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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen neuartigen Starter für Gasentladungs
lampen, insbesondere für Standard-Beuchtstoffl£mpen mit induktivem oder kapazitivem
Vorschaltgerät (Reihenkondensator und Drosselspule) in der üblichen Vorheiz-Schaltung,
wobei der neuartige Starter einerseits austauschbar ist gegen die üblichen Glimmstarter,
wobei besondere Vorteile hinsichtlich Startvorgang und Lebensdauer der Lampen die
Folge sind, andererseits Lampen, die mit den üblichen Glimmstertern nicht oder nur
schwer gezündet erden können, beispielsweise Lampen nach 24 09 147 oder Lampen nach
Patentanmeldung P 29 37 628.1 sicher, schnell und flackerfrei zu starten vermag.
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Die derzeit überwiegend verwendeten Glimmstarter haben die Nachteile,
daß - der Stromfluß im Heizkreis nicht sofort einsetzt . - eine ausreichend lange
oder zur Schonung der Elektroden vorteilhaft lange Vorheizzeit häufig nicht eingehalten
wird - Spannungsverluste durch die Glimmentladung stattfinden - der Startvorgang
nicht unbedingt im maximum der Stro-periode stattfindet, sodaß nicht immer die höchstmögliche
Startspannung enliegt, was häufig mehrere Starvorgänge zur Folge hat.
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Es hat an Versuchen nicht gefehlt, die vorgenannten Mängel der preisgünstigen
Glimmstarter durch andersartige Starter zu vermeiden.Beispielsweise ist ein sog.
Perfektstartsystem bekanntgeworden
und im Hendel, was sich zur
Erreichung wünschenswert langer Vorbeizzeiten eines Hitzdraht-Mechanismuses becient,
wobei jedoch der Schaltzeitpunkt im Strommaximum nicht gewährleistet ist. Auch benötigen
Perfekt-Starter in der Pegel einen separaten tater-Strom.kreis (d.h. ein Sonder-Vorschaltgerät),
sind aus za-hlreichen, teilrveise mechanischen Bauelementen aufgebaut, was einen
verhältnissmäßig großen Raumbedarf und hohen preis zur Folg hat und nehmen während
des Betriebs der lampe laufend eine zusätzliche, wenn auch geringe Leistung auf.
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Andere, sogenannte elektronische Sicherungs-Schnellstarter enthalten
im Heizstromkreis eine Diode, sodaß bei induktiver Lampenschaltung ein höherer Heizstrom
fließt und die Vorheizzeit auf weniger als die halbe, sonst übliche Zeit vermindert
wird.
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Grundsätzlich basieren sie jedoch auf dem Frinzip des Glimmstarters
und besitzen damit such die für diesen Startertyp vorgenannten Nachteile.
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Demgegenüber vermeidet der erfindungsgemäße Starter sämliche geschilderten
Nachteile, wobei gerade darin, daß alle Möglichkeiten, eine sichere und schonende
Zündung zu erreichen, zugleich ausgeschöpft werden, ein wesentlicher Teil des Erfinåungsgedan',-ens
liegt. Zudem läßt sich der erfindungsgemäße Starter raumsparend aufbauen, bei produktion
des hinsichtlich seiner Verwendungsmögl-ichkeiten bisher weitgehend unbekannten
GT0-Tyristors in großen Stückzahlen auch preiswert fertigen; insbesondere diejenigen
erfindungsgemäßen Ausführungsformen, welche keine mechanische und bewegliche Teile
enthalten, dürften zudem eine hohe Lebenserwartung haben, was insbesondere dann
von Wichtigkeit ist, wenn der Starter zusammen mit Lampen einer besonders verlängerten
Lebensdauer entsprechend Patentanmeldung y 29 37 381.7 nicht-austauschbar in Leuchtengehäuse
eingebaut werden.
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Starter nach Anspruch 1 bestehen aus einem GT0-Tyristor, der im Augenblick
des Einschaltens der Lampe stromdurchlässig ist, sodaß sofort ein Vorheizstrom,
begrenzt durch den induktiven Widerstand des Vorschaltgeräts und den ohmschen Widerstand
der Elektoden zum Fließen kommt; der GT0-Tyristor hat Dioden-Eigenschaft, sodaß
der bei den geschilderten elektronischen Sicherheitsstartern mittels einer zusätzlichen
Diode erreichte Vorteil (erhöhter Heizstrom und verminderte Startzeit in
induktiver
Schaltung) bei dem erfindungsgemäßen Starter automatisch auftritt Durch ein Zeitglied
wird npch c. 1 bis 3 Sekunden über eine Zenerdiode, die au das Maximum der Stroinperiode
eingestellt ist, der GTO-Tyristor gesperrt; hierdurch ist einerseits eine Vorheizzeit
optimaler Länge andererseits ein Zünden mit maximalem induktiven Spannungsstoß gewährleistet.
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Die Spannungsverluste im Starter nach Abschalten des GTO-Tyristors
sind vernachlässigbar llein, sodaß, wiederum im Gegensatz zum Glimmstarter, die
unvermindcrte, vom Vorschaltgerät abgegebene Zündspannung der Gasenüladun~ zukommt.
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Da Lampen mit verschiedenen Elektroden-Widerstandswerten im Handel
sind, ist es vorteilhaft, veun entsprechend anspruch 2 die Tombination Zenerdiode/GTO-Tyristor
nicht nach einer bestimmten Zeit, sondern nach Durchfluß einer bestimmten .trommenge,
angesteuert wird. Hierzu wird erfindungsgemäß das Ze@tglied durch ein strommengenabhängiges
Bauelement,beispielsweise einen Heißleiter oder einen Dehnungsdraht, ersetzt. Von
gewissem Nachteil ist hierbei, daß ein dauernder, wenn auch geringer Stromfluß durch
das genannte Bauelement während der Brenndauer der Lampe aufrechterhalten werden
muß, damit die ansteuerung des GTO-Tyristors ohne Unterbrechung spannungsführend
bleibt.
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Hierzu dient ein entsprechend bemessener Parallelwiderstand zum GT0-Tyristor.
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Zur Entlastung des GT0-Tyristors kann es vorteilhaft sein, diesen
nach Anspruch 3 und 4 zunächst kurzzuschiießen; Wolfram-Elektroden haben wegen ihres
stark positiven Temperaturkoeffizienten die Eigenschaft, daß zunächst ein um das
3 bis 7-fach erhöhter Heizstrom zum Fließen kommt. Wenn dieser erfindungsgemäß nicht
über den GT0-Tyristor geleitet wird, läßt sich der GTO-Tyristor geringer dimensionieren
(Kostenersparnis,Platzersparnis) und sein Leistungsumsatz (Erwärmung) bleibt geringer.
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Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Kaltleiters im Parallelkreis
(Anspruch 5), weil sich nach Durchfluß einer bestiften Strommenge, korreliert mit
einer bestimmten Erwärmung, vor dem PTC-Widerstand eine Spannung aufbaut, die zur
Ansteuerung der Zenerdiode bzw. des GT0-TYristors verwendet werden kann; außerdem
verbleibt ein endlicher Restwiderstand bei erwärmtem
GTO-Widerstand,
sodaß ein Reststrom und damit eine dauernde Er-Erwärmung, resultierend eine andauernde
Spannung am Gitter des GTO-Tyristors erhalten bleibt, ohne daß hierzu weitere Bauelemente
benötigt würde. Bei tiefen Temperaturen im Leuchteninneren ist mit einer längeren
Aufheizzeit des Kaltleiters zu rec}nen, :as den Startvorgang zusätzlich unterstützt
und als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen @iarte. nach Anspruch 5 anzusehen
ist.
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Wird entsprechend Anspruch 3 bis 5 ein Parallelstromkreis zum GTO-Tyristor
verwendet, so ist es bei induktiver schaltung der rampe vorteilhaft, in diesem Parallelkreis
eine Diode einzusetzen, sodaß der durch Gleichrichtereffrkt erhohte Heizstrom in
beiden Kreisen ( GTC-Tyristor und Iarallelkreis) auftritt (Anspruch 6).
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Besonders wesentliche Vorteile entstehen dem Erfindungsgedanken, insbesondere
bei strommengenabhängigen Schaltungen, wenn gemäß Anspruch 7 dem GTO-Tyristor eine
Zenerdiode vorgeschaltet wird, die so ausgelegt ist, daß der gesamte Starterkreis
gesperrt wird, sobald die anliegende Spannung auf die Brennspannung der lampe abfällt.
Damit entfällt die Notwendigkeit zu einem dauernden Leistungsums2tz in einem strommengenabhängigen
Bauelement; zugleich wird es unerheblich, ob an der Zenerdiode, die den GT0-Tyristor
ansteuert, eine ausreichende oder überhaupt eine Spannung ansteht. Normalerweise
hätte ein Absinken dieser Spannung zur Folge, daß der GTC-Tyristor erneut durchlässig
wird, was aber erst eintreten darf, wenn die Netzspannung an der Lampe völlig abgeschaltet
ist.
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Tritt ein Durchzünden der Gasentladung auch nach zahlreichen Startversuchen,
d.h. nach einigen minuten, nicht ein, so besteht, insbesondere wegen der Dioden-Wirkung
des GT0-Tyristors, ggf. noch verstärkt durch die erfindungsgemäße Zusatzdiode im
Parallelkreis, Gefahr der Überhitzung und Zerstörung des Vorschaltgeräts und der
Leuchten. Um dies zu vermeiden, wird gemäß Anspruch 8 eine ansich von den elektronischen
Sicherheitsstartern her bekannte Temperatursicherung eingebaut. Bei Startern, die
ausschließlich zusammen mit Lampen einer extrem langen Lebensdauer Verwendung finden,
kann diese Temperatursicherung ein bekanntes und preiswertes elektronisches Bauteil
mit irreversibler Abschaltfunktion sein. Ein solches Vorgehen empfiehlt sich auch
zum Schutz der Umgebung der Leuchte (F-Zeichen nach VDE C710) und insbesondere bei
Leuchten nach Patentanmeldung P 2937381.7
Bei Verwendung des erfindungsgernaßen
Starters zusammen mit leuchtstofflampen der üblichen lebensdauer empfiehlt es sich,
die Thermosicherung als Bimetall-klinke mit einem Drucktaster zur Reversierung auszubilden,
wobei das Bimetall entweder selbst stromdurchflossen oder durch ein anderes Bauteil
im Starter , z.B! den Kaltleiter indirekt beheizt sein kann.
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Anspruch 9 betrifft einen ansich bekannten Kondensator im Starter,
der lampenparallel geschaltet ist und Funkentstörung sowie Verlagerung der Zündspannungsspitze
zur Folge hat. Dies sind üblicherweise Vorteile; es kann jedoch gerade umgekehrt
vorteilhaft sein, einen Kondensator im Starter nicht zu verwenden, wenn beispielsweise
durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Starters ohne Glimmentladung und als Sofort-Starter
eine Funkstörung von vorn herein nicht auftritt oder wenn Lampen, wie etwa solche
nach Fatent 2409147, zur Zündung vorzugsweise eine höhere Spannungsspitze und weniger
eine Verlengerung von deren Dauer benötigen.