DE2811663A1

DE2811663A1 - Control circuit for flashlight - is connected directly to AC supply and has diode and capacitor voltage multiplier

Info

Publication number: DE2811663A1
Application number: DE19782811663
Authority: DE
Inventors: James C Morris; P Bruce Newell
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1979-09-27

Abstract

The control circuit, for a flashlight is connected directly to the a.c. supply, and has a triggering-pulse generator connected to the a.c. source and applying h.v. pulses to the lamp. The voltage multiplier raises the voltage at the lamp terminals to a level above that of the a.c. supply and thereby facilitates starting. The multiplier contains a first diode in series wih the lamp and a second diode in parallel with it. The first diode is shunted by a capacitor.

Description

Schaltung zum Betrieb einer BogenentladungsblitzlampeCircuit for operating an arc discharge flash lamp

Beschreibung: Die Erfindung betrifft eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Description: The invention relates to a circuit according to the preamble of the main claim.

Bei hier gemeinten Bogenentladungsblitzlampen handelt es sich um Blitzlampen mit einem hermetisch geschlossenen Glaskolben, in welchem zwei beabstandete Elektroden angeordnet sind. Der Glaskolben ist mit einem Edelgas wie Xenon mit geringerem Fülldruck als dem normalen Luftdruck der Atmosphäre gefüllt.The arc discharge flash lamps referred to here are flash lamps with a hermetically sealed glass bulb in which two spaced electrodes are arranged. The glass bulb is filled with a noble gas such as xenon with a lower filling pressure than the normal pressure of the atmosphere.

Typische Betriebsschaltungen nach dem Stand der Technik benutzen große Kondensatorenbatterien, die auf ein erhebliches Potential aufgeladen werden, jedoch ungenügend für die zur Zündung notwendige Ionisierung des Füllgases sind. Durch Beaufschlagung mit einem Impuls mit genügender Spannung kann das Füllgas ionisiert werden, und es entsteht eine elektrische Bogenentladung zwischen den beiden Elektroden, wobei die Kondensatorbatterje entladen wird und in der Blitzlampe ein intensiver Lichtblitz entsteht. Die Zündung mit dem Hochspannungsimpuls kann über eine externe Triggerelektrode, beispielsweise eine Drahtwendel auf dem Glaskolben, stattfinden, dabei liegt die Spannung zwischen dieser Triggerelektrode und einer der beiden inneren Elektroden. Wenn wegen Überschlagsgefahr zwischen Triggerelektrode und Lampenreflektor diese externe Zündung nicht möglich ist, kann auch durch Impulsbeaufschlagung an den beiden inneren Elektroden gezündet werden. Das nennt man Injektionstriggern. Üblicherweise ist diese Triggerspannung 30 bis 50 % höher als bei externer Zündung. Außerdem muß bei interner Zündung die Sekundärwicklung des Triggertransformators den vollen Lampenstrom aufnehmen können.Typical prior art operating circuits use large ones Capacitor batteries that are charged to a significant potential, however insufficient for the Ignition necessary ionization of the filling gas are. By applying a pulse with sufficient voltage, the filling gas ionized, and an electric arc is created between the two Electrodes, whereby the capacitor battery is discharged and in the flash lamp an intense flash of light is created. The ignition with the high voltage pulse can over an external trigger electrode, for example a wire coil on the glass bulb, take place, the voltage lies between this trigger electrode and a of the two inner electrodes. If there is a risk of flashover between the trigger electrode and lamp reflector, this external ignition is not possible, can also be done by applying pulses be ignited at the two inner electrodes. This is called injection triggering. Usually this trigger voltage is 30 to 50% higher than with external ignition. In addition, the secondary winding of the trigger transformer must be used with internal ignition can absorb the full lamp current.

Für diese Art Blitzlampen gibt es sehr verschiedenartige Anwendungen. Beispiele sind: Blitzlichtphotographie, Reproduktionsmaschinen, Lasererregung, Warnblitzanlagen an Flugzeugen, Flugkontroll- und -sicherungseinrichtungen vieler Art, wie Landebahn- und Einflugschneisenbefeuerung, Straßensperren und Marineeinrichtungen.There are very different applications for this type of flash lamp. Examples are: flash photography, reproduction machines, laser excitation, warning flash systems on aircraft, flight control and security systems of many types, such as runway and approach lane lights, roadblocks and naval facilities.

Die bisher üblichen Zünd- und Speiseschaltungen stellen einen ernsten Nachteil für viele Anwendungen dar wegen der aufwendigen, schweren und viel Raum einnehmenden Kondensatorbatterien wie auch die notwendigen Aufwärtstransformatoren. Das ist besonderes offensichtlich bei kompakten billigen Blitzgeräten für die Photographie,wie auch für die Montage auf leichten Türmen oder Masten.The ignition and supply circuits that have been used up to now represent a serious problem Disadvantage for many applications because of the complex, heavy and large space consuming capacitor banks as well as the necessary step-up transformers. This is particularly evident with compact, inexpensive flash units for photography, such as also for mounting on light towers or masts.

Es wird deshalb angestrebt, ohne die Kondensatorbatterien auszukommen. Um das zu erreichen, ging man von der Überlegung aus, daß durchaus kurzzeitig sehr hohe Ströme dem üblichen Wechselstromnetz zu entnehmen sind. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, diese Fähigkeit unserer Wechselstromnetze, sehr hohe kurzzeitige Spitzenstrombelastungen (high transient current capacity) aushalten zu können, auszunutzen, um gesteuerte Stromimpulse für die genannten Blitzlampen zu entnehmen. Drei US-Patente beschreiben die Direktspeisung aus dem Netz von üblicherweise 120 V 60 Hz. Gemäß der US-PS 3.497.768 wird ein gesteuerter Siliziumgleichrichter in Reihe mit einer Xenon-Blitzlampe an der Sekundärwicklung eines Aufwärtstransformators betrieben, dessen Primärwicklung direkt am Netz liegt. Ebenfalls vom Netz gespeist wird ein Ladekondensator, der über einen Impulstransformator mit der Triggerelektrode gekoppelt ist. Mittels einer entsprechend ausgebildeten Triggerschaltung wird die Blitzlampe für etwa eine Halbphase getriggert und in Betrieb gesetzt.The aim is therefore to get by without the capacitor banks. In order to achieve this, it was assumed that very briefly high currents can be taken from the usual alternating current network. That is why it has already been suggested this ability of our AC grids, very high short-term To be able to withstand peak current loads (high transient current capacity), to exploit them, to take controlled current pulses for the flash lamps mentioned. Three US patents describe the direct supply from the network of usually 120 V 60 Hz. According to US Pat. No. 3,497,768 discloses a silicon controlled rectifier in series with a Xenon flash lamp operated on the secondary winding of a step-up transformer, whose primary winding is directly connected to the network. A is also fed from the grid Charging capacitor, which is coupled to the trigger electrode via a pulse transformer is. The flash lamp is activated by means of an appropriately designed trigger circuit triggered for about a half-phase and put into operation.

Nach dem US-PS 3.745.896 wird eine Blitzlampe über einen Reihenwiderstand direkt vom Netz gespeist, der als Strombegrenzer arbeitet. Die Triggerschaltung (Fig.20) enthält einen Halbwe llengleichri chter, ein Paar Ladekondensatoren und einen Unterbrecher, beispielsweise einen magnetischen Reed-Schalter, der mit der Triggerelektrode der Lampe verbunden ist. Es entsteht eine pulsierende Hochspannung für die Zündung durch Ionisierung, die etwa 300 Hz hat. Abhängig von der jeweiligen zweiten Kondensatorladung ergibt sich eine Blitzdauer von etwas mehr als einer Halbwelle. Die Figuren 21, 22, 23, 24 und 25, wie auch Spalte 14, zeigen diverse Variationen der Triggerschaltung.According to US Pat. No. 3,745,896, a flash lamp is connected via a series resistor fed directly from the network, which works as a current limiter. The trigger circuit (Fig.20) contains a half-wave rectifier, a pair of charging capacitors and a breaker, such as a magnetic reed switch that connects to the Trigger electrode of the lamp is connected. A pulsating high voltage is created for ignition by ionization, which has about 300 Hz. Depending on the respective second capacitor charge results in a flash duration of a little more than a half-wave. Figures 21, 22, 23, 24 and 25, as well as column 14, show various variations the trigger circuit.

Aus der US-PS 3.896.396 ist eine Lösung bekannt, bei der die Blitzlampe über eine in Serie liegende Diode direkt vom Netz gespeist wird. Nach einer Ausgestaltung wird die Blitzlampe von zwei Phasen einer dreiphasigen, sterngeschalteten Netzquelle gespeist, um so eine Verlängerung der Blitzdauer gegenüber einem einphasigen System zu bewirken. Nach Figur 3 wird ein Paar Kondensatoren dazu verwendet, durch Parallelschaltung zur Blitzlampe den Stromstoß bei Erstzündung zu unterstützen. Diese werden aus einer dritten Phase über einen Transformator und eine Gleichrichterdiode aufgeladen. Die Triggerschaltung zeigt Figur 4. Sie enthält eine logische Schaltung, die die Wechselspannung entlang einer Phase abtastet und dabei einen schmalen Impuls bei einem gewünschten Phasenwinkel erzeugt. Diese logische Schaltung enthält einen Brückengleichrichter an der Netzspannung und den Eingang eines monostabilen Multivibrators, der bei einem bestimmten Phasenwinkel, der von einer Zündwinkeleinstellunz gewählt wird, einen Ausgangsimpuls abgibt. Diese monostabilen Impulse werden an einen digitalen Zähler und an einen Eingang eines Und-Tores gegeben. Der Zähler bestimmt die für die Triggerung auszuwählenden Impulse bei Einschaltung bestimmter Pausen.From US-PS 3,896,396 a solution is known in which the flash lamp is fed directly from the mains via a diode in series. According to an embodiment the flashlamp is powered by two phases of a three-phase, star-connected mains source fed in order to extend the flash duration compared to a single-phase system to effect. According to Figure 3, a pair of capacitors is used by being connected in parallel to the flashlight to support the current surge when igniting for the first time. These are made from a third phase charged via a transformer and a rectifier diode. the Trigger circuit is shown in Figure 4. It contains a logic circuit that controls the alternating voltage samples along one phase, taking a narrow pulse at a desired one Phase angle generated. This logic circuit contains a bridge rectifier at the mains voltage and the input of a monostable multivibrator, which is at a certain phase angle, which is selected by an ignition angle adjustment Emits output pulse. These monostable pulses are sent to a digital counter and given to an entrance of an AND gate. The counter determines that for triggering pulses to be selected when switching on certain pauses.

Ein gesteuerter Siliziumgleichrichter (SCR) liegt im Primärkreis eines zweiten Impulstransformators, der mit der Triggerelektrode der Blitzlampe verbunden ist. Am Ausgang des Und-Tores liegt ein erster Impulstransformator, der den gesteuerten Siliziumgleichrichter triggert.A silicon controlled rectifier (SCR) is located in the primary circuit of a second pulse transformer connected to the trigger electrode of the flash lamp is. At the output of the AND gate there is a first pulse transformer that controls the Silicon rectifier triggers.

Obwohl diese Lösungen ohne die große Kondensatorbatterie auskommt, besitzen derartige vom Netz gespeiste Larnpenschalttingen ihre eigenen Probleme.Although this solution works without the large capacitor bank, such mains powered alarm switches have their own problems.

Viele Xenon-Blitzlampen zünden schlecht an relativ niedrigen Spannungen, wie sie direkt vom Netz geliefert werden. Darüber hinaus müssen Xenon-Blitzlampen zur Verbesserung ihrer Effizienz mit relativ hohem Druck(gegebenenfalls höher als der atmosphärische Druck) gefüllt werden. Das erhöht die Triggeranforderungen. Um die Zündung derartiger Lampen oder solcher mit grober Rogenlänee sicher zustellen, können höhere Spannungen als sie das Netz liefert, erforderlich werden.Many xenon flash lamps ignite poorly at relatively low voltages, as they are delivered directly from the network. About that have to go out Xenon flash lamps to improve their efficiency with relatively high pressure (if necessary higher than atmospheric pressure). This increases the trigger requirements. To ensure the ignition of such lamps or those with a coarse roe length, voltages higher than those supplied by the network may be required.

Das kann auch dann erforderlich sein, obwohl die Lampe nach vollständiger Ionisierung nach dem Triggern auch bei niedriger Spannung vom Wechselstromnetz einwandfrei arbeitet. Die Figur 3 der US-PS 3.896.396 sieht hierfür eine Lösung vor.This may also be necessary, even though the lamp is more complete Ionization after triggering works perfectly even at low voltage from the AC network is working. Figure 3 of US Pat. No. 3,896,396 provides a solution for this.

Die beschriebene Ladeeinrichtune enthält einen Transformator, der von der dritten Phase gespeist wird, sowie von einer Gleichrichter-Diode. Außerdem liegen zwei Kondensatoren parallel zur Lampe. Dazu gehört die Kondensator-Ladeeinrichtung zur Unterstützung des Stromstoßes bei Erstzündung. Obwohl diese Erfindung die gewünschte Starthilfe liefert, ist es offenkundig, daß der Aufwand an vergleichbar großen, schweren und teueren Bauteilen für diese Schaltung wieder größer ist. Dadurch sind die Vorteile der direkten Netzspeisung weitgehend wieder verloren.The charging device described contains a transformer that is fed by the third phase, as well as by a rectifier diode. aside from that there are two capacitors in parallel with the lamp. This includes the capacitor charger to support the current impulse when igniting for the first time. Although this invention is the desired Provides start-up help, it is obvious that the effort involved in comparably large, heavy and expensive components for this circuit is larger again. Thereby are the advantages of direct power supply are largely lost again.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine die genannten Mängel der bekannten Lösungen vermeidende, billige Schaltung zum Betrieb einer Bogenentlad-ungsblitzlampe am Netz zu erstellen.The invention was therefore based on the object of the above Inexpensive circuit for operating an arc discharge flash lamp which avoids shortcomings of the known solutions to create on the network.

Diese Aufgabe wird für den Oberbegriff des Hauptanspruchs erfindungsgemäs nach dem Kennzeichen gelöst.This task is according to the invention for the preamble of the main claim solved according to the license plate.

Einzelheiten sind den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.Details are to be found in the further claims and the description remove.

Nach der Erfindung ist eine Spannungsvervielfacherschaltung parallel zur Blitzlampe am Netz vorgesehen, die dafür sorgt, daß für die Zündung eine höhere als die normale Netzspannung zur Verfügung steht. Zur Zündung dient eine Triggerschaltung in Verbindung mit einer Hochspannungsimpulsschaltung, die einen Impulstransformator aufweist. Seine Primärseite wird von der Triggerschaltung gespeist. An seine Sekundärwicklung ist die externe Triggerelektrode der Blitzlampe angeschlossen.According to the invention, a voltage multiplier circuit is in parallel provided for the flash lamp on the mains, which ensures that a higher one is used for the ignition than the normal mains voltage is available. A trigger circuit is used for ignition in conjunction with a high voltage pulse circuit that has a pulse transformer having. Its primary side is fed by the trigger circuit. To its secondary winding the external trigger electrode of the flash lamp is connected.

Die Spannungsvervielfacherschaltung, in einfacher Form eine modifizierte Spannungsverdopplerschaltung, dient als Zündhilfe.The voltage multiplier circuit, in a simple form a modified one Voltage doubler circuit, serves as an ignition aid.

Sie besteht aus einer in Reihe mit der Blitzlampe liegenden Parallelschaltung einer Diode mit einem Kondensator. An der Katode dieser Diode ist eine zweite Diode angeschlossen, die parallel zur Blitzlampe liegt. Bei Speisung aus einem Einphasennetz ergibt diese Schaltung eine etwa doppelte Spannung an der Blitzlampe. Bei Spaltphasenspeisung entsteht eine etwa vierfache Spannung, indem vorteilhafterweise nur ein Minimum an Bauteilen notwendig ist und somit eine kompakte, leichte Einheit entsteht. Der modifizierte Verdoppler liefert die zusätzliche Funktion der Lampenabschaltung während den negativen Phasen, wenn während den positiven gezündet wird. Genauer gesagt, wenn zum Beispiel während einer positiven Phase gezündet wird , dann hört die Funktion des Spannungsverdopplers unmittelbar nach Zündung auf. Im Moment des Phasennulldurchgangs wird die Blitzlampe abgeschaltet, weil die Seriendiode dann sperrt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt parallel zu dem Kondensator ein Widerstand zur Ableitung von Restladungen bei Abschaltung der Schaltung. Das bietet den Vorteil, daß bei Service oder überwachungsarbeiten keine Restladungen gefährliche Folgen haben können. Zur Strombegrenzung der parallel zur Blitzlampe liegenden Diode, kann als weitere Ausgestaltung ein Widerstand in Reihe mit dieser geschaltet werden. Dadurch wird die Verwendung einer billigeren Diode mit niedrigerer Nennstrom möglich. Die Widerstände üben auch die Funktion eines Spannungsteilers aus, der die Spannung vom Verdoppler für die Blitzlampe quasi abstimmt.It consists of a parallel circuit in series with the flash lamp a diode with a capacitor. There is a second diode on the cathode of this diode connected, which is parallel to the flash lamp. When fed from a single-phase network this circuit results in approximately double the voltage on the flashlamp. With split phase feed an approximately fourfold voltage arises, by advantageously only a minimum of components is necessary and thus a compact, lightweight unit is created. Of the modified doubler provides the additional function of lamp shutdown during the negative phases, if ignited during the positive ones. More precisely, if, for example, ignition is triggered during a positive phase, the function stops of the voltage doubler immediately after ignition. At the moment of the phase zero crossing the flash lamp is switched off because the series diode then blocks. In further Embodiment of the invention is parallel to the capacitor, a resistor Discharge of residual charges when switching off the circuit. This has the advantage that no residual charges have dangerous consequences during service or monitoring work can have. To limit the current of the diode lying parallel to the flash lamp, can as further Design a resistor connected in series with this will. This eliminates the need to use a cheaper diode with a lower current rating possible. The resistors also act as a voltage divider, the the voltage from the doubler for the flashlamp virtually adjusts.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. Diese zeigt in Figur 1 eine vereinfachte Blockschaltung einer Schaltung nach der Erfindung Figur 2 eine Blitzlampenbetriebsschaltung mit einem Spannung vervielfacher nach der Erfindung; Figur 3 eine Blitzlampenbetriebsschaltung mit einer anderen Ausbildung der Spannungsvervielfacherschaltung; Figur 4 eine bevorzugte Schaltung für den Betrieb einer Blitzlampe direkt am Netz, wobei eine Vervielfacherschaltung nach der Erfindung verwendet wird.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the drawing described. This shows in Figure 1 a simplified block diagram of a circuit According to the invention Figure 2 shows a flash lamp operating circuit with a voltage multiplier according to the invention; Figure 3 shows a flash lamp operating circuit another design of the voltage multiplier circuit; Figure 4 is a preferred one Circuit for operating a flashlight directly on the mains, with a multiplier circuit is used according to the invention.

Wie Figur 1 zeigt, ist die Blitzlampe 10, vorzugsweise eine Xenon-Lampe, an den Itjetzanschlußpunkten 12 und 16, die z.R.As Figure 1 shows, the flash lamp 10, preferably a xenon lamp, at the Itjetz connection points 12 and 16, the z.R.

120 Volt 60 Hz führen können,mit ihren beiden Elektroden angeschlossen. Eine Triggerschaltung 17 ist mit ihren Eingangsleitungen mit dem Netz und mit ihren Ausgangsleitungen mit der Primärwicklung 20a des Impulstransformators 20 verbunden.120 volts 60 Hz, with both electrodes connected. A trigger circuit 17 is with its input lines to the network and with their Output lines connected to the primary winding 20a of the pulse transformer 20.

Die Sekundärwicklung 20b des Impulstransformators 20 -ist mit der Katode der Blitzlampe 10 und ihrer externen Zündelektrode 11 gekoppelt. Diese Blitzlampe 10 ist also zur Shunt-Zündung angeschlossen. Wenn Injektionszündung gewünscht wird, kann die Seknundärwicklung 20b', wie gestrichelt cingezeichnet, in Reihe mit der Blitzlampe 10 liegen.The secondary winding 20b of the pulse transformer 20 -is with the The cathode of the flash lamp 10 and its external ignition electrode 11 are coupled. That flash lamp 10 is therefore connected for shunt ignition. If injection ignition is desired, can the secondary winding 20b ', as shown by dashed lines, in series with the Flash lamp 10 lie.

In Figur 1 ist die Vervielfacherschaltung vereinfacht als Block 21 eingetragen, die die Zündung durch die Triggerschaltung erleichtert. In Übereinstimmung mit der Erfindung sollte diese eine einfache, billige, Schaltung mit niedrigem Strom und geringem Joule-Wert sein. Figur 2 zeigt eine Ausgestaltung, die diese Forderungen erfüllt. Zur Vereinfachung sind entsprechende bzw. sich wiederholende Bauteile mit entsprechenden Positionsnummern versehen. An den Anschlüssen 23 und 25 werden die Ausgänge der Triggerimpulsquelle, der Sekundärwicklung 20b des Impulstransformators 20 angeschlossen. In diesem Beispiel enthält die Vervielfacherschaltung 21 die Diode 27 und 31 und den Kondensator 29. Der in Figur 2 verwendete Schaltkreis ist ein Spannungsverdoppler, unterscheidet sich jedoch dadurch von der üblichen Funktionsweise dieser Schaltung, daß er den gleichgerichteten Wechselstrom nicht filtert und nach Lampenzündung in anderer Weise arbeitet, wie noch beschrieben werden soll. Die Katoden beider Diode 27 und 31 sind miteinander verbunden. Die Diode 27 und der ihr parallel liegende Kondensator 29 ist mit der Blitzlampe 10 in Reihe geschaltet. Die Diode 31 liegt zu der Blitzlampe 10 parallel.In FIG. 1, the multiplier circuit is simplified as block 21 entered, which facilitates the ignition by the trigger circuit. In accordance with the invention this should be a simple, inexpensive, low current circuit and low joules. Figure 2 shows an embodiment that meets these requirements Fulfills. For simplification, corresponding or repetitive components are included corresponding item numbers. At the connections 23 and 25 the Outputs of the trigger pulse source, the secondary winding 20b of the pulse transformer 20 connected. In this example, the multiplier circuit 21 includes the diode 27 and 31 and the capacitor 29. The circuit used in Figure 2 is a Voltage doubler, but this differs from the usual functionality this circuit that it does not filter the rectified alternating current and after Lamp ignition works in a different way, as will be described. The cathodes both diodes 27 and 31 are connected to one another. The diode 27 and her parallel lying capacitor 29 is connected in series with the flash lamp 10. The diode 31 is parallel to the flash lamp 10.

Wenn man sich einen Einphasenwechselstrom an dem Anschluß 12 vorstellt, dann wird er durch den Ausdruck V0 sin wt t dargestellt. Das lädt den Kondensator 29 entsprechend der in Figur 2 eingetragenen Polarität auf und zwar über die Diode 31 auf die Spannung, die dem Maximalwert der Spitzenspannung V0 entspricht. Während der positiven Phase von V0 sin wt erreicht die Spannung V1 an der Blitzlampe 2Vo. Die Spannung V1 fährt dann fort, zwischen 0 und 2Vo zu oszillieren mit jeder Periode der Wechselstromquelle. Die Blitzlampe kann jederzeit während einer Periode gezündet werden, wenn die Spannung V1 für die Bogenentladung genügt. Mit den gezeigten Verbindungen der Schaltung in Figur 2 wird die Blitzlampe 10 gezündet und die Bogenentladung wird unter Lichtemission anhalten während der positiven Periodenhälfte. Bis zur Blitzlampenzündung arbeitet die Schaltung 21 als Spannungsverdoppler. Dann jedoch, im Gegensatz zum normalen Verdoppler, liefert die Schaltung 21 die zusätzliche Funktion der Lampenabschaltung bei Phasennulldurchgang. Genauer gesagt, wenn die Blitzlampe zündet, entlädt sich der Kondensator 29 und die Diode 27 leitet. Dadurch wird der Spannungsverdoppler quasi aus der Schaltung entfernt. Danach leitet die Diode 27 und speist die Blitzlampe 10 bis zum Ende der positiven Halbwelle. Hier schaltet sie ab, sie sperrt für die Dauer der negativen Halbwellen.If one imagines a single-phase alternating current at terminal 12, then it is represented by the expression V0 sin wt t. That charges the capacitor 29 in accordance with the polarity entered in FIG. 2, namely via the diode 31 to the voltage corresponding to the maximum value of the peak voltage V0. While of the positive phase of V0 sin wt, the voltage V1 reaches the flashlamp 2Vo. The voltage V1 then continues to oscillate between 0 and 2Vo with each period the AC power source. The flash lamp can be used at any time during one Period are ignited when the voltage V1 is sufficient for the arc discharge. With The connections shown in the circuit in Figure 2, the flash lamp 10 is ignited and the arc discharge will continue to emit light during the positive half of the period. The circuit 21 operates as a voltage doubler until the flash lamp is ignited. then however, in contrast to the normal doubler, the circuit 21 provides the additional Function of lamp switch-off at phase zero crossing. More precisely, if the The flash lamp ignites, the capacitor 29 discharges and the diode 27 conducts. Through this the voltage doubler is effectively removed from the circuit. After that, the Diode 27 and feeds the flash lamp 10 until the end of the positive half-wave. here switches it off, it blocks for the duration of the negative half-waves.

Wenn die Schaltung der Figur 2 mit einem Spaltphasenanschluß der Anschlüsse 12 und 16 verbunden wird, dann ist am Anschluß 12 wirksam Vg sin st und am Anschluß 16 -Vo sin xt.If the circuit of Figure 2 with a split phase connection of the connections 12 and 16 is connected, then Vg sin st is effective at connection 12 and at connection 16 -Vo sin xt.

Wenn V0 an den Anschluß 12 negativ wird, ist V0 an dem Anschluß 16 positiv. Dann wird der Kondensator 29 in der gezeigten Polarität über die Diode 31 auf die Spannung 2Vo geladen. Wenn Vg sin t positiv ausschwingt am Anschluß 12, dann erreicht die Spannung an der Anode der Blitzlampe 10 den Wert 3VO, dabei ist die Spannung an de-r Katode -V0. Damit ist die Gesamtspannung an der Blitzlampe 10, V1, jetzt 4wo .When V0 on terminal 12 goes negative, V0 is on terminal 16 positive. Then the capacitor 29 is in the polarity shown across the diode 31 charged to the voltage 2Vo. If Vg sin t swings out positively at connection 12, then the voltage at the anode of the flash lamp 10 reaches the value 3VO, where is the voltage at the cathode -V0. This is the total voltage on the flashlamp 10, V1, now 4wo.

Bei Einphasenbetrieb sollte die Diode 27 der Schaltung 2 eine Spitzensperrspannung von V0 haben. Bei Spaltphasenbetrieb muß der entsprechende Kennwert 2V D sein. Der Vorwärtsspitzenstrom der Diode 27 muß dem Strom der Blitzlampe entsprechen.In single-phase operation, the diode 27 of the circuit 2 should have a peak reverse voltage of V0 have. In split-phase operation, the corresponding characteristic value must be 2V D. Of the The forward peak current of the diode 27 must correspond to the current of the flash lamp.

Die Diode- 31 muß entsprechende Werte von 2Vo bzw 4Vo haben.The diode 31 must have corresponding values of 2Vo or 4Vo.

In beiden Fällen wird der Vorwärtsspitzenstrom der Diode 31 bestimmt von der reaktiven Impedanz des Kondensators 29.In both cases, the forward peak current of the diode 31 is determined on the reactive impedance of the capacitor 29.

Die Vervielfacherschaltung 21 kann gemäß Figur 3 modifiziert werden, um so zusätzliche Vielseitigkeit und Vorteile zu erzielen. Zum Kondensator 29 wird ein Widerstand 33 parallel und/oder ein Widerstand 35 in Reihe mit der Diode 31 eingefügt. Der Widerstand 33 sorgt für die Entladung des Kondensators 29 bei Abschaltung der Schaltung. Der Widerstand 35 begrenzt den Strom der Diode 31 und erlaubt es, eine entsprechend billigere Type auszuwählen. Außerdem bilden jeder der Widerstände 33 und 35 individuell oder gemeinsam einen Spannungsteiler zur "Abstimmung" (tuning) der Spannung V1, die die Vervielfacherschaltung 21 an die Blitzlampe 10 liefert.The multiplier circuit 21 can be modified according to Figure 3, in order to achieve additional versatility and advantages. The capacitor 29 becomes a resistor 33 in parallel and / or a resistor 35 in series with the diode 31 inserted. The resistor 33 ensures that the capacitor 29 is discharged when it is switched off the circuit. The resistor 35 limits the current of the diode 31 and allows to select a correspondingly cheaper type. They also form each of the resistors 33 and 35 individually or together a voltage divider for "tuning" the voltage V1 which the multiplier circuit 21 supplies to the flash lamp 10.

Die Lampenspannung wird von dem Teilerverhältnis der Widerstände 33 und 35 beeinflußt nach folgender Gleichung V1max = V0 L1 + R33/(R33 R35)7 Bei vernünftiger Wahl der Widerstandswerte der Widerstände 33 und 35 kann V1 so "abgestimmt" werden, daß keine überspannung an der Blitzlampe 10 auftritt.The lamp voltage is determined by the division ratio of the resistors 33 and 35 influences according to the following equation V1max = V0 L1 + R33 / (R33 R35) 7 With reasonable Choice of the resistance values of the resistors 33 and 35, V1 can be "tuned" so that no overvoltage occurs on the flash lamp 10.

Als Beispiel einer spezifischen Ausgestaltung wird nun die Schaltung der Figur 4 beschrieben. Die Blitzlampe 10 ist, wie zuvor beschrieben, wieder an den Wechselstromanschlüssen 12 und 16. Die quelle hat 120 Volt, 60 Hz haben. Der Hochspannungsimpulsgenerator enthält einen Impulstransformator 20, einen Spannungsverdoppler 22 und gesteuerte Schaltmittel, hier einen Thyristor 24 oder einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (SCR = Vierschichtschaltdiode) . Der Spannungsverdoppler besteht aus dem Widerstand 26, den Kondensatoren 28 und 30 und den Dioden 32 und 34.Die Bauteile 26, 28, 32 und 30 liegen in Reihe mit der Primärwicklung 20a des Impulstransformators 20. Die Diode 34 liegt zwischen dem Anschluß 16 und der Verbindung der Bauteile 28 und 32.As an example of a specific embodiment, the circuit of Figure 4 described. As previously described, the flash lamp 10 is on again AC connections 12 and 16. The source is 120 volts, 60 Hz. Of the High voltage pulse generator includes a pulse transformer 20, a voltage doubler 22 and controlled switching means, here a thyristor 24 or a controlled silicon rectifier (SCR = four-layer switching diode). The voltage doubler consists of the resistor 26, capacitors 28 and 30 and diodes 32 and 34. Components 26, 28, 32 and 30 are in series with the primary winding 20a of the pulse transformer 20. The diode 34 is between the terminal 16 and the connection of the components 28 and 32.

Die Sekundärwicklung 20b ist an die Katode und die äußere Zündelektrode 11 der Blitzlampe 10 angeschlossen. Der Wert des Kondensators 28 des Spannungsverdopplers ist typischerweise 1/10 bis 1/15 des Wertes des Kondensators 30. Nach dem zuvor Gesagten kann die Funktionsweise dieser Schaltung vorausgesetzt werden.The secondary winding 20b is connected to the cathode and the outer ignition electrode 11 of the flash lamp 10 connected. The value of capacitor 28 of the voltage doubler is typically 1/10 to 1/15 the value of capacitor 30. After that before The functionality of this circuit can be assumed from what has been said.

Um eine maximale Lichtintensität zu erzielen, sollte die Blitzlampe dann gezündet werden, wenn die Anode-zu-Katode-Spannung ihren Spitzenwert erreicht hat oder sehr kurz davor.In order to achieve maximum light intensity, the flash lamp should then ignited when the anode-to-cathode voltage peaks has or very close to it.

Die Stromspitze ist abhängig von der Impedanz des Netzes und der in Serie dazu arbeitenden Blitzlampe. Zur Steuerung des Zeitpunktes der Impulszündung der Blitzlampe in Abhängigkeit von der Phase der Wellenform der Wechselstromquelle ist eine RC.-Zeitgeberschaltung vorgesehen, die einen variablen Widsrstand 36 und einen Ladekondensator 38 in Reihe zwischen den Anschlüssen 12 und 16 besitzt. Sobald der Zeitgeberkondensator 38 auf einen vorbestimmten Wert geladen ist, wird dem Gate-Anschluß des Bauteils 24 ein Triggerimpuls geliefert.The current peak depends on the impedance of the network and the in Series to this working flash lamp. To control the timing of the pulse ignition of the flash lamp depending on the phase of the waveform of the AC power source an RC. timer circuit is provided which has a variable resistor 36 and has a charging capacitor 38 in series between terminals 12 and 16. As soon the timer capacitor 38 is charged to a predetermined value becomes the gate terminal of the component 24 is supplied with a trigger pulse.

Dazu dient die Kopplungsschaltung mit dem Diac 40 und der Trenndiode 42. Der Wert des Widerstandes 36 ist so eingestellt, daß das Bauteil 24 nahe dem positiven Spitzenwert der Wellenform durchgeschaltet wird. Zu der Kopplungsschaltung gehören noch die Widerstände 44 und 46, die parallel zu dem Kondensator 38liegen und eine ohmsche Dämpfung für den Gate-Schaltkreis des Bauelements 24 darstellen. Außerdem wird so der Kondensator 38 entladen, wenn er negativ bezüglich des Gate aufgeladen wird. Mit dieser angegebenen Schaltung beginnt die Ladung des Kondensators 38 bei jeder Halbperiodenladung (half cycle charge).The coupling circuit with the diac 40 and the isolating diode is used for this purpose 42. The value of the resistor 36 is set so that the component 24 near the positive peak value of the waveform is switched through. To the coupling circuit also include the resistors 44 and 46, which are parallel to the capacitor 38 and an ohmic attenuation for the gate circuit of the component 24 represent. In addition, the capacitor 38 is discharged when it is negative with respect to the gate is charged. With this specified circuit, the charging of the Capacitor 38 at every half cycle charge.

Der Start der RC-Zeitgeberschaltung wird von einer Schaltung gesteuert, die aus einem gesteuerten Gleichrichter 48, z.B.The start of the RC timer circuit is controlled by a circuit obtained from a controlled rectifier 48, e.g.

einer Vierschichtschaltdiode oder einem Triac,parallel zum Kondensator 38 gekoppelt und einem Nulldurchgangsdetektor 50 bebildet wird, dessen Impulsausgang mit dem Gate oder Steueranschluß des gesteuerten Gleichrichters 48 verbunden ist.a four-layer switching diode or a triac, in parallel with the capacitor 38 coupled and a zero crossing detector 50 is formed, the pulse output of which is connected to the gate or control terminal of the controlled rectifier 48.

Der gesteuerte Gleichrichter 48 liegt mit einem Strombegrenzungswiderstand 52 in Reihe an den Netzanschlüssen 12 und 16. Die Verbindungsstelle der Bauteile 36 und 38 ist über die Diode 54 mit der Verbindungsstelle der Bauteile 48 und 52 gekoppelt. Solange der Gleichrichter 48 leitet, kann sich der Kondensator 38 nicht aufladen. Folglich muß er gesperrt werden, um den Ladezyklus der Zeitgeberschaltung zu starten. Die Diode 54 trennt während dieser Aufladung den Widerstand 52 vom Widerstand 36.The controlled rectifier 48 is connected to a current limiting resistor 52 in series at the mains connections 12 and 16. The connection point of the components 36 and 38 is connected to the junction of components 48 and 52 via diode 54 coupled. As long as the rectifier 48 is conducting, the capacitor 38 cannot charge. As a result, it must be disabled in order to cope with the charging cycle of the timer circuit to start. The diode 54 separates the resistor 52 from the resistor during this charging process 36.

Als Nulldurchgangsdetektor 50 können verschiedene integrierte Schaltungen, die auf dem Markt angeboten werden, verwendet werden, wie z.B. der RCA-Nullspannungsschalter vom Typ CA3059.Various integrated circuits, available on the market, such as the RCA zero voltage switch of type CA3059.

Wie Figur 4 zeigt ist der Nulldurchgangsdetektor 50 zur Speisung direkt mit dem Anschluß 16 und über den Widerstand 56 mit dem Anschluß 13 verbunden. Am Impulsausgang liegt ein Widerstand 65 zum Anschluß 16. Die beiden Eingänge sind mit einem Widerstand 60 überbrückt. Der eine Eingang ist mit einem Kondensator 58 als Filter für die 8V Gleichspannung der integrierten Schaltung des Nulldurchgangsdetektors 50 mit Anschluß 16 verbunden. Am enderen Eingang liegt ein Spannungsteiler, der aus den Widerständen 62 und 64 besteht, zum Anschluß 16 hin. Die Widerstände 60, 62 und 64 liegen somit in Reihe parallel zu dem Kondensator 58. An der Verbindungsstelle der Widerstände 62 und 64 ist ein Einleitungs- oder Startschalter angeschlossen, der durch den Block 18 dargestellt ist.As FIG. 4 shows, the zero crossing detector 50 is direct for feeding connected to the connection 16 and via the resistor 56 to the connection 13. At the Pulse output is a resistor 65 to terminal 16. The two inputs are bridged with a resistor 60. One entrance is with one capacitor 58 as a filter for the 8V DC voltage of the integrated circuit of the zero crossing detector 50 connected to terminal 16. At the other input is a voltage divider, the consists of the resistors 62 and 64, to the terminal 16 out. The resistors 60, 62 and 64 are thus in series parallel to capacitor 58. At the junction an initiation or start switch is connected to resistors 62 and 64, which is represented by block 18.

Er ist mit Anschluß 16 verbunden. Der Nulldurchgangsdetektor 50, hier der erwähnte IC, ist so beschaltet, daß er als Differential-Verstärker arbeitet. Wenn der Widerstand 64 durch die Funktion des Blocks 18 kurzgeschlossen wird, erzeugt die IC-Einheit einen 1,5 V Impuls bei jedem Nulldurchgang der Wellenform des Wechselstromnetzes an ihrem Ausgang. Dadurch bleibt der Gleichrichter 48 leitend und der Kondensator 38 beginnt nicht sich aufzuladen. Sobald der Startschalter im Block 18 geöffnet wird, schaltet dies den Nulldurchgangsdetektor ab. Als Folge davon sperrt der Gleichrichter 48 ab dem nächsten Nulldurchgang und der Zeitgeberschaltkreis beginnt seinen Zyklus am Nulldurchgang unabhängig vom Betätigungszeitpunkt des Startschalters 18. Als Folge davon zündet der gesteuerte Gleichrichter 24 stets zu einem konstanten, ausgewählten Zeitpunkt und die Blitzintensität bleibt gleichmäßig.It is connected to terminal 16. The zero crossing detector 50, here the mentioned IC is wired so that it works as a differential amplifier. When the resistor 64 is short-circuited by the function of the block 18, generated the IC unit emits a 1.5 V pulse for each zero crossing of the AC line waveform at their exit. As a result, the rectifier 48 and the capacitor remain conductive 38 does not begin to charge. As soon as the start switch in block 18 is opened this switches off the zero crossing detector. As a result, the rectifier blocks 48 from the next zero crossing and the timer circuit begins its cycle at the zero crossing regardless of the time of actuation of the start switch 18. As As a result, the controlled rectifier 24 always ignites at a constant, selected one Point in time and the flash intensity remains constant.

Claims

Claims: 1. Circuit for operating an arc discharge flash lamp, which is fed by the usual alternating current network and which is a high-voltage pulse circuit has, which is connected to the AC voltage for supply and the one with the flash lamp is coupled so that the high voltage pulses emitted by it the flashlamp (10) ignite, characterized in that a voltage multiplier circuit in parallel to the flash lamp (10) is so the operating voltage above that supplied by the network Increase amount, creating a trigger circuit (17) connected to the primary winding (20a) connected to the pulse circuit and connected to its secondary winding (20b) an electrode of the flash lamp (10) and the ignition electrode (11) is coupled, the Ignition triggers.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the voltage multiplier circuit a voltage doubler circuit (21) which when connected to a single phase AC power source at the flashlight (10) supplies about double the voltage for the ignition.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the voltage multiplier circuit a voltage quadruple circuit for connection to a split phase alternating current source is, which means four times the voltage available for igniting the flash lamp stands.

4. A circuit according to claim 2, characterized in that the voltage doubler circuit in addition to a series diode (27), the capacitor connected in parallel with it (29) and the diode (31) lying parallel to the lamp in series with the latter one Has resistor (35) which limits the current through the diode (31).

5. A circuit according to claim 4, characterized in that to the Capacitor (29) and a resistor (33) in parallel with the diode (27), which is connected to the resistor (35) has a voltage divider for the one on the flash lamp (10) Tension forms.