DE2846513A1

DE2846513A1 - Versorgungsschaltung fuer eine entladungslampe

Info

Publication number: DE2846513A1
Application number: DE19782846513
Authority: DE
Inventors: Rudolf Farkas; Michel Moulin
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1979-05-03
Also published as: FR2407638B1; NL174612B; FR2407638A1; JPS5499367A; GB2013050B; JPS598956B2; US4194143A; CH622658A5; IT7829089A0; GB2013050A; IT1099428B; NL174612C; NL7810241A; DE2846513C3; DE2846513B2; CA1096931A

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOE Γ Ζ

PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE MANDATAIRES AGREES PRES l'oFFICE EUROPEEN DES BREVETS

-3-

DR.-INiG. FRANZ WUESTHOFF ER. PHIL. P..EDA VU-iSTHOFF (1927-1956) DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER. BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE

telefon: (089) 66 20 telegramm: protectpatent telex: j24070

1A-51 246

Anmelder:

F. Hoffmann-La Roche & Co. Aktiengesellschaft
Grenzacher Straße 124-184 CH-4002 Basel, Schweiz

Titel:

Versorgungsschaltung für eine Entladungslampe

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Beschre-ibung

Die Erfindung betrifft eine Versorgungsschaltung für eine Entladungslampe, umfassend eine Quelle für elektrische Energie, die an ihrem Ausgang eine Gleichspannung abgibt und elektrische Energie wieder aufnehmen kann, und eine Energieübertragungsschaltung zwischen der Energiequelle und einem mit der Entladungslampe verbundenen ersten Kondensator, der über die Energieübertragungsschaltung aufladbar ist und zur Speicherung der für jede Entladung in der Entladungslampe benötigten Energie dient, wobei die Energieübertragungsschaltung einen ersten Stromweg aufweist, in dem die Primärwicklung eines Autotransformators liegt und der einen Stromfluß von der Energiequelle zu dem ersten Kondensator bis zu dem Zeitpunkt ermöglicht, zu dem an dem ersten Kondensator ein vorbestimmter Spannungswert erreicht ist, und wobei die Energieübertragungsschaltung einen zweiten Stromweg unter Einschluß eines zweiten Kondensators aufweist, der zur Speicherung eines Teiles des Überschußes an nicht verbrauchter Energie dient, die während der Aufladung des ersten Kondensators in dem Autotransformator gespeichert wurde.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Versorgungsschaltung für eine Entladungslampe, wie sie als Lichtquelle in einem Gerät für optische Analysen wie etwa in einem Rotationsspektrophotometer verwendet wird. Dabei handelt es sich um ein Spektrophotometer, bei welchem die auf einem Rotor angeordneten Proben nacheinander, in rascher Abfolge vor dem optischen Meßkopf des Spektrophotometers vorbeilaufen.

Man kennt bereits Versorgungsschaltungen für Entladungslampen in Stroboskopen. Eine derartige Schaltung

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ist beispielsweise in der I/iteraturstelle: "Instruction Manual, Stobotac type 1538-A, General Radio Co." beschrieben. Die dort beschriebene Schaltung liefert für jede Entladung eine ihrem Wert nach feste Spannung zwisehen der Anode und der Kathode der Entladungslampe und ermöglicht die Erzeugung von Blitzen mit einer Frequenz, die ausgehend von 2 Hz in vier Frequenzbereichen einstellbar ist. Die bekannte Versorgungsschaltung weist verschiedene Nachteile auf, wenn man sie im Hinblick auf ihre Verwendung in einem Gerät zur Durchführung optischer Analysen betrachtet:

1. Die Schaltung ist derart aufgebaut, daß der Frequenzbereich umso höher ist, je kleiner die Kapazität des Kondensators ist, welche die für jede Entladung benötigte Energie liefert (diese Kapazität variiert von 1,1 \iF bis 0,07 μΡ) . Das hat zur Folge, daß die für jede Entladung zur Verfügung stehende Energie (E = CV²/') abnimmt, wenn die Frequenz der Entladungen steigt. Folglich bleibt die Ladeleistung (P = Ε/Δ t, wobei 4 t = 1/Δ£) in allen Frequenzbereichen unter 6 Watt. Dies ist völlig ungenügend für die Bedürfnisse eines Rotationsspektrophotometers.

2. Da die von der bekannten Versorgungsschaltung an die Entladungslampe gelieferte Spannung für jede Entladung fest ist, ist es nicht möglich, die Leuchtamplitude der erzeugten Blitze zu modifizieren. Dies ist aber wünschenswert, wenn .die Entladungs-¹ lampe beispiels als Lichtquelle in einem Spektrophotometer benützt wird, d.h. wenn es notwendig ist, die Leuchtamplitude der Blitze zu variieren, um unterschiedliche Lichtausbeuten in den verschiedenen

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zur Messung herangezogenen Wellenlängenberexchen zu kompensieren und zwar vorzugsweise unter der Steuerung eines programmgesteuerten automatischen Systemes.

3. Wenn man mit der maximal für eine Entladung zur Verfügung stehenden Energie arbeiten will, begrenzt die Wiederaufladezeit des die Energie für jede Entladung liefernden Kondensators die Blitzfrequenz. Wenn also beispielsweise die für eine Entladung zur Verfügung stehende Energie (E = 1,1 μΕ. (800 V) ²/₂) maximal ist, so beträgt die für die Wiederaufladung benötigte Zeit etwa 80 Millisekunden. Dies entspricht einer relativ niedrigen Blitzfreguens, die für bestimmte Anwendungsfälle unbrauchbar ist, wie beispielsweise im Fall von optischen Rotationsanalysatoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versorgungsschaltung der eingangs beschriebenen Art für eine Entladungslampe anzugeben, welche nicht die vorstehend genannten Nachteile aufweist und die Erzeugung von Lichtblitzen mit hoher Frequenz, hoher Leistung und veränderlicher Leuchtamplitude ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge-. schlagen, daß die Energieübertragungsschaltung einen dritten Stromweg umfaßt, in welchem die Sekundärwicklung des Autotransformators liegt und welcher die Rückführung der in dem Autotransformator und dem zweiten Kondensator gespeicherten nicht verbrauchten Energie zur Energiequelle ermöglicht.

Mit der erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung werden die oben genannten Nachteile der bekannten Versorgunysschaltung beseitigt und gleichzeitig mit einem minimalen

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Aufwand an Bauelementen die folgenden Betriebsmerkmale erreicht:

1. Die in einer Folge von Entladungen abgegebene mittlere Leistung ist etwa zwanzigmal höher als die mit einer Schaltung der bekannten Art erhaltene mittlere Leistung.

2. Die Impulse des Entladestromes haben eine im wesentlichen konstante Gestalt und Dauer sowie eine einstellbare Amplitude, die im Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Entladungen veränderbar ist.

3. Die Wiederaufladezeit des Kondensators, welcher die für die Entladung benötigte Energie liefert, liegt unter einer Millisekunde.

4. Die Energieverluste sind äußerst gering.

Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung kann besonders vorteilhaft, wenn auch nicht ausschließlich, in Geräten zur Durchführung optischer Analysen, insbesondere in einem mit großer Geschwindigkeit laufenden Rotationsspektrophotometer verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beiliegenden Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung,

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Fig. 2 bis 6 gleichwertige Schemata zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Versorgungsschaltung, und

Fig. 7 bis 9 Darstellungen des Verlaufes der Spannungen und der Stromstärken zur Erläuterung der Ar

beitsweise der in Fig. 1 dargestellten Versorgungsschaltung.

Die nachstehend beschriebene Versorgungsschaltung ist zur Speisung oder Stromversorgung einer Entladungslampe vorgesehen, die als Lichtquelle für ein Gerät zur optischen Analyse einer Lösung (wie beispielsweise ein Analysegerät gemäß der US-PS 3 999 862) dient, insbesondere für ein Rotationsspektrophotometer, bei dem die Proben in sehr rascher Abfolge untersucht werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Rotationsspektrophotometer, welches einen Rotor zur Aufnahme von dreißig Proben (enthalten in optischen Röhrchen von etwa 5 mm Durchmesser) aufweist, der mit 1000 U/min, umläuft.

Die Versorgungsschaltung gemäß Fig. 1 umfaßt eine Quelle für elektrische Energie, einen Autotransformator 16, 17, zwei Kondensatoren 19 und 25, eine Induktivität in Form einer Spule 21, eine Entladungslampe 23, zwei Thyristoren 18 und 24, drei Dioden 22, 26 und 27, einen Komparator 33 und eine Steuerschaltung 28.

Die Energiequelle 11 umfaßt beispielsweise eine Gleichrichterbrückenschaltung 14, einen Widerstand 13 und einen Filterkondensator 12. Die Energiequelle 11 nimmt an ihrem Eingang 15 eine Wechselspannung, beispielsweise

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die Netzspannung auf und gibt an ihrem Ausgang, d.h. an dem Filterkondensator 12, eine Gleichspannung ab.

Die in der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 verwendeten Elemente haben folgende Werte:

Widerstand 13: 22 Ohm

Kondensator 12: 330 ^F
Kondensator 19: 2 \iF
Kondensator 25: 1 \iF

Spule 21: 47 μΗ

Induktivität der Primärwicklung 16: 10 mH

Verhältnis der Windungsanzahl von Primärwicklung zu Sekundärwicklung des Autotransformators 16, 17: 1/1,6

Netzspannung: 220 V₇ 50 Hz.

Die verwendeten Dioden und Thyristoren sind vorzugsweise solche, welche eine geringe Freiwerdezeit aufweisen.

Es versteht sich, daß die vorstehend als Beispiele angegebenen Werte modifiziert werden können, um die Versorgungsschaltung an die speziellen Bedingungen anzupassen, unter denen sie verwendet werden soll. So kann beispielsweise die Induktivität der Spule 21 reduziert werden, wenn man Entladungen mit einer kürzeren Entladungsdauer erzeugen will. In bestimmten Arwendungsfallen kann die Spule 21 sogar vollständig aus der Schaltungsanordnung weggelassen werden.

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Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Versorgungsschaltung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Teilschaltbilder der Fig. 2 bis 6 und die Diagramme der Fig. 7 bis 9 erläutert.

Wiederaufladen des Filterkondensators 12:

Der Filterkondensator 12 wird alle 10 Millisekunden einmal vom Netz her aufgeladen und liefert die Energie für fünf Entladungen der Entladungslampe 23 während dieser Zeit. Der Widerstand 13 begrenzt die Ladestromstärke des Filterkondensators 12, die ihren maximalen Wert beim Einschalten des Gerätes hat. Der bei einer Spannung V 12 = 300 V von der Gleichrichterbrückenschaltung 14 her aufgeladene Filterkondensator 12 hält diese Spannung während der gesamten Arbeitszeit der Versorgungsschaltung im wesentliehen konstant (siehe Fig. 7).

Entladungszyklus des Kondensators 19:

Die für jede Entladung in der Entladungslampe 23 benötigte Energie ist vorher in dem Kondensator 19 in Form einer Spannung V 19 gespeichert, die zwischen 150 V und 600 V einstellbar ist und beispielsweise 400 V beträgt (siehe Fig. 8).

Die Steuerschaltung 28 empfängt an ihrem Eingang 32 ein Synchronisierungssignal, welches die notwendige Synchronisierung zwischen der Zündung der Entladungslampe 23 und dem Betrieb des Transportmechanismus des Spektrophotometers ermöglicht, mit Hilfe dessen die Proben in die zur Untersuchung geeignete Stellung gebracht werden. Aktiviert durch das Synchronisierungs-

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signal liefert die Steuerschaltung 28 über eine Leitung 29 einen Zündimpuls an die Zündelektrode der Entladungslampe 23 zum Zeitpunkt t,- (siehe Fig. 9) . Hierauf entlädt sich der Kondensator 19 über die Serienschaltung der Spule 21, der Diode 22 und der' Entladungslampe 23. Die Fig. 9 zeigt den hierbei auftretenden Stromimpuls 43.

Dank der Induktivität der Spule 21 nimmt der Stromimpuls 43 annähernd die Form einer Sinushalbwelle an. Diese Form ist für die Weiterverarbeitung des resultierenden 0 optischen Signales in den Verstärkern des Spektrophotometers vorteilhaft. Die zwischen 10 usek. und 30 μβε^ gewählte Dauer des Stromimpulses 43 beträgt annähernd

Mit L₂₁ = Induktivität der Spule 21 und CL g = Kapazität des Kondensators 19.

Die Amplitude des Stromimpulses 43 beträgt ungefähr 200 A im vorliegenden Beispiel.Aufgrund des verwendeten Maßstabes zeigt die Fig. 9 nur einen Teil dieses Impulses,

Während der Entladung wird ein großer Teil (60% bis 90%) der in dem Kondensator 19 gespeicherten Energie in der Entladungslampe 23 abgeführt und in Lichtenergie und thermische Energie umgewandelt. Aufgrund der oszillatorischen Eigenschaften des Entladungskreises (d.h. der ' Reihenschaltung des Kondensators 19, der Spule 21, der Diode 22 und der Entladungslampe 23 während des Entladungsvorganges) findet sich jedoch ein Rest (40% bis 10%) der Energie wieder in dem Kondensator 19 in Form einer negativen Spannung von etwa 200 V (siehe V 19 in Fig. 8) _r

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wobei vorausgesetzt ist, daß der Wert der Spannung, bei welcher der Kondensator 19 vor jeder Entladung geladen wird, 4 00 V beträgt.

Ladezyklus des Kondensators 19

Zur besseren Erläuterung dieses Ladezyklus ist es zweckmäßig, die Teilschaltbilder gemäß den Fig. 2 bis 6 zu Hilfe zu nehmen und die folgenden in den Diagrammen der Fig. 7 bis 9·wiedergegebenen Intervalle zu betrachten.

Intervall von t„ bis t. (siehe Fig. 2).

Wie bereits oben angegeben wurde, hat die Spannung V 19 des Kondensators 19 nach jeder Entladung in der Entladungslampe 23 einen negativen Wert. In dem Intervall zwischen t~ bis t- wird der Kondensator 19 wieder geladen ausgehend von dem negativen Spannungswert bis auf einen positiven Spannungswert, der zwischen 150 und 600 V einstellbar ist, um die zur folgenden Entladung notwendige Energie zu liefern. Hierzu macht die Steuerschaltung 28 den Thyristor 18 leitend, indem sie ihm zum Zeitpunkt t_n ein Steuersignal über die Leitung 31 zuführt. Durch das Leitendwerden des Thyristors 18 wird eine Schaltung entsprechend der in der Fig. 2 dargestellten Schaltung hergestellt und es fließt ein oszillierender Ladestrom zur . Aufladung des Kondensators 19 von der Energiequelle 11 über die Primärwicklung 16 des Autotransformators und den Thyristor 18. Die Periode T der Schwingung ist

3.

durch die folgende Beziehung bestimmt:

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^Ta = ² "\/^L16 * ^C19

Mit L._fi = Induktivität der Primärwicklung 16 und C^q = Kapazität des Kondensators 19.

Die in dem Kondensator 19 zum Zeitpunkt t_ gespeicherte Energie wird während dieser Schwingung an die Primärwicklung 16 übertragen. Die Spannung V 19 steigt auf den Wert Null an und die Stärke des Stromes 41 nimmt zu.

Ohne den Thyristor 24 und die Dioden 26 und 27 würde diese Schwingung aufhören, wenn die Stromstärke des entsprechenden Stromes 41 auf Null abgefallen wäre mit einem Endwert für die Spannung V19', der durch die folgende Beziehung bestimmt ist:

V19¹ = - V19_Q + 2 · V12

wobei V19_Q der Wert der Spannung V19 zum Zeitpunkt t_Q ist (^v19o ⁼ ~^{200v in dem} vorliegenden Beispiel, siehe Fig. 8).

Bevor jedoch die Spannung V19 den Wert V19' erreicht, stellt der Komparator 33 fest, daß die an seinem Eingang 34 anliegende Spannung V19 den gewünschten Wert erreicht (beispielsweise +400V), der durch ein Referenzsignal an seinem Eingang 35 bestimmt wird. Der Komparator 33 zündet hierauf (zum Zeitpunkt t., ) den Thyristor 24 durch ein Steuersignal über die Leitung 36. Da der Kondensator 25 entladen ist (Spannung V25 = 0 zum Zeitpunkt t-), liegt an dem Thyristor 18 eine inverse Spannung V19 - V25 an, wodurch der Thyristor gesperrt wird. Auf diese Weise wird die Wiederaufladung des Kondensators 19 abgeschlossen. Dabei ist jedoch der Zyklus noch nicht vollständig,

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da ein Energieüberschuß in der Primärwicklung 16 des Autotransformators in Form des Stromes 41 gespeichert ist. Der Rest des Zyklus dient dazu, diese Energie auf den Filterkondensator 12 der Energiequelle 11 zurückzubringen.

Intervall zwischen t.. bis t- (siehe Fig. 3)

Zum Zeitpunkt t.. wird der Thyristor 24 leitend, so daß der Strom 41 fließt, welcher den Kondensator 25 auflädt, so daß die an diesem anliegende Spannung V25 steigt (Fig. 8). Die entsprechende Schwingungsperiode T, ist definiert durch

^Tb ^{= 2} *" V ^L16 · ^C25

Mit L.. g = Induktivität der Primärwicklung 16 und C₂C- = Kapazität des Kondensators 25.

Zum Zeitpunkt t» erreicht die Spannung V25 den Wert der Spannung V12, so daß ein Strom durch die Diode 27 zu fließen beginnt.

Intervall von t₂ bis t-, (siehe Fig. 4)

Von dem Augenblick an, von dem ein Strom durch die Diode 27 zu fließen beginnt, sind die beiden Wicklungen 16 und 17 des Autotransformators antiparallel geschaltet. Die Schwingungsperiode wird folglich durch die Kapazität des Kondensators 25 und die Streuinduktivitäten der beiden Wicklungen bestimmt und ist erheblich kleiner als die Periode T, .

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Wie man aus dem Diagramm der Fig. 9 ersehen kann, nimmt in dem Intervall zwischen t₂ und t₃ die Stärke des Stromes 4 2 zu, während die Stärke des Stromes 41 auf Null abnimmt. Die in der Primärwicklung 16 gespeicherte Energie wird auf die Sekundärwicklung 17 übertragen. Die Spannung V25 (Fig. 8) erreicht ihren Maximalwert, wenn die Stärke des Stromes 41 gleich der Stärke des Stromes 42 ist.

Man muß ein Verhältnis der Windungszahlen von Sekundärspule zu Primärspule des Autotransformators von 1,4 zu 1,6 wählen, um zu erreichen, daß die Abnahme der Stromstärke des Stromes 41 schneller erfolgt als der Anstieg der Stromstärke des Stromes 42.

Im Zeitpunkt t-, erreicht die Stromstärke des Stromes 41 den Wert Null und der Thyristor 24 wird gesperrt.

Intervall zwischen t, und t. (siehe Fig. 5)

In diesem Intervall umfaßt der neue Schwingkreis die Sekundärwicklung 17 und der Kondensator 25 oszilliert mit einer Periode

T_c = 2 TT γ L₁₇ · C₂₅

Mit L₁ η = Induktivität der Sekundärwicklung 17 C₂₅ = Kapazität des Kondensators 25.

Der Kondensator 25 entlädt sich mit dem Entladestrom 42, wobei die in dem Kondensator 25 und dem Autotransformator 16,

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17 gespeicherte Energie zur Energiequelle 11 zurückfließt. Die Spannung V25 (siehe Fig. 8) des Kondensators 25 nimmt auf den Wert Null ab. Gleichzeitig beginnt die Abnahme der Stromstärke des Stromes 42.

Zum Zeitpunkt t. wird die Spannung V25 Null und bleibt auf diesem Wert dank der Schaltung der Diode 26, durch die ein Strom fließen würde, wenn V25 einen negativen Wert annehmen würde.

Intervall zwischen t. und t₅ (siehe Fig. 6)

In diesem Intervall nimmt die Stromstärke I 42 (t) des Stromes 42 weiter ab entsprechend der Näherungsformel (unter Vernachlässigung der ohmschen Verluste):

142 (t) = 142(t₄)-

wobei 142 (t₄) = Stromstärke des Stroms 42 zum Zeitpunkt t₄

Zum Zeitpunkt t,- erreicht die Stromstärke des Stromes den Wert Null und der Ladezyklus ist beendet. Zu diesem Zeitpunkt ist jeglicher Stromfluß unterbunden. Der
Kondensator 19 ist bereit für die folgende Entladung
und der Kondensator 25 mit der Spannung V25 = 0 ist

bereit für einen neuen Ladezyklus nach dieser Entladung.

Die Fig. 7 zeigt den Verlauf der Spannungen V16 und V17 an den Wicklungen 16 bzw. 17 während des Intervalles
zwischen t„ und t,-.

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Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung hat folgende
Vorteile:

1. Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung liefert die zur Erzeugung von Paketen mit jeweils 150 Blitzen notwendige Energie, wobei die Pakete durch RuheintervalIe von 10 Sekunden voneinander getrennt sind. Die Maximalenergie pro Blitz beträgt 0,25 J und das Zeitintervall zwischen zwei Blitzen innerhalb eines Paketes zwei Millisekunden. Die Dauer eines Blitzes beträgt 300 Millisekunden. Dies entspricht einer mittleren

Ladeleistung Pm von 125 Watt pro Paket, d.h., daß die mittlere Ladeleistung etwa 20 mal größer ist als
jene, die von der in der Einleitung erwähnten bekannten Versorgungsschaltung geliefert wird. Die vor-

stehend genannte mittlere Ladeleistung Pm ist definiert durch:

η χ e-,
Pm = 5-£

Mit η = Anzahl der Blitze pro Paket,
e, = Energie pro Blitz und

T= Dauer eines Paketes von Blitzen.

2. Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung erlaubt es, die Spannung zwischen Anode und Kathode der
Entladungslampe in einem Verhältnis von 1:4 zu
variieren (beispielsweise zwischen 150 bis 6 00 V) und damit die Helligkeitsamplitude der Blitze in einem

Verhältnis von etwa 1:10 zu verändern. Dies ermöglicht es, die Helligkeitsamplitude der Blitze an die Erfordernisse für eine bestimmte Messung anzupassen, beispielsweise an die optische Ausbeute bei verschiede-

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nen Wellenlängen,und dadurch optimale Bedingungen
für die Messung zu erhalten. Eine Veränderung der an der Entladungslampe anliegenden Spannung kann in dem Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blitzen
erfolgen, da diese Veränderung mittels der am Komparator 33 anliegenden Referenzspannung elektronisch
gesteuert wird.

3. Neben der Lieferung der zur Erzeugung von Blitzen
mit einer gewünschten Leuchtamplitude notwendigen

Energie ermöglicht die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung es außerdem, mit einer für Rotationsspektrophotometer geeigneten Blitzfrequenz zu arbeiten. Dies ist möglich dank der kurzen Wiederaufladezeit des
Kondensators, der die Energie für jede Entladung

liefert. Bei dem oben beschriebenen Beispiel beträgt die Dauer eines Wiederaufladezyklus des Kondensators 19 weniger als eine Millisekunde.

4. Die Energieverluste sind äußerst gering. Bei der erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung wird einerseits die nach jeder Entladung in dem Kondensator 19 verbleibende Energie und andererseits die in der Primärwicklung 16 am Ende des Aufladevorganges des Kondensators 19 gespeicherte Energie wiedergewonnen.

5. Bei der erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung werden die unter 1. bis 4. vorstehend aufgeführten Vorteile mit einem Minimum an elektronischen Bauteilen erreicht.

6. Darüberhinaus umfaßt die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung eine Induktivität 21 in Reihe mit der Entla-

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dungslampe. Diese Spule ermöglicht es, dem Impuls des Entladestromes 43 annähernd die Form einer Sinushalbwelle zu geben, wobei die konstante Zeitdauer des Impulses durch die Induktivität der Spule 21 und die Kapazität des Kondensators 19 bestimmt ist. Man vermeidet auf diese Weise die Erzeugung von Lichtimpulsen mit einer geraden Flanke. Diese würden in einem Spektrophotometer zu dem Nachteil führen, daß die Detektorschaltung des Spektrophotometers einen 0 für einen relativ breiten Frequenzbereich geeigneten Durchlaßbereich haben müßte. Dies würde ein schlechtes Signal-Rauschverhältnis bei der Messung ergeben.

Die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung kann auch dazu verwendet werden, um beispielsweise eine Entladungslampe zu speisen, die als Lichtquelle in einem manuellen Spektrophotometer verwendet wird, das zur Durchführung von klinisch-chemischen Analysen und enzymatischen Messungen vorgesehen ist'. Es ist ferner möglich, die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung im Bereich der Stroboskopie und der Fotografie zu verwenden.

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Claims

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Versorgungsschaltung für eine Entladungslampe

Patentansprüche

Versorgungsschaltung für eine Entladungslampe/ umfassend eine Quelle für elektrische Energie, die an ihrem Ausgang eine Gleichspannung abgibt und elektrische Energie wieder aufnehmen kann, und eine Energieübertragungsschaltung zwischen der Energiequelle und einem mit der Entladungslampe verbundenen ersten Kondensator, der über die Energieübertragungsschaltung aufladbar ist und.zur Speicherung der für jede Entladung in der Entladungslampe benötigten Energie dient, wobei die Energieübertragungsschaltung einen ersten Stromweg aufweist, in dem die Primärwicklung

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eines Autotransformators liegt und der einen Stromfluß von der Energiequelle zu dem ersten Kondensator bis zu dem Zeitpunkt ermöglicht, zu dem an dem ersten Kondensator ein vorbestimmter Spannungswert erreicht ist, und wobei die Energieübertragungsschaltung einen zweiten Stromweg unter Einschluß eines zweiten Kondensators aufweist, der zur Speicherung eines Teiles des Überschußes an nicht verbrauchter Energie dient, die während der Aufladung des ersten Kondensators in dem Autotransformator gespeichert wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieübertragungsschaltung (16, 17, 26, 27, 25, 24, 18) einen dritten Stromweg umfaßt, in welchem die Sekundärwicklung :'!7) des Autotransformators (16, 17) liegt und welcher die Rückführung der in dem Autotransformator (16, 17) und dem zweiten Kondensator (25) gespeicherten nicht verbrauchten Energie zur Energiequelle (11) ermöglicht.

2. Versorgungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem zweiten Kondensator (25)eine Diode (26) mit ihrer Durchlaßrichtung derart geschaltet ist, daß sie gesperrt ist, wenn der zweite Kondensator (25) den Energieüberschuß speichert.

3. Verwendung einer Versorgungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2 in einem Gerät für optische Analysen.

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