DE2718151A1 - PULSE CIRCUIT FOR GAS DISCHARGE LAMPS - Google Patents

PULSE CIRCUIT FOR GAS DISCHARGE LAMPS

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DE2718151A1
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David William Knoble
Don Morais
Wayne Neal
Daniel V Owen
Trasimond Soileau
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General Electric Co
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    • H05B41/392Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3924Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by phase control, e.g. using a triac

Description

Impulsschaltung für GasentladungslampenImpulse switching for gas discharge lamps

Die Erfindung betrifft Schaltkreise zum Betreiben von Gasentla dungslampen, sie bezieht sich insbesondere auf Gleichstromschaltungen zum Betreiben von Natriumdampfentladungslampen.The invention relates to circuits for operating gas discharge lamps, it relates in particular to direct current circuits for operating sodium vapor discharge lamps.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Gleichstromschaltung für den Impulsbetrieb von Lasten, insbesondere von Gasentladungslampen, insbesondere von Hochdruck-Natriumdampflampen zu schaffen und dabei verbesserte Farbeigenschaften der Lichtabgabe der Lampen zu verwirklichen.The object of the invention is to provide an improved direct current circuit for the pulse operation of loads, in particular of gas discharge lamps, in particular of high pressure sodium vapor lamps create and thereby realize improved color properties of the light output of the lamps.

Gemäß einer AusfUhrungsform der Erfindung enthält die Schaltung zum Betreiben einer Lampe eine Gleichstromspeisequelle, einen Ladekondensator, eine erste Spule in Serie mit dem Ladekondensator,According to one embodiment of the invention, the circuit includes to operate a lamp a direct current supply source, a charging capacitor, a first coil in series with the charging capacitor,

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die an die Gleichstromquelle angeschlossen sind und einen Ladekreis zum Aufladen des Kondensators bilden, eine zweite Spule parallel zum Ladekondensator, die einen Entladekreis zum Entladen des Kondensators darstellt, einen gesteuerten Schalter in Serie mit einer der Spulen, wobei diese Spule eine wesentlich kleinere Induktivität als die andere Spule besitzt, steuerbare Einrichtungen, die mit dem gesteuerten Schalter verbunden sind und den steuerbaren Schalter wiederholt in vorbestimmten Intervallen betreiben, und eine Gasentladungslampe in Serie mit einem der Lade- und Entladekreise.which are connected to the DC power source and a charging circuit to charge the capacitor, a second coil parallel to the charging capacitor, which forms a discharge circuit for discharging of the capacitor represents a controlled switch in series with one of the coils, this coil being an essential has smaller inductance than the other coil, controllable devices connected to the controlled switch and repeatedly operate the controllable switch at predetermined intervals, and a gas discharge lamp in series with one the charging and discharging circuits.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich der gesteuerte Schalter und die kleinere Spule im Ladekreis, während bei einer anderen Ausführungsform diese Bauelemente im Entladekreis angeordnet sind.According to one embodiment of the invention, the controlled one is located Switch and the smaller coil in the charging circuit, while in another embodiment these components are in the discharging circuit are arranged.

Gemäß einer typischen Ausführungsform der Erfindung ist die Lampe als Hochdruck-Natriumdampflampe ausgebildet, und der gesteuerte Schalter ist als Thyristor ausgebildet. Die erfindungsgemäße Schaltung zum Betreiben einer Lampe läßt sich verwenden, um Gleichstromimpulse einer vorgegebenen Impulsfolgefrequenz der Lampe zuzuführen, um die Farbeigenschaften und die anderen Eigenschaften der Lampe zu verbessern. Ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Pulsbetrieb von Hochdruck-Natriumdampflampen zur Verbesserung der Farbausbeute derartiger Lampen ist in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der Seri—el Nr. 649 900 von Osteen, vom 16. Januar 1976 offenbart, die der Anmelderin der vorstehenden Anmeldung zusteht.According to a typical embodiment of the invention, the lamp is designed as a high-pressure sodium vapor lamp, and the controlled switch is designed as a thyristor. The circuit according to the invention for operating a lamp can be used to supply direct current pulses of a predetermined pulse repetition frequency to the lamp in order to improve the color properties and the other properties of the lamp. A method and a device for the pulsed operation of high-pressure sodium lamps for improving the color yield of such lamps is disclosed in copending U.S. Application Seri-el no. 649,900 of Osteen on 16 January 1976 by the applicant of the above Registration is due.

deutschen \21. Dezember 1976 .German \ 21. December 1976.

Wie in der ι Patentanmeldung P 26 57 824.5-33 vom | offenbart ist, besitzt eine Hochdruck-Natriumdampflampe eine längliche Bogenröhre, die eine Xenonfüllung mit einem Druck von etwa 30 torr als Startgas, und eine Ladung von 25 Milligramm Amalgam aus 25 Gewichtsprozent Natrium und 75 Gewichtsprozent Quecksilber ent hält. As in the ι patent application P 26 57 824.5-33 from | is disclosed, a high pressure sodium vapor lamp has an elongated arc tube containing a xenon filling with a pressure of about 30 torr as starting gas, and a charge of 25 milligrams of amalgam of 25 percent by weight sodium and 75 percent by weight mercury ent .

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■ ν■ ν

Die vorliegende Erfindung liefert eine verbesserte Schaltung für den Gleichstrom-Impulsbetrieb derartiger Lampen in überein-The present invention provides an improved circuit for the pulsed DC operation of such lamps in accordance with

.vorstehena,.projecta,

Stimmung mit den Verfahren und Prinzipien, die in der ι genannten DT-Patentanmeldung von Osteen offenbart sind, wobei die Offenbarung dieser Anmeldung durch die hier erfolgte Bezugnahme zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Wie dort offenbart ist, lassen sich Impulse der Lampe zuführen, die Wiederholfrequenzen über 500 Hz bis etwa 2 000 Hz und Tastverhältnisse zwischen 10 % bis 30 % besitzen. Bei einem derartigen Betrieb wird die Farbtemperatur der Lampe erhöht und eine wesentliche Verbesserung der Farbausbeute ohne bedeutenden Verlust im Wirkungsgrad oder einer Verringerung der Lebensdauer der Lampe erzielt.Mood with the methods and principles that are disclosed in the DT patent application mentioned by Osteen, the disclosure of this application being made the subject of the disclosure of the present application through the reference made here. As is disclosed there, pulses can be fed to the lamp which have repetition frequencies above 500 Hz to approximately 2,000 Hz and duty cycles between 10% and 30 % . In such an operation, the color temperature of the lamp is increased and a substantial improvement in the color yield is achieved without a significant loss in efficiency or a reduction in the service life of the lamp.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.In the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

In den Figuren zeigen :In the figures show:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Gleichstrom-Impulsbetriebschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, bei der der gesteuerte Schalter und die kleinere Spule im Ladekreis liegen;Fig. 1 is a circuit diagram of a DC pulse operating circuit according to an embodiment of the invention, in which the controlled switches and the smaller coil are in the charging circuit;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Spannungs- und Stromverläufe, die beim Betrieb der in Figur 1 dargestellten Schaltung auftreten;2 shows a graphic representation of the voltage and current curves, which occur during the operation of the circuit shown in Figure 1;

Fig. 3 u.4 Abänderungen der in Figur 1 dargestellten Schaltung, wobei die Lampe an verschiedenen Stellen der Schaltung liegt ;Fig. 3 and 4 modifications of the circuit shown in Figure 1, wherein the lamp is at different points in the circuit;

Fig. 5 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Schaltung nach Figur 1;Fig. 5 is a circuit diagram of a further embodiment of the circuit according to Figure 1;

Fig. 6 ein Schaltbild einer Gleichstrom-ImpulsbetriebschaltungFig. 6 is a circuit diagram of a DC pulse drive circuit

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gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der der gesteuerte Schalter und die kleinere Spule im Entladekreis liegen;according to a further embodiment of the invention, in which the controlled switch and the smaller coil are in the discharge circuit;

Fig. 7 ein Schaltbild einer Gleichstrom-Impulsbetriebsschaltung der in Figur 1 dargestellten Art mit einem Starthilf ekreis und einem Spannungsschutzkreis;FIG. 7 is a circuit diagram of a DC pulse operating circuit of the type shown in FIG. 1 with a starting aid circuit and a voltage protection circuit;

Fig. 8 ein Schaltbild des Starthilfekreises, der in Figur 7 mit A bezeichnet ist.Fig. 8 is a circuit diagram of the booster circuit, which is designated in Figure 7 with A.

Fig. 9 Eine Anzahl von Spannungs- und Stromverläufen, die beim Betrieb in der Schaltung nach Figur 7 auftreten;9 shows a number of voltage and current profiles which occur during operation in the circuit according to FIG. 7;

Fig. 10 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Lampenspannung und der Lampenleistung für die Schaltung nach Figur 7 angibt;Fig. 10 is a graph showing the relationship between lamp voltage and indicates the lamp power for the circuit according to FIG. 7;

Fig. 11 ein Schaltbild der in Figur 7 dargestellten Verbesserung, die bei einem Impulserzeugerkreis der in Figur 6 dargestellten Art verwendet wird;FIG. 11 is a circuit diagram of the improvement shown in Figure 7, which is used in a pulse generator circuit of the type shown in Figure 6;

Fig. 12 ein Schaltbild einer Gleichstrom-Speisequelle in Verbindung mit dem Impulserzeugerkreis nach Figur 1;Fig. 12 is a circuit diagram of a DC power source in connection with the pulse generator circuit according to Figure 1;

Fig. 13 ein Schaltbild einer Gleichstrom-Impulsbetriebsschaltung der in Figur 6 dargestellten Art, die eine weitere Ausführungsform eines Spannungsschutzkreises enthält;FIG. 13 is a circuit diagram of a DC-pulse operation circuit of the type shown in Figure 6, which includes a further embodiment of an overvoltage protection circuit;

Fig. 14 eine graphische Darstellung von Spannungs- und Stromverläufen, die beim Betrieb der Schaltung nach Figur 13 auftreten;14 shows a graphic representation of voltage and current profiles which occur during operation of the circuit according to FIG. 13;

Fig. 15 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen Lampenspannung und Lampenleistung für die Schaltung nach Figur 13 kennzeichnet; und15 is a diagram that indicates the relationship between the lamp voltage and lamp power for the circuit of FIG. 13; and

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Fig. 16 eine der in Figur 13 dargestellten Schaltung entsprechende Schaltung, die bei einer Impulserzeugerschaltung gemäß Figur 1 verwendet ist.16 shows a circuit corresponding to that shown in FIG Circuit used in a pulse generator circuit according to FIG.

In Figur 1 ist ein Schaltbild dargestellt, das eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Impulsschaltung zum Betreiben einer Gasentladungslampe 1 zeigt.A circuit diagram is shown in FIG. 1 which shows an embodiment of the direct current pulse circuit according to the invention for operation a gas discharge lamp 1 shows.

Die Lampe 1, die typischerweise als Hochdruck-Natriumdampflampe der oben angegebenen Art ausgebildet ist, liegt an einer Seite am positiven Anschluß der Gleichstromspeisequelle 2, die z.B. eine Spannung von etwa 180 Volt besitzen kann. Die andere Seite der Lampe 1, die typischerweise eine Nennleistung von 330 Watt besitzt, ist mit der Serienschaltung aus Spule L1, einem Thyristor (SCR) 3 und einem Kondensator 4 verbunden, die über den Leiter 12 am negativen Anschluß der Gleichstrom-Speisequelle 2 liegt. Eine zweite Spule L2 in Serie mit einer Diode 5 ist über den Leiter 12 mit dem negativen Anschluß der Gleichstrom-Speisequelle 2 verbunden. Die zweite Spule L2 in Serie mit der Diode 5 liegt parallel zum Kondensator 4. Der Betrieb des Thyristors 3 wird durch eine RC-Zeitschaltung gesteuert, die innerhalb der mit B bezeichneten gestrichelten Linie liegt und im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Kondensator 6 und Widerstände 7 und 8 parallel zum Thyristor enthält. Ein Spannungsdurchbruchelement 9, in der dargestellten Schaltung als Diac verwirklicht, liegt mit einer Seite am Verbindungspunkt von Kondensator 6 und Widerstand 8, es liegt mit der anderen Seite an der Steuerelektrode (Gate) 3a des Thyristor-Schalters 3. Eine Zenerdiode 10 liegt parallel zum Kondensator 6 und dem Widerstand 8 des Zeitkreises.The lamp 1, typically as a high pressure sodium vapor lamp of the type indicated above is connected on one side to the positive terminal of the direct current supply source 2, e.g. can have a voltage of about 180 volts. The other side of the lamp 1, which is typically rated at 330 watts has, is with the series connection of coil L1, a thyristor (SCR) 3 and a capacitor 4 connected via the conductor 12 to the negative terminal of the direct current supply source 2 lies. A second coil L2 in series with a diode 5 is connected via the conductor 12 to the negative connection of the direct current supply source 2 connected. The second coil L2 in series with the diode 5 is parallel to the capacitor 4. The operation of the thyristor 3 is controlled by an RC timing circuit that operates within the with B denoted dashed line and in the illustrated embodiment contains a capacitor 6 and resistors 7 and 8 in parallel with the thyristor. A voltage breakdown element 9, Realized as a diac in the circuit shown, one side is at the junction of capacitor 6 and resistor 8, the other side is on the control electrode (gate) 3a of the thyristor switch 3. A Zener diode 10 is parallel to the capacitor 6 and the resistor 8 of the timing circuit.

Die Induktivität der Spule L2 ist wesentlich größer als diejenige der Spule L1, und bei einer typischen Schaltung zur Ausführung der Erfindung ist die Induktivität von L2 ungefähr zehnmal größer als diejenige von L1. Das Verhältnis der Induktivitäten kann jedoch im Bereich von etwa 4:1 bis zu etwa 50:1 oder höher liegen, wobei sich noch zufriedenstellende Ergebnisse erzielen lassen. Im all-The inductance of coil L2 is substantially greater than that of coil L1, and in a typical circuit for implementing the According to the invention, the inductance of L2 is approximately ten times greater than that of L1. However, the ratio of the inductances can in the range of about 4: 1 up to about 50: 1 or higher with still satisfactory results. In space-

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gemeinen soll die Induktivität von L2 genügend groß sein, um eine richtige Aufladung des Kondensators 4 sicherzustellen, dabei sollte die obere Grenze für den Induktivitätswert derart gewählt sein, daß eine ausreichende Umkehr der Kondensatorladung sichergestellt ist, um den Thyristor-Schalter zu kommutieren.in general, the inductance of L2 should be large enough to To ensure correct charging of the capacitor 4, the upper limit for the inductance value should be chosen in this way be that a sufficient reversal of the capacitor charge is ensured to commutate the thyristor switch.

Ss scheint, daß die Verwendung höherer Werte der Spule 12. die Schaltungsverluste reduziert . Es hat sich ferner gezeigt, daß bei einer genügend großen Induktivität der Spule L2 die Diode weggelassen werden kann, und daß dabei die weitere Umkehr der Ladung auf dem Kondenscitor 4 noch vermieden wird, wie weiter unten erläutert ist. Dabei müssen die Werte des Kondensators 4 und der Spule L2 bei weggelassener Diode 5 derart sein, daß die in der Schaltung verfügbare Impulsspannung zum Wiederzünden der Lampe ausreicht.It appears that using higher values of coil 12. reduces circuit losses. It has also been shown that with a sufficiently large inductance of the coil L2, the diode can be omitted, and that further reversal of the charge on the capacitor 4 is avoided, as will be explained below. The values of the capacitor 4 and the coil L2, with the diode 5 omitted, must be such that the pulse voltage available in the circuit is sufficient to reignite the lamp.

Bei einer typischen Schaltung besitzen die folgenden Schaltelemente die angegebenen Werte :In a typical circuit, have the following switching elements the specified values:

Spule L1 - 0,7 Millihenry Sp -le L2 7 Millihenry Kondensator 4 - 3 Microfarad Kondensator 6 - O^12 Microfarad Widerstand 7 - 41K OhmCoil L1 - 0.7 millihenry Sp -le L2 7 millihenry Capacitor 4 - 3 microfarads. Capacitor 6 - O ^ 12 microfarads Resistance 7 - 41K ohms

Widerstand 8 - 7K OhmResistance 8 - 7K ohms

Zener Diode 10- 62 VoltZener diode 10-62 volts

Diode 5 1K VoltDiode 5 1K volts

Diac 9 38 Volt.Diac 9 38 volts.

Beim Betrieb der Schaltung, wenn der Thyristor-Schalter 3 von dem RC-Zeitkreis getriggert ist, fließt Gleichstrom durch die Lampe 1, die Spule L1 und den Thyristorschalter 3, wobei der Kondensator aufgeladen wird, der als Energiemeßeinrichtung im Schaltkreis dient. Die Ladung a f dem Kondensator 4 erreicht aufgrund eines Spannungsaubaus, der als Ergebnis des Betriebs der die Spule L1 und den Kondensator 4 enthaltenden LC-Schaltung erfolgt, eine positive Spannung, die wesentlich höher als die Versorgungsspannung ist. Dadurch wird die Kathodenspannung des ThyristorsWhen operating the circuit, when the thyristor switch 3 is triggered by the RC time circuit, direct current flows through the lamp 1, the coil L1 and the thyristor switch 3, wherein the capacitor is charged, which is used as an energy meter in the circuit serves. The charge a f reaches the capacitor 4 due to a voltage build-up that occurs as a result of the operation of the coil L1 and the LC circuit containing the capacitor 4 takes place, a positive voltage which is substantially higher than the supply voltage is. This increases the cathode voltage of the thyristor

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positiver als dessen Anodenspannung, und wenn dieser Spannungsaufbau vollständig ist, und wenn der Strom durch den Thyristor umzukehren trachtet, erfolgt eine Kommutierung und das Abschalten des Thyristors. In Abwesenheit der Shunt-Spule 12. würde die Ladung auf dem Kondensator 4 verbleiben, wobei eine nachfolgende Impulsansteuorung der Lampe 1 verhindert wäre. In der dargestellten Schaltung entlädt sich der Kondensator 4 und liefert seine Energie sehr schnell zur Spule L2; anschliessend wird diese Energie zum Kondensator 4 zurückgeliefert, wobei jedoch die Polarität der Spannung umgekehrt ist, so daß die obere Elektrode des Kondensators 4 auf ein hohes negatives Potential geht. Dieses negative Potential wird durch die Diode 5 und den.Thyristor 3 auf dem Kondensator 4 festgehalten und gespeichert. Als Ergebnis erzeugt die Spannung über dem Thyristor 3 einen positiven Spannungsabfall von der Anode zur Kathode, der größer als die Versorgungsspannung ist. Die Diode 5 ist in diesen LC-Kreis eingefügt, um Oszilla tionen zu verhindern. Anschliessend wird der nächste Impuls durch den Betrieb des RC-Zeitkreises geliefert, der zur Triggerung des Thyristors 3 eingestellt ist und Impulse der gewünschten Wiederholfrequenz in der gewünschten Weise zur Impulsansteuerung der Lampe 1 liefert.more positive than its anode voltage, and when this voltage build-up is complete and when the current through the thyristor tries to reverse, commutation takes place and the thyristor is switched off. In the absence of the shunt coil 12 , the charge would remain on the capacitor 4, a subsequent pulse control of the lamp 1 being prevented. In the circuit shown, the capacitor 4 discharges and delivers its energy very quickly to the coil L2; then this energy is returned to the capacitor 4, but the polarity of the voltage is reversed, so that the upper electrode of the capacitor 4 goes to a high negative potential. This negative potential is held by the diode 5 and den.Thyristor 3 on the capacitor 4 and stored. As a result, the voltage across the thyristor 3 produces a positive voltage drop from the anode to the cathode which is greater than the supply voltage. The diode 5 is inserted into this LC circuit in order to prevent oscillations. The next pulse is then supplied by the operation of the RC time circuit, which is set to trigger the thyristor 3 and supplies pulses of the desired repetition frequency in the desired manner for the pulse control of the lamp 1.

Während aufeinander folgender Zyklen nimmt der positive Spannungsabfall am Thyristor 3 auf noch höhere Werte zu, bis ein Gleichgewichtspotential als Funktion der gesamten Widerstandsverluste in der Schaltung erreicht wird. Dieses Gleichgewichtspotential kann Werte annehmen, die größer als der zweifache Wert der Versorgungsspannung sind. Bei einem Beispiel mit einer Speisespannung von etwa 180 Volt erreicht die Gleichgewichtsspannung am Thyristor 3 typischerweise während des Betriebs etwa 150 Volt. Wenn während des leitenden Zustands des Thyristors 3 derartig höhere Spannungen längs der Lampe 1 angelegt werden, stellen sie die wiederholte Ionisation und den kontinuierlichen Betrieb der Lampe insbesondere dann sicher, wenn die Impulswiederholfrequenz relativ klein ist.The positive voltage drop increases during successive cycles at the thyristor 3 to even higher values until an equilibrium potential as a function of the total resistance losses in the circuit is achieved. This equilibrium potential can assume values that are greater than twice the value of the supply voltage. In an example with a supply voltage of around 180 volts, the equilibrium voltage across the thyristor 3 typically reaches around 150 volts during operation. If during of the conductive state of the thyristor 3, such higher voltages are applied across the lamp 1, they represent the repeated Ionization and the continuous operation of the lamp are particularly reliable when the pulse repetition frequency is relatively low is.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Der Betrieb der RC-Zeitschaltung erfolgt derart, daß der Kondensator 6 mit einer durch die Kombination der Widerstände 7f 8 und des Kondensators G bestimmten Geschwindigkeit aufgeladen wird. Wenn das Potential auf dem Kondensator 6 die Durchbruchsspannung des Diacs 9 erreicht, entlädt sich der Kondensator 6 über eine Schleife, die die Steuerelektrode 3a des Thyristors enthält und schaltet den Thyristor 3 ein. Obwohl ein Diac als Spannungsdurchbruchselement 9 gezeigt ist, lassen sich andere Durchbruchselemente, wie zum Beispiel ein bilateraler Siliciumschalter (SBS), eine Shockley-Diode, eine Glimmlampe oder eine Serienkombination aus einigen dieser Elemente verwenden.The operation of the RC time circuit takes place in such a way that the capacitor 6 is charged with a speed determined by the combination of the resistors 7 f 8 and the capacitor G. When the potential on the capacitor 6 reaches the breakdown voltage of the diac 9, the capacitor 6 discharges via a loop which contains the control electrode 3a of the thyristor and switches the thyristor 3 on. Although a diac is shown as the voltage breakdown element 9, other breakdown elements such as a bilateral silicon switch (SBS), a Shockley diode, a glow lamp, or a series combination of some of these elements can be used.

Die am Verbindungspunkt der Widerstände 7 und 8 liegende Zener Diode des RC-Zeitkreises stabilisiert die Frequenz des Triggerbetriebs dadurch, daß sie eine feste Klemmspannung liefert, auf die der Kondensator 6 aufgeladen w± d. Die Widerstände 7 und 8 stellen einen Spannungsteiler dar, wodurch die Verwendung einer kleineren Zener-Diode möglich ist.The Zener at the junction of resistors 7 and 8 The diode of the RC time circuit stabilizes the frequency of the trigger operation by supplying a fixed clamping voltage which the capacitor 6 is charged w ± d. The resistors 7 and 8 represent a voltage divider, whereby the use of a smaller Zener diode is possible.

Figur 2 zeigt den Spannungsabfall am Thyristor und den Kurvenverlauf der Stromimpulse, nachdem das Gleichgewicht beim Betrieb der angegebenen Schaltung erreicht ist. Der anfängliche positive, dargestellte Spannungsabfall am Thyristor ( Anode ist positiv bezüglich der Kathode) liegt vor, bevor der Thyristor gezündet ist,, Wenn der Thyristor-Schalter am Punkt A eingeschaltet wird, der durch den RC-Zeitkreis bestimmt ist, dann fällt die Spannung längs des Schalters sofort auf null ab, wie am Punkt B dargestellt ist. Die Spannung bleibt auf dem Wert null, während der Strom durch den Thyristor-Schalter fliesst. Während dieser Periode wächst der Strom auf einen Sptzenwert an und fällt dann aufgrund des Betriebs des LC-Kreises auf null ab, wie aus dem Kurvenverlauf des Thyristorstroms ersichtlich ist. Die Umkehr des Stroms wird durch den Thyristor vermieden, und aufgrund der auf dem Kondensator 4 aufgebauten hohen positiven Spannung wird der Thyristor in umgekehrter Richtung vorgespannt, um kommutiert zu werden.Figure 2 shows the voltage drop across the thyristor and the curve of the current pulses after equilibrium is reached in the operation of the specified circuit. The initial positive, depicted There is a voltage drop at the thyristor (anode is positive with respect to the cathode) before the thyristor is triggered, When the thyristor switch is turned on at point A, which is determined by the RC timing circuit, then the voltage drops immediately down to zero along the switch, as shown at point B. The voltage remains at zero while the current flows through the thyristor switch. During this period the current grows to a peak value and then falls due to it the operation of the LC circuit to zero, as can be seen from the curve of the thyristor current. The reversal of the current is avoided by the thyristor, and due to the high positive voltage built up on the capacitor 4, the thyristor becomes biased in the reverse direction to be commutated.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

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Wenn der Thyristor zu leiten aufhört, wie am Punkt C dargestellt ist, wird der Spannungsabfall am Thyristor umgepolt, d.h. der Spannungsabfall besitzt nun eine negative Richtung, wobei die Kathodenspannung positiver als die Anodenspannung ist, vergleiche Punkt D. Der Kondensator 4 entladt sich dann über die Diode in die Spule L2 und erzeugt den Teil des Thyristor-SpannungsVerlaufs, der vom Punkt D zum Punkt E läuft, während das Kathodenpotential des Thyristors durch die Ladungsunikehr auf dem Kondensator 4 aufgrund der Wirkung der Spule L2 auf negative Werte gezogen wird. Der positive Spannungsabfall wird durch die Diode 5 auf dem Wert E gehalten. Der RC-Zeitkreis oder RC-Zeitsteuerkreis beginnt das Zeitsteuerintervall, wenn der Spannungs-abfall des Thyristors positiv wird (Punkt F), εο daß das Intervall von F nach A von dem Zeitsteuerkreis bestimmt ist.When the thyristor stops conducting, as shown at point C, the polarity of the voltage drop across the thyristor is reversed, i.e. the The voltage drop now has a negative direction, the cathode voltage being more positive than the anode voltage, compare Point D. The capacitor 4 then discharges through the diode into the coil L2 and generates the part of the thyristor voltage curve, which runs from point D to point E, while the cathode potential of the thyristor through the charge reversal on the capacitor 4 is pulled to negative values due to the action of coil L2. The positive voltage drop is generated by the diode 5 held at the value E. The RC time circuit or RC time control circuit starts the time control interval when the voltage drop of the Thyristor becomes positive (point F), εο that the interval from F according to A is determined by the timing circuit.

Es hat sich gezeigt, daß die Anordnung der Lampe 1 an verschiedenen Stellen des aus der Spule L1, dem Thyristor 3 und dem Kondensator 4 gebildeten Serienkreises ähnliche Ergebnisse liefert, wobei die Lampe 1 zwischen L1 und den Thyristor 3 oder zwischen den Thyristor 3 und die Kondensator-Entladeschleife oder in den Leiter 12 eingefügt werden kann. Die Lampe 1 kann ebenfalls im Entladekreis in Serie mit dem Kondensator 4 und parallel zu der Spule L2 angeordnet sein, vergleiche Figur 3, oder sie kann in Serie mit der Spule L2 parallel zum Kondensator 4 geschaltet werden, vergleiche Figur 4. Derartige abgeänderte Ausführungsformen liefern gemäß der Erfindung abgewandelte aber zufriedenstellende Ergebnisse.It has been shown that the arrangement of the lamp 1 at different Setting the series circuit formed from the coil L1, the thyristor 3 and the capacitor 4 gives similar results, wherein the lamp 1 between L1 and the thyristor 3 or between the thyristor 3 and the capacitor discharge loop or in the Head 12 can be inserted. The lamp 1 can also be in series with the capacitor 4 and in parallel with the discharge circuit Coil L2 can be arranged, see Figure 3, or it can be connected in series with the coil L2 parallel to the capacitor 4, See Figure 4. Such modified embodiments provide modified but satisfactory results according to the invention.

Die Spule L1 kann ebenfalls an verschiedenen Stellen im angegebenen Serienkreis liegen, um zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen, wobei derartig abgewandelte Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung liegen.The coil L1 can also be at various points in the specified Series circle lie in order to achieve satisfactory results, such modified embodiments within the framework of the invention.

Bei der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform liegt die Lampe in Serie mit der Spule L2 und parallel zum Speicherkondensator 14, der in der Entladeschleife aus Kondensator 4, Diode 5 und Spule L2In the embodiment shown in Figure 5, the lamp is in series with coil L2 and parallel to storage capacitor 14, which is in the discharge loop of capacitor 4, diode 5 and coil L2

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angeordnet ist und eine weitere Entladeschleife mit der Lampe 1 und der in Serie liegenden Strombegrenzungsspule L3 darstellt. Beim Betrieb dieser Schaltung wird die Energie des Kondensator 4, in ähnlicher Weise wie bei der zuvor beschriebenen Betriebsweise, über die Spule L2 dem Kondensator 14 zugeführt, wodurch sich eine Ladungsumkehr auf dem Kondensator 4 ergibt. Wenn die Spannung auf dem Kondensator 14 das Ionisationspotential der Lampe 1 erreicht, fliesst die auf dem Kondensator 4 und dem Kondensator 14 gespeicherte Energie über die Spule L3 durch die Lampe. Der Kondensator 14 und die Spule L3 können derart ausgewählt sein, daß sie einen gewünschten Kurvenverlauf für den Impulsbetrieb der Lampe liefern. Diese Ausführungsform beinhaltet eine Isolierung der Lampe von dem Impulserzeugerkreis, wodurch eine größere Freiheit bei der Gestaltung des Kurvenverlaufs des Lampenstroms möglich ist.is arranged and represents a further discharge loop with the lamp 1 and the series-connected current limiting coil L3. When operating this circuit, the energy of the capacitor 4, in a similar way to the previously described mode of operation, The capacitor 14 is fed via the coil L2, as a result of which the charge on the capacitor 4 is reversed. If the If the voltage on the capacitor 14 reaches the ionization potential of the lamp 1, the voltage on the capacitor 4 and the capacitor flows 14 stored energy through the coil L3 through the lamp. The capacitor 14 and the coil L3 can be selected in such a way that that they provide a desired curve for the pulsed operation of the lamp. This embodiment includes insulation of the lamp from the pulse generator circuit, which allows greater freedom in designing the curve shape of the lamp current is.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen liegt die Lade spule L1 in Serie mit dem Thyristor 3 und befindet sich zwischen der Quelle 2 und dem Kondensator 4. Gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform ist es ebenso möglich, die Schaltung umzukehren und die Spule L2 als Ladespule zwischen die Quelle 2 und den Kondensator 4 zu legen, und die Spule L1 in Serie mit dem Thyristor 3 als Entladekreis zu schalten. Die Induktivität der Spule L2 ist wiederum wesentlich größer als diejenige der Spule L1, wie das zuvor der Fall war. Die Schaltung nach Figur 6 arbeitet gemäß den in Figur 2 dargestellten Kurvenverläufen. In Figur 6 sind die Schaltungselemente entsprechend Figur 1 bezeichnet, wobei zusätzlich ein Filterkondensator 15 parallel zur Gleichstromspeisequelle 2 angeordnet ist, um eine gefilterte Spannungsversorgung für dem Impulserzeugerkreis zur Verfügung zu haben.In the embodiments described so far, the charging coil is located L1 in series with the thyristor 3 and is located between the source 2 and the capacitor 4. According to that shown in FIG Embodiment it is also possible to reverse the circuit and to place the coil L2 as a charging coil between the source 2 and the capacitor 4, and the coil L1 in series with the To switch thyristor 3 as a discharge circuit. The inductance of the coil L2 is again significantly greater than that of the coil L1, as was the case before. The circuit of Figure 6 works according to the curves shown in FIG. In Figure 6, the circuit elements are designated according to Figure 1, in addition, a filter capacitor 15 is arranged parallel to the direct current supply source 2 in order to provide a filtered voltage supply available for the pulse generator circuit.

Der Filterkondensator 15 besteht typischerweise aus einem Elektrolytkondensator, der im Vergleich mit anderen Kondensatortypen eine große Kapazität bei relativ kleinen Abmessungen besitzt. Im Gegensatz zu den voranstehenden Ausführungsformen, bei denen ein derartiger Filterkondensator großen Impulsströmen ausgesetztThe filter capacitor 15 typically consists of an electrolytic capacitor, which compared to other types of capacitors has a large capacity with relatively small dimensions. In contrast to the previous embodiments, in which such a filter capacitor is exposed to large pulse currents

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sein kann, die durch das Zünden des Thyristor-Schalters erzeugt werden und zu einer überhitzung des Elektrolytkondensators führen, wodurch die Betriebsdauer unerwünscht verkürzt werden kann, ist der Filterkondensator 15 in der vorliegenden Ausführungsform vom Thyristor-Impulskreis isoliert, wodurch diese Nachteile nicht auftreten.which are generated by the triggering of the thyristor switch and lead to overheating of the electrolytic capacitor, whereby the operating time can be shortened undesirably, is the filter capacitor 15 in the present embodiment isolated from the thyristor pulse circuit, whereby these disadvantages do not occur.

Die Lampe 1 kann an verschiedenen Stellen im Entladekreis aus L1 dem Thyristor 3 und dem Kondensator 4, oder in Serie mit der Spule L2 und der Diode 5 angeordnet sein. Derartige erfindungsgemäße Ausführungsformen erzeugen unterschiedliche, aber zufriedenstellende Ergebnisse.The lamp 1 can at different points in the discharge circuit from L1, the thyristor 3 and the capacitor 4, or in series with the Coil L2 and the diode 5 can be arranged. Such embodiments of the invention produce different but satisfactory ones Results.

Die Spule L1 kann ebenfalls an verschiedenen Stellen in dem Entladekreis zur Erzielung zufriedenstellender Ergebnisse angeordnet sein, wobei derartige Ausführungsformeη im Rahmen der Erfindung liegen.The coil L1 can also be at various points in the discharge circuit be arranged to achieve satisfactory results, such embodiments within the scope of the invention lie.

In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die eine Schaltung zur Begrenzung der am Thyristor 3 abfallenden Spannungsspitzen aufweist, wobei das unerwünschte Zünden des Thyristors aufgrund von Anodenüberspannungen vermieden wird.In Figure 7, a further embodiment of the invention is shown, which has a circuit for limiting the voltage peaks falling across the thyristor 3, the undesired ignition of the thyristor due to anode overvoltages is avoided.

Die Schaltung enthält Anschlüsse 2 einer Wechselstromquelle und eine Induktionsspule IA, die an einer Seite mit einem Anschluß der Wechselstromquelle, und an der anderen Seite mit dem Eingangsanschluß eines Vollweg-Brückengleichrichters 16 verbunden ist, der die Dioden D1, D2, D3 und D4 in bekannter Anordnung enthält, wobei der andere Eingangsanschluß des Gleichrichters 16 am anderen Anschluß der Quelle 2 liegt. Der Filterkondensator 15 parallel zum Gleichstromversorgungskreis liefert eine gefilterte Gleichspannungsversox'gung für den Impulskreis, der nachfolgend beschrieben wird, und erhöht die diesem Impulskreis zugeführte Durchschnittsspannung. Die Induktionsspule IA dient zur Begrenzung des Stroms durch die Lampe während der Start- und Aufwärm-The circuit contains terminals 2 of an alternating current source and an induction coil IA, which on one side has a terminal the alternating current source, and is connected on the other side to the input terminal of a full-wave bridge rectifier 16, which contains the diodes D1, D2, D3 and D4 in a known arrangement, the other input terminal of the rectifier 16 on the other Connection of the source 2 is. The filter capacitor 15 in parallel with the DC power supply circuit provides a filtered one DC voltage pollution for the pulse circuit, which is described below and increases the average voltage applied to this pulse circuit. The induction coil IA is used for limiting the current through the lamp during start-up and warm-up

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-At--At-

phase.phase.

Der Gleichstrom-Impulskreis für die Lampe 1 enthält eine Spule L1, die zwischen der Lampe und dem oberen Anschluß des Filterkondensators 15 liegt. Die Lampe 1 ist mit der anderen Seite an den in Serie liegenden gesteuerten Thyristor-Schalter ', einem gesteuerten Gleichrichter gelegt, der Kondensator 4 ist über den Leiter 12 mit dem anderen Anschluß des Filterkondensators 15 verbunden.The DC pulse circuit for lamp 1 contains a coil L1, which is between the lamp and the upper connection of the filter capacitor 15 lies. The lamp 1 is on the other side of the series controlled thyristor switch ', a controlled rectifier placed, the capacitor 4 is via the conductor 12 to the other terminal of the filter capacitor 15 connected.

Gemäß der Erfindung liegt der im Impulskreis vorgesehene Transformator 17 mit der Primärwicklung L2 in Serie mit der Diode 5, parallel zum Kondensator 4, und mit der Sekundärwicklung L3 in Serie mit der Diode 18 parallel zum Filterkondensator 15» wobei die Wicklungen untereinander ausser PhaseAccording to the invention, the transformer provided in the pulse circuit is located 17 with the primary winding L2 in series with the diode 5, parallel to the capacitor 4, and with the secondary winding L3 in Series with the diode 18 parallel to the filter capacitor 15 »whereby the windings are out of phase with one another

sind, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Der übertrager wird bevorzugt als eine Reaktanz mit kleinem Streufluß gekennzeichnet, d.h. die Wicklungen sollen magnetisch eng gekoppelt sein.are as shown in the drawing. The transmitter is preferably characterized as a reactance with low leakage flux, i.e. the windings should be magnetically closely coupled be.

Der Betrieb des Thyristors 3 wird durch einen Zeitsteuer- und Triggerkreis B gesteuert, wie oben beschrieben ist, wobei eine Starthilfeschaltung A mit der Spule L1 verbunden ist und parallel zur Lampe 1 liegt und dazu dient, ausreichend große Spannungsimpulse für den Start der Lampe 1 zuzuführen. Die Starthilfe schaltung A, die in Figur 8 in Einzelheiten dargestellt ist, ist in dem US-Patent 3 917 976 von Nuckolls vom 4. November 1975 offenbart. Wie sich Figur 8 entnehmen lässt, enthält dieser Hochspannungs-Impulsgen.ratorkreis einen Kondensator19 und einen Widerstand 20, die in Serie parallel zur Lampe 1 liegen, sie enthält einen spannungsempfindlichen symmetrischen Schalter 21, z.B. ein Triac, das zwischen einer Anzapfung der Spule L1 und der Verbindungsstelle des Kondensators 19 mit dem Widerstand 20 liegt. Die Steuerelektrode 21a (gate electrode) des Triacs wird einer spannungsempfindlichen Triggereinrichtung 22, z.B. einem bilateralen Siliciumschalter (SBS) zugeführt. Die Zündung des TriacsThe operation of the thyristor 3 is controlled by a timing and triggering circuit B as described above, one being Starting aid circuit A is connected to coil L1 and is parallel to lamp 1 and is used to supply sufficiently large voltage pulses to start lamp 1. The jump start circuit A, which is shown in detail in Figure 8, is in U.S. Patent 3,917,976 to Nuckolls dated Nov. 4, 1975 disclosed. As can be seen from FIG. 8, this contains high-voltage pulse generator circuit a capacitor 19 and a resistor 20, which are in series in parallel with the lamp 1, it contains a voltage-sensitive symmetrical switch 21, e.g. a triac, which is connected between a tap of the coil L1 and the Connection point of the capacitor 19 with the resistor 20 is located. The gate electrode 21a of the triac becomes a voltage sensitive trigger device 22, e.g. Silicon switch (SBS) supplied. The ignition of the triac

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wird durch einen RC-Zeitsteuerkreis gesteuert, der eine Serienschaltung aus Kondensator 23 und Widerstand 24 parallel zum Triac enthält, wobei der bilaterale Siliciumschalter (SBS) 22 an den Verbindungspunkt zwischen Kondensator 23 und Widerstand 24 angeschaltet ist. Beim Betrieb dieser Schaltung wird der Kondensator 19 anfänglich durch einen Gleichstrom aufgeladen, der von der Gleichspannungsversorgung durch die Spule L1 und denjenigen Kreis fliesst, der vom Kondensator 19, dem Widerstand 20, dem Thyristor-Steuerkreis B, der Diode 5, und der Spule L2 gebildet wird, wobei dann der Strom zurück zur Gleichspannungsversorgung fließt. Der Kondensator 23 wird über die Spule L1 und den Widerstand 24 so lange aufgeladen, bis seine Spannung den Durchbruchswert des bilateralen Siliciumschalters (SBS) 22 erreicht, wodurch dann das Triac 21 getriggert wird. Wenn dies erfolgt, entlädt sich der Kondensator 19 über die am Ausgangsende der Spule L1 angezapften Endungen, wobei eine hohe Spannung, z.B. 3 000 Volt in der Spule L1 induziert wird, die als ein Spartransformator arbeitet. Durch wiederholtes Auf- und Entladen der Konsendatoren 19 und 23 in dem geschilderten Startkreis werden Impulse dieser hohen Spannung an der Lampe 1 erzeugt, bis die Lampe zündet. Nach dem Starten der Lampe beendet der Hochspannungs-Zündkreis den Betrieb als Ergebnis der Klemmwirkung der gezündeten Lampenlast; daher erreicht die am Kondensator 23 aufgebaute Spannung nicht den Durchbruchswert des spannungsempfindlichen Schalters 22.is controlled by an RC timing circuit that is connected in series composed of capacitor 23 and resistor 24 in parallel with the triac, the bilateral silicon switch (SBS) 22 is connected to the connection point between capacitor 23 and resistor 24. When operating this circuit, the capacitor 19 initially charged by a direct current drawn from the DC power supply through coil L1 and the one The circuit that flows is formed by the capacitor 19, the resistor 20, the thyristor control circuit B, the diode 5, and the coil L2 the current then flows back to the DC voltage supply. The capacitor 23 is across the coil L1 and the Resistor 24 charged until its voltage reaches the breakdown value of the bilateral silicon switch (SBS) 22, whereby the triac 21 is then triggered. When this occurs, the capacitor 19 discharges through that at the output end of the Coil L1 has tapped ends, whereby a high voltage, e.g. 3,000 volts, is induced in coil L1, which acts as an autotransformer is working. By repeatedly charging and discharging the consendators 19 and 23 in the starting circle described, impulses are generated this high voltage is generated on the lamp 1 until the lamp ignites. After the lamp has started, the high-voltage ignition circuit ends the operation as a result of the clamping action of the ignited lamp load; therefore the built up on capacitor 23 reaches Voltage does not exceed the breakdown value of voltage sensitive switch 22.

Typische Werte der in Figur 8 dargestellten Schaltung lauten :Typical values of the circuit shown in Figure 8 are:

Kondensator 19 - 0,1 MicrofaradCapacitor 19 - 0.1 microfarads

Widerstand 20 - 33K 0hmResistance 20 - 33K ohm

Widerstand 24 - 2f2 MegohmsResistor 24 - 2 f 2 megohms

Kondensator 23 - o^12 MicrofaradCapacitor 23 - o ^ 12 microfarads

SBS 22 - 9 Volt (GE2N4992)SBS 22 - 9 volts (GE2N4992)

Triac 21 - 400 Volt (RCA 40669).Triac 21 - 400 volts (RCA 40669).

Der Betrieb der in Figur 7 dargestellten Schaltung ist dem in Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen Betrieb ähnlich. DerThe operation of the circuit shown in FIG. 7 is similar to that described in connection with FIG. Of the

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- 14 -- 14 -

-eo--eo-

Transformator 17 in der erfindungsgemäßen Schaltung dient zur Begrenzung der Spannungsspitzen am Thyristor 3 und vermeidet das unerwünschte Zünden des Thyristors aufgrund von Anoden Überspannungen, insbesondere wenn der Thyristor für niedere Spannungen ausgelegt ist. Ein derartiges unerwünschtes Zünden kann zur Qualitätsverminderung des Thyristors führen und bewirkt eine Wechselwirkung mit der Spule L2, wobei intermittierend 60-80A große Stromspitzen durch die Lampe 1 fHessen, die eine Qualitätsverminderung der Lampe nach sich ziehen können und die normale Zündung der Lampe verhindern können.Transformer 17 in the circuit according to the invention serves to limit the voltage peaks at the thyristor 3 and prevents them the undesired ignition of the thyristor due to anode overvoltages, especially if the thyristor is designed for low voltages. Such undesirable ignition can lead to the deterioration of the thyristor and causes an interaction with the coil L2, whereby intermittently 60-80A Large current peaks through the lamp 1 fHessen, which can lead to a deterioration in the quality of the lamp and the normal Prevent the lamp from igniting.

Unter der Annahme, daß das Windungsverhältnis.der Transformatorwickluagen 1:1 beträgt, wächst die Spannung am Kondensator 4 bei Betrieb der Schaltung zur Zeit t.. auf einen Spitzenwert an, wenn der Thyristor 3 zur Zeit t zündet. Zum Zeitpunkt t.. schaltet der Thyristor 3 ab, während der Stromfluß durch die Spule L2 begonnen hat. Zur Zeit t? erreicht die Spannung an der Spule L2 (und am Kondensator 4) die Größe der Spannung V der Speisequelle, die Spannung besitzt jedoch eine negative Polung. Es sei bemerkt, daß die Spannung an der Sekundärwicklung L3 identisch mit der Spannung an der Primärwicklung L2 ist (sofern die Streureaktanz vernachlässigbar ist). Wenn die Spannung an der Wicklung L3 die Spannung der Speisequelle, d.h. die Spannung am Filterkondensator 15 erreicht, wird die Diode 18 in Vorwärtsrichtung vorge spannt, und der Strom beginnt durch L3 und die Diode 18 in die Speisequelle hinein zu fHessen, die von dem Kondensator 15 dargestellt wird, und zur gleichen Zeit hört der Stromfluß in der Primärwicklung L2 auf. Obwohl eine rasche Änderung der Ströme in den Wicklungen L2 und L3 erfolgt, ist das Magnetfeld in dem Transformator 17 kontinuierlich und verändert sich nicht schnell. Die Geschwindigkeit, mit der der Strom in der Wicklung L2 zu fHessen aufhört und in der Wicklung L3 zu fHessen beginnt, hängt von der Streureaktanz zwischen den beiden Wicklungen ab. Auf diese Weise ist die am Kondensator 4 zur Zeit t, erscheinende negative Spannung in ihrer Größe auf die Versorgungsspannung V begrenzt, und es ist daher die maximale Spannung am Thyristor 3 auf die doppelte Versorgungs- oder Speisespannung begrenzt. Als ErgebnisAssuming that the turns ratio of the transformer windings is 1: 1, the voltage across the capacitor 4 increases to a peak value when the circuit is in operation at time t .. when the thyristor 3 ignites at time t. At time t .. the thyristor 3 switches off while the current flow through the coil L2 has started. At the moment t ? If the voltage at coil L2 (and at capacitor 4) is as high as the voltage V of the supply source, the voltage, however, has a negative polarity. It should be noted that the voltage on the secondary winding L3 is identical to the voltage on the primary winding L2 (provided that the leakage reactance is negligible). When the voltage on winding L3 reaches the voltage of the supply source, ie the voltage on filter capacitor 15, diode 18 is biased in the forward direction and the current begins to flow through L3 and diode 18 into the supply source, which is from the capacitor 15, and at the same time the flow of current in the primary winding L2 ceases. Although there is a rapid change in the currents in the windings L2 and L3, the magnetic field in the transformer 17 is continuous and does not change quickly. The speed at which the current stops flowing in winding L2 and begins flowing in winding L3 depends on the leakage reactance between the two windings. In this way, the negative voltage appearing on the capacitor 4 at time t 1 is limited in size to the supply voltage V, and the maximum voltage on the thyristor 3 is therefore limited to twice the supply voltage. As a result

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lassen sich daher Thyristoren mit einer Nennspannung von 600 V anstelle von 1 000 V-Thyristoren verwenden, wodurch sich eine wesentliche Kosteneinsparung bei diesem Bauelement ergibt. In gleicher Weise lässt sich eine Diode D15 mit kleinerer Nenn spannung verwenden, die weniger teuer ist.Thyristors with a nominal voltage of 600 V instead of 1,000 V thyristors can therefore be used, which results in a results in substantial cost savings in this component. In the same way, a diode D15 with a lower nominal voltage use that is less expensive.

Um den richtigen Betrieb der Schaltung zu verwirklichen, muß die Induktivität der Primärwicklung L2 des Transformators wesentlich größer als die Induktivität der Spule L1 sein, wobei das Induktivitätsverhältnis von L2 zu L1 mindestens etwa 10:1 betragen soll. Die maximale Induktivität der Wicklung L2 soll derart gewählt werden, daß bei einer speziellen Impulsfrequenz die an der Sekundärwicklung L3 induzierte Spannung die Spannung der Speisequelle in oben beschriebener Weise übersteigt. Sofern die Induktivität von L2 zu hoch ist, nimmt die Zeit zum Aufladen des Kondensators 4 derart zu, daß der Kondensator noch geladen ist, wenn der nächste Zyklus beginnt, d.h. wenn der Thyristor 3 eingeschaltet wird, wobei in der Sekundärwicklung L3 eine Spannung induziert wird, die nicht ausreicht, um hierin die gewünschte Stromleitung zu veranlassen. In order to achieve the correct operation of the circuit, the inductance of the primary winding L2 of the transformer must be substantially greater than the inductance of the coil L1, the inductance ratio of L2 to L1 being at least about 10: 1. The maximum inductance of the winding L2 should be selected in such a way that at a specific pulse frequency the voltage induced on the secondary winding L3 exceeds the voltage of the supply source in the manner described above. If the inductance of L2 is too high, the time to charge the capacitor 4 increases so that the capacitor is still charged when the next cycle begins, ie when the thyristor 3 is switched on, a voltage being induced in the secondary winding L3 which is not sufficient to cause the desired current conduction here.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Schaltung liegt darin, daß sie eine Steuerung des Zusammenhangs zwischen Lampenleistung und Lampenspannung liefert, wobei für diesen Zusammenhang eine fla chere Kurve erhalten werden kann, wie in Figur 10 dargestellt ist. In diesem Diagramm stellt die in gebrochener Linie dargestellte Kurve A die Abhängigkeit der Lampenleistung von der Lampenspannung in einer Schaltung ohne die RUckkopplungsanordnung der vorliegenden Ausführungsform dar, während die Kurve B die Beziehung zwi sehen Leistung und Spannung für die Schaltung der vorliegenden Ausführungsform kennzeichnet. Bei der Schaltung gemäß der Kurve A wird der Anstieg der Lampenspannung, der typischerweise bei den hier betroffenen Lampen während der Betriebsdauer erfolgt, von einer wesentlichen Erhöhung der Lampenleistung begleitet, wodurch die Lebensdauer der Lampe aufgrund einer Überhitzung im allgemeinen verkürzt wird. Demgegenüber verläuft die Kurve B wesentlich flacher als die Kurve A, und die Lampenleistung verbleibt daherAnother advantage of the circuit described is that it controls the relationship between lamp power and Lamp voltage supplies, with a fla chere for this context Curve can be obtained as shown in FIG. This diagram represents the one shown in broken line Curve A shows the dependence of the lamp power on the lamp voltage in a circuit without the feedback arrangement of the present one Embodiment, while curve B see the relationship between power and voltage for the circuit of the present Embodiment characterizes. When switching according to the curve A becomes the increase in the lamp voltage, which typically occurs in the lamps concerned here during the operating period of accompanied by a substantial increase in lamp power, reducing the life of the lamp due to overheating in general is shortened. In contrast, curve B is much flatter than curve A, and the lamp power therefore remains

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bei zugfahmender Lampenspannung relativ konstant, wodurch sich eine längere Lebensdauer der Lampe und eine stärker nahezu gleichförmige Lichtabgabe während der Betriebslebensdauer ergibt. relatively constant when the lamp voltage is drawn, which means that results in longer lamp life and more nearly uniform light output over its operating life.

Der relativ steile Anstieg am Anfangsbereich der Kurve B rührt von der Energierückkehr zur Speisequelle her, die oben beschrieben wurde. Die Lampenleistung stabilisiert sich typischerweise auf der Spitze dieses Bereichs der Kurve ungefähr eine halbe Minute nach der Zündung der Lampe.The relatively steep rise at the beginning of curve B is due to the return of energy to the supply source described above became. The lamp power typically stabilizes at the apex of this region of the curve about a half Minute after the lamp was ignited.

Um die Vorteile dieser Verbesserung zu erzielen, muß das Windungsverhältnis der Sekundärwicklung L3 zur Primärwicklung L2 mindestens 1:1 betragen, es kann 5:1 oder höher sein. Es sei bemerkt, daß die an der Sekundärwicklung L3 erzeugte Spannung um so höher wird und um so früher die Spannung der Speisequelle erreicht und mit der Stromführung in die Speisequelle beginnt, je höher das Windungsverhältnis ist, wobei die Spannung der Wicklung L2 in Abhängigkeit vom V/indungsverhältnis auf einem Spannungswert festgeklemmt wird, der kleiner als die Spannung der Speisequelle ist. Je größer also daher das Windungsverhältnis, um so flacher verläuft die Leistungs/Spannungskurve.To take advantage of this improvement, the turns ratio the secondary winding L3 to the primary winding L2 must be at least 1: 1, it can be 5: 1 or higher. It should be noted that the voltage generated at the secondary winding L3 becomes higher and the sooner it reaches the voltage of the supply source and begins to carry current into the supply source, the higher the turns ratio, the voltage of the winding L2 as a function of the conversion ratio on a voltage value is clamped, which is smaller than the voltage of the supply source. So the greater the turns ratio, the flatter the power / voltage curve.

Bei einer typischen erfindungsgemäßen Schaltung mit einer Impulsfolgefrequenz von 1 200 Hz und einem Tastverhältnis von 20 % besitzen die eng gekoppelten Sekundär- und Primärwicklungen des Transformators 17 ein Windungsverhältnis von 1:1, und die Induktivität der Wicklungen liegt im Bereich von 7 bis 25 Millihenry«In a typical circuit according to the invention with a pulse repetition frequency of 1,200 Hz and a pulse duty factor of 20% , the closely coupled secondary and primary windings of the transformer 17 have a turns ratio of 1: 1, and the inductance of the windings is in the range from 7 to 25 millihenry «

Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsform dieser verbesserten Schaltung, wobei der Impulskreis einen der Schaltung nach Fig. entsprechenden Aufbau besitzt, wobei der Thyristor 3 und die Spule L1 auf der anderen Seite des Kondensators 4 liegen. Der Gleichstrom-Speisekreis, an den der Filterkondensator 15 angeschlossen ist, wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit in Figur 11 weggelassen. Der Transformator 17' enthält eine PrimärwicklungFigure 11 shows another embodiment of this improved one Circuit, the pulse circuit having a structure corresponding to the circuit according to FIG., The thyristor 3 and the Coil L1 lie on the other side of the capacitor 4. The DC supply circuit to which the filter capacitor 15 is connected has been omitted from FIG. 11 for the sake of clarity. The transformer 17 'contains a primary winding

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L2'und eine Sekundärwicklung L31, wobei die Primärwicklung L21 in Serie mit der Diode 5 parallel zum Kondensator 15, und die Sekundärwicklung L31 in Serie mit der Diode 18 ebenfalls parallel zum Kondensator 15 liegt. Die Spule L1, die Lampe 1 und der gesteuerte Thyristor-Schalter 3 liegen in Serie, wobei diese Serienschaltung parallel zum Kondensator 15 angeordnet ist. Die Starthilfsschaltung A und die Triggerschaltung B sind in der Art und für dieselben Zwecke mit der Schaltung verbunden, wie dies in Verbindung mit der Ausführungsform nach Figur 6 beschrieben ist. Die Schaltung nach Figur 11 arbeitet im wesentlichen so, wie dies in Verbindung mit der Schaltung nach Figur 7 be schrieben wurde, wobei die Schaltung durch die· verschiedenen Kurvenformen nach Figur 9 gekennzeichnet ist und die Vorteile der gerade zuvor beschriebenen Schaltung aufweist.L2 'and a secondary winding L3 1 , the primary winding L2 1 in series with the diode 5 in parallel with the capacitor 15, and the secondary winding L3 1 in series with the diode 18 also in parallel with the capacitor 15. The coil L1, the lamp 1 and the controlled thyristor switch 3 are in series, this series circuit being arranged in parallel with the capacitor 15. The starting aid circuit A and the trigger circuit B are connected to the circuit in the manner and for the same purposes as described in connection with the embodiment according to FIG. The circuit according to FIG. 11 works essentially as it was described in connection with the circuit according to FIG. 7, the circuit being characterized by the various waveforms according to FIG. 9 and having the advantages of the circuit just described above.

Obwohl verschiedene Arten von Gleichstromspeisequellen verwendet werden können, so hat sich eine spezielle nützliche Gleichstromversorgung mit einem kleinen Rauhigkeitsfaktor zur Verwendung mit den geschilderten Impulskreisen als vorteilhaft erwiesen. Diese Schaltung liefert eine allmähliche Zunahme der der Entladungslampe zugeführten Leistung während des Startintervalls und vermeidet dadurch während dieser Phase einen instabilen Lampenbetrieb. Although various types of DC power sources can be used, one particular DC power supply has become useful with a small roughness factor proved to be advantageous for use with the described pulse circles. This circuit provides a gradual increase in the power supplied to the discharge lamp during the starting interval and This avoids unstable lamp operation during this phase.

In Figur 12 ist ein Schaltbild dieser Ausführungsform dargestellt mit zwei Anschlüssen 2 einer Wechselspannungsquelle, wobei die Induktionsspule L4 an einer Seite mit einem Anschluß der Quelle und an der anderen Seite mit dem Eingangsanschluß des Vollwellen-Brückengleichrichters 16 verbunden ist, der die Dioden D1, D2, D3 und D4 in bekannter Anordnung enthält. Der andere Eingangsanschluß des Brückengleichrichters 16 ist mit dem anderen Anschluß 2 der Quelle verbunden. Eine Hilfl.induktionsspule L5 ist induktiv mit der Hauptinduktionsspule LA dadurch gekoppelt, daß die beiden Spulen auf einem gemeinsamen magnetischen Kern an entgegengesetzten Seiten eines magnetischen Nebenschlußes (shunt) liegen. Eine derartige Anordnung induktiv gekoppelter SpulenA circuit diagram of this embodiment is shown in FIG. 12 with two connections 2 of an AC voltage source, the induction coil L4 being connected on one side to a connection of the source and on the other side to the input connection of the full-wave bridge rectifier 16 which contains the diodes D1, D2 , D3 and D4 in a known arrangement. The other input terminal of the bridge rectifier 16 is connected to the other terminal 2 of the source. A helper l. Induction coil L5 is inductively coupled to the main induction coil LA in that the two coils lie on a common magnetic core on opposite sides of a magnetic shunt. Such an arrangement of inductively coupled coils

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ist z.B. in dem US-Patent 3 873 910 von Willis, vom 25. März 1975 gezeigt, das der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zusteht, wobei die Offenbarung dieses US-Patents durch diese Bezugnahme zürn Gegenstand der Offenbarung dieser Anmeldung gemacht wird. Die Hilfsinduktionsspule L5 ist an den einander entgegengesetzten Seiten je mit den Eingangsanschlüssen eines anderen Vollwellen-Gleichrichters 25 verbunden, der durch die Dioden D2 und D6 gebildet wird, die mit den Dioden D2 und D4 zusammenwirken, um eine Vollwellen-Gleichrichtung des Stromes der Hilfsspule L5 durchzuführen. Der zwischen die Hilfsspule L5 und den Eingangsanschluß des Brückengleichrichters 25 gelegte Kondensator 26 ist so ausgewählt, daß er in Verbindung mit der St'reureaktanz zwischen den Induktionsspulen Lh und L5 die erforderliche Phasenverschiebung und Leistungsfaktor liefert. Werden Induktionsspule L5 und Kondensator 26 so ausgewählt, daß der Teil des der Spule L5 zugeordneten magnetischen Kerns gesättigt ist, so wird ein höherer Grad an Regelbarkeit der Lampenleistung über einen weiten Bereich der Eingangsspannung erzielt.is shown, for example, in US Patent 3,873,910 to Willis, dated March 25, 1975, which is assigned to the assignee of the present invention, the disclosure of which US patent is incorporated herein by reference. The auxiliary induction coil L5 is connected on the opposite sides to the input terminals of another full-wave rectifier 25, which is formed by the diodes D2 and D6, which cooperate with the diodes D2 and D4, to full-wave rectification of the current of the auxiliary coil L5 perform. The capacitor 26 placed between the auxiliary coil L5 and the input connection of the bridge rectifier 25 is selected so that, in conjunction with the disturbance reactance between the induction coils Lh and L5, it supplies the required phase shift and power factor. If induction coil L5 and capacitor 26 are selected in such a way that the part of the magnetic core assigned to coil L5 is saturated, a higher degree of controllability of the lamp power is achieved over a wide range of the input voltage.

Parallel zu der beschriebenen Gleichstrom-Speiseschaltung liegt an den gemeinsamen Ausgangsanschlüssen der Brückengleichrichter 16 und 25 ein Lampen-Impulskreis, der die Gasentladungslampe enthält, die insbesondere als Hochdruck-Natriumdampflampe ausgebildet ist.The bridge rectifier is connected to the common output connections in parallel with the direct current supply circuit described 16 and 25 a lamp pulse circuit containing the gas discharge lamp, which is designed in particular as a high-pressure sodium vapor lamp.

Mittels des angegebenen Gleichstrom-Speisekreises ist der der Lampe von der Hauptinduktionsspule LA über den Brückengleichrichter 16 zugeführte Gleichstrom im wesentlichen außer Phase mit dem der Lampe von der Hilfsspule L5 und dem Kondensator 26 über den Brückengleichrichter 25 zugeführten Gleichstrom. Als Ergebnis wird der mittlere Strom durch die Lampe und die Spannung an der Lampe wesentlich über die mittleren Größen von Strom und Spannung erhöht, die in Abwesenheit der Hilfsspule L5 und der zugeordneten Gleichrichterschaltung vorhanden wären, wodurch die Tendenz der Lampe, aufgrund einer Deionisation beim Strom null auszugehen, stark verringert wird, und wobei gleichzeitig eine genügendBy means of the specified DC supply circuit, that of the lamp is from the main induction coil LA via the bridge rectifier 16 supplied direct current essentially out of phase with that of the lamp from the auxiliary coil L5 and the capacitor 26 over the bridge rectifier 25 supplied direct current. As a result, the mean current through the lamp and the voltage across the The lamp increases significantly above the mean values of current and voltage, in the absence of the auxiliary coil L5 and the associated Rectifier circuit would be present, reducing the tendency of the lamp to go out due to deionization at zero current, is greatly reduced, and at the same time a sufficient

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große Spannung zum erneuten Zünden vorhanden ist, um den Betrieb der Lampe aufrecht zu erhalten. Beim Betrieb der Schaltung dient die Hauptinduktionsspule LA außerdem als Strombegrenzungsreak tanz, um den Strorafluß durch die Lampe nach dem Start der Lampe zu begrenzen, wobei die Hauptinduktionsspule LA eine Ballast funktion ausübt.high voltage is present to re-ignite in order to keep the lamp operating. When operating the circuit is used the main induction coil LA also acts as a current limiting reaction, in order to limit the flow of current through the lamp after the lamp has been started, the main induction coil LA functioning as a ballast exercises.

Eine Gleichstrom-Speiseschaltung der ausgeführten Art ist in der gleichzeitig anhängenden US-Patentanmeldung mit der Serial Nummer 608 531 von Neal, eingereicht am 28. August 1975, offenbart, die der Anmelderin der vorliegenden Erfindung zusteht, wobei die Offenbarung dieser US-Patentanmeldung durch diese Bezugnahme zu einem Teil der Offenbarung dieser vorliegenden Erfindung ge macht wird.A DC power supply circuit of the type set forth is disclosed in co-pending U.S. Patent Application Serial Number 608,531 to Neal, filed August 28, 1975, which is assigned to the assignee of the present invention, which patent application Disclosure of this US patent application is made part of the disclosure of this present invention by this reference will.

In der in Figur 12 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform liefert der Filterkondensator 15 parallel zur Gleichstromversorgungsschaltung eine gefilterte Gleichspannung dem Impulserzeugerkreis und erhöht die diesem Kreis zugeführte mittlere Spannung. Der Typ des Impulserzeugerkreises, der erfindungsgemäß für den Impulsbetrieb der Lampe verwendet wird, ist in Figur 1 dargestellt, es lassen sich jedoch alle anderen Impulserzeugerkreise der in den Figuren 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen oder der in Figur 6 dargestellte Umkehrtyp der Schaltung oder Variationen dieser Schaltungen verwenden. Der Impulserzeugerkreis nach Figur 12 enthält eine RC-Schaltung B, die schon beschrieben wurde und in Figur 1 dargestellt ist, er enthält außerdem die Starthilfsschaltung A nach Figur 8.In the embodiment according to the invention shown in FIG. 12, the filter capacitor 15 supplies in parallel with the DC power supply circuit a filtered DC voltage to the pulse generator circuit and increases the mean applied to this circuit Tension. The type of pulse generator circuit used in accordance with the invention for pulsed operation of the lamp is shown in FIG shown, but all other pulse generator circuits of the embodiments shown in FIGS. 3 to 5 can be used or use the reverse type of circuit shown in Figure 6 or variations of these circuits. The pulse generator circuit according to Figure 12 contains an RC circuit B, which has already been described and is shown in Figure 1, it also contains the Auxiliary starting circuit A according to Figure 8.

Es hat sich gezeigt, daß die in den Impulskreisen der geschilderten Art verwendeten Gasentladungslampen hoher Intensität dem Nachteil eines instabilen Betriebs während des Startintervalls unterliegen, wenn die Bedingungen derart sind, daß die Lampe ihre Betriebsleistung zu schnell erreicht, d.h. ohne daß eine ange messene Aufwärmperiode vorhanden ist, die ein allmähliches An wachsen der Lampe während des StartIntervalls zugeführten LeistungIt has been shown that in the pulse circles of the described Kind of high-intensity gas discharge lamps used the disadvantage of unstable operation during the start interval are subject to when conditions are such that the lamp reaches its operating power too quickly, i.e. without an adequate one There is a warm-up period, which is a gradual increase in the power supplied to the lamp during the start-up interval

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ermöglicht. Es hat sich ferner gezeigt, daß die Kombination der oben geschilderten Gleichstromspeiseschaltung mit einem Impulskrt;s der oben gezeigten und dargestellten Art eine relativ langsame Aufwärmperiode mit sich bringt, so daß der Betrieb der Lampe relativ stabil ist, wenn die Lampe ihre stationäre Be triebsleistung erreicht, und daß eine kleine oder gar keine Gefahr besteht, daß die Lampe aufgrund einer während der Start phase angelegten zu hohen Leistung ausgeht.enables. It has also been shown that the combination of the above-described direct current supply circuit with a pulse krt; s of the type shown and illustrated above brings with it a relatively slow warm-up period, so that the operation of the lamp is relatively stable when the lamp is at its steady-state operating power achieved, and that there is little or no risk of the lamp going out due to excessive power applied during the start phase.

In einer typischen Schaltung nach Figur 12 besitzen die folgenden Bauelemente die folgenden V/erte :In a typical circuit according to FIG. 12, the following components have the following values:

Spule LA - 390 WindungenCoil LA - 390 turns

Spule L5 - 468 V/indungenCoil L5 - 468 V / indings

Kondensator 26 - 7,5 MicrofaradCapacitor 26 - 7.5 microfarads

Kondensator 15 - 120 MicrofaradCapacitor 15-120 microfarads

Spule L1 - 0,7 MillihenryCoil L1 - 0.7 millihenry

Spule L2 7 MillihenryCoil L2 7 millihenry

Kondensator 4 3 MicrofaradCapacitor 4 3 microfarads

Diode 5 - 1K VoltDiode 5 - 1K volts

Thyristor 3 - 600 Volt 25 Ampere.Thyristor 3 - 600 volts 25 amps.

In einer weiteren, nachfolgend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist ferner ein Einwegschaltelement parallel zur Serienschaltung aus Spule und Thyristor gelegt, um die Spannung am Thyristor zu begrenzen.In a further embodiment of the invention described below, a one-way switching element is also placed in parallel with the series circuit comprising coil and thyristor in order to limit the voltage across the thyristor.

Figur 13 zeigt eine Schaltung, die die in Verbindung mit Figur 12 beschriebene Gleichstrom-Speiseschaltung verwendet und einen Pulserzeugerkreis nach Figur 6 enthält, wobei der Thyristor-Schalter 3 und die kleinere Spule L1 im Entladekreis liegen. Der Betrieb dieser Schaltung entspricht dem in Verbindung mit Figur 2 geschilderten Betrieb.FIG. 13 shows a circuit which uses the direct current supply circuit described in connection with FIG. 12 and contains a pulse generator circuit according to FIG. 6, the thyristor switch 3 and the smaller coil L1 being in the discharge circuit. The operation of this circuit corresponds to the operation described in connection with FIG.

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Rückkopplungs zweig aus einer Serienschaltung aus Diode 27 und Spule L6 paral lel zum Entladekreis gelegt, der die Serienschaltung aus Spule L1, According to the present embodiment, a feedback branch consisting of a series connection of diode 27 and coil L6 is placed in parallel with the discharge circuit, which forms the series connection of coil L1,

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Lampe 1 und Thyristor 3 enthält. Das Vorhandensein dieses Rückkopplungszweiges dient zur Begrenzung der Spitzenspannung am Thyristor 3 und vermeidet ein unerwünschtes Zünden des Thyristors und ermöglicht eine wünschenswerte Regelung des Zusammenhangs zwischen Lampenleistung und Larapenspannung, wie noch erläutert wird.Includes lamp 1 and thyristor 3. The presence of this feedback branch serves to limit the peak voltage at the thyristor 3 and avoids undesired triggering of the thyristor and enables a desirable control of the relationship between lamp power and Larape voltage, as explained below will.

Der Rückkopplungszweig gemäß dieser Ausführungsform begrenzt die Spitzenspannung am Thyristor 3 während des Startintervalls der Lampe, wenn die Lampenspannung klein ist, wodurch das unerwünschte Zünden des Thyristors während dieser Periode aufgrund von Anoden-Überspannungen insbesondere bei Thyristoren mit Niederspannungsdaten vermieden wird.The feedback branch according to this embodiment is limited the peak voltage across the thyristor 3 during the starting interval of the lamp when the lamp voltage is low, thus causing the undesirable Ignition of the thyristor during this period due to anode overvoltages, especially in thyristors with low voltage data is avoided.

Dieses nachteilige Zünden kann nicht nur zur Qualitätsverschlechterung des Thyristors führen, sondern es kann ferner höhere Spitzenströme durch die Lampe 1 zur Folge haben, wodurch eine höhere Lampenleistung und eine daraus folgende kürzende Lebensdauer der Lampe bewirkt wird. Der Rückkopplungszweig überträgt Energie von der Kathodenseite des Thyristors 3 zur Speisequellenseite der Entladekreis-Kombination aus Spule L1 und Thyristor 3. Als Ergebnis wird die Spannung am Thyristor vor dem Einschalten des Thyristors auf einen akzeptablen Maximalwert begrenzt.This adverse ignition can not only lead to a deterioration in quality of the thyristor, but it can also lead to higher peak currents through the lamp 1, whereby a higher lamp power and a consequent shortening of the lamp life. The feedback branch transmits Energy from the cathode side of the thyristor 3 to the supply source side of the discharge circuit combination of coil L1 and thyristor 3. As a result, the voltage across the thyristor is limited to an acceptable maximum value before the thyristor is turned on.

Figur 14 zeigt die Impulsformen der Thyristorspannung und des Thyristorstroms, die nach Erreichen des Gleichgewichtszustandes beim Betrieb der Schaltung vorliegen. Der zu Anfang dargestellte, positive Spannungsabfall am Thyristor (die Anode ist bezüglich der Kathode positiv) liegt vor, bevor der Thyristor eingeschaltet ist. Wenn der Thyristor-Schalter an der Stelle A eingeschaltet wird, die von dem RC-Zeitsteuerkreis festgelegt ist, fällt die Spannung am Thyristor-Schalter sofort auf null ab, wie am Punkt B gezeigt ist. Die Spannung bleibt null, während Strom durch den Thyristor-Schalter fliesst. Während dieser Periode steigt der Strom auf einen Spitzenwert an und fällt dann wegen der Wirkung des die Spule L2 und den Kondensator 4 enthaltendenFIG. 14 shows the pulse shapes of the thyristor voltage and the thyristor current which occur after the equilibrium state has been reached when operating the circuit. The positive voltage drop across the thyristor shown at the beginning (the anode is related to the cathode positive) is present before the thyristor is switched on. When the thyristor switch is switched on at point A. which is determined by the RC timing circuit, the voltage at the thyristor switch immediately drops to zero, as on Point B is shown. The voltage remains zero while current flows through the thyristor switch. During this period the current rises to a peak value and then falls due to the action of the coil L2 and capacitor 4 included

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RC-Kreises auf null ab, wie dem Verlauf des ThyristorStroms entnommen werden kann. Stromumkehr wird durch den Thyristor ver hindert, und aufgrund der großen negativen Spannung (bezüglich Masse) am Kondensator 4, wird der Thyristor umgekehrt vorge spannt, um eine Kommutierung zu erzielen, wie oben geschildert ist. Wenn der Thyristor zu leiten aufhört, wie an der Stelle C dargestellt, kehrt sich der Spannungsabfall am Thxristor um, d.h. er nimmt eine negative Polung an, wobei die Kathodenspannung positiver als die Anodenspannung ist, wie am Punkt D dargestellt ist. Der Kondensator 4 lädt sich dann über die Spule L2 und die Diode und über den Rückkopplungszweig aus Spule L16 und Diode 27 auf. Der RC-Zeitsteuerkreis startet das Zeitintervall, wenn die Thyristorspannung positiv wird (Punkt F), so daß das Intervall zwischen F und A von dem Zeitsteuerkreis festgelegt wird.RC circuit to zero, as taken from the course of the thyristor current can be. Current reversal is prevented by the thyristor, and due to the large negative voltage (with respect to Ground) on the capacitor 4, the thyristor is reverse biased to achieve commutation, as described above is. When the thyristor stops conducting, as shown at point C, the voltage drop across the thyristor is reversed, i.e. it assumes a negative polarity, the cathode voltage being more positive than the anode voltage, as shown at point D. is. The capacitor 4 is then charged via the coil L2 and the diode and via the feedback branch from coil L16 and Diode 27 on. The RC timing circuit starts the time interval when the thyristor voltage becomes positive (point F), so that the Interval between F and A is determined by the timing circuit.

Der geschilderte duale Aufladevorgang erzeugt den sich von D nach E erstreckenden Teil des Kurvenverlaufs der Thyristorspannung, wenn das Anodenpotential des Thyristors durch die resultierende Umkehr der Ladung auf dem Kondensator 4 positiv gemacht wird. Am Punkt E wird der Kondensator 4 nur noch über die Spule L2 und die Diode 5 weiter aufgeladen, wobei eine mehr allmählichere Aufladerate des Kurvenbereichs von E nach A erzeugt wird; am Punkt A erreicht das Anodenpotential des Thyristors seinen Maximalwert.The described dual charging process produces the part of the curve of the thyristor voltage extending from D to E when the anode potential of the thyristor is made positive by the resulting reversal of the charge on the capacitor 4. At point E, the capacitor 4 is only charged further via the coil L2 and the diode 5, a more gradual charging rate of the curve area from E to A being generated; at point A the anode potential of the thyristor reaches its maximum value.

Figur 15 zeigt graphisch die zusätzlichen Vorteile, die durch die angegebene Schaltung dadurch möglich sind, daß der Zusammenhang zwischen Lampenleistung und Lampenspannung steuerbar ist, wodurch sich eine flachere Kurve für diesen Zusammenhang gewinnen läßt. In der Darstellung zeigt die gestrichelte Kurve A die Änderung der Lampenleistung als Funktion der Lampenspannung in einer Schaltung ohne die Rückkopplungsanordnung, die gemäß der vorliegenden Erfindung oben angegeben wurde, während die Kurve B den Zusammenhang von Lampenleistung und Lampenspannung zeigt, der durch die vorliegende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schaltkreises gekennzeichnet ist. Bei dem Schaltkreis gemäßFIG. 15 graphically shows the additional advantages which are possible through the specified circuit in that the relationship between lamp power and lamp voltage can be controlled, whereby a flatter curve can be obtained for this relationship. In the illustration, the dashed curve A shows the change in lamp power as a function of the lamp voltage in a circuit without the feedback arrangement, which was specified above according to the present invention, while curve B shows the relationship between lamp power and lamp voltage , which is achieved by the present embodiment of the circuit according to the invention is characterized. With the circuit according to

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Kurve A wird die Zunahme der Lampenspannung, die typischerweise während der Betriebsdauer der hier typischerweise verwendeten Lampen erfolgt, durch eine wesentliche Erhöhung der Lampenleistung begleitet, wodurch die Lebensdauer der Lampe aufgrund einer Überhitzung verkürzt wird. Demgegenüber ist die Kurve B wesentlich flacher als die Kurve A, und die Lampenleistung verbleibt daher bei einer Zunahme der Lampenspannung relativ konstant, wodurch sich eine längere Lebensdauer der Lampe und eine noch stärker nahezu gleichförmige Lichtabgabe während der Be triebsdauer ergibt.Curve A shows the increase in lamp voltage that is typically used here during the service life Lamps is accompanied by a substantial increase in lamp power, thereby reducing the life of the lamp due to overheating is shortened. In contrast, curve B is significantly flatter than curve A, and the lamp power remains therefore relatively constant with an increase in lamp voltage, resulting in a longer lamp life and a results in even more nearly uniform light output during the operating period.

Figur 16 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der der mit dem Filterkondensator 15 und der Gleichstromspeisequelle 2 (in vereinfachter Form dargestellt) verbundene Ladekreis von der in Figur 1 dargestellten Art ist und eine Serienschaltung aus Thyristor, kleiner Spule L1 und Lampe 1 enthält, während der Entladekreis parallel zum Meßkondensator 4 liegt und eine Serien schaltung aus Diode 5 und großer Spule L2 enthält. Bei dieser Ausführungsform ist, wie bei der Ausführungsform nach Figur 13» ein Rückkopplungszweig aus einer Spule L6 und einer Diode 27 vorgesehen, der parallel zur Serienschaltung aus Spule L1, Lampe 1 und Thyristor liegt und ähnliche Ergebnisse erbringt. Unter Bezug nähme auf die Beschreibung der Kurvenverläufe in Figur 14 entlädt sich jedoch der Kondensator 4 in diesem Fall an der Stelle D über die Diode 5 und die Spule L2 und ebenso über den Rückkopplungszweig aus L6 und der Diode 27. Dieser zweifache oder duale Entladevorgang erzeugt den Teil des Kurvenverlaufs der Thyristorspannung von D nach E, und an der Stelle E fährt der Kondensator 4 mit der Entladung nur durch die Spulendiode 5 und die Spule L2 fort, wobei der Kurvenbereich von E nach A erzeugt wird. Diese Ausführungsform liefert ferner den in Figur 15 dargestellten und erwünschten Zusammenhang zwischen Lampenleistung und Lampen spannung. Figure 16 shows a further embodiment of the invention in which the charging circuit connected to the filter capacitor 15 and the direct current supply source 2 (shown in simplified form) from the is the type shown in Figure 1 and contains a series circuit of thyristor, small coil L1 and lamp 1, while the discharge circuit is parallel to the measuring capacitor 4 and contains a series circuit of diode 5 and large coil L2. In this embodiment as in the embodiment according to FIG. 13, »a feedback branch consisting of a coil L6 and a diode 27 is provided, which is parallel to the series connection of coil L1, lamp 1 and thyristor and produces similar results. Under reference However, in response to the description of the curves in FIG. 14, the capacitor 4 overdischarges at point D in this case the diode 5 and the coil L2 and also via the feedback branch from L6 and the diode 27. This double or dual discharge process generates the part of the curve of the thyristor voltage from D to E, and the capacitor moves at point E. 4 continues with the discharge only through the coil diode 5 and the coil L2, the curve area from E to A being generated. These Embodiment also provides that shown in Figure 15 and Desired relationship between lamp power and lamp voltage.

Bei einer typischen Schaltung gemäß Figur 14 werden dieselben Werte benutzt, die zuvor für andere Ausführungsformen angegeben sind,In a typical circuit according to FIG. 14, the same values used, which are given above for other embodiments,

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wobei die zusätzlichen Bauelemente folgende Werte besitzen :where the additional components have the following values:

Spule L5 0;3 Millihenry Diode 14 - > 1 Kilovolt.Coil L5 0 ; 3 millihenry diode 14 -> 1 kilovolt.

Ein Dämpfungskreis (snubber circuit) eines herkömmlichen RC-Typs (nicht dargestellt) kann parallel zur Diode 5, zur Diode 27 oder zum Thyristor 3 verwendet werden, um die Spannungs spitzen an diesen Bauelementen zu verringern, sofern dies als wünschenswert erachtet wird.A snubber circuit of a conventional RC type (not shown) can be parallel to the diode 5, to the diode 27 or the thyristor 3 are used to reduce the voltage peaks on these components, provided this is as is deemed desirable.

Die Lampe 1 kann in den Ausführungsformen nach Figur 13 und Figur 16 an verschiedenen Stellen entweder im Ladekreis oder im Entladekreis angeordnet werden» Derartige indungsgemäße abgewandelte Ausführungsformen liefern unterschiedliche aber zufriedenstellende Ergebnisse.The lamp 1 can in the embodiments according to Figure 13 and Figure 16 at different points either in the charging circuit or in Discharge circle are arranged »Such in accordance with the modified Embodiments provide different but satisfactory ones Results.

Obwohl als gesteuerter Einweg-Schalter im Rahmen dieser Beschreibung in der Schaltung ein Thyristor oder gesteuerter Gleichrichter offenbart ist, sei darauf hingewiesen, daß andere äquivalente Schalteranordnungen alternativ gemäß der Erfindung verwenden lassen. So lässt sich z.B. ein Triac oder ein Transistorschalter in Kombination mit einer Diode verwenden, um einen Einwegbetrieb zu verwirklichen. Der Ausdruck "gesteuerte Einweg-Schalteinrichtung" soll alle äquivalenten Schaltereinrichtungen oder Anordnungen umfassen.Although as a controlled one-way switch within the scope of this description a thyristor or controlled rectifier is disclosed in the circuit, it should be noted that other equivalents Alternatively, switch arrangements can be used according to the invention. For example, a triac or a transistor switch can be used use in combination with a diode to achieve one-way operation. The term "controlled one-way switching device" is intended to include all equivalent switch devices or arrangements.

Als Speisequelle lässt sich jede beliebige geeignete Gleich Spannungsquelle verwenden, wie z.B., eine Batterie oder eine gleichgerichtete Wechselstromquelle, die von der geschilderten Quelle verschieden ist. Bevorzugt besitzt die Gleichspannungsquelle mindestens etwa 150 Volt, um die erwünschten Verbesserungen der Farbeigenschaften der Lampe 1 zu erzielen (wobei angenommen wird, daß die Lampe im 250 - 300 Wattbereich liegt).Any suitable DC voltage source can be used as the supply source use, such as a battery or a rectified AC power source, different from the above Source is different. Preferably, the DC voltage source is at least about 150 volts to provide the improvements desired to achieve the color properties of lamp 1 (assuming that the lamp is in the 250-300 watt range).

Obwohl eine Diode in Serie mit der größeren Spule L2 offenbart ist, kann diese Diode weggelassen werden, wenn die Spule L2 eine ausreichend große Induktivität besitzt.Although a diode in series with the larger coil L2 is disclosed, this diode can be omitted if the coil L2 has a sufficiently large inductance.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims Schaltung zum Betreiben einer Last, gekennzeichnet durchCircuit for operating a load, characterized by eine Gleichstromspeisequelle (2), einen Ladekondensator (4),a direct current supply source (2), a charging capacitor (4), eine erste Spule (L1) in Serie mit dem Ladekondensator (4), die an der Gleichstromspeisequelle (2) liegen und einen Ladekreis für den Ladekondensator (4) bilden,a first coil (L1) in series with the charging capacitor (4), which are connected to the direct current supply source (2) and form a charging circuit for the charging capacitor (4), eine zweite Spule (L2) parallel zum Ladekondensator (4), die einen Entladekreis für den Ladekondensator (4) dar -stellt,a second coil (L2) parallel to the charging capacitor (4), which represents a discharge circuit for the charging capacitor (4), gesteuerte Einweg-Schalteinrichtungen (3) in Serie mit einer der Spulen (L1, L2), wobei diese betreffende Spule (L1) eine wesentlich kleinere Induktivität als die andere Spule (L2) besitzt,controlled one-way switching devices (3) in series with one of the coils (L1, L2), this relevant coil (L1) having a significantly lower inductance than the other Coil (L2), Steuereinrichtungen (6 bis 10), die mit dem gesteuertenControl devices (6 to 10) associated with the controlled 709851 /0697709851/0697 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED Schalter (3) verbunden sind und den gesteuerten Schalter (3) wiederholt bei vorbestimmten Intervallen betätigen,Switches (3) are connected and actuate the controlled switch (3) repeatedly at predetermined intervals, und Einrichtungen zum Anschließen einer Gasentladungslampe (1) in Serie mit dem Ladekreis (L1f 3, A) oder dem Entlade· kreis (L2).and devices for connecting a gas discharge lamp (1) in series with the charging circuit (L1 f 3, A) or the discharge circuit (L2). 2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Induktivitäten der anderen Spule (L2) zu der einen Spule (L1) mindestens den Wert 2:1 beträgt.
2. Circuit according to claim 1,
characterized in that the ratio of the inductances of the other coil (L2) to the one coil (L1) is at least 2: 1.
3. Schaltung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Induktivitäten mindestens etwa 10:1 beträgt.
3. Circuit according to claim 2,
characterized in that the ratio of the inductances is at least about 10: 1.
A. Schaltung nach Anspruch 1,A. Circuit according to claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß eine erste Diode (5) in Serie mit der anderen Spulethat a first diode (5) in series with the other coil (L2) liegt.(L2) lies. 5. Schaltung nach Anspruch 4,5. Circuit according to claim 4, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Einweg-Schalteinrichtungen eine zweite Diode undthat the one-way switching devices a second diode and eine Induktionsspule in Serie enthalten.an induction coil included in series. 6. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Gasentladungslampe (1) mit den Einrichtungen zum Anschließen einer Gasentladungslampe verbunden ist*
6. Circuit according to claim 1,
characterized in that a gas discharge lamp (1) is connected to the devices for connecting a gas discharge lamp *
7. Schaltung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungslampe (1) als Hochdruck-Natriumdampflampe ausgebildet ist.
7. Circuit according to claim 6,
characterized in that the gas discharge lamp (1) is designed as a high-pressure sodium vapor lamp.
709851/0697709851/0697 8. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungslampe (1) gemischte Metalldämpfe enthält. 8. A circuit according to claim 6, characterized in that the gas discharge lamp (1) contains mixed metal vapors. 9. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerxsn Einweg-Schalteinrichtungen einen Thyristor (3) enthalten. 9. A circuit according to claim 1, characterized in that the steeuerxsn one-way switching devices contain a thyristor (3). 10. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anschließen einer Gasentladungslampe in Serie mit dem Kondensator (4) und parallel zur anderen Spule (12.) angeordnet sind. 10. A circuit according to claim 1, characterized in that the devices for connecting a gas discharge lamp are arranged in series with the capacitor (4) and parallel to the other coil (12) . 11. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anschließen einer Gasentladungslampe in Serie mit der anderen Spule (L2) parallel zum Kondensator (4) angeordnet sind. 11. A circuit according to claim 1, characterized in that the devices for connecting a gas discharge lamp are arranged in series with the other coil (L2) parallel to the capacitor (4). 12. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,12. Circuit according to claim 1, characterized, daß die Einrichtungen zum Anschließen einer Gasentladungslampe zwischen der einen Spule (L1) und den gesteuerten Einweg-Schalteinrichtungen (3) angeordnet sind.that the devices for connecting a gas discharge lamp are arranged between the one coil (L1) and the controlled one-way switching devices (3). 13« Schaltung nach Anspruch 1,13 «circuit according to claim 1, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Steuereinrichtungen (6 - 10) einen RC-Zeitsteuerthat the control devices (6-10) have an RC time control kreis (6, 7, 8, 9, 10) enthalten.circle (6, 7, 8, 9, 10). 14. Schaltung nach Anspruch 13»14. Circuit according to claim 13 » dadurch gekennzeichnet,characterized, daß eine Zenerdiode (10) parallel zum Zeitsteuerkreis (6,that a Zener diode (10) parallel to the timing circuit (6, 8) zur Stabilisierung der Betriebsfrequenz des Zeit -8) to stabilize the operating frequency of the time 709851/0697709851/0697 steuerkreises vorgesehen ist.control group is provided. 15. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicherkondensator (14) im Entladekreis parallel zum Kondensator (4) vorgesehen ist, und daß die Einrichtungen zum Anschließen einer Gasentladungslampe parallel zum Speicherkondensator (14) liegen und mit dem Speicherkondensator (14) eine zweite Entladeschleife bilden.
15. Circuit according to claim 1,
characterized in that a storage capacitor (14) is provided in the discharge circuit parallel to the capacitor (4), and in that the devices for connecting a gas discharge lamp are parallel to the storage capacitor (14) and form a second discharge loop with the storage capacitor (14).
16. Schaltung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Strombegrenzungsimpedanz (L3) in der zweiten Entladeschleife in Serie mit der Gasentladungslampe (1) angeordnet ist.
16. Circuit according to claim 15,
characterized in that a current limiting impedance (L3) is arranged in the second discharge loop in series with the gas discharge lamp (1).
17. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (15) parallel zur Speisequelle (2), ein Transformator (17) mit einer Primärwicklung (L2) und einer Sekundärwicklung (L3) vorgesehen ist, daß ein erstes Einweg-Schaltungsmittel (5) eine Serienschaltung mit der Primärwicklung (L2) bildet, die parallel zur Speisequelle (2) liegt, und daß ein zweites Einweg-Schaltungsmittel (18) eine Serienschaltung mit der Sekundärwicklung (L3) bildet, die parallel zur Speisequelle (2) liegt.
17. Circuit according to claim 1,
characterized in that a capacitor (15) is provided parallel to the supply source (2), a transformer (17) with a primary winding (L2) and a secondary winding (L3), that a first one-way switching means (5) is connected in series with the primary winding (L2), which is parallel to the supply source (2), and that a second one-way switching means (18) forms a series circuit with the secondary winding (L3) which is parallel to the supply source (2).
18. Schaltung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (L2) als eine der ersten oder zweiten Spulen dient.
18. Circuit according to claim 17,
characterized in that the primary winding (L2) serves as one of the first or second coils.
19. Schaltung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (L2) und die Sekundärwicklung (L3) so angeordnet sind, daß sie außer Phase sind.
19. Circuit according to claim 17,
characterized in that the primary winding (L2) and the secondary winding (L3) are arranged to be out of phase.
709851/0697709851/0697 27181b 127181b 1 20. Schaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,20. Circuit according to claim 17, characterized, daß die in einer Serienschaltung angeordneten zweiten Einweg-Schaltungsmittel (18) und die Sekundärwicklung (L3) Strom zur Speisequelle (2) führen, wenn die Spannung an der Sekundärwicklung (L3) während des Betriebs des Transformators die Spannung der Speisequelle (2) überschreitet.that the second arranged in a series circuit One-way switching means (18) and the secondary winding (L3) lead current to the supply source (2) when the voltage on the secondary winding (L3) during operation of the transformer, the voltage of the supply source (2) exceeds. 21. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,21. Circuit according to claim 1, characterized, daß die Gleichstromspeisequelle Eingangsanschlüsse zum Anschließen an eine Wechselstromquelle, eine erste, mit den Eingangsanschlüssen verbundene Induktionsspule (IA) und eine induktiv mit der ersten Induktionsspule (LA) gekoppelte Hilfsinduktionsspule (L5) enthält, daß eine erste Gleichrichtereinrichtung (D1, D2, D3, DA) mit dem Ausgang der ersten Induktionsspule (LA) verbunden ist, und daß eine zweite Gleichrichtereinrichtung (D5, D6, D2, DA) mit dem Ausgang der Hilfsinduktionsspule (L5) verbunden ist.that the DC power supply input terminals to the Connecting to an AC power source, a first induction coil (IA) connected to the input terminals and an auxiliary induction coil (L5) inductively coupled to the first induction coil (LA) includes that one first rectifier device (D1, D2, D3, DA) is connected to the output of the first induction coil (LA), and that a second rectifier device (D5, D6, D2, DA) with the output of the auxiliary induction coil (L5) connected is. 22. Schaltung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,22. Circuit according to claim 21, characterized, daß ein Filterkondensator (15) parallel zur Gleichstromspeisequelle (2, D1 - D6, LA, L5) vorgesehen ist.that a filter capacitor (15) is provided in parallel to the direct current supply source (2, D1-D6, LA, L5). 23. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,23. Circuit according to claim 1, characterized, daß eine Hochspannungs-Lampenstarteinrichtung (A) einen Teil der einen Spule (L1) zur Erzeugung von Hochspannungs-Startimpulsen an der Gasentladungslampe (1) enthält.that a high voltage lamp starting device (A) one Part of the coil (L1) for generating high-voltage start pulses on the gas discharge lamp (1). 2A. Schaltung nach Anspruch 23,2A. Circuit according to Claim 23, dadurch gekennzeichnet,characterized, daß die Hochspannungs-Lampenstarteinrichtung (A) einethat the high-voltage lamp starting device (A) one Serienschaltung aus einem Ladekondensator (19) und einemSeries connection of a charging capacitor (19) and a 709851/0697709851/0697 Widerstand (20) enthält, die parallel zu den Einrichtungen zum Anschließen der Gasentladungslampe (1) liegt, daß eine spannungsempfindliche Schalteinrichtung (21) mit einer vorgegebenen Durchbruchsspannung parallel zum Ladekondensator (19) und zu dem Teil der einen Spule (L1) liegt und eine Entladeschleife zur Erzeugung hochfrequenter Startimpulse bildet.Contains resistor (20) which is parallel to the devices for connecting the gas discharge lamp (1) lies that a voltage-sensitive switching device (21) with a predetermined breakdown voltage parallel to the charging capacitor (19) and to the part of the one Coil (L1) is located and forms a discharge loop for generating high-frequency start pulses. 709851/0697709851/0697
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