DE2901844A1

DE2901844A1 - Elektronisches vorschaltgeraet fuer gasentladungslampen

Info

Publication number: DE2901844A1
Application number: DE19792901844
Authority: DE
Inventors: William C Knoll
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: Osram Sylvania Inc
Priority date: 1978-01-30
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1979-08-02
Also published as: GB2013427A; NL7900679A; FR2415866A1; BE873753A; GB2013427B; IT7919633A0; FR2415866B1; JPS54124933U; IT1110376B; CA1126326A; JPS5838584Y2; US4158156A

Description

Stand der Technik:

Aus der DE-QS 28 13 0Q3 ist hereits ein elektronisches Vorschaltgerät bekannt, das eine Hochfrequenzinverterschaltung verwendet.

filtere Vorschaltgeräte, wie sie gegenwärtig im Gebrauch sind, verwenden Autotransformatoren zur Kopplung der Potentialquelle an ein paar Leuchtstofflampen. Es ist allgemein bekannt, daß solche Geräte unerwünscht schwer sind und viel Raum einnehmen. Außerdem sind derartige Geräte relativ unwirtschaftlich, erzeugen unerwünschte Wärme und vergeuden somit elektrische Energie. Schließlich arbeiten sie mit Netzfrequenz und erzeugen dadurch häufig störende Tonfrequenzprobleme.

Eine andere Art von Vorschaltgeräten benutzt einen Kern mit sättigbarem Kern des Transformators. Dabei werden die Sättigungseigenschaften zur Strombegrenzung benutzt. Jedoch lassen sich die Sättigungseigenschaften sehr schwer genau kontrollieren, wodurch diese Geräte unzuverlässig arbeiten.

Aufgabe der Erfindung:

Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, die Mangel der bekannten Lösungen zu überwinden und ein Vorschaltgerät für die genannte Lampenart zu erstellen, daß eine verbesserte Zuverlässigkeit und Regelung aufweist, indem

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ein neuartiger Transformator zur Kopplung der Potentialquelle an die Lampenlast erstellt wird.

Diese Aufgabe wird für den angegebenen Oberbegriff des ersten Anspruchs nach dessen Kennzeichen erfindungsgemäß gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen sind den übrigen Ansprüchen und der noch folgenden Beschreibung zu entnehmen.

Vorteile der Erfindung:

Es wird die Verwendung eines E-förmigen Transformatorkerns vorgeschlagen, wobei die Primärwicklung auf dam mittleren Kernsteg und die erste und zweite Sekundärwicklung auf den äußeren Kernstegen jeweils aufgebracht sind. Die Primär-

• ι -i · ,/über.einen HF-rlnverter
wicklung' ist an die Potentialquelle angeschlossen und die erste und zweite Sekundärwicklung sind an ein Paar Gasentladungslampen angeschlossen. Das so ausgestattete Vorschaltgerät bietet vorteilhafterweise einen verbesserten elektronischen Lastbetrieb durch die Fluß-Differenzierungs-Wirkung der Sekundärwicklungen. Außerdem ist das Gerät preiswert herzustellen, sowohl hinsichtlich der Bauteile wie auch der aufzuwendenden Arbeitszeit. Darüberhinaus ist dieses elektronische Vorschaltgerät frei von schwerwiegenden und viel Raum einnehmenden Bauteilen, was für die Installation von Beleuchtungsapparaten von Wichtigkeit ist.

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Zeichnung:

Nachfolgend sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben werden. Diese zeigt in

Figur 1 eine bevorzugte Ausgestaltung des elektronischen Vorschaltgerätes nach der Erfindung;

Figur 2 eine vereinfachte Darstellung des Transformators mit E-förmigen Kern in Übereinstimmung mit dem Gerät nach Figur 1;

Figur 3 eine alternative Ausgestaltung des elektronischen Vorschaltgerätes;

Figur 4 eine Darstellung des Transformators, der für die Ausgestaltung nach Figur 3 ausgebildet ist.

Beschreibung:

Figur 1 zeigt ein elektronisches Vorschaltgerät zum Teil in Blockschaltung, wobei ein Hochf requenzinverter· 5 mittels des Gleichrichters 7 an eine Wechselstromquelle 9 angekoppelt ist. Der Hochfrequenzinverter 5 ist an ein Paar Gasentladungslampen 11 mittels des Transformators 13 angekoppelt.

Der Hochfrequenzinverter 5 enthält vorzugsweise einen Hochfrequenzoszillator 15,, der bei etwa 20. KHz arbeitet, sowie einen

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Kondensator 17 und eine Induktivität 19 in Reihe geschaltet zur Ankopplung des Oszillators 15 an die Primärwicklung 21 des Transformators 13.

Der Transformator 13, wie ihn Figur 2 schematisch zeigt, enthält einen E-förmigen Kern 23,dereinen zentralen oder mitt leren Kernsteg 25 und äußere Kernstege 27 und 29 besitzt. Die Primärwicklung 21 ist auf dem mittleren Kernsteg 25 aufgebracht. Die erste Sekundärwicklung 31 umgibt den einen äußeren Kernsteg 27 und die zweite Sekundärwicklung 33 den anderen äußeren Kernsteg 29. Weitere Sekundärwicklungen, nämlich eine dritte, vierte und fünfte 35, 37 und 39 sind auf dem mittleren Kernsteg 25 angeordnet.

Wie Figur 1 zeigt, sind die heiden Sekundärwicklungen 31 und 33 miteinander verbunden und mit einem Paar Gasentladungslampen 11. Die dritte Sekundärwicklung 35 ist mit dem Glühfaden der einen Lampe und die vierte Sekundärwicklung 37 mit dem Glühfaden der anderen Gasentladungslampe 11 verbunden. Die fünfte Sekundärwicklung 39 ist an die beiden parallel miteinander verbundenen übrigen Glühfäden der beiden Gasentladungslampen 11 angekoppelt.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel des Transformators 13 wies die folgenden Einzelheiten auf und wurds als vorteilhaft für die Anwendung bei zwei 4Q Watt Leuchtstofflampen erprobt:

E-förmiger Kern (23) mit den Abmessungen 5,08x4,3x1,5 cm Primärwicklung C21) 20 Windungen, 50. Liczen mit 0,19 mm

Durchmesser (Nr. 36) Erste und zweite Sekundärwicklung (.31, 33) 130 Windungen

0,5 mm Drahtdurchmesser (Nr. 25)

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Dritte, vierte und fünfte Sekundärwicklung [35, 37, 39), 3 Windungen 0,45 mm Drahtdurchmesser (Nr. 26).

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine alternative Ausbildung des
elektronischen Vorschaltgerätes. Hierhei ist der Hochfrequenzinverter 5 mittels des Gleichrichters 7 an die Wechselstromquelle 9 gekoppelt. Ein Transformator 41 verbindet den Hochf requenzinverter 5 mit den Gasentladungslampen 1.1.

Hier wird ein Transformator 41 mit einem E-förmigen Kern 43 verwendet, der einen Mittelsteg 45 und erste und zweite äussere Stege 47 und 49 besitzt. Ähnlich der Ausführung nach
den Figuren 1 und 2 befindet sich hier eine Primärwicklung 51 auf dem Mittelsteg 45 des Kerns 43 und ist an die Spannungsquelle, wie beim ersten Ausführungsbeispiel angekoppelt. Die erste und zweite Sekundärwicklung 53 und 55 befinden sich
auf dem ersten bzw. zweiten äußeren Kernsteg 47, 49 und sind an die Gasentladungslampen 11 angeschlossen.

Dritte, vierte und fünfte Sekundärwicklungen 57, 59, 61 sind auf dem mittleren Kernsteg 45 ebenfalls angebracht und an die Glühfäden der Gasentladungslampen 11 angeschlossen. Eine
sechste Sekundärwicklung 63 befindet sich außerdem noch auf dem mittleren Kernsteg 45 und ist mit der ersten und zweiten Sekundärwicklung 53 und 55 sowie mit den Gasentladungslampen 11 verbunden.

Zum Betrieb der Schaltungen ist festzustellen, daß die Wechselstromquelle 9 den Gleichrichter 7 speist und ein Gleichspannungspotential für den Hochfrequenzinverter 5 liefert. Dieser besitzt einen Oszillator, der ein 20 KHz Ausgangssignal an
die Primärwicklung 21 des Transformators 13 liefert.

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Die Speisung der Primärwicklung 21 mit diesem Signal erzeugt einen Fluß, der die dritte, vierte und fünfte Wicklung 35, 37 und 39 aktiviert und die nötige Energie für die Glühfäden der Gasentladungslampen 11 liefert. Der van der Primärwicklung 21 erzeugte Fluß ist im wesentlichen gleichförmig aufgeteilt auf die erste und zweite Sekundärwicklung 31 und 33, die auf den äußeren Kernstegen 27 und 29 angebracht sind und mit den Gasentladungslampen 11 in Verbindung stehen.

Wenn das durch den Fluß erzeugte Feld an einer der beiden, nämlich der ersten oder zweiten Sekundärwickljng 31 resp. eine Größenordnung erreicht hat, die für die Zündung der Gasentladungslampe 11 ausreicht, wird der Widerstand der dazugehörigen Sekundärwicklung erhöht. Darauf^uiin erhöht sich der Fluß in der anderen der beiden Sekundärwicklungen 31 resp. 33 um einen solchen Betrag, der das nötige höhere Potential liefert und dann die Zündung der anderen Gasentladungslampe 11 bewirkt. Daraus folgt, daß die erste und zweite Sekundärwicklung 31 und 33 differentiell arbeiten und so eine verbesserte Zündung der angeschlossenen Gasentladungslampen 11 bewirken.

Die zusätzliche sechste Sekundärwicklung 61 in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 3 und 4 ist an die Primärwicklung 51 angeschlossen und zwar derart, da@ der Fluß im Mittelsteg 45 des Kerns 43 intensiviert wird. Als Folge davon wird dieser verstärkte Fluß differentiell wirksam auf die erste und zweite Sekundärwicklung 53 und 55 und auf die angeschlossenen Gasentladungslampen 11. Die Zündung wird wie bei der Besprechung des ersten Ausführungsbeiepiels bewirkt.

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GTE Sylvania Inc., USA

GTE-PA 169

PATENTANMELDUNG

Elektronisches Vorschaltgerät für Gasentlcadungalampen

Zusammenfasaung:

Ein elektronisches Vorachaltgerät für Gaaentladungalampen besitzt einen Transformator mit E-K.ernwob.ei die Primärwicklung auf dem mittleren oder zentralen Kernsteg aufgebracht ist und an einer Potentialquelle, wie z.B. einen Hoctifrequenzinverter angekoppelt ist _s und erste und zweite Sekundärwicklungen sind auf den äußeren beiden Kernstegen jeweils aufgebracht und an die Gasentladungslampe angeschlossen. Der in der Primärwicklung erzeugte Fluß wird differentiell aufgeteilt auf die erste und zweite Sekundärwicklung bei der Speisung der Gasentladungslampen.

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Claims

GTE-PA 169

Patentansprüche

Elektronisches Vorschaltgerät für mehrere Gasentladungslampen, wobei ein Hochfrequenzinverter über Gleicbirichtermittel mit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist und ein Transformator zur Kopplung des Hochfrequenzinverters an die Gasentladungslampen vorgesehen ist, der Transformator weist folgende Kennzeichen auf:

A. Ein Ε-Kern besitzt einen mittleren und zwei äußere Kernstege;

B. Eine Primärwicklung ist auf dem mittleren Kernsteg vorgesehen und an den Hochfrequenzinverter angeschlossen;

C. Eine erste Sekundärwicklung ist auf dem ersten äußeren Kernsteg vorgesehen und an eine der Gasentladungslampen angekoppelt;

D. Eine zweite Sekundärwicklung befindet sich, auf dem zweiten äußeren Kernsteg und ist angekoppelt an die andere Gasentladungslampe sowie an die erste Sekundärwicklung, wobei ein Fluß differentiell aufgeteilt wird zwischen der ersten und der zweiten Sekundärwicklung in umgekehrtem Verhältnis zu der Zündung der ersten und der zweiten Gasentladungslampe.
2. Ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch

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gekennzeichnet, daß eine dritte Sekundärwicklung auf dem

/ist mittleren Kernsteg vorgesehen und gekoppelt mit dem Glühfaden einer Gasentladungslampe.
3. Ein elektronisches. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dritte, vierte und fünfte Sekundärwicklungen auf dem mittleren Kernsteg vorgesehen sind und an die Glühfäden der Gasentladungslampen angeschlossen sind.
4. Ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine sechste Sekundärwicklung auf dem mittleren Kernsteg vorgesehen ist, die differntiell an die erste und zweite Sekundärwicklung angekoppelt ist sowie an die Gasentladungslampen.
5. Ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator und eine Induktivität in Reihe mit der Primärwicklung verbunden sind und diese an den Hochfrequenzinverter anschließen.
6. Ein elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gasentladungslampen an das Vorschaltgerät angeschlossen sind, indem sie an der ersten und der zweiten Sekundärwicklung angeschlossen sind_;und daß die Speisung einer Gasentladungslampe, die an der ersten bzw. die an der zweiten Sekundärwicklung angekoppelt ist, einen Anstieg des magnetischen Flußwiderstandes hervorruft und jeweils einen Anstieg des magnetischen Flusses bewirkt für die andere der beiden genannten Sekundärwicklungen .

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