DE2738557A1

DE2738557A1 - Fluorescent lamp transistor inverter - uses triac controlled by state on ignition capacitor connected to secondary winding

Info

Publication number: DE2738557A1
Application number: DE19772738557
Authority: DE
Inventors: Hugo Dipl Ing Klotz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1979-03-08
Also published as: BE869755A

Abstract

The transistor invertor is designed to supply a voltage to a fluorescent lamp. The invertor has a transformer which has secondary windings for alternating auxiliary heating, working and firing. The invertor has static switching elements via which the alternating working voltage is produced after a certain delay w.r.t. the heating alternating voltage. The voltages being produced after each application of continuous supply voltage. The secondary winding supplying the alternating working voltage is connected directly and indirectly via a series triac, to the outputs to which the lamp is connected. The triac can be controlled by the charge state of a capacitor connected to the secondary winding. The capacitor is connected by its positive electrode via a diode to an end of the output designed for the working alternating voltage. It is also connected via a diac to the firing electrode of the triac.

Description

Transistorwechselrichter zur Spannungsversorgung Transistor inverter for power supply

von Leuchtstofflampen Die Erfindung bezieht sich auf einen Transistorwechselrichter zur Spannungsversorgung von Leuchtstofflampen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchts 1. Derartige Wechselrichter werden für den Betrieb von Leuchtstofflampen aus Gleichspannungsbordnetzen, Akkumulatoren usw. of fluorescent lamps The invention relates to a transistor inverter for the power supply of fluorescent lamps according to the preamble of the claim 1. Such inverters are used for the operation of fluorescent lamps from direct voltage on-board networks, Accumulators etc.

benötigt und finden insbesoncere auf Fahrzeugen des öffentlIchen Verkehrs Anwendung. Sie sind aus statischen Bauelementen aufgebaut und häufig den Leuchten integriert.needed and found in particular on public transport vehicles Use. They are made up of static components and often the lights integrated.

Solche Leuchten werden im allgemeinen als Transistorvorschaltieuchten bezeichnet.Such lights are generally known as transistor ballast lights designated.

Die Wechselrichter arbeiten aus akustischen Gründen sowie zur Verkleinerung des Wechselrichtertransformators im 20 kEz-Bereich. Bisher wurden die nötigen Betriebsspannungen für die Leuchtsstoffröhre, das sind die Heiz-, die Arbeits- und die Zündhilfswechselspannung, gleichzeitig angelegt. Es ergeben sich damit Einschalthäufigkeiten von ca. 20000 bis 30000 Schaltungen pro Lampe.The inverters work for acoustic reasons as well as to reduce the size of the inverter transformer in the 20 kEz range. So far, the necessary operating voltages for the fluorescent tube, these are the heating, working and auxiliary ignition voltage, simultaneously created. This results in switch-on frequencies from approx. 20,000 to 30,000 switching operations per lamp.

Es ist bekannt, daß man die Lebensdauer solcher Leuchten stofflampen wesentlich, d. h. etwa um den Faktor 10 und meLr erhöhen kann, wenn die Heizwendeln ständig vorgeheizt werden. Der ständige Heizstrom ist jedoch eine unerwünschte Dauerbelastung für Batterie und Lampe.It is known that the life of such lights can be fabric lamps essential, d. H. can increase by about a factor of 10 and meLr if the heating coils be constantly preheated. However, the constant heating current is an undesirable permanent load for battery and lamp.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Lebensdauer solcher wechselrichtergespeister Leuchtstofflampen zu erhöhen und gleichzeitig die ständige Batteriebelastung zu vermeiden.The object of the invention is to increase the service life of such inverter-fed Increase fluorescent lighting while reducing the constant drain on the battery avoid.

Diese Aufgabe wird für einen Transistorwechselrichter der eingangs genannten Art entsprechend den kennzeichenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. In einer zweckmäßigen Schaltung ist dazu die Sekundärwicklung für die Arbeitswechselspannung einerseits direkt und andererseits indirekt über einen in Serie geschalteten Triac an die Ausgänge für den Lsmpenanschluß gelegt und der Triac ist vom Ladezustand eines an die Sekundärwicklung angeschlossenen Zündkondensators steuerbar. Sinnvoll ist weiterhin, daß der Zündkondensator mit seiner positiven Elektrode einerseits über eine Diode an dem einen Ende der Ausgangswicklung für die Arbeitswechselspannung liegt und andererseits über einen Diac mit der Zündelektrode des Triacs verbunden ist.For a transistor inverter, this task is carried out at the beginning mentioned type according to the characterizing features of claim 1 solved. In an expedient circuit, the secondary winding for the operating AC voltage is for this purpose on the one hand directly and on the other hand indirectly via a series-connected triac connected to the outputs for the Lsmpen connection and the triac is in the state of charge an ignition capacitor connected to the secondary winding controllable. Sensible is also that the ignition capacitor with its positive electrode on the one hand Via a diode at one end of the output winding for the working AC voltage and on the other hand connected to the ignition electrode of the triac via a diac is.

Voq Vorteil ist auch noch, daß zwischen dem Triac und dem einen Ausgang für den Lampenanschluß ein Silfskondensator in Reihe geschaltet ist, der während der Zündverzögerungszeit über die Sekundärwicklung für die Zindhilfswechselspannung und eine Diode aufladbar ist.Another advantage is that between the triac and the one output for the lamp connection a silicon capacitor is connected in series, which during the ignition delay time via the secondary winding for the auxiliary ignition voltage and a diode is chargeable.

Anhand eines schematischen Ausführungsbeispieles für einen Transistorwechselrichter mit LeuchtstofflampenarzschluS 40 W wird die Erfindung in nachstehenden näher erläutert.Using a schematic exemplary embodiment for a transistor inverter with fluorescent lamp connection 40 W, the invention is explained in more detail below.

Die Figur zeigt von einem Transistorwechselrichter 1 (strichpunktiert umrahmt) nur den Ausgangstransformator 2.The figure shows a transistor inverter 1 (dash-dotted line framed) only the output transformer 2.

Der eigentliche Wechselrichterteil vor dem Ausgangstransformator 2 ist - da für die Erfindung nicht relevant und auch bekannt - nicht weiter dargestellt. Es wird z. B.The actual inverter part in front of the output transformer 2 is - since it is not relevant to the invention and is also known - not shown further. It is z. B.

von einem Transistorwechselrichter in symmetrischer Gegentaktschaltung ausgegangen. An den Eingängen 3 urd 4 des Wechselrichters liegt eine Betriebsgleichspannung von hier z. B. 24 Va. An die Ausgänge 5,6 und 7,8 sowie Z ist eine Leuchtstofflampe 9 angeschlossen. Uber die Ausgänge 5,6 und 7,8 werden die Glühkathoden 10 und 11 der Leuchtstofflampe 9 beheizt und sind dazu direkt mit den Sekundär-Heizwicklungen 12 bzw. 13 des Ausgangstransformators 2 verbunden. Eine weitere Sekundärwicklung 14 für die Arbeitswechselspannung der Leuchtstofflampe 9 kann über einen Triac 15 an die Ausgänge 6 und 7 zwischen den beiden Giühkathoden 10 und 11 geschaltet werden. Die Zündhilfswechselspannung wird von einer weiteren Sekundärwicklung 16 erzeugt und liegt über Ausgang Z an einem Zündschirm 17 der Leuchtstofflampe 9. Soll die Arbeitswechselspannung an die Leuchtstofflampe 9 gelangen, mit er Trac 15 gezündet werden. Das geschieht, wen:i ein Zündkondensator 18 über eine Diode 19 und einen Vorwiderstand 20 so weit aufgeladen ist, daß ein Durchbruch des Diacs 21 erfolgt und ein Zündstrom für den Triac 15 fließen kann.from a transistor inverter in symmetrical push-pull circuit went out. A DC operating voltage is present at inputs 3 and 4 of the inverter from here z. B. 24 Va. At the outputs 5,6 and 7,8 and Z is a fluorescent lamp 9 connected. The glow cathodes 10 and 11 are fed via the outputs 5, 6 and 7, 8 the fluorescent lamp 9 and are heated directly to the secondary heating windings 12 and 13 of the output transformer 2 are connected. Another secondary winding 14 for the working AC voltage of the fluorescent lamp 9 can be via a triac 15 to the outputs 6 and 7 between the two Giühkathoden 10 and 11 are connected. The auxiliary ignition AC voltage is generated by a further secondary winding 16 and is connected to one via output Z. Ignition screen 17 of the fluorescent lamp 9. If the working alternating voltage is to be applied to the fluorescent lamp 9, he Trac 15 can be ignited. This happens if: i an ignition capacitor 18 via a diode 19 and a series resistor 20 is charged so far that a breakthrough of the diac 21 takes place and an ignition current for the triac 15 can flow.

Wird der Wechselrichtar eingeschaltet, dann fängt er frei an zu schwingern und sofort werden die Glühkathoden 10 und 11 der Leuchtstofflampe 9 von den Sekundärwicklungen 12 und 13 an Spannung gelegt. Gleichzeitig liegt, von der Sekundärwicklung 16 kommend, die Zündhilfswechselspannung am schirm 17 an. Die Lampen- oder Arbeitswechselspannung ist zunächst noch nicht vorhanden, da der Triac 15 noch nicht gezündet hat. Die an der Sekundärwicklung 14 anstehende Wechselspannung wird mittels einer Diode 19 gleichgerichtet und lädt über einen Vorwiderstand 20 einen Elektrolytkondensator 18 auf. Bei einer definierten Kondensatorspannung wird der Diac 21 leitend und zündet den Triac 15. Damit gelangt nach einer festliegenden Zeit z. B. 1/2 bis Is, die durch Änderung des Vorwiderstandes 20 variiert werden kann, die Arbeitswechselspannung zeitverzögert an die Leuchtstofflampe 9 und diese kann zünden. Während der erwähnten Zündverzögerungszeit wird noch zusätzlich über die Sekundärwicklung 16 für die Zündhilfswechselspannung, eine Diode 22 und über einen Vorwiderstand 23 ein Hilfskondensator aufgeladen. Im Zündzeitpunkt summiert sich dann die Hilfskondensatorspannung mit der Arbeitswechselspannung.When the inverter is switched on, it begins to oscillate freely and immediately the hot cathodes 10 and 11 of the fluorescent lamp 9 are removed from the secondary windings 12 and 13 connected to voltage. At the same time, coming from the secondary winding 16, the auxiliary ignition voltage on screen 17. The lamp or working AC voltage is initially not yet available because the triac 15 has not yet ignited. the AC voltage present at the secondary winding 14 is switched by means of a diode 19 rectified and charges an electrolytic capacitor via a series resistor 20 18 on. At a defined capacitor voltage, the diac 21 becomes conductive and ignites the triac 15. This arrives after a fixed time z. B. 1/2 to Is that can be varied by changing the series resistor 20, the working AC voltage delayed to the fluorescent lamp 9 and this can ignite. During the mentioned Ignition delay time is also additionally via the secondary winding 16 for the auxiliary ignition AC voltage, a diode 22 and an auxiliary capacitor via a series resistor 23 charged. At the ignition point, the auxiliary capacitor voltage then adds up to the working AC voltage.

Dies ergibt eine stoßartige Spannungs erhöhung, die auch bei negativen Temperaturen ein einwandfreies Zünden der Leuchtstofflampe 9 möglich macht.This results in a sudden increase in voltage, even with negative Temperatures makes perfect ignition of the fluorescent lamp 9 possible.

Hat die Leuchtstofflampe gezündet, wird der Arbeitsst.os durch einen spannungsabhängigen Serienwiderstand 25 auf einen von der Betriebsspannung abhängigen Wert begrenzt.If the fluorescent lamp has ignited, the workst.os is switched off by a voltage-dependent series resistor 25 to a dependent on the operating voltage Limited value.

Dazu liegt dieser Serienwiderstand 25 parallel zu einem weiteren Elektrolytkondensator 26, der mit seinem posttiven Pol über eine Diode 27 an der SRundärwicklung 14 und mit seinem negativen Pol mit dem gleichnamigen Pol des Zündkondensators verbunden ist. Mit 28 ist noch eine Entkopplungsdiode bezeichnet.For this purpose, this series resistor 25 is parallel to a further electrolytic capacitor 26, which with its positive pole via a diode 27 on the secondary winding 14 and connected with its negative pole to the pole of the same name of the ignition capacitor is. With 28 a decoupling diode is also referred to.

Durch die Erfindung ist auf einfache Weise eine erhebliche Erhöhung der Schaltzahlen von Leuchtstofflampen möglich geworden. Darüber hinaus wird eine Fahrzeugbatterie weitgehend geschont und der Wechselrichter braucht nur bei Lichtbedarf eingeschaltet zu werden.The invention provides a significant increase in a simple manner switching numbers of fluorescent lamps has become possible. In addition, a Vehicle battery largely conserved and the inverter only needs light when there is a need for light to be turned on.

7 Seiten Beschreibung 4 Patentansprüche L e e r s e i t e7 pages description 4 claims L e r s e i t e

Claims

Patent claims rO transistor inverter for power supply of fluorescent lamps, whose inverter transforma secondary windings for the Contains heating, working and auxiliary ignition voltage, characterized in that the inverter (1) is provided with static switching means via which according to each time the DC supply voltage is switched on (input 3, 4) a time-delayed Output of the working alternating voltage compared to the heating alternating voltage takes place.

2. Transistor inverter according to claim 1, characterized in that that the secondary winding (14) for the working AC voltage on the one hand directly and on the other hand indirectly via a T-iaç (15) connected in series to the outputs (6,?) Is placed for the lamp connection, and that the triac (15) from the state of charge an ignition capacitor (18) connected to the secondary winding (14) can be controlled is.

3. transistor inverter according to claims 1 or 2, characterized characterized in that the ignition capacitor (13) with its positive electrode on the one hand Via a diode (19) at one end of the output winding (14) for the working AC voltage and on the other hand via a diac (21) to the ignition electrode ces triacs (15j connected is.

4. Transistor inverter according to claims: 1 to 3, characterized in that that between the triac (15) and the one output (7) for the lamp connection e -n Running capacitor (24) is connected in series during the ignition delay Via the secondary winding (16) for the auxiliary ignition voltage and a diode (22) is chargeable.