DE3027797A1

DE3027797A1 - Schaltung zum einschalten und betrieb einer elektrischen entladungslampe mit niedriger leistung

Info

Publication number: DE3027797A1
Application number: DE19803027797
Authority: DE
Inventors: John Britton
Original assignee: General Electric Co PLC
Current assignee: Ledvance Ltd
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1981-02-12
Also published as: NL8003964A; FR2462080A1; NO801819L; FR2462080B1

Description

THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London, England

§2^§iiung_zum_Einschalten_und_Betrieb_einer_elektrischen

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Einschalten und Betrieb einer elektrischen Entladungslampe mit niedriger Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sehr einfache elektrische Schaltung zum Einschalten und zum Betrieb von elektrischen Entladungslampen mit niedriger Leistung zu schaffen, d.h. für Entladungslampen, die eine Ausgangsnennleistung von weniger als 50 Watt haben und wobei die Schaltung insbesondere zum Betrieb von Natriumdampf lampen niedriger Leistung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Schaltung für elektrische Entladungslampen.

Gemäß der Erfindung weist die Schaltung zum Einschalten und zum weiteren Betrieb einer elektrischen Entladungslampe mit niedriger Leistung ein Paar von Eingangsanschlüssen zur Speisung mit einem Wechselstrom auf, ein Paar von Ausgangsanschlüssen zum Anschluß der Entladungslampe, einen direkt zwischen einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß geschalteten Blindwiderstand und eine Verbindung

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zwischen dem anderen Eingangsanschluß und dem. anderen Ausgangsanschluß auf, sowie eine spannungsbetriebene Einrichtung zur Betriebsunterbrechung mit zwei Elektroden und einen Kondensator auf, der'in Serie direkt zwischen die Ausgangsanschlüsse geschaltet ist.

Bei der Verwendung einer solchen Schaltung ist die eine Betriebsunterbrechung hervorrufende Einrichtung derart angeordnet bzw. aufgebaut, daß eine Betriebsunterbrechung während jedes Halbzyklus der Speisung vor dem Zünden erfolgt; wenn nach einer Reduzierung der Speisespannung der Leitzustand unterbrochen wird, führt sie zu "der Erzeugung eines Spannungsfunkens über den Ausgangsanschlussen zum Einschalten bzw. Starten der Lampe, wobei die Spitzenspannung über den Ausgangsanschlussen, nachdem die Entladungslampe gezündet worden ist, nicht ausreicht, um die Betriebsunterbrechung während des Betriebs der Entladungslampe hervorzurufen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Blindwiderstand eine Ballast- oder Stabilisierungsinduktivität auf. Bei einem solchen Aufbau ist eine Kapazität zur Leistungsfaktorkorrektur in geeigneter Weise zwischen die Eingangsanschlüsse geschaltet.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Blindwiderstand eine Belastungsinduktivität und eine Kapazität zur Leistungsfaktorkorrektur auf, die in Serie geschaltet sind. Hierbei ist eine weitere spannungsbetriebene Einrichtung zur Betriebsunterbrechung mit zwei Elektroden in geeigneter Weise in Serie zwischen eine in einer Richtung leitende Einrichtung zwischen den Ausgangsanschlüssen geschaltet.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Schaltung anhand der Zeichnung zur Beschreibung weiterer Merkmale erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 und 2 jeweils schematische Darstellungen von zwei Ausführungsformen, und

F i g. 3 Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 1.

Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen, welche eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung beschreibt. Diese Schaltung weist ein Paar von Eingangsanschlüssen 11 und 12 auf, an die eine Wechselstromquelle im Betrieb geschaltet ist, sowie ein Paar von Ausgangsanschlüssen 01 und 02, an welche die zwei Elektroden einer Natriumdampfentladungslampe SL mit niedrigem Druck entsprechend im Betrieb geschaltet sind.

Eine Lastinduktivität (Ballastinduktivität) L ist zwischen die Anschlüsse 11 und 01 geschaltet, während eine spannungsbetriebene Betriebsunterbrechungseinrichtung BD1 für zwei Richtungen, die zwei Elektroden aufweist, und ein Kondensator C1 in Serie zwischen die Anschlüsse 01 und 02 geschaltet sind. Ein Kondensator C2 zur Leistungsfaktorkorrektur ist zwischen die'Anschlüsse 11 und 12 geschaltet.

Nachfolgend wird auf Fig. 3 Bezug genommen; im Betrieb vor dem Zünden der Entladungslampe SL führt die Einrichtung BD1 eine Betriebsunterbrechung während jedes Halbzyklus der Speisespannung gemäß Fig. 3a aus, so daß ein Strom von der Speisequelle (Fig. 3b) gezogen wird, so daß die Speisespannung um etwa 90° verzögert wird.

Jedesmal, wenn die Einrichtung BD1 ihren Leitzustand unterbricht, erscheint eine Kippspannungsspitze S (Figur 3d) an

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der Einrichtung BD1. Diese Spannungsspitze wird über den Kondensator C1 übertragen und tritt somit an den Anschlüssen 01 und 02 und damit an den Lampenelektroden auf, welche der Speisespannung gemäß Fig. 3c überlagert wird.

Unter diesen Bedingungen zündet die Entladungslampe SL schnell, wonach die Entladungslampe auf übliche Weise arbeitet, wobei ein Strom über die Induktivität L zugeführt wird. Nach dem Zünden der Lampe SL.ist die Spitzenspannung, die zwischen den Anschlüssen 01 und 02 auftritt, zu niedrig, um eine Unterbrechung der Einrichtung BD1 hervorzurufen. Der Kondensator C1 und die Einrichtung BD1 werden somit während des normalen Betriebs der Entladungslampe unwirksam, d.h. in den betriebslosen Zustand versetzt.

Nachfolgend wird auf Fig. 2 Bezug genommen, welche eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung beschreibt. Diese Schaltung unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 1 dadurch, daß der Kondensator C2 zur Leistungsfaktorkorrektur durch einen Kondensator C3 ersetzt ist, welcher zwischen den Anschluß 11 und die Induktivität L ersetzt ist, und daß eine zweite spannungsbetriebene Einrichtung zur Betriebsunterbrechung, nämlich eine Diode BD2 und eine Gleichrichterdiode D in Serie zwischen die Anschlüsse 01 und 02 geschaltet sind.

Vor dem Zünden der Entladungslampe SL erfolgt während des Betriebs eine Betriebsunterbrechung der Einrichtung BD2 bei Jedem Halbzyklus der Speisespannung, so daß der Gleichrichter in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, demzufolge der Kondensator C3. aufgeladen wird. Der Kondensator C3 und die Diode D arbeiten somit nach Art eines Spannungsverdopplers und (bei Vernachlässigung der Wirkung der Bauteile BD1 und C1) bewegt sich die Schaltung in einen Zustand, in welchem das Potential zwischen den Anschlüssen 01 und 02 eine Amplitude hat, die gleich dem Spitzen-Spitzen-Wert

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der Speisespannung ist.

Die Bauteile BD1 und C1 arbeiten auf gleiche Weise, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben ist, um eine Spannungsspitze bei jedem Halbzyklus hervorzurufen, der auf das Potential überlagert wird, welches zwischen den Anschlüssen 01 und 02 durch die Wirkung der Bauteile BD2, C3 und D1 erzeugt wird. Somit wird eine Spannung, . deren Wert etwa gleich der Summe des Spitzen-Spitzen- Wertes der Speisespannung und der Amplitude der Spannungsspitze ist, zu einem Zeitaugenblick an die Elektroden der Entladungslampe ah abwechselnden Halbzyklen zum Einschalten der Entladungslampe SL angelegt.

Nachdem die Entladungslampe SL gezündet wurde, ist die Spitzenspannung, die zwischen den Anschlüssen 01 und 02 auftritt, zu niedrig, daß die Einrichtung BD2 ihren Betrieb unterbricht, so daß die Bauelemente BD2 und D während des normalen Betriebs der Entladungslampe den betriebslosen Zustand einnehmen.

Es ist zu berücksichtigen, daß die Einrichtung BD2 während abwechselnder Zyklen nur während des Startens arbeitet und daher nicht in zwei Richtungen, d.h. doppelseitig arbeiten muß.

Auf ähnliche Weise muß die Einrichtung BD1 keine doppelseitig wirkende Einrichtung sein, wenn die Spannungsspitzen bei abwechselnden Halbzyklen nur entsprechend bz\v. angemessen groß sind, um die Entladungslampe zu zünden, während im Fall der Schaltung nach Fig. 2 die Einrichtung BD1 in entsprechendem Sinn gegenüber der Diode D geschaltet sein muß.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltung nach Fig. 1 sind Einzelheiten der Schaltung

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für einen Betrieb einer 18 Watt Natriumlampe bei einer Speisung mit 42 Volt, 50 Hertz, wie folgt:

Induktivität L Kondensator C1 Kondensator C2 Einrichtung BDI

2 H 0.47-1.5 / 4/mF Unterbrechung bei 100 V

Für eine bevorzugte Ausführungsform entsprechend der Schaltung nach Fig. 2 ergeben sich für einen Betrieb einer 18 Watt Natriumlampe bei 110 Volt und 60 Hertz folgende Werte:

Induktivität L Kondensator C1 Kondensator C3 Diode D

Einrichtungen BD1 und BD2

2 H .

0.47-1.5 /mF 4/mF 1N4004 Unterbrechung bei 100 V

Bei den Einrichtungen"BD1 und BD2 handelt es sich um sogenannte "Breakdown-Einrichtungen"; die Einrichtung BD2 ist vorzugsweise eine Zejierdiode.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist hauptsächlich einsetzbar für Schaltungen zum Starten und zum Betrieb von Natriumdampf entladungslampen niedriger Leistung, die beispielsweise eine Ausgangsleistung von 18 und 35 Watt haben; in einigen Fällen kann die erfindungsgemäße Schaltung vorteilhaft zum Betrieb anderer Formen von elektrischen Entladungslampen niedriger Ausgangsleistung verwendet werden.

Die Erfindung schafft eine Schaltung zum Starten, d.h. Einschalten und zum Betrieb einer elektrischen Entladungslampe niedriger Ausgangsleistung und eignet sich insbesondere zum Betrieb von Natriumdampflampen mit einer Ausgangsleistung von weniger als 50 Watt. Die Schaltung weist ein Paar von Eingängen 11, 12 zum Anschluß an eine Wechselstrom-

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quelle und ein Paar von Ausgängen 01, 02 zum Anschluß der Entladungslampe SL auf. Ein Blindwiderstand L ist direkt zwischen einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß geschaltet, ferner ist eine Verbindung zwischen dem anderen Eingangsanschluß und dem anderen Ausgangsanschluß vorgesehen und eine Spannungsbetriebene "Breakdown-Einrichtung" BD1 sowie ein Kondensator C1 sind in Serie direkt zwischen die Ausgangsanschlüsse geschaltet.

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Claims

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THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London, England

1/ Schaltung zum Einschalten und Betrieb einer elektrischen Entladungslampe mit niedriger Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Eingangsanschlüssen (11, 12) zur Verbindung mit einer Wechselstromquelle vorgesehen ist,

daß ein Paar von Ausgangsanschlüssen (01, 02) zum Anschluß der Entladungslampe (SL) angeordnet ist,

daß ein Blindwiderstand (L) direkt zwischen einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß geschaltet ist,

daß eine Verbindung zwischen dem anderen Eingangsanschluß und dem anderen Ausgangsanschluß vorgesehen ist, und

daß eine spannungsbetriebene Einrichtung (BD1 bzw. BD2) für eine Betriebsunterbrechung und ein Kondensator (C1) in Serienschaltung direkt zwischen die Ausgangsanschlüsse (01, 02) geschaltet sind.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand (L) eine Lastinduktivität aufweist, und daß ein Kondensator (C2.) zur Leistungsfaktorkorrektur zwischen die Eingangsanschlüsse (11, 12) geschaltet ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand eine Lastinduktivität aufweist, und daß ein Kondensator (C3) zur Leistungsfaktorkorrektur in

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Serie zur Lastinduktivität geschaltet ist.
4. Schaltung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (BD1) zur Betriebsunterbrechung zwei Elektroden aufweist und in zwei Richtungen wirksam ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 Bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (BD1) mit zwei Elektroden eine in einer Richtung wirksame Einrichtung ist.
6. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennze ic h η e t, daß eine weitere^ spannungsbetriebene Einrichtung (BD2) mit zwei Elektroden in Serie mit einer in einer Richtung leitenden Einrichtung und zwischen die Ausgangsanschlüsse (01, 02) geschaltet ist.
7. Schaltung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangsanschlüsse (01, 02) eine Natriumdampfentladungslampe niedriger Ausgangsleistung geschaltet ist.

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