivitäten und mit Hilfe entsprechender Resonanzkreise;

F i g. 24 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsform gemäß F i g. 19, in der die Induktivität für den Resonanzkreis zwei Wicklungen enthält; π Fig.25 ist eine Schaltungsanordnung einer weiteren Abwandlung gemäß Fig. 19, die zum Betrieb einer Entladungslampe mit Kaltkathoden gedacht ist und die einen Resonanzkreis enthält;

Fig. 26 zeigt eine weitere Ausführungsform einer 2< > Schaltungsanordnung nach der Erfindung, in der eine irrtümliene Beheizung der Heizfäden verhindert wird;

F i g. 27 zeigi eine weitere Abr<jndlung der Anordnung gemäß Fig. 19. in welcher der E.ngangsstrom des Generators zur Vorheizung der Heizfäden ausgenutzt -"> wird;

Fig. 28 zeigt eine Abwandlung der Anordnung gemaii F i g 27 zum Betneb von zwei Entladungslampen:

F i g. 2s> zeigt eim; weitere Ausführungsform der s» erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, in der ein Störschutzkondensator angeordnet ist;

F ι g. 30 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2°.

Fig. 1 zeigt den grundsatzlichen Aufbau eines r> Generators für eine intermittierende Schwingung in Form eines Kippspannjngsgenerators, der aus drei Schwingkreisen besteht. Der erste Schwingkreis R 1 enthält die Spannungsquelle £. eine lineare Induktivität L 1, z. B. eine Drosselspule, einen Schwingkondensator 4'i Cund einen Netzschalter SVK Die genannten Elemente sind in Serie an die Spannungsquelle E angeschlossen. Der zweite Schwingkreis R 2 enthält eine Reihenschaltung mit der nichtlinearen Induktivität L 2, weiche sättigbar ist. und einen in beiden Richtungen wirksamen ^J"> Schalter 5. der auf die anliegende Spannung anspricht. Der Schalter 5 ist zusammen mit de- (nduk'ivität L 2 parallel zum Kondensator C geschaltet. Der dritte Schwingkreis R 3 enthält die Induktivität L 2 und einen Kondensator, der z. B. durch die verteilte Kapazität Cl ■>" dargestellt sein kann. Die sättigbare Induktivität /. 2 hat eine derartige Charakteristik, daß die Induktivität mit ansteigendem Str Dm abfällt. Außerdem ist die Induktivität /. 7 magnetisch gesättigt, wenn der magnetische i'luß durch den Kern der Spule einen bestimmten Wert y> übtrsihreitet. Diese Merkmale der Induktivität 1.2 lassen sich dadurch verwirklichen, daß man einen geschlossenen magnetischen Kreis und einen Kern aus Mn-Zn-Ferritmaterial benutzt, welches auch dielektn sehe Eigenschaften hat. In dieser Anordnung wird der hf) erste Schwingkreis R1 als Spannungsquellenkreis bezeichnet. Der zweite Schwingkreis R 2 und der dritte Schwingkreis R 3 werden als hochspannungserzeugende Kreise bezeichnet.

Fig.2 zeigt die Strom-Spannungs-Charakteristik einer Zweirichtungsthyristordiode, die als Schalter Sin dem Generator gi.rnäß F · g. 1 verwendet wird.

Die Schwingperiode des zweiten Hochspannungsschwingkreises R 2 ist so gewählt, daß sie kleiner als die

Schwingperiode des ersten Schwingkreises R1 ist. sobald die Induktivität L 2 im Sättigungsbereich ist. Die verteilte Kapazität CI der Induktivität L 2 wird in Fig. 1 als Ersatzschaltung gezeigt, und zwar ist der Kondensator Cl parallel zur Induktivität L 2 geschaltet. > Der Ersatzverlustwiderstand rl der Induktivität L2 ist ebenfalls parallel zur Induktivität L 2 geschaltet. Zur Sicherung optimaler Betriebsbedingungen wird zweckmäßig eine kleine Kapazität parallel zur Induktivität L 2 geschaltet. in

Fig. 3(A) zeigt die vom Schwingkreis R2 erzeugte Spannung VC, die an den Klemmen des Kondensators anliegt, wenn die Spannungsquelle E Gleichspannung liefert F i g. 3(B) zeigt die entsprechende Spannung VC am Kondensator C, wenn die Spannungsquelle E eine is Wechselspannung VE bzw. einen Wechselstrom /1 liefert

Fig.4 zeigt das Verhältnis zwischen der Spannung VC am Kondenstor C. dem Strom IC durch den Kondensator C. die Ausgangsspannung VE der -'o Gleichspannungsquelle E und der Spannung VL 2 der Kippschwingung, die an der Induktivität L 2 anliegt. Die genannten Ströme und Spannungen werden in etwas vergrößertem Maßstab als Funktion der Zeit dargestellt, und zwar in dem Zustand, wenn die Schwingung stabilisiert ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 1 sei nun beschrieben. Zunächst wird der Schalter SW geschlossen und damit die Ladung des Kondensators C eingeleitet, wobei die Kondensatorspannung VC an- jo wächst. Diese anwachsende Spannung wird über die Induktivität L 2 auch an die Thyristordiode S angelegt.

Zum Zeitpunkt, wenn die Spannung VC die Durchbruchsspannung VBO der Thyristordiode S überschreitet, z. B. zum Zeitpunkt 11 in Fig.3(A). wird Ji die Thyristordiode 5 leitend, und der Kondensator C wird entladen, da die Induktivität L 2 keine nennenswerte Impedanz für eine derart niederfrequente Spannungsänderung darstellt. Der Entladungsstrom IC. der durch den Kondensator C fließt, wächst zunächst im Sinne einer Kosinuswelle an. solange die Spannung VC abfällt. Anders ausgedrückt, der Kondensatorstrom hat während der Kondensatorentladung eine Sinuswellenform, die gegenüber der Kondensatorspannung um

- voreilt Danach beginnt der Kondensatorstrom eine

Verringerung, wie in F i g. 4 dargestellt Der Strom IC erreicht wegen der Sättigung der Induktivität L 2 einen hohen Wert, vorausgesetzt, daß der Gütefaktor Q des zweiten Hochspannungsschwingkreises R 2 hoch ist. Der Induktivitätswert »Is« der Induktivität L 2 ist sehr klein, wenn die Induktivität L 2 gesättigt ist und im Vergleich mit dem Induktivitätswert »/u« im ungesättigten Zustand- Der Strom IC verringert sich mit dem fortschreitenden EntJaden des Kondensators C und dementsprechend verringert sich auch der Strom /2 durch die Thyristordiode 5. Der Strom /2 stellt die Summe des Entladungsstroms /C durch den Kondensator Cund des Stroms /1 durch die Thyristordiode Sdar. wenn die Thyristordiode S leitend ist. Der Strom /1 « wird von der Spannungsquelle E geliefert und fließt durch den folgenden Strompfad: Spannungsquelle E. Induktivität / 1. Induktivität L2. Thyristordiode 5und zurück zur Spannungsquelle E Bei Betriebsbeginn wächst der Strom /1 sehr langsam an. da der induktiviiätswert der linearen induktivität L i groß ist Dementsprechend ist der Strom /1 Wein genug, um nnberucksiehtigi zu bleiben. Folglich wird die Tyhristor-

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50 diode 5 in den nichtleitenden Zustand zurückgeführt, wenn der Strom /2 auf den Halteslrom //-/ der Thyristordiode Sabgefallen ist. wie zum Zeitpunkt 12 in Fig. 3(A) dargestellt. Während die Thyristordiode S leitend ist, wird die elektrische Ladung des Kondensators C übertragen, und damit ändert sieh die Polarität der Spannung VC, wobei die Spannung VC etwas größer wird als - VBO wegen des Spannungsabfalls am Verlustwiderstand rl. Dieser geringe Spannungsabfall erzeugt jedoch nicht ein unmittelbares Umschalten der Thyristordiode 5 in die entgegengesetzte Richtung, da der Kondensator C und die verteilte Kapazität CM gleichzeitig geladen werden, wenn die Thyristordiode S leitend ist. und zwar bis zur selben Spannung, die auch die gleiche Polarität hat wie der Kondensator C. Damit ist die Spannung der Thyristordiode etwa - VßO. Dementsprechend wird die Induktivität L 2 in den ungesättigten Zustand zurückgeführt, wenn die Thyristordiode Snichtleitend ist.

Sobald die Thyristordiode S im nichtleitenden Zustand ist. beginnt eine neue Ladung im ersten Schwingkreis Ri. Der Primärstrom /3 in der Induktivität L I kann anfänglich nicht zu Null werden, wenn die wiederholte Ladung beginnt. In dieser Beziehung weicht die wiederholte Ladung von der zuerst beschriebenen Ladung ab. da der Anfangswert des Primärstroms /3 noch unmittelbar vor dem Ausschalten der Thyristordiode .9 fließt. Dieses Ausschalten wird durch die elektromagnetische Energie bewirkt, die während des vorhergehenden Entladungszeitabschnitts in der Induktivität L1 gespeichert worden ist. In dieser zweiten Ladungsphase fließt ein zusätzlicher Strom /4. der denselben Wert hat wie in der zuerst beschriebenen Ladungsphase, um den Kondensator C zu laden. Als Ergebnis bildet der Strom /1 zum Laden des Kondensators C die Summe des Primärstroms /3 und des Normalstroms 14. Die Schwingung der Induktivität L 1 und des Kondensators C laden den Kondensator wieder, wodurch die Spannung VC wieder anwächst, und zwar von - VBO durch Null bis auf + VSO.

Inzwischen wird die Thyristordiode S im nichtleitenden Zustand gehalten, selbst wenn die Kondensatorspannung VCauf einen Wert oberhalb + VBO ansteigen sollte, da während des vorhergehenden Entladungsvorgangs elektrostatische Energie in der verteilten Kapazität Cl der Induktivität L 2 gespeichert worden war. Selbst nachdem die Thyristordiode 5 nichtleitend geworden ist und damit der Strom /2 nicht mehr durch die Thyristordiode 5 fließt und die Induktivität L 2 wieder im nichtgesättigten Zustand ist, w-'d die elektrostatische Energie, die in der verteilten Kapazität C1 gespeichert ist, übertragen, so daß an den Klemmen der Induktivität L 2 die Kippspannung VL 2 erzeugt wird, wie in Fig.4 gezeigt Die Polarität der Kippspannung ist entgegen der Polarität der Spannung VC an den Klemmen des Kondensators C. Auf diese Weise beginnt eine gedämpfte Schwingung, die durch den Induktivitätswert Iu im ungesättigten Zustand der Induktivität L 2 und durch die verteilte Kapazität Ct erzeugt wird. Dementsprechend bleibt die Klemmenspannung der Induktivität L 2 für eine relativ lange Zeitspanne unverändert Diese Zeitspanne ist langer als die Zeitspanne zwischen 12 und / 3, wie aus F i g. 3(A) ersichtlich.

Bezogen auf die Induktivität L 2 ist die Richtung des Entladungsstroms IC der verteilten Kapazität Ci entgegengesetzt zu der Richtung des Entladungsstroms

IC des Kondensators C. Dementsprechend wird die Induktivität L2 rasch in den ungesättigten Zustand zurückgeführt. Durch sachgemäße Konstruktion der Induktivität L 2 und durch Abstimmung der Schwingung im ersten Schwingungskreis R I mit der Induktivität L2 und dem Kondensator Cist es möglich, die Aiideiungsgeschwindigkeil der Kippspannung VL 2 so zu bestimmen, daß sie etwa der Änderungsgeschwindigkeit der Spaip-iing VC entspricht, wenn der Kondensator C wieder geladen wird. Unter dieser Betriebsbedingung wird die Spannung an der Thyristordiode 5 durch den Unterschied zwischen der Spannung VC und der Spannung Vl. 2 bestimmt und bleibt für eine ziemlich lange Zeitspanne niedrig, obwohl die Spannung VC an den Klemmen des Kondensators C ansteigt. Während die Kippspannung Vl. 2 in einer gedämpften Schwin gung abgeschwächt wird, wie beschrieben, wächst die Differenzspannung zwischen der Spannung VCund der Kippspannung VL 2 weiter langsam an, bis die

Wenn die Differenzspannung diesen Wert erreicht, wird die Thyristordiode .9 wieder leitend. Dementsprechend werden die Ladungs- und Entladungsvorgänge abwechselnd wiederholt.

Dementsprechend addieren sich mit jeder Ladung des Kondensators C der normale Ladestrom /4 und der Primärstrom /3 im ersten Schwingkreis R I. Mit jeder Entladung des Kondensators Cwächst der Primärstrom /3 im Strompfad E L 1. 1.2, S. E allmählich an. wobei der Kondensatorladestrom /1 ebenfalls allmählich ■nwächst. wodurch die Zeitspanne für den Ladevorgang bei jer Wiederholung des Ladevorgangs verkürzt wird.

Während der Primärstrom /3, der durch den obengenannten Strompfad E /.1, L 2, S. E fließt, in jedem Entladevorgang wieder anwächst, steigt auch die Spannung VC am Kondensator C. unmittelbar ehe die Thyristordiode 5 leitend wird. Dementsprechend steigt der Strom /2 durch die Induktivität L2 allmählich an. Entsprechend steigt auch die elektrostatische Energie, die in der verteilten Kapazität CI gespeichert wird, an. wodurch auch die Kippspannung VL 2 an den Klemmen der Induktivität L 2 ansteigt. Diese Kippspannung wird durch die Schwingung des Kreises R 3 erzeugt, wenn die Thyristordiode 5 nichtleitend wird.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Spannung VC während des Ladevorgangs verstärkt wird und während des Entladevorgangs invertiert wird. Die Kippspannung VL 2 wird während des Entladevorgangs verstärkt. Demgemäß wächst die Spannung VC allmählich an: VC= VBO+ VLZ bis die Spannung VL 2 der Spannung VC im Extremfall entspricht. In diesem stabilisierten Zustand oder unter dieser stabilisierten Bedingung verbleibt der Primärstrom /3 konstant und ist nur wenig kleiner als der Strom Ii, der in der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 stabilisiert wird, wobei der Kondensator C als weggelassen gedacht werden kann und die Thyristordiode S als kurzgeschlossen gelten kann. Die Periode der Kippschwingung ist unter dieser stabilisierten Bedingung durch die Spannung VCbestimmL

Die soeben beschriebenen Lade- und Entladevorgänge werden wiederholt und die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1 schwingt, wodurch ein Wechselstromausgang, wie in Fig.3(A) gezeigt erzeugt wird. Im eingeschwungenen Zustand hat die Ausgangsspannung VC eine derartige Wellenform, daß die Umhüllende sich einem Wert nähert, der durch die Konstanten der Schaltungsanordnung bestimmt wird Demgemäß wird an den Klemmen des Kondensators C eine Wechselspannung VChoher Frequenz erzeugt, die größer als die Gleichspannung der Quelle £ ist. Die Frequenz der in der obigen Weise erzeugten Schwingung kann im Bereich von einigen zehn kHz liegen. Außerdem ist die Schwingspanniing etwa lOmal größer als die Spannung der Quelle E. Auch der Schwingstrom /2 ist zwei- bis dreimal größer als der Strom /1.

Anstelle der Gleiehspannungsquelle kann auch eine Wechselspannungsquelle benutzt werden im Hinblick auf die hohe Schwingfrequenz. Wie in Fig.3(B) dargestellt, hat die Umhüllende der Schwingausgangsspannung VCSinusform. Außerdem ist die Umhüllende in Phase mit dem Wechseleingangsstrom /1. Die Umhüllende hat eine Phasenverschiebung von e;wa 80 Grad relativ zur Wechselspannung VEder Quelle E. Die Umhüllende ist im wesentlichen symmetrisch relativ zur Zeitachse (Abszisse). Die beschriebene Arbeitsweise wird auch erzielt, wenn ein Kondensator mit der !i"£iirsr! induktivität L ! in Reihe "sschshe! ist. in diesem Falle arbeitet die Reihenschaltung des Kondensators C und der linearen Induktivität !. 1 als sogenannte Strombegrenzerschaltung mit voreilender Phase.

2> F i g. 5 zeigt eine Abwandlung der Fig. 1, in der eine hochfrequente Hochspannung durch eine intermittierende Schwingung erzeugt wird, die an den Klemmen To des Hochspannungsgenerators R ansteht. Fig.6 zeigt den Verlauf der Spannung VR, die in dem

3ö Generator Rgemäß Fig. 5 erzeugt wird. Die Impedanz des Kondensators C2 ist zwischen die eine Klemme 7b und den Ausgang des Hochspannungsschwinjjkreises R 2 geschaltet, um den Strom zu begrenzen. Vorzugsweise liegt der .Strombegrenzerkondensator C2 zwi-

Ji sehen der linearen Induktivität L 1 und dem Kondensator C Wie aus Fi g. 6 ersichtlich ist. fließt in diesem Fall der Eingangsstrom / I intermittierend, und damit erhält man eine momentane Hochspannung am Ausgang des Schwingkreises R 2 als Ergebnis eines kleinen Stroms.

■to Die intermittierende Schwingung liegt an den Ausgangsklemmen To an. Die Spannung VC2 ändert sich rasch in - VC2 und bleibt für die Dauer einer Halbwelle unverändert, wenn die Thyristordiode S dadurch leitend wird, daß verschiedene Spannungen zwischen der Quellenspannung VE2 und der Spannung VC2 parallel zum zweiten Strombegrenzungskondensator C2 anliegen. Da die Thyristordiode 5 unter der Bedingung VE- VC2 < VBO während der nächsten Halbwelle nichtleitend wird, wird die Spannung VEder

so Quelle um - VC versetzt. Für den gleichen Zweck ist der Kondensator C2 des Impedanzkreises sowohl mit der Thyristordiode S als auch mit der nichtlinearen induktivität L 2 des zweiten Kreises R 2 in Reihe geschaltet.

Die hochfrequente, intermittierende Hochspannung VR wird an den Klemmen To des Generators R erzeugt, der. wie beschrieben, den Kondensator C2 in Reihe mit dem Schwingkreis R 2 enthält, wie in der F i g. 5 gezeigt. Der Generator R wird im folgenden Text als Kippspannungsgenerator bezeichnet. Der Kippspannungsgenerator gemäß F i g. 5 wird in Kombination mit Mitteln zur Steuerung der Ausgangsschwingiing benutzt. Die Ausgangsspannung des Kippspannungsgenerators startet die Entladungslampe oder -lampen und sorgt ferner dafür, daß die Entladungslampe in jeder Halbwelle der Spannungsquelle wieder gezündet wird. Dadurch kann die Klemmenspannung Vf klein gehalten werden, und die Spannung der Wechselspannungsquelle

entspricht im wesentlichen der Lanipenspannung VT zwischen den Enden der Entladungslampe.

Fig. 7(A) zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer erfinclungsgemäßen Schaltungsanordnung zum Betrieb von einer oder von mehreren in Serie geschalteten Entladungslampen FL Die Entladungslampe FL ist parallel zur Wechselspannungsquelle £ geschallet, und zwar durch einen Strombegrenzer CL Außerdem ist die Entladungslampe FL an den Kippspannungsgenerator R durch eine Kopplung CTangekoppelt. Der Generator R sorgt für die Startzünduug sowie für die Wiederzündung während des Betriebes der Lampe aus einer niederfrequenten Wechselspannungsquelle £ Die welentlichen Merkmale des Kippspannungsgenerators R lind die gleichen wie oben unter Bezugnahme auf F i g. 5 leschrieben. Dementsprechend sind die gleichen Eic •lente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Einfachheit halber ist die verteilte Kapazität CI und der Ersatzverlustwiderstand r 1 der sättigbaren Induktivität t 2 ΓιίΟΓίί ία Fig. "iyr\j Ufiu niiCh friCiii ίΠ uCw WCi[CTCm figuren gezeigt.

In Fig. 7(B) wird eine Abwandlung des Schwingkreiles R 2 gemäß F i g. 7(A) gezeigt. Ein kleiner Kondensator C3 ist in Fig. 7(B) parallel zur Induktivität L2 geschaltet, um eine optimale Arbeitsbedingung für den dritten Schwingkreis Λ 3 zu schaffen und um damit die Ausgangüspannuiig mit gutem Wirkungsgrad zu erzeugen. Der Kondensator C3 ist nötig, um die Amplitude 0er Kippspannung VL2 (Fig.4) zu vergrößern. Fig. 7(Q zeigt eine weitere Abwandlung des Schwingkreises R 2. wobei eine VorspannungswickUing ßVVmit item Kondensator C in.Reihe geschaltet ist. Mit dieser Vorspannungswicklung ßVVläßt sich die Spannungsverstärkung erhöhen oder erniedrigen, je nachdem, wie die Vorspannungswicklung SlV gekoppelt ist, nämlich in einer magnetisierenden oder entmagnetisierenden Richtung relativ zur Induktivität Z-2. Die Entladungslampe FL in Fig. 7(A) kann entweder eine Lampe mit beheizten Kathoden oder mit Kaltkathoden sein. Die Heizfäden können z. B„ wie in F i g. 8 gezeigt, durch Separate Heizwicklungen beheizt werden. Diese Heizwicklungen sind nicht erforderlich, wenn Kaltkathodenentladungslampen btnützt werden, z. B. Nieder- und Hochdrucknatriumlampen, Quecksilberdampflampen oder Metall-Haiogenid-Lampen.

Da der Generator R den Schwingkreis R 2 und den Kondensator C2 zur Erzeugung der intermittierenden Schwingung enthält, läßt sich die Phasenkontrolle der Intermittierenden Schwingung mit Hilfe des Kondensators C2 verwirklichen, um die intermittierende Schwingung in jeder Halbwelle der Wechselspannungsquelle E tu erzeugen. Die intermittierende Schwingung wird mit Hilfe der Kopplung CT an die Entladungslampe FL übertragen. Die Hochspannungsschwingung startet die Entladungslampe. Sobald die Lampe brennt, kommt der Ballast CL z. B. in Form einer Induktivität L 1 mit linearer Induktivität, als Strombegrenzer zur Wirkung, während der Kondensator C2 dafür sorgt, daß die intermittierende Schwingung die Lampe in jeder Halbwelle des Lampenstroms wieder zündet

In der Anordnung gemäß F i g. 7(A) wird die Spannung an den Klemmen des Strombegrenzers CL so klein wie möglich gehalten, wobei die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung VE der Quelle E und der Lampenspannung VTnahezu Null ist. Angenommen, die Quellenspannung VEist 100 Volt und die Lampenspan nung VC ist ebenfalls 100 Volt und es handelt sich bei der Lampe FL um eine Leuchtstofflampe von 40 Watt mit vorgeheizten Heizfäden, dann kann der Spannungsabfall VCL an der Induktivität bei etwa JO Volt gehalten werden, weil die Lampenspannung und die Quellenspannung unterschiedliche Weilcnformen haben.
'■> Dadurch, daß der Spannungsabfall am Strombegrenzer CL klein gehalten wird, ist es möglich, eine Miniaiurdrossel ais Strombegrenzer zu benutzen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die intermittierende Schwingung am Ausgang des Kippspannungsgenera-

ve tors sowohl zum Starten als auch zum Wiederzünden der Entladungslampe benutzt wird, wodurch die Quellenspannung VF. und die Lampenspannung VT etwa den gleichen Wert haben. Es ist jedoch auch möglich, eine kontinuierliche Schwingung für das

Ii Starten der Entladungslampe zu benutzen.

Nach dem Starten und Wiederzünden der Entladungslampe FL bestimmt sich der Lampenstror" in jeder Halbwelle durch die Parameter der Spannungsquelle, der Lampenspannung und der Impedanz der

2« induktivität CL Da die Anfangszeit und die Periode für die Erzeugung der intermittierenden Schwingung grundsätzlich in der gleichen Weise gesteuert wird wie die Phase der intermittierenden Schwingung, nämlich mit Hilfe des Kondensators C2. wird die Energie, die in der Strombegrenzerdrossel CL gespeichert ist, in jeder Halbwelle der Wechselspannungsquelle umgewandelt, ohne daß eine Überlappung mit der vorhergehenden Halbwelle des Lampenstroms stattfindet. Auf diese Weise wird die Impedanz der Strombegrenzerdrossel CL wesentlich verkleinert, im Idealfall auf etwa '/20 der Impedanz, die theoretisch für eine herkömmliche Ballastimpedanz berechnet wird.

Fig.8 zeigt eine Schaltungsanordnung, in der die Entladungslampe FL mit Heizfäden fund Γ versehen ist.

Der Heizstrom für die Heizfäden f. V wird durch die Heizwicklungen H und H' geliefert, um die Lampe sicher zu betreiben. Damit hat der Heizstrom die niedere Frequenz der Wechselspannungsquelle E, z. B. 50 oder 60 Hertz. Um hochfrequente Störströme zu vermeiden und/oder um den Leistungsfaktor zu verbessern, wird ein Kondensator CP parallel zur Spannungsquelle £ geschaltet. Der Kondensator CP hat eine sehr kleine Kapazität im Vergleich mit der Kapazität eines herkömmlich für diesen Zweck benutzten Kondensators. Die Primärwicklung L 10 des Autotransformators TR ist an die niederfrequente Spannungsquelle E angeschlossen. Der Transformator TR ist ferner mit einem Wicklungsteil L 20 und mit den obengenannten Heizwicklur.gen Huna H'versehen. Die

so Primärwicklung L 10 ist parallel zur Serienschaltung aus Strombegrenzer WlO und Entladungslampe FL geschaltet. Die Strombegrenzerwicklung VVlO ist Teil einer Drossel CH, die als Kopplungsmittel CTwirkt, um die niederfrequente Komponente und die hochfrequente Komponente an die Entladungslampe zu übertragen. Zu diesem Zweck hat die Drossel CH eine Sekundärwicklung W20, wodurch die Niederfrequenzspannung von der Spannungsquelle £ und die hochfrequente Schwingung von dem Generator R einander überlagert werden. Wie erwähnt, der Generator R enthält den Kondensator C2 und den Schwingkreis R 2. Ein Ende der Sekundärwicklung W20 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Primärwicklung PVlO und der Entladungslampe FL verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung W20 ist über den Kondensator C2 mit einem Ende des Schwingkreises R 2 verbunden, um die intermittierende Schwingung anzukoppeln. Das andere Ende des Schwingkreises R 2 ist mit dem

WiLklungsteil L 20 des Transformators TR verbunden. Somit liegt die Sekundärwicklung W2Q in Reihe mit dem Generator R, um den Beginn der intermittierenden Schwingung zu fördern.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Elementen der ·> F i g. 1 bis 6 enthält der Generator gemäß Γ ι g. 8 noch einen Entladewiderstand rd, der mit den Punkten a und b verbunden ist. Der Punkt a ist der Verbindungspunkt zwischen der Induktivität L 2 und der Thyristordiode S. Der Punkt b ist der Verbindungspunkt zwischen der m Sekundärwicklung IV20 und dem Kondensator C2. Das eine Ende des Entladewiderstandes rd könnte, anstatt mit dem Punkt b verbunden /u sein, mit dem Verbindungspunkt zwischen der Wicklung W2Q und der Entladungslampe FL verbunden sein. Wie durch die vö funkte in rip. 8 an den Wicklungen WlO und VV20 ingedeutet, sind diese Wicklungen derart geschaltet, daß sich die Polaritäten addieren.

Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 8 arbeitet wie fnlut Wpnn Hip Snanniingsniipllp F durch einen nirhl dargestellten Schalter angeschlossen wird, erhält die Entladungslampe FL die niederfrequente Spannung, und eine Heizspannung wird in den Windungen Wund H' induziert, die mit den Heizfäden fund /"verbunden sind Zu diesem Zeitpunkt leuchtet die Lampe noch r-> nicht. Die in dem Wicklungsteil /. 20 des Transformators 77? induzierte und aufwärtstransformierte Spannung wird an den Schwingkreis R 2 angelegt, und zwar über die Sekundärwicklung VV20 der Drossel CH, da diese mit der Primärwicklung IVtO gekoppelt ist. und über den Kondensator C2.

Die aufwärtstransformierte Spannung sorgt dafür, daß die Thyristordiode 5 leitend wird, wodurch der Schwingkreis R 2 eine hochfrequente Schwingung erzeugt. Die sich daraus ergebende hochfrequente Ji Schwingspannung wird der Entladungslampe FL durch die Drossel CH und durch den Wicklungsteil L 20 des Aulotransformators 77? zugeführt. Damit leuchtet die Entladungslampe FL auf, da sowohl die niederfrequente Komponente von der Spannungsquelle als auch die hochfrequente Spannungskomponente einander überlagert der Entladungslampe zugeführt werden.

Während der ersten Halbwelle der niederfrequenten Spannung und wenn der Schwingkreis R 2 zu schwingen beginnt fließt der Schwingstrom durch den Kondensator C 2, die Drossel CH und den Transformator TR. Sowohl der Kondensator C2 als auch der Transformator TR haben eine geringe Reaktanz für die hochfrequente Schwingung. Demgemäß wird die Ausgangsspannung des Schwingkreises R 2 der Sekundärwicklung W 20 der Drossel CH zugeführt, und die in der Primärwicklung IV10 induzierte Spannung wird der Entladungslampe FL zugeführt. Auf diese Weise wird der Entladungslampe FL sowohl die niederfrequente Spannungskompouente von der Wechselspannungsquelle E als auch die Hochfrequenzspannungskomponente vom Schwingkreis zugeführt Die Hochfrequenzkomponente betreibt die Lampe oder, anders ausgedrückt bringt die Entladungslampe innerhalb einer bestimmten Zeitspanne im beginnenden Teil jeder Halbwelle des Lampenstroms zum Leuchten.

Zwischenzeitlich wird der Kondensator C2 auf seine Klemmenspannung VC2 aufgeladen, und zwar während des Schwingens des Schwingkreises R 2. Da die Polarität der Ladung im Kondensator C2 so gerichtet ist daß die aufwärtstransformierte Spannung VL 10-}- VL 20 des Transformators 77? reduziert wird, siehe F i g. 9(A), wird auch die an der Thyristordiode S anliegende Spannung durch das Laden des Kondensators C2 reduziert. Die an der Thyristordiode 5 anliegende Spannung entspricht der Differenz zwischen der Spannung VC2 des Kondensators C2 und der aufwärtstransformierten Spannung VL10+V/L20 des Transformators TR. Wenn die an der Thyristordiode S anliegende Spannung unterhalb der Durchbruchsspannung VB 0 liegt, wird das Schwingen des Schwingkreises R 2 durch Unterbrechung des Stromflusses ebenfalls unterbrochen. Dementsprechend wird die Entladungslampe während der verbleibenden Zeitspanne innerhalb der ersten Halbwelle allein durch die Niederfrequenzkomponente im leuchtenden Zustand gehalten. Während dieser Zeitspanne ist die Klemmenspannung des Kondensators C2 konstant. Während des Betriebes der Lampe, d. h., wenn die Lampe brennt, wird die Schwingung des Generators sicher zu einer intermittierenden Schwingung. Anders ausgedrückt, erfindungsgemäß kann auch eine kontinuierliche Schwingung zur Vnrheizur.s? während der Startzeitspanne der Entladungslampe benutzt werden.

Während der nächsten Halbwelle der niederfrequen ten Spannung der Spannungsquelle E wird die Spitzenspannung am geladenen Kondensator C2 aufrechterhalten, und zwar auch während des Ruhestromintervalls zwischen zwei Kipp-Perioden der intermittierenden K^:ppschwingungen des Schwingkreises R 2. Dice Soitzenspannung liegt nahe der niederfrequenten Spannung KLlO+ VL 20 des Transformators 77?, die dem Schwingkreis R 2 zugeführt wird, wie aus Fig 9(A) ersichtlich. Da die Polarität der Spannung am Kondensator während der nächsten Halbwelle entgege'igesetzt zur Polarität in der vorhergehenden Halbwf.lle ist. wird die Klemmenspannung VC2 des Kondensators C2 nun zu der aufwärtstransformierten Spannung hinzugefügt und zwar während des vorderen Teils dieser nächsten Halbwelle, im Gegensatz zur vorhergehenden Halbwelle, in der die Spannungen sich reduzierten. Dementsprechend wird die Thyristordiode S leitend, wenn die Spannung VL 10+ VL 20 die Durchbruchsspannung VBO der Thyristordiode 5erreicht. Anders ausgedrückt, der dem Schwingkreis R 2 zugeführte Strom /C2 fließt während einer sehr kurzen Zeitspanne während der Polaritätsänderung der Kondensatorspannung VC2 am Kondensator C2. Der Strom /C2 ist in Fig.9(A) gezeigt. Während dieser Zeitspanne im Vorderteil der Halbwelle erzeugt der Schwingkreis R 2 eine hochfrequente Ausgangsspannung. Während der anderen Zeitspanne innerhalb des hinteren Teils derselben Halbwelle wird der Schwingkreis R 2 angehalten, da die Polarität in der Ladung des Kondensators C 2 sich ändert und weil wegen dieser Änderung die aufwärtstransformierte Spannung VL 10+ VL 20 reduziert wird. Der Zeitpunkt und die Lage der Schwingung bzw. der Zeitspanne, in der die Schwingung in jeder Halbwelle stattfindet kann dadurch gesteuert werden, daß entsprechende Betriebsbedingungen für die Entladungslampen FL eingehalten werden, und danach wird die oben beschriebene, intermittierende Schwingung des Generators R in jeder Halbwelle wiederholt. Anders ausgedrückt die aufwärtstransformierte Spannung beschleunigt den Zeitpunkt zu dem der Generator R zu schwingen beginnt. Dementsprechend sei dieser Generatorschaltkreis als betriebsbeschleunigende Spannungsquelle bezeichnet. Der Wicklungsteil L 20 des Transformators 77? in Fig.8 ist zur Erzeugung der niederfrequenten, hochtransformierten Spannung VL10 + VL JQ vorgesehen.

die dem Schwingkreis R 2 zugeführt wird. Die Summenspannung VL10 + VX 20 ist h5her als die niederfrequente Spannung VL 10, die der Entladungslampe FL zugeführt wird. Der Schwingkreis R 2 kann mit der Schwingung beginnen, noch ehe die Lampe FL aufleuchtet, da die Spannung VL 20 den Schwingungsbeginn des Schwingkreises R 2 gewissermaßen beschleunigt. Wenn die Wellenform des Stroms IC 2 nach links verschoben wird, wie durch den Pfeil in Fig. 9(A) angegeben, so daß der Strom voreilt, wird der Leistungsfaktor des Lampenbetriebes verbessert. Zum Beispiel können Leistungsfaktoren in der Größenordnung von 0,85 und besser erzielt werden. Da die Stromleitungsfähigkeit des Wicklungsteils L 20 des Transformators TR und der Sekundärwicklung W2Q der Drossel CH klein sind, erfordern diese Wicklungen L 20 und W 20 kaum eine größere Dimensionierung. Fig.9(A) zeigt die aufwärtstransformierte Spannung VL 10+ VL 20, die an dem Generator R angelegt wird. Ferner zeigt F ι g. 9(A) die Differenzspannung zwischen der aufwartstransformierten Spannung und der Ladungsspannung Vi '2. Die DiKerenzspannung wird dem Schvv ingkreis R 2 zugeführt.

Im Hinblick auf die obigen Ausfuhrungen können die Spannung VLE der Spannungsquelle und die Lampenspannung V 7 im wesentlichen den gleichen Wert haben, wie in Fig. 9(B) gezeigt. Es ergibt sich das Verhältnis VT £ V£ (Effektivwert). In der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich keine Spannungsspitze in der Lampenspannung, du d~' S:_u· tci. oder die Wiederzundung der Entladungslampe damit beginnt, daß eine Schwingspannung mittels der Sekundärwicklung VV20 der Lampe innerhalb jeder Halbwelle des Lampenstroms IFL zugeführt. Ferner hat die Lampenspannung VTim wesentlichen Rechteckform, und es ist möglich, die Lampe in leuchtendem Zustand zu halten, weil der Augenblickswert der Spannung VL 10 oder der Spannungsquelle den Augenblickswert in dem flachen Bereich der I.ampenspannung VlO überschreitet. Anders ausgedruckt, es ist möglich. Entladungslampen Fl. zu benutzen, deren Lampenspannung VlO effektiv 1.4mal der gegebenen Spannung der Spannungsquelle entspricht.

Wie oben beschrieben, arbeitet der Generator R als intermntierender Oszillator nur dann, wenn die Polarität des Kondensators C2 innerhalb jeder Halbwelle wechselt, siehe IC 2 in Fig. 9(A) Die entsprechende Kippschwingungsausgangsspannung erscheint als elektromagnetisch induzierte Spannung in der Primärwicklung VVtO durch die Kopplung mit der Sekundärwicklung H 20 der Drossel CH. so daß die Schwingspannung der Spannung VL 10 in der Primär wicklung L 10 des Transformators TR überlagert wird Demgemäß werden beide überlagerten Spannungen der Entladungslampe Fl zugeführt. Sobald die Heizfäden f und f der Lampe Fl. hinreichend erhitzt sind. z. B. mit Hilfe der Hei/wicklungen H und H. beginnt die Lampe Fl. ihren leuchtenden Zustand, der durch die hochfrequente Schwingung getriggert wird. Dieser leuchtende Zustand wird durch die niederfrequente Komponente der Quellenspannung aufrechterhalten, nachdem die Hochfrequenzschwingung in der betreffenden Halbwelle aufgehört hat.

In der nächsten Halbwetle wird die überlagerte Spannung, welche die Schwingspannung VL 20 und die Spannung VL 10 enthält, wieder an die Entladungslampe FL angelegt. Damit beginnt die Lampe FL ihren leuchtenden Zustand wegen der Schwingungskomponente, selbst wenn die Spannung VL 10 unterhalb der Lampenspannung V'Cliegt. bei der eine Entladung in der Entladungslampe stattfinden kann. Die Lampenspannung ist also diejenige Spannung, die den leuchtenden Zustand der Lampe gerade noch aufrechterhält. Damit wiederholt sich die Arbeitsweise der Entladungslampe FL wie beschrieben. Fig.9(B) zeigt die Schwingspannung VR, die Lampenspannung VT und den Lampenstrom IFL Während der Ruhestromperiode des

κι Lampenstroms IFL also wenn der Lampenstrom allein nicht ausreichen würde, die Lampe im leuchtenden Zustand zu halten, fließt ein Schwingstrom in entgegengesetzter Richtung durch die Lampe im Vergleich zum normalen Lampenstrom, wobei der leuchtende Zustand

ι i der Lampe aufrechterhalten wird.

Das Verhältnis der Lampenspannung VT und der Quellenspannung VL 10 bzw. VE soll nun betrachtet werden. Der Spannungsabfall zwischen den Enden der Primärwicklung VVlO der Drossel CHergibt sich als die

Ji' Spannung der ungeraden harmonischen Schwingungen, wenn man die Lampenspannung VTauf eine Rechteckwellenform reduziert, und argenommen. daß die Grunduelle der Spannungsquelle sinusförmig ist. Da jedoch die ungeraden harmonischen Schwingungen eine

-'"> konvergente Reihe darstellen, was anhand einer Fourier-Analyse feststellbar ist. enthält deren Hauptteil die dritte und fünfte harmonische Schwingung. Die Amplitude der dritten Harmonischen beträgt ein Drittel und die Amplitude der fünften Harmonischen ein

j" Fünftel der Grundamplitude. Deshalb sind diese harmonischen Schwingungen geeignet, die scheinbare Große der Ssrombegrenzungsmittel CL. d. h. der Drossel CH. auf ein Minimum zu reduzieren, wobei eine wesentliche Verkleinerung bzw. Miniaturisierung erzielt

r> wird im Vergleich zu einer einzigen herkömmlichen Drossel. Diese Verkleinerung ist möglich, weil die Klemmenspannung der Drossel CH reduziert wird. Es ist also wesentlich, daß die Phase des Eingangsstroms fast gleich mit der Phase der Quellenspannung VL 10 ist.

w weil dadurch ein Betrieb mit hohem Leistungsfaktor ermöglicht wird, ohne daß ein Kondensator zur Verbesserung des Leistungsfaktors erforderlich ist oder zumindest nur ein kleiner Kondensator zur Verbesserung des Leistungsfaktors notw endig ist. Diese Tatsache

4". bildet einen wesentlichen Vorteil der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach F i g. 8. Wenn der Spannungsabfall an der Strombegrenzerdrossel CL reduziert wird, dann können Stromänderungen /u Schwierigkeiten führen, selbst wenn die

>>' Entladungslampe brennt. Die Sekundärwicklung W20 der Drossel CH gemäß F ι g. 8 verbessert jedoch rlas Stromänderungsverhältnis, da der Ladestrom des Schwingkreises R 2 eine magnetische Erregung bewirkt, welche die durch den Lampenstrom erzeugte magneti

">*, sehe Erregung kompensiert. Fin weiterer Vorteil der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach i ι g. 8 wird dann gesehen, daß die Änderung der I.ampenspannung gegenüber der Ände rung der Quellenspannung relativ klein ist. Das heißt.

fr" daß der Betneb der Entladungslampe im wesentlichen von Schwankungen der Quellenspannung unbeeinflußt bleibt. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung wird darin gesehen, daß der Widerstand fd gemäß Fig.8 die Schwingung stabilisiert, indem der Widerstand die sonst konstante Klemmenspannung des Kondensators C2 ändert, speziell falls die Lampe, z. B. zum Auswechseln, aus der Schaltungsanordnung entfernt worden ist.
Fig.9(C) veranschaulicht einen vereinfachten Zu-

sammenhang zwischen der Klemmenspannung V£der Stromquelle E und der Lampenspannung VT. Die Wellenform der Lampenspannung VT ist rechteckförmig dargestellt, wobei eine Ruhepause zwischen benachbarten Rechtecken vorhanden ist. Die intermit- ϊ tierende Schwingung des Generators R findet während einer bestimmten Zeitspanne innerhalb dieser Ruhepausen statt. Demgemäß beträgt die wirksame oder effektive Lampenspannung VT etwa 90 bis 95% der Lampenspannung in einer bekannten Betriebsanord- to nung für Entladungslampen. Die Entladungslampe wird in jeder Halbwelle des Lampenstroms durch die Schwingspannung VR neu gezündet. Jede Wiederzündung, während der ein intermittierender Strom vom Generator R in die Sekundärwicklung VV20 fließt, r> verhindert die Entionisierung in der Entladungslampe. Die Klemmenspannung der Sekundärwicklung W20 entspricht dem intermittierenden Strom vom Generator und wird durch die Primärwicklung VVlO auf die Entladungslampe übertragen. Wenn der Ruhestroman- 2<> teil des Lampenstroms IFL in konstanter Phase oder zumindest im wesentlichen in konstanter Phase mit jeder Halbwelle der Quellenspannung gehalten wird, unabhängig von Änderungen der Quellenspannung, dann werden Änderungen des Lampenstroms in der r> Schaltungsanordnung in annehmbaren Grenzen gehalten.

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 8 für zwei Entladungslampen FLX und FL 2. die miteinander in Reihe geschaltet suiu. Lm in Widerstand RS ist mit der Lampe FL 2 parallel geschaltet, um die Lampen nacheinander zu zünden. Erst leuchtet die Lampe FL X auf und dann die Lampe FL 2. Der Widerstand RS kann durch einen Kondensatoi ersetzt werden, wobei der Leistungsverlust reduziert ΐϊ wird. Die Funktion der Anordnung gemäß Fig. 10 ist ähnlich wie die Funktion der Anordnung gemäß F i g. 8.

Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel der weiteren Schaltungsanordnung nach der Erfindung, in dem die Wechselspannungsquelle E eine 200-Volt-Netzspannung ist. Diese Schaltungsanordnung ist für 40-Watt-Leuchtstofflampen vom sogenannten Typ 12 geeignet. Der Wicklungsteil L 20 ist in der Anordnung gemäß Fig. 11 nich( erforderlich Der Transformator 77? wird lediglich zur Heizung der Heizfäden benutzt. Ein Kondensator CS ist parallel zur Lampe Fl. 2 geschaltet und verschiebt die Phase des Ruhestromteils des Lampenstroms derart, daß der Wicklungsteil /. 20 weggelassen werden kann. Die Stromphasenverschic bung ist tn voreilender Richtung. Die Klemmenspan- ίο nung an den Enden der Primärwicklung IVlO der Strombegrenzerdrossel CH beträgt 75 Volt, was etwa einem Viertel von 300 Volt entspricht. Die Klemmen Spannung von 300 Volt tritt in einer herkömmlichen Anordnung für zwei Entladungslampen auf. von denen ü jede 150 Volt verbraucht. Dementsprechend ist die Primärwicklung WlO so ausgelegt, daß ihre Verlustlei stung etwa 25% des entsprechenden Wertes einer herkömmlichen Drossel ausmacht. Die Anordnung gemäß Fig. 11 hai auch einen verbesserten Leistungs f>o faktor, und der Hilfskondensator CP. der in Fi g 8 /ur Verbesserung des Leistungsfaktors gezeigt wird, kann in Fig. 11 weggelassen werden oder es kann ein wesentlich kleinerer Kondensator benutzt werden. Das Ergebnis der soeben beschriebenen Schaltungsanordnung nach Fig. Il ist eine wesentlich verkleinerte Baliasldrossel und eine sehr wirtschaftliche Schaltungsanordnung zum Beirieb von z.wei Entladungslampen.

In F i g. 10 leuchtet die Lampe FL 1 zuerst auf, da die Hochfrequenzkomponente der Ausgangsspannung des Kreises R 2 über den Kondensator C2 durch die Drossel CH angekoppelt wird und da die Lampe FL 2 mit dem Widerstand Λ5 parallel geschaltet ist Mit dem Aufleuchten der Lampe FL1 bildet sich ein geschlossener Strompfad für den Hochfrequenzstrom. Dieser geschlossene Strompfad gestattet einen gewissen Leckverlust der Hochfrequenzkomponente zur Stromquelle E Im Gegensatz dazu wird in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 12 ein geschlossener Hochfrequenzstromkreis durch die Lampe FL 2 und die beiden Kondensatoren C5 und C6 gebildet. Demgemäß leuchtet die Lampe FL2 in Fig. 12 erst auf, und die Lampe FLl zündet durch die Niederfrequeiizkomponente der Spannungsquelle. Die Hochfrequenzkomponente fließt also nicht zur Wechselspannungsquelle E und ist daher unabhängig von der Niederfreque-rzkomponente, die die Spannungsquelle liefert Übrigens, im Vergleich zur Fig. 11 ist der Kondenssator C des Schwingkreises R2 in Fig. 12 durch eine Reihenschaltung der Kondensatoren C 4 und C5 ersetzt worden.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 12. Der Generator R in Fig. 13. der den Schwingkreis R2 mit dem variablen Kondensator CC enthält, ist durch einen weiteren variablen Kondensator CF mit einem Verbindungspunkt zwischen den beiden Lampen FL 1 und FL 2 verbunden. Der Kapazitätswert des variablen Kondensators CF bestimmt den Strom durch die Entladungslampe FL 2. so daß wiederum die beiden Lampen FLX, FL2 nacheinander gezündet werden. Dieselbe Wirkung kann durch Änderung der variablen Kapazität des Kondensators CC erzielt werden. Der Widerstand rd verbindet die Spannungsquelle E mit dem Verbindungspunkt /wischen der Induktivität L 2 und der Thyristordiode S. Der Widerstand rd reduziert Schwankungen der Spannungsquelle E.

Für die Schaltungsanordnungen gemäß der Fig. 11. 12 und 13 gilt gemeinsam, daß der Entladestrompfad für die Hochfrequenzkomponente vor dem Entla-iestrompfad für die Ni-derfrequenzkomponente wirksam wird, da eine der beiden Lampen für die Hochfrequen/kom ponenle durch den Kondensator kurzgeschlossen wird, und zwar während jeder Ruhestromphase des Lampenstroms. Dadurch leuchtet ersi die eine der beiden Lampen, und die andere Lampe leuchtet durch die Niederfrequen/komponente von der Spannungsquellc In diesen Schaltungsanordnungen entspricht die Lam penspannung im wesentlichen der Spannung der Quelle. Das hat wiederum den Vorteil, daß der Spannungsabfall an der Strombegren/erdrosse! CH reduziert wird und daß ein Betrieb mit hohem leistungsfaktor erreicht wird.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung mn einem Vorhci/krcis PRH für Entladungslampen mil vorgeheizten Kathoden. Der Hci/krcis fW/erscl/t die Heizwicklungen // und //' des Transformators 77? gemäß den F i g. 8 und 10 bis 1 j. Der Hci/krcis gemäß f ig 14 enthält einen Resonanzkreis mit einem Kon densator C2Ö kleiner Kapazität und einer Wicklung L30 mit einer kleinen induktivität, die miteinander in Reihe geschaltet sind, Der Verbindungspunkf h zwischen Kondensator C20 und Spule L 30 ist mit einem Ende des Generators K 2 Verbunden. Damit ist eine l-iochspannungsquellc an die Klemmen des Kondensators C20 angeschlossen, die den Betrieb

beschleunigt- Eine Serienschaltung aus der Spule BL und ein Halbleiterschalter SP, z. B. eine in beiden Richtungen wirksame Thyristordiode, ist an die Heizfaden F, P der Lampe FL angeschlossen. Die Spule BL blockiert die Hochfrequenzkomponente, die von dem Generator > R2 kommt Der Halbleiterschalter SP hat eine Durchbruchsspannung, die höher als die Lampenspannung VTist. Diese Reihenschaltung BL, SPsorgt für die Vorheizung der Heizfäden F, /'der Lampe FL und wird als Heizfadenvorheizkreis bezeichnet Eine Wicklung ι ο W30 kann in diesen Vorheizkreis geschaltet werden. Diese Wicklung ist Teil der Drossel CH und gestattet eine Einstellung des Heizstroms. Der Generator R 2 ist über eine Vorspannungs- oder Vormagnetisierungswicklung BW elektromagnetisch mit der Induktivität L 2 in addierender Weise gekoppelt, um eine Ausgangsschwingung vom Generator R 2 zu erzeugen. Diese Schaltungseinzelheit ist bereits in F i g. 7(C) gezeigt Die wesentlichen Merkmale dieser Schaltungsanordnung sind die gleichen wie die Merkmale der Anordnung -'o gemäß Fig.8. Dementsprechend sind die gleichen Elemente mit den gleichen ,Bezugszeichen versehen.

Der Generator R2 in Fig. 14 erzeugt eine intermittierende Schwingung in jeder Halbwelle der Quellenspannung, wenn die Wechselspannungsquelle E einge- 2 > schaltet wird. Die hochfrequente Ausgangsspannung des Generators wird der Lampe FL und dem dazu paralleliiegenden Heizkreis PRH zugeführt. Die Hochfrequenzschwingung wird der Quellenspannung im Gegensinn überlagert. Wenn die überlagerte Spannung jo der Lampe zuj "führt wird, liegt diese auch am Heizkreis PRH an, wobei die Induktionsspule BL dafür sorgt, daß der Halbleiterschalter SP durch den sogenannten dv/df-Effekt leitend wird. Im Bereich der Rückflanke der Arbeitsperiode der Hochfrequenzschwingung fließt J> der Strom wie folgt: Spannungsquelle E, Heizfaden f. Induktionsspule BL, Thyristor SP, Heizfaden P, zurück zur Stromquelle, wobei die Heizfäden /"und Pm Phase mit dem Strom von der Spannungsquelle vorgeheizt werden.

Da der Thyristor SP mit dem intermittierenden Schwingvorgang des Generators R 2 leitend wird, d h., wenn die Hochfrequenzschwingung an den Heizkreis PRH gelangt, heizt der Strom von der Quelle E die Heizfäden F und /'. Demgemäß ist die Lampe FL als Funktion eines Triggers der Hochfrequenzschwingung startbereit. Es sei noch erwähnt, daß nach dem Zünden der Lampe der Thyristor SP nicht leitend ist, da die Durchbruchsspannung VBO höher liegt als die Lampen spannung VT. Die Ausführungsform gemäß Fig. 14 kann im Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig.8 noch kleiner gestaltet werden, was das Gewicht und Volumen betrifft, da die Heizwicklungen Wund H'der Fig. 8 dirch den Heizkreis PRH ersetzt worden sind. Damit wird auch hier wiederum die erwünschte Si Kompaktheit erzielt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 15 stellt eine Abwandlung der F i g. 14 dar. Der Kondensator CVist in Fig. 15 parallel zur Spannungsquelle F. geschaltet, um Störgeräusche zu verhindern und den Leistungsfaktor so zu verbessern, In der Schaltung gemäß Fig, 15 wirkt der Kondensator CP nicht als den Betrieb beschleunigendes Mittel. Es ist wichtig, daß der Generator R 2 an die Sekundärseite der Lampe FL angeschlossen ist, d. h„ an die Seite der Lampe, die gegenüber der an die Spannungsquelle angeschlossenen Seite liegt. Damit ist der Generator R 2 an den Heizkreis PRH angekoppelt, Und zwar durch die Wicklung W3Q, Wobei ein Eingangsstrom, der durch die Heizfäden /"und /"'fließt, der Lampe zugeführt wird, um eine intermittierende Schwingung zu erzeugen. Der Vorheizstrom ist also der Eingangsstrom des Generators R 2, und dieser Strom hat eine Sinusform oder eine intermittierende Sinusform wegen der Drosselspule CHund dem Kondensator C2.

In Fig. 15 ist die Vormagnetisierungssvicklung BW der Fig. 14 durch einen kleinen Kondensator C3 ersetzt worden. Der Kondensator Ci ist parallel zur Induktivität L 2 geschaltet, um die Schwingspannung zu verstärken. Diese Einzelheit ist bereits in Fig.7(B) gezeigt. Der Kondensator C3 erhöht die Kapazität des Schwingkreises Λ3 gemäß Fig. 7(B). Diese Ausführungsform ist immer dann von Nutzen, wenn dif» Induktivität L 2 keine verteilte Kapazität aufweist, so daß die maximale Ausgangsspannung vom Generator R2, die von der Frequenz der Kippspannung abhängt, erhalten wird. Wenn man den Kondensator CZ weglassen würde, besteht die Möglichkeit, daß der Generator R 2 nicht richtig funktionieren würde wegen der Ladung des Kondensators C2, der für die intermittierende Schwingung vorgesehen ist. Diese Möglichkeit ist zwar sehr gering, wird aber in F i g. 15 mit Hilfe des Widerstandes rd gänzlich vermieden Dieser Widerstand rd liegt in Fig 15 parallel zur Thyristordiode 5 und in Reihe mit der Induktivität L 2. Damit verhindert der Widerstand rd ein abnormales Laden des Kondensators C2.

Die Ausführungsformen gemäß der I-ig. Ib bis 18 sind zum Betrieb von jeweils zwei Entladungslampen FL 1. FL 2 gedacht. In Fig. 16 hat jede Lampe ihren eigenen Vorheizkreis PRH1 und PRH 2. Ein kleiner Kondensator CF ist zwischen dem Generator R und dem Heizfaden /2 angeschlossen, um die Schwingspannung des Generators der Entladungslampe FL 2 zuzuführen. Durch diesen Kondensator CF wird die Beschleunigung der Zündung der beiden Lampen nacheinander erreicht.

In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 16 werden z. B. zwei Leuchtstofflampen FL 1 und FL 2 von je 40 Watt des Typs TlO betrieben. Die Quellenspannung ist 200 Volt. Die Spannung zwischen den Enden der beiden Entladungslampen im leuchtenden Zustand ist etwa 220 Volt. Das hat den Vorteil, daß die Strombegrenzerdrossel CH wesentlich verkleinert werden kann, weil die Spannung, die an den Enden der Drossel CH anliegt, klein ist. wie oben beschrieben. Außerdem ist der Kondensator C2 für die Ankopplung der intermittierenden Schwingung und der Störkondensator CP in einem gemeinsamen Gehäuse mit drei Klemmen untergebracht. Der Widerstand rd zur Entladung des Kondensators C2 ist direkt parallel zum Kondensator C2 geschaltet.

[n der Anordnung gemäß Fig. 16 wird der Generator R durch Einschalten der Wechselspannungsquelle E in Gang gebracht. Die Durchbruchsspannurig VSO jedes der Thyristoren .SPI und SP?. der Heizkreise PRH \ und PRH 2 ist etwa 2C0 Volt. Damit werden diese Thyristoren noch nicht leitend, selbst wenn die Überlagerungsspannung aus der Spannung der Quelle und der Schwingspannung im Gegensinn zwischen den Klemmen der Entladungslampen liegt. Da die Schwingspannung des Generators R durch den Kondensator CF auch der Lampe FL 2 zugeführt wird, sorgt die Hochspannungskomponente dafür, daß das Füllgas in der Entladungslampe FL 2 ionisiert wird, wodurch die Lampe FL 2 erfegt und in den leitenden Zustand

gebracht wird. In diesem Zustand leuchtet die Lampe jedoch noch nicht. Sobald die Lampe /⁷Z. 2 leitet, wird die Überlagerungsspannung auch an die Lampe FL 1 und an den Heizkreis PRH1 angelegt, wobei der Heizkreis dafür sorgt, daß die Lampe FL 1 auch leitend ϊ wird. In diesem Zustand kann der Strom von der niederfrequenten Spannungsquelle E durch die Heizfäden f\ und fY fließen, wobei diese Heizfäden der Lampe FL 1 beheizt werden. Gleichzeitig wird auch der andere Heizkreis PRH 2 leitend, weil die niederfrequen- u> te Spannung von der Quelle E und die hochfrequente Komponente vom Generator an den zweiten Heizkreis PRH2 gelangen. Damit werden auch die Heizfäden f2 und Γ2' geheizt. Nachdem alle vier Heizfäden hinreichend beheizt worden sind, beginnt jede Entla- r> dungslampe zu leuchten, und die Spannung der Quelle E hält den leuchtenden Zustand aufrecht, während eine Wiederzündung durch die intermittierende Spannung vom Generator in jeder Halbwelle der Spannungsquelle Ewiederholt wird. 2»

Fig. !7 zeigt eine Abwandlung der Anordnung gemäß Fig. 16. in der die Thyristoren -ine Durchbruchsspannung von 100 Volt haben können. In F i g. 16 war eine Durchbruchsspannung von 200 Volt erforderlich. Jeder Thyristor SPi und SP2 der Vorheizkreise :~> PRHl und PRH 2 und der Thyristor S des Generators R gemäß Fig. 16 enthalten zwei in Reihe geschaltete Elemente. Jedes Element hat eine Durchbruchsspannung von 100 Volt. In der Schaltung gemäß Fig. Ie werden also insgesamt 6 Thyristoren verwendet, m obwohl nur drei dargestellt sind. Fig. 17 reduziert die Anzahl der erforderlichen Elemente auf fünf, da das eine Thyristorelement im Heizkreis PRH2 weggelassen werden kann, weil der Thyristor S 2 des Generators R doppelt ausgenutzt wird. Auf diese Weise werden die r> Kosten reduziert.

Fig. 18 zeigt eine Schaltungsanordnung, in der in jedem Heizkreis PRHX und PRH2 ein in beiden Richtungen wirksamer Triodenthyristor TRl 1 und TRl2 ben.tzt wird. Diese Triodenthyristoren sind auch als »triac« bekannt. Die Steuerelektroden CX und G 2 dieser Thyristoren 77?/1 und TRI2 sind durch Impedanzelemente Z miteinander verbunden. Die Quellenspannung und die vom Generator kommende Schwingung werden miteinander überlagert und zvvisehen dtn beiden Enden der Th/nstoren 77?/1 und TR12 angelegt, dabei fließt die Hochfrequenzkompo nente, während die Lampe noch nicht leuchtet, und die Thyristoren TRI1 und 77?/2 werden in den leitenden Zustand versetzt, da uie Durchbruchsspannung VBO >o reduziert wird, so daß alle vier Heizfäden /1, /1', /2 und (2' vorgeheizt werden, solange die Lampen noch nicht aufleuchten. Sobald die Entladungslampen FL 1 und FL 2 leitend sind und leuchten, ist der Hochfrequenzstrom durch die Thyristoren TRIX und TRI2 klein. >i Demgemäß werden diese Thyristoren nichtleitend, wenn die Lampen leuchten, da die Durchbruchsspannung VSO erhöht wird. Es ist ein Vorteil der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 18, daß die Induktionsspulen BLX und BL2 gemäß Fig. 17 entweder e>o ganz weggelassen Werden können oder daß diese Spulen, falls sie in Fig. 18 benutzt werden, wesentlich verkleinert werden können.

In den oben beschriebenen Schallungsanordnungen können Störschuizmittel eingesetzt werden, z. B. kann ein oder mehrere parallelgeschaltete Kondensatoren oder reihegeschalteti Hochfrequenzfilter mit der Spannungsquelle kombiniert werden. Zusammenfassend sei erwähnt, duß die Entladungslampen mit vorgeheizter Kathode durch die intermittierende Hochfrequenzschwingung gestartet werden und daß dann in jeder Halbwelle des Lampenstroms eine Wiederzündung durch die intermittierende Huchfrequenzspannung erfolgt. Der Heizfadenheizkreis ist immer dann leitend, wenn die Entladungslampe nichi leuchtet. Demgemäß werden separate Heizwicklungen am Transformator, wie in F i g. 8 gezeigt, vermieden. Dadurch, daß der Transformator ganz weggelassen werden kann, wird noch eine zusätzliche Miniatdrisierung erzielt.

Fig. 19 zeigt eine überaus praktische Ausführungsform der Erfindung, in welcher der Eingangsstrom des Generators R zur Beheizung der Heizfäden ausgenutzt wird. Außerdem ist in Fig. 19 ein Resonanzkreis zur Verbesserung der Störbeseitigung bzw. zur Verhinderung von Störungen vorgesehen. Eine Entladungslampe FL, ζ. B. eine 40-Watt-Leuchtstofflampe, ist mit der Wechselspannungsquelle E durch rine Drossel CH in Reihe geschähet. Die Drossel CH enthält die Primärwicklung VKlO als Strombegrenzer und die Sekundärwicklung W20 als Kopplungselement zur Übertragung der hochfrequenten Schwingspannung vom Gv-neraror R an Hie Entladungslampe, wobei eine Überlagerung der Niederfrequenzkomponente und der Hochfrequenzkomponente stattfindet. Ein Ende der Sekundärwicklung W20 ist an den Heizfaden /"angeschlossen. Da^ gegenüberliegende Erde der Wicklung W20 ist an den Generator R durch den Kondensator C2 angekoppelt. Das andere Ende des Generators R ist an den Heizfaden /' angeschlossen. Eine dritte Induktivität LK. die den Heizfaden /'mit der Sp.innungsquelle Everbindet, und ein dritter Kondensator CK. der parallel zur Lampe liegt, bilden einer Resonanzkreis K, der parallel zum Ausgang des Generators R angeschlossen ist. um die Ausgangsspannung des Generators weiter zu verstärken. Der Resonanzkreis K erzeugt eine höhere Startspannung für die Entladungslampe FL Damit kann die Ausgangsspannung und/oder die Frequenz des Canerators R geringer sein. Der Resonanzkreis K verbessert ferner den Störschutz und die Miniaturisierung der Anordnung. Vorzugsweise wird der Kondensator CK parallel zur Lampe geschaltet, und zwar auf der der Stromquelle abgewandten Seite. Der Kondensator ist an die Heizfäden /und /'angeschlossen, so daß der Hochfrequenzstrom vom Generator R dazu benutzt wi^rd. die Heizfäden /und /'zu heizen. Dagegen ist die Induktionsspule LK mit der Lampe FL auf der der Spannungsquelle E zugewandten Seite verbunden. In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 19 werden sowohl der Heizkreis PRH der Fig. 14 bis 18 als auch die H^izwicklungen Wund H' des Transformators TR gemäß Fig. 8 vermieden. Damit ergibt sich eine Anordnung kleinerer Abmessungen :nit einiarhen Heizfadenheizmitteln, die sehr wirtschaftlich ist. Außerdem können in dieser Anordnung gemäß Fig. 19 die Heizfäden im nichtleuchtenden Zustand der Lampe vorgeheizt werben, indem man eine kontinuierliche Schwingung durch entsprechende Auswahl der Werte für die Wicklung W20 und/oder des Kondensators C2 zur Heizung benutzt.

Fig. 20 illustriert eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung für den Betrieb von zwei Entladungslampen, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Eine einzige Heizwicklung WHf ist dazu vorgesehen, eine induzierte Hochfrequenzspannung von dem Ausgang des Generators abzuleiten, um die

Heizfäden f\ und (2 gemeinsam zu beheizen. Die anderen Heizfäden f\ und (2' werden durch den Eingangsstrom des Generators R beheizt, wie oben im Zusammenhang mit Fig. 19 beschrieben. Auch in der Anordnung gemäß F i g. 20 ist ein Reihenresonanzkreis > K zur Erhöhung der Ausgangsspannung des Generators R vorgesehen. Der Reihenresonanzkreis K enthält die drilte Induktivität LK und die beiden Kondensatoren CK 1 und CK 2. die je parallel zu der entsprechenden Lampe FL 1 und FL 2 geschaltet sind, und zwar auf der m der Spannungsquelle gegenüberliegenden Seite. Einer dieser beiden Kondensatoren CK 1 oder CK 2 hat eine kleinere Kapazität, damit die Lampen nacheinander gezündet werden. Falls erforderlich, kann eine Heizwicklung für die Heizfäden /1 und (2 mit der Wicklung ΙΚ20 π gekoppelt werden. Außerdem können die beiden Kondensatoren CK f und CK 2 durch einen einzigen Kondensator CK. wie in Fig. 22 gezeigt, ersetzt werden, wobei ein Kondensator CS zusätzlich parallel — ·· *■»··»*·*»· Am- Uni/tnn I omrtArt «VAC^l·*«*! I Al ICl V U WlIr 11% CU V.I i(i»· Übt Ub(UbK uuiripruii φ«~i%.t ·*···*. ■ .j., *,· u. «-*.· -Lampe FL 2, um das Starten der Lampen nacheinander sicherzustellen. Diese Ausführungsform ist wegen ihrer Einfachheit sehr praktisch. Außerdem wird für beide Lampen nur ein Strombegrenzer, eine Ankopplung, ein Cienerator und der Resonanzkreis benutzt i >

Fig. 21 zeigt eine andere Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung, in der ebenfalls ein Resonanzkreis K benutzt wird. Außerdem ist ein Transformator TR vorgesehen, der zwei Heizwicklungen Hund Wsowie eine Anzapfung ι hat. Jn Der Transformator TR ist an die Wechselspannungsquelle E angeschlossen. Die Induktivität LK des Resonanzkreises K liegt mit der Lampe in Reihe und der Kondensator CK des Resonanzkreises liegt wiederum parallel zur Lampe jedoch auf der der Stromquelle zugewandten Seite. Ein Entladungswiderstand rd ist parallel zur Thyristordiode 5 geschaltet, um die Energie, die im Generator R gespeichert ist. zu entladen. Die anderen Elemente sind die gleichen wie oben beschrieben und die Anordnung ist zum Betrieb einer -ίο 110-Watt-Leuchtstofflampe geeignet.

Die Induktivität LK des Reihenresonanzkreises K in Fig. 21 ist ein wichtiges Element dieser Ausführungsform. Die Induktivität hat einen magnetischen Luftspalt und sollte etwa drei bis hundert Millihenry haben. Anstatt des Kondensators CK könnte die Streukapazität benutzt werden, die der Anordnung innewohnt. Jedenfalls werden die Werte der Induktivität LK und des Kondensators CK einschließlich der Streukapazitä ten vorher bestimmt, um eine bestimmte Resonanzfrequenz zu erzielen, die mit der Frequenz des Generators R übereinstimmt so daß die Klemmenspannung am Kondensator CK erhöht wird. Die Klemmenspannung am Kondensator sollte etwa zwei- bis zehnmal so groß sein wie die Schwingspannung VR des Generators.

Es ist nicht erwünscht daß die Hochspannung zu hoch wird. 1400 Volt Hochspannung sind z. B. genug, das Starten der Lampe auch bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen. Eine solche Startspannung von 1400 Volt kann an den Kemmen des Kondensators CK m erzeugt werden, z. B. wenn die Schwmgspannung VR des Generators 700 Volt beträgt

Ein Störschutzkondensator CN. bei dem es sich um eine Streukapazität handeln kann, ist derart in die Anordnung geschaltet daß sich zusammen mit der Induktivität LK und dem Kondensator CK ein ,τ-FiIier ergibt jedoch kann der Serienresonanzkreis LK. CK allein bereits als L-Störfilter wirken. Die Induktivität LK verringert Hochfrequenzsiörungen. da die Induktivität die Wellenform des Hochfrequenzstromes ausrundet.

Die Schaltungsanordnung gemäß F i g. 21 arbeitet wie folgt. Es erfolgt auch hier in jeder Halbwelle des Lampenstroms eine Wiederzuendung. Der Serienresonanzkreis K erhöht die Schwingspannung VR. Diese erhöhte Spannung erscheint an den Klemmen des Kondensators CK. Damit liegt die erhöhte Spannung auch an der Lampe FL und ein sicherer Stan sowie die Wiederzusendung in jeder Halbwolle des Lampensiromes sind bei normalen und hohen sowie auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen gewährleistet

Es ist ein wesenflicher Vorteil der Anordnung gemäß Fig. 21. daß sie leicht für die Verwendung verschiedener Lampentypen abgewandelt werden kann, indem der Resonanzkreis K durch entsprechende Wahl der induktivität LK und des Kondensators CK abgestimmt wird. Falls die Anordnung zum Betrieb von Lampen relativ niedriger Wattzahl gedacht ist. wird der £»£ΠβΓ3ίΟΓ R ?Ur ErZCU¹³¹Jn¹¹ *?inpr rolnliv niorlricrpn Frequenz und/oder Spannung ausgelegt sein. Entsprechend würde auch LK und CK gewählt werden. Umgekehrt ist es leicht, die Schaltungsanordnung auch für den Betrieb von Lampen mit verhältnismäßig hoher Wattzahl. z.B. 110 Walt, auszulegen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der Serienresonanzkreis mn einer Induktivität LK mit kleinem Induktivitätswert und mit einem Kondensator CK kleiner Kapazität verwirk licht w "den kann, so daß sich eine kompakte und wirtschaftliche Herstellung ergibt. Als bevorzugte Ausführungsform wird der Serienresonanzkreis K ah integrale Einheit hergestellt.

F i g. 22 zeigt eine Abwandlung der Anordnung gemäß F ig. 21 für den Betneb von zwei Entladungslam pen in Reihe. Diese Anordnung kann im Zusammenhang mit einer herkömmlichen Anordnung für den Reihenfolgebetrieb zweier 110-Walt-Leuchtstofflampen benutzt werden. Der Kondensator CK des Resonanzkreises K ist parallel zu den beiden in Reihe geschalteten Entladungslampen geschaltet. Der Kondensator CS ist parallel zu einer der beiden Lampen geschaltet und sorgt für die aufeinanderfolgende Zündung. Die Spannung der Quelle E beträgt 200 Volt. Der Transformator TR ist mit einem Wicklungsteil L 20 versehen, um eine aufwärtstransformierte Spannung von 300 Volt zum Betrieb des Generators R zu erzeugen. Dieser Wicklungsteil L 20 hat einen Abgriff i. an dem 250 Volt für die Entladungslampen entnommen wird. Der Wicklungsteil i.20 sorgt dafür, daß unerwünschte Schwingungen vermieden werden und, daß die oben beschriebene Zündbeschleunigung sichergestellt ist

Fig. 23 zeigt eine Abwandlung, in der zum Betrieb von zwei Entladungslampen zwei separate Resonanzkreise K 1 und K 2 mit entsprechenden Induktivitäten LK 1 und LK 2 sowie mit entsprechenden Kondensatoren CK1 und CK 2 vorgesehen sind. leder dieser Resonanzkreise ist mit der entsprechenden Lampe verbunden, und zwar auf der Seite, die der Spannungsquelle E zugewandt ist Die Spulen CWl und CH 2 enthalten Sekundärwicklungen W 201 und W 202, die mit dem Generator R in Reihe geschaltet sind.

Fig.24 zeigt eine Abwandlung der Anordnung gemäß F i g. 21. In F i g. 24 ist der Generator R mit der Lampenseite verbunden, die der Spannungsquelie E gegenüberliegt, um die Heizfaden f und Γ zu heizen. Damit werden die TransfonriatorheizwickHiTigen vermieden. In der Ausfühmngsform gemäß F i g. 24 hat der

Resonanzkreis K eine Induktivität LK mit einer Primärwicklung WKI und einer Sekundärwicklung WK 2. Die Primärwicklung WK 1 ist mit der Entla dungslampe FL verbunden und zwar auf der Seite, die der Spannungsquelle abgewandt ist. die Sekundärwick- % lung WK 2 ist mit der Entladungslampe auf der Seite verbunden, die der Spannungsquelle zugewandt ist. In dieser Anordnung verhindert die Sekundärwicklung WK 2, daß ein hochfrequenter Leckstrom ins Netz gelangen kann. Damit werden mögliche Störungen to beseitigt.

Fig. 2"5 zeigt eine Ausführungsform ahnlich wie F i g. 24. jedoch ist in F i g. 25 der Kondensator CK an einen Abgriff t der Induktivität LK angeschlossen, um die Transformatorwirkung der Induktivität LK auszu· nutzen und damit die Schwingspannung zu erhöhen. Diese Ausführungsform gemäß Fig. 25 ist speziell zur Verwendung mit Hochdrucklampen geeignet. Der Kern der Drossel CH sollte geerdet sein oder elektrisch mit dem Gehäuse verbunden sein, um Störgeräusche zu vermeiden. In Fig. 25 wird eine Entladungslampe mit Kaltkathoden verwendet und die Lampe ist parallel zum Resonanzkreis K und parallel zum Generator R geschaltet In diesen Anordnungen kann der Wicklungsteil L 20. der in F i g. 22 gezeigt ist. dazu benutzt werden. um das Zuenden, zu beschleunigen und um unerwünschte Schwingungen zu vermeiden.

F i g. 26 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, in der ein Schwingungslöschkreis ZLC vorgesehen ist. Dieser so Löschkreis ZLC ist derart in die Schaltungsanordnung eingeschaltet, daß die Schwingung vom Generator R. die auch den Heizfäden f und f" zugeführt wird, im Vorheizkreis PRH gelöscht wird, wenn die Lampe FL leuchtet. Der Löschkreis ZLC enthält eine Serienschaltung des Kondensators CZ und der Primärwicklung LZ1 eines kleinen Transformators TS. Die Resonanzfrequenz dieses Serienkreises CZ, LZX entspricht der Frequenz der Schwingung des Generators R. Die Induktivität der Primärwicklung LZI und die Kapazität -»ο des Kondensators CZ werden entsprechend gewählt, um die genannte Resonanzfrequenz zu erzielen. Der Vorheizkreis PRH enthält eine Sekundärwicklung LZ 2 des kleinen Transformators 7*5 sowie einen Halbleiterschalter SP. der mit dieser Sekundärwicklung LZ 2 in Reihe geschaltet ist. Die Primärwicklung LZ1 und die Sekundärwicklung LZ2 sind mit entgegengesetzter Polarität elektromagnetisch miteinander gekoppelt, wobei das Windungsverhältnis 1:1 ist. Da der kleine Transformator TS dazu dien; in der Sekundärwicklung eine entgegengesetzt wirkende Spannung zu induzieren, indem eine Hochfrequenzspannung an der Primärwicklung LZi angelegt wird, und da die Frequenzen dieser Spannungen hoch sind, genügt es, daß die Wicklungen LZl und LZ2 kleine Induktivitäten haben. Der Kondensator CB. der parallel zur Spannungsquelle E geschaltet ist. verhindert, daß die Hochfrequenzschwingung vom Ausgang des Generators R ins Netz gelangt Der Kondensator CN, der parallel zur Lampe geschaltet ist, verhindert das Entstehen von Störschwingungen hoher Frequenz, wenn die Lampe leuchtet. Eine Windung W30 der Drossel CH ist mit dem Heizkreis PRH in Reihe geschaltet, um den Heizstrom einzustellen bzw. zu begrenzen, wenn der Heizkreis leitend ist

In der Anordnung gemäß F i g. 26 wird der Generator automatisch ausgeschaltet, wenn ein Heizfaden /Oder F unterbrochen wird oder wenn die Entladungslampe FL nicht in ihrer Fassung sitzt. Ein weiterer Vorteil der Anordnung gemäß F i g. 26 wird darin gesehen, daß der Heizstrom dadurch erhöht wird, daß der Eingangsstrom des Generators R durch die Heizfäden /und /"' geleitet wird. Andererseits schwingt der Löschkreis ZLCmit der Frequenz des Generators R und die hochfrequente Hochspannung der Primärwicklung LZ1 wird mit entgegengesetzter Polarität in der Sekundärwicklung LZ2 induziert. Damit kann die Spannung, die dem Halbleiterschalter SP von der Spule LZ2 zugeführt wird, reduziert werden. Diese Wirkungsweise tritt während der zweiten Hälfte einer Schwingperiode auf, wenn die Ausgangsspannung des Generators erhöht ist. Der leitende Zustand des Halbleiterschalters SP wird dadurch jedoch nicht verhindern wenn die Lampe nicht leuchtet, so daß die gesamte Ausgangsleistung des Generators dem Heizkreis PRH zugeführt wird, wenn die Lampe nicht leuchtet. Dagegen fließt, wenn die Lampe leuchtet, der Hauptanteil der Ausgangsleistung des Generators durch die Entladungslampe FL wenn diese leitend ist und nur ein kleiner Anteil fließt durch den Heizkreis PRH wenn die Lampe brennt. Dieser kleine Anteil wird durch die Resonanz des Löschkreises ZLC gelöscht. Diese Wirkungsweise hat den Vorteil, daß eine irrtumliche Beheizung der Heizfäden durch den Heizkreis PRH vermieden wird, wenn die Lampe leuchtet. Dies wird durch den kleinen Transformator TS erreicht, der an die Stelle der Induktivität BL tritt, die zur Blockierung der Hochfrequenz in den Anordnungen gemäß der Fig. 14 bis 17 vorgesehen ist. Der Halbleiterschalter ^P in F · g. 26 kann ? B. einer der Typen sein, die eine lange Ausschaltzeit haben. Ferner kann der Halbleiterschalter SPdurch einen Glimmstarter ersetzt werden, da ja die Hochfrequenzkomponente unterdrückt wird.

F i g. 27 illustriert eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 19. Der Resonanzkreis ΛΓist in Fig.27 weggelassen. Ein Kondensator OV ist jedoch als Störschutz parallel zur Lampe FL geschaltet. Die Heizfäden /und /'werden durch den Eingangsstrom des Generators R vorgeheizt. Die Kapazität des Kondensators C2 ist größer als die Kapazität des Kondensators CTV und der Kondensator C2 sorgt für die intermittierende Schwingung des Generators R. Der Kern der Drossel CH ist entweder geerdet oder elektrisch mit dem Gehäuse der Anordnung verbunden, um einen Störschutz zu schaffen.

F1 g. 28 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß F i g. 27 zum Betrieb von zwei Entladungslampen FL 1 und FL 2. Die Heizfäden /Γ und /2 werden durch den Transformator TH geheizt Die Primärwicklung WHX des Transformators TH ist mit der Spannungsquelle E in Reihe geschaltet Die Sekundärwicklung WH2 ist mit den Heizfäden /Γ und /2 in Reihe geschaltet. Der Kondensator CS sorgt für das aufeinanderfolgende Zünden der Lampen FLl und FL 2. Der Kondensator CS ist zwischen der Entladungslampe FL1 und der Sekundärwicklung W20 der Drossel CH angeschlossen. Ein Kondensator CN kann wahlweise als Störschutz parallel zu den Lampen FL 1 und FL 2 geschaltet sein und zwar auf der Seite, die der Spannungsquelle Ezugewandt ist

Fig.29 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, in welcher der Störpegel der Anordnung noch weiter reduziert wird. Die beiden Entladungslampen sind miteinander in Reihe geschaltet Der Heiztransformator 77? ist parallel zur Spannungsquelle E geschaltet Der Störschutzkondensator CNQ ist ebenfalls parallel zur Spannungsquelle

£ geschaltet. Ein weiterer Störschutzkondensator (W ist parallel zu den beiden Lampen geschaltet, um einen Kurzschlußpfad für die Hochfrequenz zu bieten und um das Wiederzuendgeräusch zu beseitigen. Der Kondensator OV bildet mit der Induktionsspule LN einen Resonanzkreis, um die den Lampen zugeführte Spannung zu erhönen. Außerdem trägt der Resonanzkreis zur Störbeseitigung bei, wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 21 i.'is 23 beschrieben. Ein Kondensator CSist parallel zur Lampe FL I geschaltet, um die Aufeinanderfolge des Zündens sicherzusiellen. Der Kondensator CN kann durch zwei separate Kondensatoren CNi und CW2 ersetzt werden, wie das in Fig.30 gezeigt ist* |)iese Störschutzanordnung mit den Kondensatoren iW 1 und ÖV2 kann auch in einer Schaltung mit einem iHeizkfeis PRH benutzt werden, wie oben beschrieben. In Fig.29 ist ein Entladewiderstand rd für den Kondensator C2 parallel' zur Thyristordiode 5 geschal· fcü Außerdem ist der Kern der Drossel CH entweder geerdet oder elektrisch mit dem Gehäuse verbunden.

F i g. 30 zeigt 2ine Abwandlung der Auüführungsform gemäß F i g. 21. Ein Wicklungsteil L 20 des Transformators TR wird in Fig.30 zur Zündbeschleunigung benutzt. Der Transformator TR ist an seiner Primär· > wicklung L 10 mit einem Abgriff oder einer Anzapfung P versehen, von der Wechselstrom zum Betrieb der Lampen FL1 und FL 2 abgenommen wird. Die Induktionsspule LN verbindet die Lampe FL 2 mit dem Abgriff P. Die Störkondensatoren CNi und OV 2 sind

to parallel zu der betreffenden Lampe FL1 und FL 2 geschaltet. Ein Kondensator CS sorgt für die Aufeinanderfolge des Zündens der beiden Lampen. Ein Ende des Kondensators CS ist mit dem Verbindurigspiinkt zwischen der Sekundärwicklung W 20 und dem Kondensator G2 verbunden; Das andere Ende des Konderisators GS ist mit dem Heizfaden fV der Lampe FL I verbunden. Der Kondensator CS kann weggelassen werden wenn die Kondensatoren CNX Ond ÖV2 verschiedene Kapazitätswerte habem

Hicr/ti 15 Matt ZcichnunsiiMi

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Gasentladungslampe, bei der die Lampe über eine im Betrieb nicht sättigbare ί Induktivität mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist und bei der parallel zur Lampe ein Generator für eine intermittierende Schwingung geschaltet ist, der eine Reihenschaltung aus zwei Kondensatoren und eine zu dem einen Kondensator parallelgeschaltete Reihenschaltung einer sättigbaren Induktivität und einer Zweirichtungs-Thyristordiode aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator für eine intermittierende Schwingung (R; R 2) über eine weitere Induktivität ·5 (W20; CT), die mit der nicht sättigbaren Induktivität (WXO; W3O) induktiv gekoppelt ist, an die Lampe (FL;HL)angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Wechselspannungsquelle 2a (E) die tnden eines Wicklungsteils (L 10) der Wicklung eines Autotransformators (TR) ange schlossen sind und daß das Ende eines weiteren Wicklungsteils (L20) mit dem Generator für eine intermittierende Schwingung (R 2) verbunden ist (F ig. 8,10.22,30).

3. Schaltungsanordnung nnch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Gasentladungslampe eine Reihenschaltung aus zwei Gasentladungslampen (FLX. FL2) verwendet wird ω (Fig. 10-13,16-18.20,22.28-30).

4. Schal' 'ngsanordnung nach einem der Ansprüche t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasentladungslampe (FL) mn heizbaren Elektroden

(f. f) verwendet wird dnd daß an die von der Spannungsquelle (E) abgekeh, ten Enden der Elektroden (f. P) ein Heizkreis (PRH) aus einer Reiiienschaltung-einer weiteren sätligbaren Induktivität (BL) und einem steuerbaren oder nicht steuerbaren Halbleiterschalter (Sp; GX. Gi) angeschlossen ist (F ig. 14- 18).

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nirht sättigbare Induktivität (W 10) über eine dritte Induktivität (LK) mit der Lampe (FL; HL) verbunden ist, daß parallel zu der Lampe ein dritter Kondensator (CK) angeordnet ist und daß die dritte Induktivität und der dritte Kondensator einen Resonanzkreis (K) für die vom Generator für eine intermittierende Schwingung (R) gelieferte Span- jo nung bilden (F ι g. 19 - 24).