DE2636843A1

DE2636843A1 - Transformer network for ignition of gas discharge tube - has E-shaped core with coils on external limbs and adjustable core bars

Info

Publication number: DE2636843A1
Application number: DE19762636843
Authority: DE
Inventors: Vines Jose Agusti; Latorre Antonio Jove
Original assignee: CAVIN DRIEBERGEN BV
Current assignee: CAVIN DRIEBERGEN BV
Priority date: 1975-08-14
Filing date: 1976-08-16
Publication date: 1977-03-31
Also published as: NL7609051A

Abstract

Ignitin of a gas discharge tube has a transformer network, in which the tube can be of the heated or the cold type cathode supplied by either a direct voltage or an alternating voltage source. The core of the transformer consists of a E-shaped section (N) with coils (O) around the two external limbs. Each of the coils has an adjustable longitudinal piece of core material (N'). The primary of the transformer has a number of branch circuits which are connected with an oscillator circuit. The secondary of the transformer has a number of selectable branches which are connected with a gas discharge tube. Each of the coils has a primary winding which is bifilar and a secondary consisting of three insulated layers of wire of a different thickness.

Description

Vorrichtung mit Transformator und zugehörender elektrischer Device with transformer and associated electrical

Schaltung für Zusammenarbeit mit einer Gasentladungslampe. Circuit for cooperation with a gas discharge lamp.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einem Transformator und einer zugehSrenden Schaltung, um Gasentladungslampen mit sowohl heissen wie kalten Elektroden zu zünden und mit Speiseenergie zu versehen, wobei von einer Gleichspannungs- oder von einer Wechselspannungsspeisung ausgegangen wird.The invention relates to a device with a transformer and an associated circuit to operate gas discharge lamps with both hot and to ignite cold electrodes and to provide them with feed energy, whereby a DC voltage or an AC power supply is assumed.

Bekannte Vorrichtungen zum Zünden und Speisen haben den Nachteil, dass sie nur für einen Lampentyp (d.h. entweder mit heissen oder mit kalten Elektroden) mit einer bestimmten Leistung geeignet sind. Weiter kann die Lampe nach einer bestimmten Gebrauchsdauer mit den bekannten Vorrichtungen nicht oder nur schwer gezündet werden, wahrend auch niedrige Temperaturen eine gute Zündung der Lampe verhindern.Known devices for igniting and feeding have the disadvantage that they only work for one type of lamp (i.e. either with hot or with cold electrodes) with a certain performance are suitable. Next, the lamp can after a certain Service life with the known devices can not be ignited or can only be ignited with difficulty, while even low temperatures prevent the lamp from igniting properly.

Die Erfindung bezweckt nun einen Transformator und eine zugehorende Schaltung der beschriebenen Art, bei denen die im vorigen genannten Nachteile keine Rolle spielen und bei denen sowohl Batteriebetrieb wie Netzbetrieb möglich sind.The invention now aims at a transformer and an associated one Circuit of the type described, in which the disadvantages mentioned above are not Play a role and where both battery operation and mains operation are possible.

Zu diesem Zweck wird eine Vorrichtung zum Zunden und Speisen von Gasentladungslampen erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator auf der primär seite eine Anzahl Abzweigungen hat, die mit einer Oszillatorschaltung verbunden sind, und dass auf der Sekundärseite eine Anzahl selektierbarer Abzweigungen zur Verbindung mit einer Gasentladungslampe vorhanden ist.For this purpose, a device for lighting and feeding gas discharge lamps According to the invention, characterized in that the transformer on the primary side has a number of branches connected to an oscillator circuit, and that on the secondary side a number of selectable branches for connection with a gas discharge lamp is available.

Die Erfindung wird jetzt unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will now be made with reference to the accompanying drawings some embodiments explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 den mechanischen Aufbau eines erfindungsgemässen Transformators; Fig. 2 das elektrische Schaltbild des Transformators nach Fig. 1; Fig. 3 eine Weise, auf die der Transformator nach Fig. 1 mit einer Oszillatorschaltung und einer Gasentladungslampe gekoppelt werden kann; Fig. 4 den Transformator nach Fig. 1, als Einheit in Kunststoff eingegossen; Fig. 5 den Aufbau des Kerns eines anderen erfindungsgemassen Transformators, der zur Speisung und Regelung einer Gasentladungslampe geeignet ist; Fig. 6 eine Gasentladungslampe, gekoppelt mit einem Anlass- und Regeltransformator nach Fig. 5; -Fig. 7 eine Gasentladungslampe, gekoppelt mit einem Anlass- und Regeltransformator nach Fig. 5 und mit einem Speisetransformator nach Fig. 5; Fig. 8 eine andere Ausführungsform eines anderen erfindungsgemassen Transformators; Fig. 9 zum Teil den Transformator nach Fig.- 8, gekoppelt mit einer Oszillatorschaltung; Fig. 10 eine Variante der in Fig. 9 gezeigten Oszillatorschaltung und Fig. 11 den ganzen Transformator nach Fig. 8, gekoppelt mit der Oszillatorschaltung nach Fig. 9.The figures show: FIG. 1 the mechanical structure of a device according to the invention Transformer; FIG. 2 shows the electrical circuit diagram of the transformer according to FIG. 1; Fig. 3 shows a manner in which the transformer of Fig. 1 is provided with an oscillator circuit and a gas discharge lamp can be coupled; Fig. 4 shows the transformer 1, cast as a unit in plastic; Fig. 5 shows the structure of the core of a another transformer according to the invention, which is used for supplying and regulating a gas discharge lamp suitable is; 6 shows a gas discharge lamp coupled with a starting and regulating transformer according to Fig. 5; -Fig. 7 a gas discharge lamp coupled with a starting and regulating transformer according to FIG. 5 and with a feed transformer according to FIG. 5; 8 shows another embodiment another transformer according to the invention; 9 shows the transformer in part according to Fig.- 8, coupled with a Oscillator circuit; Fig. 10 a Variant of the oscillator circuit shown in FIG. 9 and FIG. 11 the entire transformer according to FIG. 8, coupled to the oscillator circuit according to FIG. 9.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemassen Transformator zum Zünden von Gasentladungslampen. Der Transformator kann auf verschiedene Weise an unterschiedliche Lampentypen angepasst werden. Der Kern des Transfo-rmators besteht aus einem E-fo..rmigen Teil N, der um die zwei hussenschenkel herum jeweils eine Spule 0 trägt. Jede Spule 0 umfasst auch, neben den umfassten Schenkeln, ein verschiebbares, längliches Stuck Kernmaterial Ur. Der Mittelschenkel des Kerns tragt keine Wicklung.Fig. 1 shows a transformer according to the invention for igniting Gas discharge lamps. The transformer can be connected in different ways to different Lamp types can be customized. The core of the transformer consists of an E-shaped Part N, which carries a coil 0 around each of the two sleeve legs. Any coil 0 also includes, in addition to the encircled legs, a sliding, elongated piece Core material Ur. The middle leg of the core has no winding.

Jede Spule enthalt in der beschriebenen Ausführungsform eine bifilare Primärwicklung und wird durch Faden mit einer bevorzugten Dicke von 0,8 mm gebildet.In the embodiment described, each coil contains a bifilar Primary winding and is formed by thread with a preferred thickness of 0.8 mm.

Weiter enthalt jed Spule eine Sekundärwicklung, die aus drei zueinander isolierten Schichten Faden mit einer Dicke von vorzugsweise 0,25 mm besteht. Die Primär- bzw. Sekundärwicklungen können auf verschiedene Weise miteinander -verbunden werden, in Abhängigkeit vom Lampentyp.Each coil also contains a secondary winding made up of three to each other isolated layers of thread with a thickness of preferably 0.25 mm. the Primary and secondary windings can be connected to one another in various ways depending on the lamp type.

Fig. 2 zeigt das elektrische 'Schaltbild des Transformators nach Fig. 1.Fig. 2 shows the electrical 'circuit diagram of the transformer according to Fig. 1.

Der Kern N besteht vorzugsweise aus einigen Platten aus Siliziumeisen mit gerichteten Korn und einer Dicke von 0,3 mm. Die Primärseite des Transformators ist mit P und die Sekundärseite ist mit S angegeben. Die Primärseite besteht aus vier Teilwicklungen 1-2, 3-4, 5-6 und 7-8. Die Sekundärseite besteht aus sechs Teilwicklungen 1'-2', 3'-4', 5'-6', 7'-8', 9'-10', 11'-12'.The core N preferably consists of several plates made of silicon iron with directed grain and a thickness of 0.3 mm. The primary side of the transformer is indicated by P and the secondary side is indicated by S. The primary side consists of four partial windings 1-2, 3-4, 5-6 and 7-8. The secondary side consists of six partial windings 1'-2 ', 3'-4', 5'-6 ', 7'-8', 9'-10 ', 11'-12'.

Fig. 3 zeigt schematisch die Weise, auf die der Transformator nach Fig. 1 und Fig. 2 mit einer Oszillatorschaltung auf der Primärseite und mit einer Gasentladungslampe auf der Sekundärseite verbunden werden kann. Die Oszillatorschaltung wird durch eine Batterie B oder durch einen an das Lichtnetz angeschlossenen Gleichrichter gespeist. Vorzugsweise erzeugt die Oszillatorschaltung eine Wechselspannung mit einer Frequenz von einigen Dutzenden kHz, z.B. 20 kHz, da es sich herausgestellt hat, dass Gasentladungslampen, und insbesondere Gasentladungslampen mit kalten Elektroden, leichter bei einer verhaltnismassig hohen Frequenz gezundet werden, d.h., dass bei einer verhaltnismãssig hohen Frequenz die Zundspannung niedriger ist. Die Oszillatorschaltung enthalt einen Transistor T, dessen Kollektor mit der Klemme 1 des Transformators verbunden ist, während der Emitter mit der negativen Klemme einer Batterie B verbunden ist. Die positive Klemme der Batterie ist mit der Klemme 6 des Transformators verbunden. Die Batterie B ist durch einen Kondensator C überbruckt. Die Basis des Transistors T ist uber einen Widerstand R1 und einen Kondensator C1 mit der Klemme 8 des Transformators verbunden. Weiter ist der Knotenpunkt des Widerstands R1 und des Kondensators C1 über einen zum Einstellen dienenden, veranderlichen Widerstand R2 mit der Klemme 6 des Transformators verbunden. Auf der SekundErseite des Transformators ist eine Gasentladungslampe F mit den Klemmen 1', 2' bzw. 7'-8' des Transformators verbunden. Weiter sind zwischen den Klemmen 2' und 7' des Transformators und den zugehorenden Anschlusspunkten der Gasentladungslampe F Filterkondensatoren C2 bzw. C3 verbunden.Fig. 3 shows schematically the manner in which the transformer according to Fig. 1 and Fig. 2 with an oscillator circuit on the primary side and with a Gas discharge lamp can be connected on the secondary side. The oscillator circuit is powered by a battery B or by a rectifier connected to the lighting network fed. The oscillator circuit preferably also generates an alternating voltage a frequency of a few dozen kHz, e.g. 20 kHz, since it is has shown that gas discharge lamps, and in particular gas discharge lamps with cold electrodes, more easily ignited at a relatively high frequency i.e. that the ignition voltage is lower at a relatively high frequency is. The oscillator circuit contains a transistor T whose collector with the Terminal 1 of the transformer is connected, while the emitter is connected to the negative Terminal of a battery B is connected. The positive terminal of the battery is with connected to terminal 6 of the transformer. The battery B is through a capacitor C bridged. The base of the transistor T is through a resistor R1 and a Capacitor C1 connected to terminal 8 of the transformer. Next is the junction of the resistor R1 and the capacitor C1 via a setting variable resistor R2 connected to terminal 6 of the transformer. on The secondary side of the transformer is a gas discharge lamp F with the terminals 1 ', 2' or 7'-8 'of the transformer. Next are between the terminals 2 'and 7' of the transformer and the associated connection points of the gas discharge lamp F connected filter capacitors C2 and C3.

Fig. 4 zeigt eine Vorzugsausfuhrungsform der Erfindung, bei der der Transformator und die Oszillatorschaltung in einen rechteckigen Block Kunststoff (40) eingegossen sind, aus dem nur eine Anzahl Anschlussdrahte zum Anschliessen sn die Speisung und an die Gasentladungslampe hinausragt.Fig. 4 shows a preferred embodiment of the invention in which the Transformer and the oscillator circuit in a rectangular plastic block (40) are cast, from which only a number of connecting wires for connection sn the supply and protrudes to the gas discharge lamp.

Durch den Aufbau des Transformators und die Kombination des Transformators mit der beschriebenen Oszillatorschaltung wkrd gegenuber der üblichen Speise- und Zundweise einer Gasentladungslampe aus dem Lichtnetz mit Hilfe eines Anlassers und einer Reaktanz ein besserer Wirkungsgrad und eine leichtere Zundung, auch bei abgenutzten Rohren, erhalten.Through the structure of the transformer and the combination of the transformer with the oscillator circuit described wkrd compared to the usual supply and Zundweise a gas discharge lamp from the lighting network with the help of a starter and a reactance a better efficiency and an easier ignition, even when worn Pipes, received.

Die vorstehend beschriebene Ausfuhrungsform der Erfindung eignet sich insbesondere fur Anwendung an Stellen, wo kein Netzbetrieb moglich ist, und als Notbeleuchtung, aber auch bei Speisung aus dem Lichtnetz unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters, bietet es Vorteile, die erfindungsgemasse Vorrichtung anzuwenden.The embodiment of the invention described above is suitable especially for use in places where network operation is not possible and as Emergency lighting, but also with supply from the lighting network with interconnection a rectifier, it offers advantages to use the device according to the invention.

Figuur 5 . ~ zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Transformators. Der Kern des Transformators enthält einen E-förmigen Teil und einen auf der offenen Seite des E-fo-rmigen Teils liegenden I-förmigen Teil. Zwischen beiden Teilen befindet sich ein Lichtspalt. Der Mittelschenkel der E-Form ist breiter als die zwei Aussenschenkel. Der Kern besteht vorzugsweise aus Blech mit einer Dicke von 0,20 mm. Der beschriebene Transformator kann sowohl als Speisetransformator wie als Anlass- und Regeltransformator dicnen. Bei Anwendung solcher Transformatoren kann ein Leistungsfaktor von 0,95 oder grosser erreicht werden und ist eine Vorwarmung der Glühdrãhte der Gasentladungslampe uberflussig, was die Lebensdauer der Lampen verlangert.Figure 5. ~ shows another embodiment of an inventive Transformer. The core of the transformer contains an E-shaped part and a I-shaped part lying on the open side of the E-shaped part. Between there is a gap of light in both parts. The middle leg of the E-shape is wider than the two outer legs. The core is preferably made of sheet metal with a thickness of 0.20 mm. The transformer described can be used as a supply transformer as thin as a starting and regulating transformer. When using such transformers a power factor of 0.95 or greater can be achieved and is a preheating the filaments of the gas discharge lamp superfluous, which affects the life of the lamps extended.

Fig. 6 zeigt eine Fluoreszenzröhre F, die mit einem Anlass- und Regeltransformator E-I verbunden ist, wobei zum Einstellen der Lichtstärke auch ein einstellbarer Kondensator C10 angeordnet ist.Fig. 6 shows a fluorescent tube F with a starting and regulating transformer E-I is connected, with an adjustable capacitor to adjust the light intensity C10 is arranged.

Fig. 7 zeigt die Fluoreszenzrohre F, verbunden mit dem Anlass- und Regeltransformator E-I und dem veranderlichen Kondensator C10 und auch mit einem ahnlichen Transformator E'-I', der zum Speisen der Rohre dient und mit der Spannungsquelle verbunden ist. Zwischen den Klemmen der Spannungsquelle ist ein fester Kondensator C11 verbunden. Zur Anpassung an einen bestimmten Rohrentyp und an die verfugbaren Speisespannungen kennen die Abmessungen der Transformatoren und die Zahl der Windungen der Primar- und Sekundarwicklungen und auch die Werte der Kondensatoren C10 und C11 beliebig gewahlt werden.Fig. 7 shows the fluorescent tubes F connected to the starting and Regulating transformer E-I and the variable capacitor C10 and also with one Similar transformer E'-I ', which is used to feed the pipes and with the voltage source connected is. There is a fixed capacitor between the terminals of the voltage source C11 connected. To adapt to a specific type of pipe and to the ones available Supply voltages know the dimensions of the transformers and the number of turns of the primary and secondary windings and also the values of capacitors C10 and C11 can be selected at will.

Die Fig. 8-11 zeigen einen Universalumwandler zur Zündung und Lichtregelung von Entladungslampen, ausgehend von einer Gleichspannungsspeisung oder von einem aus dem Lichtnetz erregten Gleichrichter0 Die Speisespannung kann zwischen 6 und 250 Volt variieren, wahrend die Ausgangsspannung zwischen 100 und 1000 Volt variieren kann. Die Ausgangsspannung kann auf der Sekundärseite des dargestellten Transformators gewahlt werden (Fig. 11). Die erzeugte Frequenz kann zwischen 50 Hz und 10 kHz liegen.Figs. 8-11 show a universal converter for ignition and light control of discharge lamps, starting from a DC voltage supply or from a Rectifier excited from the lighting network 0 The supply voltage can be between 6 and 250 volts vary, while the output voltage varies between 100 and 1000 volts can. The output voltage can be on the secondary side of the transformer shown be chosen (Fig. 11). The generated frequency can be between 50 Hz and 10 kHz.

Fig. 8 zeigt den Aufbau eines Transformators für den Universalumwandler. Der Transformator enthält zwei E-fo"rmige Kerne E1 und E2, die mit der offenen Seite einander zugewandt sind. Die Primar- und Sekundärwicklungen sind um die Mittelschenkel der E-formigen Kerne herum angeordnet. Vorzugsweise sind die Kerne aus Blech mit einer Dicke von 0,20 mm hergestellt.Fig. 8 shows the construction of a transformer for the universal converter. The transformer contains two E-shaped cores E1 and E2, the one with the open side facing each other. The primary and secondary windings are around the middle legs of the E-shaped cores arranged around. The cores are preferably made of sheet metal a thickness of 0.20 mm.

Der Primärteil des Transformators besteht aus vier Wicklungen, die zu zweien nach der Zweidrahttechnik gewickelt und in Gegenphase verbunden sinde In den Fig. 9 und 10 sind Oszillatorschaltungen dargestellt, die mit den Primärwicklungen zusammenarbeiten und auf der Erscheinung der magnetischen Sättigung des Kerns beruhen, wodurch die gewünschte Oszillation erhalten wird.The primary part of the transformer consists of four windings that to two wound according to the two-wire technique and in opposite phase In FIGS. 9 and 10, oscillator circuits are shown which cooperate with the primary windings and on the appearance of the magnetic Saturation of the core based, whereby the desired oscillation is obtained.

Fig. 9 zeigt eine Oszillatorschaltung, die mit Priinärteilwicklungen P1 und P2 verbunden ist. An den. Enden beider Teilwicklungen liegt die positive Speisespannung. Das andere Ende der Wicklung P2 ist mit dem Kollektor eines Transistors T2 verbunden, dessen Emitter an der negativen Speisespannung liegt. Die Basis des Transistors T2 ist uber eine Diode D1 und eine Parallelkombination eines Kondensators C14 und eines regelbaren Widerstands R14 mit dem anderen Ende der Wicklung P1 verbunden.Fig. 9 shows an oscillator circuit made with primary part windings P1 and P2 is connected. To the. Ends of both partial windings is the positive one Supply voltage. The other end of winding P2 is to the collector of a transistor T2 connected, the emitter of which is connected to the negative supply voltage. The basis of the Transistor T2 is across a diode D1 and a parallel combination of a capacitor C14 and a variable resistor R14 connected to the other end of the winding P1.

Fig. 10 zeigt eine andere Oszillatorschaltung, wobei die Primärwicklungen P1 und P2 wieder je mit einem Ende an der positiven Speisespannung liegen, während die anderen Enden uber einen veränderlichen Kondensator C20 mit ein ander verbunden sind. Weiter ist jeweils zwischen dem mit dem Kondensator C20 verbundenen Ende der Wicklungen P1, P und der negativen Speiseklemme 20 2 ein geeignet gesteuerter Thyristor verbunden, um die gesunschten Oszillationen zu erzeugen.Fig. 10 shows another oscillator circuit with the primary windings P1 and P2 each have one end connected to the positive supply voltage, while the other ends are connected to one another via a variable capacitor C20 are. Further between the end connected to the capacitor C20 is the Windings P1, P and the negative supply terminal 20 2 a suitably controlled thyristor connected to produce the desired oscillations.

Fig. 11 zeigt die vervollständigte Schaltung nach Fig. 9.FIG. 11 shows the completed circuit of FIG. 9.

Der beschriebene Universalumwandler eignet sich sehr gut zur Zundung und Regelung von Gasentladungslampen, wobei eine vorhergehende Ervibrmung der Gluhdrahte der Lampen nicht erforderlich ist.The universal converter described is very suitable for ignition and regulation of gas discharge lamps, with a previous vibration of the filaments the lamps is not required.

Claims

Patent claims S device with at least one transformer and associated electrical circuit for cooperation with a gas discharge lamp, characterized in that the transformer has a number of branches on the primary side which are connected to an oscillator circuit, and that on the secondary side a number of selectable branches for connection to a gas discharge lamp is available.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the Transformer consists of an E-shaped core, the outer leg of which has a coil wear with a number of primary and secondary part-windings that are optional with one another can be connected, the middle leg of which is not unwrapped, being next to each outer leg has an elongated core piece that can be slid into the associated coil is arranged, and that the electrical circuit from a DC voltage source is fed.

3. Device according to claim 1 or?, Characterized in that the primary winding of the transformer has three branches, of which the first connected to the collector of a transistor that is connected to the emitter with the one terminal of the DC voltage source is connected, the second branch is connected to the other terminal of the DC voltage source, while the third Branch over a capacitor and a resistor to the base of the transistor connected, with the junction of the resistor and the capacitor across an adjustable resistor with the second branch to form an oscillator circuit connected is.

4. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the oscillator circuit provides a frequency of a few tens of seconds.

5. Apparatus according to claim 2, 3 or 4, characterized in that that the secondary winding of the transformer has four branches, of which the first sentence with the interposition of a capacitor with one side of a Gas discharge lamp is connected, and the second set in a corresponding manner with the other side of the gas discharge lamp is connected.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the transformer and the electrical circuit are cast in plastic.

7. The device according to claim 1, characterized in that the transformer has a core made up of two parts, one part of which is E-shaped and the other I; is shaped and the open side faces the E-shape.

8. The device according to claim 7, characterized in that a first A transformer connected in series with a variable capacitor Gas discharge lamp for starting and regulating the lamp, and that a second similar Transformer connected in parallel with the first for powering the lamp, whereby the whole device is connected to a AC voltage source.

9. The device according to claim 8, characterized in that the system transformers have a voltage of 70 to 110 volts at a frequency of 60 up to 70 Hz and a power factor cos 9 of 0.95 or more.

10. The device according to claim 1, characterized in that the Transformer has a core consisting of two E-shaped parts, the open Sides of the E-shapes are facing each other and the windings around the center leg lying around.

11. The device according to claim 1 and 10, characterized in that the primary side of the transformer consists of two pairs of partial windings, where the interconnected ends that form a common central branch, and the ends of the partial windings facing away from one another with one pole of one DC voltage source are connected and the other pole of the DC voltage source is connected to an oscillator circuit belonging to each pair, the comprises a transistor whose emitter is connected to said other pole is the collector with the end facing away from the common center branch the first partial winding of the relevant pair of partial windings is connected, and the base via a diode and a parallel connection of an adjustable resistor and a capacitor having one pole of said one the voltage source remote end of the second partial winding of the pair in question is connected.

1 2o device according to claim 11, characterized in that the Part windings of each pair are connected to one another via an adjustable capacitor and that both terminals of the capacitor continue to one electrode of a thyristor, the other electrode of which is connected to the said other Pole of the DC voltage source is connected.