DE2947008A1

DE2947008A1 - Sicherheitslicht-versorgungsgeraet fuer eine leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE2947008A1
Application number: DE19792947008
Authority: DE
Inventors: Friedhelm 4100 Duisburg Buchholz; Klaus-Dieter 4132 Kamp-Lintfort Handrick; Norbert 4300 Essen Werding
Original assignee: Friemann and Wolf GmbH
Current assignee: Friemann and Wolf GmbH
Priority date: 1979-11-22
Filing date: 1979-11-22
Publication date: 1981-06-11
Also published as: DE2947008C2

Description

Sicherheitslicht-Versorgungsgerät für eine Leuchtstoff-
lampe Die Erfindung betrifft ein Sicherheitslicht-Versorgungsgerät für eine Leuchtstofflampe welche im Normalbetrieb an das Wechselspannungsnetz angeschlossen iot und im Notbetrieb mit Gleichstrom versorgt wird, bestehend aus einer Ladegleichrichter, einer Notstrorbatterie und einem Schwellwert schalter, der bei Abfall der Netzspannung auf einen untoren Schwellwert die Leuchtstofflampe aber cinen Wechselschalter an das Sicherheitslicht-Versorgungsgerät anschließt und einen den Gleichstrom liefernden Spannungswandler einschaltet.
Sicherheitslicht-Versorgungsgeräte übernehmen bei einem Ausfall der Netzspannung die Stromversorgung der Leuchtstofflampe mittels einer Notstrombatterie, deren Gleichspannung durch einen Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt wird. Bei Ausfall der Netzspannung wird der Wechselrichter von einem Schwellwertschalter eingeschaltet und erzeugt zunächst eine Zün- mung und dann eine Brennspannung für die Not- oder Sicherheitsbelechtigung. Diese nit Wechsel- spannung arbeitenden Versorgungsgeräte haben den Nachteil, daß Wechsel richter, welche eine der Netzfrequenz entsprechende Frequenz schaffen, aufwendig und sehr groß sind.
Deshalb finden in der Regel kleinere Wechselrichter Verwendung, welche eine Wechsel spannung von etwa 3 bis 5 kHz erzeugen und dadurch besonders aufwendige Schaltanordnungen erforderlich machen, damit der Starter von der Wechselspannung des Wechselric-hters nicht angezogen wird. Weiterhin sind die Instalationsmaßnahmen sehr aufwendig.
Zur Beseitigung dieser Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, die Leuchtstofflampe im Notbetrieb mit Gleichstrom zu versorgen. Bei einen Gleichspannungsbetrieb besteht bedoch der Nachteil, daß das in der Leuchtstofflampe bcfindliche Gas zur Kathode hin wandert, d'e Leuchtwirkung auf der Anodenseite ständig abnimmt und sc nach einiger Zeit die Lampe im Bereich der Anode praktisch kein Licht r..hr abgibt, da dort die zur Anre-ung des Leuchtstoffes erforderliche UV-Strahlung ausfällt. Zur Beseitigung dieses Nachteils ist nach einer bestimmten Betriebsdauer eine Umpolung bekannt, durch welche die Kathode regeneriert wird. Polaritätsumschalter sind auch für Leuchtstofflampen bekannt, die im Normalbetrieb mit Wechselspannung und nur im Notbetrieb mit Gleichspannung versorgt werden. Durch eine solche, etwa alle 15 Minuten stattfindende Umpolung wird die Kataphorese nicht beseitigt, sondern nur zeitlich begrenzt. Die Lichtleistung bleibt weiterhin beeinträchtigt.
Außerdem ist der Aufwand für den Polaritätsumschalter und dessen Zeitsteuerung sehr groß.
Damgegendber liegt der Erfindung dio Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitslicht-Versorgungsgerät der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß eine Kataphorese ohne Polaritatsumschaltung vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen der beiden vom Wechselspannungsnetz zur Leuchtstofflampe führenden Stromleiter ein elektronisches Bauelement angeordnet ist, welches den positiven oder negativen Wellenanteil um etwa 2 bis 10 Prozent verringert, und daß an die mit der reduzierten positiven od"-r negative Halbwelle beaufschlagten Elektrode der Leuchtstofflampe im Notbetrieb der entgegengesetzte negative oder positive Pol des Spannungswandlers angeschlossen ist.
Durch die Verringerung der positiven oder negativen Halbwellen wird in überraschender Weise bei Verwendung von Notstrombatterien üblicher Kapazität eine Kataphorese während eines Notbetriebs verhindert. Eine Umpolung entfälltt, und damit tritt auch der mit einer Umpolung einhergehende Nachteil einer hohen, durch die Schaltungen verursachten Verlustenergie nicht auf. Ebenso werden auch zur Minderung der Verlustenergie vorgeschlagene Schalttechniken nicht benötigt.
Praktische Versuche haben gezeigt, deß besonders gute, die Leistung und Wirkung der Lampe nicht beeinträchtigende Ergebnisse erzielt werden, wann der positive oder negative Wellenanteil um etwa 5 % verringert wird.
Die Verrigerung des positiven oder negativen Wellenanteils kann auf vcrschiedene Art und Weise vorgenommen werden.
Vorzugsweise wird ein elektronisches Bauelement verwendet, d3s aus einer Diode und einer Thyristor besteht, welche gegensinnig parallel geschaltet sind, wobei der Thyristor von einer Zeitstufe derart angesteuert wird, daß von jeder positiven oder negativen Halbwelle etwa 5 Prozent abseschnitten werden. Diese Ausführung arbeitet mit einer Phasenanschnittsteuerung, die wahlweise o Anfang oder Ende einer jeden positiven oder negativen Halbwelle vorgenommen werden kann. Diese Methode läßt sich auch dadurch abwandeln, daß ein Anschnitt nur bei einem Teil der positiven oder negativen Halbwellen erfolgt, d. h. beispielsweise jede zweite, dritte, vierte usw. Halbwelle angeschnitten wird. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, in einer bestimmten Folge eine Halbwelle ganz herauszuschns-iden, z. B. nach jeweils zwanzig unbeschnittenen Halbwellen eine Halbwelle zu sperren.
Ein Außführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäß ausgebildeten Sicherheitslicht-Versorgungsgerätes, Fig. 2 den Aufbau eines erfindungsgemäß vorgesehenen elektronischen Bauelementes und Fig. 3 ein Spannungs-Zeit-Disgramn mit dem erfindungsgemäß erzielten Wellenverlauf.
Die Leuchtstofflampe 1 ist er einen in der Zeichnung nicht dargestellten Hauptschalter an ein Wechselstromnetz, dessen Frequenz etwa 50 Hz beträgt, angeschlossen. Ihr zugeordnet ist eine Drosselspule 2 und ein Starter 3, dem ein Kondensator 4 parallelgeschaltet ist. Die Leuchtstofflampe 1 wird bei Normalbetrieb von einem Wechselspannungsnetz gespeist, welches über Stromleiter 15,16 über einen Wechselschalter 5 geführt wird. In dan Stromleiter 15 ist ein elektronisches Bauelement 6 angeordnet, welches den positiven Wellenanteil der Wechsel spannung reduziert.
Dieses elektronische Bauelement 6 wird mittels einer Zeitstufe 7 derart úesteuert, daß von Jeder positiven Halbwelle etwa 5 Prozent abgeschnitten werden. Hierfür kinn, wie Fig. 2 zeigt, das elektronische Bauelement 6 aus einer Diode 17 und einem Thyristor 18 aufgebaut sein, die beide gegensinnig und parallel geschaltet sind. Das Sicherheitslicht-Versorgungsgerät besteht T.eiterhin aus eine: Ladegleichrichter 8, einer Notstrombatterie 9, einem Wechsel- richter 10 und einem Oleichrichter 11. Zugeordnet ist ein Schwellwertschalter 12. Dieser ist derart ausgelegt, daß er bei einem Abfall der am Netz anstehenden Wechselspannung zwischen 15 und 198 V einerseits den Wechselschalter 5 betätigt und andererseits den Wechselrichter 10 einschaltet. Dieser Wechselrichter 10 ist derart susgebildet, daß er einerseits eine Zündspannung von etwa 1000 bis 1500 V und eine Spannung von etwa 110 V fiir den Dauer-Notbetrieb liefert. Die von diesem Wechselrichter 10 gelieferte Wechselspannung wird danr von den Gleichrichter 11 in Gleichstrom umgewandelt, welcher die Deuchtstofflampe 1 im Notbetrieb versorgt.
Während des Normalbetriebes wird die Leuchtstofflampe, wenn der Hauptschalter eingeschaltet ist, vom Netz mit Wechselstrom versorgt. Dabei wird erfindungsgemäß mit Hilfe des elektronischen 3aueletnents 6 vom positive Wellenanteil etwa 5 Prozent abgeschnitten. Fig. 3 zeigt, daß die positive Welle erst mit einer Verzögerung von #t aufgebaut wird. Hierdurch wird erreicht, daß der negative Wellenanteil größer ist als der positive Wellenanteil. Die Elektode 13 der Leuchtstofflampe ? 1 hält also eine verringerte Menge an positivem Spannungsenteil.
Fällt nun die Wechselspannung des Netzes auf einen soloben Wert, daß der Schweilwertschalter 12 anspricht, wird die Leuchtstofflampe 1 durch Betätigung dt's Wechsei schalters 5 vom Netz abgeschaltet und dem Sicherheitslicht-Versorgungsgerät zugeschaltet. Gleichzeitig wird durch den Schwellwertschalter 12 der Wechselrichter 10 betätigt, der zunächst die Zündspannung und danach die für den Dauer-Notbetrieb erforderliche Spannung liefert.
Der Gleichrichter 11 ist mit dem Wechselschalter 5 derart verbundcn, daß in der Notbetriebsschaltung der positive Pol an der Elektrode 13 anliegt, der zuvor in Normalbetrieb nur ein reduzierter Anteil positiver Wellen zugekommen war. Hierdurch wird erreicht, daß während des Notbetriebes mit Gleichstrom in der Leuchtstofflampe 1 keine Kataphores in Erscheinung tritt.

Claims

Patentansprüche 1. Sicherheitslicht-Versorgungsgerät für eine Leuchtstofflampe, welche im Normalbetrieb an das Wechselspannungsnetz angeschlossen ist und im Notbetrieb mit Gleichstrom versorgt wird, bestehend aus einem Ladegleichrichter, einer Notstrombatterie und einem Schwellwertschalter, der bei Abfall der Netzspannung auf einen unteren Schwellenwert die tcuchtstofflampe über einen Wechselschalter an das Sicherheitslicht-Versorgungsgerät anschließt und einen den Gleichstrom liefernden Spannungswandler einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der beiden vom Wechselspannungsnetz zur Leuchtstofflampe (1) führenden Stromleiter (15 oder 16) ein elektronisches Bauelement (6) angeordnet ist, welches den positiven oder negativen Wellenanteil um eta 2 bis 10 Prozent verringert, und daß an die mit der reduzierten positiven oder negativen Halbwelle beaui schlagten Elektrode (13 od r 14) der Leuchtstofflampe im Notbetrieb der entgegengesetzte negative oder positive Pol des Spannungswandlers (11) angeschlossen ist.
2. Sicherheitslicht-Versorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daG der positive oder negative Wellenanteil um etwa 5 Prozent verringert wird.
3. Sicherheitslicht-Versorgungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauelement (6) s;s einer Diode (17) und einen Thyristor (18) besteht, welche gegensinnig und parallel geschaltet sind, und daß der Thyristor von einer Zeitstufe (7) derart angesteuert wird, daß von jeder positiven oder negativen Halbwelle etwa 5 Prozent abgeschnitten wird.