DE3047367C2

DE3047367C2 - Starter-Schalter für eine Leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE3047367C2
Application number: DE3047367A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Kamakura Kanagawa Adachi; Shoichi Akita Iwaya; Seiichiro Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; TDK Corp
Current assignee: Tdk Corp Mitsubishi Denki Kk Tokyo Jp
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1987-03-12
Also published as: DE3047367A1; NL8006867A; FR2473246B1; NL184451B; US4360762A; CA1149442A; NL184451C; FR2473246A1; GB2066001A; GB2066001B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Starter-Schalter für eine Leuchtstofflampe, der mit einem Vorschaltgerät und zwei Heizfäden einer Leuchtstofflampe in Reihe geschaltet wird und aufweist:

a) einen Sockel zum elektrischen Verbinden des Starter-Schalters mit einem äußeren Stromkreis und zur Halterung des Starter- Schalters, wobei der Sockel so ausgebildet ist, daß er mit der für einen Glimm-Starter-Schalter einer Leuchtstofflampe vorgesehenen Fassung in Eingriff gebracht werden kann,
b) eine gedruckte Schaltung, die zumindest einen nichtlinearen Kondensator mit nichtlinearer Abhängigkeit seiner Ladung von der angelegten Spannung und ein Halbleiter-Schaltelement trägt, das parallel zu dem nichtlinearen Kondensator liegt, wobei der nichtlineare Kondensator mittels seiner Zuleitungen an der gedruckten Schaltung gehalten wird,
c) zwei die gedruckte Schaltung mit dem Sockel elektrisch verbindende und (mechanisch) halternde Zuleitungen und
d) einen am Sockel befestigten und die gedruckte Schaltung sowie die Zuleitungen abdeckenden Gehäuseteil.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Starter-Schalter für eine Leuchtstofflampe, der mit einem Vorschaltgerät und zwei Heizfäden einer Leuchtstofflampe in Reihe geschaltet wird und aufweist:

a) einen Sockel zum elektrischen Verbinden des Starter-Schalters mit einem äußeren Stromkreis und zur Halterung des Starter- Schalters, wobei der Sockel so ausgebildet ist, daß er mit der für einen Glimm-Stator-Schalter einer Leuchtstofflampe vorgesehenen Fassung in Eingriff gebracht werden kann,
b) einen nichtlinearen Kondensator mit nichtlinearer Abhängigkeit seiner Ladung von der angelegten Spannung, mit einem dielektrischen Körper und an den Seiten des dielektrischen Körpers befestigten Elektroden,
c) eine gedruckte Schaltung, die zumindest ein Halbleiter-Schaltelement trägt, das parallel zu dem nichtlinearen Kondensator liegt und die über die Zuleitungen mit den Elektroden des nichtlinearen Kondensators verbunden ist,
d) zwei die gedruckte Schaltung mit dem Sockel elektrisch verbindende und halternde Zuleitungen und
e) einen Gehäuseteil, der mit dem Sockel verbunden ist und den Kondensator abdeckt.

Derartige Starter-Schalter sind aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 30 47 865 mit älterem Zeitrang bekannt.
Bei dem aus dieser DE-OS bekannten Starter-Schalter wird der lediglich durch seine Zuleitungen gehaltene nichtlineare Kondensator bei Anlegen einer Wechselspannung in mechanische Schwingungen (Vibrationen) versetzt, die auch auf die gedruckte Schaltung übertragen werden und zu einer Beschädigung der gedruckten Schaltung führen können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalter der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem eine Beschädigung der gedruckten Schaltung durch Vibrationen des nichtlinearen Kondensators verhindert wird.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß die Länge der Zuleitungen des nichtlinearen Kondensators mindestens 7 mm beträgt, daß der Durchmesser dieser Zuleitungen im Bereich von 0,5 mm bis 0,8 mm liegt und daß die Zuleitungen aus Kupfer bestehen.
Eine zweite Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß der nichtlineare Kondensator eine hohlzylindrische Form aufweist und am Sockel befestigt ist und daß die Elektroden jeweils an der Innen- und Außenseite des hohlzylindrischen dielektrischen Körpers befestigt sind.
Bei beiden Lösungen werden die mechanischen Schwingungen des Kondensators bei der Übertragung zur gedruckten Schaltung so stark gedämpft, daß sie die gedruckte Schaltung nicht beschädigen können. Bei der zweiten Lösung werden auch die mechanischen Schwingungen des Kondensators selbst gedämpft und ein kompakter Aufbau erzielt. Ferner hat der nichtlineare Kondensator bei der zweiten Lösung eine hohe Kapazität.
Weiterbildungen dieser Lösungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1A und Fig. 1B ein Schaltbild eines Leuchtstofflampensystems mit einem erfindungsgemäßen Starter-Schalter,
Fig. 2A und Fig. 2B Kennlinien eines nichtlinearen Kondensators, der in dem erfindungsgemäßen Starter-Schalter vorgesehen ist,
Fig. 3 den Kurvenverlauf der Spannung an dem nichtlinearen Kondensator des Starter-Schalters,
Fig. 4A den Aufbau eines erfindungsgemäßen Starter-Schalters,
Fig. 4B einen abgewandelten Aufbau des Starter-Schalters nach Fig. 4A,
Fig. 5A und Fig. 5B eine gedruckte Schaltung mit Bauelementen des Starter-Schalters nach Fig. 4A,
Fig. 6 den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Starter-Schalters,
Fig. 7A und Fig. 7B ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Starter-Schalters,
Fig. 8 den Aufbau noch eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Starter-Schalters und die
Fig. 9 und Fig. 10 Kennlinien eines in dem erfindungsgemäßen Starter-Schalter verwendeten nichtlinearen Kondensators.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild eines Leuchtstofflampen- Systems mit Schnellstartfähigkeit. Die Leuchtstofflampe 1 oder Entladungslampe hat zwei Glühkatoden 1 a und 1 b, ein Vorschaltgerät 2 mit einer Drosselspule zur Begrenzung des Entladungsstroms und zum Zünden der Lampe 1. Mit 3 ist ein Kondensator mit nichtlinearer Kennlinie entsprechend den Fig. 2A und 2B bezeichnet. Mit 4 ist ein Schaltkreis bezeichnet, der ein Halbleiter-Schaltelement aufweist. Der nichtlineare Kondensator 3 und der Schaltkreis 4 bilden zusammen den Starter-Schalter P. Der Starter-Schalter P kann anstelle eines herkömmlichen Glimmschalters verwendet werden, ohne daß irgendwelche anderen Schaltungselemente einer herkömmlichen Glimmschalter-Leuchtstofflampe geändert werden müssen. Das heißt, der einfache Ersatz eines bekannten Glimmschalters durch den erfindungsgemäßen Starter-Schalter P ergibt eine schnellstartende Leuchtstofflampe. Fig. 1B zeigt ein Schaltbid des Starter- Schalters P.
Zunächst wird die Schnellstartfähigkeit anhand der Fig. 2A, 2B und 3 näher erläutert.
Fig. 2A und 2B zeigen nichtlineare Kennlinien des Kondensators 3, wobei die Ladung Q in Abhängigkeit von der Spannung V aufgetragen ist. Die bei einem normalen Kondensator lineare Abhängigkeit der Ladung von der Ladespannung ist in den Fig. 2A und 2B als gestrichelte Gerade eingetragen. Die nichtlinearen, in den Fig. 2A und 2B durch ausgezogene Linien dargestellten Kennlinien ergeben sich durch Verwendung einer ferroelektrischen Substanz, wie Bariumtitanat, als dielektrische Schicht zwischen den beiden Kondensator-Elektroden. Wenn das ferroelektrische Material monokristallin ist, ergibt sich die in Fig. 2A dargestellte Hysterese-Kennlinie, und wenn es polykristallin ist, ergibt sich die Sättigungskennlinie nach Fig. 2B. Wie die Fig. 2A und 2B zeigen, erreicht die Ladung des Kondensators einen Sättigungswert. Wenn daher ein nichtlinearer Kondensator gesättigt ist, fließt kein Strom durch den Kondensator, selbst wenn eine Spannung an ihn angelegt wird.
Nach dieser Erläuterung wird wieder auf die Fig. 1A und 1B Bezug genommen. Der Starter-Schalter P enthält eine Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand R&sub1;, einem nichtlinearen Kondensator C _n und einer Parallelschaltung aus einer Diode D&sub3; und einem ohmschen Widerstand R&sub4;. Diese Reihenschaltung ist in Fig. 1A der Einfachheit halber mit 3 bezeichnet. Der Schaltkreis 4 enthält eine Reihenschaltung aus einer Diode D&sub1; und einem Halbleiter- Schaltelement D&sub2; mit Durchbruch- oder Kippverhalten. Parallel zu dem Halbleiter-Schaltelement D&sub2; liegt ein ohmscher Widerstand R&sub3;, und ein weiterer ohmscher Widerstand R&sub2; liegt parallel zu der Reihenschaltung aus Diode D&sub1; und Halbleiter-Schaltelement D&sub2;. Das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; wird leitend, wenn die angelegte Spannung einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, und bleibt so lange leitend, wie die Stromstärke des durch das Schaltelement fließenden Stroms höher als ein weiterer vorbestimmter Wert ist, der niedriger als der erste vorbestimmte Wert ist. Ein Halbleiter-Schaltelement dieser Art kann eine Shockley- Diode oder ein Thyristor, z. B. ein steuerbarer Silicium-Gleichrichter, sein. Nach Fig. 1B sind die Dioden D&sub3; und D&sub1; gegensinnig gepolt. Die Widerstände R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; sorgen für einen stabilen Betrieb der Schaltung.
Anhand der Fig. 1B und 3 wird nachstehend die Wirkungsweise des Starter-Schalters P beschrieben. Es sei angenommen, daß an den Anschlüssen U und V eine Betriebsspannung e in Form einer Wechselspannung liegt und das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; im Zeitpunkt t&sub0; nicht leitend (gesperrt bzw. ausgeschaltet) ist. Wenn der Augenblickswert der Betriebsspannung in einer positiven Halbwelle die Durchbruch- oder Kippspannung des Halbleiter- Schaltelements D&sub2; im Zeitpunkt t&sub1; (siehe Fig. 3) erreicht, wird das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; leitend, so daß ein Wechselstrom vom Anschluß U über das Vorschaltgerät 2, den ersten Heizfaden 1 a der Lampe 1, die Diode D&sub1;, das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; und den zweiten Heizfaden 1 b der Lampe 1 zum Anschluß V fließt. Dieser elektrische Strom bewirkt eine Vorheizung der Heizfäden bzw. Glühkathoden 1 a und 1 b. Während das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; leitend ist, ist die Spannung am nichtlinearen Kondensator C _n praktisch Null, wie es in Fig. 3 als durchgehende Linie dargestellt ist. Wenn der durch das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; fließende Strom den Haltestrom des Halbleiter-Schaltelements D&sub2; unterschreitet, wird dieses in den nichtleitenden Zustand umgeschaltet (gesperrt).
Da das Vorschaltgerät 2 eine Drosselspule enthält, eilt der durch das Vorschaltgerät fließende Strom I&sub2; der Betriebsspannung um etwa 90° nach. Wenn daher das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; im Zeitpunkt t&sub2; gemäß Fig. 3 ausgeschaltet wird, ist die Betriebsspannung negativ. Demzufolge steigt die zuvor vom Halbleiter- Schaltelement D&sub2; kurzgeschlossene Kondensatorspannung auf einen negativen Wert an, wobei der Kondensator C _n so aufgeladen wird, daß seine Elektrode A negativ und seine Elektrode B positiv wird. Wegen der Sättigungskennlinie des Kondensators C _n wird er jedoch in kurzer Zeit gesättigt, so daß sein Ladestrom plötzlich abnimmt oder unterbrochen wird. Diese Unterbrechung des durch den Kondensator C _n fließenden Stroms bewirkt eine plötzliche Änderung des durch das induktive Vorschaltgerät 2 fließenden Stroms, so daß in diesem eine hohe Gegenspannung induziert wird, die von der Induktivität des Vorschaltgeräts 2 und der Änderungsgeschwindigkeit des Stroms (dI&sub2;/dt) abhängt. Diese Induktionsspannung, die wesentlich höher als die Zündspannung der Lampe 1 ist, zündet die Lampe 1 unter der Voraussetzung, daß die Heizfäden 1 a und 1 b vorgeheizt sind. Da sich dieser Vorgang in jeder Periode der Betriebswechselspannung wiederholt, wobei die Heizfäden 1 a und 1 b jedesmal in der Zeit von t&sub1; bis t&sub2; (siehe Fig. 3) vorgeheizt werden, sind die Heizfäden in kurzer Zeit hinreichend vorgewärmt.
Bei dieser Ausbildung ist die Verzögerungszeit vom Zeitpunkt der Betätigung eines (nicht dargestellten) Betriebs- bzw. Netzschalters bis zum Zünden der Lampe 1 oder die Vorheizzeit der Heizfäden wesentlich kürzer als bei einer herkömmlichen Glimmschalter- Leuchtstofflampe. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Starter-Schalters liegt die Verzögerungszeit vom Einschalten des Betriebsschalters bis zum Aufleuchten der Leuchtstofflampe in der Größenordnung von 0,4 bis 0,8 Sekunden.
Um dieses Verhalten sicherzustellen, muß die Durchbruch- bzw. Kippspannung des Halbleiter-Schaltelements D&sub2; höher als die Entladespannung sein, um die Entladung der Lampe 1 aufrechtzuerhalten, so daß das Halbleiter-Schaltelement D&sub2; nichtleitend wird, nachdem die Lampe 1 gezündet worden ist. Ferner muß die Sättigungsspannung Es des nichtlinearen Kondensators C _n niedriger als der Spitzenwert der Betriebsspannung sein.
Der Starter-Schalter P ist völlig kompatibel mit einem bekannten Glimmschalter, soweit es die elektrische Schaltung betrifft. Wenn daher der Starter-Schalter P praktisch die gleiche Größe und gleiche Anschlüsse wie ein herkömmlicher Glimmschalter hat, kann dieser Starter-Schalter P ein Glimmschalter in einer herkömmlichen Leuchtstofflampen-Leuchte ersetzen. Diese Kompatibilität des Starter-Schalters P wird durch die Verwendung eines nichtlinearen Kondensators mit kleinen Abmessungen sowie herkömmlichen Dioden, herkömmlichen ohmschen Widerständen und einem herkömmlichen Halbleiter-Schaltelement erreicht. Die kleinen Abmessungen des nichtlinearen Kondensators lassen sich bei Verwendung des nachstehend beschriebenen Dielektrikums erreichen. So läßt sich der Starter-Schalter P in einem Gehäuse mit einem Durchmesser von 18 mm und einer Höhe von 40 mm oder mit einem Durchmesser von 22 mm und einer Höhe von 38 mm unterbringen, was mit einem herkömmlichen Glimmschalter kompatibel ist.
Nachstehend wird der mechanische Aufbau des kompatiblen Starter- Schalters P beschrieben.
Nach Fig. 4A hat der Starter-Schalter ein Gehäuse 5 mit einem zylindrischen Gehäuseteil 7 und einem Anschlußsockel in Form einer elektrisch leitenden zylindrischen Schraubkappe 6. Der Gehäuseteil 7 hat eine zylindrische Seitenwand 7 a und eine kreisförmige Deckplatte 7 b, und er ist aus einem nichtleitenden Material, wie thermoplastischem Kunststoff, hergestellt. Die Schraubkappe 6 ist am Abdeckteil 7 angeklebt und hat eine Seitenwand 6 a mit einem Schraubgewinde 8 sowie einen dielektrischen Körper 9 an ihrem äußersten Ende. In der Mitte des dielektrischen Körpers 9 ist ein elektrisch leitender Körper 10 eingebettet, so daß er gegenüber der Seitenwand 6 a elektrisch isoliert ist. Die Form der Schraubkappe 6, einschließlich ihres Durchmessers, ihrer Länge und der Steigung ihres Schraubgewindes 8, ist so gewählt, daß sie mit der eines bekannten Glimmschalters kompatibel ist.
In dem Gehäuse 5 ist eine gedruckte Schaltung 12 mit einer dielektrischen Platte 12 A und darauf aufgedruckten Leitern 12&min; und daran angelöteten elektrischen Bauelementen 13 (bei denen es sich um die Diode D&sub1;, das Halbleiter-Schaltelement D&sub2;, die Diode D&sub3;, den nichtlinearen Kondensator C _n und die ohmschen Widerstände R&sub1; bis R&sub4; handelt) angeordnet. Bei diesen Bauelementen handelt es sich um diskrete Bauelemente und nicht um eine integrierte Schaltung, da die Abmessungen der Schaltung hinreichend klein und die Herstellungskosten einer Schaltung aus diskreten (einzelnen) Bauelementen niedriger als die einer entsprechenden integrierten Schaltung sind.
Die gedruckte Schaltung 12 ist mittels Leitungen 14 und 15 an der Schraubkappe 6 befestigt. Das eine Ende der Leitung 14 ist mit der gedruckten Schaltung 12 verbunden und das andere Ende am leitenden Teil 10 durch ein Lötmittel 16 angelötet. Ferner ist das Ende der anderen Leitung 15 an der gedruckten Schaltung 12 angeschlossen und das andere Ende der Leitung 15 an der Innenseite der Schraubkappe 6 angelötet. Wenn der Starter-Schalter daher in die für einen Glimmschalter vorgesehene Fassung einer Leuchtstofflampen-Leuchte eingeführt wird, ist er über die Leitungen 14 und 15 mit dem Stromkreis der Leuchte verbunden. Die Leitungen 14 und 15 bewirken gleichzeitig die Halterung der gedruckten Schaltung 12 im Gehäuse 5.
Der nichtlineare Kondensator 11 (C _n ), der eine kreisförmige oder rechteckige dielektrische Platte 11 a und zwei Elektroden 11 b und 11 c aufweist, die jeweils an einer der Oberflächen der Platte 11 a befestigt sind, ist ebenfalls mit den aufkaschierten Leitungen 12&min; der gedruckten Schaltung 12 über Leitungen 11 d und 11 e verbunden, so daß er gleichzeitig durch diese Leitungen gehaltert ist. Die Enden dieser Leitungen 11 d und 11 e sind jeweils mit einer der Elektroden 11 b und 11 c verbunden. Die dielektrische Platte 11 a besteht aus dem polykristallinen Material Ba (Ti-Sn)O&sub3;. Durch dieses polykristalline Material als Dielektrikum ergibt sich der steile Verlauf der Ladung-Spannung-Kennlinie (siehe Fig. 2A oder 2B), der die hohe Gegenspannung im Vorschaltgerät 2 bewirkt, die das Zünden der Leuchtstofflampe erleichtert und sicherstellt. Die Zusammensetzung der dielektrischen Platte 11 a wird anhand der Fig. 9 und 10 näher beschrieben. Vorzugsweise werden zwei nichtlineare Kondensatoren 11 verwendet, wie es in Fig. 4B dargestellt ist. Diese beiden Kondensatoren sind parallelgeschaltet, um die höhere Gegenspannung zu erzielen.
Da die dielektrische Platte 11 a aus ferroelektrischem Material hergestellt ist, vibriert sie beim Anlegen der Betriebswechselspannung an den Kondensator. Um diese Vibration zu absorbieren und zu verhindern, daß sie auf die gedruckte Schaltung übertragen wird, ist die Länge der Anschlußleitungen 11 d und 11 e des Kondensators oder der Kondensatoren größer als 7 mm und der Durchmesser 0,5 bis 0,8 mm gewählt, wenn diese Leitungen aus Kupfer hergestellt sind. Im Hinblick auf die Absorption der Vibration wird der geringere Durchmesser bevorzugt, wobei dieser Durchmesser einen Kompromiß hinsichtlich der Absorption der Vibration und der Halterung bzw. Aufnahme des Gewichts des Kondensators durch die Anschlußleitungen darstellt. Ferner sind die Leitungen 11 d und 11 e vorzugsweise gleich lang gewählt, so daß sie gleichmäßig durch die Vibration belastet werden.
Fig. 5A stellt eine Draufsicht auf die gedruckte Schaltung 12 und die darauf aufgebrachten elektrischen Bauelemente dar, während Fig. 5B eine Seitenansicht der gedruckten Schaltung nach Fig. 5A darstellt. Die gedruckte Schaltung 12 weist Leitungen 12 a, 12 b, 12 c, 12 d und 12 e auf der dielektrischen Platte auf. Diese Leitungen können beispielsweise im Siebdruckverfahren auf der dielektrischen Platte aufgebracht sein. Der Widerstand R&sub1; ist zwischen die Leitungen 12 a und 12 e, der Widerstand R&sub2; zwischen die Leitungen 12 a und 12 b, der Widerstand R&sub3; zwischen die Leitungen 12 b und 12 c und der Widerstand R&sub4; zwischen die Leitungen 12 b und 12 d geschaltet. Die Widerstände R&sub1; bis R&sub4; können entweder diskrete Bauelemente oder im Seidensiebdruckverfahren auf der dielektrischen Trägerplatte aufgedruckte Bauelemente sein. Die Diode D&sub1; ist zwischen die Leitungen 12 a und 12 c, das Halbleiter- Schaltelement D&sub2; zwischen die Leitungen 12 b und 12 c und die Diode D&sub3; zwischen die Leitungen 12 b und 12 d geschaltet, so daß die Polung dieser Dioden und des Halbleiter-Schaltelements der in Fig. 1B dargestellten entspricht. Ferner ist der nichtlineare Kondensator 11 über die Anschlußleitungen 11 d und 11 e mit den Leitungen 12 d und 12 e verbunden. Wenn nur ein nichtlinearer Kondensator 11 verwendet wird, wie es in Fig. 4A dargestellt ist, ist er am hinteren Ende der gedruckten Schaltung 12, das keine Leiterbahnen aufweist, mit einem Abstand zwischen Kondensator und gedruckter Schaltung angeschlossen, wie es in Fig. 4A dargestellt ist. Wenn zwei nichtlineare Kondensatoren verwendet werden, sind sie zu beiden Seiten der gedruckten Schaltung angeordnet, wie es in Fig. 4B dargestellt ist. Die Leitungen 14 und 15 zum Haltern der gedruckten Schaltung 12 und zum Verbinden der gedruckten Schaltung mit einem äußeren Stromkreis sind jeweils mit den Leiterbahnen bzw. Leitungen 12 b und 12 a verbunden. Das Verbinden der elektrischen Bauelemente und Leitungen auf der gedruckten Schaltung 12 erfolgt durch Löten.
Fig. 6 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den mechanischen Aufbau des Starter-Schalters dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Anschlußsockel eine dielektrische kreisförmige Platte 5 a und zwei Anschlußstifte 18 und 19 auf, die an dieser Bodenplatte 5 a befestigt sind. Mit diesen Stiften 18 und 19 ist die gedruckte Schaltung 12 über die Leitungen 14 und 15 verbunden. Der dielektrische zylindrische Gehäuseteil 7 ist durch eine Schnappverbindung oder mittels Klebstoff an der Platte 5 a befestigt, so daß er die elektrischen Bauelemente abdeckt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 kann der Gehäuseteil 7 entweder aus nichtleitendem Material, wie thermoplastischem Kunststoff, oder aus leitendem Material, wie Aluminium, hergestellt sein. Ob der in Fig. 4A oder der in Fig. 6A dargestellte Aufbau gewählt wird, hängt von der Art der Fassung der Leuchtstofflampen- Leuchte ab.
Fig. 7A stellt einen Querschnitt und Fig. 7B eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für den mechanischen Aufbau des Starter-Schalters P dar, wobei in Fig. 7B der Gehäuseteil 7 entfernt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der nichtlineare Kondensator 21 hohlzylindrisch ausgebildet. Desgleichen ist sein ferroelektrischer dielektrischer Körper 21 a hohlzylindrisch. An der Innenseite des hohlzylindrischen Körpers 21 a ist die eine Elektrode 21 b und an der Außenseite die andere Elektrode 21 c des Kondensators befestigt. Eine Anschlußleitung 21 d verbindet die innere Elektrode 21 b mit der gedruckten Schaltung 12. Das Gehäuse 5 hat einen zylindrischen Gehäuseteil 7 und eine elektrisch leitende Schraubkappe 6. Der Gehäuseteil 7 hat eine zylindrische Seitenwand und eine zylindrische Deckplatte, und er ist aus einem nichtleitenden Material, wie thermoplastischem Kunststoff, hergestellt. Die Schraubkappe 6 hat eine zylindrische Seitenwand 6 a mit Schraubgewinde 8 und ist aus elektrisch leitendem Material hergestellt. Die Schraubkappe 6 hat ferner einen dielektrischen Körper 9 an ihrem äußersten Ende, in dessen Mitte ein leitender Teil 10 angeordnet ist, so daß der leitende Teil 10 gegenüber der Schraubkappe 6 isoliert ist. Der Aufbau der Schraubkappe 6, einschließlich Durchmesser, Länge und Steigung des Gewindes, ist mit einem herkömmlichen Glimmschalter kompatibel. Das Ende der Schraubkappe 6 ist beispielsweise mittels Klebstoff an dem entsprechenden Ende des Gehäuseteils 7 befestigt. Vorzugsweise ist am Ende des Gehäuseteils 7 ein Flansch 7&min; vorgesehen, der mit einem entsprechenden Flansch 6 b am Ende der Schraubkappe 6 in Eingriff steht. Die gedruckte Schaltung 12 mit den elektrischen Bauelementen 13 (der Diode D&sub1;, dem Halbleiter-Schaltelement D&sub2;, der Diode D&sub3; und den ohmschen Widerständen R&sub1; bis R&sub4;) ist ebenfalls vorgesehen.
Die gedruckte Schaltung 12 stützt sich an der Schraubkappe 6 über die Leitungen 14 und 15 ab, die gleichzeitig für die elektrische Verbindung der gedruckten Schaltung 12 mit der Schraubkappe 6 bzw. dem leitenden Teil 10 sorgen. Dabei ist die Leitung 14 mit der Schraubkappe 6 und die Leitung 15 mit dem elektrisch leitenden Teil 10 verbunden. Die gedruckte Schaltung 12 ist so in dem hohlzylindrischen Kondensator 21 angeordnet, daß die äußere Elektrode 21 c die Innenseite der Schraubkappe 6 kontaktiert.
Nachdem der Starter-Schalter soweit hergestellt ist, wie es in Fig. 7B dargestellt ist, wird zum Schluß der Gehäuseteil 7 aufgesetzt.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7A und 7B hat den Vorteil, daß wegen der zylindrischen Form des nichtlinearen Kondensators die Flächen der Elektroden 21 b und 21 c wesentlich größer als die des Kondensators 11 nach Fig. 4A sind, so daß der Kondensator eine hohe Kapazität aufweist und sich demzufolge eine höhere Zündspannung und ein stabiler Zündbetrieb ergibt.
Fig. 8 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den mechanischen Aufbau des Starter-Schalters dar. Hierbei handelt es sich um eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 6, bei der der nichtlineare Kondensator hohlzylindrisch ist. Die gedruckte Schaltung 12 ist mit den Anschlußstiften 18 und 19 über die Leitungen 14 und 15 und der Kondensator 21 über die Leitungen 21 d und 21 e mit der gedruckten Schaltung 12 verbunden. Der Gehäuseteil 7 ist entweder aus thermoplastischem Kunststoff oder Aluminium hergestellt und mit der den Sockel bildenden Bodenplatte 5 a im Schnappsitz oder durch Klebstoff verbunden. Die Wahl des Aufbaus nach Fig. 7A und 7B oder Fig. 8 hängt vom Aufbau der Fassung der verwendeten Leuchtstofflampen-Leuchte ab.
Nachstehend wird der dielektrische Körper des nichtlinearen Kondensators beschrieben. Der nichtlineare Kondensator muß eine hohe Zündspannung für die Leuchtstofflampe erzeugen, so daß die Durchbruchspannung des Dielektrikums entsprechend hoch sein muß. Dies ermöglicht ein Gemisch aus BaTiO&sub3; und BaSnO&sub3;, wobei ein vorbestimmtes Mischungsverhältnis der Ausgangsmaterialien und eine bestimmte Korngröße des Materials eingehalten werden sollten.
Die Ausgangsmaterialien BaCO&sub3;, TiO&sub2; und SnO&sub2; werden mit dem Mineralisierungszusatz MnCO&sub3; und Ton in einem Behälter in nassem Zustand vermischt. Das Gemisch wird getrocknet und bei einer Temperatur von 1150°C zwei Stunden lang vorgesintert. Dann wird das Gemisch pulverisiert, so daß sich ein Pulver mit der gewünschten mittleren Korngröße ergibt. Nach Zusatz eines Bindemittels zu dem Pulver wird eine Platte mit einem Durchmesser von 6,5 mm und einer Dicke von 0,6 mm in einer 10-Tonnen-Preßmaschine geformt. Diese Platte wird zwei Stunden lang bei einer Temperatur von 1400 bis 1500°C gesintert. Dann wird ein Kristallbild des Erzeugnisses angefertigt, um den mittleren Durchmesser der Kristalle durch Auszählen der Anzahl der Kristalle pro Längeneinheit zu bestimmen. Dann werden zwei Silberelektroden an diesem Erzeugnis (der dielektrischen Platte) bei einer Temperatur von 780°C angebracht, um einen Kondensator zu bilden. Der so gebildete Kondensator wird in der Schaltung nach Fig. 1B als der nichtlineare Kondensator C _n angeschlossen, und dann wird die Amplitude des Spannungsimpulses PV (siehe Fig. 3) bei einer Betriebsspannung von 100 Volt gemessen. Auch die dielektrische Durchbruchspannung der Platte wird gemessen. Die Amplitude des Spannungsimpulses und die dielektrische Durchbruchspannung hängen vom mittleren Durchmesser der Kristalle und dem Mischungsverhältnis der Materialien ab. Entsprechende Meßergebnisse sind in den Fig. 9 und 10 dargestellt.
Fig. 9 zeigt die Abhängigkeit der Amplitude des Spannungsimpulses, der im Vorschaltgerät induziert und durch den Kondensator ausgelöst wird, vom mittleren Kristalldurchmesser, sowie die Abhängigkeit der dielektrischen Durchbruchspannung vom mittleren Kristalldurchmesser. Bevorzugt wird das Dielektrikum mit der höheren Spannungsimpulsamplitude und der höheren Durchbruchspannung. Wie Fig. 9 zeigt, ist die Impulsspannung bei einem Kristalldurchmesser im Bereich von 10 Mikrometer bis 60 Mikrometer größer als 770 Volt, und dies ist zur sicheren Zündung einer Leuchtstofflampe ausreichend. Wenn der mittlere Durchmesser der Kristalle 60 Mikrometer überschreitet, ist die Durchbruchspannung des Dielektrikums zu niedrig. Die bevorzugte Korngröße bzw. der bevorzugte Kristalldurchmesser liegt in einem Bereich von etwa 10 Mikrometer bis 60 Mikrometer.
Der Einfluß der Umgebungstemperatur und des Mischungsverhältnisses der Materialien (BaTiO&sub3; und BaSnO&sub3;) auf die Amplitude der Impulsspannung bei einem mittleren Kristalldurchmesser, der in dem genannten Bereich liegt, ist in Fig. 10 dargestellt. Das Mischungsverhältnis in Mol% ist für die in Fig. 10 dargestellten Kurven (a) bis (e) in der nachstehenden Tabelle angegeben. °=c:100&udf54;&udf53;sb18&udf54;&udf53;ta3:7:11:15&udf54;&udf53;tz5,5&udf54; &udf53;tw,4&udf54;&udf53;sg8&udf54;\Kurve\ Mol%&udf50;BaTiOË\ ¸&udf50;BaSnOË&udf53;tz5,10&udf54; &udf53;tw,4&udf54;&udf53;sg9&udf54;\°Ka°k\ Æ96\ Æ4&udf53;tz&udf54; \°Kb°k\ Æ90\ 10&udf53;tz&udf54; \°Kc°k\ Æ98\ Æ2&udf53;tz&udf54; \°Kd°k\ 100\ Æ0&udf53;tz&udf54; \°Ke°k\ Æ84\ 16&udf53;tz&udf54; &udf53;te&udf54;&udf53;sb18&udf54;&udf53;el&udf54;&udf53;vu10&udf54;
Wie Fig. 10 zeigt, ist die Amplitude des Spannungsimpulses bei einem Anteil von BaTiO&sub3; im Bereich von 90 bis 98 Mol% und bei einem Anteil von BaSnO&sub3; im Bereich von 2 bis 10 Mol% und einer Temperatur von -30°C bis +60°C höher als 500 Volt, was zur Zündung einer Leuchtstofflampe ausreichend ist. Die Kurven (d) und (e) sind zum Zünden einer Leuchtstofflampe ungünstig, weil die Amplitude des Spannungsimpulses (die Impulsspannung) bei höherer Temperatur abnimmt. Das bevorzugte Mischungsverhältnis von BaTiO&sub3; und BaSnO&sub3; liegt daher im Bereich von 90 bis 98 Mol% BaTiO&sub3; und 10 bis 2 Mol% BaSnO&sub3;.

Claims

1. Starter-Schalter für eine Leuchtstofflampe, der mit einem Vorschaltgerät und zwei Heizfäden einer Leuchtstofflampe in Reihe geschaltet wird und aufweist.

a) einen Sockel zum elektrischen Verbinden des Starter-Schalters mit einem äußeren Stromkreis und zur Halterung des Starter- Schalters, wobei der Sockel so ausgebildet ist, daß er mit der für einen Glimm-Starter-Schalter einer Leuchtstofflampe vorgesehenen Fassung in Eingriff gebracht werden kann,

b) eine gedruckte Schaltung, die zumindest einen nichtlinearen Kondensator mit nichtlinearer Abhängigkeit seiner Ladung von der angelegten Spannung und ein Halbleiter-Schaltelement trägt, das parallel zu dem nichtlinearen Kondensator liegt, wobei der nichtlineare Kondensator mittels seiner Zuleitungen an der gedruckten Schaltung gehalten wird,

c) zwei die gedruckte Schaltung mit dem Sockel elektrisch verbindende und (mechanisch halternde Zuleitungen und

d) einen am Sockel befestigten und die gedruckte Schaltung sowie die Zuleitungen abdeckenden Gehäuseteil,

dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Zuleitungen (11 d, 11 e) des nichtlinearen Kondensators (11) mindestens 7 mm beträgt, daß der Durchmesser dieser Zuleitungen (11 d, 11 e) im Bereich von 0,5 mm bis 0,8 mm liegt und daß die Zuleitungen aus Kupfer bestehen.

2. Starter-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel eine Schraubkappe (6) aufweist.

3. Starter-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel eine dielektrische kreisförmige Platte (5 a) und zwei Anschlußstifte (18, 19) aufweist.

4. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseteil (7) aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt ist.

5. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseteil (7) aus Aluminium hergestellt ist.

6. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Diode (D&sub3;) mit dem nichtlinearen Kondensator (C _n ) in Reihe liegt und daß eine zweite Diode (D&sub1;) mit dem Halbleiter- Schaltelement (D&sub2;) gegensinnig in Reihe liegt.

7. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtlineare Kondensator (C _n; 11) als dielektrische Schicht (11 a) einen polykristallinen Körper aus BaTiO&sub3; und BaSnO&sub3; mit dem Molverhältnis von
BaTiO&sub3;=90 bis 98 Mol% und
BaSnO&sub3;=10 bis 2 Mol% und
mit einem mittleren Durchmesser der Kristalle, nach einer Sinterung des Körpers (11 a), von 10 Mikrometer bis 60 Mikrometer aufweist.

8. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nichtlineare Kondensatoren (11) parallelgeschaltet sind.

9. Starter-Schalter für eine Leuchtstofflampe, der mit einem Vorschaltgerät und zwei Heizfäden einer Leuchtstofflampe in Reihe geschaltet wird und aufweist:

a) einen Sockel zum elektrischen Verbinden des Starter-Schalters mit einem äußeren Stromkreis und zur Halterung des Starter-Schalters, wobei der Sockel so ausgebildet ist, daß er mit der für einen Glimm-Starter-Schalter einer Leuchtstofflampe vorgesehenen Fassung in Eingriff gebracht werden kann,

b) einen nichtlinearen Kondensator mit nichtlinearer Abhängigkeit seiner Ladung von der angelegten Spannung, mit einem dielektrischen Körper und an den Seiten des dielektrischen Körpers befestigten Elektroden,

c) eine gedruckte Schaltung, die zumindest ein Halbleiter- Schaltelement trägt, das parallel zu dem nichtlinearen Kondensator liegt und die über Zuleitungen mit den Elektroden des nichtlinearen Kondensators verbunden ist,

d) zwei die gedruckte Schaltung mit dem Sockel elektrisch verbindende und halternde Zuleitungen und

e) einen Gehäuseteil, der mit dem Sockel verbunden ist und den Kondensator abdeckt,

dadurch gekennzeichnet, daß der nichtlineare Kondensator (21) eine hohlzylindrische Form aufweist und am Sockel befestigt ist und daß die Elektroden (21 b, 21 c) jeweils an der Innen- und Außenseite des hohlzylindrischen dielektrischen Körpers (21 a) befestigt sind.

10. Starter-Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel eine Schraubkappe (6) mit einer Gewinde (8) aufweisenden zylindrischen Wand (6 a), mit einem am Ende der Gewinde-Wand (6 a) befestigten dielektrischen Körper (9) und mit einem in der Mitte des dielektrischen Körpers (9) befestigten leitfähigen Teil (10) ist, wobei die Innenseite der Kappe (6) direkt mit der äußeren Elektrode (21 c) des nichtlinearen Kondensators (21) in Berührung steht.

11. Starter-Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel eine dielektrische kreisförmige Platte (5 a) mit zwei Anschlußstiften (18, 19) aufweist.

12. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseteil (7) aus dielektrischem Kunststoff hergestellt ist.

13. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Dioden (D&sub3;, D&sub1;) auf der Trägerplatte der gedruckten Schaltung (12) so angebracht sind, daß die eine Diode (D&sub3;) in Reihe mit dem nichtlinearen Kondensator (C _n; 21) und die andere (D&sub1;) gegensinnig in Reihe mit dem Halbleiter-Schaltelement (D&sub2;) liegt.

14. Starter-Schalter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Körper (21 a) des nichtlinearen Kondensators (21) einen polykristallinen Körper aus BaTiO&sub3; und BaSnO&sub3; mit dem Molverhältnis von
BaTiO&sub3;=90 bis 98 Mol% und
BaSnO&sub3;=10 bis 2 Mol% und
mit einem mittleren Durchmesser der Kristalle, nach einer Sinterung des Körpers (11 a), von 10 Mikrometer bis 60 Mikrometer aufweist.