DE3047866C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Startschaltung für Leucht­ stoff-Entladungslampen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Startschaltung ist aus der JP 54-1 28 378 und aus der DE 29 42 187 A1 bekannt.

Bei der Startschaltung nach der DE 29 42 187 A1 umfaßt die Startschaltung für eine Leuchtstoff-Entladungslampe einen ersten Parallelzweig mit einem Halbleiterschalter und einen zweiten Parallelzweig mit einem nicht-linearen Kondensator, der zum Erreichen der erwünschten Nicht-Li­ nearität einen Polykristall aus BaTiO₃ verwendet und einen dritten Parallelzweig mit einem ohmschen Spannungs­ teiler aufweist.

Ein Beispiel einer weiteren üblichen Leuchtstoff-Entla­ dungslampen-Startschaltung, die einen nicht-linearen Kon­ densator und einen Halbleiterschalter verwendet, ist in der Fig. 1 dargestellt. In dieser Fig. 1 sind die einzel­ nen Bauteile folgendermaßen beziffert: Leuchtstofflampe 1, Stabilisierungsdrossel 2, Halbleiterschalter oder Zweirichtungsdiodentransistor (symmetrischer Silicium­ schalter-SSS) 3, Dioden 4 und 5, Widerstand 6, nicht-li­ nearer Kondensator 7 und Wechselstromspeisungsanschlüsse U und V. In Fig. 2 ist der Spannungsverlauf an den Klem­ men der Entladungslampe 1 dargestellt.

In der Schaltung der Fig. 1 wird eine Wechselspannung e, die in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, an die Spei­ sungsklemmen U und V angelegt. In der Anfangsstartphase, wenn die Speisespannung e die Durchbruchsspannung des Thyristors 3 bei einem Phasenwinkel R ₁ erreicht, wird der Thyristor 3 eingeschaltet, so daß daraufhin Strom durch die Drossel 2 fließen und die Glühfäden der Lampe 1 vorheizen kann. Bei einem Phasenwinkel R ₂ wird der Auf­ heizstrom Null, und der Thyristor 3 schaltet ab. In die­ sem Zeitpunkt ist die Spannung des Kondensators 7 Null, und die Speisungsspannung e befindet sich nahe dem nega­ tiven 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 aus­ gewählt ist, daß die Kondensatorspannung im nicht-linea­ ren Bereich ist, wenn die Speisespannung unterhalb des Scheitelwertes liegt, dann wird der Ladestrom des Konden­ sators 7 sprunghaft reduziert, wenn die Spannung den nicht-linearen Bereich erreicht. Aufgrund der induktiven Stabilisierungsdrossel 2 steigt die Spannung des aufgela­ denen Kondensators sprunghaft an. Dies bedeutet nun, daß der Entladungslampe 1 eine Impulsspannung V 1 gemäß Fig. 2 zugeführt wird, die einen Spitzenwert hat, welcher we­ sentlich höher als der Scheitelwert der Speisungsspannung ist.

Nachdem die Impulsspannung erzeugt worden ist, wird der Lampe die Speisungsspannung e zugeführt, bis der Thyris­ tor erneut abschaltet. Dieser Zustand bleibt unverändert, bis die Lampe 1 gestartet ist. Hat dann die Lampe 1 ge­ zündet, dann wird die Lampenspannung niedriger als die Speisungsspannung e. Durch die Wirkung des Widerstandes 6 wird zusätzlich der Ladestrom zum Kondensator 7 herabge­ setzt, wenn die Lampenspannung positive Richtung hat, und die Lampenspannung in positiver Richtung wird niedriger als die Schwellenspannung des Thyristors 3. Damit wird für die Lampe 1 ein stabiler Entladungsbetrieb aufrecht­ erhalten.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung deutlich wird, muß der Spannungsschwellenwert V _{B 0} des Diodenthyristors 3 höher sein als die Lampenspannung V ₃ nach der Zündung und niedriger als der Speisespannungsscheitelwert V ₄. Ist jedoch der Spannungsschwellenwert ausreichend hoch, so daß er sich dem Scheitelwert V ₄ nähert, dann hängt der Zündphasenwinkel R ₁ des Thyristors 3 nach, wodurch der Aufheizstrom abgesenkt wird. Folglich ist der für den Diodenthyristor 3 wirklich benötigte Bereich von V _{B 0} kleiner als V ₃ - V ₄. Ein Diodenthyristor jedoch, der einen so kleinen Bereich von V _{B 0} hat, ist ziemlich teuer, so daß auch die Entladungslampen-Zündschaltung, in der ein derartiger Diodenthyristor eingesetzt wird, teuer ist.

In Anbetracht vorstehender Ausführungen liegt der Erfin­ dung die Aufgabe zugrunde, eine Startschaltung für Leuchtstoff-Entladungslampen nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1 zu schaffen, welche den Nachteil des teureren Diodenthyristors nicht hat. Zu dem Zweck ist in Reihe mit dem nicht-linearen Kondensator eine Zener-Diode geschal­ tet, so daß ein Diodenthyristor mit einem großen Bereich von V _{B 0} (Schwellenwertspannung) 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 Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung näher eingegangen. Im einzel­ nen zeigt

Fig. 1 das Schaltbild einer herkömmlichen Leucht­ stoff-Entladungslampen-Starterschaltung;

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

Fig. 3 ein Diagramm der Ladespannung eines nicht- linearen Kondensators gegenüber der Kon­ densatoraufladung;

Fig. 4 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungs­ form einer Leuchtstoff-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 Leuchtstoff-Entladungslam­ pen-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 Bauele­ mente 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 eine Zener-Diode bezeichnet. Wenn in der ersten Startphase eine Spannung e angelegt wird, wird dem Kon­ densator 7 in der Zeitspanne R ₀ eine Spannung e ₀ - V _z zugeführt, wobei V _z 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 R ₀ an der Entladungslampe eine Span­ nung anliegen, die größer als der Speisungsspannungs-Scheitel­ wert ist, so daß der Diodenthyristor 3 einschaltet und damit der Aufheizstrom durch die Glühfäden der Entladungsalmpe fließ­ en kann. Nachdem die Lampe gestartet ist, wird dem Kondensa­ tor 7 in positiver Richtung eine Spannung V _L - V _Z 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 Schwell­ wertspannung V _{B 0} des Diodenthyristors 3, so daß ein stabiler Entladungsbetrieb der Lampe aufrechterhalten wird.

Dies bedeutet; auch wenn die Schwellwertspannung V _{B 0} des Dio­ denthyristors 3 höher als die Speisespannung ist, kann der Diodenthyristor 3 aufgrund der Wirkung der Zener-Diode zufrie­ denstellend eingeschaltet werden, und dadurch kann der Zünd­ augenblick R ₀ wesentlich vor das Erreichen des Scheitelwertes der Speisespannung gelegt werden. Die Leuchtstoff-Entladungslampen-Zünd­ schaltung kann somit einen Diodenthyristor mit einem weiten Bereich der Schwellwertspannung V _{B 0} verwenden, ohne daß da­ durch die Aufheizcharakteristik negativ beein­ flußt ist, was sich hinsichtlich der Herstellungskosten der Schaltung vorteilhaft auswirkt.

Die Verwendung des bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel be­ schriebenen Diodenthyristors ist nicht zwingend. Es ist mög­ lich, mit derselben Wirkung einen in Umkehrrichtung blockieren­ den Diodenthyristor wie ein PNPN-Schaltelement zu verwenden.

Claims (3)

1. Startschaltung für eine Leuchtstoff-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 parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem nicht-linearen Kondensator (7) im zwei­ ten Parallelzweig zur Entladungslampe (1) eine Zener-Diode (8) eingeschaltet ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (3) ein Zweirichtungs-Diodenthyris­ tor ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (3) ein in Rückwärtsrichtung blockierender Diodenthyristor ist.