DE2707223A1

DE2707223A1 - Fluorescent lamp starting circuit - has additional inductor connected between RC circuit and main inductor tapping to reduce hum

Info

Publication number: DE2707223A1
Application number: DE19772707223
Authority: DE
Inventors: Albert Muench; Helmut Dipl Ing Otermann; Carl Heinz Dr Sturm; Willi Weber
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany; BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1977-02-19
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1978-08-24

Abstract

The starting circuit, for a fluorescent lamp, consists of a tapped inductor (22) in series with the lamp across the supply poles. The tapping is connected via an RC circuit to the other electrode of the lamp. An additional inductor (32) is connected between the tapping and the RC circuit. The additional inductor is magnetically separate from the tapped inductor. The advantage lies in reducing overtones to an officially acceptable level without greatly increasing the starting voltage and costs.

Description

Schaltungsanordnung zum Starten einer Leuchtstofflampe Circuit arrangement for starting a fluorescent lamp

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Starten einer Leuchtstofflampe, insbesondere einer Glimmstartlampe, bei der in einer Anzapfleitung zur Drosselspule einer Hauptdrossel, die in Reihe mit der Leuchtstofflampe liegt, ein Kondensator parallel zur Leuchtstofflampe angeordnet ist.The invention relates to a circuit arrangement for starting a Fluorescent lamp, in particular a glow start lamp, in the case of a tap line to the choke coil of a main choke that is in series with the fluorescent lamp, a capacitor is arranged parallel to the fluorescent lamp.

In explosionsgefährdeten Betriebsstätten dürfen Leuchten für Leuchtstofflampen nach Zündschutzart EX e nur mit solchen Lampen ausgerüstet werden, die nach dem Glimmstartprinzip arbeiten.Luminaires for fluorescent lamps are permitted in hazardous locations According to the type of protection EX e, only lamps that are Work glow start principle.

Die Glimmstartlampen haben einen leitenden Innenstrelfen, der den Start ohne Vorheizung der Lampenelektroden ermöglicht.The glow start lamps have a conductive inner strelfen, the Start without preheating the lamp electrodes possible.

Zum sicheren Start beispielsweise von 40 W-Glimmstart-Leuchtstofflampen reicht allerdings die Netzspannung von 220 V nicht aus. Deshalb sind für diese Lampen Vorschaltgeräte mit erhöhter Startspannung anzuwenden, wobei als solche Startspannung mindestens ca. 260 V vorzusehen sind.For the safe start of, for example, 40 W fluorescent starter fluorescent lamps However, the mains voltage of 220 V is not sufficient. That is why these lamps are for Use ballasts with increased starting voltage, with starting voltage as such at least approx. 260 V must be provided.

Werden 40 W-Glimmstart-Leuchtstofflampen am 220 Volt-Netz mit normalen induktiven Vorschaltgeräten ohne Spannungserhöhung betrieben, dann beträgt die Startzeit einige Sekunden bis Minuten und bei geringen Unterspannungen besteht die Gefahr, daß die Lampe nicht mehr startet. Dies ist damit zu erklären, daß beim Startvorgang durch den Vorentladungsstrom (Glimmstrom in der Lampe) der Spannungsabfall an der Drosselspule zu groß wird, um ein Durchstarten zu ermöglichen.Will be 40 W glow start fluorescent lamps on a 220 volt network with normal inductive ballasts operated without a voltage increase, then amounts to the start time is a few seconds to minutes and in the case of low undervoltage the risk that the lamp will no longer start. This can be explained by the fact that the Starting process by the pre-discharge current (glow current in the lamp) the voltage drop at the choke coil becomes too large to enable a go-around.

Es ist möglich, die Spannungs erhöhung durch Vorschalten eines Spartransformators oder durch Benutzung eines gemeinsamen Vortransforrnators für den induktiven und kapazitiven Zweig in Duovorschaltgeräten zu erzielen. Eine günstige Lösung besteht darin, Geräte mit der sogenannten Steinmetz-Schaltung einzusetzen. Dabei wird eine Drosselspule angezapft und in die Anzapfleitung ein Kondensator eingeschaltet. Dies ergibt eine höhere Startspannung und eine Kompensation der induktiven Blindleistung.It is possible to increase the voltage by connecting an autotransformer or by using a common pre-transformer for the inductive and to achieve capacitive branch in dual ballasts. There is a cheap solution in using devices with the so-called Steinmetz circuit. This is a Tapped choke coil and switched on a capacitor in the tap line. this results in a higher starting voltage and compensation for the inductive reactive power.

Der Anteil dieser Geräte ist besonders hoch, weil sie trotz der Notwendigkeit eines Kondensators für jedes einzelne Gerät besonders kostengünstig hergestellt werden können.The proportion of these devices is particularly high because they are despite the need a capacitor for each individual device made particularly inexpensive can be.

Nachteilig ist jedoch dabei der hohe Gehalt an Oberschwingungen im Netz-Stromkreis. Benutzt man ein Vorschaltgerät mit zwei Drosselspulen in Steinmetz-Schaltung, d.h. teilt man die beiden Spulen auf zwei magnetisch getrennte Kerne auf, dann ist eine entscheidende Reduktion der Oberschwingungen möglich (vergl. Sturm, Vorschaltgeräte und Schaltungen für Niederspannungsentladungslampen, 5. Aufl., Seite 275 bis 278).The disadvantage, however, is the high level of harmonics in the Network circuit. If you use a ballast with two inductors in a Steinmetz circuit, i.e. if you divide the two coils onto two magnetically separated cores, then is a decisive reduction in harmonics is possible (see Sturm, ballasts and circuits for low-voltage discharge lamps, 5th edition, pages 275 to 278).

Ungünstig ist jedoch, daß dabei hohe Startspannungen auftreten, durch welche die Einschaltabnutzung der Lampe erhöht wird.However, it is unfavorable that high starting voltages occur due to this which increases the wear and tear on the lamp when it is switched on.

Außerdem wird durch den am Ende der Lampenlebensdauer auftretenden Gleichrichtereffekt und die dabei auftretende Gleichstromkomponente das Vorschaltgerät zu stark erwärmt.It is also caused by the problem that occurs at the end of the lamp's life Rectifier effect and the resulting direct current component the ballast heated too much.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, mit der die Oberschwingungen auf die nach VDE 0712 zulässigen Werte reduziert werden können, ohne daß jedoch die Startspannung wesentlich erhöht wird und der ostemvorteil verlorengeht.The object of the invention is therefore to create a circuit arrangement with which the harmonics arise the values permissible according to VDE 0712 can be reduced without, however, significantly increasing the starting voltage and the eastern advantage is lost.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Anzapfleitung in Reihe zum Kondensator eine Zusatzdrossel eingeschaltet ist.This object is achieved according to the invention in that in the tap line an additional choke is switched on in series with the capacitor.

Itit dieser Zusatzdrossel werden die Oberschwingungen auf Werte, die unter den nach VDE 0712 zulässigen Grenzwerten liegen, begrenzt; ebenfalls bleibt die Startspannung auf Werten unter 300 Volt.With this additional choke, the harmonics are reduced to values that are below the limit values permissible according to VDE 0712; also remains the starting voltage to values below 300 volts.

WSllt man beispielsweise für die Zusatzdrossel bei einem Netz mit der Spannung 220 Volt und einer Frequenz von 50 Hz eine Induktivität in der Größenordnung von 0,5 H, so reduziert sich der Oberschwingungsanteil speziell für die dritte und für alle weiteren Oberschwingungen auf die zulässige bzw. auf unterhalb der zulässigen Werte liegende Größe. Die Startspannung bleibt ebenfalls unter 300 Volt.For example, if you use the additional choke in a network with a voltage of 220 volts and a frequency of 50 Hz, an inductance of the order of magnitude of 0.5 H, the harmonic component is reduced especially for the third and for all other harmonics to the permissible or below the permissible Values lying size. The starting voltage also remains below 300 volts.

Es ist möglich, daß die Zusatzdrossel magnetisch vollkommen von der Hauptdrossel entkoppelt ist. Es ist aber auch möglich, bei entsprechenden Blechschnitten, beispielsweise bei E-I-Schnitten den E-Kern ohne Joch direkt an die Hauptdrossel anzuflanschen, so daß beide Magnetkreise ein Kernjoch gemeinsam haben.It is possible that the additional throttle magnetically completely from the Main choke is decoupled. But it is also possible, with appropriate sheet metal cuts, For example, in the case of E-I cuts, the E core without a yoke directly to the main throttle to be flanged so that both magnetic circuits have a core yoke in common.

Die Wirkung der Zusatzdrossel beruht im wesentlichen auf einer Impedanzänderung des Kondensatorzweigs für die Oberschwingungen. Während dieser für die Steinmetz-Schaltung typische Zweig einen kapazitiven Blindwiderstand besitzt, wird mit der Zusatzdrossel der genannte Zweig für alle über der zweiten Harmonischen liegenden Oberschwingungen induktiv. Bei den oben angegebenen Werten liegt die Resonanzfrequenz bei ca. 110 Hz.The effect of the additional choke is essentially based on a change in impedance of the capacitor branch for the harmonics. During this for the Steinmetz circuit typical branch has a capacitive reactance, is with the additional choke the branch mentioned for all harmonics lying above the second harmonic inductive. With the values given above, the resonance frequency is approx. 110 Hz.

Anhand der Zeichnung soll ein Ausfilhrtmgsbeispiel der Erfindung sowie dessen Wirkungsweise naher erläutert werden.Based on the drawing, an embodiment of the invention and its mode of action will be explained in more detail.

Es zeigt: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung und Fig. 2 den Verlauf der Netzstromaufnahme bei einer bekannten Steinmetz-Schaltung und der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 in Abhängigkeit von der Frequenz der Speisespannung.It shows: FIG. 1 a circuit arrangement according to the invention and FIG. 2 shows the course of the mains current consumption in a known Steinmetz circuit and the circuit arrangement according to FIG. 1 as a function of the frequency of the supply voltage.

Zwischen zwei Netzklemmen KL1 und KL2 befindet sich eine nach dem Glimmstartprinzip arbeitende Leuchtstofflape 12. Parallel zu den beiden Elektroden 14 bzw. 16 verläuft in an sich bekannter Weise ein leitender Innenstreifen 18. In die Zufuhrung leitung 20 zur Elektrode 14 ist eine Hauptdrossel 22 eingesetzt, an deren Spule eine Anzapfleitung 24 angeschlossen ist.Between two mains terminals KL1 and KL2 there is one after the Fluorescent tape 12 working on the glow start principle. Parallel to the two electrodes 14 or 16, a conductive inner strip 18 runs in a manner known per se the supply line 20 to the electrode 14, a main throttle 22 is inserted on the coil of which a tap line 24 is connected.

In der Anzapfleitung 24, die parallel zur Leuchtstofflampe 12 verläuft, ist ein Kondensator 26 mit Entladewiderstand 28 geschaltet. Zwischen der Anzapfstelle 30 der Anzapfleitung 24 an der Spule der Hauptdrossel 22 und dem Kondensator 26 befindet sich eine Zusatzdrossel 32.In the tap line 24, which runs parallel to the fluorescent lamp 12, a capacitor 26 with discharge resistor 28 is connected. Between the tap 30 of the tap line 24 on the coil of the main choke 22 and the capacitor 26 there is an additional throttle 32.

Verwendet man bei einer Netzfrequenz von 50 Hz und einer Netzspannung von 220 V eine Zusatzdrossel 32 mit einer Induktivität in der Größenordnung 0,5 H, so reduziert sich der Oberschwingungsanteil für die dritten und alle weiteren Oberschwingungen auf Werte, die unter den nach VDE 0712 zulässigen Grenzwerte liegen. Während der für die Steinmetz-Schaltung typische Zweig einen kapazitiven Blindwiderstand besitzt, wirkt mit der Zusatzdrossel der genannte Zweig für alle über der zweiten Harmonischen liegenden Oberschwingungen induktiv.Used at a line frequency of 50 Hz and a line voltage of 220 V an additional choke 32 with an inductance in the order of 0.5 H, the harmonic component is reduced for the third and all others Harmonics to values that are below the limit values permitted by VDE 0712. While the branch typical of the Steinmetz circuit has a capacitive reactance possesses, the named branch acts with the additional throttle for all above the second Harmonic lying harmonics inductive.

Dabei liegt bei vorliegender Schaltungsanordnung die Resonanzfrequenz bei ca. 110 Hz.In the present circuit arrangement, the resonance frequency is at approx. 110 Hz.

In der Figur 2 ist die Netzstromaufnahme I1 der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach Figur 1 in Abhängigkeit von der Frequenz f in Hz der Speisespannung aufgetragen. Während die Kurve b die Netzstromaufnahme der erfindungsgemäßen Schaltung zeigt, zeigt die Kurve a den Verlauf der Stromaufnahme über der Frequenz, wie sie bei einer Schaltungsanordnung ohne Zusatzdrossel, also bei einer Schaltungsanordnung gemäß dem Stand der Technik gilt.In FIG. 2, the mains current consumption I1 is the one according to the invention Circuit arrangement according to Figure 1 as a function of the frequency f in Hz of the supply voltage applied. While curve b shows the mains current consumption of the circuit according to the invention shows, the curve a shows the course of the current consumption over the frequency, as they in the case of a circuit arrangement without an additional choke, that is to say in the case of a circuit arrangement according to the state of the art.

Man erkennt, daß bei der Steinmetz-Schaltung ohne Zusatzdrossel etwa im Bereich von 50 Hz und größer die Netzstromaufnahme annähernd linear verlauft, während bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Netzstromaufnahme etwa bei 110 Hz ein Ilaximum aufweist.It can be seen that in the Steinmetz circuit without an additional choke, for example in the range of 50 Hz and greater the mains current consumption is approximately linear, while in the arrangement according to the invention, the mains current consumption is around 110 Hz has an Ilaximum.

Claims

Claims 1. Circuit arrangement for starting a fluorescent lamp, in particular a glow start lamp, in which in a tap line to the choke coil a main choke, which is in series with a fluorescent lamp, a capacitor is arranged parallel to the fluorescent lamp, characterized in that in the An additional throttle (32) is switched on in series with the condenser (26) is.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the additional throttle (32) is magnetically separated from the main throttle (22).