DE3048890A1 - Beleuchtungseinheit - Google Patents

Description

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Beleuchtungseinheit

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit mit geringen und hohen Helligkeiten, die aus einer herkömmlichen Wechselstromquelle gespeist wird und in der die Hauptlichtquelle eine Entladungslampe ist, welche durch eine Reserveglühlampe ergänzt wird, die während des Zündens der Entladungslampe und während geringer Helligkeiten Licht liefert.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Beleuchtungseinheit, in der die Hauptlichtquelle eine Hochdruckentladungslampe ist, deren Lichtausbeute bis zu sechsmal so groß ist wie die einer Glühlampe. Hochdruckmetalldampflampen sind seit einiger Zeit in Hochleistungseinheiten verfügbar. Kürzlich sind, beispielsweise aus der US-PS 4 161 672, kleinere Metall ■'■Halogen-Lampen niedriger Wattzahl mit Lichtausbeuten bekannt geworden, welche sich denen der größeren Lampen nähern. Derartige Lampen sind ein energiesparender Ersatz für die Glühlampe.

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Für die Stromversorgung der Beleuchtungseinheit nach der Erfindung wird eine Hochfrequenzstromversorgung benutzt, in der ein Ferrittransformator, der so gesteuert wird, daß er nicht im Sättigungsbereich arbeitet, ein Transistorschalter und ein Triggeroszillator die Hauptbauteile sind.

Die hohe und die niedrige Einstellung der Helligkeit der Beleuchtungseinheit werden erzielt, indem ein oder zwei Widerstände mit der Entladungslampe in Reihe geschaltet werden. Die Erfindung ist auf eine alternative Lösung des Helligkeitseinstellungsproblems gerichtet, bei der die geringe Helligkeit durch ein Glühelement und die große Helligkeit durch die Entladungslampe geliefert wird. Es ist selbstverständlich erwünscht, daß die Beleuchtungseinheit sowohl in einer herkömmlichen als auch in einer Dreiwegfassung verwendbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung eine Beleuchtungseinheit mit drei Anschlußklemmen zum wahlweisen Anschließen an eine Wechselstromversorgung und mit einer Gleichrichterbrücke, die zwei Wechselstromeingangsklemmen und zwei Gleichstromausgangsklemmen hat, wobei ein erster Kondensator, bei dem es sich um einen Filterkondensator handelt, an die Gleichstromausgangsklemmen angeschlossen ist.

Die Beleuchtungseinheit enthält weiter als Hauptlampe eine Entladungslampe, die in eine Reihenverbindung zwischen einem Knotenpunkt und der gemeinsamen Brückenausgangsklemme oder Masse liegt, sowie einen Widerstandsglühfaden, der in einer Reihenverbindung zwischen der positiven Brückenausgangsklemme und dem Knotenpunkt liegt. Bei der niedrigen Helligkeitseinstellung liefert der Glühfaden eine Beleuchtung mit geringer Helligkeit. Bei der hohen Helligkeitseinstellung sorgt der Glühfaden für eine Reservebeleuchtung während des Zündens der Hauptlampe und dient zur Stabilisierung (Ballastwirkung) derselben.

Die Beleuchtungseinheit enthält weiter einen elektrischen

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Transformator, der eine Primärwicklung hat, die in einer Reihenverbindung zwischen der positiven Brückenausgangsklemme und dem Knotenpunkt liegt, und eine zweite Wicklung, die in einer Reihenverbindung zwischen dem Knotenpunkt und der Lampenanode liegt; eine erste Diode, die in der Reihenverbindung zwischen dem ersten Knotenpunkt und der Lampenanode so gepolt liegt, daß sie Hauptlampenstrom durch den Glühfaden leitet, und im Nebenschluß zu der zweiten Wicklung zum Gleichrichten von transformierten Spannungen liecjt; einen non stabilen, normalerweise nichtleitenden Festkörperschalter, welcher ei.nun ersten Transistor enthält, der in einer Reihenverbindung zwischen dem ersten Knotenpunkt und Masse liegt, wobei ein intermittierender Betrieb des Schalters einen pulsierenden Strom in dem Glühfaden für die Reservebeleuchtung, eine Wechselspannung in der Primärwicklung und eine transformierte Wechselspannung in der Sekundärwicklung ergibt, die durch die erste Diode gleichgerichtet und an die Anode der Hauptlampe zum Zünden derselben angelegt wird; eine Gleichrichtervorrichtung, wie beispielsweise einen Thyristor, einen Transistor oder eine Diode, die den ersten Knotenpunkt mit der dritten Klemme der Beleuchtungseinheit in derartiger Polung verbindet, daß eine Halbwelle für die Glühfadenbeleuchtung in der niedrigen Helligkeitseinstellung durch die Gleichrichterbrücke und den Glühfaden geleitet werden kann, und eine Einrichtung, die den Festkörperschalter in der niedrigen Helligkeitseinstellung im nichtleitenden Zustand hält.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Triggeroszillator vorgesehen, der auf den elektrischen Zustand der Hauptlampe anspricht und einen intermittierenden Schalterbetrieb zuir Zünden der Hauptlampe bewirkt, wobei der Triggeroszillator einen zweiten Transistor in einer Oszillatorkonfiguration, einen ohmschen Spannungsteiler in Reihe zwischen dem Knotenpunkt und Masse und einen zwischen die Lampenkatode und Masse geschalteten Lampenstromabfühlwiderstand aufweist. Die Basis des zweiten Transistors ist zum Abfühlen der Spannung an der Entladungslampe mit einer unteren Anzapfung an dem Spannungsteiler

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verbunden, während der Emitter des zweiten Transistors mit dem Entladungslampenstromabfühlwiderstand verbunden ist.

Wenn die Gleichrichtervorrichtung eine Diode ist, hält die bevorzugte Einrichtung zum Halten des Festkörperschalters im nichtleitenden Zustand während; niedriger Helligkeitseinstellungen den Triggeroszillator im nichtoszillierenden Zustand. Enthalten sind mehrere Diodenwiderstände und ein zweiter Kondensator. Von einer zweiten Diode ist die Katode mit der dritten Beleuchtungseinheitsanschlußklemme und die Anode mit der positiven Klemme eines zweiten Kondensators verbunden, dessen negative Klemme an Masse liegt. Von einer dritten Diode ist die Katode mit der Anode der zweiten Diode und die Anode mit einer oberen Anzapfung an dem Spannungsteiler verbunden. Diese Bauelemente verhindern, daß der Triggeroszillator während der niedrigen Helligkeitseinstellung arbeitet.

Ein zweiter Widerstand ist zwischen dem ersten Knotenpunkt und dem zweiten Kondensator vorgesehen, um den zweiten Kondensator auf einen Wert aufzuladen, bei dem die zweite Diode in Sperrichtung betrieben wird und den zweiten Kondensator während der hohen Helligkeitseinstellung von dem Spannungsteiler trennt. Das gestattet ein sofortiges Ansprechen auf transiente Netz- oder Leitungsvorgänge währenddes normalen Lampenbetriebes, ohne daß eine Verzögerung durch den zweiten Kondensator erfolgt.

Ein dritter Widerstand ist vorgesehen, der zu dem zweiten Kondensator parallel geschaltet und so ausgewählt ist, daß er eine Sperrvorspannung an der dritten Diode während des normalen Bevhriebes aufrechterhält und die Spannungsbeanspruchungen des zweiten Kondensators bei der hohen Helligkeitseinstellung verringert.

Ein in Reihe geschaltetes Diodenpaar ist zwischen den Gleichstromausgangsklemmen der Brücke vorgesehen, wobei die Verbin-

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dung dieser beiden Dioden mit der dritten Anschlußklemme der Beleuchtungseinheit verbunden ist. Das ergibt einen Schutz vor transienten Vorgängen auf der Leitung oder im Netz, wenn nur die erste und die dritte Beleuchtungseinheitanschlußklemme mit der Wechselstromquelle verbunden sind, und außerdem einen Schutz vor Zündstromstößen, wenn die Beleuchtungseinheit zum ersten Mal eingeschaltet wird.

Die bis hierher beschriebene Beleuchtungseinheit kann mit einer Dreiwogfassuiig verbunden werden, wobei die erste Anschlußklemme der Beleuchtungseinheit zu dem Gewindemantel, die zwei.te Anschlußklemme der Beleuchtungseinheit zu dem Kontaktplättchen der Fassung und die dritte Anschlußklemme der Beleuchtungseinheit zu dem Ringkontakt in der Fassung geht. Wenn der Anschluß so erfolgt, liefert die Beleuchtungseinheit der Reihe nach eine niedrige, eine hohe und eine niedrige Helligkeitseinstellung.

Wenn die oben erwähnte Gleichrichtervorrichtung ein Thyristor ist, verhindert die bevorzugte Einrichtung zum Halten des Fest körperschalters in einem nichtleitenden Zustand während der niedrigen Helligkeitseinstellunij, daß sich an dem Filterkondensator eine zum Betreiben des Triggeroszillators ausreichende Spannung bildet. Bei dieser Verwendung eines Thyristors liefert die Beleuchtungseinheit der Reihe nach eine niedrige, eine hohe und eine hohe Helligkeitseinstellung.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgendei unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Beleuchtungseinheit nach der Erfindung

mit einer niedrigen und einer hohen Helligkeitseinstellung, welche zur Verbindung mit einer Standard- oder einer Dreiweg lampenfassung geeignet ist und in welcher eine EntladungslampenlichtquelIe während der ho-

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hen Helligkeitseinstellung und eine GlühfadenlichtquelJ e während der niedrigen Helligkeitseinstellung benutzt wird,

Fig. 2A ein elektrisches Schaltbild der Beleuch

tungseinheit mit einer kompakten Stromversorgungseinheit und den Verbindungen der Beleuchtungseinheit mit einer Dreiwegfassung,

Fig. 2B eine Tabelle von Schalter- und Lampenzu-

ständen, wenn die Beleuchtungseinheit nach der Erfindung in einer Dreiwegfassung benutzt wird und eine Folge von geringer, hoher, geringer Helligkeit aufweist,

Fig. 3 einen Ferrittransformator, der ein wesent

liches Element der Stromversorgungseinheit bildet,

Fig. 4A ein elektrisches Schaltbild einer weiteren

Ausfuhrungsform der Beleuchtungseinheit nach der Erfindung und

FLg. 4B eine Tabelle von Schalter- und Lampeirzu-

ständen für die Schaltunq von Fig. 4A.

['¹Uj. 1 zeigt eine neue Beleuchtungseinheit, die zur Speisung durch eine herkömmliche Niederfrequenz(50-60 Hz)-Wechselstromquelle vorgesehen ist. Die Beleuchtungseinheit enthält eine Lampenbaugruppe, die Licht erzeugt, und eine Stromversorgungseinheit, die die Lampenbaugruppe mit elektrischem Strom versorgt. Die Beleuchtungseinheit hat zwei Beleuchtungswerte oder Helligkeiten, nämlich eine hohe und eine niedrige Helligkeit, die durch einen "Dreiweg"-Schalter in der Lampenfassung eingestellt werden. Die Lampenbaugruppe hat einen Glaskolben 9, der eine Hochleistungsentladungslampe 11 und einen Wider-

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(Vorschaltba.1 last) Standsglühfaden 12 sowohl zur Stabilisierung/als auch zur Lichterzeugung enthält. Die Stromversorgungseinheit hat ein starres Gehäuse 10, das an dem Glaskolben befestigt ist, und einen "Dreiweg"-Schraubsockel 14. Der Schraubsockel 14 ist ein herkömmlicher "Dreiweg"-Schraubsockel, wie er normalerweise für eine Beleuchtung mit drei Helligkeiten benutzt wird. Der Schraubsockel 14 hat drei Anschlußpunkte, nämlich einen Gcwindemantel 6, einen Ring 7 und ein Kontaktplättchen 8. Der Schraubsockel dient sowohl zum elektrischen Anschluß als auch zur mechanischen Befestigung der Beleuchtungseinheit an einer herkömmlichen Dreiweglampenfassung.

Die Stromversorgungseinheit liefert den Strom sowohl für den Glühfaden als auch für die Entladungslampe. Während der hohen Helligkeitseinstellung erzeugt die Stromversorgung den erforderlichen Strom für die die Hauptlampe darstellende Entladungslampe während Zünd- und Betriebszuständen und unterdrückt gewisse Stromstöße oder transiente Überspannungen. Außerdem liefert während der hohen Helligkeitseinstellung die Stromversorgungseinheit Strom zur zusätzlichen Lichterzeugung durch den Glühfaden, aber nur dann, wenn es beim Zünden erforderlich ist. Während der niedrigen Helligkeitseinstellung liefert die Stromversorgungseinheit ständig Strom für die Lichterzeugung durch den Glühfaden und keinen Strom für die Entladungslampe.

Der Glühfaden und die Entladungslampe sind der niedrigen bzw. hohen Helligkeit einzeln zugeordnet, mit Ausnahme während des Zündens bei der hohen Helligkeitseinstellung, wenn beide an der Lichterzeugung beteiligt sind. Die niedrige Helligkeit wire durch die Glühfadenlichtquelle erzeugt, während die hohe Helligkeit durch die Entladungslampe erzeugt wird. In der niedrigen Helligkeitseinstellung ist die Entladungslampe abgeschaltet und Licht wird durch den Glühfaden allein erzeugt. In der hohen Helligkeitseinstellung kann die Beleuchtungseinheit mit derselben sofortigen Lichterzeugung wie eine Glühlampe eingeschaltet, wiedergezündet oder abgeschaltet werden. Während der Zeitspannen, die erforderlich sein können, bis die Entladungs-

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lampe nach tiinem Kaltstart ihre volle Helligkeit erreicht, oder während der längeren Zeitspannen, die für eine Warmwiederzündung erforderlich sind, liefert die Glühfadenlichtquelle eine zusätzliche Beleuchtung.

Die Anordnung der Einzelteile der Lampenbaugruppe sind am besten in Fig. 1 zu erkennen. Die Entladungslampe 11 und der 60-Watt-GlÜhfaden 12 sind beide innerhalb eines einzigen grossen Glaskolbens 9 angeordnet. Die Lampe 11 und der Glühfaden 12 sind auf Zuleitungen abgestützt, welche in den Sockel der Lampenbaugruppe eingeschmolzen sind. Die Gasfüllung des Kolbens 9 ist ein inertes Gas, welches für eine herkömmliche Glühlampe geeignet ist. Die Entladungslampe 11 ist mit der positiven Elektrode oder Anode unten (nahe dem Sockel) und mit der negativen Elektrode oder Katode oben (entfernt von dem Sockel) dargestellt. Die beiden Elektroden sind ihrerseits in die Enden eines kleinen Quarzgefäßes eingeschmolzen, dessen äußerer Umriß zylindrisch ist, mit Ausnahme eines kleinen zentralen Bereiches größeren Querschnittes von weniger als 12,7 mm (1/2") im Durchmesser» Das Innere der Entladungslampe, das nicht besonders dargestellt ist, enthält eine kugelförmige oder elliptische zentrale Kammer, die mit einem ionisierbaren Gemisch gefüllt ist: Argon, einem ionisierbaren Zündgas, Quecksilber, das verdampft wird, wenn es heiß ist, und einem verdampfbaren Metallsalz, wie Natrium- und Scandiumjodiden. Im Betrieb wird ein Entladungsbogen zwischen den Elektroden gebildet, der eine Beleuchtung in der gesamten Kammer erzeugt. Kleine Lampen niedriger Leistung des vorstehend beschriebenen Typs werden als Metall-Halogen- oder Meta I J-Dampflampen bezeichnet. Eine geeignete Lampe ist. ausführlicher in der oben erwähnten US-PS 4 161 672 beschrieben.

Während des normalen endgültigen Betriebes ist der der Entladungslampe zugeführte Strom ein Gleichstrom, der etwas Niederfrequenz (50-60 Hz)-Welligkeit hat. Beim Zünden oder Wiederzünden hat der der Entladungslampe und dem Glühfaden zu-

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geführte Strom einen beträchtlichen Hochfrequenzgehalt und es sind Einrichtungen vorgesehen, die ein längeres Zünden verhindern, wie es beispielsweise vorkommen kann, wenn ein Ausfall der Entladungslampe eine Zündung ausschließt.

Die Entladungslampe weist im herkömmlichen Gebrauch mehrere unterschiedliche Zustände auf und jeder aktive Zustand erfordert eine andere Stromzufuhr. Unter einem praktischen Gesichtspunkt hat die Entladungslampe drei im wesentlichen ak·¹-tive Zustände, die als Phasen I-III bezeichnet werden, und einen inaktiven Zustand.

In der Phase I erfolgt die "Zündung". Die Dauer der Zündung sollte nicht länger als eine oder zwei Sekunden sein und ist häufig viel kürzer. Es ist die Zeit, die benötigt wird, damit eine ausreichend hohe Spannung einen "elektrischen Überschlag' des in der Entladungslampe enthaltenen Gases zum Einleiten einer abfallenden maximalen Lampenspannung bewirkt. Dieser letzt genannte Zustand wird auch als die Ausbildung einer "Glimmentladung" bezeichnet.

Die Phase II - der übergang vom Glimmen zur Bogenentladung reicht von einer Zehntelsekunde bis vielleicht zwei Sekunden und ist gekennzeichnet durch einen bleibenderen Ionisationswert und eine niedrigere maximale Spannung. Wenn die Phase II beginnt, ist die Entladung im allgemeinen unstabil und schwinc zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert, wobei die Spannung der Entladung kontinuierlich auf ein niedrigeres Maximum abfällt, mit einem sich wiederholenden Minimum nahe 15 \ Wenn der Mittelwert der Gasleitung ansteigt, fällt die maximale Lampenspannung ab, die verbrauchte Leistung steigt und die Temperatur innerhalb der Lampe steigt ebenfalls. Wenn die maximale Entladungsbogenspannung über Werte nahe 200-400 V abfällt, benötigt eine Metalldampflampe eine beträchtlichere Energie (typischerweise 2-4 W).

Die Phase III beginnt mit der Ausbildung des "Entladungsbogens",zu der es kommt, wenn ein Teil der Katode Glühemissions-

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temperaturen erreicht hat. Bei dem erkennbaren Übergang von der Phase IT zur Phase III verliert die Spannung der Ent-J adung ihr unstabiles Verhalten und bleibt auf einem An-ίjngswert von ungefähr 15 V. In der Phase JIT gibt e.s einu bleibende niedrige Lampenimpedanz, und eine Strombegrenzung ist erforderlich, um eine übermäßige Erwärmung zu verhindern. Am Beginn der Phase III beträgt die Leistungsaufnahme der Lampe zwischen 10 und 15 W und es beginnt eine beträchtliche Lichterzeugung.

Die Aufwärmperiode, die den Anfangsteil der Phase III bildet, dauert normalerweise 30-45 s. Während der Aufwärmperiode erreicht die Lampe die volle Betriebstemperatur und die in ihr enthaltenen Gase erreichen ihre hohen endgültigen Betriebsdrücke. Die Spannung an der Lampe steigt aul: einen Wert von typischerweise 87 V, was von einer Verringerung des Lampenleitwertes begleitet ist. Wenn der endgültige Betriebszustand erreicht ist, nimmt die Lampe die maximale Leistung auf (typischerweise 32W ) und es wird die maximale Lichtabgabe erzeugt.

Die Vorzündperiode ist eine variable Periode, die einen nominellen Mindestwert von null bei Standardumgebungsbedingungen und einen Maximalwert zwischen 45 s und 4 min hat, wenn der Entladungsbogen ausgefallen ist und eine Warmwiederzündung erforderlich ist. Wenn die Stromversorgung der Lampe im Verlaufe des normalen Betriebes abgeschaltet wird, wird die Lampe für eine kurze Zeitspanne sich auf einer erhöhten Temperatur befinden und einen hohen Gasdruck haben. Zum Wiederzünden des Entladungsbogens, wenn die Lampe heiß ist, kann die Spannung, die erforderlich ist, um mehr als eine Größenordnung größer als bei einem Kaltstart sein (z.B. 10-30 kV). Die Wärmezeitkonstanten der Lampe sind so, daß die Zeit, die zum Abkühlen von einem heißen Betriebszustand auf den Punkt, wo eine herkömmliche Spannung (1-2 kV) einen Entladungsbogen wiederzündet, von 45 s bis 4 min reichen kann.

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Eine zusätzliche Beleuchtung durch den Glühfaden ist besonders während der längeren Aufwärm- und Vorzündperioden wichtig, im Interesse einer stetigen Beleuchtung wird die Glühfadenbeleuchtung aber auch in den kürzeren Perioden (Zündung und Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen) erzeugt.

Geeigneter Betriebsstrom für die Entladungslampe und den Re-. serve!icht erzeugenden Glühfaden wird durch die Stromversorgungseinheit geliefert, die mit der Lampenfassungsbaugruppe in Fig. 2Λ dargestellt ist.

Die Beleuchtungseinheit, deren elektrisches Schaltbild in Fig. 2A gezeigt ist, enthält als hauptsächliche Bauteile die Entladungslampe 11, die Glühlampe 12, eine Gleichstromversorgungseinheit 14, 15, 16 zum Umwandeln der 120-Volt-60-Hz-Wechselspannung in Gleichspannung und eine Betriebsschaltung 23-52 zum Umwandeln der von der Gleichstromversorgungseinheit gelieferten elektrischen Energie in die Form, die für den Betrieb der Lampenbaugruppe erforderlich ist. Die Lampenfassungs baugruppe, deren Verdrahtung in Fig. 2A gezeigt ist, enthält einen Dreiwegschalter 13 (Schalterteile 18-22), eine Lampenfassung 17 und geeignete Einrichtungen zum Anschluß an eine 120-Volt-Wechselstromquelle.

/**. Die Lampenfassungsbaugruppe ist von herkömmlicher Bauart. Die schwarze Zuleitung von der Wechselstromquelle ist mit dem fest stehenden Kontakt 18 des Dreiwegschalters links von dem Rotorteil 20 (gemäß der Darstellung in Fig. 2A) verbunden. Die weiß Zuleitung von der Wechselstromquelle ist mit dem Gewindemantel der Fassung 17 verbunden, wo er mit dem Gewindemantel 6 des Schraubsockels 14 der Beleuchtungseinheit einen Kontakt herstellt. Der feststehende Kontakt 19, der auf der rechten Seite des Rotorteils 20 angeordnet ist, ist durch eine rote Zuleitung mit dem Fassungskontakt verbunden, der einen Kontakt mit dem Ring 7 des Schraubsockels 14 der Beleuchtungseinheit herstellt. Der feststehende Kontakt 21, der unterhalb des Rotorteils 20 angeordnet ist, ist mit dem Fassungskontakt verbunden

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der einen Kontakt mit dem Kontaktplättchen 8 des Schraubsockel s der Beleuchtungseinheit herstellt. Das Rotorteil 2 0 ist gemäß der Darstellung in der Zeichnung ein insgesamt rechteckiges Teil mit ungefähr quadratischem Querschnitt, welches auf drei Seiten einen durchgehenden Leiter 22 trägt. In Abhängigkeit von der Drehung stellt das Rotorteil wahlweise einen Kontakt mit den feststehenden Kontakten 18, 19 und 21 her. Gemäß der in Fig.2B gezeigten Tabelle liefert der Schalter eine Folge von vier Stellungen. In der ersten Stellung berührt die unkontaktierte Fläche des Rotorteils den feststehenden Kontakt 18 an der schwarzen Zuleitung der Wechselstromquelle und die Beleuchtungseinheit ist ausgeschaltet. Wenn eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn in die zweite Stellung (die dargestellte Stellung) angenommen wird, verbindet das Rotorteil 20 die feststehenden Kontakte 18 und 19 miteinander, und die schwarze WechselstromquelLenzuleitung ist mit dem Ring 7 des Schraubsockels der Beleuchtungseinheit verbunden. In der dritten Stellung verbindet das Rotorteil 20 die feststehenden Kontakte 18 und 21 miteinander, und die schwarze Wechselstromwellenzuleitung ist mit dem Kontaktplättchen 8 des Schraubsockels verbunden. In der vierten Stellung verbindet das Rotorteil 20 alle drei feststehenden Kontakte miteinander, und die schwarze Wechselstromquellenzuleitung ist mit dem Ring 7 und dem Kontaktplättchen 8 des Schraubsockels verbunden. Daraus ist zu ersehen, daß die untere Eingangsklemme der Diodenbrücke immer mit der weißen Wechselstromquel]enzuleitung verbunden ist, während die obere Eingangsklemme der Diodenbrücke und die dritte EinganyskLemme dar Beleuchtungseinhe.it (Ring 7) gesondert oder· gemeinsam mit der schwarzen Wechselstromquellenzuleitung gemäß der in Fig. 2B gezeigten Tabelle verbunden sind.

Die Gleichstromversorgungsschaltung der Beleuchtungseinheit hat einen herkömmlichen Aufbau und enthält einen Brückengleichrichter 15 sowie einen Filterkondensator 16. Strom wird aus

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einer 120-Volt-6O-Hertz-Wechselstromquelle über den Schraubsockel. 14 den Wechselstromeingangsklemmen der Zweiweggleichrichterbrücke 15 in den Stellungen 3 und 4 zugeführt, wie oben beschrieben.

Die positive Ausgangsklemme der Brücke wird zu der positiven Ausgangsklemme der Gleichstromversorgung und die negative Ausgangsklemme der Brücke wird zu der gemeinsamen "Masse" oder Referenzausgangsklemme der Gleichstromversorgung. Der Filterkondensator 16 ist an die Ausgangsklemmen der Brücke angeschlossen, um die Welligkeit zu verringern.

Am Ausgang der Gleichstromversorgungsschaltung werden während des endgültigen Betriebes der Entladungslampe 11 bei der hohen Helligkeitseinstellung 145 V bei einem Strom von ungefähr 0,5 A abgegeben, was eine Ausgangsleistung von ungefähr 50 W ergibt, von denen 32 W in der Lampe verbraucht werden. Bei der hohen Helligkeitseinstellung beträgt die Leistung, die die Beleuchtungseinheit während des Warmwiederzündens aus der Gleichstromversorgungsschaltung aufnimmt, ungefähr 60 W, während das Maximum, das während des Aufwärmens der Entladungslampe erforderlich ist, ungefähr 75 W beträgt. Bei den niedrigen Helligkeitseinstellungen wird Strom nur dem Glühfaden zugeführt, indem die Brücke 15 als Einweggleichrichter benutzt wird. Bei Einweggleichrichtung erzeugt der herkömmliche 60-Watt-Glühfaden eine Verlustleistung von ungefähr 38 W.

Die Betriebsschaltung, die ihren Strom der Gleichstromversorgungsschaltung entnimmt und ihrerseits Strom an die Lampenbaugruppe abgibt, enthält die Elemente 23-52, die folgendermaßen miteinander verbunden sind. Die Glühfadenlichtquelle 12, die Diode 23, die Entladungslampe 11 und der Lampenstromabfühlwiderstand 24 sind in der angegebenen Reihenfolge zwischen der positiven Anschlußklemme und der gemeinsamen Anschlußklemme der Gleichstromversorgungsschaltung in Reihe geschaltet. Die Diode 23, die für einen einfachen Stromfluß von der Gleich-

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stromquelle zur Entladungslampe gepolt ist, ist über ihre Anode mit dem Knotenpunkt 26 und über ihre Katode mit einer Anschlußklemme der Entladungslampe 11 verbunden. Die Entladungslampe, die eine erforderliche Polarisation hat, ist über ihre Anode mit der Katode der Diode 2 "S und über ihre Katode mit einer Anschlußklemme des Stromabfühlwiderstandes 24 verbunden.

Weiter sind in der Betriebsschaltung ein getriggerter, monostabiler Festkörperschalter vorgesehen, der aus einem Leistungstransistor 27 besteht, ein Aufwärtstransformator 28 und Bauelemente 29, 30. Der Leistungstransistor 27 hat eine Basis-, eine Emitter- und eine Kollektorelektrode. Der Aufwärtstransformator hat einen Ferritkern für einen Hochfrequenzbetrieb ( >20 kHz), eine Hauptprimärwicklung 31, eiiE Hauptsekundärwicklung 32, eine Primärsteuerwicklung 33 und eine Sekundärsteuerwicklung 34, die alle auf dem Kern angeordnet sind. Die Steuerwicklungen sorgen für eine Transistorleitungssteuerung, deren Richtungssinn von dem magnetischen Zustand des Ferritkerns abhängig ist, und erzeugen eine monostabile Wirkung, wobei eine volle Kernsättigung vermieden wird. Von der Hauptprimärwicklung 31 ist die ohne Punkt versehene Anschlußklemme über den Kondensator 35 mit der positiven Gleichstromversorgungsschaltungsklemme verbunden, während die mit Punkt versehene Anschlußklemme mit dem Knotenpunkt 26 verbunden ist. Von der Hauptsekundärwicklung des Transformators 28 ist die nicht mit Punkt versehene Anschlußklemme mit dem Knotenpunkt 26 und die mit Punkt versehene Anschlußklemme über den Kondensator 36 mit der Anode der Entladungslampe 11 verbunden. Der Emitter des Leistungstransistors ist mit der unmarkierten Anschlußklemme der PrimärSteuerwicklung 33 verbunden. Die markierte Anschlußklemme der Primärsteuerwicklung 33 ist mit der Katode der Entladungslampe 11 verbunden. Die Basis des Leistungstransistors ist mit der Katode einer Klemmdiode 29 verbunden, deren Anode Über einen Widerstand 30 mit der gemeinsamen Gleichstromklemme verbunden ist. Die unmarkierte Anschlußklemme der Sekundärsteuerwicklung 34 ist mit dem Emitter verbunden. Die Ba-

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sis des Transistors 27 ist der Punkt, an den ein Triggerimpuls zum Einleiten jedes Leitungszyklus angelegt wird.

Der Triggeroszillator, der den Festkörperschalter wiederholt einschaltet, ist ein weiterer Teil der Betriebsschaltung. Der Triggeroszillator wird auf elektrische Zustände hin, die dem elektrischen Zustand der Entladungslampe zuzuschreiben sind, ein- und ausgeschaltet und außerdem in der Frequenz verschoben. Der Triggeroszillator spricht außerdem auf die Temperatur des Schalttransistors an und verhindert so ein längeres Triggern im Fall eines Versagens der Entladungslampe, Von dem Triggeroszillatortransistor 37 ist der Emitter mit dem Emitter des Transistors 27, die Basis über den Kondensator 38 mit der Basis des Transistors 27 und der Kollektor in Reihe über den Widerstand 39 und den PTC-Widerstand 40 mit dem Knotenpunkt 26 verbunden. Ein Spannungsabfühlspannungsteiler 41, 42, 43 ist vorgesehen, der aus den Widerständen 41 und 42 besteht, die in Reihe zwischen den Knotenpunkt 26 und die Basis des Transistors 37 geschaltet sind, und dem Widerstand 43, der zwischen die Basis des Transistors 37 und die gemeinsame Quellenklemme geschaltet ist. Während des Aufwärmens und während des endgültigen Betriebes, beides Gleichstromzustände der Beleuchtungseinheit (in der hohen Helligkeitseinstellung) ,wird die Diode 23 in Durchlaßrichtung betrieben und die Spannungsteilerausgangsspannung an der Basis des Transistors 37 ist ein direktes Maß für die Lampenspannung. Während der Hochfrequenzzustände der Beleuchtungseinheit (in der hohen Helligkeitseinstellung) wird die Diode 2 in Sperrichtung betrieben, wenn der Lampe Strom zugeführt wird, so daß die Spannung an dem Spannungsteiler die Belastungswirkung wiedergibt, die die Entladungslampe auf den Transformatorkreis ausübt, und ein indirektes Maß für die Lampenspannung ist. Die Verbindung des Emitters des Transistors 37 mit der nicht an Masse liegenden Anschlußklemme des Widerstands 24 in Reihe mit der Entladungslampe 11 läßt den Triggeroszillator auf den Lampenstrom in Form der zu dem Lampenstrom proportionalen Spannung, die an dem Widerstand 24

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abfällt, ansprechen. Der Triggeroszillator ist so angeschlossen, daß er in der oben dargelegten Weise auf die Differenz in den abgefühlten Spannungen anspricht.

Der PTC-Widerstand 40 (Kaltleiter oder Thermistor) sperrt den Triggeroszillator, wenn das Zünden übermäßig lange währt, wobei er den Transistor 37 in einem Zustand mit niedriger Verstärkung und mäßiger Stromsättigung thermisch verriegelt. Der Thermistor 40 ist in thermischem Kontakt mit dem Leistungstransistor 27 und erfährt einen Widerstandsanstieg von mehreren Größenordnungen, wenn ein anomaler Wärmeanstieg aufgrund eines übermäßig lange währenden Zündens erfolgt. Die Zunahme des Kollektorwiderstands, die durch den Thermistor erzeugt wird, verringert die Verstärkung des Transistors 37, stoppt die Erzeugung von Triggerimpulsen und zwingt den Transistor in Sättigung. Die Sättigungsstromstärke ist ausreichend für die Selbsterwärmung, um den Thermistor in seinem Zustand hohen Widerstandes zu halten und den Triggeroszillator thermisch zu sperren.

Dimmer- bzw.
Die/Abblendschaltung, die dem Glühfaden 12 Strom während des Abblendbetriebes, d.h. während des Betriebes mit geringer Helligkeit zuführt und während dieses Betriebes einen Hochfrequenzbetrieb der Betriebsschaltung verhindert, ist der letzte Teil der Betriebsschaltung. Gemäß Fig. 2A enthält sie die Bauelemente 45 bis 52, die oben noch nicht angegeben sind, und steht mit der Betriebsschaltung an dem Knotenpunkt 26, der gemeinsamen Gleichstromklemme, dem Ringkontakt 7 des Schraubsockels 14 und der Verbindung zwischen den Spannungsteilerwiderständen 41 und 42 des Triggeroszillators in Verbindung.

Die Abblendschaltung wird durch die Bauelemente 46 bis 52 vervollständigt, die, neben anderen Funktionen, einen Hochfrequenzbetrieb der Betriebsschaltung während beiden niedrigen Helligkeitseinstellungen verhindern, indem sie das Arbeiten des Triggeroszillators verhindern. Die übrigen Bauelemente der Abblendschaltung sind im einzelnen die Dioden 46, 47, 48

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und 52, der Kondensator 49 und die Widerstände 50 und 51. Die Katode der Diode 46 ist mit dem Ringkontakt 7 des Schraubsockels 14 und außerdem mit der Katode der Diode 45 verbunden. Die Anode der Diode 46 ist mit der Katode der Diode 47 verbunden, deren Anode mit der Verbindung zwischen den Spannungsteilerwiderständen 41 und 42 des Triggeroszillators verbunden ist. Ein Widerstand 50 ist zwischen dem Knotenpunkt 26 und der Verbindung zwischen den Dioden 4 6 und vorgesehen. Der Kondensator 49 ist zwischen die Verbindung zwischen den Dioden 46 und 47 und die gemeinsame Gleichstromklemme geschaltet. Der Widerstand 51 ist zu dem Kondensator 49 parallel geschaltet. Die Dioden 52 und 48 sind in Reihenschaltung an die Klemmen des Kondensators 16 angeschlossen. Die Katode der Diode 52 ist mit der positiven Kondensatorklemme verbunden. Die Anode der Diode 59 ist sowohl mit dem Ringkontakt 7 des Schraubsockels 14 als auch mit der Katode der Diode 48 verbunden. Die Anode der Diode 48 ist mit der negativen Klemme des Kondensators 16 verbunden.

Bei beiden niedrigen Helligkeitseinstellungen wird dem Glühfaden 12 über einen Strompfad, der einen Zweig der Brücke und eine Diode 45 umfaßt, Halbwellenstrom zugeführt. Genauer gesagt, wenn der Schalter 13 in der ersten niedrigen Helligkeitseinstellung ist, besteht ein serieller Strompfad von der weißen Leitung (die nicht angeschaltet und mit einer Seite der Wechselstromquelle verbunden ist) zu dem Gewindemantel der Fassung 17, dem Gewindemantel 6 des Schraubsockels 14 und zu der unteren Eingangsklemme der Brücke 15. Der Strompfad setzt sich über die Diode in der unteren rechten Position der Brücke 15 von der Anode zu der Katode zu der nicht mit Masse verbundenen oder positiven Gleichstromausgangsklemme der Brücke und über den Glühfaden 12 zu dem Knotenpunkt 26 fort. Die Diode 45, deren Anode mit dem Knotenpunkt 26 und deren Katode mit dem Ringkentakt 7 des Schraubsockels verbunden ist, gestattet eine Halbwellenleitung in dem vorstehend beschriebenen Sinne. Der Strompfad geht von der Katode der Diode 45 weiter über die Schraubsockel- und Fassungsringkon-

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takte, die rote Zuleitung, den feststehenden Kontakt 19, den drehbaren Kontakt 22 und den feststehenden Kontakt 18. Schließlich führt der Kontakt 18 zu der schwarzen Zuleitung, die mit der anderen Seite der Wechselstromquelle verbunden ist und den Strompfad vervollständigt.

In der zweiten niedrigen Helligkeitseinstellung wird ein zusätzlicher Kontakt über den Schalter 13 von der schwarzen Zuleitung zu der oberen Eingangsklemme der Brücke hergestellt, während ein geschalteter Kontakt der schwarzen Zuleitung zu der Katode der Diode 45 und ein nichtgeschalteter Kontakt von der weißen Wechselstromquellenzuleitung zu der unteren Eingangsklemme der Brücke wie zuvor weiterbestehen. Der Glühfaden empfängt, wie in der ersten niedrigen Helligkeitseinstellung, Strom durch Halbwelleηleitung über die Diode 45.

In beiden niedrigen Helligkeitseinstellungen wird der Kondensator 16 mit Strom auf der Basis einer Vollwellengleichrichtung versorgt. In der ersten niedrigen Helligkeitseinstellung bilden die Dioden 48, 52, 55 und 56 eine Brücke, die den Kondensator 16 auf den Spitzenwert der Wechselstromeingangsspannung auflädt. In der hohen Helligkeitseinstellung erfüllen die Dioden 53, 54, 55 und 56 die Brückengleichrichtungsfunktion. In der zweiten niedrigen Helligkeitseinstellung werden alle sechs Dioden benutzt, wobei die Diode 52 zu der Diode 54 und die Diode 48 zu der Diode 53 parallel liegt, da die Kontaktplättchenklemme 8 mit der Ringkleinme 7 verbunden ist.

Die Abblendschaltung verhindert das Arbeiten des Triggeroszillators in der ersten niedrigen Helligkeitseinstellung in folgender Weise. Die Schwingung, die an dem Knotenpunkt 26 erscheint, ist eine Aufeinanderfolge von negativgehenden Halbschwingungen, die nach oben verschoben sind, so daß die negativen Spitzen dieser Schwingung ungefähr auf Massepotential sind, während die abgeschnittenen Spitzen der Schwingung eine positive Spannung von ungefähr 160 V haben. Wenn der Ring 7 negativ geht und der Gewindemantel 6 positiv geht, sind die aktive Brückendiode und die Diode 45 leitend. Da

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sie gegenüber der Impedanz des Glühfadens eine niedrige Impedanz haben, erfolgt der Hauptspannungsabfall an dem Glühfaden und die Spannung an der mit dem Knotenpunkt verbundenen Anschlußklemme des Glühfadens nähert sich null. Gleichzeitig bringt das negative Schwingen des Ringes 7 die Dioden 46 und 47 zum Leiten, wodurch die obere Anzapfung an dem mit dor Basis verbundenen Spannungsteiler 41, 42, 43 auf Massepotential gezogen wird. Dadurch wird die Ladung auf dem Kondensator 49 auf beinahe Massepotential verringert. Gleichzeitig klemmt die Diode 47, die den Kondensator mit der oberen Anzapfung des Spannungsteilers 41, 42, 43 verbindet, das Potential an der oberen Anzapfung auf ein nahe bei null liegendes Potential, wodurch das Sperren des Oszillatortransistors sichergestellt wird. Während des zweiten Halbzyklus, wenn die Spannung an dem Ring in bezug auf die an dem Gewindemantel positiv wird, wird die Diode in Sperrichtung betrieben und der Knotenpunkt 26 erreicht seinen maximalen positiven Wert (+160 V). Während dieses Halbzyklus wird die Diode 46, die zu dem Kondensator führt, ebenfalls in Sperrichtung betrieben, wodurch das Aufladen des Kondensators über diesen Weg verhindert wird. Andererseits gestattet das Vorhandensein des positiven Potentials an dem Knotenpunkt 26 und der Widerstandspfade, die durch den Widerstand 50 und den Widerstand 41 (der über die Diode 47 wirkt) dargestellt werden, das Aufladen und einen daraus resultierenden allmählichen Anstieg der Spannung an dem Kondensator 49. Die Aufladezeitkonstante wird ausreichend lang gemacht, um ein fortgesetztes Sperren des Oszillatortransistors 37 während des gesamten Halbzyklus zu gewährleisten. Bei den angegebenen Werten steigt die Spannung an dem Kondensator auf 16 V an, während die Spannung an der oberen Anzapfung auf denselben Wert plus einem Diodenspannungsabfall ansteigt. Die Spannung an der unteren Anzapfung, die mit der Basiselektrode verbunden ist, ist die Spannung an der oberen Anzapfung dividiert durch ein Verhältnis von 1 bis 30, das durch die Widerstände 43 bzw. 42 hergestellt

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wird. Somit bleibt die Spannung während des gesamten Zyklus kleiner als ungefähr ein halbes Volt und roicht nicht aus, um den Transistor 37 vorwärts-vorzuspannen. Wenn das nächste negative Schwingen erfolgt, werden die Dioden 46, 47 wieder leitend und entladen den Kondensator 49 auf beinahe null und wiederholen den soeben beschriebenen Zyklus. In der zweiten niedrigen Helligkeitseinstellung läuft der Vorgang im wesentlichen in der oben beschriebenen Weise ab. Mit den angegebenen Werten wird die Sperrung aufrechterhalten und der Triggeroszillator bleibt unwirksam, was zur Folge hat, daß der Schalttransistor 27 in dem normalen nichtleitenden Zustand bleibt.

Die Unterdrückung von Triggeroszillationen erfolgt ohne nachteilige Auswirkung auf den Betrieb der Beleuchtungseinheit in der hohen Helligkeitseinstellung. Die Schwingungsunterdrückungsschaltung hat also keine nachteilige Auswirkung auf das Zünden oder Wiederzünden oder auf die Entladungsbogenaufrechterhaltungsfunktion, die den Entladungsbogen gegen Stromstöße oder Überspannungen auf der Netzleitung unempfindlich macht. Die NichtStörung wird erreicht, ohne daß teuere mechanische oder elektrische Schaltvorrichtungen erforderlich sind, und erfordert nicht mehr als die hier beschriebenen einfachen Schaltungselemente. Das Verhindern einer Störung wird hauptsächlich durch die Diode 47 erreicht, die im Sperrrichtungsbetrieb gehalten wird und so den Kondensator 49 von dem Basisspannungsteiler während sämtlichen bedeutsamen Betriebsarten in der hohen Helligkeitseinstellung trennt. Wenn der Strom zum ersten Mal in der hohen Helligkeitseinstellung eingeschaltet wiz<l, ist der Kondensator 49 auf einer anfänglich niedrigen Spannung und wird am Anfang den Triggeroszillator daran hindern, in Betrieb zu gehen. Der Kondensator lädt sich jedoch schnell, typischerweise in 50 ms, auf einen Wert auf, welcher dem Triggeroszillator gestattet, mit dem Schwingen zu beginnen. Im übrigen Teil des Startprozesses wechselt der Knotenpunkt 26, wenn Triggerimpulse wiederholt erzeugt werden und der Transistorschalter 27 wiederholt

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umschaltet, zwischen einem hohen positiven Potential und einem nahe bei null liegenden Potential. Der Kondensator 49 wird sich über den Widerstand '50 und bisweilen über den Widerstand 41 auf einen Mittelwert aufladen, der von dem Tastverhältnis abhängig ist, aber kleiner als der Spitzenwert ist, der an dem Knotenpunkt 26 erscheint. Die Diode 47 trennt somit den Kondensator 49 von dem Knotenpunkt während der Zeit, in der der Schalttransistor eingeschaltet ist, und während eines Teils der Zeit, während der der Transistorschalter abgeschaltet und auf einer Spannung ist, die noch nicht die auf dem Kondensator 49 gespeicherte übersteigt. Diese Trennung und die großen Widerstände 50 und 41 in den Ladepfaden verringern den in den Kondensator 49 fließenden Strom, so daß es keine bedeutsame Verringerung der Leistung zum Zünden der Entladungslampe gibt. Die Schaltung hat außerdem keinen bedeutsamen Einfluß auf die Betriebsfrequenz der Entladungslampe, da die Folgefrequenz hauptsächlich durch den niedrigen Widerstand 43 (1 kß) und den Kondensator 38 festgelegt wird. Wenn angenommen wird, daß die Entladungslampe eine normale endgültige Betriebsspannung erreicht hat, bei der ungefähr 90 V an dem Knotenpunkt 26 erzeugt werden, wird sich der Kondensator auf einen Wert aufladen, der durch das Verhältnis zwischen den Widerständen 50 und 51 festgelegt ist, d.h. auf ein Drittel dieses Wertes oder 30 V, was die Verwendung eines relativ billigen 50-Volt-Elektrolytkondensators gestattet.

Die Entladungsbogenaufrechterhaltungsfunktion wird nicht durch die Triggerunterdrückungsschaltungsanordnung beeinflußt. Die Spannung an dem Kondensator 49 legt die Spannung an der Katode der Diode 47 fest. Gleichzeitig ist die Anode der Diode 47 mit einer ähnlichen Anzapfung an der Spannungsteilerschaltung 41, 42 verbunden. An dieser Anzapfung beträgt das Teilungsverhältnis ein Fünftel der Spannung an dem Knotenpunkt 2.6 und, wenn angenommen wird, daß dor Knotenpunkt an einer Spannung von 90 V liegt, wird die Diode bei ungefähr 12 V während der gesamten Betriebsart in Sperrichtung betrieben. Sollte sich die Spannung an dem Spannungsteiler oder der Strom in

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der Entladungslampe ändern, bleibt daher die Eingangsvorspannung an dem Triggeroszillatortransistor" 37 durch das Vorhandensein des Kondensators 49 oder die anderen Bauelemente, die zum Unterdrücken von Triggerschwingungen benutzt werden, unbeeinflußt. Die Entladungsbogenaufrechterhaltungsfunktion wird also nicht beeinträchtigt.

Das Diodenpaar 48, 52 ist vorgesehen, um die. Beleuchtungseinheit sowohl vor hohen Spannungssprüngen als auch vor Zündspannungsstößen zu schützen, und zwar hauptsächlich in der ersten niedrigen Helligkeitseinstellung. Der Schutz vor Spannungsstößen und Überspannungen in der hohen und in der zweiten niedrigen Helligkeitseinstellung resultiert aus dem Vorhandensein der Brücke und des Kondensators 16. Die Dioden 52 und 53 sind zu dem Filterkondensator 16 parallel geschaltet und ihr Verbindungspunkt ist mit dem Ring 7 verbunden, wie weiter oben beschrieben. Der Schutz gilt hauptsächlich für die Zeiten, in denen der Schalter in der zweiten Stellung ist, er kann aber aufgrund von Kontaktproblemen auch in der vierten Stellung vorhanden sein, wenn der Kontaktplättchenkontakt schlecht ist.

Das Prinzip des Schutzes ist es, jedwede Leitungs- oder Netzspannungsstöße über eine Diode niedriger Impedanz in den 50-Mikrofarad-Kondensator 16 unschädlich zu entladen. Die Di-Diode 52 schützt vor positivgehenden Spannungsstößen an dem Ring, indem sie den Spannungsstoß über ihre positive Klemme in den Kondensator 16 leitet. Die Diode 48 schützt in gleicher Weise vor negativgehenden Leitungs- oder Netzspannunysstößen, indem sie den Spannungsstoß über ihre negative Klemme in den Kondensator 16 leitet. Billige Dioden haben ziemlich große Strombelastbarkeiten und in Verbindung mit einem großen Kondensator zum Aufnehmen der Ladung wird verhindert, daß irgendwelche bedeutsamen Strom- oder Spannungsstöße an andere Bauelemente der Schaltung angelegt werden.

Ein Schutz vor Zündspannungsstößen erfolgt durch die Diode

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48, die zwischen den Ring und die gemeinsame Gleichstromversorgungsklemme geschaltet dargestellt ist. Falls der Schutz vor Leitungs- oder Netzspannungsstößen in der hier beschriebenen Ausführungsform aus Kostengründen weggelassen werden müßte, sollte die Diode 48 in der in Fig. 2A gezeigten Position oder an dem Knotenpunkt 26 erhalten bleiben, um zu verhindern, daß der Knotenpunkt 26 während des Anlauf-Spannungsstoßes negativ geht. (Die zweite Ausführungsform, die weiter unten mit Bezug auf Fig. 4A beschrieben ist, hat in entsprechender Weise keine Einrichtungen zum Schutz vor Leitungs- oder Netzspannungsstößen). Eine nachteilige Auswirkung des Negativgehens des Knotenpunktes 26 sind das Anlegen einer Rückwärtsspannung an den kleinen 2,2-Mikrofarad-Kondensator 49 und ein übermäßiger Stromfluß in der Ausgangsübergangszone das Transistors 27. Der Zustand, der den Knotenpunkt dazu bringt, negativ zu gehen, tritt ein, wenn die Beleuchtungseinheit zum ersten Mal eingeschaltet wird, normalerweise in der ersten niedrigen Helligkeitseinstellung. Die kritische Periode ist der erste Augenblick nach dem Einschalten, wenn der Kondensator 16 beginnt/ sich auf einen positiven Wert aufzuladen. Der Stoßstrom wird durch die Wechselstromleitungsimpedanz, die in Reihe geschalteten Elemente und den 2-Ohm-Widerstand 24 in Reihe am Netz festgelegt. Ein maximaler Stromstoß von 50 A könnte zwar erwartet werden, aber ein Wert von 1OA ist angesichts der anderen Reihenschaltungselemente typischer. Wenn ein Stromstoß von 10 A angenommen wird, würde der Spannungsabfall an dem 2-0hm-Widerstand 20 V negativ in bezug auf Schaltungsmasse sein (bei NichtVorhandensein der Diode 48). Diese Spannung minus dem Kollektor-Basis-Vorwärtsspannungsabfall des Transistors 27 würde an dem Knotenpunkt 26 erscheinen. Da die Dioden 45 und 46 ebenfalls leitend sind, würde diese Spannung auch an dem Kondensator 49 erscheinen. Das Vorhandensein der Diode 48 (in der einen oder andert.n Position) verhindert somit das Negativgehen des Knotenpunkts 26 und damit wiederum das Ne-

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.χ--.3.2

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gativgeheri der normalerweise positiven Elektrode des Kondensators 49. Durch ihr Vorhandensein eliminiert die Diode 48 das Erfordernis eines Wechselstrom zulassenden Kondensators und gestattet die Verwendung eines Elektrolytkondensators für eine relativ niedrige Spannung, wie weiter oben beschrieben.

Die Diode 48 schützt darüber hinaus (in jeder Position) den Transistor 27 vor demselben starken Stoßstrom, der auftritt, wenn der Kondensator 16 zum ersten Mal aufgeladen wird. Beginnend mit der Bezugsklemme oder Masse kann der Pfad für den Strom durch den Transistor als sich über den Widerstand 24, die Wicklungen 33, 34, die Basis bzw. den Kollektor des Transistors 27, den Knotenpunkt 26, die Diode 45 hinein in die Schraubsockel- und Fassungsverbindung und aus derselben heraus zu dem Ring 7 und dem Gewindemantel 6 (wo der 12o-VoIt-Wechse!stromgenerator eingefügt ist), die Sicherung, die untere rechte Diode in der Brücke 15, die positive Klemme des Kondensators 16, dessen andere Klemme geerdet ist, um den Stromkreis zu schließen, fortsetzend betrachtet werden. Die Diode 38, die entweder zwischen Masse und den Ring 7 (bei leitender Diode 45) oder zwischen den Knotenpunkt 26 und Masse geschaltet ist, ist in derselben Richtung wie der Ausgangsanschluß des Transistors 27 gepolt und ist zu dem Teil der Schaltung parallel geschaltet, der soeben beschrieben worden 1st und den 2-Ohm-Widerstand 24, die Wicklungen 33 und 34 und die Basis bzw. den Kollektor des Transistors 27 enthält. Am Anfang, wenn der Knotenpunkt 26 negativ geht, wobei der Anfangsstromstoß in den Kondensator 16 geht, wird bezüglich des Transistors 27 und der Diode 48 der meiste Strom von dem Transistor gezogen, da seine Übergangszone gegenüber der der Diode 48 massiv ist und da bei kleineren Strömen die Auswirkung des Spannungsabfalls in dem 2-Ohm-Widerstand 24 hinsichtlich des Ableitens des Stoßstroms in die Diode 48 vernachlässigbar ist. Wenn der Stromstoß zunimmt, wird der Spannungsabfall, der an dem

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Widerstand 24 auftritt, addiert zu dem der Transistorausgangsübergangs zone den Ubergangszonenspannungsabfall der kleineren Diode 4 8 übersteigen. Wenn das erfolgt, wird ein Hauptteil jedes Stoßstroms in die Diode 48 abgeleitet und von der Ausgangsübergangszone des Transistors 27 weggeleitet, wodurch letzterer vor einer hohen Strombeanspruchung bewahrt wird. Eine relativ wenig kostende Diode kann Stromstöße von einigen zehn Ampere ohne nachteilige Folgen aushalten und schützt somit wirksam den Transistor, der solche Stromstöße viel weniger zuläßt.

Wenn von der hohen Helligkeitseinstellung auf die zweite niedrige Helligkeitseinstellung übergegangen wird, ist es erforderlich, das Entladungsrohr abzuschalten. Das erfolgt durch die Diode 45 (wenn die Ringklemme 7 negativ geht), die dem Entladungsrohr den Strom für eine Zeitspanne wegnimmt, die lang genug ist, um es zu löschen, und durch die Diode 47, die dem Oszillatortransistor 37 Basisstrom wegnimmt und somit die Eigenschaft des Auffangens von Überspannungen oder -strömen blockiert, aufgrund der sonst versucht würde, das Entladungsrohr ionisiert zu halten.

Fig. 4A gleicht Fig. 2A, mit Ausnahme der Abblendschaltung, In Fig. 4A enthält die Abblendschaltung Bauelemente 60 bis 63, die an dem Knotenpunkt 26, dem Transistor 27, dem Ringkontakt 7 und dem Kontaktplättchen 8 in die Schaltung geschaltet sind. Die Anode des gesteuerten Siliciumgleichrichters oder Thyristors 60 ist mit dem Knotenpunkt 26 verbunden, seine Katode ist mit dem Ringkontakt 7 verbunden und seine Steuerelektrode ist mit der Verbindung eines Widerstands 61 und eines Kondensators 62 verbunden, die in Reihe zwischen den Ring 7 und das Kontaktplättchen 8 geschaltet sind, wie dargestellt. Außerdem ist eine Diode 63 vorgesehen, deren Anode mit dem Knotenpunkt 26 verbunden ist. Die Katode der Diode 63 ist mit dem Kollektor des Transistors 2 7 und mit dem oberen Ende des PTC-Widerstands 40 verbunden.

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Die Schaltung von ?ig. 4A arbeitet in derselben Weise wie die in Fig. 2A dargestellte, mit Ausnahme der Abblendschaltung. Die Abblendschaltung von Fig. 4A arbeitet folgendermaßen. Wenn der Schalter 13 in seiner zweiten Position ist (niedrige Helligkeitseinstellung), wird Halbwellenstrom dem Glühfaden 12 über den Thyristor 60 zugeführt, der während abwechselnder Halbperioden durch einen Stromfluß durch den Kondensator 62 in den Ein-Zustand gesteuert wird. Die Diode 63 verhindert, daß sich der Filterkondensator 16 auf eine Spannung auflädt, die groß genug ist, um den Triggeroszillator 3 7 während dieser niedrigen Helligkeitseinsteilung zu betätigen. In der dritten Schalterstellung (hohe Helligkeitseinstellung) ist der Ring 7 nicht mit dem Stromversorgungseingang verbunden und daher liegt der Thyristor "außerhalb" der Schaltung und die Entladungslampe arbeitet in der oben beschriebenen Weise. In der vierten Stellung des Schalters 13 (hohe Helligkeitseinstellung) sind der Ring 7 und das Kontaktplättchen 8 mit einander verbunden, schalten den Widerstand 61 und den Kondensator 62 parallel und spannen den Thyristor in den AUS-Zustand vor.

Die Betriebsschaltung, die in den Fig. 2A und 4A gezeigt ist und nicht die Einrichtungen aufweist, die für den Betrieb mit geringer Helligkeit vorgesehen sind, ist Gegenstand der weiteren Patentanmeldung P 30 21 209.0 der Anmelderin. Die folgende Beschreibung stellt eine dieser Patentanmeldung entnommene Information dar, die hier zur Verdeutlichung der Anmeldung und der Vorteile der hier beschriebenen Erfindung eingeführt wird.

Bei der Vorzündung, der Zündung und dem Übergang vom Glimmen zur Bogenentladung (in der hohen Helligkeitseinstellung) spielen der Transformator 23, der Transistorschalter 27 und der Triggeroszillator (37, usw.) der Betriebsschaltung eine aktive Rolle beim Erzeugen eines Hochfrequenzausgangssig-

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nals. Der Wechsel in dem elektrischen Ausgangssignal zum Gleichstrom, der zwischen dem Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen und dem Aufwärmen auftritt, erfolgt auf Zustände in der Hauptlampe hin. Allmählichere Wechsel in dem elektrischen Ausgangssignal der Betriebsschaltung treten zwischen der Vorzündung und der Zündung sowie zwischen der Zündung und dem übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen auf, wobei diese Wechsel ebenfalls auf Zustände in der Hauptlampe hin erfolgen.

Bai der Vorzündung, der Zündung und dem Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen erzeugt die Betriebsschaltung Hochspannungsimpulse kurzer Dauer zum Zünden der Entladungslampe, wobei die Spannung auf die Lampenbelastung bei dem Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen hin auf einen niedrigeren Wert abfällt. Während der Vorzündung haben die unidirektionalen Hochspannungsimpulse ein beträchtliches oszillierendes Einschwingen (ringing) und treten mit einer Frequenz vai5O kHz auf. Bei dem Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen ist das oszillierende Einschwingen geringer _und die Frequenz verschiebt sich auf 35 kHz Die Abwärtsverschiebung der Frequenz erzeugt ein kürzeres Transistorlei tungstastverhältnis, welches die Energie vergrößert, die der Lampe bei dem übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen zugeführt wird. Die Betriebsschaltung gibt außerdem Strom an den Glühfadenwiderstand 12 in Form einer Reihe von unidirektionalen Impulsen mit der Frequenz von 50-35 kHz ab.

Die Betriebsschaltung erzeugt den oben beschriebenen Hochfrequenzstrom infolge des hochfrequenten ümschaltens des monostabilen Transistorschalters. Intermittierendes Umschalten des. Transistorschalters erzeugt eine Wechselstromkomponente in der Hauptprimärwicklung 31 des Aufwärts transformator, eine hochtransformierte Wechselstromkomponente in dem Transformatorausgangssignal und einen pulsierenden Strom in dem Glühfadenwiderstand 12, der hauptsächlich unidirektional ist.

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Ein Wechselstromfluß in der Hauptprimärwicklung findet folgendermaßen statt. Wenn angenommen wird, daß der Transistor 27 durch ein geeignetes Triggersignal eingeschaltet worden ist, das an seinen Eingangsanschluß angelegt worden ist, ist ein Verschiebungsstrompfad zwischen der positiven und der negativen Klemme der Gleichstromversorgung geschlossen.

Der schaltende Transistor stellt, wenn er leitend ist, eine niedrige Impedanz dar, und der Kondensator 35, die Primärrückkopplungswicklung 33 und der Widerstand 24 sind ebenfalls niedrige Impedanzen. Wenn der Strom in der Schaltung zunimmt, erzeugt die Primärrückkopplungswicklung, die mit der Sekundärrückkopplungswicklung 34 induktiv gekoppelt ist, eine Mitkopplung in dem Eingangskreis des Transistors und schaltet diesen stärker ein. Der Stromaufbau setzt sich jedoch fort, bis ein vorgeschriebener Flußwert in dem Kern des Leistungstransformators erreicht ist. An diesem Punkt wird die Rückkopplung umgekehrt und wird zur Gegenkopplung, wodurch der Transistor 27 abgeschaltet wird, bevor die volle Kernsättigung erreicht ist. Das Aufhören des Leitens des Transistors 27 öffnet den vorherigen Pfad für den Stromfluß durch die Primärwicklung und gestattet, daß ein Teil der in der Schaltung gespeicherten Energie in Form eines Rückwärtsstroms in dem Glühfadenwiderstand 12 verbraucht wird.

Der Transformator 28 hat die Eigenschaft der Rückkopplungsumkehr, durch die der Transistor abgeschaltet wird, bevor die volle Kernsättigung erreicht wird. Dieser Transformator ist in Fig. 3 gezeigt, wobei die Zeichnung einen Doppel-E-Kern oder einen 8-Kern mit einer Steueröffnung am Fuß des mittleren Schenkels zeigt, der durch die Arme des "E" gebildet wird. Die Hauptleistungswicklungen 31 und 32 sind auf den Mittelschenkel gewickelt gezeigt, der den Armen des E entspricht, während die Primär- und die Sekundärsteuerwicklung 33 und 34 durch die öffnung gewickelt sind. Der Richtungssinn der Rückkopplung ist von dem Flußwert in dem die öffnung umge-

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benden Kern abhängig. Die Rückkopplung zu der Sekundärsteuerwicklung 34 ist eine Mitkopplung bei niedrigen Flußwerten- und eine Gegenkopplung bei hohen Flußwerten.

Die transformierte Version der Hochfrequenzwechselspannung, die an der Transformatorprimärwicklung währender Vorzündung, der Zündung und dem Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen erscheint, erscheint an der von der Wicklung 31 entfernten Klemme der Wicklung 32. Das Ausgangssignal wird von der Wicklung 32 mit Hilfe des Kondensators 36 zur Anode der Entladungslampe 11 gekoppelt. Das Ausgangssignal hat die Form von unidirektionalen Impulsen, und zwar aufgrund des Vorhandenseins der Diode 23, deren Anode mit dem Knotenpunkt 26 und der nicht mit einem Punkt versehenen Klemme der zweiten Wicklung verbunden ist , während ihre Katode mit der Anode der Entladungslampe verbunden ist. Die Diode 23 ist so gepolt, daß sie das Anlegen.einer hochtransformierten Sekundärspannung an die Entladungslampe gestattet, die während des Rückwärtsstromflusses in dem Transformatorprimärkreis gebildet wird, und um das Anlegen der Sekundärspannung zu unterdrücken, die während des Vorwärtsstromflusses gebildet wird, wenn der Schalttransistor leitend ist. Der Transformator 20 ist ein Aufwärtstransformator mit einem Übersetzungsverhältnis von 640/140, der bei der angegebenen Polung der Diode 23 Energie an die Entladungslampe während AUS-Perioden des Transistorschalters abgibt. Mit den angegebenen Parametern und unter der Annahme eines wesentlichen oszillierenden Einschwingens beträgt das verfügbare Vorzündpotential 1600 V von Spitze zu Spitze. Die Vorzündung hat nominell eine Dauer von null Sekunden, wenn die Lampe kalt ist, und von 45 s bis 4 min, wenn die Lampe heiß ist.

Der Strom für die Reservebeleuchtung während der Vorzündung, der Zündung und dem Übergang vom G .1 Imine η zum Ent]adungebogen wird durch Ilochfrequenzumschalten des Transistorschalters erzeugt. Ia dem Zeitpunkt, in welchem der Transistorschalter leitend wird, wird ein Gleichstrompfad zwischen der

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positiven Klemme und der gemeinsamen Klemme der Gleichstromversorgung geschlossen. Der Gleichstrompfad enthält den Reservelicht erzeugenden Glühfadenwiderstand 12, den Transistor 27 (Kollektor- bzw. Emitterelektrode), die Primärrückkopplungswicklung 33 und den Stromabfühlwiderstand 24. Der Transistor 27 stellt eine niedrige Impedanz dar, wenn er leitet, und die Primärrückkopplungswicklung 33 und der Widerstand 24 sind ebenfalls niedrige Impedanzen.

Zusätzlich zu dem intermittierenden Strom, der dem Glühfadenwiderstand in dem soeben beschriebenen Gleichstrompfad zugeführt wird, fließt auch der Rücklaufteil des Wechselstroms, der in der Primärwicklung 31 des Transformators fließt, durch den Glühfadenwiderstand, wie weiter oben erläutert. Während der Vorzündung, bei der die Sekundärwicklung des Transformators 28 im wesentlichen einen offenen Stromkreis bildet, ist die Heizwirkung des Rückwärtsstroms in dem PrimärStromkreis vernachlässigbar. Während des Überganges vom Glimmen zum Entladungsbogen, wenn die Lampe die größere Energie aufnimmt, trägt der Wechselstrom beträchtlich zu dem Gesamtstromverbrauch des Glühfadens bei, in welchem die Versorgung mit pulsierendem Gleichstrom verringert wird.

In der hohen Helligkeitseinstellung spricht die Betriebsschaltung auf den elektrischen Zustand der Entladungslampe an und erzeugt die oben während der Vorzündung, der Zündung und der Periode des Übergangs vom Glimmen zum Entladungsbogen charakterisierten Ausgangssignale. Die Einrichtung, durch die diese Ansprechempfindlichkeit erreicht wird, enthält den Triggeroszillator (Transistor 37, usw.), den Lampenstromabfühlwiderstand 24 und die Spannungsteilerwiderstände 41, 42 und 43.

Der Triggeroszillator bewirkt einen aktiven Betrieb des Transistorschalters 19 während der Vorzündung, der Zündung und der Periode des Übergangs.vom Glimmen zum Entladungsbogen und steuert das Transistortastverhältnis (d.h. dessen

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relaLxvo Iiinsclialtdauer) so,daß der Entladungslampe während der Periode des Übergangs vom Glimmen zum Entladungsbogen zusätzliche Energie geliefert wird. Da der Transistorschalter monostabil ist, leitet jeder Triggerimpuls, der von dem Triggeroszillator geliefert wird/ eine Leitungssequenz ein. Sollte es erwünscht sein, daß die Entladungslampe überhaupt nicht arbeitet, beispielsweise wenn die Beleuchtungseinheit in einer niedrigen Helligkeitseinstellung ist und nur die Glühfadenbeleuchtung erwünscht ist, dann wird gemäß der Erfindung der Hochfrequenzbetrieb verhindert, indem Schwingungen des Triggeroszillators verhindert werden. Die Abblendfunktion bewahrt, wie weiter oben erwähnt, die Anpassungsfähigkeit der Stromversorgung, auf schnelle Änderungen in der Lampenspannung und dem Lampenstrom oder auf Netzspannungs- oder -Stromstöße zu reagieren.

In<fer hohen Helligkeitseinstellung wird der Triggeroszillator in dem Zeitpunkt aktiviert, in welchem die Betriebsschaltung zum ersten Mal mit Strom versorgt wird, und bleibt während der Vorzündung, der Zündung und dem Übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen mit Strom versorgt. Während der Vorzündung gibt es keinen Lampenstrom, wohingegen während der Zündung und während des Übergangs vom Glimmen zum Entladungsbogen der Lampenstrom auf ein Fünftel Ampere (Spitzenwert) in kurzen Impulsen ansteigt. Die Spannung, die an der Transformatorprimärwicklung an dem Knotenpunkt 26 gebildet wird, ist während der Vorzündung hoch (>300V), fällt unter dem Belastungseinfluß der Lampe während der Zündung und während des Übergangs vom Glimmen zum Entladungsbogen beträchtlich ab und besteht aus einer Reihe von Impulsen, die am Anfang in beträchtlicher Weise oszillierend einschwingen.

Der Vorwärtsstrom und die Spannungszustände, die den Lampenzustand während der Vorzündung, der Zündung und dem übergang vom Glimmen zum Entladungsbogen wiedergeben, werden in dur

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Betriebsschaltung abgefühlt und an dem Eingangsanschluß des Oszillatortransistors differentiell verknüpft und zum Aktivieren des Triggeroszillators benutzt. Jeder Lampenstrom, der in dem Lampenstromabfühlwiderstand fließt, mit weichem die Kmitierclektrode des Flächen Lrunisis Lars 37 über die eine niedrige Impedanz aufweisende Rückkopplungswicklung 33 verbunden ist, erzeugt eine Spannung in einer Richtung, in der die Exngangsübergangszone rückwärts-vorgespannt wird. (Der Lampenstrom ist am Anfang null und bleibt während dieser Lampenzustände klein.) Die Spannung an dem Knotenpunkt 26 wird an den Spannungsteiler 41, 42, 43 angelegt, dessen untere Anzapfung mit der Basiselektrode des Transistors 37 verbunden ist. Die Spannung, die an dem Knotenpunkt 26 erscheint, ist positiv und ein Bruchteil (1/181) der an die Basiselektrode angelegten Spannung. Hier ist die Spannung in einer Richtung, in der sie bestrebt ist, die Eingangsübergangszone vorwärts-vorzuspannen. Während der Vorzündung ist die Spannung an dem Knotenpunkt 26 maximal und ausreichend, sofern angenommen wird, daß dem Kondensator Zeit zum Aufladen gelassen worden ist, zum Vorspannen des Transistors 37 in Durchlaßrichtung und zum Einleiten der Oszillation.

Der Triggeroszillator arbeitet als-Sägezahngenerator, wobei der Kondensator 30 über die passiven Bauelemente der Betriebsschaltung wiederholt aufgeladen und durch die Transistoren 27, 37 wiederholt entladen wird. Die Aufladeperiode des KondensaLors 38 wird hauptsächlich durch den Wert des Kondensators 38, den Wert des Widerstands 4 3 und die zum Aufladen des Kondensators 38 angelegte Differenzspannung bestimmt. Der Abcchaltvorgang des Transformators 2 8 läßt eine restJiche umgekehrte Spannung auf dem Kondensator am Ende der Leitung des Schalters, die durch die Reihenschaltung aus der Diode 2 9 und dem Widerstand 30 begrenzt wird.

Eine Überprüfung der Schaltung zeigt, daß, wenn ausreichend hohe Potentiale an dem Knotenpunkt 26 vorhanden sind und

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wenn ein niedriger Lampenstrom angenommen wird, der Oszillator zu leiten beginnt, wenn der Kondensator 38 den Wert erreicht, der erforderlich ist, um die Eingangsübergangszone des Transistors 37 vorwärts- oder in Durchlaßrichtung vorzuspannen (+0,6 V), wie oben angegeben. Die Spannung auf dem Kondensator wird durch die Differenz zwischen der Spannung an der unteren Spannungsteileranzapfung und der Spannung aufgrund des Lampenstroms in dem Widerstand 24 festgelegt.

Nachdem der Transistor 37 leitet, fließt. Strom in der Primärrückkopplungswicklung 33 und die starke Mitkopplungswirkung, an der die Sekundärrückkopplungswicklung 34 und der Kondensator 38 beteiligt sind, erzeugt einen Triggerimpuls kurzer Dauer zum Einschalten des Transistorschalters 27.

Unter der Annahme, daß der Entladungslampenstrom zu fließen begonnen hat und daß die Spannung an der Lampe anzusteigen begonnen hat, fällt die zum Aufladen des Kondensators 38 benutzte Differenzspannung auf den Mittelwert, wodurch die Periode, die zum Einschalten des Transistors 37 und zum Einleiten des nächsten Triggerimpulses erforderlich ist, vergrößert wird. Das gibt mehr Zeit, um die in dem Eingangskreis der Betriebsschaltung gespeicherte Energie an die Lampe abzugeben. Früher in dem Zündzyklus kann der Lampenkatodenstrom durch das nächste Leitungsintervall abgebrochen werden, wobei dann weniger gespeicherte Energie der Entladungslampe zugeführt wird. Die Schaltung ist so ausgelegt worden, daß die Nichtleitungsperiode maximal ist, wenn die Lampenspannung in dem Glimmgebiet ist (ungefähr 200-400 V), um die Ausgangsleistung bei etwa 9 W für Metalldampflampen zu maximieren.

In der hohen Helligkeitseinstellung, nachdem die Entladungslampe einen Glühemissionsbetrieb entsprechend dem Aufwärmen erreicht hat, ist vorgesehen, daß das Hochfrequenzausgangssignal, das durch das Schalten des Transistors erzeugt wird,

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stoppt und daß der Gleichstromzustand beginnt. Der Triggeroszillator, der den monostabilen Transistorschalter in den aktiven Betrieb triggert, bleibt rückwärts-vorgespannt, und zwar aufgrund einer neuen Gruppe von Strom- und Spannungszuständen in der Betriebsschaltung, und wird unwirksam. Die gleichgerichtete Hochfrequenzspannung ah dem Knotenpunkt 26, die vorher an dem Spannungsteiler 41, 42, 43 anlag, wird durch eine bleibende Gleichspannung mit etwas Welligkeit ersetzt, welche die Lampenspannung darstellt. Die Gleichspannung setzt sich in einem Sinne fort, in welchem das Leiten begünstigt wird, ist aber um 1 oder 2 Größenordnungen niedriger. Die Diode 23, die nun in Durchlaßrichtung betrieben wird, verbindet den Spannungsteiler mit der Lampe, und der Spannungsteiler fühlt nun 1/181 der neuen Lampenspannung ab, am Anfang 15V. Gleichzeitig fließt ein maximaler Anfangslampenstrom von 0,6 A in dem Widerstand 24 und führt zu einem das Leiten blockierenden Spannungsabfall von 1,2 V. Die Differenzspannung erzeugt eine Sperrvorspannung an der Eingangsübergangszone des Transistorschalters.

Wenn sich das Aufwärmen bis zum endgültigen Betriebszustand fortsetzt, steigt die Lampenspannung an und der Lampenstrom fällt ab. Die Lampenzustandsfühler werden so eingestellt, daß sie den Triggeroszillator während des Aufwärmens und während des endgültigen Betriebes unwirksam halten. Im endgültigen Betrieb erreicht die Lampe einen Strom von 0,3 A und eine Spannung von 87 V. Sollte die Lampenspannung um 10 V über die normalen Werte ansteigen (z.B. 97 V) und der Strom auf 0,050 A abfallen, wird der Triggeroszillator zum Schutz vor einem Transistorausfall wieder aktiviert.

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Claims (14)

1. Patentansprüc h e :

   Ί .,) Beleuchtungseinheit für Wechselstrombetrieb, die niedrige und hohe Helligkeitseinstellungen hat, gekennzeichnet durch: A) eins erste, eine zweite und eine dritte Klemme (6, 8, 7) zum wahlweisen Verbinden der Beleuchtungseinheit mit einer Wechselstromquelle,

   ß) eine Gleichrichterbrücke (15) mit einer ersten und einer zweiten Wechselstromeingangsklemme sowie mit einer ersten und einer zweiten Gleichstromausgangsklemme, wobei die erste Eingangsklemme der Brücke mit der ersten Klemme (6) der Beleuchtungseinheit und die zweite Eingangsklemme der Brücke mit der zweiten Klemme (8) der Beleuchtungseinheit verbunden ist,

   C) einen ersten Filterkondensator (16), der zwischen die Gleichstromausgangsklemmen geschaltet ist,

   D) eine als Hauptlampe dienende Entladungslampe (11), die in einen Reihenpfad zwischen einen Knotenpunkt (26) und die erste Ausgangsklemme der Brücke geschaltet ist, um eine Beleuchtung mit hoher Helligkeit zu erzeugen, und die eine von ihrem elektrischen Zustand abhängige Erregung erfordert,

   E) einen Widerstandsglühfaden (12), der in einen Reihenpfad

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   zwischen die zweite Ausgangskleinme der Brücke und den Knotenpunkt geschaltet ist und in der niedrigen Helligkeitseinstellung für eine Beleuchtung mit niedriger Helligkeit und in der hohen Helligkeitseinstellung für eine Reservebeleuchtung während des Zündens der Hauptlampe sorgt und einen Stabilisierungspfad für den Hauptlampenstrom während des endgültigen Betriebes bildet,

   F) einen elektrischen Transformator (28), der eine Primärwicklung (31) hat, die in einen Reihenpfad zwischen die zweite Ausgangsklemme der Brücke und dem Knotenpunkt (26) geschaltet ist, und eine zweite Wicklung (32), die in einen Reihenpfad zwischen dem Knotenpunkt und einer Klemme (Λ) der Hauptlampe geschaltet ist,

   G) eine erste Diode (23), die in den Reihenpfad zwischen dem Knotenpunkt und der einen Hauptlampenklemme (A) so gepolt geschaltet ist, daß sie Hauptlampenstrom über den Glühfaden leitet, und im Nebenschluß zu der zweiten Wicklung liegt, um daran erscheinende transformierte Potentiale gleichzurichten,

   H) einen monostabilen, normalerweise nichtleitenden Festkörperschalter, der einen ersten Transistor (27) aufweist, welcher in einen Reihenpfad zwischen dem ersten Knotenpunkt (26) und der ersten Ausgangsklemme der Brükke geschaltet ist und bei intermittierendem Betrieb einen pulsierenden Strom in dem Glühfaden (12) für die Reservebeleuchtung sowie eine Wechselspannung in der Primärwicklung (31), die durch die erste Diode (23) gleichgerichtet und an die Hauptlampe zum Zünden angelegt wird, erzeugt,

   I) eine Gleichrichtervorrichtung, die den Knotenpunkt mit der dritten Klemme (7) der Beleuchtungseinheit so gepolt verbindet, daß sie ein Halbwellenleiten über die Gleichrichterbrücke und den Glühfaden für die Beleuchtung in der niedrigen Helligkeitseinstellung gestattet, und

   J) eine Einrichtung (46-52) zum Halten des Festkörperschalters in dem nichtleitenden Zustand in der niedrigen Helligkeitseinstellung.

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2. 2. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

   K) einen Triggeroszillator, der auf den elektrischen Zustand der Hauptlampe (11) anspricht, um einen intermittierenden Schalterbetrieb zum Zünden der Hauptlampe hervorzurufen, mit:

   1) einem zweiten Transistor (37), der eine Basis-, eine Emitter- und eine Kollektorelektrode hat, die in Oszillatorschaltung angeordnet sind,

   2)· einen ohmschen Spannungsteiler (41, 42, 43), der in Reihe zwischen den ersten Knotenpunkt (26) und die erste Ausgangsklemme der Brücke (15) geschaltet ist,
3. 3) einem Widerstand (24), der zwischen die andere Klemme (K) der Hauptlampe (11) und die erste Ausgangsklemme der Brücke (15) geschaltet ist, um einen Spannungsabfall zu erzeugen, der zu dem Strom in der Hauptlampe proportional ist, und
4. 4) einer Einrichtung zum Verbinden der Basis des zweiten Transistors (37) mit einer Anzapfung an dem Spannungsteiler (41, 42, 43) zum Abfühlen der Spannung an der Entladungslampe und mit einer Einrichtung (33) zum Verbinden des Emitters des zweiten Transistors mit der.anderen Klemme (K) der Hauptlampe zum Abfühlen des Stroms in der Hauptlampe, und

   L) wobei die Einrichtung (46-52) zum Halten des Festkörperschalters im nichtleitenden Zustand aus einer Einrichtung zum Halten des Triggeroszillators in einem nichtschwingenden Zustand in der niedrigen Helligkeitseinstellung besteht, mit:

   1) einer zweiten Diode (46), die in den Reihenpfad zwischen der dritten Klemme (7) der Beleuchtungseinheit und dem Spannungsteiler (41, 42, 43) geschaltet ist, wobei deren Katode mit der dritten Klemme verbunden ist und wobei die zweite Diode so gepolt ist, daß sie das Potential der Basiselektrode gegenüber dem der ersten Ausgangsklemme der Brücke (15) verringert,

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   um das Leiten des zweiten Transistors (37) während dex^-jenigen Halbwellen zu verhindern, während denen die Gleichrichtervorrichtung leitet, und 2) einem zweiten Kondensator (49), der zwischen die Anode der Gleichrichtervorrichtung und die erste Ausgangsklemme der Brücke (15) geschaltet ist und das verringerte Basispotential aufrechterhält, um das Leiten des zweiten Transistors (37) während derjenigen Halbwellen zu verhindern, während denen die Gleichrichtervorrichtung nichtleitend ist.

   3. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46-52) zum Halten des Triggeroszillators in einem nichtschwingenden Zustand enthält: eine dritte Diode (47), die zwischen die Gleichrichtervorrichtung und den Spannungsteiler (41, 42, 43) eingefügt ist und deren Katode mit der Anode der zweiten Diode (46) verbunden ist, während die Anode der dritten Diode mit dem Spannungsteiler verbunden ist, wobei die dritte Diode während der niedrigen Helligkeitseinstellung verhindert, daß die Spannung an der Spannungsteilerverbindung wesentlich positiver als die verringerte Spannung an dem zweiten Kondensator (49) wird, um Triggerschwingungen zu unterdrücken.

   4. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Widerstand (5O) vorgesehen ist, der zwischen den Knotenpunkt (26) und die eine Klemme des zweiten Kondensators (49) geschaltet ist, um den zweiten Kondensator auf einen Wert aufzuladen, durch den während der hohen Helligkeitseinsfcollung zum unverzögerten Ansprechen auf Zustände der Entladungslampe (11) die zweite Diode (46) in Sperrichtung betrieben und der zweite Kondensator von dem Spannungsteiler (41, 42, 43) getrennt wird.
5. 5. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Widerstand (51) vorgesehen ist, der zu dem zweiten Kondensator (49) parallel geschaltet ist, wobei das Verhältnis des zweiten Widerstandes (50) zu dem dritten

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   Widerstand (51) das Teilungsverhältnis des Spannungsteilers (41, 42, 43) übersteigt, um eine Sperrvorspannung an der dritten Diode (47) während des Betriebes in der hohen Helligkeitseinstellung aufrechtzuerhalten, und wobei der zweite und der dritte Widerstand die Spannungsbeanspruchungen an dem zweiten Kondensator im umgekehrten Verhältnis zu dem Verhältnis verringern.
6. 6. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Diode (48) vorgesehen ist, die zwischen den Knotenpunkt (26) und die erste Ausgangsklemme der Brücke

   (15) geschaltet ist, um eine Umkehr der Spannung an dem Knotenpunkt zu verhindern, um eine Spannungsumkehr an dem zweiten Kondensator (49) zu verhindern, und um übermäßige Strombeanspruchungen in dem Festkörperschalter während des Anfangs der Aufladung des ersten Kondensators (16) normalerweise in der niedrigen Helligkeitseinstellung zu verringern.
7. 7. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Diode (48) vorgesehen ist, die zwischen die dritte Klemme (7) der Beleuchtungseinheit und die erste Ausgangsklemme der Brücke (15) geschaltet ist, um eine Umkehr der Spannung an dem Knotenpunkt (26) zu verhindern, um eine Spannungsumkehr an dem zweiten Kondensator (49) zu verhindern und um übermäßige Strombeanspruchungen in dem Pestkörperschalter während des Anfangs des Aufladens des ersten Kondensators (16) normalerweise in der niedrigen Helligkeitseinstellung zu verringern.
8. 8. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine.fünfte Diode (52) vorgesehen ist, die zwischen die erste Ausgangsklemme der Brücke (15) und die dritte Klemme (7) der Beleuchtungseinheit geschaltet ist und in Zusammenwirkung mit der vierten Diode (48) einen Schutz vor transienten Leitungs- oder Netzvorgängen jeder Polarität während der niedrigen Helligkeitseinstellung bildet, in welcher nur die erste und die dritte Klemme (6, 7) der Beleuchtungseinheit mit der Wechselstromquelle

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   verbunden sind.
9. 9. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß sie so ausgelegt ist, daß nacheinander eine niedrige, eine hohe und eine niedrige Helligkeitseinstellung erhalten werden, wenn sie in eine Dreiwegschalterfassung eingesetzt wird, wobei die Beleuchtungseinheit einen Schraubsockel (14) zum Verbinden mit einer Dreiwegfassung (17) hat, der einen mit Gewinde versehenen zylindrischen Mantelkontakt (6) aufweist, welcher die erste Klemme der Beleuchtungseinheit bildet, ein Kontaktplättchen (8), das in der Mitte am Ende des Schraubsockels angeordnet ist und die zweite Klemme der Beleuchtungseinheit bildet, und einen Ring (7), der das Kontaktplättchen umschließt und die dritte Klemme der Beleuchtungseinheit bildet.
10. 10. Beleuchtungseinheit für Wechselstrombetrieb, die eine niedrige und eine hohe Helligkeitseinstellung hat, gekennzeichnet durch:

    A) eine erste, eine zweite und eine dritte Klemme (6, 8, 7) zum wahlweisen Verbinden der Beleuchtungseinheit mit einer Wechselstromguelle,

    B) eine Gleichrichterbrücke (15) mit einer ersten und einer zweiten Wechselstromeingangsklemme sowie einer ersten und einer zweiten Gleichstromausgangsklemme, wobei die erste Eingangsklemme der Brücke mit der ersten Klemme

    (6) der Beleuchtungseinheit und die zweite Eingangsklemme der Brücke mit der zweiten Klemme (8) der Beleuchtungseinheit verbunden ist,

    C) eine als Hauptlampe dienende Entladungslampe (11), die

    . in einen Reihenpfad zwischen einem Knotenpunkt (26) und der ersten Ausgangsklemme der Brücke geschaltet ist, um eine Beleuchtung mit hoher Helligkeit zu liefern, und die eine von ihrem elektrischen Zustand abhängige Erregung erfordert,

    D) einen Widerstandsglühfaden (12), der in einen Reihenpfad zwischen der zweiten Ausgangsklemme der Brücke (15) und den Knotenpunkt (26) geschaltet ist und in der niedrigen

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    Helligkeitseinstellung eine Beleuchtung mit niedriger Helligkeit liefert und in der hohen Helligkeitseinstellung einen Stabilisierungspfad für den Hauptlampenstrom nach dem Zünden bildet,

    E) eine Einrichtung (28) zum Zünden der Hauptlampe (11) in der hohen Helligkeitseinstellung; und

    F) eine Einrichtung (60) zum Verbinden des Knotenpunkts (26), und der dritten Klemme (7) der Beleuchtungseinheit, um
    den Glühfaden für die Beleuchtung in der niedrigen Helligkeitseinstellung mit Strom zu versorgen.
11. 11. BeleuchLungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die den Knotenpunkt (26) und die dritte Klemme (7) der Beleuchtungseinheit verbindet, eine Diode (45) ist, die so gepolt ist, daß sie für eine HaIbwellenstromversorgung des Glühfadens über die Gleichrichterbrücke (15) in der niedrigen Helligkeitseinstellung sorgt.
12. 12. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28) zum Zünden der Hauptlampe (11) mit den Gleichstromausgangsklemmen verbunden ist und
    einen elektrischen Aufwärtstransformator sowie einen intermittierend betätigten Festkörperschalter zum Anlegen einer hohen Zündspannung enthält.
13. 13. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufwärtstransformator (28) und der intermittierend betätigte Festkörperschalter mit dem Knotenpunkt

    (26) verbunden sind, um einen pulsierenden Strom dem Glühfaden (12) für die Reservebeleuchtung während des Zündens
    zuzuführen.
14. 14. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die den Knotenpunkt (26) und die dritte Klemme (7) der Beleuchtungseinheit verbindet,
    ein Thyristor (60) ist, der so gepolt ist, daß er für eine

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    Halbwelienstromversorgung des Glühfadens (12) über die Gleichrichterbrücke (15) in der niedrigen Helligkeitseinstellung sorgt, wobei die Anode des Thyristors mit dem Knotenpunkt, die Katode desselben mit der dritten Klemme (7) der Beleuchtungseinheit und die Steuerelektrode desselben mit der zweiten Klemme (8) der Beleuchtungseinheit verbunden ist.

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