DE3126278A1

DE3126278A1 - "schaltung und verfahren zum betreiben einer elektrodenlosen lampe"

Info

Publication number: DE3126278A1
Application number: DE3126278A
Authority: DE
Inventors: George Loudonville N.Y. Jernakoff
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1980-07-21
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1982-04-15
Also published as: US4376912A; GB2080641B; JPS5730296A; GB2080641A

Description

— / —

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y./U.S.A.

Schaltung und Verfahren zum Betreiben einer elektrodenlosen

Lampe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung und auf ein Verfahren zum wirksamen Betreiben von Lampen, bei denen eine Induziereinrichtung zum Aufbauen eines elektromagnetischen Feldes zum Ionisieren eines Gases innerhalb eines verschlossenen Kolbens, um dadurch Fluoreszenzmaterial zu aktivieren und Licht zu erzeugen, benutzt wird. Große Forschungsanstrengungen sind auf dem Gebiet der elektrodenlosen Lichtquellen gemacht worden, da diese für ihren Betrieb weniger elektrische Energie als herkömmliche Glühlampen benötigen und im allgemeinen eine vielfach höhere Lichtauabeute als Glühlampen haben. Elekjzrodenlose Lampen haben gewöhnlich eine Eingangswicklung, die einen Toroid- oder Ringkern umgibt (wobei die Kombination aus Spule und Kern als Induziereinrichtung diont., wenn Strom fließt, so daß ein elektromagnetisches Feld aufgebaut wird), und ein ionisierbares gasförmiges Strahlungsmedium

innerhalb einer nichtoxidierenden Atmosphere, die in dem Lampenkolben enthalten ist. Das Gas wird durch die Induziereinrichtung ionisiert, was dazu führt, daß das ionisierte Gas Strahlung aussendet, die die auf der Innenfläche des Kolbens oder stattdessen auf der Außenfläche des Kerns vorgesehenen Lampenleuchtstoffe (d.h. Lampenphosphore) anregt, was wiederum die Emission von sichtbarem Licht verursacht. Das ionisierte Gas wird gewöhnlich nicht dazu herangezogen, eine wesentliche Emission sichtbaren Lichtes zu erzeugen, sondern dient vielmehr zum Erzeugen von Strahlung, die bewirkt, daß von dem durch sie angeregten fluoreszierenden Leuchtstoff sichtbares Licht emittiert wird. Bekanntlich wird bei dieser Lösung die Energie wesentlich wirksamer ausgenutzt als bei einer Glühlampe. Elektrodenlose Lampen haben üblicherweise einen Kern aus Eisen oder ferromagnetischem Material. Beispiele solcher Kerne sind in der US-PS 1 534 251 beschrieben. Gemäß den Angaben in der US-PS 4 005 330 treten jedoch in Luft- und Eisenkerntransformatoren relativ große Wärmeverluste auf. Sie sind daher für einen Betrieb bei Hochfrequenzen, die gewöhnlich zum wirksamen Betreiben von Gasentladungslampen erforderlich sind, unpraktisch; Ferrit- oder ähnliche Kernmaterialien sind besser geeignet zum Erzielen der hohen Permeabilität und der niedrigen inneren Wärmeverluste, die bei einem Hochfrequenzbetrieb von solchen Lampen erwünscht sind. Der Begriff "Hochfrequenzen", wie er hier benutzt wird, soll sämtliche Frequenzen oberhalb des menschlichen Hörbarkeitsbereiches bis zu ungefähr 10 MHz umfassen, sofern nichts anderes angegeben ist. Bekanntlich ist ein Ferrit ein keramikartiges Material, das ferromagnetische Eigenschaften besitzt. Bei Ferriten treten, ebenso wie bei allen ferromagnetischen Kernmaterialien, unerwünschte Energieverluste in Form von Wärme auf, wenn im Betrieb eine Annäherung an die magnetische Sättigung erfolgt. Darüber hinaus sind in der oben erwähnten US-PS 4 005 330 50 kHz als eine geeignete Betriebsfrequenz für Induziereinrichtungen zum Auf-

bauen eines elektrischen Feldes, die Ferritkerne enthalten, angegeben.

Die typische B-H- oder Magnetisierungskurve für einen Magnetkern des Typs, wie er in Induziereinrichtungen zum Aufbauen eines elektrischen Feldes von elektrodenlosen Lampen benutzt wird, ist bekannt. Beim Betrieb von bekannten elektrodenlosen Lampen, die eine Induziereinrichtung zum Aufbauen eines elektrischen Feldes mit Ferritkernen und Wicklungen enthalten, wird den Kernen gestattet, im Sättigungsbereich des ersten Quadranten der typischen B-H-Kurve zu arbeiten. Diese Betriebsart führt zu beträchtlichen Wärmeverlusten und somit zu einer schlechten Energieausnutzung. Wenn der Kern gesättigt wird, wird darüber hinaus die Induktivität im wesentlichen null, und der Strom steigt demgemäß schnell an. Beispielsweise könnte ein Spitzenstrom von 3 A bei Sättigung auftreten, während der Spitzenstrom 1 A betragen könnte, wenn der Kern nicht in Sättigung ist. Durch Vermeiden der Sättigung können daher schnelle Stromanstiege minimiert oder vermieden werden, was die erwünschte Verwendung von billigeren, niedrigere Stromnennwerte aufweisenden Bauelementen ermöglicht.

Eine bekannte Lösung zum Vermeiden der Kernsättigung, die in der US-PS 4 002 999 beschrieben ist, beinhaltet die Verwendung eines Detektors zum Feststellen einer nahenden Sättigung und zum Erzeugen eines Rückwärtsvorspannungs- oder Rückwärtsvormagnetisierungseingangsstroms durch den Kern, um die volle Kernsättigung zu verhindern. Diese Lösung erfordert jedoch die Verwendung einer relativ komplizierten Detektorschaltung.

Im normalen Betrieb von elektrodenlosen Lampen wird eine Gegen-EMK oder Rücklaufvorspannung in der Wicklung der das elektrische Feld aufbauenden Induziereinrichtung infolge des normalen periodischen "Ein/Aus"-Betriebes einer Steuerein-

richtung induziert. Das führt zu einer Äugenblicksspannung an der Wicklung, die in ihrer Polung zu derjenigen Spannung, die an der Wicklung unmittelbar vor dem öffnen des Schalters auftritt, entgegengesetzt und mehrmals größer als diese ist. Diese Spannung ist bereits benutzt worden, um eine Hochspannungszündung der Lampe zu bewirken und die Lampe am Brennen zu halten, wobei aber im allgemeinen ein beträchtlicher Anteil der Energie in der Schaltung außerhalb der Lampenwicklung vergeudet wird.

Die Erfindung beinhaltet das Konzept des Speicherns von Energie aus einer Spannung, die aus dem Erregergleichstrom für eine elektrodenlose Lampe gewonnen wird, und das Erzeugen eines Stroms aus dieser Energie, der in der Rückwärtsvorspannungsrichtung durch die Lampenwicklung fließt, so daß der Kern nicht in die magnetische Sättigung gerät, mit dem Ergebnis, daß der durch die Lampenwicklung fließende Strom relativ konstant bleibt. Die Lampenwicklung wird durch eine Gleichstromquelle in Verbindung mit einem Festkörperschalter impulsangesteuert, wobei die Länge des Impulses und das Intervall zwischen Impulsen durch einen Impulsbreitenmodulator gesteuert wird, der eine Form einer Zeitsteuereinrichtung darstellt. Ein Spannungstransformator oder -wandler mit sehr hohem Wirkungsgrad, dessen Primärwicklung zu der Lampenwicklung parallel liegt, liefert an seiner Sekundärwicklung die aus dem Erregergleichstrom der Lampe gewonnene Spannung. Der Transformator, der typischerweise aus einem Kern und Spulen besteht, ist unter den Betriebsbedingungen, die bei der Erfindung vorliegen, nicht sättigbar. Der Transformator ist so angeschlossen, daß die Polung der Sekundärspannung entgegengesetzt zu der der Primärspannung ist. Diese Sekundärspannung liefert die Energie zum Erzeugen des Rückwärtsvorspannungs- oder Rückwärtsvormagnetisierungsstroms der Lampenwicklung.

In der bevorzugten Ausführungsform wird die Energie in einer Ladungsspeiehervorrichtung zyklisch gespeichert, aus der dann der Rückwärtsvorspannungsstrom erzeugt wird. Dieser Strom ist im wesentlichen konstant, wenn die Zeitspanne, in der der durch die Lampe fließende Erregergleichstrom klein ist im Vergleich zu der Zeit eines Intervalls oder im Vergleich zu der Zeit, in der nur der Rückwärtsvorspannungsstrom durch die Lampenwicklung fließt. Eine Gleichstromblockiereinrichtung verhindert, daß ein nennenswerter Rückwärtsvorspannungsstrom durch die Primärwicklung fließt. Durch Hindurchschicken eines Rückwärtsvorspannungsstroms durch die Lampenwicklung zu Zeiten, in denen die Lampe nicht angesteuert ist, wird der Kern in allen Quadranten der B-H-Kurve betrieben und sowohl die Sättigung als auch ein schneller Stromanstieg oder eine steile Stromspitze werden vermieden. Das Vermeiden einer steilen Stromspitze gestattet die Verwendung von Bauelementen mit niedrigeren Nennwerten der Spitzenampe"rezahl und ermöglicht dadurch niedrigere Bauelementekosten sowie die Verwirklichung einer längeren Bauelementlebensdauer zusätzlich zu geringeren Energieverlusten. Wenn ein Ansteuergleichstromimpuls, der durch die Zeitsteuereinrichtung geliefert wird^ "Ein" ist, wird ein Teil dieser Energie benutzt, um einen Rückwärtsvorspannungsstrom in der Lampe zu einer Zeit zu erzeugen, zu der die Lampe nicht angesteuert ist. Die "Ein"~Zeit des Impulses ist nur ein geringer Prozentsatz der Zeit eines Intervalls, und es wird demgemäß eine Ladungsspeiehervorrichtung benutzt, um Ladung während der Zeit zu speichern, während der der Impuls "Ein" ist, und um dann den Rückwärtsvorspannungsstrom zu erzeugen»

Die Rücklaufenergie, die in der Lampenwicklung zu der 2eit erzeugt wird, in der die angelegte Spannung und der zugeführte Strom abgeschaltet sind, wird im wesentlichen auf die Lampenwicklung beschränkt und zwar durch die Verwendung einer Diode

und einer und einer HF-Drossel, d.h. einer Art von Trenneinrichtung, die die mit der Rücklaufenergie verbundene Stromerzeugung überall in der Schaltung, mit Ausnahme in der Lampenwicklung, am Auftreten hindert. Die HF-Drossel verhindert, daß sehr hohe transiente Spannungen diejenigen Teile der Schaltung erreichen, die den Rückwärtsvorspannungsstrom erzeugen. Die Drossel dient außerdem zum Verhindern eines Kurzschlusses zwischen der Bezugsgleichspannungssammelschiene über den Kondensator zu dem Kollektor des Festkörperschalters beim Beginn jedes Zyklus. Die Rücklaufspannung wird ausgenutzt, um eine Hochspannungszündung der Lampe zu erzeugen und das Brennen der Lampe zu unterstützen, nachdem der Stromimpuls aufgehört hat.

Die Energie, die in dem Rückwärtsvorspannungsstromerzeugungsteil der Schaltung geliefert wird, wird mit Hilfe eines Spannungstransformators oder -wandlers erzeugt, dessen Sekundärwicklung eine kleinere Windungszahl als die Primärwicklung hat, die parallel zu der Lampenwicklung in Reihenschaltung mit der Rückwärtsstromblockiereinrichtung liegt. Auf diese Weise wird in der Rückwärtsvorspannungsstromerzeugungseinrichtung eine niedrige Spannung benutzt, und zwar anstelle einer Quelle hoher Gleichspannung und unter Vermeidung von großen Stromwärmeverlusten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer Schaltung nach der

Erfindung zum Betreiben einer elektrodenlosen Lampe, wobei die in dem Schaltbild angegebenen Punkte negative Seiten einer Wicklung darstellen,

Fig. 2 ein Diagramm, das die B-H-Arbeitskenn-

linien der Kombination aus Wicklung und Kern einer elektrodenlosen Lampe mit und ohne die Betriebsschaltung nach der Erfindung zeigt,

Fig. 3 ein Diagramm, daß die Beziehung zwischen

dem Betriebsstrom und der Zeit bei einer elektrodenlosen Lampe zeigt, und zwar (a) ohne und (b) mit der Schaltang nach der Erfindung,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Spannung an dem Kol

lektor des Hochspannungstransistors des Schalters der gesteuerten Schalteinrichtung in Abhängigkeit von der Zeit bei Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung zeigt ,

Fig. 5 ein Diagramm, das die Spannung an der

Lampe in Abhängigkeit von der Zeit bei Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung zeigt, und

Fig. 6 ein Diagramm, das die Spannung an der

positiven Klemme der Ladungsspeichereinrichtung, die in Fig. 1 mit C bezeichnet ist, in Abhängigkeit von der Zeit zeigt.

Fig. 1 zeigt eine Schaltung nach der Erfindung zum Betreiben einer elektrodenlosen Lampe, wobei besondere Teile der Schaltung in Blockform angegeben sind, um die Beschreibung und das Verständnis der Erfindung zu erleichtern. In der dargestelten Schaltung enthält eine elektrodenlose Lampe 1 eine Indu-

ziereinrichtung mit einem Magnetkern zum Aufbauen eines elektrischen Feldes, die insgesamt mit 2 bezeichnet ist und einen Ferritkern 3 sowie eine Wicklung 4 enthält. Die Lampenwicklung 4 liegt in Reihe mit einem Schalter 5, und diese Reihenschaltung liegt zwischen einer Bezugsgleichspannungssammelschiene 6 und einer Masseklemme 7. Die Induziereinrichtung 2 zum Aufbauen eines elektrischen Feldes ist zu der Primärwicklung 10 eines Spannungstransformators 8 in Reihenschaltung mit einer Rückwärtsstromblockiereinrichtung 14 parallel geschaltet. Eine erste Sekundärwicklung 11 des Spannungstransformators 8 ist mit einer Polung angeschlossen, die zu der der Primärwicklung 10 entgegengesetzt ist. Die Spannung an der Sekundärwicklung 11 wird an eine Filtereinrichtung 12 angelegt, um die Energie zu liefern, die erforderlich ist, um einen im wesentlichen konstanten Strom zu erzeugen, der von einer Ausgangsklemme C über eine Trenneinrichtung 13 dem Verbindungspunkt B der Wicklung 4 und des Schalters 5 zugeführt wird. Die Trenneinrichtung 13 verhindert, daß transiente Vorgänge, die durch die Wicklung der Lampe ausgelöst werden, die Filtereinrichtung 12 erreichen. Wenn der Schalter 5 Aus, d.h. offen ist, wird von der Isoliereinrichtung 13 kommender Strom in einer Rückwärtsvorspannungsrichtung durch die Lampenwicklung 4 hindurchgeleitet. Die Rückwärtsstromblockiereinrichtung 14 verhindert, daß der Rückwärtsvorspannungsstrom durch die Primärwicklung 10 des Spannungstransformators 8 fließt. Der Schalter 5 wird durch eine Steuereinrichtung 15 gesteuert, die geeigneterweise einen Impulsbreitenmodulator 16 enthalten kann, welcher bewirkt, daß periodische Signale zum Steuern des Betriebes des Schalter 5 geliefert werden. Die weitere Beschreibung der Erfindung und das Verständnis derselben werden durch Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erleichtert.

Fig. 2 zeigt eine typische B-H- oder Magnetisierungskurve für einen Magnetkern des Typs, wie er in der Induziereinrichtung

zum Aufbauen eines elektrischen Feldes benutzt wird. Fig. 3a zeigt die Beziehung zwischen dem Lampenwicklungsstrom und der Zeit ohne die Wirkung der Rückwärtsvorspannungsstromerzeugungseinrichtung nach der Erfindung, Durch Anlegen eines positiven Gleichstromimpulses an die Wicklung eines Magnetkerns kann der Arbeitspunkt auf der B-H-Kurve veranlaßt werden, sich von einem Punkt χ auf dem linken Ast der Kurve, bei dem kein Strom zugeführt wird (H = 0), zu einem Punkt y auf dem rechten Ast der Kurve nahe der Sättigung zu bewegen, wenn Strom zugeführt wird, und sich dann theoretisch zurück zu dem Punkt χ zu bewegen, wenn der Strom abgeschaltet wird. In der Praxis und aufgrund der Restmagnetisierung nähert sich der Arbeitspunkt langsam der Sättigung und erreicht diese schließlich in einem Punkt z. Ohne die Erfindung würde daher eine Lampe, die eine Induziereinrichtung zum Aufbauen eines elektrischen Feldes mit einem solchen Kern enthält, nur in dem ersten Quadranten der B-H-Kurve betrieben werden. Wenn der Kern in Sättigung ist, nimmt die Induktivität stark ab und der Strom in der Wicklung steigt infolgedessen schnell an. Das erfolgt am Ende jeder Periode, wie es in Fig. 3a gezeigt ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Rückwärtsvorspannungsstrom der Lampenwicklung 4 während der Zeit zugeführt, während der die Lampenwicklung nicht angesteuert ist. Der Kern 3 wird deshalb nicht in die Sättigung (d.h. über den Punkt χ von Fig. 2 hinaus) getrieben, wenn ein Lampenansteuerstromimpuls im Ein-Zustand ist. Der Arbeitspunkt wird sich zwischen den Punkten y und q von Fig. 2 bewegen. Fig. 3b zeigt die Beziehung zwischen dem Lampenwicklungsstrom und der Zeit, wenn die Erfindung benutzt wird, um die Kernsättigung zu vermeiden. Durch Vermeiden der Sättigung bleibt der Strom in der Wicklung 4 im wesentlichen konstant, wie es in Fig. 3b gezeigt ist, und es tritt kein schneller Stromanstieg oder eine Spitze des in Flg. 3a gezeigten Typs auf. Wenn die Lam-

pe nur in dem ersten Quadranten derB-H-Kurve des Kerns betrieben würde und keine Schaltung zur Verhinderung der Sättigung benutzt würde, könnte bei Sättigung ein Spitzenstrom von, beispielsweise, 3,5 A durch die Lampenwicklung gegen Ende des "Ein"-Zyklus fließen, wo dieser Strom bei nur 1 A begann. Durch Verwendung der hier beschriebenen Erfindung würde der Spitzenstrom i auf der Stromstärke von 1 A bleiben, die am Beginn des Ansteuer- oder "Ein"-Stroms auftritt, und es würde zu keinem schnellen Stromanstieg am Ende des "Ein"-Zyklus kommen. Demgemäß erbringt die Erfindung den vorteilhaften Effekt, daß sowohl WärmeenergieVerluste, die gewöhnlich durch Sättigung verursacht werden, als auch die erhöhten Kosten von Schaltelementen mit höheren Stromnennwerten vermieden werden. Es ist somit zu erkennen, daß die Sättigung vermieden werden kann, indem das zeitliche Mittel des gesamten Stroms in der Kernwicklung auf dem Wert null statt auf einem positiven Wert ist. Wenn beispielsweise der durch den Ansteuerstrom zugeführte Lampenstrom 1 A betragen würde, der mit Hilfe eines Impulses zugeführt würde, welcher während 20% (P ) der Intervallzeitspanne auftritt, sollte der Rückwärtsvorspannungsstrom I . betragen:

rb M1 - P P (1 - 0,2) ~ " ' ^A

oder 250 mA, und zwar in der Richtung, die zu der des normalen Lampenansteuerstroms entgegengesetzt ist, und während der Zeit, während der die Lampe nicht angesteuert ist.

Gemäß Fig. 1 ist eine erste Klemme der Lampenwicklung 4 mit der Bezugsgleichspannungssammelschiene 6 und eine zweite Klemme mit dem insgesamt mit der Bezugszahl 5 bezeichneten gesteuerten Schalter verbunden. Ein Beispiel einer geeigneten Vorrichtung zum Herstellen dieser Verbindungen ist die Edison-Schraubfassung. Die BezugsgleichspannungssammelschLe-

ne 6 ist der positive Spannungsausgang einer Standard-Gleichrichter/Filter-Vorrichtung, die bekannt ist und eine Wechselspannung von 120 V und 60 Hz in eine angenäherte Gleichspannung umwandelt. Typisch für eine solche Vorrichtung ist eine Kombination aus einem Vollwellenbrückengleichrichter und einem Ausgangskondensator. Die Masseklenune 7 ist die elektrische Masse der Schaltung. Die Bezugsgleichspannungssaimnelschiene 6 leitet beim Schließen des Schalters 5 Strom durch die Lampenwicklung 4 zur Masseklemme 7. Der Schalter 5 wird durch einen Intervallzeitgeber gesteuert, welcher insgesamt mit der Bezugszahl 15 bezeichnet ist und einen Impulsbreitenmodulator 16 einen Nebenschlußwiderstand 17, der eingestellt werden kann, und einen Starterwiderstand 18 aufweist. Wenn der Schalter 5 geschlossen ist, fließt Ansteuerstrom durch die Wicklung 4 des Kerns der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung 2. Der Intervallzeitgeber 15 liefert einen Ausgangsimpuls vorbestimmter Breite in periodischen Intervallen, die in den Fig. 3-6 mit. t--t₂ bezeichnet sind. Sowohl die Zeit der Intervallperiode als auch die "Ein"-Zeit des Impulses innerhalb des Intervalls können durch Wahl der zugeordneten Bauelemente in ausgewählter Weise festgelegt werden. Solche Intervallzeitgeber sind bekannt und können beispielsweise von dem in "IC Interval Timers" von F. Mims, Popular Electronics, August 1979, S. 60, oder von dem in den US-PSen 4 157 087, 4 107 579 und 4 051 412 beschriebenen Typ sein. Ein besonderes Beispiel für einen geeigneten Intervallzeitgeber ist ein NE556, der manchmal auch als integrierte Schaltung Dual 555 bezeichnet wird, von der Signetics Corporation vertrieben wird und hier in Kombination mit zugeordneten Bauelementen, zu denen die Widerstände 17 und 18 gehören, benutzt wird. Die Widerstände 17 und 18 sind so ausgewählt worden, daß sie Werte haben, welche eine gewünschte Intervallänge und Impulsbreite in vorbestimmter Weise festlegen. Der Intervallzeitgeber 15 führt wiederholt einen Basisstrom einer Steuerklemme 25 zu,

die mit dem Schalter 5 verbunden ist, um den Schalter zu schließen, und entfernt den Basisstrom zum öffnen des Schalters. Der Nebenschlußwiderstand 17 legt die Impulsbreite fest. Der Starterwiderstand 18 steuert am Anfang den Impulsbreitenmodulator für das Anfangsinterva11 an. Die Kombination aus dem Schalter 5 und den Schaltungselementen 16, 17 und 18 bildet eine hier als "gesteuerte Schalteinrichtung" bezeichnete Einrichtung, und die Elemente 16, 17 und 18 bilden gemeinsam eine hier als "Steuereinrichtung" 15 bezeichnete Einrichtung. Der Schalter 5 arbeitet theoretisch als ein schneller Hochspannungsabschalttransistor, in der Praxis handelt es sich aber um einen Hochspannungstransistor 19, wie den von der Fa. Texas Istruments vertriebenen Typ BU3O8, der mit einem Emitterschalter 20 in Reihe geschaltet ist, beispielsweise dem schnellen Niederspannungstransistor MJE 220, der in der Lage ist, ungefähr 1,5 A zu handhaben, wenn der Emitter des Hochspannungstransistors mit dem Kollektor des Emitterschalters verbunden ist. Ein "Emitterschalter"-Niederspannungstransistor beschleunigt das Abschalten des Hochspannungstransistors 19. Beide Transistoren werden an der Basis durch den Impulsbreitenmodulator 16 angesteuert. Beim Abschalten des Impulses an dem Ausgang des Impulsbreitenmodulators 16 bewirkt daher die Spannung, die an der Basis des Emitterschalters 20 anliegt, daß der Emitterschalter in ungefähr 100 ns abgeschaltet wird. Das hat zur Folge, daß der Emitter des Hochspannungstransistors 19 ohne irgendeine Bezugsspannung ist, was wiederum dazu führt, daß der Transistor 19 schneller abgeschaltet, d.h. gesperrt wird. Die Zeitspanne, während der der Hochspannungstransistor 19 gestattet, daß Strom fließt, ist die Zeit, während der in diesem Transistor Energie verbraucht wird. Je schneller das vollständige Abschalten des Hochspannungstransistors erfolgt, um so niedriger werden deshalb die zugeordneten Speicherzeltenergieverluste sein. Das ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß

Hoehspannungstransistoren üblicherweise aus hochreinem Halbleitermaterial hergestellt werden, was Transistoren ergibt, die lange Speicherzeiten haben. Da die verbrauchte Energie hauptsächlich während der "Ein"-Zeit auftritt, wenn der Impulsbreitemodulator den Strom erzeugt, der den Schalter 5 schließt, und da die Lampe während der "Aus"-Zeit brennen bleibt, ist außerdem die Energie, die verbraucht wird, um so niedriger, je niedriger der Prozentsatz der "Ein"-Zeit zu der Zeit eines Intervalls ist.

Um die Energie aus dem Lampenansteuerimpuls zum Erzeugen des RückwartsvorspannungsStroms auszunutzen, ist der Spannungstransformator 8 ein Abwärtstransformator. Eine zweite Sekundärwicklung 23 ist in der dargestellten Ausführungsform als Teil des Transformators 8 vorgesehen und gibt Energie an eine zweite Filtereinrichtung 24 ab/die den Impulsbreitenmodulator 16 ansteuert. Die Schaltung nach der Erfindung wird so betrieben, daß die magnetische Sättigung in dem Kern des Transformators 8 vermieden wird.

Wenn der Schalter 5 geschlossen wird, werden die Wicklung 4 der Lampe sowie die Primärwicklung 10 des Spannungstransformators 8 erregt, und eine Spannung wird in der Sekundärwicklung 11 induziert. Eine erste Seite der ersten Sekundärwicklung 11 ist mit der Bezugsgleichspannungssammelschiene 6 verbunden, und die zweite Seite der ersten Sekundärwicklung 11 ist mit der ersten oder positiven Elektrode einer in einer Richtung (unidirektional) leitenden Vorrichtung 21 verbunden. Die in einer Richtung leitende Vorrichtung 21 kann beispielsweise eine schnelle Diode sein, wie die von der Fa. General Electric Company im Handel erhältliche Diode 2N4154. Der Spannungstransformator 8 ist, wie oben erwähnt, ein Abwärtstransformator, und aufgrund geeigneter Verbindungen ist die Spannung an der ersten Sekundärwicklung 11 proportional und entgegen-

gesetzt gepolt zu der Spannung an der Primärwicklung 10.

Im Betrieb ist die zweite Seite, d.h. die in Fig. 1 untere Seite der Primärwicklung 10/ negativ, während das untere Ende oder die zweite Seite der ersten Sekundärwicklung 11 positiv ist. Nach dem Schließen des Schalters 5 und bei positivem unteren Ende der Sekundärwicklung 11 fließt daher in der Sekundärwicklung 11 induzierter Strom durch die in einer Richtung leitende Vorrichtung 21. Außerdem liegt nach dem Schließen des Schalters 5 die zweite (negative) Elektrode der in einer Richtung leitenden Vorrichtung 21 an Masse, d.h. befindet sich auf einem Potential, das niedriger ist als das der ersten (positiven) Elektrode der in einer Richtung leitenden Vorrichtung 21. Eine Ladungsspeichervorrichtung 22 der Filtereinrichtung 12 liegt parallel an derselben Spannung wie die Reihenschaltung aus der ersten Sekundärwicklung 11 und der in einer Richtung leitenden Vorrichtung 21, wobei eine erste Klemme der Ladungsspeichervorrichtung mit der ersten Seite der Sekundärwicklung 11 verbunden ist, während ihre andere Klemme mit der zweiten Elektrode der in einer Richtung leitenden Vorrichtung 21 verbunden ist. Die Ladungsspeichervorrichtung wird so gewählt, daß sie eine ausreichend kleine Zeitkonstante hat,.um sich in einem Ausmaß aufzuladen, daß sich an ihr eine Spannung ergibt, die im wesentlichen gleich der Spannung an der Sekundärwicklung 11 wird, bevor sie im wesentlichen zu dem Äquivalent eines offenen Gleichstromkreises wird. Diese Funktion der Ladungsspeichervorrichtung 22 ist vor dem Öffnen des Schalters 5 bei jedem Intervall im wesentlichen abgeschlossen, wie an der Stelle t~ in Fig. 6 angegeben.

Die Anordnung desjenigen Teils der Schaltung, der die Ladungsspeichervorrichtung 22 parallel zu der Reihenschaltung aus der Sekundärwicklung 11 und der in einer Richtung leiten-

den Vorrichtung 21 enthält, wobei die erste oder positive Elektrode der in einer Richtung leitenden Vorrichtung mit der positiven oder zweiten Seite der Sekundärwicklung verbunden ist und die negative oder zweite Elektrode der in einer Richtung leitenden Vorrichtung die Ausgangsklemme bildet, stellt die "Filtereinrichtung" 12 dar. Die Ausgangsklemme C liegt daher an dem Verbindungspunkt der zweiten Elektrode und der anderen Klemme der Ladungsspeichervorrichtung. Bekanntlich wird eine Rücklauf(Gegen-EMK)-Spannung, deren Polarität zu der einer entsprechenden Ansteuerspannung entgegengesetzt ist und die wesentlich größer ist als die Ansteuerspannung, immer dann erzeugt, wenn eine solche Ansteuerspannung in einer Induktivität abgeschaltet wird. In der hier beschriebenen Schaltung beschränkt die in einer Richtung leitende Vorrichtung 21 die Energie dieser Rücklaufspannung auf die Lampe, indem sie verhindert, daß Strom während der Rücklaufzeit durch die Sekundärwicklung 11 fließt. Da die Rücklaufspannung entgegengesetzt zu der Ansteuerspannung gepolt ist, erscheint die positive Seite der Rücklaufspannung an der zweiten (negativen) Seite der Primärwicklung 10. Das hat zur Folge, daß die zweite (positive) Seite A der Sekundärwicklung 11 eine negative Spannung hat. Gleichzeitig ist die zweite (negative) Elektrode C der in einer Richtung leitenden Vorrichtung 21 aufgrund des Ladungsaufbaues in der Ladungsspeichervorrichtung 22 an einer positiven Spannung, und infolgedessen sind die Spannungen an beiden Elektroden der in einer Richtung leitenden Vorrichtung so, daß die in einer Richtung leitende Vorrichtung nichtleitend wird. Es fließt deshalb . kein Strom über den Weg der Sekundärwicklung 11» Infolgedessen wird keine Energie in den Schaltungselementen, die Energie aus der Sekundärwicklung 11 empfangen, verbraucht. Die Rücklaufenergie wird daher im wesentlichen auf die Induziereinrichtung 2, die zum Aufbauen eines elektrischen Feldes vorgesehen ist, der Lampe beschränkt. Nur eine vernachlässig-

bare Menge an Energie geht in dem Transformator 8, der Rückwärtsstromblockiereinrichtung 14 und den Transistoren 19 und 20 im Schalter 5 verloren. Darüber hinaus hindert die in einer Richtung leitende Vorrichtung 21 den Kondensator 22 am Verlieren seiner Gesamtladung beim Rücklauf.

Wenn der Schalter 5 offen ist, fließt der in der Sekundärwicklung 11 induzierte Strom durch die Trenneinrichtung 13 und durch die Lampenwicklung 4 in der Rückwärtsvorspannungsrichtung. Die Trenneinrichtung 13 verhindert, daß jedwede höheren transienten Rücklaufspannungen, die ihren Ursprung in der Lampenwicklung beim öffnen des Schalters 5 haben, zu der Filtereinrichtung 12 übertragen werden, und gestattet, daß der durch die Filtereinrichtung gebildete Rückwärtsvorspannungsstrom durch die Lampenwicklung 4 geschickt wird, und zwar in einer Richtung, die zu der des AnsteuerStroms entgegengesetzt ist. Die Isoliereinrichtung 13 kann beispielsweise eine HF-Drosselspule sein.

Der Rückwärtsvorspannungsstrom wird durch die Rückwärtsgleichstromblockiereinrichtung 14, bei der es sich beispielsweise um einen Kondensator oder um einen Widerstand, dessen Widerstandswert beträchtlich größer als der der Lampenwicklung ist, handeln kann, daran gehindert, in nennenswertem Ausmaß durch die Primärwicklung 10 zu fließen. Die Wicklung 4 der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung 2 hat eine beträchtliche Induktivität, aber einen sehr geringen ohmschen Widerstand. Die Ergebnisse dieser Kenndaten in der Schaltung nach der Erfindung werden durch das Diagramm in Fig. 4 veranschaulicht, in welchem die Spannung auf der Kollektorseite des Hochspannungstransistors, Punkt B, über der Zeit aufgetragen ist. Fig. 4 zeigt außerdem, daß zu den Zeiten, die vor der Zeit t- liegen, die Lampenwicklung, die einen kleinen Widerstand und eine beträchtliche Induktivität hat, bewirkt, daß die Spannung an dem Schaltungspunkt B gleich

der der Bezugsgleichspannungssammelschiene 6 ist.. Wenn der Schalter 5 eingeschaltet wird, wird der Schaltungspunkt B auf elektrisches Massepotential gebracht. Obgleich die Primärwicklung 10 (die zu der Wicklung 4 der Lampe in Reihe mit der Blockiereinrichtung 14 parallel geschaltet ist) ebenfalls eine Induktivität hat, ist die Lampenwicklungsinduktivität viel niedriger als die der Primärwicklung 10, weshalb die Auswirkungen der Induktivität der Primärwicklung vergleichsweise unbedeutend sind. Wenn der Schalter 5 zur Zeit t„ abgeschaltet wird, ist die Induktivität der Wicklung 4 bestrebt, Strom in derselben Richtung wie der normale Ansteuerstrom über den Schalter zu treiben. Die positive Seite der Rücklaufspannung wird daher an dem Schaltungspunkt B liegen, wobei der Spitzenwert der Rücklaufspannung ein vielfaches des Wertes der angelegten Bezugsgleichspannung ist. Das erfolgt, obgleich eine Spannung von der Bezugsgleichspannungssammelschiene her mit entgegengesetzter Polarität an der Lampe aufgrund des unvollständigen Abschaltens vorhanden ist. Eine Schwingungsdämpfung, die anschließend auftritt, wird hauptsächlich durch die Streukapazität und den Widerstand der Lampenwicklung 4 verursacht. Die Rücklaufspannung wird benutzt, um die Lampe zu zünden oder zu starten und um die Lampe am Brennen zu halten.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in welchem die Spannung an der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung 2 dargestellt ist. Wenn der Schalter 5 offen ist, liegt keine nennenswerte Spannung an der Lampenwicklung 4. Wenn der Schalter 5 zur Zeit t.. eingeschaltet wird, wird die Bezugsgleichspannung der Sammelschiene 6 an die Lampenwicklung 4 angelegt. Schließlich, wenn der Schalter 5 zur Zeit t„ abgeschaltet wird, tritt eine Rücklaufspannung auf* die bei einem großen Wert und mit entgegengesetzter Polarität beginnt, wie oben beschrieben. Die Rücklaufspannung liegt auch an der Primärwicklung 10 an und ist deshalb mit der Sekundärwicklung 11

gekoppelt. Infolgedessen muß die Schaltung in der Lage sein, die Rücklaufenergie im wesentlichen auf die Wicklung 4 zu beschränken. Daher muß Strom daran gehindert werden, in dem Stromkreis der Sekundärwicklung während des Rücklaufes zu fließen, was der Zweck und die Wirkung der in einer Richtung leitenden Vorrichtung 21 sind. Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß praktisch sämtliche Rücklaufenergie in der Lampenwicklung 4 zum Starten und zum Unterstützen des Aufrechterhaltens der Ionisierung des Lampengases verbraucht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der hier beschriebenen Ausführungsform und zum Vermeiden der magnetischen Sättigung des Kerns 3 bewirkt die Schaltung, daß das zeitliche Mittel des gesamten Stroms in der Wicklung 4 null ist. Das wird durch Auswahl von Schaltungselementen mit vorbestimmten Werten in einer Anordnung erreicht, die das Gleichhalten bewirkt: (1) des Produkts aus (a) dem Prozentsatz der Zeit eines Intervalls, in welchem der Rückwärtsvorspannungsstrom im "Ein"-Zustand ist und (b) der Amperezahl des Rückwärtsvorspannungsstroms; und (2) des Produkts aus (a) dem Prozentsatz der Zeit eines Intervalls, in welchem der Ansteuerstrom im "Ein"-Zustand ist, und (b) der Ampdrezahl des Ansteuerstroms. Wenn beispielsweise der Ansteuerstrom eine Stärke von 1 A hat, der während 20% eines Intervalls im Ein-Zustand sein wird, wird der geeignete Rückwärtsvorspannungsstrom 250 mA betragen, und zwar gemäß der oben am Anfang der Beschreibung des Ausführungsbeispiels angegebenen Gleichung. Für diesen Wert des Rückwärtsvorspannungsstroms, der im Vergleich zu dem des Ansteuerstroms klein ist, muß der Spannungstransformator ein Abwärtstransformator mit geeigneten Anschlüssen sein. Um die Größe des Rückwärtsvorspannungsstroms im wesentlichen konstant zu halten, sollte die Zeitkonstante der Schaltungselemente der "Filtereinrichtung" ausreichend klein sein. Beispielsweise würde sich für eine Zeitkonstante, die zu einem 10%-Verlust an Spannung an der Ladungsspeichervorrich-

tung über einer Zeitspanne eines Intervalls führen würde, wobei die Bezugsgleichspannungssammelschienenspannung 150 V beträgt und ein 10 % 1-Abwärtstransformator vorgesehen ist, ein Kondensator mit folgendem Wert ergeben:

•^{c =},dv7 ⁼ ttP ⁼ w~ ^{x 10}~^{5 = 1}'^{7 x 10}"^{6 F = 1}'^{7 μΡ}

(—) —^

dt (10 )

Das setzt im Idealfall voraus, daß der gesamte Rückwärtsvorspannungsstrom durch die Lampenwicklung fließt und daß deshalb nichts von dem Rückwärtsvorspannungsstrom über den Weg der Primärwicklung 10 fließt. Wenn in der Praxis ein Kondensator mit 1 iiF als Ladungsspeichervorrichtung mit einem Kondensator von 50 nF als Rückwärtsgleichstromblockiereinrichtung gewählt wird und ein Rückwärtsvorspannungsstrom von 200 mA durch die Lampenwicklung fließt, dann könnte zum Erhöhen des Rückwärtsvorspannungsstroms in der Lampenwicklung um 25% auf 250 mA der Rückwärtsgleichspannungsstromblockierkondensator um 25% auf 63 nF vergrößert werden, was den Strom in der Primärwicklung um 25% und damit wiederum den durch die Filtereinrichtung erzeugten Strom um denselben Prozentsatz erhöhen würde. Infolgedessen würde der Rückwärtsvorspannungsstrom in der Lampenwicklung um 25% ansteigen.

Fig. 6 zeigt die typische Beziehung zwischen der Spannung an dem Schaltungspunkt C, dem Ausgangsanschluß der Filtereinrichtung 12, und der Zeit. Wenn der gesteuerte Schalter 5 zur Zeit t. eingeschaltet wird, beginnt .die Ladungsspeichervorrichtung 22 sich aufzuladen, bis die Spannung an dem Kondensator gleich der an der Sekundärwicklung 11 ist. Wenn der gesteuerte Schalter 5 zur Zelt tj abgeschaltet wird, beginn! der Kondensator sich zu entladen. Wegen der relativ großen Zeitkonstante fällt die Spannung an dem Kondensator nur um

einen kleinen Prozentsatz von ihrem "Ein"-Spannungswert ab (beispielsweise 10%), bevor der Schalter 5 wieder eingeschaltet wird.

Daher fließt, wie dargelegt, dieser Rückwärtsvorspannungsstroin durch die Lampenwicklung 4 in einer Richtung, die zu der des AnSteuerStroms entgegengesetzt ist, während der Zeit, während der die Lampe abgeschaltet ist,und bewirkt so, daß der Arbeitspunkt auf der B-H-Kurve während dieser Zeit in dem Punkt q in Fig. 2 liegt. Wenn der. Schalter 5 geschlossen ist und somit der Ansteuerstrom durch die Lampenwicklung 4 fließt, befindet sich der Arbeitspunkt auf der B-H-Kurve in dem Punkt y. Durch Verhindern einer Restmagnetisierung, indem der über der Zeit gemittelte Gesamtstrom auf null gehalten wird, werden die Sättigung und die mit dieser verbundenen Wärmeenergieverluste vermieden. Auf diese Weise kann eine Lampe mit einer ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung mit einem äußerst hohen Wirkungsgrad betrieben werden.

Ein weiteres Merkmal der Schaltung nach der Erfindung ist die dieser eigene Selbstkompensation in bezug auf Netzspannungsänderungen. Wenn die Bezugsgleichspannung an der Sammelschiene 6 sich ändert, ändert sich der Lampenstrom in derselben Richtung während des "Ein"-Zustandes des Schalters 5, und daher ändert sich gleichzeitig der Rückkopplungsrückwärtsvorspannungsstrom in derselben Richtung um denselben Prozentsatz. Die Rückwärtsvorspannungsstromerzeugungseinrichtung kompensiert daher Änderungen der Netzspannung.

In einer typischen Schaltung nach der Erfindung, die eine Intervallfolgefrequenz von ungefähr 100 kHz (ungefähr 10 us Intervallänge) und eine Impulsbreite von ungefähr 2 μβ (ungefähr 20% Tastverhältnis) hat, ist der Impulsbreitenmodulator 16 ein Signetics-Dual-555 (NE 556), die Isoliereinrich-

tung 13 ist eine herkömmliche HF-Drossel von ungefähr 3 mH, die schnelle Diode 21 in dem Sekundärwicklungskreis ist eine 2N4154, die Ladungsspeichervorrichtung 22 ist ein Kondensator von 1 μΡ, der Transformator 8 ist ein Ferritkerntransformator, dessen Kern ein 3C8-Material ist, das von der Ferroxcube Corporation, Saugerties, N. Y., erhältlich ist, und der 100 Windungen auf der Primärwicklung 10 und 10 Windungen auf jeder der beiden Sekundärwicklungen 11, 23 aufweist (Windungsverhältnis 10:1), die Rückwärtsgleichstromblockiereinrichtung 14 ist ein Kondensator von ungefähr 50 oder 63 nF, der Hochspannungstransistor 19 ist ein Siemens BU308 und der Niederspannungsemitterschalter 20 ist ein Motorola MJE22o Die Induktivität der Primärwicklung 10 beträgt ungefähr 1 mH, während die Induktivität der Lampenwicklung 4 sich zwischen 3 und 10 μΗ ändert (wobei der niedrigere Wert nach Zündung der Lampe und Plasmakopplung auftritt). Der Nebenschlußwiderstand 17 hat einen Widerstandswert von 0,5 Ω, und der Starterwiderstand 18 hat einen Widerstandwert von 50 kfi. Die zweite Filtereinrichtung 24 gleicht im Aufbau der Filtereinrichtung 12. Darüber hinaus kann eine Z-Diode am Ausgang der zweiten Filtereinrichtung 24 zur besseren Spannungsregulierung vorgesehen sein.

Es ist zwar eine Kombination aus einer positiven Bezugsgleichspann ungssammelschiene,npn-Transistoren und einer in einer Richtung leitenden Vorrichtung, die einen Stromweg in einer Richtung hat, beschrieben worden, vorstehende Darlegungen zeigen jedoch, daß eine Kombination aus pnp-Translstoren, einer in einer Richtung leitenden Vorrichtung, deren Stromleitungsweg in der entgegengesetzten Richtung liegt, und einer negativen Bezugsgleichspanrmngssammelschiene stattdessen in der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung benutzt werden kann.

Leerseite

Claims

Patentansprüche :

Π J Schaltung zum Betreiben einer elektrodenlosen Lampe (1), mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Rückwärtsvorspannungsstroms in der Wicklung einer einen Magnetkern aufweisenden Induziereinrichtung (2) zum Erzeugen eines elektrischen Feldes in der Lampe, um die magnetische Sättigung des Kerns zu verringern und dadurch den elektrischen Betriebswirkungsgrad der Lampe zu verbessern, gekennzeichnet durch:

a) eine gesteuerte Schalteinrichtung (5, 15, 16, 17, 18), die einen Schalter (5), eine Eingangsleitung, eine Ausgangsleitung und eine Steuereinrichtung (15) zum wiederholten Betätigen des Schalters mit Hochfrequenzen zur Erzeugung periodischer Übertragungsintervalle zwischen der Eingangs- und der Ausgangsleitung aufweist;

b) eine Erregereinrichtung (6,7) zum Aufbauen eines Gleiehstrompotentials an der Wicklung (4) der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung (2), wenn der Schalter (5) geschlossen ist, wobei die Erregereinrichtung eine Bezugsgleichspannungssammelschiene (6) und eine Masseklemme (7) aufweist und wobei die Sanunel-

_ 2 —

schiene mit einer Klemme der Wicklung, die Masseklemme mit der Ausgangsleitung der gesteuerten Schalteinrichtung (15) und die Eingangsleitung der gesteuerten Schalteinrichtung mit der anderen Klemme der Wicklung (4) verbunden ist;

c) einen Spannungstransformator (8), der eine Primärwicklung (10) und eine Sekundärwicklung (11) hat, die jeweils eine erste und eine zweite Seite aufweisen, und der eine Spannung an der Sekundärwicklung (11) liefert, die zu der Spannung an der Primärwicklung (10) proportional und entgegengesetzt zu dieser gepolt ist;

d) eine Verbindung der ersten Seiten der Primärwicklung und der Sekundärwicklung mit der Bezugsgleichspann ungssammelschiene (6) ;

e) eine Filtereinrichtung (12) mit:

i) eine in einer Richtung leitende Vorrichtung (21), die eine erste und eine zweite Elektrode hat, von denen die erste Elektrode mit der zweiten Seite der Sekundärwicklung (11) des Spannungstransformators (8) verbunden ist, und

ii) einer Ladungsspeichervorrichtung (22),die zwischen die erste Seite der Sekundärwicklung (11) des Spannungstransformators (8) und die zweite Elektrode der in einer Richtung leitenden Vorrichtung (21) geschaltet ist;

f) eine Trenneinrichtung (13), die zwischen die zweite Elektrode und die andere Klemme der Wicklung (4) geschaltet ist, wodurch ein im wesentlichen konstanter Gleichstrom durch die Trenneinrichtung fließt, Ladung gespeichert wird, wenn der Schalter (5) geschlossen ist, und die gespeicherte Ladung in einer Rückwärtsvorspannungsrichtung durch die Wicklung (4) fließt, wenn der Schalter (5) offen ist; und

g) eine Rückwärtsstromblockiereinrichtung (14), die zwischen die zweite Seite der Primärwicklung (10) und die andere Klemme der Wicklung (4) geschaltet ist, wodurch i) ein Erregerstrom der Wicklung (4) zugeführt wird,

wenn der Schalter (5) geschlossen wird, ii) die in einer Richtung leitende Vorrichtung (21) einen Stromfluß durch die Sekundärwicklung (11) und die Filtereinrichtung (12) während der öffnung des Schalters verhindert,

iii) die Trenneinrichtung (13) verhindert, daß transiente Vorgänge an der Wicklung (4) die Filtereinrichtung (12) während der Öffnung des Schalters (5) erreichen, ohne daß die Bezugsgleichspannungssammelschiene (6) zur Masseklemme (7) hin beim Schließen des Schalters (5) kurzgeschlossen wird, und iv) die Rückwärtsstromblockiereinrichtung (14) verhindert, daß Ströme, die durch die Filtereinrichtung (12) erzeugt werden, zu der Primärwicklung (10) geleitet werden, und so gestattet, daß ein im wesentlichen konstanter Gleichstrom, wenn der Schalter (5) offen ist, in einer Richtung durch die Wicklung (4) fließt, die zu der des Erregerstroms entgegengeset//.t. ist, wodurch Energieverluste aufgrund der Sättigung des Kerns (3) minimiert werden.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (15) der gesteuerten Schalteinrichtung (5, 15, 16, 17, 18) eine Steuerleitung und eine Zeitsteuereinrichtung (16) aufweist, die das wiederholte Erregen der Steuerleitung in vorbestimmten Intervallen bewirkt.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitsteuereinrichtung (16) einen Impulsbreitenmodulator tu-~ wie einen Starterwiderstand (18), der den Impulsbreitenmodu-

lator mit der Bezugsgleichspannungssaramelschiene (6) verbindet/ und einen Nebenschlußwiderstand (17) aufweist, der die Masseklemme (7) mit der Ausgangsleitung der gesteuerten Schalteinrichtung (5, 15, 16, 17, 18) verbindet, wobei der Verbindungspunkt des Nebenschlußwiderstands (17) und der Ausgangsleitung der Schalteinrichtung (5) mit der Zeitsteuereinrichtung (16) verbunden sind.
4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) der gesteuerten Schalteinrichtung (5, 15, 16, 17, 18) einen Transistor (19) aufweist, der einen Kollektor, einen Emitter und eine Basis hat, welch letztere mit der Steuerleitung der Steuereinrichtung (15) verbunden ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schalter (5) einen Hochspannungstransistor (19) und einen schnellen Niederspannungsemitterschaltertransistor (20) aufweist, wobei der Emitter des Hochspannungstransistors (19) in Reihe zu dem Kollektor des Niederspannungsemitterschaltertransistors (20) geschaltet ist und wobei die Basen der beiden Transistoren mit der Steuerleitung der Steuereinrichtung (15) verbunden sind.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (5) einen Hochspannungs-npn-Transistor (19) und einen schnellen Niederspannungsnpn-EmitterSchaltertransistor (20) aufweist, wobei der Emitter des Hochspannungs-npn-Transistors (19) in Reihe zu dein Kollektor des Niederspannungs-npn-Emitterschaltertransistors (20) geschaltet ist und wobei die Basen von beiden Transistoren mit der Steuerleitung der Steuereinrichtung (15) verbunden sind.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (13) eine Drossel aufweist, die verhindert, daß wiederholte transiente Spannungen, die mit Hochfrequenzen auftreten, an dem Verbindungspunkt der Ladungsspeichervorrichtung (22) und der in einer Richtung leitenden Vorrichtung (21) erscheinen.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsstromblockiereinrichtung (14) einen Kondensator aufweist.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtsstromblockiereinrichtung (14) ein Widerstandselement aufweist, das im ohmschen Wert beträchtlich höher liegt als der Widerstand der Lampenwicklung (4) .
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungstransformator (8) ein Abwärtstransformator ist, der im linearen Kennlinienbereich betrieben wird.
11. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsspeichervorrichtung (22) der Filtereinrichtung (12) einen Kondensator aufweist und daß die in einer Richtung leitende Vorrichtung (21) der Filtereinrichtung (12) eine Diode aufweist.
12. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine zweite Sekundärwicklung (23) des Spannungstransformators (8) und durch eine zweite Filtereinrichtung (24), die die zweite Sekundärwicklung (23) mit der Steuereinrichtung (15) der gesteuerten Schalteinrichtung (5, 15, 16, 17, 18) verbindet, damit der Steuereinrichtung (15) Energie zugeführt wird.
13. Verfahren zum Betreiben einer elektrodenlosen Lampe, die eine ein elektrisches Feld aufbauende Induziereinrichtung mit einer Wicklung hat, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Hindurchleiten eines Erregergleichstroms in Vorwärtsrichtung durch die Wicklung der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung wiederholt mit einer voreingestellten Frequenz zwischen ungefähr 50 kHz und ungefähr 1 MHz für einen Prozentsatz (P ) der Zeit jedes periodischen Intervalls, der durch die Frequenz festgelegt ist;

b) Speichern von Ladung, während der Erregergleichstrom der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung zugeführt wird; und

c) Hindurchleiten eines Rückwärtsvorspannungstroms, der aus der gespeicherten Ladung erzeugt worden ist, in einer Rückwärtsrichtung durch die Wicklung der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung während desjenigen Teils jedes periodischen Intervalls, während welchem der Erregergleichstrom nicht zugeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen des Erregergleichstroms mit einer voreingestellten Betriebsfrequenz von ungefähr 100 kHz erfolgt und daß der Prozentsatz der Zeit eines Intervalls, P , ungefähr 20% beträgt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: Blockieren sämtlicher Ströme, die aus transienten Rücklaufspannungen an der Wicklung der ein elektrisches Feld aufbauenden Induziereinrichtung resultieren würden, mit Ausnahme an der Wicklung.