DE2849582C2 - Anordnung zum Betrieb einer Lampe an einem Wechselspannungsnetz oder an einer aufladbaren Batterie - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Betrieb einer mit zwei Elektroden versehenen Lampe an einem Wechselspannungsnetz oder an einer aufladbaren Batterie. Eine solche Anordnung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher beschrieben ist, ist aus Fig. 3 der DE-GM 19 97 371 bekannt.

Einfache Notbeleuchtungen enthalten ein Kleinladegerät, eine Batterie, einen Schalter und eine Niederspannungsglühlampe. Das Kleinladegerät ist an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen und liefert einen gesteuerten geringen Ladestrom für die Batterie. Wenn das Wechselspannungsnetz ausfällt, verbindet der Schalter automatisch die Batterie mit der Niederspannungsglühlampe.

Bei einer Variation dieses einfachen Systems wird die Spannung aus der Batterie hochtransformiert, so daß das Notlicht eine Glühlampe sein kann, die mit einer Standardspannung betrieben wird. Dabei kann durch eine geeignete automatische Umschaltung die gleiche Glühlampe die ganze Zeit brennen, nämlich normalerweise verbunden mit dem Netz, jedoch, wenn dieses ausfällt, durch den Batteriestrom mittels Einrichtungen zum Hochtransfonnieren der Spannung. Gewöhnlich wird die Wechselspannung auf die Batteriespannung hinuntertransformiert und eine Glühlampe, die für die Batteriespannung ausgelegt ist, sowohl beim normalen Wechselstrombetrieb als auch beirr Batteriebetrieb verwendet.

Gebäude, die Notbeleuchtungssysteme benötigen, sind im allgemeinen mit Leuchtstofflampen ausgerüstet. Im Gegensatz zu Glühlampen benötigen Leuchtsioff- oder andere Dampflampen ein Vorschaltgerät bzw. eine Drossel, um für den Betrieb den Lampenstrom zu steuern. Das Vorschaltgerät kann sich außerhalb der Halterung befinden. Die Lampe kann jedoch auch intern gedrosselt werden, wobei dann das Vorschaltgerät in der Lampe eingeschlossen ist, beispielsweise in Form eines Widerstands in dem Lampensockel. Einige Leuchtstofflampenhalterungen haben auch einen Starterkondensator zur Unterstützung der Zündung der Lampe.

Wird eine übliche Anordnung mit der Lampe verbunden, kann dann ein Problem entstehen, wenn das Vorschaltgerät, welches die Lampe speist, einen Starterkondensator hat, der parallel zu den Leitungen von dem Vorschaltgerät geschaltet ist, die zu den Klemmen an der Halterung laufen, in die die Lampe eingesetzt ist. Der Grund dafür besteht darin, daß der Starterkondensator, der bei normaler Netzfrequenz eine relativ hohe Impedanz hat, als Kurzschluß parallel zum Ausgang des Wechselrichteroszillators des Systems wirkt, so daß alier Voraussicht nach der Wechselrichteroszillator eine Wechselspannung mit einer Frequenz von 10 kHz erzeugt.

Demzufolge muß ein solches System insgesamt so eingesetzt werden, daß bei vier Leuchtstofflampen, die in einer Vierlampenhalterung unter Verwendung herkömmlicher Vorschaltgeräte enthalten sind, der Notstrom nur für zwei Leuchtstofflampen vorgesehen wird. Deshalb kann bei Verwendung des Systems nur die halbe Normalausleuchtung erreicht werden.

Bei dem aus der DE-GM bekannten Anordnung erfolgt die Strombegrenzung für den Batterieladestrom im Ladegerät durch einen Streutransformator, der die Schaltung kompliziert und teuer macht und in dem knappen Raum im Lampengehäuse verhältnismäßig viel Platz beansprucht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Betrieb einer mit zwei Elektroden versehenen Lampe an einem Wechselspannungsnetz oder an einer aufladbaren Batterie zu schaffen, bei der die Strombegrenzung auf einfachere Weise gelöst ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der gattungsgemäßen Anordnung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Dabei ist es zv/ar aus der DE-AS 17 64 711 bekannt, in Reihe zu einer Gasentladungslampe einen Brückengleichrichter zu schalten, und die vom Brückengleichrichter gelieferte Spannung zum Betrieb eines Wechselrichters mit nachgeschalteter weiterer Gasentladungslampe zu verwenden. Hierbei bilden aber der Brückengleichrichter und die an seine Gleichspannungsseite angeschlossenen Bauteile den Strombegrenzungswiderstand für die erste Gasentladungslampe.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht nicht nur eine wirksame Strombegrenzung mit einfachen Mitteln, sondern ermöglicht es wegen der Reihenschaltung von Ladegerät und Lampe auch, das Ladegerät

zusammen mit der Lampe in einem normalen Lampengehäuse unterzubringen, was bei Parallelschaltung von Ladegerät und Lampe nicht möglich wäre.

Die Erfindung wird anhand d.-; in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt ->

Fig. 1 das Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zum Betrieb einer Lampe,

F i g. 2 ein detaillierteres Schaltbild der Anordnung der F i g. 1,

Fig.3 das Blockschaltbild einer zweiten Ausfüh- in rungsform der Anordnung zum Betrieb von Lampen ohne Vorheizung, und

F i g. 4 und 4A Schaltpläne einer dritten Ausführungsform der Anordnung

Die in F i g. 1 im Blockschaltbild gezeigte Anordnung ist mit einer vorheizbaren Leuchtstofflampe 12 und einem Vorschaltgerät 14 verbunden, das seinerseits an e-n Wechselstromnetz 16 angeschlossen ist. Das ■' Vorschaltgerät 14 befindet sich normalerweise in einer '-j nicht gezeigten Lampenhalterung und hat Leitungen, 2U -■Ά welche in Anschlüssen an der Halterung für den Eingriff '' mit Stiften an den Enden der Lampe 12 enden. Die '_Λ Lampe 12 ist eine Schnellstartlampe, eine sogenannte - RS-Lampe, die an ihren jeweiligen Stirnseiten 'aufheizbare Lampenelektroden 18a und 186 aufweist. Paare von stiftförmigen Klemmen 20a und 20t an den jeweiligen Stirnseiten der Lampen 12 bilden die Verbindungspunkte zum Anschluß der Spannung an die ,Lampenelektroden 18a und \%b und zur Zufuhr der Hochspannung zur Lampe 12, das von dem Vorschaltge- jo rat 14 geliefert wird.

Das Vorschaltgerät 14 hat in F i g. 1 nicht gezeigte herkömmliche Wicklungen. Diese Wicklungen sind so ,^angeordnet, daß sie die Vorheizspannungen sowie die 'höhere Betriebsspannung erzeugen können. Paare von Ausgangslei*ungen 24,26 und 28 aus den Wicklungen in dem Vorschaltgerät 14 dienen zur Zufuhr der Vorheizspannung und der Betriebsspannung zu allen montierten Lampen, einschließlich der Lampe 12. An den Enden der Leitungspaare 26 und 28 sind Steckerpaare 30 bzw. 32 vorgesehen. Das Vorschaltgerät 14 hat üblicherweise einen nicht gezeigten ,Starterkondensator zur Erzeugung der erforderlichen Zündspannung für die Lampe 12.

Die Anordnung von F i g. 1 umfaßt weiterhin ein mit Gleichrichtern ausgestattetes Ladegerät 48, eine aufladbare Batterie 50, einen Wechselrichter 52, einen Isoliertransformator 54 und Schalter 56, 58 zum Abschalten. Die Lampe 12 ist elektrisch mit der Anordnung verbindbar, nämlich durch die Lampenstifte 20a an einem Ende und die Verbindungsstifte 59.

Weil die Anordnung direkt mit einem Ende der Lampe 12 verbunden wird, ehe die Kombination in einem gemeinsamen Gehäuse in einer Lampenhalterung angeordnet wird, kann die Lampe 12 kürzer als Lampen sein, die gewöhnlich in der Halterung montiert werden, ohne daß die Anordnung mit ihnen verbunden ist. Beispielsweise kann eine herkömmliche 40 W-Leuchtstofflampenhalterung für zwei Lampen gewöhnlich zwei Leuchtstofflampen aufnehmen. Jede dieser Lampen ist 1,22 m lang. Wenn die Anordnung in einer zylindrischen Aufnahme mit einer Länge von etwa 0,3 m untergebracht wird, kann sie in Kombination mit einer 0,91 m langen Lampe verwendet werden. Die Kombinati< η bildet dann einen direkten Ersatz für eine längere Lampe. Es können dann zwei 30 W-Lampen in der 40 W-Doppelhalterung, von denen jede mit einem zugeordneten Betriebsanordnung kombiniert ist, bei

einem normalen Betriebsstrom von etwa 400 mA und bei etwas reduzierter Betriebsspannung von beispielsweise etwa 75 V Effektivspannung arbeiten. Die Einführung des Batterieladegerätes in Reihe mit einer kürzeren Lampe trägt dazu bei, die niedrigere Betriebsspannung der kürzeren Lampe teilweise abzuzweigen, wodurch die Kombination für das Vorschaltgerät normaler erscheint, d. h. die »Anpassung« zwischen dem Vorschaltgerät und der kürzeren Lampe verbessert wird. Die Betriebsanordnung arbeitet ebenso in Kombination mit Leuchtstofflampen anderer Längen. Sie braucht nicht direkt daran angebracht zu werden. Falls erwünscht, kann eine der Lampen eine herkömmliche 40 W-Lampe mit einer Länge von 1,22 m sein, die in herkömmlicher Weise in die Halterung eingebracht ist, während die andere Lampe eine 30 W- oder schwächere Lampe mit einer Länge von 0,91 m ist, die mit der Betriebsanordnung verbunden ist.

Die in Blockform in F i g. 1 gezeigten Bauelemente werden nachstehend anhand von F i g. 2 näher erläutert. Zur Vereinfachung sind in F i g. 2 das Vorschaltgerät 14 und alle damit verbundenen Leitungen, mit Ausnahme der Leitungspaare 26 und 28, nicht gezeigt. Der Isolationstransformator 54 von F i g. 2 hat Wicklungen 66 und 68. Die Wicklung 66 ist mit dem Stiftpaar 60 verbunden, das mit den entsprechenden Verbindungselementen 30 an der verwendeten Lampenhalterung in Eingriff steht. Die Wicklung 66 stellt auch eine Verbindung mit den Eingangsklemmen einer aus Dioden aufgebauten Gleichrichterbrücke 61 dar. Die Brücke 61 erzeugt eine Ausgangsgleichspannung zur Erregung von Relaisspulen 62 und 64.

Wenn die Spulen 62 und 64 erregt werden, betätigen sie entsprechende Relais RYl bzw. RY 2. Die Relais RYi und RY2 entsprechen den Schaltern 56 bzw. 58 von F i g. 1 zum Abschalten. Die Schalter 56 und 58 sind in F i g. 2 als bewegliche Kontaktelemente der Relais in ihrer Normalstellung, d. h. ihrer »Einschaltstellung« gezeigt.

Die Wicklung 68 des lsoliertrapsforrnators 54 ist mit dem Steckerpaar 59 verbunden, welches mit den Stiften 20a an einer Stirnseite der Lampe in Eingriff steht.

Das Ladegerät 48 von F i g. 1 besteht aus einer aus Dioden aufgebauten Gleichrichterbrücke 70 und einer Zenerdiode ZD. Wenn die Batterie 50 zwei wiederaufladbare Tor-X Zellen aufweist, beträgt beispielsweise die Gleichspannung, an die die Zenerdiode ZD angeschlossen ist, etwa 4,7 Volt. Somit ist die Zenerdiode ZD eine 4,7 V-5 W-Zenerdiode.

Die Batterie 50 und ihre spannungsbegrenzende parallel geschaltete Zenerdiode ZD bind in Reihe zum Lampenkreis geschaltet und ziehen keinen Strom direkt aus der Vorheizung oder der Leitung.

Der Wechselrichter 52 von Fig. 1, der in Fig.2 im einzelnen gezeigt ist, hat einen Transistor TR1, der bei Erregung durch Schließen des Schalters 58 mit einer Frequenz oszilliert, die durch die im folgenden beschriebenen Schaltungsbauelemente bestimmt "ist. Der Wechselrichter 52 hat einen Vorwiderstand 74, Dioden 76 und 78 sowie Kondensatoren 80,82 und 84, die in der in Fig.2 gezeigten Weise miteinander verbunden sind. Ein Transformator 72 mit einer Kollektorwicklung L1, einer Basiswicklung L 2 und einer Ausgangswicklung L 3 ist mit dem Transistor TR 1 so verbunden, daß sich ein Schwingzustand ergibt, wenn der Transistor TR1 »erregt« ist, und zwar durch das Koppelungsmaß zwischen den Wicklungen L1 und L 2, wodurch eine Rückkopplung mit der Basis des

Transistors 77? 1 erhalten wird. Die Oszillationsfrequenz des Wechselrichters 52 hängt von der Induktivität der Wicklungen L 1 und L 2 sowie von den Werten der Kondensatoren 80, 82 und 84 ab. Diese Bauelemente können so gewählt werden, daß die Oszillationsfrequenz der Ausgangsspannung, die in der Wicklung L 3 des Transformators 72 induziert wird, etwa 20 kHz beträgt. Die Anzahl der Windungen der Wicklung L 3 wird so bemessen, daß sich eine ausreichende Betriebsspannung für die Lampe 12 ergibt, wenn sie den Leuchtstrom unter Notbetriebsbedingungen zieht.

Gemäß Fig.2 ist eine der Leitungen von der Wicklung L 3 am Schwingtransformator 72 durch eine Leitung 85 mit einem der Lampenstift 20b bei 87 verbunden.

Der in Fig. 2 in Form der Kontakte des Relais RYi gezeigte Schalter 56 überträgt die Arbeitsspannung und den Strom für die Lampe 12 aus dem nicht gezeigten Vorschaltgerät über das Ladegerät 48, wenn Wechselspannung anliegt. Der Schalter sorgt für die Betriebs- spannung für die Lampe 12 aus dem Wechselrichter 52, wenn die Wechselstromleitung stromlos ist.

Der feststehende Kontakt des als Umschalter ausgebildeten Schalters 56 ist mit der Sekundärwicklung 68 des Isoliertransformators 54 verbunden. Der bewegliche Kontakt des Schalters 56 liegt an einer Eingangsklemme der Gleichrichterbrücke 70 des Ladegerätes 48. Bei erregtem Relais liegt der bewegliche Kontakt des Schalters 56 an der Ausgangswicklung L 3 des Transformators 72. Die andere Eingangsklemme der Brücke 70 ist mit der Primärwicklung 66 des Isoliertransformators 54 verbunden.

Bei dem Ladegerät 48 ist die Zenerdiode ZD direkt parallel zu den Ausgangsklemmen der Brücke 70 und ebenso zur Batterie 50 geschaltet. Durch diese spezielle Ausbildung erhält man eine Shunt-Spannungsregelung. Außerdem können zusätzlich an sich bekannte Bauelemente in dem Ladegerät 48 vorgesehen werden, um eine Beschädigung der Batterie 50 unter Ladebedingungen zu verhindern. Wesentlich für den richtigen Betrieb der Anordnung ist, daß der normale Lampenstrom zwischen den Eingsngskiemmen asr Brücke 70 fließen kann, nämlich über ein leitendes Element, beispielsweise die Zenerdiode ZD, zwischen den Ausgangsklemmen der Brücke 70.

Unabhängig davon, ob die Batterie 50 eingeschaltet ist oder nicht, ermöglichen die Brücke 70 und die Zenerdiode ZD das Fließen des Betriebsstroms der Lampe 12.

Die Arbeitsweise der in F i g. 2 gezeigten Anordnung wird im folgenden näher erläutert. Während des Normalbetriebs der Lampe 12, also während des Betriebs mit Wechselstrom, fließt der Lampenstrom von den Leitungen 26 vom Vorschaltgerät 14 über das Ladegerät 48, den Schalter 56, die Lampenklemmen 20a, die Lampenklemmen 20b und die Vorschaltgerätleitungen 28. Der Isoliertransformator 54 erzeugt die erforderliche Vorheizwechselspannung, sperrt jedoch eine direkte Stromzufuhr zur Lampe.

Während des Normalbetriebs mit Wechselstrom fließt der Betriebsstrom für die Lampe 12 durch das Ladegerät 48. Der Lampenwechselstrom dient dadurch teilweise zum Laden der Batterie 50 auf eine Spannung, die durch die Zenerdiode ZD reguliert wird, da der Strom von der Brücke 70 so gerichtet wird, daß er immer in urngekehrter Richtung durch die Zenerdiode ZD fließt.

Wenn die Wechselstromleitung, mit welcher das Vorschaltgerät 14 von Fig. 1 verbunden ist, Strom führt, liegen die Vorheizspannungen an den Leitungspaaren 26 und 28 des Vorschaltgerätausgangs an. Das Vorhandensein dieser Spannung zeigt an, daß die Wechselstromleitung Strom führt. Während dieser Zeit muß der Wechselrichter 52 von der Batterie 50 getrennt sein, um einen nicht erforderlichen Energieabzug aus der Batterie 50 zu verhindern. Dieses »Sperren« wird dadurch erreicht, daß der Schalter 58 die Batterie 50 vom Wechselrichter 52 solange getrennt hält, wie die Reiaisspule 64 erregt ist.

In gleicher Weise spricht das Relais RYi auf die Vorheizwechselspannung für den Faden parallel zu den Leitungen des Vorschaltgeräts 26 durch die Parallelschaltung seiner Spule 62 zum Ausgang der Brücke 61 an.

Bei anliegender Wechselspannung muß die Ausgangswicklung L 3 am Transformator 72 von der Lampe 12 getrennt werden. Andernfalls schließt die Wicklung L 3, die bei Netzfrequenz eine sehr niedrige Impedanz hat, die Lampe 12 kurz und beschädigt das Vorschaltgerät 14. Diese Trennung erfolgt durch öffnen der Schaltung zwischen einer Ausgangsleitung der Wicklung L 3 und der Lampe 12 über den Schalter 56. Während des Normalbetriebs, d.h. während des Betriebs vom Netz, arbeitet der Schalter 56 auch derart, daß der Betriebsstrompfad vom Vorschaltgerät 14 zur Lampe 12 in der vorstehend beschriebenen Weise geschlossen ist. Eine Unterbrechung kann auch durch einen Kondensator in Reihe zur Leitung 85 erreicht werden, was eine Trennung bei Netzfrequenz und eine direkte Verbindung bei der typischen Betriebsfrequenz des Wechselrichter 52 ergibt.

Wenn die Wechselspannung ausfällt und die Leitung keinen Strom führt, werden die Wicklungen der Relais RYi und RY2 entregt. Dadurch nehmen die Schalter 56 und 58 die Zustände für das Abschalten des Wechselstroms ein, wie dies durch die gestrichelten Linien in F i g. 2 gezeigt ist.

Dadurch verbindet der Schalter 58 die Batterie 50 mit dem Wechselrichter 52. Der Schalter 56 schaltet die Sekundärwicklung L 3 des Wechselrichters 52 parallel zur Lampe 12, während zusammen mit dem Isoliertransformator 54 verhindert wird, daß die Spannung an der Wicklung L 3 an das Leitungspaar 26 des Vorschaltgerätes 14 angelegt wird.

Die Anordnung arbeitet nicht nur mit Lampen, die eine Fadenvorheizspannung erfordern, wie dies beispielsweise bei den Schnellstartleuchtstofflampen, den sogenannten RS-Lampen. der Fall ist, sondern arbeitet ebenso in Kombination mit sofortstartenden Lampen, sogenannten IS-Lampen, die keine Vorheizfäden haben. Typische Längen für IS-Lampen sind 1,22 m, 1,83 m und 2,44 m. Der Ersatz einer IS-Lampe, die 0,61 m kürzer als die Ausgangslampe ist, ermöglicht einen dementsprechend größeren Raum für wiederaufladbare Batterien. Die zusätzliche Batterieenergie ermöglicht, daß die ersetzte Lampe mit größerer Helligkeit als die entsprechende Lampe 12 bei der Ausführungsform der F i g. 1 und 2 arbeitet.

Eine Modifizierung der Anordnung der Fig. 1 und 2 wird anhand von F ί g. 3 erläutert.

Wenn eine Sofortstartlampe 86 in eine Betriebsanordnung geschaltet ist, ist diese grundsätzlich genauso wie die der Fig. 1 und 2 aufgebaut. Die Hauptunterschiede bestehen darin, daß erstens ein Isoliertransformator fehlt und zweitens Sperreinrichtungen vorgesehen sind, welche das Vorhandensein einer normal

erzeugten Lampenbetriebsspannung anstelle einer Vorheizspannung erfassen.

Das Vorschaltgerät 90 von F i g. 3 benötigt anstelle von Paaren von Ausgangsleitungen zum Verbinden der Enden der Lampen nur eine einzige Ausgangsleitung.

Eine der Leitungen 92 von dem Vorschaltgerät 90 ist mit einem Eingangsstift 93 der Gleichrichterbrücke 70' verbindbar, wobei sich der Stift 93 von einem Ende des Gehäuses aus nach außen erstreckt. Die Ausgangsklemmen der Gleichrichterbrücke 70' sind mh einem Batterieladegerät 96 verbunden, welches einfach eine Zenerdiode ZD' aufweisen kann, die parallel zu einer wiederaufladbaren Batterie 50' geschaltet ist. Das Ladegerät 96 arbeitet so, daß die Batterie 50' geladen wird, die ihrerseits dem Wechselrichter 52' versorgt, wenn die Wechselstromleitung stromlos ist. Die Batterie 50' speist dann den Wechselrichter 52' über den Schalter 58', der ähnlich dem Relais RY2 von F i g. 2 gebaut sein und entsprechend arbeiten kann. Der Schalter 56' verbindet entweder die Lampenklemme 58 mit einer Eingangsklemme der Brücke 70' oder mit dem Wechselrichter 52', je nach dem, ob die Netzspannung vorhanden ist oder nicht. Der Schalter 56' kann so gebaut sein, daß er wie das Relais RYi von Fig.2 arbeitet.

Die Schalter 56' und 58' werden bei Vorhandensein der vollen Betriebsspannung an einer oder an beiden Ausgangsleitungen 92, 94 des Vorschaltgerätes 90 betätigt. Diese Schalterbetätigung kann beispielsweise durch Verwendung von Relais entsprechend den Relais RYi und RY2 erreicht werden. Diese in Fig.3 nicht gezeigten Relais haben bewegliche Kontakte, die denen der Schalter 56' und 58' in F i g. 3 entsprechen. Einem jeden dieser Relais zugeordnete Spulen werden dann entsprechend auf die genannte normal erzeugte Betriebslampenspannung an den Leitungen des Vorschaltgerätes 92, 94 erregt, beispielsweise durch geeignete herkömmliche Kopplungsschaltkreise. Alternativ können Festkörpervorriehiungen, wie Optokoppler, um die Schaltfunktionen der Schalter 56', 58' zu ^o erzielen, oder andere äquivalente Schaltungselemente

viri w\*iiui>i πνιυνιι·

Eine der Ausgangsleitungen des Wechselrichters 52' ist bei 108 mit einem Lampenstift 100, beispielsweise mittels eines »Aufgleitscheibenkontaktes« oder einer anderen galvanischen Verbindung, verbunden. Die Verbindung 106 entspricht in Wirkung und Anordnung der Verbindung 87 von F i g. 2 für einen der Stifte 20b an der Lampe 12.

Der Betrieb der Anordnung der F i g. 3 entspricht der der Fig. 1 und 2. Während des Normalbetriebs, d.h. wenn die »Wechselstromleitung« Strom führt, liegt eine Betriebsspannung an den Ausgangsleitungen 92,94 des Vorschaltgerätes 90 an. Diese Ausgangsspannung wird an die Verbindungsstifte 93,100 bzw. an die Lampe 86 angelegt und durch nicht gezeigte herkömmliche Einrichtungen festgestellt, beispielsweise durch die genannten Relaisspulen oder Optokoppler, die ihrerseits so wirken, daß sie die Schalter 56', 58' in ihren Sperrstellungen halten, wie dies in F i g. 3 sezeigt ist.

Wenn sich die Schalter 56', 58' in ihren Normalzuständen befinden, fließt der Lampenbetriebsstrom vom Vorschaltgerät 90 über die Lampe 86, den Schalter 56', das Ladegerät 96 und zurück zum Vorschaltgerät 90. Der Wechselrichter 52' ist nicht wirksam, weil der Schalter 58' die Batterie 50' während des Sperrzustands oder des Betriebszustands abgeschaltet hält

Der Ausgang des Wechselrichters 52' wird ebenfalls von der Lampe 86 im Sperrzustand getrennt, und zwar durch den Schalter 56', der so wirkt, daß er eine der Ausgangsleitungen des Wechselrichters 52' von der Lampe 86 trennt, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist.

In der Praxis kann eine komplexere Schaltung als die in den Zeichnungen dargestellte verwendet werden. Beispielsweise kann zusätzlich ein Lastschutz bzw. ein Lastabfall vorgesehen werden, beispielsweise eine Batteriespannungsunterbrechung, um die wiederaufladbare Batterie 50 oder 50' vor einem ernsten Entladungsschaden zu schützen. Weiterhin würde eine verfeinertere Ladeschaltung als die parallel geschaltete Zenerdiode ZD oder ZD', wie sie gezeigt ist, die Wärmeabgabe bei vollem Laden reduzieren. Schließlich würde eine »kerngeschaltete« Auslegung für die Wechselrichter die Basis-Treibverluste des Transistors reduzieren, wobei diese Verluste bei niedrigen Spannungen von Bedeutung sind.

Wenn der Notbetrieb gesperrt gehalten werden soll, was von dem Zustand der »Wechseistromleitung« abhängt, der sich von der Leitung unterscheidet, welche die Beleuchtungshalterung speist, kann ein gesonderter Eingang zu der Anordnung vorgesehen werden, und zwar beispielsweise über einen Optokoppler oder Transformator, um die Anordnung im Sperrzustand zu halten. Ein solches Eingangssignal kann beispielsweise über einen angeformten Stecker in dem Mantel der Anordnung zugeführt werden, was nur eine minimale externe Verdrahtung erforderlich machen würde, um eine Eingangssteuerleitung von der getrennten Steuerleitung zu der kompakten Anordnung zu steuern. Ein solcher getrennter Eingang wird im folgenden erläutert.

Bei der Anordnung der Fig.4 und 4A wird der Betrieb gesperrt gehalten, vorausgesetzt, daß die Wechselstromversorgung der Anordnung, die in der Beleuchtungshalterung untergebracht ist, oder eine andere Leitung, die als Hilfsleitung bezeichnet wird, Strom führt.

Die Anordnung gemäß F i g. 4 und 4A wird zusammen mit der Schnellstartlampe 12 verwendet, die normalerweise von einem Vorschaltgerät 14 aus arbeitet.

Die Ausgangsleitungspaare 26 und 28 des Vorschaltgeräts 14 enden in Steckstiften 30, 32, die in der Lampenhalterung angeordnet sind (F i g. 4). Die Anordnung gemäß F i g. 4 und 4A kann auch so ausgebildet werden, daß sie zusammen mit der Sofortstartlampe 86 arbeitet, die normalerweise an ein Vorschaltgerät 90 gemäß F i g. 3 angeschlossen ist. In diesem Fall ist der Isoliertransformator 54 nicht erforderlich Statt dessen werden andere Schaltungsmodifizierungen vorgenommen.

Die Ausführungsform der Fig.4 und 4A unterscheidet sich von der der F i g. 1 und 2 im v/esentlichen dadurch, daß Optokoppler 122,124 als Spannungsfühler verwendet werden. Der Wechselstrom in der Hauptleitung oder an der Hilfsleitung wird durch einen der Optokoppler 122, 124 festgestellt, welche Licht emittierende Dioden (LED) und lichtempfindliche Transistoren TR 2, TR 3 aufweisen, welche das Licht feststellen, das von den Licht emittierenden Dioden in den Optokopplern 122,124 emittiert wird.

Die Anordnung der F i g. 4,4A schließt grundsätzlich den Isoliertransformator 54 ein, der so wirkt, daß die Fadenvorheizspannung von den Ausgangsleitungen 26 mit einem der Lampeneleklroden 18a der Lampe 12 über die Lampenstifte 12a gekoppelt sind. Weiterhin arbeitet der isoliertransformator 54 so, daß, wenn sowohl die Hauptleitung als auch die Hilfsleitung

stromlos sind, der Wechselrichter 136 gegenüber dem Vorschaltgerät 14 in der Lampenhalterung isoliert ist.

Die Anordnung enthält weiterhin eine Ladeschaltung 125 mit einer Gleichrichterbrücke 70 und einer Zenerdiode ZD wie bei der Ausführungsform der F i g. 1 und 2. Ein zusätzlich vorgesehener elektrolytischer Kondensator 126 ist parallel zur Zenerdiode ZD und zu den getrennt gespeisten wiederaufladbaren Batterien 50 geschaltet.

Die Schaltanordnung 128 mit den Transistoren TR 2, 77? 3 arbeitet so, daß die Anordnung vom Notbetrieb solange abgeschaltet bleibt, wie entweder die Hauptleitung oder die Hilfsleitung Strom führt. Die Schaltanordnung 128 hat einen mechanisch betätigbaren Schalter •130, der die Betriebsanordnung außer Betrieb hält, wenn sie nicht in die Lampenhalterung zusammen mit der Lampe 12 eingesetzt ist, d. h. wenn sie transportiert oder gelagert wird.

Die Schaltanordnung 128 enthält Transistoren TR 4, TR 5, wobei der Transistor TR 5 die Spulen 132, 134 elektromagnetischer Relais RYi' bzw. RY2' erregt, solange der Transistor TR 5 bei leitendem Transistor 77? 4 durchgeschaltet ist.

Ein oszillierender Wechselrichter 136 hat einen Transistor TR 6 und einen Transformator 72' mit Wicklungen LV, L2' und L3'. Das Notbetriebspotential für die Lampe 12 wird in der Ausgangswicklung L 3' erzeugt, wenn sowohl die Haupt- als auch die Hilfsleitung stromlos ist.

Im folgenden wird der Normalbetrieb der Anordnung gemäß F i g. 4 und 4A beschrieben. Wenn die Anordnung in die Lampenhalterung zusammen mit der Lampe 12 eingesetzt ist, wird der Schalter 130 in einen offenen Zustand gebracht, wie dies in F i g. 4 gezeigt ist, so daß das Basispotential am Transistor 77? 4 der Schaltanordnung 128 nur durch einen leitenden Zustand der lichtempfindlichen Transistoren TR 2, TR 3 gesteuert werden kann. Solange entweder die Hauptleitung oder die Hilfsleitung Strom führt, emittiert die entsprechende Licht emittierende Diode der Optokoppler 122, 124 Licht, welches auf die Phototransistoren 77? 2 bzw. TR 3 gerichtet ist. wodurch der Transistor TR 4 in den Sperriimanu vorgespannt ist.

Nimmt man an, daß sowohl die Hauptleitung als auch die Hilfsleitung aktiv sind, befinden sich beide Phototransistoren TR 2 und TR 3 im leitenden Zustand aufgrund der Emission des Lichtes aus den beiden Licht emittierenden Dioden der Optokoppler 122, 124. Die Basis des Schalttransistors TR 4 wird dadurch an die Batteriespannung geschaltet und der Transistor 77? 4 so nichtleitend gehalten. Somit fließt kein Strom durch die Kollektorschaltung des Transistors TR 4. Am Spannungsteiler 144, 146 oder an der Basis des Transistors 77? 5 steht keine Spannung an.

Der Transistor TR 5 wird im Sperrzustand aufgrund des Fehlens einer ausreichenden Basisspannung gehalten. Dies hat zur Folge, daß kein Kollektorstrom durch die Relaisspulen 132 und 134 in der Kollektorschaltung des Transistors 77? 5 fließt und diese erregt Die Schalter 56', 58', die durch die Relais RYV bzw. RY2' betätigt werden, werden in den in Fig.4 gezeigten Stellungen gehalten, solange die Spulen 132,134 an den Relais R Y V und R Y2' nicht erregt sind.

Wenn die Schalter 56', 58' sich in ihren jeweiligen »Sperr«-Zuständen, wie gezeigt, befinden, entspricht der Normalbetrieb dem der F i g. 1 und 2. Vom Vorschaltgerät 14 aus wird eine Fadenvorheizspannung an die Lampenelektrode 18a über den isoliertransformator 54 angelegt, dessen Wicklungen mit dem Stiftpaar 60 bzw. 59 verbunden ist. Die Vorheizspannung für die Lampenelektrode 186 wird direkt von dem Leitungspaar 28 erhalten, das vom Vorschaltgerät 14 kommt.

Der Normalbetriebsstrom für die Lampe 12 wird von dem Vorschaltgerät 14 abgezweigt und fließt durch die Ladeschaltung 125, den Schalter 56' und die Lampe 12, wobei alle Elemente in Reihe miteinander geschaltet sind. Wie bei der Anordnung der F i g. 1 und 2 ist die Ausgangswicklung L 3' des Schwingtransformators 72' von der Lampe 12 durch den Schalter 56' während des Wechselstromnormalbetriebs getrennt, wodurch ein Kurzschließen der Lampe 12 verhindert wird.

Wenn die Anordnung der Fig.4 und 4A zusammen mit der Lampe 12 in einer Lampenhalterung verwendet wird, ist es möglich, die Lampe 12 durch Abschalten der Verbindung Hauptleitung — Vorschaltgerät 14 in der Halterung abzuschalten, da das Vorhandensein eines Wechselstroms an der Hilfsleitung (Fig.4A) noch festgestellt wird und die Licht emittierende Diode des Optokopplers 124 Licht auf den Phototransistor TR 3 emittiert, wodurch der Schalttransistor TR 4 im Sperrzustand gehalten wird, so daß der Wechselrichter 136 abgeschaltet ist. Wenn die Hilfsleitung stromlos wird, wird die Anordnung in den Notzustand oder in den stromlosen Zustand gebracht und der Wechselrichter 136 aktiviert, damit die Lampe 12 !eichtet.

Wenn die beiden Leitungen stromlos werden, werden die Transistoren 77? 2 und TR 3 in den Sperrzustand gebracht, da das Licht fehlt, das normalerweise von den Optokopplern i22,124 erzeugt wird. Die Basisspannung des Transistors 77? 4 wird dann durch die Vorwiderstände 138,140 und 142 bestimmt, die dann so wirken, daß der Transistor TR 4 in den leitenden Zustand kommt. Am Spannungsteiler 144 und 146 in der Kollektorschaltung des Transistors 77? 4 steht dann eine Ausgangsspannung an, die an die Basis des Transistors 77? 5 angelegt wird, um diesen Transistor in den leitenden Zustand zu bringen. Die Relaisspulen 132, 134, die zu dem Kollektor des Transistors TR 5 in Reihe geschaltet sind, werden dadurch erregt und betätigen die Relais R Y\' und R Y2', die ihrerseits die Schalter 56' und 58' in ihre jeweiligen Energieabschalt-Betriebsstellungen bringen, wie dies gestrichelt in F i g. 4 gezeigt ist.

Wenn die Relais RYV und RY2' betätigt sind, wird der Wechselrichter 136 durch den Schalter 58' mit Energie versorgt. Eine der Leitungen von der Ausgangswicklung L 3 wird durch den Schalter 56' mit einem der Lampenstifte 20a an einem Ende der Lampe 12 verbunden. Die andere Leitung der Ausgangswicklung des Wechselrichters 136 ist mit einem der Lampenstifte 20b am anderen Ende der Lampe 12 durch eine Leitung 85' verbunden, die durch einen »Aufgleitscheibenkontakt« oder jine andere Befestigungseinrichtung am Lampenstift bei 87' befestigt ist. Dadurch wird die Lampe 12 durch die Ausgangsspannung mit Energie versorgt, weiche vom Wechselrichter 36 erzeugt wird, wobei der Ausgang des Wechselrichters gegenüber dem Vorschaltgerät 14 in der Lampenhalterung durch den Isoliertransformator 54 und den Schalter 56' sowie den Schalter 58' getrennt ist.

Die in Fig.4 gezeigte Anordnung kann den Wechselstrom an der Hilfsleitung durch den Phototransistor TR 3 fühlen, der auf Licht anspricht, welches von der Licht emittierenden Diode des Optokopplers 124 emittiert wird. Ein Optokoppler ist ein einziges kleines Bauelement. Ein ausgesparter Stecker 162, der in das

Gehäuse eingeformt ist, genügt zum Einführen des Hilfssignals.

Der Schalter 130 in Fig.4 wirkt darüber hinaus derart, daß er den Wechselrichter 136 abschaltet, wenn die Anordnung nicht in einer Halterung montiert ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Betrieb einer mit zwei Elektroden (ISa, t8b) versehenen Lampe (12) an einem Wechselspannungsnetz oder an einer aufladbaren Batterie (50), wobei die erste Lampenelektrode (Wa) über einen Umschalter (56) mit einer ersten Klemme des Wechselspannungsnetzes und bei nicht vorhandener Wechselspannung mit einer ersten Ausgangsklemme der Batterie (50) verbunden und die Batterie (50) an den Gleichstromausgang eines Ladegeräts (48) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wechselspannungseingangsklemme des Ladegeräts (48) mit der ersten Klemme des Wechsehpannungsnet/es und die zweite Wechselspannungseingangsklemme des Ladegeräts (48) mit einem Kontakt des Umschalters (56) verbunden ist, so daß bei vorhandener Wechselspannung das Ladegerät (48) mit der Lampe (12) in Reihe geschaltet ist, und daß parallel zur Batterie (50) ein Shunt-Spannungsregler (ZD) geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie (50) mit einem Wechselrichter (52) verbunden ist, dessen erste Ausgangsklemme mit einer Elektrode (üb) einer ein Vorschaltgerät (14) einschließenden Gasentladungslampe (12) verbunden ist und des.'.η zweite Ausgangsklemme mit einem Kontakt des Umschalters (56) verbunden ist, so daß die Gasentladurgslampe (12) von der Batterie über den Wechselrichter (52) gespeist wird, wenn das Wechselspannungsnetz ausfällt.

3. Anordnung nach Anordnung 1, dadurch gekennzeichnet, daß der parallel zur Batterie geschaltete Shunt-Spannungsregler eine Zener-Diode (ZD) ist.