DE2816415A1

DE2816415A1 - Entladungslampen-zuendschaltung

Info

Publication number: DE2816415A1
Application number: DE19782816415
Authority: DE
Inventors: John Cyril Pegg; Clive Robert Walker
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-15
Publication date: 1978-10-19
Also published as: AU3497878A; CA1120995A; US4165475A; GB1602456A; FR2388453B1; BE865949A; NL187188C; NL7803956A; DE2816415C2; NZ186920A; AU515922B2; FR2388453A1; ZA782167B; NL187188B

Description

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THORN ELECTRICAL INDUSTRIES, Ltd., London, England Entladungslamp en-Zündschaltung

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für Entladungslampen.

Bei dem am häufigsten angewandten Verfahren zum Zünden von Entladungslampen wird ein Glimmschaltzünder verwendet. Eine Beschreibung dieses Zünders und anderer Zündschaltungen findet sich in "Lamps and Lighting" von S.T. Henderson und A.M. Marsden, zweite Ausgabe 1972, herausgegeben von Edward Arnold, London.

Diese Art von Zünder ist einfach, billig und verhältnismäßig wirksam, hat jedoch einige Nachteile, insbesondere:

a)'-''-Er hat mechanische Kontakte, die seine Lebensdauer • begrenzen.

b) Wenn die Lampe ausfällt, versucht der Zünder weiterhin, die Lampe zu zünden; dies kann nicht nur zu einem, lästigen Flackern der Lampe, sondern auch zu einer so starken Belastung des Zünders führen, daß er in der Regel zusammen mit der Lampe ersetzt werden muß. Dies · läßt sich zwar durch einen zusätzlichen thermischen· Spezialschutzschalter vermeiden, doch erhöht dieser den Aufwand und damit die Kosten.

c) Die Zündzeit ist lang und sehr instabil.

d) Nahe dem Ende der Lebensdauer des Zünders können sich "Kaltstart"-Effekte besonders bemerkbar machen, das heißt der Lichtbogen kann zünden, mit der Folge einer ungenügenden Vorheizung der Kathoden und einer Schwärzung des Glaskolbens in der Nähe der Kathoden.

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Zur Überwindung dieses Problems wurde die Semiresonanz-Zündschaltung (siehe "Lamps and Lighting" supra) als Alternative zum Glimmschalter entwickelt. Diese ist aufwendiger und etwas weniger v/irksam als der Glimmschaltzünder. Die in dem Stromkreis liegende Sicherung muß sehr genau bemessen sein, da ein Kurzschluß des in dem Stromkreis liegenden Kondensators zur Überhitzung des Vorschaltwiderstands führt. Diese Zündschaltung hat jedoch den Vorteil, daß sie sehr zuverlässig, der Zündvorgang visuell angenehmer und es nicht mehr erforderlich ist, den Zünder zusammen mit der Lampe zu ersetzen.

Es sind auch schon Zündschaltungen bekannt geworden, die einige der anderen Nachteile des Glimmschaltzünders durch Verwendung eines elektronischen Schalters beseitigen. Ein Beispiel einer derartigen Zündschaltung ist in der britischen Patentschrift 1 223 733 beschrieben, bei der ein steuerbarer Siliciumgleichrichter (SCR) als Schalter und ein den SCR in jeder positiven Halbwelle der Betriebsspannung zündender Zündkreis vorgesehen ist. Der Strom fließt dann über die Vorschaltdrosselspule, die Kathoden der Lampe und den Zünder, so daß die Lampenkathoden aufgeheizt werden. Aufgrund der Drosselspuleninduktivität nimmt der Strom in der sich anschließenden negativen Halbwelle bis auf null ab, so daß der SCR gesperrt wird. Dadurch entsteht ein negativer Induktionsspannungsstoß am Zünder und mithin der Lampe, der die Lampe zünden soll. Häufig ist jedoch nicht gleich der erste Zündversuch erfolgreich, so daß er sich während mehrerer Perioden der Betriebsspannung wiederholt, bis schließlich die Lampe gezündet ist. Wenn die Lampe zündet, sinkt die Spannung am Zünder bis auf einen Wert, der hinreichend niedrig ist, um ein erneutes Zünden des SCR zu verhindern,,

Die Zeit zwischen dem vorausgehenden Nulldurchgang der Betriebsspannung und dem Zeitpunkt, in dem der SCR zündet, kann als Zündwinkel bezeichnet werden* Die Wahl dieses Zündwinkels

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ist kritisch. Wenn der Zündwinkel und mithin der Augenblickswert der Betriebsspannung im Zündzeitpunkt zu niedrig ist, dann kann der Zünder den Zündvorgang auslösen, wenn die Lampe in Betrieb ist, und auch bei einem Ausfall der Lampe tritt ein verhältnismäßig starker Kathodenstrom auf, der zu einer Überhitzung der Vorschaltdrosselspule führen kann. Wenn dagegen der Zündwinkel zu groß ist, ist der Kathodenheizstrom zu · niedrig, so daß die Lampe "kalt zünden" oder überhaupt nicht zünden kann, insbesondere wenn die Betriebsspannung insgesamt unter ihrem Nennwert liegt.

Die Einhaltung dieser gegensätzlichen Forderungen für den Zündwinkel ist schwierig, insbesondere bei der Massenfertigung der Lampen, bei der einzelne Bauteile unterschiedliche Herstellungstoleranzen aufweisen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entladungslampen-Zündschaltung anzugeben, die zumindest einige der genannten Nachteile weitgehend beseitigt.

Die erfindungsgemäße Entladungslampen-Zündschaltung hat zwei Zünder-Eingangsanschlüsse für den Anschluß an die Kathoden einer Entladungslampe zur Zuführung einer sich zyklisch ändernden Spannung über die Lampenkathoden und einen Vorschaltblindwiderstand, einen an die Zünder-Eingangsanschlüsse angeschlossenen steuerbaren Schalter und eine Steuerschaltung zur Durchsteuerung des Schalters in einem gewünschten Zeitpunkt während der Periode der zugeführten Spannung, die sich dadurch auszeichnet, daß die Steuerschaltung eine Einrichtung aufweist, die bestrebt ist, den Augenblickswert der zugeführten Spannung, die für diese Durchsteuerung erforderlich ist, in aufeinanderfolgenden Perioden der zugeführten Spannung nach dem Einschalten der Schaltung zu erhöhen. Die· sich zyklisch ändernde Spannung, die der Zündschaltung zugeführt wird, kann eine herkömmliche sinusförmige Wechselspannung oder eine gleichgerichtete Wechselspannung sein.

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Vorzugswelse ist der steuerbare Schalter ein Halbleiter-Bauelement, z.B. ein Thyristor (ein SCR, auch steuerbarer Siliciumgleichrichter oder rückwärts sperrende Thyristortriode genannt, oder ein Triac, auch Zweirichtungs-Thyristortriode genannt), der von der Steuerschaltung ausgelöst (bzw. gezündet) wird. Die Steuer- oder Auslöseschaltung enthält vorzugsweise einen Kondensator, dessen Ladung sich fortlaufend von Periode zu Periode der zugeführten Spannung ändert, um den Auslösezeitpunkt zu ändern, in dem die Durchsteuerung in den leitenden Zustand erfolgt. Der Auslösezeitpunkt kann jedoch auch auf andere Art geändert werden, z.B. thermisch.

Vorzugsweise ist die anfängliche Durchsteuerungs- oder Auslösespannung verhältnismäßig niedrig, so daß ein verhältnismäßig starker Kathodenheizstrom ausgelöst wird, während die positive Spannung an der Lampe niedrig gehalten wird, um die "Kaltstarf'-Effekte möglichst zu vermeiden. Die Auslösespannung nimmt dann von Periode zu Periode zu, so daß die Spannung an der Lampe schließlich einen so hohen positiven Wert hat, daß sie die Zündung des Lichtbogens unterstützt. Wenn die Lampe nicht zünden sollte, steigt die Auslösespannung so lange weiter an, bis sie zu hoch ist, um die Auslösung noch zu ermöglichen. Der durch den Zünder und mithin über die Lampenkathoden und den Vorschaltblindwiderstand (normalerweise eine Drosselspule) fließende Strom hört dann praktisch auf, so daß der Zünder oder die Drosselspule nicht beschädigt werden kann. Wenn die Lampe dagegen zündet, stellt die erforderliche höhere Auslösespannung sicher, daß in dem Lampenspannungsverlauf keine erneute Auslösung erfolgen kann, und zwar selbst bei niedrigen Umgebungstemperaturen nicht, bei denen die Lampenspannung verhältnismäßig hohe Spitzenwerte erreichen kann. Wenn die Lampe ausgeschaltet wird, wird die Zündschaltung so zurückgestellt, daß sie für den nächsten Einschaltvorgang bereit ist.

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Die Erfindung und ihre Weiterbildungen v/erden im folgenden anhand von Zeichnungen bevorzugter Ausführungsheispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Zündschaltung,

Fig. 2 (a) bis (c) '-jeweils den zeitlichen Verlauf der Lamp entspannung, des Zünderstroms und des Lampenstroms und die Fig. 2 (d) bis (f) jeweils den Verlauf der Spannung an einem Kondensator in der Zündschaltung jeweils nach den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 3 und 4,

Fig. 5 ein Schaltbild einer ersten verbesserten Zündschaltung, in der sich der Kondensator nur während der negativen Halbwellen auflädt,

Fig. 4 ein Schaltbild einer zweiten verbesserten Zündschaltung,

in der sich der Kondensator auch während der positiven Halbwellen auflädt,

Fig. 5 eine Zeichnung nach Oszillogrammen, die Kennlinien der Zündschaltung nach Fig. 4 darstellen, und zwar die Fig. 5 (a) und (b) jeweils den Verlauf der Lampenspannung und des ZünderStroms, wenn die Lampe gezündet worden ist, und die Fig. 5 (c) und (d) die gleichen . Parameter, wenn eine simulierte ausgefallene (defekte) Lampe verwendet wird,

Fig. 6 eine Abwandlung der Zündschaltung nach Fig. 4,

Fig. 7 eine andere Zündschaltung, in der sich der Kondensator nur während der positiven Halbwellen auflädt und die einen Diac, d.h. eine Zweirichtungs-Thyristordiode, anstelle einer Zener-Diode, verwendet wird,

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Fig. 8 ein Schaltbild einer Zündschaltung nach der Erfindung, die eine im wesentlichen konstante Zeit zum Ausschalten sicherstellt,

Fig. 9 und 9A Schaltbilder zweier anderer Zündschaltungen, die auf der nach Fig. 6 basieren und eine im wesentlichen konstante Zeit zum Ausschalten sicherstellen,

Fig. 10 ein Schaltbild der Zündschaltung nach Fig. 4 oder Fig. 6 mit einem Gleichrichter und

Fig. 11 eine Zündschaltung, bei der der Haupthalbleiterschalter ein Triac bzw. eine Zweirichtungs-Thyristortriode ist, um den Kathodenheizstrom in beiden Richtungen fließen zu lassen.

Fig. 1 zeigt eine Leuchtstoff-Entladungslampe 10 mit zwei geheizten Kathoden 12, 14. Die eine Seite I4a der Kathode 14 ist direkt mit dem einen I6b von zwei Netz-Eingangsanschlüssen 16 verbunden, während die eine Seite 12a der Kathode 12 mit dem anderen Netz-Eingangsanschluß 16a über eine Drosselspule 18 verbunden ist, die als Vorschaltwiderstand wirkt. Den Anschlüssen 16 wird eine normale Netzwechselspannung von etwa 240 Volt mit 50 Hertz zugeführt. Gewöhnlich liegt ein (nicht dargestellter) Schalter in dem Stromversorgungskreis, und zwischen den beiden Anschlüssen 16 kann ein Kondensator zur Verbesserung des Leistungsfaktors liegen. Die anderen Seiten 12b, 14b der beiden Kathoden 12, 14, d.h. die nicht an den Netzanschlüssen 16 liegenden Seiten, sind jeweils mit einem Anschluß 22, 24 einer Zündschaltung 20 verbunden, die auch als Zünder bezeichnet wird.

Die Zündschaltung enthält ein steuerbares Durchbruch-Bauelement in Form eines Thyristors, der als steuerbarer Silicium-Gleichrichter (SCR) 26 dargestellt ist und zwischen den Zündschaltungsanschlüssen 22, 24 liegt. Die Steuer- oder Auslöseschaltung für den Thyristor 26 besteht aus einer Diode 28, einer

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Z- oder Zener-Diode 30, einem Kondensator 32 und einem ohmschen Widerstand 34, die alle zwischen den Anschlüssen 22 und 24 in Reihe liegen, während der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 32 und dem Widerstand 34 mit dem Tor oder Steueranschluß 36 des Thyristors 26 verbunden ist.

Ein weiterer Kondensator 38 kann ebenfalls zwischen den Anschlüssen 22, 24 liegen, um Funkstörungen zu unterdrücken oder die negative Spitzenspannung zu erhöhen, wobei er noch mit einem ohmschen Widerstand in Reihe geschaltet sein kann, wie es in der britischen Patentschrift 1 223 733 beschrieben ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 wird anhand der Fig. 2(a) bis (d) beschrieben. Fig. 2(a) zeigt den Kurvenverlauf der Netz- bzw. Betriebsspannung in Form einer gestrichelten Linie. Wenn die Schaltung ausgeschaltet ist, ist der Kondensator 32 entladen. Beim Einschalten während der ersten positiven Halbwelle der Betriebsspannung wird der Kondensator 32 über die Diode 28 und die Rückwärtsrichtung der Zener-Diode 30 auf einen kleinen Wert aufgeladen. Wenn der Augenblickswert der positiven Spannung an der Zündschaltung und der Lampe etwa gleich der Summe der Rückwärts-Durchbruchspannung V/o-BR ^^er Zener-Diode 30 und der Spannung V30-I am Kondensator 32 ist, fließt über den Steuerkreis, der die Diode 28, Zener-Diode 30 und den Kondensator 32 aufweist, ein Strom zum Steueranschluß 36 des Thyristors 26, um den Thyristor auszulösen bzw. in den leitenden Zustand durchzusteuern. Dies geschieht, wenn die Spannung an der Zündschaltung 20 den Wert V₂O-I erreicht hat, siehe Fig. 2(a). Der die Durchsteuerung bewirkende Steuerstrom lädt ferner den Kondensator 32 mit einer Geschwindigkeit auf, die im wesentlichen von der Schaltgeschwindigkeit bzw. Zündzeit und der Steuerempfindlichkeit des Thyristors abhängt.

Man sieht also, daß bei Vernachlässigung der Spannungsabfälle an der Diode 28 und dem Widerstand 34, der Thyristor 26 durch-

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gesteuert wird, wenn die Lampenspannung gleich der Summe der Zener-Durchbruchspannung und dem Augenblickswert der Spannung des Kondensators 32 ist. Der Widerstand 34 dient zur Stabilisierung der Zündung des Thyristors und besonders zur Verhinderung einer zufälligen unerwünschten Zündung.

Wenn der Thyristor 26 leitend ist, ist die Spannung an der Zündschaltung auf den DurchlaßSpannungsabfall am Thyristor abgesunken. Die Spannung an der Zener-Diode 30 reicht dann nicht mehr aus, um den Thyristor leitend zu halten, so daß der Steuerstrom bis auf null abfällt. Durch die Drosselspule 18 und über die Lampen-Kathoden 12, 14 fließt jedoch ein Strom nur in einer Richtung. Dadurch werden die Kathoden aufgeheizt, wobei die Stärke dieses Heizstroms von dem Zeitpunkt in einer Netzspannungsperiode abhängig ist, in dem der Thyristor gezündet wird, d.h. vom Zündwinkel Θ, und der Sättigungskennlinie der Drosselspule 18. Der Verlauf des Stroms ist in Fig. 2 (b) dargestellt.

In einem bestimmten Zeitpunkt der nächsten negativen Halbwelle der Netzwechselspannung erreicht dieser Strom den Wert null, und in diesem Zeitpunkt wird der Thyristor 26 gesperrt, so daß die Spannung an der Zündschaltung augenblicklich bis auf den Betrag der Netzspannung ansteigt. Dies hat einen negativen Spannungssprung an der Lampe zur Folge. Aufgrund der Resonanz zwischen der Induktivität und Streukapazität in dem Stromkreis kann dem Verlauf der Spannung von da an eine gedämpfte Schwingung überlagert sein. Dieser Effekt wird durch die Verwendung des zusätzlichen Kondensators 38 gesteigert. Der Thyristor 26 nimmt die Sperrspannung an der Entladungslampe auf und unterstützt dadurch die Ionisation zwischen den Kathoden 12, 14. Während der restlichen negativen Halbwelle folgt die Spannung an der Zündschaltung und mithin an der Lampe dem Verlauf der Netzspannung. Die Diode 28 verhindert einen Stromfluß in Durchlaßrichtung der Zener-Diode 30 und damit

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eine Entladung des Kondensators 32, obwohl eine geringe Leck-Entladung auftritt.

In der nächsten Periode der Netzspannung wiederholt sich dieser Betriebszyklus. Zunächst ist der Thyristor 26 gesperrt, bis er gezündet wird, und dann fließt ein Heizstrom über die Kathoden 12 und 14. Wenn der Strom den Wert null erreicht, wird der Thyristor gesperrt, so daß ein Spannungssprung erzeugt wird.

In der Anfangszeit dieser zweiten positiven Halbwelle wird die vorhandene Ladung des Kondensators 32 durch den über die Diode 28 und die Zener-Diode 30 fließenden Strom erhöht. Wieder wird der Thyristor 26 durchgesteuert, wenn der Augenblickswert der Spannung an der Zündschaltung 20 (und mithin an der Lampe) gleich der Summe von Zener-Durchspruchspannung und Spannung am Kondensator 32 ist. In diesem Falle ist die Spannung V^p-p am Kondensator 32 höher als in der ersten positiven Halbwelle. Diese Spannung ist ebenfalls in Fig. 2 (d) dargestellt. Der Kondensator 32 bewirkt daher das Zünden bzw. Durchsteuern des Thyristors zu einem etwas späteren Zeitpunkt in der Halbwelle bei einem etwas höheren Augenblickswert der Netzspannung. Die Ladung des Kondensators 32 wird durch den über den Steueranschluß fließenden Stromimpuls wieder erhöhte

Sofern vorher keine Entladung in der Lampe stattfand, die die Sinusform der vor dem Zünden des Thyristors an der Zündschaltung 20 liegenden positiven Spannung ändert, dann ist der Spitzenstrom, der über die Zündschaltung 20 und die Kathoden 12, 14 fließt, etwas geringer als der, der im leitenden Zustand des Thyristors während der vorausgehenden Periode auftrat. Dies zeigt der in Fig. 2 (b) dargestellte Stromverlauf.

Während der nächsten Perioden der Netzspannung wiederholt sich dieser Vorgang. Die Thyristor-Zündspannung steigt von Periode zu Periode immer weiter an, siehe Fig. 2 (a), und zwar mit der

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Spannung am Kondensator 32, siehe Fig. 2 (d), und diese Zunahme kann von einer Abnahme des Spitzenwertes des Kathodenheizstroms (Fig. 2 (b) begleitet sein.

Es sei angenommen, daß während der dritten Periode der Netzspannung eine Teilentladung in der Lampe stattfindet, wie es in Fig. 2 (c) dargestellt ist. Dies kann einen positiven Impuls 40 zu Beginn der nächstfolgenden positiven Halbwelle zur Folge haben, weil die Lampenspannung bestrebt ist, den Betriebsspannungsverlauf der Entladungslampe anzunehmen. Obwohl sich die Zündspannung des Thyristors erhöht haben kann, kann dies mithin eine Verringerung seines Zündwinkels zur Folge haben. Daher kann, weil der Maximalwert des Kathodenstroms von diesem Zündwinkel abhängt, eine Verringerung dieses Maximalwerts zu diesein Zeitpunkt in der Netzperiode nicht festgestellt werden, so daß nach Fig. 2 (b) in der vierten Periode ein Anstieg des Kathodenheizstroms gegenüber dem in der dritten Periode auftritt.

Die Zünd- bzw. Auslösespannung des Thyristors nimmt solange mit der Spannung am Kondensator 32 zu, siehe Fig. 2 (d), bis die Lampe zündet, und nach Fig. 2 sei dies zu Beginn der fünften Periode, die dem negativen Spannungssprung in der zweiten Hälfte der vierten Periode folgt, der Fall.

Unabhängig davon, ob die Lampe zündet oder nicht, nimmt die Zündspannung des Thyristors weiterhin solange zu, bis sie einen von Leckwiderständen abhängigen Maximalwert erreicht, der zu hoch ist, als daß der Thyristor überhaupt von der Spannung an der Lampe gezündet v/erden könnte, da seine Zündung eine Spannung am Zünder 20 erfordert, die mindestens um die Durchbruchspannung der Zener-Diode 30 größer als die Spannung am Kondensator 32 ist. Wenn die Lampe zündet, wird der Thyristor gesperrt, v/eil die Lampenspannung nach dem Zünden abnimmt, doch selbst wenn die Lampe nicht zündet, erreicht die Spannung am Kondensator 32 sehr schnell einen Wert, der zu hoch ist, um

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den Thyristor zünden zu lassen. In beiden Fällen fließt kein Strom durch den Thyristor, so daß die Drosselspule 18 nicht belastet -wird. Die Spannung am Kondensator 32 wird durch den Reststrom in Sperrichtung der Zener-Diode 30 von der an der Zündschaltung 20 liegenden Spannung aufrechterhalten.

Die Zündspannung des Thyristors kann daher von einem niedrigen Anfangswert von etwa dem halben Effektivwert der Versorgungsspannung, der durch die Zener-Diode 30 bestimmt wird, bis auf einen Maximalwert fortlaufend ansteigen. Dieser Maximalwert ist in der Regel größer als die Netzspannung, um sicherzustellen, daß die Zündschaltung ausgeschaltet wird. Es ist jedoch möglich, eine zusätzliche Zener-Diode parallel zum Kondensator 32 zu schalten, um die maximale Zündspannung des Thyristors auf einen gewünschten Viert, einzustellen, obwohl darauf zu achten ist, daß der dann durch die Drosselspule, über die Lampenkathoden und den Thyristor fließende Strom bei einem Ausfall der Lampe nicht zu hoch wird. Die maximale Zündspannung des Thyristors sollte ferner so hoch sein,■daß eine erneute Zündung des Zünders durch die Lampenspannung im normalen Betrieb der Lampe verhindert wird.

Bei der Schaltung nach Fig* 1 ist die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 32 durch den über die Zener-Diode 30 und den Steueranschluß des Thyristors 26 in Sperrichtung fließenden Reststrom nicht genau definiert, weil sich die relevanten Parameter in Abhängigkeit von der Temperatur ändern und wegen der ExemplarStreuungen der einzelnen Bauelemente. In der Praxis läßt sich jedoch die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 32 hinreichend genau durch einen (nicht dargestellten) ohmschen Festwertwiderstand festlegen, der parallel zur Zener-Diode 30 geschaltet ist, vorausgesetzt, daß Dioden mit geringem Reststrom in Sperrichtung und ein Thyristor mit hoher Steuerempfindlichkeit verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine verbesserte Version 50 der Zündschaltung 20 nach Fig. 1. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen

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versehen. Die Schaltung 50 enthält einige zusätzliche Bauteile, nämlich eine Diode 52, die zwischen dem Anschluß 24 und dem Verbindungspunkt von Zener-Diode 30 und Kondensator 32 liegt, eine Diode 54 zwischen dem Kondensator 32 und dem Verbindungspunkt von Thyristor-Steueranschluß 36 und Widerstand 34, einen ohmschen Widerstand 56 zwischen dem Anschluß 22 und dem Verbindungspunkt von Kondensator 32 und Diode 54 sowie einen ohmschen Widerstand 58 parallel zum Kondensator 32.

Die Wirkungsweise der Zündschaltung 50 nach Fig. 3 wird nachstehend anhand der Fig. 2 (a), (b), (c) und (e) beschrieben. Zu Beginn der ersten positiven Halbwelle der Netzspannung ist der Kondensator entladen, und es fließt kein Strom durch die Drosselspule und die Glühkathoden. Mit steigender Spannung an der Zündschaltung 50 wird der Thyristor 26 durchgesteuert, wenn die Spannung V^₀ an der Zündschaltung 50 gleich der Durchbruchspannung der Zener-Diode 30 ist, sofern der Spannungsabfall an den Dioden 28 und 24 und am Widerstand 34 vernachlässigt wird. Der Kathodenheizstrom fließt dann solange, bis er in einem bestimmten Zeitpunkt der negativen Halbwelle der Netzspannung den Wert null erreicht und der Thyristor 26 ausgeschaltet bzw. gesperrt wird. Die Spannung an der Zündschaltung steigt dann bis auf den in diesem Zeitpunkt vorhandenen negativen Augenblickswert der Netzspannung an.

Bis hierhin ist die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 3 mit der nach Fig. 1 identisch. Von da an kann der Kondensator 32 jedoch aus dem Netz durch einen vom Anschluß 24 über die Diode 32, den Kondensator 32 und den Widerstand 56 zum Anschluß 22 fließenden Strom aufgeladen werden. Die Ladegeschwindigkeit hängt im wesentlichen von der Zeitkonstanten ab, die durch die Kapazität des Kondensators 32 und den Widerstandswert des Widerstands 56 bestimmt wird. Der Kondensator wird solange weiter aufgeladen, bis der Augenblickswert der Netzspannung in der negativen Halbwelle unter die Ladespannung des Kondensators 32 sinkt.

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Die zusätzliche Diode 54 verhindert dabei einen Nebenschluß des Ladestroms über den Widerstand 34, und die Diode 28 verhindert einen Stromfluß in Durchlaßrichtung durch die Zener-Diode 30 während der negativen Halbwelle. .:.■""

In der zweiten positiven Halbwelle wird der Thyristor 26 gezündet, wenn der Augenblickswert der Spannung an der Zündschaltung im wesentlichen gleich der Summe der Durchbruchspannung der Zener-Diode 30 und der Spannung am Kondensator 32 ist, auf die er sich "während der vorangehenden negativen Halbwelle aufgeladen hat.

Wie Fig. 2 (e) zeigt, nimmt die Kondensator spannung V-,ρ von positiver Halbwelle zu positiver Halbwelle aufgrund der Aufladung während der dazwischenliegenden negativen Halbwellen zu, und wie bei der Schaltung nach Fig. 1 führt dies schließlich dazu, daß der Thyristor nicht mehr gezündet wird, unabhängig davon, ob die Lampe gezündet hat oder nicht.

Der verhältnismäßig hochohmige Widerstand 58 gestattet eine Entladung des Kondensators 32, wenn die Netzspannung (beim Ausschalten der Lampe) weggenommen wird, um die Zündschaltung in ihren Anfangszustand zurückzustellen. Zwar erfolgt während der positiven Halbwellen eine geringfügige Entladung des Kondensators 32, wie sich aus den Bereichen des Spannungsverlaufs nach Fig. 2 (e) mit negativer Steigung ergibt, doch ist diese Entladung so gering, daß sie die Wirkungsweise der Zündschaltung nicht nachteilig beeinflußt.

Ein Ausführungsbeispiel einer Zündschaltung nach Fig. 3 für einen Betrieb mit einer Netzwechselspannung von 240 Volt und 50 Hertz und eine 40-Watt-Glühkathoden-Leuehtstoffröhre mit einer Länge von vier Fuß nach der britischen Norm BS 1853 Und IEC 81 enthielt die folgenden Bauteile:

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	34	- 18 -	28	1 kA	1	6	415
Widerstände	56		1 Mil
	58		33 Mil
	32		0,1 ^iF
Kondensatoren	38		0,0068 JxF
	30		Durchbruch sp annung
Diode	54		IN4006G	1	10	Volt
Dioden 28, 52,	26		TIPIOgM
Thyristor

Als Drosselspule 18 kann eine vom gleichen Typ verwendet werden, wie sie derzeit für Leuchtstofflampen mit Glimmschaltzünder verwendet wird, z.B. die von der Firma Thorn Lighting Limited hergestellte Drosselspule mit der Typenbezeichnung G6932I.4. Es ist jedoch auch möglich, eine Drosselspule mit einem geringeren Eisen- und Kupfergehalt zu verwenden, weil sichergestellt ist, daß der Dross el spul enstrora bei Lampenausfall praktisch null ist.

Diese Schaltung ergab eine Lampen-Zündspannung mit einem Spitzenwert von etwa 6OO Volt und einem anfänglichen Vorheizstrom mit einem Spitzenwert von etwa 4 Ampere. In dem Fall, daß die Lampe nicht zündete, wurde der Thyristor nach etwa zwei Sekunden gelöscht.

Die Schaltung nach Fig. 3 verbessert daher die Wirkungsweise durch eine genauere Steuerung der Aufladung des Kondensators 32. Diese Aufladung erfolgt in den negativen Halbwellen der Netzspannung. Die alternative Ausführung nach Fig. 4 bewirkt eine Aufladung des Kondensators auch während der positiven Halbwellen, so daß der Kondensator 32 stetiger aufgeladen wird.

In Fig. 4 sind gleiche Bauteile wieder mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 versehen. Die Zündschaltung 60 enthält jedoch noch einen Kondensator 62, der zwischen dem Anschluß 24 und der Verbindung der Dioden 28 und 30 liegt, einen ohmschen Widerstand 64 parallel zur Zener-Diode 30 und einen ohmschen Widerstand 66 parallel zum Kondensator 32.

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Die Wirkungsweise der Zündschaltung 60 nach Fig. 4 wird anhand der Fig. 2 (a), ("b), (c) und (f) "beschrieben. Der Verlauf der Lampenspannung, des Zünderstroms und des Lampenstroms ist bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1, 3 und 4 weitgehend gleich, so daß bei allen drei Ausführungsbeispielen auf die Fig. 2 (a) bis (c) Bezug genommen werden kann.

Bei der Schaltung nach Fig. 4 sind anfänglich die Kondensatoren 32 und 62 entladen und der Strom durch die Lampenkathoden null. In der ersten positiven Halbwelle wird der Kondensator 62 mit steigender Netzwechselspannung über die Diode 28 bis auf einen Wert aufgeladen, der annähernd gleich dem Augenblickswert der Spannung an der Zündschaltung 60 ist. Der Kondensator 32 wird aus dem Netz über die Diode 28 und Widerstände 64 und 34 mit einer Geschwindigkeit aufgeladen, die im v/esentlichen von der Zeitkonstanten abhängt, die durch die Kapazität des Kondensators 32 und den Widerstandswert des . Widerstands 64 bestimmt wird, da der Wert des Widerstands sehr viel größer als der des Widerstands 34 ist.

Wenn der Augenblickswert der Spannung an der Zündschaltung etwa gleich der Summe der Durchbruchspannung der Zener-Diode 30 und der Spannung am Kondensator 32 ist, wird der Thyristor 26 gezündet. Dann fällt der DurchlaßSpannungsabfall an der Zündschaltung 60 bis auf den DurchlaßSpannungsabfall am Thyristor 26 ab. Daher wird die Spannung an der Zener-Diode 30 auf einen Wert verringert, der nicht in der Lage ist, den Durchbruch in Sperrichtung des Bauelements aufrechtzuerhalten, so daß auch der Steuerstrom des Thyristors null wird. Der kurzzeitige Steuerstromimpuls ändert den Ladungszustand des Zeitgeber-Kondensators 32 nicht wesentlich, sofern ein Thyristor mit ausreichender Steuerempfindlichkeit verwendet wird. Der Kondensator 62 ist jedoch auf einen Spitzenspannungswert aufgeladen worden, der der kurz vor dem Zünden am Thyristor 26 in Durchlaßrichtung anliegenden Spannung angenähert entspricht, so daß er die Aufladung des Kondensators 32 über die Wider-"

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stände 64 und 34 während der gesamten restlichen Zeit der ersten Periode der Netzspannung fortsetzt, wie es in Fig. 2 (f) dargestellt ist. Der Widerstand 64 ist so "bemessen, daß der Kondensator 32 während einer Periode der Netzspannung nur teilweise aufgeladen wird. Eine Entladung der Kondensatoren 32 und 62 über die Anoden-Kathoden-Strecke des durchgesteuerten Thyristors 26 wird von der Diode 28 verhindert.

Der Kathodenheizstrom hat wieder den in Fig. 2 (b) und die Lampenspannung den in Fig. 2 (a) dargestellten Verlauf, und insofern ist die Wirkungsweise genau die gleiche wie die der Schaltungen nach den Fig. 1 und 3.

In der zweiten positiven Halbwelle wird die Aufladung des densators 62 über die Diode 28 fortgesetzt, sobald der Augenblickswert der Spannung an der Zündschaltung die verbliebene Ladespannung des Kondensators 62 überschreitet. Der Kondensator 62 setzt die Aufladung des Kondensators 32 über die Widerstände 64 und 34 fort, und der Thyristor 26 wird gezündet, wenn der Augenblickswert der Netzspannung gleich der Summe der Spannung am Kondensator 32 und der Zener-Durchbruchspannung ist (unter Vernachlässigung der Spannungsabfälle an der Diode 28 und dem Widerstand 34). Der Betrieb setzt sich dann wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 3 fort. Die Zunahme der Spannung am Kondensator 32 von Periode zu Periode stellt wieder sicher, daß, wenn die Lampe nicht zünden sollte, der Thyristor immer später in der positiven Halbwelle gezündet wird und schließlich überhaupt nicht mehr gezündet werden kann. Wenn die Lampe zündet, nimmt die Spannung an der Zündschaltung ab, so daß der Thyristor gelöscht wird.

Wenn die Netzspannung weggenommen wird, entlädt sich der Kondensator 32 über den Widerstand 66 und der Kondensator 32 über die Widerstände 64, 66 und 34, so daß die Schaltung wieder auf ihren Anfangszustand zurückgestellt wird.

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Die Verwendung des Speicherkondensators 62 in der Schaltung nach Fig. 4 hat den Vorteil, daß der Kondensator 32 während der gesamten, sich über mehrere Perioden erstreckenden Verschiebung des Thyristor-Zündzeitpunkts linearer auflädt. Dies stellt sicher, daß der Kondensator 32 auch dann hinreichend aufgeladen ist, wenn die Spannung am Kondensator sich dem Maximalwert der Netzspannung nähert* Dies erhöht die Sicherheit gegen eine erneute Zündung des Thyristors bei in der Netzspannung auftretenden Störimpulsen und hohen Spitzenspannungen an der Lampe. Bei der Schaltung nach Fig. 3 steigt die Ladegeschwindigkeit exponentiell an, wenn sich die Spannung am Kondensator 32 dem Maximalwert der Netzspannung nähert.

Ein Ausführungsbeispiel der in"Fig* 4 dargestellten Schaltung für einen Betrieb mit 240 Volt Wechselspannung von 50 Hertz hatte für eine 40-Watt-Leuchtstoff-Röhre die folgenden Bauteile: . . --"'-.

Widerstände	34	1 k_fv
	64	3,9 MXi..
	66	30 MJX
ndensatoren	32	0,1 ^F
	38	0,0068 /J.F
	62	0,01 UF

Diode	30	Durchbruchspannung 110 Volt
Diode	28	IN4006G
Thyristor .	26	ΤΙΡ1Ό6Μ

Als Drosselspule 18 wurde wieder die von der Firma Thorn Lighting Limited hergestellte Drosselspule vom Typ G69321.4 verwendet. :

Fig. 5 zeigt den tatsächlichen Verlauf der Ströme und Spannungen bei Verwendung der oben beschriebenen Zündschaltung nach Fig. 4 ohne den Kondensator 38. Die Fig. 5 (a) und (b) stellen jeweils den Verlauf der Lampenspannung und des ZünderStroms für den Fall einer erfolgreichen Zündung der Lampe dar, während

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die Fig. 5 (c) und (d) den Verlauf der Lampenspannung und des Zünderstroms bei mißlungener Lampenzündung darstellen, wobei dieser Fall durch Verwendung jeweils einer Kathode von zwei verschiedenen Lampen simuliert wurde. Der genaue Schwingungsverlauf jeder Schwingung ist in Fig. 5 nicht zu erkennen, ergibt sich jedoch aus den Fig. 2 (a) und (b). Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Zeitmaßstäbe in den Fig. 5 (a) und (b) einerseits und den Fig. 5 (c) und (d) andererseits verschieden sind. In den Fig. 5 (a) und (b) ist ein Zeitabschnitt von einer Sekunde (50 Perioden) und in den Fig. 5 (c) und (d) ein Zeitabschnitt von zwei Sekunden (100 Perioden) dargestellt.

Die Fig. 5 (a) und (b) zeigen die verschiedenen in Fig. 2 (a) und 2 (b) dargestellten Zeitabschn.itte, d.h. einen Anfangsabschnitt I, in dein der Kathodenheizstrom allmählich abnimmt, und einen sich daran anschließenden Zeitabschnitt II, in dem eine Teilentladung in der Lampe stattfindet. Der leichte Anstieg des Spitzenwertes des Kathodenstroms am Ende des Zeitabschnitts I wird auf die Ionisation zwischen den einzelnen Lampenkathodenstützen zurückgeführt, die den wirksamen Kathodenwiderstand verringern. Im Zeitpunkt III zündet die Lampe, und der Verlauf während des normalen Lampenbetriebs ist im Zeitabschnitt IV dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispxel zündet die Lampe in etwas weniger als einer halben Sekunde.

Die Fig. 5 (c) und (d) stellen den simulierten Fall einer ausgefallenen Lampe, die nicht zündet, dar. Hier bleibt die Lampenspannung in dem ersten Zeitabschnitt V solange erhalten, bis ein Zeitpunkt VI erreicht ist, nach welchem der Thyristor nicht mehr gezündet wird. Danach hat die Lampenspannung in dem Zeitabschnitt VII einfach den sinusförmigen Verlauf der Netzspannung. Im Zeitpunkt VI hört der Zünder- und mithin Kathodenstrom, der bis dahin verhältnismäßig stetig abgenommen hat, völlig auf. Das Zünden der Lampe wird daher nicht erneut ver-

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sucht, so daß die Lampe weder beschädigt wird, noch flackert. Bei dem dargestellten Beispiel wird dieser SperrZeitpunkt innerhalb von eineinhalb Sekunden erreicht. Der geringe Anstieg des Kathodenstroms, der sich über etwa 20 Perioden vom Einschal taugenblick an erstreckt, ist eine Folge der Ionisation zwischen den Kathodenstutzen. Bei einer echten Lampe, die ausgefallen ist, kann auch eine geringe Elektronenemission aus den erhitzten Kathoden in Form einer Pseudoteilentladung auftreten. ■

Die Fig. 6 und 7 stellen zwei mögliche Alternativen der Zündschaltung nach Fig. 4 dar. Die Zündschaltung 70 nach Fig. 6, die ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, darstellt, ist der für den Kondensator 32 vorgesehene Entladungswiderstand 66 durch einen ohmschen Widerstand 72 mit etwa einem Drittel des Widerstandswertes ersetzt worden, der direkt parallel zum Speicherkondensator 62 liegt. Beim Ausschalten entlädt sich der Kondensator 62 jetzt direkt über den Widerstand 72, während sich der Kondensator 32 in Durchlaßrichtung der Zener-Diode 30 über die Voider stände 72 und 34 entlädt. Diese Schaltungsanordnung ergibt eine geringere Rückstellzeit nach dem Ausschalten, ist aber ansonsten in der Wirkungsweise mit der Schaltung nach Fig. 4 identisch.

Bei einem Prototyp der Schaltung nach Fig. 6 hatten die Bauelemente die gleichen Werte wie die in Fig. 4, nur daß der Widerstand 66 weggelassen und der ihn ersetzende Widerstand 72 einen Widerstandswert von 10 M Sl hatte. Als Alternative zum Kondensator 38 kann eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem ohmschen Widerstand verwendet werden, deren Werte dann etwa 0,15 AF und 47 0hm betragen. Dies erhöht den Maximalwert der negativen Spannung an der Zündschaltung.

Die Zündschaltung 80 nach Fig. 7 enthält einen Thyristor 26, der zwischen den Anschlüssen 22, 24 liegt, einen Funkentstörungs-Kondensator 38, ohmsche Widerstände 34 und 66 und einen

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Zeitgeber-Kondensator 32, wie in Fig. 4. Die Zener-Diode 30, die Diode 28, der Speicherkondensator 62 und der ohmsche Widerstand 64 sind durch einen Diac 74 (eine Zweirichtungs-Thyristördiode), der an den Kondensator 32 angeschlossen ist, eine an das andere Ende des Diac angeschlossene Diode 76 und einen Kondensator 78 ersetzt, der parallel zu der Reihenschaltung geschaltet ist, die aus der Diode 76, dem Diac 74, dem Kondensator 32 und dem Widerstand 34 gebildet ist. Der Kondensator 78 entlädt sich über einen ohmschen Widerstand 81; der mit dem Anschluß 22 verbunden ist. Eine Begrenzungsdiode 82 verhindert eine negative Aufladung des Kondensators 78 während der negativen Halbwelle der Netzspannung und stellt daher sicher, daß er am Ende jeder negativen Halbwelle entladen ist.

Der Zündwinkel des Thyristors 26 erhöht sich fortlaufend mit Beginn der positiven Halbwelle der Netzspannung. Während jeder positiven Halbwelle der Netzspannung lädt sich der Kondensator 78 solange über den V/iderstand 81' auf, bis die Spannung- am Kondensator 78 ausreicht, den Diac 74 und damit den Thyristor 26 zu zünden und dem Kondensator 32 eine Ladung aufzudrücken. In jeder negativen Halbwelle wird der Kondensator 78 entladen. Die zeitliche Steuerung des Zündimpulses hängt von der Zeitkonstanten ab, die durch die Kapazität des Kondensators 78 und den Widerstandswert des Widerstands 81 bestimmt ist, und die fortlaufende Verschiebung des Zündzeitpunkts wird durch eine derartige Aufladung des Kondensators 32 erreicht, daß sich der Kondensator 78 in aufeinanderfolgenden positiven Halbwellen auf eine höhere Spannung aufladen muß, um den Diac zu zünden. Der Verlauf der Lampenspannung entspricht etwa dem in Fig. 2 (a) dargestellten Verlauf.

Die Schaltungen nach den Fig. 1, 4, 6 und 7 erhöhen die Thyristor-Zündspannung fortlaufend mit den Perioden der Betriebsbzw. Netzspannung mit einer Geschwindigkeit, die unabhängig von der Netzspannung im wesentlichen konstant ist.-Da die Zündschaltung ausgeschaltet wird, wenn'diese Zündspannung

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die Netzspannung überschreitet, bedeutet dies, daß die Ausschaltzeit, d.h. die Zeitspanne, in der der Zünder die Lampe zu zünden versucht, von der Netzspannung abhängig ist. Bei niedriger Netzspannung kann die Ausschaltzeit unter bestimmten Umständen sehr gering sein. Wenn die Schaltung so ausgelegt ist, daß sie bei niedriger Netzspannung eine hinreichende Ausschaltzeit gewährleistet, dann kann die Ausschaltzeit bei normaler Netzspannung für bestimmte Anwendungsfälle zu lang sein.

Bei der Schaltung nach Fig. 3 wird der Zeitgeber-Kondensator von den negativen Halbwellen der Spannung an der Zündschaltung aufgeladen, deren Maximalwert (Spitzenwert) bei einer vorgegebenen Netzspannung konstant bleibt. Der Thyristor-Zündspannungsanstieg ist daher im wesentlichen exponentiell, so daß Maßnahmen zur Stabilisierung der Ausschaltzeit erforderlich sind.

Die Fig. 8, 9 und 9A stellen Schaltungen dar, bei' denen dieser Effekt verbessert ist. Bei diesen Schaltungen ist die Ausschal tz ext im wesentlichen unabhängig von der Netzspannung. Bei der Schaltung nach Fig. 8 wird dies durch Aufladung des Kondensators 32 mit einer von der Netzspannung abhängigen Geschwindigkeit erreicht, während bei den Schaltungen nach den Fig. 9 und 9A die Aufladegeschwindigkeit konstant ist, aber der Kondensator 32 beim Einschalten der Netzspannung auf eine Spannung voraufgeladen wird, die um einen festen Betrag unter der Netzspannung liegt.

In der Zündschaltung 100 nach Fig. 8 sind die Bauteile, die denen in der Schaltung nach Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Die Schaltung enthält einen Speicher-Kondensator 102, der während der negativen Halbwellen der Netzspannung über eine Diode 104 auf den negativen Spitzenwert bzw. Maximalwert der Netzspannung aufgeladen werden kann. Der Kondensator 102 kann dann den Kondensator 32 in beiden Halbwellen über zwei ohmsehe Widerstände 106 und 108, die wie

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dargestellt geschaltet sind, aufladen. Eine Diode 110 stellt die Aufladung des Kondensators 32 mit der richtigen Polarität sicher, d.h. die Verbindung mit dem Widerstand 108 ist positiv gegenüber der Verbindung mit dem Widerstand 106, und ein ohmscher Widerstand 112 gestattet die Entladung der Kondensatoren 32 und 102 nach dem Ausschalten der Netzspannung.

Die in Fig. 8 angegebenen Vorzeichen stellen die Polarität der Ladung der Kondensatoren 32 und 102 dar; sie bedeuten nicht, daß es sich um Elektrolyt-Kondensatoren handelt.

Die Thyristor-Zündspannung steigt jetzt exponentiell aufgrund der Aufladung des Kondensators 32 durch den Kondensator 102 über die Widerstände 106 und 108 an. Bei niedriger Netzspannung wird der Kondensator 102 auf einen entsprechend niedrigeren Wert aufgeladen, und die Geschwindigkeit des exponentieilen Anstiegs der Thyristor-Zündspannung ist entsprechend geringer. Die Zeit, die die Thyristor-Zündspannung benötigt, um die positive Spannung am Zünder zu überschreiten, ist daher für hohe und niedrige Netzspannungen im wesentlichen gleich, so daß die Ausschaltzeit der Zündschaltung stabilisiert ist.

Die Zündschaltung 120 nach Fig. 9 entspricht im wesentlichen der nach Fig. 6, enthält jedoch einige zusätzliche Dioden, nämlich, eine zwischen Kondensator 32 und Widerstand 34 liegende Diode 122, eine zwischen dem"Anschluß 22 und der Verbindung von Kondensator 32 und Diode 122 liegende Diode 124, eine in Reihe mit dem Kondensator 62 liegende Diode 126, eine den Widerstand 72 mit der Verbindung von Kondensator 62 und Diode 126 verbindende Diode 128 und eine Zener-Diode 130, die in Reihe mit einer Diode 132 parallel zum Kondensator 62 und der Diode 126 geschaltet ist.

Beim Einschalten der Netzspannung fließt ein Strom über die. Diode 124, den Kondensator 32, die Zener-Diode 30, die Zener-Diode 130 und die Diode 132« Der Kondensator 32 wird daher auf

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einen Wert aufgeladen, der um den Spannungsabfall·an diesen vier Dioden, praktisch nur den Spannungsabfall an den Zener-Dioden 30 und 130, niedriger als die Netzspannung ist. Der Kondensator 32 wird daher unabhängig vom tatsächlichen Wert der Netzspannung auf einen festen Betrag unter dem Maximalwert der Netzspannung aufgeladen. Dies stellt sicher, daß die Thyristor-Zündspannungen einen festen Spannungsbereich durchlaufen, was eine von Netzspannungsschwankungen unabhängige konstante Ausschaltzeit der Zündschaltung ergibt.

Die Schaltung 120A nach Fig. 9A ist eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 9 und sowohl einfacher als auch zuverlässiger. Die vorgenommenen Änderungen ergeben sich aus der Figur und umfassen eine, andere Anordnung der Diode 122, das Weglassen der Diode 126 und den Ersatz der Diode 128 durch eine direkte Verbindung. Die Wirkungsweise der Schaltung ist ähnlich der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 9. Der Kondensator 32 wird auf eine feste, unterhalb des Maximalwertes der Netzspannung liegende Spannung über die Diode 132, die Zener-Diode 130, die Zener-Diode 30, den Widerstand 34 und die Diode 124 aufgeladen. Die Ausschaltzeit-Stabilisierung wird daher In ähnlicher Weise wie bei der Schaltung nach Fig. 9 erzielt.

Es sei jedoch betont, daß bei dieser Schaltung die Aufladung des Kondensators 32 über die Diode 132 und die Zener-Diode 130 nur in der ersten negativen Halbwelle nach dem Einschalten der Netzspannung erfolgen kann, was nicht mit dem Einschalten der Netzspannung zusammenfallen muß.

Fig. 10 zeigt, wie eine Zweiweg-Brückengleichrichterschaltung 140 zwischen die Lampe 10 und die Zündschaltung geschaltet werden kann. Dies ist bei beiden Zündschaltungen 60 und 70 nach den Fig. 4 und 6 möglich, obwohl es bei der Schaltung 70 nach FIg. 6 bevorzugt wird. Die der Zündschaltung zugeführte Leerlaufspannung V hat daher den in Fig. 10 darge-

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stellten Verlauf. Wenn der Kondensator 38 verwendet wird, sollte er vor dem Brückengleichrichter liegen. Aufgrund der Vollweggleichrichtung zündet die Zündschaltung in jeder HaIbwelle der Netzspannung, so daß eine sowohl in den positiven als auch in den negativen Halbwellen fortlaufend solange an- . steigende Spannung erzeugt wird, bis das Zünden unterbrochen wird, wie es oben beschrieben wurde. Der Kathodenheizstrom ist etwas geringer, weil die Drosselspule nicht gesättigt wird.

Die Zündschaltungen, wie die nach Fig. 6, arbeiten im Prinzip auch dann, wenn die Lampe selbst mit einer durch Zweiweggleichrichtung der Netzspannung erzeugten Betriebsspannung versorgt wird.

Fig. 11 stellt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zündschaltung dar, die im wesentlichen auf der Schaltung nach Fig. 1 beruht, in der jedoch der Thyristor 26 durch einen Triac 84 (eine Zweirichtungs-Thyristortriode) ersetzt ist, um zu ermöglichen, daß der Kathodenheizstrom in beiden Richtungen fließt. Die Diode 28, die Zener-Diode 30, der Kondensator 32 und die Diode 54 sind in Reihe geschaltet, und ein Widerstand 86 verbindet die Diode 54 mit dem Steueranschluß 88 des Triac 84. Parallel zum Kondensator 32 liegt ein Entladungs- \-n_derstand 58. Eine Diode 91 verbindet die Verbindung von Zener-Diode 30 und Kondensator 32 mit dem Anschluß 22, und eine Diode 92 verbindet die Verbindung von Zener-Diode 30 und Diode 28 mit dem Widerstand 86.

Der Triac 84 wird in jeder negativen Halbwelle über die Diode 91, die Rückwärtsrichtung der Zener-Diode 30, die Diode 92 und den Widerstand 86 gezündet. Der Zündzeitpunkt wird im wesentlichen durch die Durchbruchspannung der Zener-Diode 30 bestimmt und ändert sich daher nicht. In aufeinanderfolgenden positiven Halbwellen wird die Zündspannung dem Steueranschluß 88 des Triac 84 jedoch über die Diode 28, die Zener-Diode 30, den Kondensator 32, die Diode 54 und den Widerstand 86 zuge-

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führt, so daß die Zündspannung über mehrere Perioden fortlaufend ansteigt, wie es anhand von Fig. 1 beschrieben wurde.

Nachdem die Kathoden eine vorbestimmte Zeit lang mit in beiden Richtungen fließendem Heizstrom beheizt wurden, wird daher das Zünden in den positiven Halbwellen unterbrochen. In den negativen Halbwellen wird das Zünden jedoch fortgesetzt, so daß die Durchbruchspannung der Zener-Diode 30 so gewählt werden muß, daß der über die Drosselspule, die Glühkathoden und die Zündschaltung fließende Strom auf einen zulässigen Wert begrenzt/wird. Dennoch hat die Schaltung den Vorteil, daß der Kathoden- und Drosselspulenstrom bei ausgefallener bzw. nicht gezündeter Lampe wesentlich geringer als der anfängliche Kathoden-Heizstrom, ist. Da der Heizstrom sowohl . in den positiven als auch in den negativen Halbwellen fließt, ist die Gefahr geringer, daß die Drosselspule gesättigt bleibt.

Es sei auch betont, daß die verschiedenen Merkmale der einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele in anderen Kombinationen als den dargestellten angewandt werden können.

Außerdem können viele andere Schaltungen erfindungsgemäß ausgebildet -werden. So kann beispielsweise die zum Zünden des Thyristors 26 verwendete Steuerschaltung anstelle des Konden-.sators 32 (z.B. in Fig. 1) einen Thermistor oder einen temperaturabhängigen Widerstand aufweisen, der so angeordnet ist, daß mit seiner Erwärmung eine zunehmend höhere Spannung erforderlich ist, um die Lampe zu zünden. Die Heizquelle für den Thermistor kann der Thyristor 26 selbst sein.

Wie man sieht, sind bei den beschriebenen und dargestellten Schaltungen die Nachteile der bekannten Glimmschalter- und. Semiresonanz-Zünder vermieden. Insbesondere die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 bis 9A sorgen für höhere anfängliche Vorzündungs-Kathodenheizströme, eine unterdrückte anfängliche positive Lampenspannung, die die Wahrscheinlichkeit

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von Kaltstarteffekten verringert, und einen niedrigen oder überhaupt keinen Kathodenstrom bei Lampenausfall, was. bedeutet, daß die Belastung des Vorschaltgeräts erheblich ver ringert wird.

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Claims

PcrfonicmwSlhs

Br*. Mllielm BbIcM

WpHüg. Wopcioig EeMiSi

8 Frcmkimi α. M. 1
PcaksiroBs 13

-^: . ■■; ^; ■-. - \\ \ 9053;

THORN ELECTRIGAL IMDUSTRIES, LTD., London, England

Patentansprüche

Ί.) Entlädungslampen-Zündschaltung mit zwei Zünder-Eingangsan-Schlüssen für den Anschluß an die Kathoden einer Entladungslampe zur Zuführung einer sich zyklisch ändernden Spannung über die Lampenkathoden und einem Vorschaltblindwiderstand, einem an die Zünder-Eingangsanschlüsse angeschlossenen steuerbaren Schalter und einer Steuerschaltung zur Durchsteuerung des Schalters in einem gewünschten Zeitpunkt -während der Periode der zugeführten Spannung, -..-""- Λ d a äiu r c h g e k e η η ζ e i c h η e t ,,: daß die Steuerschaltung eine Einrichtung (28, 30, 32) aufweist, die bestrebt ist, den Augenblickswert der zugeführten Spannung, die für diese Durchsteuerung erforderlich ist,_ in aufeinanderfolgenden Perioden der zugeführten Spannung nach dem Einschalten der Schaltung zu erhöhen.
2. Zündschaltung nach Anspruch 1,

d a d u r c h; ge k e η η ζ e ic h η et , > daß der steuerbare Schalter ein. steuerbares Durchbruch-Bauelement aufweist. ."..""
3. Zündschaltung nach Anspruch 1 oder 2, d ad u r c h g; e k en η ze i c h η e t , daß der steuerbare Schalter einen Thyristor aufweist. "-■.-.
4. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u rc h ge k e η ή ζ e ich η e t, daß der steuerbare Schalter einen steuerbaren Siliciumgleichrichter aufweist.

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5. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter eine Zweirichtungs-Thyristortriode aufweist.
6. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Kondensator (32) aufweist, dessen Ladung sich von Zyklus zu Zyklus der zugeführten Spannung fortlaufend ändert, um die Auslösezeitpunkte zu ändern, in denen die Durchsteuerung erfolgt.
7. Zündschaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Reihenschaltung aufweist, die eine Diode (28; 76), eine Lawinendurchbruch-Diode (30; 74) und den Kondensator (32) enthält, und daß die Reihenschaltung zwischen einem der Zünder-Eingangsanschlüsse (22) und dem Steuereingang (36) des steuerbaren Schalters (26) liegt.
8. Zündschaltung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß zu der Lawinendurchbruch-Diode (50) ein ohmscher Widerstand (58; 64) parallelgeschaltet ist.
9. Zündschaltung nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (28) mit dem Zünder-Eingangsanschluß (22), die Lawinendurchbruch-Diode (30) mit der Diode (28) und der Kondensator (32) mit der Lawinendurchbruch-Diode verbunden ist.
10. Zündschaltung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensator und dem anderen Zünder-Eingangsanschluß (24) ein ohmscher Widerstand (34) liegt und daß die Verbindung von Kondensator (32) und ohmschem Vfiderstand (34} mit dem Steuereingang (36) des steuerbaren Schalters (26) verbunden ist.
11. Zündschaltung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere

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Diode (54; 1:10; 122) zwischen dem Kondensator (32) einerseits und dem ohmschen Widerstand (34) und dem Steuereingang (36; 88) des steuerbaren Schalters (26; 84) andererseits liegt.
12. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 9 Ms 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anderen Zünder-Eingangsanschluß (24) und der Verbindung von Lawinendürchbruchs-Diode (30) und Diode (28) ein Kondensator (62) liegt. '
13. Zündschaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennz eichnet , daß die Steuerschaltung eine Einrichtung (52, 56) zum Aufladen des Kondensators (32) in Halbwellen der zugeführten Betriebsspannung bei nicht leitendem Schalter (26) aufweist (Fig. 3).
14. Zündschaltung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Einrichtung (62, 64, 34) zum Aufladen des Kondensators (32) in Halbwellen der Betriebsspannung bei durchgesteuertem (leitendem) Schalter (26) aufweist (Fig. 4 und 6).
15. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (32) ein ohmscher Entladungswiderstand (58, 66) liegt.
16. Zündschaltung nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufladen des Kondensators (32) einen zweiten Kondensator (62) aufweist, der über eine Diode (28) im wesentlichen auf die zwischen den Zünder-Eingangsanschlüssen (22, 24) liegende Spannung aufgeladen wird.
17. Zündschaltung nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Entladewiderstand (72) parallel zum zweiten Kondensator (62) geschaltet ist.
18. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-

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-L-

schaltung eine Einrichtung (102, 104, 106, 108) zum Aufladen des Kondensators (32) mit einer von der zugeführten Betriebsspannung abhängigen Geschwindigkeit aufweist.
19. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Einrichtung (130, 132, 124) zur Voraufladung des Kondensators (32) auf eine Spannung aufweist, die um einen vorbestimmten Betrag unter der Betriebsspannung liegt.
20. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Unterdrückungskondensator (38) zwischen den Zünder-Eingangsanschlüssen (22, 24) aufweist.
21. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zünder-Eingangsanschlüsse (22, 24) am Ausgang eines Gleichrichters (140) liegen.
22. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (84) in beiden Halbwellen der Betriebsspannung leitend ist, jedoch die Zunahme in der erforderlichen zugeführten Spannung nur in jeder zweiten Halbwelle erfolgt (Fig. 11).
23. Zündschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine temperaturabhängige Einrichtung aufweist, die während des Betriebs der Schaltung aufgeheizt wird.
24. Zündschaltung nach Anspruch 23,

dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängige Einrichtung von einem Halbleiterelement, das den Schalter bildet, aufgeheizt wird.

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