DE2851573A1

DE2851573A1 - Schaltungsanordnung fuer eine elektrische entladungslampe

Info

Publication number: DE2851573A1
Application number: DE19782851573
Authority: DE
Inventors: John Britton
Original assignee: General Electric Co PLC; General Electric Co
Current assignee: Ledvance Ltd
Priority date: 1977-12-01
Filing date: 1978-11-29
Publication date: 1979-06-07
Also published as: AU518136B2; AU4180378A; JPS649399U; JPS5482866A; IN150248B; FR2410933B1; NZ188933A; FR2410933A1; NL7811614A; US4227118A; ZA786491B

Description

β frankt hu a. M. 1 - 4 -

PaiksJraßa 13

THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London, England

Schaltungsanordnung für eine elektrische Entladungslampe

Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen für elektrische Entladungslampen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Schaltungsanordnungen für den Betrieb von elektrischen Entladungslampen, die zwei Hauptentladungselektroden haben, von denen mindestens eine während des Zündens beheizt ist, wie z.B. Leuchtstofflampen.

Eine bekannte Schaltungsanordnung dieser Art enthält zwei Anschlüsse für eine Wechselstromquelle, eine Lastimpedanz zwischen einem der Anschlüsse und einer der beiden Elektroden der Lampe, eine Verbindung zwischen dem anderen Anschluß und der anderen Elektrode der Lampe, eine Heizvorrichtung für mindestens eine der Elektroden, eine steuerbare Schaltvorrichtung, die an die Lampe so angeschlossen ist, daß ein Strompfad zwischen den beiden Anschlüssen entsteht, der in Reihe die Lastimpedanz, die Heizvorrichtung und die Schaltvorrichtung enthält, und eine Steuerschaltung, welche die Schaltvorrichtung so steuert, daß der Heizvorrichtung beim Zünden der Lampe Strom zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung dieser Schaltungsanordnung anzugeben, die ein schnelleres und zuverlässigeres Zünden der Lampe bewirkt.

908823/0727

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die ι Lastimpedanz einen Kondensator enthält und daß die Steuerschaltung folgende Elemente aufweist* eine Übersehlagsstrecke zwischen einer Steuerelektrode und einer Hauptelektrode der Schaltvorrichtung und einen gerichteten Strompfad, der in Reihe mit dem Kondensator zwischen den Anschlüssen liegt,, so daß der Kondensator so aufgeladen wird, daß er die Überschlagsstrecke auf überschlag vorspannt·

Beim Betrieb einer solchen Schaltungsanordnung bilden der Kondensator und der gerichtete Strompfad einen Spannungsverdoppler während des Anlaß- oder Zündvorganges, so daß eine hohe Spannung an der Überschlagsstrecke und der Schaltvorrichtung liegt unddaß ein großer Stromimpuls die Heizvorrichtung durchfließt, wenn die Überschlagsstrecke zusammenbricht.

Bei einer speziellen Anordnung gemäß der Erfindung führt der gerichtete Strompfad über die Überschlagsstrecke. Bei einer derartigen Anordnung kann der gerichtete Strompfad weiterhin über einen Gleichrichter führen, der in Reihe mit der Überschlagsstrecke liegt.

Bei einer anderen Ausführungsform gemäß der Erfindung führt der gerichtete Strompfad über einen Gleichrichter, der zwischen den Hauptelektroden der Schaltvorrichtung angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung enthätfc der gerichtete Strompfad vorzugsweise eine weitere Überschlagsstrecke, deren Überschlagsspannung so gewählt ist, daß der gerichtete Strompfad unwirksam wird, wenn die Lampe gezündet hat. Die Schaltvorrichtung ist vorzugsweise ein Thyristor und die erstgenannte Überschlagsstrecke wird durch eine Zenerdiode gebildet* Die Lastimpedanz enthält normalerweise eine Induktivität, die in Reihe mit dem Kondensator liegt.

90982 3/07

Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, in denen

Fig. 1 ein Schaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist;

Fig. 2, 3 und 4 sind Diagramme, die die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung der Fig. 1 veranschaulichen;

Fig. 5, 6 und 7 sind Schaltbilder von drei weiteren Ausführungsformen.

Die Schaltungsanordnung der Fig. A enthält 2 Anschlüsse 11 und 12 für eine Wechselstromquelle. Ferner sind zwei Paare von Ausgangsanschlüssen 01, 02 und 03, 04 vorgesehen, zwischen denen die direkt beheizten Elektroden H1 und H2 einer Leuchtstofflampe FL geschaltet sind.

Zwischen den Anschlüssen II und OI befindet sich eine Lastimpedanz;, die eine Induktivität L und einen Kondensator C1 enthält, welche in Reihe liegen, während die andere Eingangsklemme direkt mit dem Ausgangsanschluß 04 verbunden ist. Um einen Stromkreis für die Speisung der Elektroden H1 und H2 zu bilden, ist an Thyristor TH zwischen den Anschlüssen 02 und 03 vorgesehen, wobei die Thyristoranode an den Anschluß 02 angeschlossen ist. Der Thyristor TH ist mit einer Zündschaltung -«ersehen, die eine Zenerdiode ZB enthält, deren Kathode mit der Anode des Thyristors TH verbunden ist, und deren Anode über in Reihenschaltung angeordnete Widerstände R1 und R2 mit der Steuerelektrode des Thyristors verbunden ist. Ein Kondensator CZ liegt parallel zu dem Widerstand R1.

Zwei weitere Kondensatoren C5 und C4 können mit den Anschlüssen 02 und 03 und den Anschlüssen It und 12 im Bedarfsfall verbunden sein, um einen Schutz gegen Stoßwellen zu bil-

303823/0727

Wenn die Anschlüsse 11 und 12 mit der Speisespannung verbunden werden,dann arbeitet die Schaltung folgendermaßen, wobei die Spannungen sich auf Erdpotential beziehen.

Wenn der Strom eingeschaltet wird, liegt eine Spannung zwischen den Anschlüssen 11 und 12, so daß der Kondensator C1 sich über den gerichtet Stromjpfad aufzuladen beginnt, der die Elektrode H2, den Gate-Widerstand des Thyristors TH,. die Widerstände R1, R2, den Kondensator C2, die Diode ZD, die Elektrode H1 und die Induktivität L enthält. Der Kondensator C1 und die Diode ZD arbeiten daher in der Art dnes Spannungsverdopplers. Die Schaltung nimmt dann rasch einen Zustand an,, bei dem das Potential an dem Anschluß 02 zwischen dem Nullpotential und einem positiven Potential schwingt, das der doppelten Spitzenspannung der Stromquelle entspricht.

Bevor jedoch der Kondensator C1 sich auf diesen Wert aufgeladen hat, erreicht die Spitzengegenspannung der Zenerdiode ZD einen so großen Wert, daß die Diode leitend wird. Fig. 3 zeigt den Spannungsverlauf an dem Anschluß 02 während dieser Zeit, während Fig. 2 den Verlauf der Speisespannung zeigt.

Wenn die Zenerdiode ZD leitend wird, zündet der Thyristor TH und da in diesem Zeitpunkt der Thyristor in Vorwärtsrichtung durch die Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 02 und vorgespannt ist, fließt ein großer Stromimpuls über die Elektroden H1 und H2, wobei der Impuls aufhört, wenn der Thyristor in Gegenrichtung vorgespannt wird, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Der Kondensator G1, der während des Stromimpulses entladen worden ist, beginnt sich wieder über die Zenerdiode ZD aufzuladen und erzeugt einen weiteren Stromimpuls, wenn die Diode ZD wieder zündet»

909823/0727

Unter diesen Umständen zündet die Lampe FL rasch, worauf sie in üblicher Weise weiter arbeitet, indem der Strom über die Lastimpedanz C1, L zugeführt wird. Nachdem die Lampe gezündet hat, leitet sie in beiden Richtungen, so daß während aufeinanderfolgenden Perioden keine Aufladung des Kondensators C1 stattfindet. Die maximale Spannung an der Lampe ist zu niedrig, um ein Zünden der Zenerdiode ZD zu bewirken, so daß ein vernachlässigbarer Heizstrom über die Elektroden H1 und H2 und den Thyrsitor TH beim Betrieb fließt. Die Zwischen den Anschlüssen 02 und 03 liegenden Schaltelemente mit Ausnahme des Kondensators C3 werden daher nach dem Zünden der Lampe unwirksam.

Die Schaltelemente R1, R2 und C2 arbeiten in üblicher Weise, um den dem Thyristor TH zugeführten Zündimpuls zu formen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zum Betrieb einer 125-Watt-Leuchtstofflampe von 2,40m Länge von einer Stromquelle 240VoIt und 50 Hz haben die Schaltelemente folgende Daten:

Kondensator C1 7»3 Mikrofarad

Kondensator C2 0,47 Mikrofarad

Kondensator C3 0,022 Mikrofarad

Kondensator C4 0,1 Mikrofarad

Widerstand R1 22 k il

Widerstand R2 100 Ohm

Induktivität L 0,55 Henry

Thyristor TH TL5OO3

Zenerdiode ZD 480-550 Volt überschlagsapatinung

Die in Fig. 5 dargestellte zweite Aueführungeform der Schaltungsanordnung ähnelt derjenigen der Fig. 1 alt der Ausnahme, daß eine Gleichrichterdiode RD1 zwischen dem Anschluß 03 und dem Verbindungepunkt der Widerstände R1

809823/0727

und R2 liegt, wobei dieser Gleichrichter RD1 entsprechend wie die Zenerdiode ZD gepolt ist. Die Diode RD1 bildet einen Nebenschluß zu dem Widerstand R2 und dem Gate-Widerstand des Thyristors TH, so daß der Widerstand des gerichteten Strompfades, der den Kondensator C1 für das Anlassen auflädt, vermindert wird. Die Aufladegeschwindigkeit des Kondensators C1 und daher die YSederholungsfrequenz des Stromimpulses, der den Heizelektroden H1 und H2 zugeführt wird, wird hierdurch erhöht, so daß die Lebensdauer der Lampe verlängert wird.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, kann die Wiederholungsgeschwindigkeit der Stromimpulse weiter erhöht werden, indem ein Gleichrichter RD2 zwischen dem Anschluß 03 und dem Verbindungspunkt der Zenerdiode ZD und des Widerstandes R1 vorgesehen wird, so daß die Schaltelemente R1 und C2 begangen werden.

Es sei bemerkt, daß die Überschlagsgegenspannungen der Gleichrichter RD1 und RD2 so hoch sein müssen, daß sie nichtleitend werden, wenn die Zenerdiode ZD leitend wird.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird die Heizimpulswiederholungsfrequenz in ähnlicher Weise erhöht, indem ein Gleichrichter RD3 zwischen den Hauptelektroden des Thyristors TH liegt, wobei der Gleichrichter RD in umgekehrter Richtung wie der Thyristor TH gepolt ist. Die Zenerdiode ZD liegt dann auch im Nebenschluß, so daß der gerichtete Strompfadp über den der Kondensator C1 aufgeladen wird, die Heizelektroden H1 und H2, den Gleichrichter RD und die Induktivität L enthält.

Eine Spannungsüberschlagsstrecke BD, z.B. ein Diac, liegt vorzugsweise in Reihe mit dem Gleichrichter RD3, um zu verhindern, daß ein Strom über den Gleichrichter RD3 fließt, nachdem die Lampe gezündet hat. Bei einer anderen Ausführung kann

909823/0727

der Gleichrichter RDJ5 auch als "Break-Over-Diode" ausgebildet sein, d.h. eine Diode, die in der Vorwärtsrichtung nur dann leitend wird, wenn die angelegte Spannung einen vorbestimmten Wert überschreitet, und in diesem Fall kann die Überschlagsstrecke BD fortgelassen werden. Es sei bemerkt, daß die Gegen-Überschlagsspannüng des Gleichrichters RD3 so hoch sein muß, daß der Gleichrichter nicht vor der Zenerdiode ZD leitend wird.

Die Erfindung kann auah durch andere Schaltungsanordnun gen verwirklicht werden, die von den beschriebenen Anordnungen abweichen. Während bei der Schaltungsanordnung der Figuren 5 und 6, bei der die Überschlagsstrecke ZD in der Zündelekt^₀_ denleitung des Thyristors TH einen Teil des gerichteten Strumpf ades zum Aufladen des Kondensators C1 bildet, diese Überschlagsstrecke als Zenerdiode ausgebildet ist, kann in der .Anordnung nach Fig. 7 die Zenerdiode ZD durch eine einfache t'b_erschlagsstrecke gebildet werden.

Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Erfindung Anwendung bei anderen Lampen finden kann, die aufheizbare Elektroden beim Anlassen aufweisen, z.B. bei Niederdrucknatriumlampen.

909823/0727

L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung für eine elektrische Entladungslampe mit ·

zwei Anschlüssen für eine Wechselstromquelle,

einer Lastimpedanz zwischen einem der Anschlüsse und einer der beiden Elektroden der Lampe,

einer Verbindung zwischen dem anderen Anschluß und der anderen Elektrode der Lampe,

einer Heizvorrichtung für mindestens eine der Elektroden,

einer steuerbaren Schaltvorrichtung, die an die Lampe so angeschlossen ist, daß ein Strompfad zwischen den beiden Anschlüssen entsteht, der in Reihe die Lastimpedanz, die Heizvorrichtung und die Schaltvorrichtung enthält,

einer Steuerschaltung (ZD,. R1, R2., C2, RD), welche die Schaltvorrichtung so steuert, daß der Heizvorrichtung beim Zünden der Lampe Strom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastimpedanz einen Kondensator (Ct) enthält, daß die Steuerschaltung folgende Elemente aufweist:

eine Überschlagsstrecke (ZD) zwischen einer Steuerelektrode und einer Hauptelektrode der Schaltvorrichtung (£H),

einen gerichteten Strompfad (ZF, TH in Fig« Ij ZD, RDt in Fig* 5ϊ ZD, RD2 in Fig. 6; RD3 in Fig.- 7>* der in Reihe mit dem Kondensator (C1) zwischen den Anschlüssen liegt, so daß der Kondensator so aufgeladen wird, daß er die tiberschlagsstrecke (ZD) auf Überschlag vorspannt*

'»0*8237072?

ORIGINAL INSPECTED
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gerichtete Strompfad über die Überschlagsstrecke (ZD) führt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gerichtete Strompfad über die Schaltvorrichtung (TH) zwischen ihrer Steuerelektrode und einer ihrer Hauptelektroden führt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gerichtete Strompfad über einen Gleichrichter (Fig.5» RD1; Fig. 6 RB2) führt, der in Reihe mit der Überschlagsstrecke liegt und der einen Nebenschluß zu. dem Steuerelektrodenwiderstand der Schaltvorrichtung bildet.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ eich net, daß die Überschlagsvorrichtung mit der Steuerelektrode der Schaltvorrichtung über einem Widerstand (Ri) verbunden ist, der parallel zu einem Kondensator (C2) liegt*und daß der Gleichrichter. (RD1) an den. Verbindungspunkt des Widerstandes und der Überschlagsstrecke angeschlossen ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überscb-Lagsstrecke mit der Schaltvorrichtung über zwei Widerstände (JBtS₉. R2) in Reihe verbunden ist, von denen der eine parallel zu der Kapazität (C0 liegt und daß der Gleichrichter ξΕΏΖ} an den Yerbindungspunkt der Widerstände angeschlossen ist.

909823/0727
7. .Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gerichtete Strompfad über einen Gleichrichter (RD3) führt, der zwischen den Hauptelektroden der Schaltvorrichtung liegt.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der gerichtete Strompfad eine weitere Überschlagsstrecke (BD) enthält, deren Überschlagsspannung so gewählt ist, daß der gerichtet Strompfad nicht leitend wird, wenn die Lampe gezündet hat.
9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die erste Überschlagsstrecke (ZD) eine Überschlagsspannung hat, die größer ist als die Spitzenspannung der Wechselströmquelle.
10. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lastimpedanz eine Induktivität (L) in Reihe mit dem Kondensator hält.

909823/0727