DE2804834A1

DE2804834A1 - Schaltungsanordnung zum betaetigen einer elektrischen entladungslampe

Info

Publication number: DE2804834A1
Application number: DE19782804834
Authority: DE
Inventors: John Britton
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1978-08-10
Also published as: US4179641A; AU3310678A; ZA78744B; AR231044A1; NO147855C; JPS5399684A; NO147855B; DK144400B; DK59278A; FR2380684B1; DK144400C; NL7801386A; NO780423L; FR2380684A1; AU512232B2; GB1561621A

Description

THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London, England

Schaltungsanordnung zum Betätigen einer elektrischen Entladungslampe

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betätigen einer elektrischen Entladungslampe.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Schaltungsanordnungen der genannten Art, die zwei Anschlüsse zur Verbindung mit einer Spannungsquelle mit im wesentlichen sinusförmigem Spannungsverlauf und zwei weitere Anschlüsse zur Verbindung mit der Entladungslampe aufweisen. Ein Lastwider stand liegt zwischen einem der erstgenannten Anschlüsse und einem der zweitgenanntea Anschlüsse. Eine Startvorrichtung dient dazu, die Entladung in der Lampe zu zünden, und es sind Einrichtungen vorgesehen, die die Startvorrichtung außer Betrieb setzen, wenn die Lampe gezündet hat. Eine derartige Schaltungsanordnung wird im folgenden als Schaltungsanordnung der genannten Art bezeichnet.

Bei Schaltungsanordnungen der genannten Art enthält die Einrichtung, die die Startvorrichtung außer Betrieb setzt wenn die Lampe gezündet hat, Einrichtungen, welche eine Änderung der Amplitude der an den weiteren zwei Anschlüssen auftretenden Spannung feststellen oder welche Änderungen in der Phasendifferenz zwischen der Spannung an den zwei weiteren Anschlüssen und der Spannung an den ersten beiden Anschlüssen feststellen bzw. auch eine Kombination der genannten Einrichtungen. Die Größe der Änderungen hängt jedoch von der Spannung an den ersten beiden Anschlüssen ab und ändert sich daher mit Änderungen dieser Spannung. Sie hängt ferner von der Kennlinie der betreffenden Entladungslampe ab, auf die die Schaltungsanordnung

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einwirkt, so daß Schwierigkeiten beim Betrieb verschiedener Arten von Entladungslampen und den Schaltungsanordnungen der genannten Art auftreten können. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der genannten Art anzugeben, bei der diese Schwierigkeiten im wesentlichen beseitigt sind.

Gemäß der Erfindung ist die Schaltungsanordnung zum Betätigen einer elektrischen Entladungslampe, bei der zwei Anschlüsse zur Verbindung mit einer Wechselspannungsquelle mit sinusförmigem Spannungsverlauf und zwei weitere Anschlüsse zur Verbindung mit der Entladungslampe vorgesehen sind, bei der ferner ein Lastwiderstand zwischen einem der erstgenannten Anschlüsse und einem der zweitgenannten Anschlüsse liegt, bei der ferner eine Startvorrichtung zum Zünden der Entladungslampe sowie Einrichtungen, die die Startvorrichtung außer Betrieb setzen, wenn die Lampe gezündet hat, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Außerbetriebsetzen der Startvorrichtung auf eine Änderung des Spannungsverlaufs von der Sinusform zur Rechteckform an den zwei weiteren Anschlüssen anspricht.

Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Inaktivieren oder Außerbetriebsetzen der Startvorrichtung derart ausgebildet, daß aus dem Spannungsverlauf an den zwei weiteren Anschlüssen ein Signal erzeugt wird, das einen ersten Wert aufweist, wenn die Lampe nicht gezündet hat bzw. nicht leuchtet und einen zweiten Wert hat, wenn die Lampe gezündet hat bzw. leuchtet und die Startvorrichtung ist derart ausgebildet, daß sie bei dem ersten Wert aktiv ist und bei dem zweiten Wert inaktiv ist.

Bei einer speziellen Ausführungsform gemäß der Erfindung enthält die Einrichtung zum Inaktivieren der Startvorrichtung eine Differenzierschaltung für die an den zwei weiteren Anschlüssen liegende Spannung, einen Gleichrichter

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für die Ausgangsspannung der Differenzierschaltung, Einrichtungen zum Verstärken und Begrenzen der Ausgangsspannung des Gleichrichters und Glättungsmittel, die die Ausgangsspannung des Verstärkers und Begrenzers glätten.

Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Einrichtung zum Außerbetriebsetzen der Startvorrichtung, das in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 1 verwendet werden kann;

Fig. 3 zeigt Spannungsverläufe an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer praktischen Ausführung der Einrichtung zur Abschaltung der Zündvorrichtung nach Fig. 2 und

Fig. 5 ist ein Schaltbild einer Startvorrichtung, die in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 1 verwendet werden kann.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung enthält zwei Anschlüsse 1 und 2 zur Verbindung mit dem Netz (nicht dargestellt), das eine sinusförmige Spannung führt,und zwei Anschlüsse 3 und 4 zur Verbindung mit der Entladungslampe, die nicht dargestellt ist. Zwischen den Anschlüssen 2 und ist eine direkte Verbindung vorgesehen und die Anschlüsse 1 und 3 sind über eine Lastinduktivität 5 verbunden. Eine Startvorrichtung 6 liegt zwischen den Anschlüssen 3 und 4. Eine Einrichtung 7 zum Außerbetriebsetzen oder Inaktivieren der Startvorrichtung 6 liegt zwischen den Anschlüssen 3 und 4 und ist mit der Startvorrichtung 6 verbunden.

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Die Schaltung arbeitet in der folgenden Weise. Wenn die Anschlüsse 1 und 2 an das Netz angeschlossen sind und die Anschlüsse 3 und 4 mit einer Entladungslampe in Verbindung stehen, wird die Startvorrichtung 6 während einer kurzen Zeit in jeder Halbwelle leitend, wobei in diesem Zeitabschnitt ein Strom über die Induktivität 5 und die Startvorrichtung 6 aufgebaut wird. Wenn die Startvorrichtung 6 von dem leitenden Zustand in den nicht leitenden Zustand übergeht, tritt ein großer Spannungsimpuls zwischen den Anschlüssen 3 und 4 infolge der Anwesenheit der Induktivität 5 auf. Die Startvorrichtung 6 erzeugt einen weiteren Spannungsimpuls zwischen den Anschlüssen 3 und 4 bei jeder Halbwelle, bis einer der Impulse die Entladung in der Entladungslampe zündet, die an die Anschlüsse 3 und 4 angeschlossen ist, so daß die Lampe aufleuchtet. Nachdem die Lampe gezündet ist, sind die Impulse nicht mehr erforderlich, und die Startvorrichtung 6 wird durch eine Einrichtung 7 außer Betrieb gesetzt und bleibt danach nichtleitend.

Gemäß der Erfindung stellt die Einrichtung 7 fest, ob der Spannungsverlauf an den Anschlüssen 3 und 4 von der Sinusform abweicht, die auftritt, bevor die Entladungslampe gezündet hat und in einen im wesentlichen rechteckigen Verlauf übergeht, der auftritt, wenn die an den Anschlüssen 3 und 4 liegende Entladungslampe gezündet hat. Die Einrichtung 7 setzt die Startvorrichtung 6 außer Betrieb, sobald sie dies festgestellt hat.

Die Einrichtung 7 stellt die Änderung im Spannungsverlauf an den Anschlüssen 3 und 4 auf folgende Weise fest. Der Spannungsverlauf wird in vier Stufen, wie aus Fig. 2 hervorgeht, verarbeitet. Die Funktion jeder der vier Stufen geht aus den in Fig. 2 an den verschiedenen Punkten auftretenden Spannungsverläufen hervor, wobei in Fig. 3 die beiden Zustände dargestellt sind, die der gezündeten bzw. der nicht gezündeten Entladungslampe entsprechen, die an den Anschlüs-

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sen 3 und 4 liegt. Der Spannungsverlauf an den Anschlüssen 3 und 4» Fig. 3(a), wird in der Dämpfungs- und Differenzierstufe 8 zuerst gedämpft und differenziert, um den Verlauf nach Fig. 3(b) zu erhalten. Dieser Spannungsverlauf wird in der Gleichrichterstufe 9 gleichgerichtet, so daß sich der Spannungsverlauf nach Fig. 3(c) ergibt. Dieser Spannungsverlauf wird dann durch Verstärkung in einer Verstärkerstufe 10 mit hohem Verstärkungsgrad begrenzt, so daß sich der Verlauf nach Fig. 3(d) ergibt. Dieser Verlauf wird dann in einer Glättungsstufe 11 geglättet, so daß man den Spannungsverlauf nach Fig. 3(e) erhält.

Die in Fig. 3(e) dargestellte Spannung hat einen stetigen verhältnismäßig hohen Wert, wenn die Lampe nicht gezündet ist und ändert sich rasch am Punkt 12 in Fig. 3(e), wenn die Lampe zündet und geht in einen stetigen relativ niedrigen Wert über. Diese Änderung wird dazu benutzt, um die Startvorrichtung 6 außer Betrieb zu setzen.

In Fig. 4 ist eine praktische Ausführung der Schaltung der Fig. 2 dargestellt, in der die an den Anschlüssen 3 und 4 der Schaltung der Fig. 1 auftretende Spannung durch eine CR-Schaltung mit dem Kondensator C1 und den Widerständen R1 und R2 differenziert wird, die bei einer Wechselspannung von 50 Hz vorzugsweise eine Zeitkonstante von etwa 1 ms hat. Das differenzierte Signal wird durch den Spannungsteiler R1, R2 auf einen gewünschten Wert herabgesetzt bzw. gedämpft. Die Schaltelemente C1, R1 und R2 entsprechen daher der Dämpfungs- und Differenzierstufe 8 der Fig. 2.

Der so erhaltene Spannungsverlauf wird dann in einem Zweiweggleichrichter mit den Dioden D1 bis D4 gleichgerichtet. Die Diodenbrückenschaltung mit den Dioden D1 bis D4 entspricht der Gleichrichterstufe 9 der Fig. 2.

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Der gleichgerichtete Spannungsverlauf wird dann verstärkt und begrenzt mit Hilfe eines Transistors TR1, der mit einer Gleichspannung V gespeist ist, die aus der Wechselspannung abgeleitet wird. Der Transistor ist normalerweise nichtleitend mit Hilfe einer Vorspannungsschaltung mit den Widerständen R3 und R4. Mit dem Transistor ist auch ein normaler Gleichspannungsrückkopplungswiderstand R6 verbunden, ferner ein Wechselspannungsnebenschlußkondensator C2 und ein Kollektorlastwiderstand R5, wobei der Verstärkungsgrad des Transistors TR1 so gewählt ist, daß am Ausgang des Kollektors eine Rechteckspannung entsteht. Die Transistor schaltung TR1 mit den Widerständen R3 bis R6 und dem Kondensator C2 entspricht daher der Verstärkerstufe und dem Begrenzer der Fig. 2. .

Die Rechteckwelle 10 wird dann über eine Diode D5 und den Widerstand R7 einem Kondensator C3 zugeführt. Bei einer Wechselspannungsquelle von 50 Hz ist die Zeitkonstante der RC-Schaltung so bemessen, daß sie in der Größenordnung von 1 ms liegt, so daß an dem Widerstand 8 eine hohe geglättete konstante Ausgangsspannung entsteht, wenn die Lampe nicht gezündet hat und eine niedrige glatte konstante Ausgangsspannung, wenn die Lampe gezündet hat. Die Schaltelemente D5, C3, R7 und R8 entsprechen der Glättungsstufe der Fig. 2.

In Fig. 5 ist eine Startvorrichtung dargestellt, die in Verbindung mit der Schaltung nach Fig. 4 verwendet werden kann und einen Triac T1 enthält, der zwischen den Anschlüssen 3 und 4 liegt, die mit der Lampe verbunden sind. Die Zündelektrode des Triac T1 ist über einen zweiten Triac T2 und einen Diac ZD mit dem Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen R9 und R10 verbunden, die in Reihe zwischen den Anschlüssen 3 und 4 liegen, wobei der Widerstand R9 durch einen Kondensator C4 überbrückt ist. Die Zündelektrode des Triac T2 wird durch eine Spannung gesteuert, die an dem

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Widerstand R8 der Fig. 4 auftritt. Wenn die Lampe nicht gezündet ist und die Spannung am Widerstand R8 hoch ist, ist der Triac T2 leitend, so daß über den Diac ZD der Triac T1 periodisch gezündet wird und große Spannungsimpulse an der Lampe hervorruft. Wenn die Lampe nicht gezündet ist und die Spannung an dem Widerstand R8 niedrig ist, ist der Triac T2 nichtleitend, so daß auch der Triac T1 nicht gezündet wird und die Startimpulse verhindert werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß auch andere Ausführungsformen für die Startvorrichtung und für die Einrichtung zum Außerbetriebsetzen verwendet werden können, die von denen der Fig. 4 und 5 abweichen, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.

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THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London, England

Patentansprüche

ν. 1. Schaltungsanordnung zum Betätigen einer elektrischen Entladungslampe, bei der zwei Anschlüsse zur Verbindung mit einer Wechselspannungsquelle mit sinusförmigem Spannungsverlauf und zwei weitere Anschlüsse zur Verbindung mit der Entladungslampe vorgesehen sind, bei der ferner ein Lastwiderstand zwischen einem der erstgenannten Anschlüsse und einem der weiteren zwei Anschlüsse liegt, ferner mit einer Startvorrichtung zum Zünden der Entladungslampe und mit Einrichtungen, die die Startvorrichtung außer Betrieb setzen, wenn die Lampe gezündet hat,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (7) zum Außerbetriebsetzen der Startvorrichtung (6) auf eine Änderung des Spannungsverlaufs von der Sinusform zur Rechteckform an den zwei weiteren Anschlüssen (3, 4) anspricht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zum Inaktivieren der Startvorrichtung (6) derart ausgebildet ist, daß aus dem Spannungsverlauf an den zwei weiteren Anschlüssen (3, 4) ein Signal (Fig. 3e) erzeugt wird, das einen ersten Wert aufweist, wenn die Lampe nicht gezündet ist und einen zweiten Wert, wenn die Lampe gezündet ist, und daß die Startvorrichtung (6; T1, T2, ZD, C4, R9, R10) bei dem ersten Wert aktiviert und bei dem zweiten Wert inaktiv ist.

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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (7) zum Inaktivieren der Startvorrichtung (6) eine Differenziereinrichtung (8; C1, R1, R2) für die an den zwei weiteren Anschlüssen (3, 4) liegende Spannung, ferner einen Gleichrichter (9; D1-D4) für die Ausgangsspannung der Differenziereinrichtung, einen Verstärker (10; R3-R5, C2, TR1) zum Verstärken und Begrenzen der Ausgangsspannung des Gleichrichters und Glättungsmittel (11; D5, C3, R7, R8) zum Glätten der Ausgangsspannung des Verstärkers und Begrenzers aufweist.

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