DE2758872C2

DE2758872C2 - Schaltungsanordnung zum Start und zum Betrieb einer Gasentladungslampe mit vorheizbaren Elektroden an einem Wechselspannungsnetz oder an einem Notlichtzusatzgerät

Info

Publication number: DE2758872C2
Application number: DE19772758872
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. 4600 Dortmund Beermann; Wilfried 4773 Möhnesee Klaas
Original assignee: Ceag Licht- und Stromversorgungstechnik 4770 Soest De GmbH; Ceag Licht- und Stromversorgungstechnik 4770 Soest GmbH
Current assignee: ABB Ceag Licht und Stromversorgungstechnik GmbH
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1982-06-09
Also published as: GB2011739B; GB2011739A; DE2758872A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Start und zum Betrieb einer Gasentladungslampe mit 'vorheizbaren Elektroden an einem Wechselspannungsnetz oder an einem Notlichtzusatzgerät, das eine Patterie und einen Spannungswandler mit einem Wechselrichter, einem Übertrager, einer Strombegrenzungseinrichtung und einem an eine Sekundärwicklung des Übertragers angeschlossenen Gleichrichter aufweist, wobei die gleichgerichtete Leerlaufspannung der Sekundärwicklung des Übertragers gleich oder größer als die Zündspannung der Gasentladungslampe ist und wobei im Notlichtbetrieb die an den Gleichspannungsausgang des Spannungswandlers angeschlossene Gasentladungslampe mit verminderter Leistung betrieben wird. ns

Bei der Versorgung einer Gasentladungslampe aus einem Notlichtzusatzgerät hat der Gleichstrombetrieb der Gasentladungslampe gegenüber der Versorgung mit tonfrequentem Wechselstrom während der Notlichtdauer Vorteile. Einer der wesentlichen Vorteile ist, daß die Gasentladungslampe bei Gleichstrombetrieb ohne Änderung, in der üblichen AusfPhrung für Wechselspannung über die gleichen Zuleitungen betrieben werden kann und daß kapazitive Verluste entfallen.

Es sind Schaltungsanordnungen bekannt, bei denen Gasentladungslampen im Normalbetrieb mit Wechselspannung und im Notbetrieb mit Gleichspannung betrieben werden (DE-AS 10 40 689). Die Vorheiz- und Startbedingungen im Gleichstrombetrieb ähneln denen des Wechselstrombetriebes. Es ist im Gleichstrombetrieb genauso wichtig wie im Wechselstrombetrieb, die Lampe erst dann zu zünden, wenn die Elektroden genügend vorgeheizt sind, um einen Kaltstart zu vermeiden (siehe Sturm, BBC-Vorschaltgeräte, Auflage 1974, Seiten 302 bis 308).

Da der Einschaltvorgang des Notlichtes aufgrund technischer Richtlinien innerhalb einer Sekunde abgeschlossen sein muß, ergeben sich ohne Zusatzmaßnahmen bei bekannten Notlichtzusatzgeräten Schwierigkeiten beim Start der Gasentladungslampen. Notleuchten mit Gasentladungslampen höherer Leistung (vorwiegend die meist verwendete 65 W Gasentladungslampe) werden häufig während der Notlichtdauer aus Gründen der Batteriekapazität und wegen des erlaubten niedrigeren Beleuchtungsniveaus während dieser Zeit mit verminderter Leistung (30 bis 50% der Nennleistung) betrieben. Der Lampenstrom ist während dieser Zeit deshalb erheblich niedriger als der erforderliche Vorheizstrom (Faktor 2 bis 4). Infolgedessen ist eine ausreichende Vorheizung der Lampen zur Sicherstellung eines ordnungsgemäßen Starts nicht gegeben. Hierdurch treten mehrere Startvorgänge auf, so daß die Zeitdauer von 1 Sekunde für den Startvorgang leicht überschritten wird. Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die DE-AS 27 46 857 vorgeschlagen worden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Versorgung der Gasentladungslampe durch ein Gleichstrom-Notlichtzusatzgerät beim Startvorgang einen ausreichenden hohen Heizstrom sicherstellt und dadurch einen verzögerungsarmen, auch unter schlechten Betriebsbedingungen sicheren Start gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Übertrager eine weitere Sekundärwicklung aufweist, an die ein weiterer Gleichrichter angeschlossen ist, daß die Ausgänge der beiden Gleichrichter parallel geschaltet sind und daß die gleichgerichtete Leerlaufspannung der weiteren Sekundärwicklung kleiner als die Brennspannung der Gasentladungslampe ist.

Aus der FR-PS 23 19 270 ist es bekannt, beim Betrieb von Gasentladungslampen mit verminderter Leistung die heizbaren Elektroden der Lampen beim Startvorgang mit einem zusätzlichen Heizstrom zu versorgen. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist jedoch in dieser Druckschrift nicht beschrieben worden.

Bei der aus der DE-AS 10 40 789 bekannten Schaltungsanordnung erfolgt der Gleichstrombetrieb mit normalem oder erhöhtem Strom, weswegen auch diese bekannte Schaltungsanordnung mit der Erfindung nichts zu tun hat.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dahin gehen, daß zwischen jeder Sekundärwicklung und dem zugehörigen Gleichrichter jeweils eine Strombegrenzungseinrichtung angeordnet ist, die den Vorheiz-

strom und den Lampenbetriebsstrom auf den geforderten Wert begrenzen.

Darüber hinaus kann im Stromkreis der weiteren Sekundärwicklung ein temperaturabhängiger Widerstand angeordnet sein, der im Kurzschlußf.ill nach seiner Aufheizzeit den Ausgangsstrom des Spannungswandler auf den durch die im Stromkreis der ersten Sekundärwicklung liegende Strombegrenzungseinrichtung bestimmten Wert begrenzt

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, daß dem weiteren Gleichrichter eine Entkopplungsdiode so nachgeschaltet ist, daß der zweite Gleichrichter nicht auf die hohe Leerlaufspannung der ersten Sekundärwicklung und des ersten Gleichrichters ausgelegt sein muß.

Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist, daß der Gleichstrombetrieb von Gasentladungslampen während der Notlichtdauer ermöglicht wird und ein sicheres Starten auch unter schlechten Betriebsbedingungen gewährleistet wird, auch danr., wenn der Lampenstrom aus technisch-wirtschaftlichen Gründen erheblich niedriger ist als der Nennlampenstrom.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung und

Fig.2 die Strom- und Spannungsverhältnisse während der Start- und Betriebsdauer.

In der F i g. 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung dargestellt. Diese Schaltungsanordnung besitzt einen Spannungswandler 4 mit einem Wechselrichter 10, einem Übertrager 5 mit den Wicklungen 5.1 und 5.2, Strombegrenzungseinrichtungen 6 und 7 und Gleichrichtern 8 und 9 sowie einer Entkopplungsdiode 12 und einen temperaturabhängigen Widerstand 13, welcher aus einer Batterieanordnung 3 gespeist wird. Die Lampenanordnung 1 besteht aus einem Vorschaltgerät, einer Gasentladungslampe 11 und einem Starter.

Die Gasentladungslampe 11 wird nach dem Freischalten mittels eines Trennschalters 2 aus der Batterie 3 über den Spannungswandler 4 mit dem Übertrager 5 betrieben. Der Übertrager 5 erhält dabei sekundär- und primärseitig Strombegrenzungseinrichtungen 6 und 7, z. B. Kondensatoren. Auf der Sekundärseite des Übertragers 5 ist eine erste Sekundärwicklung 5.1 und eine zweite Sekundärwicklung 5.2 mit nachgeschalteten Gleichrichtern 8, 9 angeordnet, wobei die Ausgänge parallelgeschaltei und mit der Gasentladungslampe 11 verbunden sind. Das Verhältnis der Windungszahl der ersten Sekundärwicklung 5.1 zur Windungszahl der zweiten Sekundärwicklung 5.2 ist so gewählt, daß die gleichgerichtete Leerlaufspannung der ersten Sekundärwicklung 5.1 größer oder gleich der Zündspannung der Gasentladungslampe 11 und die gleichgerichtete Leerlaufspannung der zweiten Sekundärwicklung 5.2 kleiner als die Brennspannung der Gasentladungslampe 11 isL Die Strombegrenzungseinrichtung 6 begrenzt den Lampenbetriebsstrom auf den gewünschten Wert, wogegen die Strornbegrenzungseinrichtung 7 den Ausgangsstrom der zugehörigen Sekundärwicklung auf den erforderlichen Vorheizstrom abzüglich des Lampenbetriebsstromes begrenzt

In einer weiteren Variante ist es von Vorteil, dem Gleichrichter 9 eine Entkopplungsdiode 12 nachzuschalten, da es dann nicht mehr erforderlich ist, den Gleichrichter 9 für hohe Leerlaufspannungen der ersten Sekundärwicklung 5.1 auszulegen. Weiterhin ist es von Vorteil, im Strombegrenzungspfad der zweiten Sekundärwicklung 5.2 einen temperaturabhängigen Widerstand 13 zu schalten, der im Fehlerfall — bei Kurzschluß der Lampenstrecke — nach seiner Aufheizzeit den Spannungswandler 4 auf den durch die Strombegrenzungseinrichtung 6 gegebenen Wert reduziert.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird anhand von F i g. 2 näher erläutert. In F i g. 2 ist der Lampenstrom i'l und die Spannung Ut an der Lampenstrecke während der Start- und Betriebsdauer mit dem Starterstrom i_s und der Starterspannung u^dem Heizstrom //,und der Heizspannung Uh,,der Brennspannung t/eund dem Starter-Glimmstrom is dargestellt. Beim Anlaufen des Spannungswandlers 4 liegt an der Lampenstrecke zunächst die Leerlaufspannung des Ausganges der ersten Sekundärwicklung 5.1. Die Spannung steigt an, bis die Glimmstrecke des der Gasentladungslampe 11 parallelgeschalteten Starters zündet Diese Spannung ist deutlich niedriger als die Zündspannung der Gasentladungslampe 11. Nach Aufheizen des Starterbimetalls durch den Glimmstrom schließt der Starter die Lampenstrecke kurz. Zusätzlich zu dem Strom aus der ersten Sekundärwicklung 5.1 fließt so ein weiterer Strorr> aus der zweiten Sekundärwicklung 5.2, der sich zum ersten addiert. Nach Abkühlen des Bimetalls öffnet sich der Starter. Die entstehende Spannungsspitze über der Lampe durch Hochlaufen der Spannung der ersten Sekundärwicklung 5.1 und durch die Wirkung der Vorschaltdrossel zündet die vorgeheizte Gasentladungslampe 11. Die Lampenleerlaufspannung ist höher als die Ausgangsspannung der Wicklung 5.2, so daß nach dem Zünden der Gasentladungslampe 11 der Lampenstrom auf den Wert, der durch die Strombegrenzungseinrichtung 6 eingestellt ist, sinkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Start und zum Betrieb einer Gasentladungslampe mit vorheizbaren Elektroden an einem Wechselspannungsnetz oder an einem Notlichtzusatzgerät, das eine Batterie und einen Spannungswandler mit einem Wechselrichter, einem Übertrager, einer Strombegrenzungseinrichtung und einen an eine Sekundärwicklung des Übertragers angeschlossenen Gleichrichter aufweist, wobei die gleichgerichtete Leerlaufspannung der Sekundärwicklung des Übertragers gleich oder größer als die Zündspannung der Gasentladungslampe ist und wobei im Notlichtbetrieb die an den Gleichspannungsausgang des Spannungswandlers angeschlossene Gasentladungslampe mit verminderter Leistung betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertrager (5) eine weitere Sekundärwicklung (5.2) aufweist, an die ein weiterer Gleichrichter (9) angeschlossen ist, daß die Ausgänge der beiden Gleichrichter (8, 9) parallel geschaltet sind und daß die gleichgerichtete Leerlaufspannung der weiteren Sekundärwicklung (5.2) kleiner als die Brennspannung der Gasentladungslampe (11) ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeder Sekundärwicklung (5.1; 5.2) und dem zugehörigen Gleichrichter (8, 9) jeweils eine Strombegrenzungseinrichtung (6, 7) angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der weiteren Sekundärwicklung (5.2) ein temperaturabhängiger Widerstand (13) angeordnet ist, der im Kurzschlußfall nach seiner Aufheizzeit den Ausgangsstrom des Spannungswandlers auf den durch die im Stromkreis der ersten Sekundärwicklung (5.1) liegende Strombegrenzungseinrichtung (6) bestimmten Wert begrenzt.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüehe 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem weiteren Gleichrichter (9) eine Entkopplungsdiode (12) so nachgeschaltet ist, daß der zweite Gleichrichter nicht auf die hohe Leerlaufspannung der ersten Sekundärwicklung (5.1) und des ersten Gleichrichters (8) ausgelegt sein muß.