DE3047866A1

DE3047866A1 - Startereinrichtung fuer entladungslampen

Info

Publication number: DE3047866A1
Application number: DE19803047866
Authority: DE
Inventors: Hirmoi Kamakura Kanagawa Adachi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1979-12-27
Filing date: 1980-12-18
Publication date: 1981-09-17
Also published as: GB2068179A; JPS5693298A; GB2068179B; US4347462A; NL8006757A; DE3047866C2; JPS6233717B2

Description

Startereinrichtung für Entladungslampen

Die Erfindung betrifft eine Startereinrichtung für Leuchtstoff-Entladungslampen, bei der ein Halbleiterschalter und ein nichtlinearer Kondensator eingesetzt wird.

Ein nicht-linearer Kondensator ist von der Fa- TDK Electronics Company Ltd. entwickelt worden, der zum Erreichen der erwünschten Nichtlinearität einen Polykristall aus BaTiO., verwendet. Eine Beschreibung dieses nicht-linearen Kondensators findet sich im "Journal of Electronic Engineering", März 1980, S. 20.

Ein Beispiel einer üblichen Entladungslampen-Starteinrichtung, die einen nicht-linearen Kondensator und einen Halbleiterschalter verwendet, ist in der Fig. 1 dargestellt. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann die Entladungslampe praktisch verzögerungsfrei gestartet werden. In dieser Fig. 1 sind die einzelnen Bauteile folgendermaßen beziffert: Leuchtstofflampe 1, Stabilisierungsdrossel 2, Halbleiterschalter oder Zweirichtungsdiodentransistor (symmetrischer Siliciumschalter -SSS) 3, Dioden 4 und 5, Widerstand 6, nicht-linearer Kondensator 7 und Wechselstromspeisungsanschlüsse ü und V. In Fig. 2 ist der Spannungsverlauf an den Klemmen der Entladungslampe 1 dargestellt.

In der Schaltung der Fig. 1 wird eine Wechselspannung e, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, an die Speisungsklemmen U und V angelegt. In der Anfangsstartphase, wenn die Speisungsspannung e die Durchbruchsspannung des Thyristors'3 bei einem Phasenwinkel θ erreicht, wird der Thyristor 3 eingeschaltet, so daß daraufhin Strom durch die Drossel 2 fließen und die Glühfaden der Lampe 1 vorheizen kann. Bei einem Phasenwinkel 6„ wird der Aufheizstrom Null, und der Thyristor 3 schaltet ab.

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In diesem Zeitpunkt ist die Spannung des Kondensators 7 Null, und die Speisungsspannung e befindet sich nahe dem negativen Scheitelwert. Nachdem die Speisungsspannung e den negativen Scheitelwert erreicht hat, wird der Kondensator 7 mit der in Fig. 1 angezeigten Polarität aufgeladen. Der Kondensator 7 besitzt eine Sättigungscharakteristik, die die in Fig. 3 gegebene Beziehung zwischen Spannung V und Ladung Q hat. Wenn die Kondensatorcharakteristik so ausgewählt ist, daß die Kondensatorspannung im nicht-linearen Bereich ist, wenn die Speisespannung unterhalb des Scheitelwertes liegt, dann wird der Ladestrom des Kondensators 7 sprunghaft reduziert, wenn die Spannung den nicht-linearen Bereich erreicht. Aufgrund der induktiven Stabilisierungsdrossel 2 steigt die Spannung des aufgeladenen Kondensators sprunghaft an. Dies bedeutet nun, daß der Entladungslampe 1 eine Impulsspannung V1 gemäß Fig. 2 zugeführt wird, die einen Spitzenwert hat, welcher wesentlich höher als der Scheitelwert der Speisungsspannung ist.

Nachdem die Impulsspannung erzeugt worden ist, wird der Lampe die Speisungsspannung 2 zugeführt, bis der Thyristor erneut abschaltet. Dieser Zustand bleibt unverändert, bis die Lampe 1 gestartet ist. Hat dann die Lampe 1 gezündet, dann wird die Lampenspannung niedriger als die Speisespannung e. Durch die Wirkung des Widerstandes 6 wird zusätzlich der Ladestrom zum Kondensator 7 herabgesetzt, wenn die Lampenspannung positive Richtung hat, und die Lampenspannung in positiver Richtung wird dadurch niedriger als die Schwellenspannung des Thyristors 3. Damit wird für die Lampe 1 ein stabiler Ladungsbetrieb aufrechterhalten. Für diesen Fall wird der Kondensator 7 in Richtung der in Fig. 1 gezeigten Polarität über die Diode 5 aufgeladen, wenn die Lampenspannung negative Richtung hat, so daß die Lampenspannung größer wird. Die Entladung über die Lampe wird jedoch aufgrund der Diode 4 aufrechterhalten.

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Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich wird, muß der Spannungsschwellwert V- des Diodenthyristors 3 höher sein als die Lampenspannung V_ nach der Entladung und niedriger als der Speisespannungsscheitelwert V.. Ist jedoch der Spannungsschwellwert ausreichend hoch, so daß er sich dem Scheitelwert V. nähert, dann hängt der Zündphasenwinkel G₁ des Thyristors 3 nach, wodurch der Aufheizstrom abgesenkt wird. Folglich ist der für den Diodenthyristor 3 wirklich benötigte Bereich von V_._n klei-

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ner als V₃ - V₄. Ein Diodenthyristor jedoch, der einen so kleinen Bereich von V_,_n hat, ist ziemlich teuer, so daß auch

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die Entladungslampen-Zündeinrichtung, in der ein derartiger Diodenthyristor eingesetzt wird, teuer ist.

In Anbetracht vorstehender Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Starteinrichtung für Entladungslampen zu schaffen, die einen nicht-linearen Kondensator enthält, der parallel zur Entladungslampe geschaltet ist, welche den Nachteil des teueren Diodentransistors nicht hat. Zu dem Zweck ist in Reihe mit dem nicht-linearen Kondensator eine Zener-Diode geschaltet, so daß ein Diodenthyristor mit einem großen Bereich von V „ (Schwellwertspannung) eingesetzt werden kann und somit ein Thyristor Verwendung findet, der billig ist, so daß damit die Gesamtkosten der Starterschaltung herabgesetzt werden.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher eingegangen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer herkömmlichen Entladungslampen-Starterschaltung ;

Fig. 2 den Spannungsverlauf an der Lampe in Fig. 1;

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Fig. 3 ein Diagramm der Ladespannung eines nichtlinearen Kondensators gegenüber der Kondensatoraufladung ;

Fig. 4 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Entladungslampen-Starterschaltung nach der Erfindung; und

Fig. 5 den Spannungsverlauf an der Entladungslampe in der Schaltung nach Fig. 4.

Das Schaltbild der Fig. 4 mit einer bevorzugten Entladungslampen-Starterschaltung nach der Erfindung läßt an den Klemmen der Entladungslampe einen Spannungsverlauf auftreten, wie er in der Fig. 5 dargestellt ist. Die in Fig. 4 gezeigten Bauelemente mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 4 und 7 stimmen mit den mit diesen Bezugszeichen bezeichneten Bauelementen in der Fig. 1 überein. Mit 8 ist einer Zener-Diode bezeichnet. Wenn in der ersten Startphase eine Spannung e angelegt wird, wird dem Kondensator 7 in der Zeitspanne Q_n eine Spannung e„- V₁₇ zugeführt,

U U Zi

wobei V„ die Zenerspannung der Zener-Diode 8 ist. Wenn die Spannung so gewählt ist, daß sie über dem Wert liegt, bei dem der Kondensator 7 in seinen nicht-linearen Bereich eintritt, dann wird zum Zeitpunkt θ_η an der Entladungslampe eine Spannung anliegen, die größer als der Speisungsspannungs-Scheitelwert ist, so daß der Diodenthyristor 3 einschaltet und damit der Aufheizstrom durch die Glühfäden der Entladungslampe fliessen kann. Nachdem die Lampe gestartet ist, wird dem Kondensator 7 in positiver Richtung eine Spannung V - V₁₇ zugeführt, wobei V_L die Lampenspannung ist. Da diese Spannung niedrig ist, wird der Ladestrom des Kondensators 7 herabgesetzt, so daß die Spannung am Kondensator 7 kleiner wird als die Schwellwertspannung V₀ des Diodenthyristors 3, so daß ein stabiler Entladungsbetrieb der Lampe aufrechterhalten wird.

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Dies bedeutet, auch wenn die Schwellwertspannung V_nr. des Diodenthyristors 3 höher als die Speisespannung ist, kann der Diodenthyristor 3 aufgrund der Wirkung der Zener-Diode zufriedenstellend eingeschaltet werden, und dadurch kann der Zündaugenblick 0_Q wesentlich vor das Erreichen des Scheitelwertes der Speisespannung gelegt werden. Die Entladungslampen-Zündeinrichtung kann somit einen Diodenthyristor mit einem weiten Bereich der Schwellwertspannung V__n verwenden, ohne daß da-

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durch die Aufheizcharakteristik der Einrichtung negativ beeinflußt ist, was sich hinsichtlich der Herstellungskosten der Schaltung vorteilhaft auswirkt.

Die Verwendung des bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschriebenen Diodenthyristors ist nicht zwingend. Es ist möglich, mit derselben Wirkung einen in Umkehrrichtung blockierenden Diodenthyristor wie ein PNPN-Schaltelement zu verwenden.

Mit der Erfindung wird eine Entladungslampen-Starteinrichtung für eine Leuchtstofflampe geschaffen, bei der ein nicht-linearer Kondensator parallel zur Entladungslampe liegt und mit dem nicht-linearen Kondensator eine Zener-Diode in Reihe geschaltet ist. Ein Halbleiterschalter, etwa ein Diodenthyristor, liegt zur Entladungslampe parallel. Durch die Anwesenheit der Zener-Diode kann ein Halbleiterschalter verwendet werden, der einen weiten Bereich der Schwellwertspannung hat, so daß die Kosten für die Starteinrichtung niedrig gehalten sind.

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Claims

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MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA
Tokyo / JAPAN

Startereinrichtung für Entladungslampen

Patentansprüche

Qi .j Startschaltungseinrichtung für eine Entladungslampe, mit der eine induktive Stabilisierdrossel in Reihe liegt, zu der in einem ersten Parallelzweig ein Halbleiterschalter und in einem zweiten Parallelzweig ein nicht-linearer Kondensator parallelgeschaltet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem nicht-linearen Kondensator (7) im zweiten Parallelzweig zur Entladungslampe (1) eine Zener-Diode (8) eingeschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (7) bei Zuführung über einen bestimmten Wert liegenden Spannung den Ladestrom unterbricht.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (3) ein Zweirichtungs-Diodenthyristor ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (3) ein in Rückwärtsrichtung blockierender Diodenthyristor ist.

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ORIGINAL INSPECTED