DE3108547C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs bezeichneten Merk­ malen.

Eine solche Zündschaltung ist aus der US-PS 41 03 209 bekannt. Hierbei wird für die Zündung kalter wie auch zur Wiederzündung warmer Hochdruckentladungslampen, insbesondere Quecksilberdampflampen, eine Überlage­ rungszündschaltung verwendet, bei der ein kapazitiver Spannungsteiler, bestehend aus einer Reihenschaltung von zwei Kondensatoren, der aus Sekundärwicklung eines Impulstransformators und der Lampe gebildeten Reihen­ schaltung parallelgeschaltet ist, wobei dem mit der Lampe verbundenen Kondensator ein Widerstand parallel­ geschaltet ist. Zum Schalten dieser RC-Kombination ist ein äußerst aufwendiger Bedarf an Schaltelementen erforderlich, wodurch sich eine hohe Temperaturemp­ findlichkeit ergibt. Aufgrund der Dimensionierung der Bauteile ist zudem der Raumbedarf besonders groß. Die Schaltung ist zur Zündung von Quecksilberdampflampen ausgelegt und erzeugt hierfür nur einen und in seiner Phasenlage undefinierten Hochspannungszündimpuls. Zur Zündung von Metallhalogenidhochdruckentladungslampen, die ein erschwertes Zündverhalten aufweisen, ist diese Schaltung in ihrer Wirkung nicht ausreichend.

In der GB-PA 20 35 725 A ist eine Zündschaltung für eine Hochdruckentladungslampe beschrieben, bei der eine aus einem Kondensator und einem Widerstand be­ stehende Reihenschaltung der Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung eines Impulstransformators und der Entladungslampe parallelgeschaltet ist. Mit dieser Schaltung wird lediglich die Phasenlage der Zünd­ impulse in engen Grenzen gehalten. Da auch hier nur ein Zündimpuls erzeugt wird und eine Spannungsüber­ höhung im Moment der Zündung der Lampe nicht erfolgt, sind Zündgeräte nach dieser Schaltung deshalb eben­ falls nicht in der Lage, die in Frage kommenden Halo­ genmetalldampf- und Natriumdampf-Hochdruckentladungs­ lampen mit hohem Gasfülldruck zu zünden.

Es sind weiterhin Zündschaltungen bekannt, bei denen durch die Impulserzeugung tonfrequente Schwingungen erzeugt werden, die die Lampenzündung erleichtern. Derartige Schaltungen sind in der DE-OS 15 89 306, insbesondere in den Fig. 3 und 4, beschrieben. Trotz der Vorteile sind diese Schaltungen nicht ver­ wendet worden, da sich darin zwei wesentliche Nach­ teile herausstellten: Bei den vorgeschlagenen Schal­ tungen war in der Serienfertigung weder der für auto­ matisch arbeitende Zündgeräte erforderliche Betriebs­ spannungsbereich zwischen 160 und 198 V noch die für eine sichere Lampenzündung notwendige Phasenlage der Zündimpulse zwischen 60°el und 90°el der 50 Hz-Netzhalbwelle einzuhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisch arbeitendes Überlagerungszündschalt­ gerät zu schaffen, bei dem die Einsatz- und die Abschaltspannung sowie die Phasenlage der Zündimpulse bei ansteigender Versorgungsspannung in einem engen Bereich liegen, wobei durch die Erzeugung mehrerer Impulse pro Halbwelle sowohl eine Kalt- als auch eine sichere Warmzündung auch schwer zündender Lampen ge­ währleistet sein soll. Der Aufwand an Bauteilen soll größen- und kostenmäßig gering gehalten werden. Das Gerät soll zur Zündung von Metallhalogenid- und Natriumhochdruckentladungslampen gleichermaßen geeig­ net sein.

Überraschenderweise wird diese Aufgabe bei einem Über­ lagerungszündschaltgerät durch eine Schaltungsanord­ nung mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst. Die Parallelschaltung eines Widerstands zu einem Konden­ sator eines kapazitiven Spannungsteilers ist zwar grundsätzlich bekannt, doch vermag ein Zündschaltgerät dieser Art nur jeweils einen in seiner Phasenlage undefinierten Zündimpuls je Halbwelle abzugeben, was zur Zündung von Metallhalogenidhochdruckentladungs­ lampen in der Regel nicht ausreicht. Erst das richtige Kapazitätsverhältnis der Kondensatoren führt bei einer erfindungsgemäßen Zündschaltung zu einer zuverlässigen und schnellen Zündung von sowohl schwer zündenden kalten Lampen als auch betriebswarmen Lampen. Die Ausnutzung des induktiven Vorschaltgerätes für den Reihenschwingkreis reduziert den Schaltungsaufwand für die Überlagerungszündschaltung und verhindert durch Überlagerung der Ströme von Drossel und Zündhilfskon­ densator eine stromlose Pause nach der Lampenzündung. Die Verwendung eines symmetrisch schaltenden Halb­ leiterbauelementes ermöglicht Zündimpulse während jeder Netzhalbwelle. Durch die gleichzeitige Verwen­ dung des Widerstandes parallel zum Zündhilfskonden­ sator als Ladewiderstand für den Stoßkondensator und als Entladewiderstand für den Zündhilfskondensator erhält man ein kompaktes Zündgerät, das bei anstei­ gender Versorgungsspannung eine hohe Leerlaufspannung und gleichzeitig zur Lampenzündung mehrere Impulse bei sehr kurzer Impulsfolge liefert. Bei gezündeter Lampe werden weitere Zündimpulse unterbunden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Prinzipschaltbild eines erfindungs­ gemäßen Zündgerätes.

Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild entsprechend der Fig. 1 unter Verwendung eines Spartransfor­ mators.

In Fig. 1 ist eine Hochdruckmetalldampfentladungs­ lampe 1 an den Ausgang und die Versorgungsspannung (Ph, Mp) über eine Drossel 2 an den Eingang des Zünd­ gerätes 3 angeschlossen. Die Schaltung innerhalb des Zündgerätes 3 weist im wesentlichen einen Impuls­ transformator 4 auf, dessen Sekundärwicklung 5 in der spannungsführenden Versorgungsleitung zwischen der Lampe 1 und der Drossel 2 liegt. Der Reihenschaltung von Sekundärwicklung 5 und Lampe 1 ist zunächst eine Reihenschaltung des Stoßkondensators 7 und des Zünd­ hilfskondensators 10 parallelgeschaltet, dem wiederum der Entlade- bzw. Ladewiderstand 6 parallelgeschaltet ist. Dem Stoßkondensator 7 ist dann eine Reihenschal­ tung der Primärwicklung 8 der Impulstransformators 4 und einer symmetrisch schaltenden Vierschichtdiode 9 parallelgeschaltet. Der Hochfrequenzrückschluß wird durch die Reihenschaltung des Stoßkondensators 7 und des Zündhilfskondensators 10 gewährleistet.

Der Stoßkondensator 7 wird über die Parallelschal­ tung des Zündhilfskondensators 10 und des Wider­ standes 6 aufgeladen, bis seine Spannung einen Wert erreicht, der die Schaltspannung der Vier­ schichtdiode 9 übersteigt. Dadurch geht der Wider­ stand der Vierschichtdiode 9 gegen Null, wodurch sich der Stoßkondensator 7 über die Primärwicklung 8 des Impulstransformators 4 entlädt. Der Spannungs­ abfall in der Primärwicklung 8 wird im Verhältnis der Windungszahl des Impulstransformators 4 hochtransfor­ miert, wodurch Hochspannungsimpulse von ca. 2 kV bis ca. 5 kV - je nach Übersetzungsverhältnis des Impuls­ transformators - an die Lampe 1 gelangen. Gleichzei­ tig, noch während die Vierschichtdiode 9 durchgeschal­ tet hat, wird der Schwingkreis, bestehend aus der Dros­ sel 2 und dem Zündhilfskondensator 10 mit seiner Eigen­ frequenz in Höhe von 500 bis ca. 2000 Hz zum Schwingen angeregt, so daß am Zündhilfskondensator 10 und über die Sekundärwicklung 5 des Impulstransformators 4 an der Lampe 1 eine überhöhte Leerlaufspannung entsteht, die die Lampenzündung auch schwer zündender Lampen ermöglicht.

Nachdem sich der Stoßkondensator 7 entladen hat und dessen Spannung wieder unterhalb der Schaltspannung der Vierschichtdiode 9 liegt, sperrt diese bei Umpo­ lung des Stromes und unterbricht den Stromkreis für den aus der Drossel 2 und dem Zündhilfskondensator 10 bestehenden Reihenschwingkreis. Währenddessen erreicht der Stoßkondensator 7 im Verlaufe der Schwingung wie­ der die Schaltspannung der Vierschichtdiode und schal­ tet erneut durch. Dieses erfolgt im Laufe einer Schwin­ gung zwischen zwei- und sechsmal, wodurch sich Impulse in Abständen von 0,1 . . . 0,5 msec ergeben. Durch die enge Folge der Zündimpulse bei überhöhter Versorgungs­ spannung wird die Zündung auch schwer zündender Lampen gesichert.

Während der Zündung liegt an der Lampe eine Spannung von 400 . . . 500 V an. Da sich die Ströme der Drossel 2 und des Zündhilfskondensators 10 im Moment der Lampen­ zündung überlagern, wird die bei Zündgeräten anderer Bauart übliche Strompause vermieden; das sonst häufig zu beobachtende Verlöschen der Lampe 1 unmittelbar nach deren Zündung tritt nicht auf. Nach der Zündung liegt nur noch die Lampenbrennspannung am System an. Die Vier­ schichtdiode 9 wird nichtleitend und schaltet den Zünd­ hilfskondensator 10 ab, wodurch die Zündschaltung passi­ viert wird. Der Hochfrequenzrückschlußkondensator, ge­ bildet aus der Reihenschaltung des Stoßkondensators 7 und des Zündhilfskondensators 10, schließt hochfrequen­ te Impuls- und Zündspannungsspitzen kurz, um diese nicht in das Versorgungsnetz gelangen zu lassen.

Die Schaltungsanordnung der Fig. 2 stellt lediglich eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Zündschal­ tung dar, wobei gleiche Teile mit gleicher Bezifferung versehen sind. Der Impulstransformator 11 mit der Sekun­ därwicklung 12 und der Primärwicklung 13 ist hierin als Spartransformator ausgeführt. Die übrigen Bauteile ent­ sprechen denen der Fig. 1 und werden in ihrer Funktion nicht verändert.

Claims (1)

1. Zündschaltung für eine über eine Drosselspule (2) an eine Wechselspannungsquelle (Ph, Mp) angeschlossene Hochdruckmetalldampfentladungslampe (1), mit einem Impulstransformator (4), dessen Sekundärwicklung (5) zwischen der Drosselspule (2) und der Lampe (1) angeordnet ist, mit einer zu der Reihenschaltung aus Sekundärwicklung (5) und der Lampe (1) parallelge­ schalteten Reihenschaltung eines Zündhilfskonden­ sators (10) und eines Stoßkondensators (7) und mit einer zum Stoßkondensator (7) parallelgeschalteten Reihenschaltung aus der Primärwicklung (8) des Impulstransformators (4) und eines Schaltelements (9), dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine symmetrisch schaltende Vierschichtdiode (9) oder ein entsprechend gesteuerter Triac ist und daß dem Zünd­ hilfskondensator (10) ein Widerstand (6) parallelge­ schaltet ist, der gewährleistet, daß bei ansteigender Versorgungsspannung in einem Bereich zwischen 60°el und 90°el für die Phasenlage die Spannung am Stoß­ kondensator (7) die Schaltspannung der Vierschicht­ diode (9) erreicht, so daß während der durch das Durchschalten der Vierschichtdiode (9) ausgelösten Schwingung des aus der Drosselspule (2) und dem Zündhilfskondensator (10) bestehenden Schwingkreises die Spannung am Stoßkondensator (7) mehrmals die Schaltspannung der Vierschichtdiode (9) erreicht.