DE3127876A1

DE3127876A1 - Verfahren und einrichtung zum starten von leuchtstofflampen

Info

Publication number: DE3127876A1
Application number: DE19813127876
Authority: DE
Inventors: Harald 7012 Fellbach Lück
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-15
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1983-02-03
Also published as: EP0069967B1; DE3267572D1; EP0069967A1; ATE16673T1; JPS5893197A

Description

312787

- 7 Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Starten von Leuchtstofflampen, insbesondere von schwer zündbaren 26 mm Leuchtstofflampen.

In bekannter Weise können normale 38 mm Leuchtstofflampen beispielsweise in einer Heiztrafoschaltung oder in einer Starterschaltung gezündet und betrieben werden. Während bei der Heiztrafoschaltung die Lampenelektroden ständig von einem Heizstrom durchflossen werden und somit ein Zünden bei Netzspannung möglich ist, entsteht bei der Starterschaltung infolge einer Stromunterbrechung eine die Leuchtstofflampe zündende Spannungsspitze zwischen den Lampenelektroden. Es hat sich gezeigt, daß die wesentlich sparsameren neuen 26 mm Leuchtstofflampen zwar mit der üblichen Starterschaltung, jedoch nicht mit der Heiztrafoschaltung gezündet und betrieben werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung der genannten Art so auszubilden, daß mit relativ einfachen Maßnahmen und Mitteln ein problemloses Starten auch von schwer zündbaren 26 mm Leuchtstofflampen möglich ist, selbst wenn diese im Heiztrafobetrieb arbeiten sollen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Leuchtstofflampen im Mittenbereich zwischen ihren Lampenelektroden vorübergehend zumindest bis zum erfolgten Startvorgang von außen mit Hochspannung gegenüber wenigstens einer der Lampenelektroden beaufschlagt werden. Eine solche Maßnahme ist

1121313

ausgesprochen einfach und höchst wirkungsvoll, da hierdurch ein problemloses Starten von Leuchtstofflampen möglich ist. Da die Hochspannungsbeaufschlagung von außen erfolgt, ist grundsätzlich keine Manipulation an der Leuchtstofflampe selbst erforderlich; vielmehr kann jede Leuchtstofflampe in dieser Weise gestartet werden. Die lediglich vorübergehende Hochspannungsbeaufschlagung für den Startvorgang genügt völlig und erhöht die Betriebssicher heit.

Es ist besonders bevorzugt, daß die Hochspannungsbeaufschlagung gegenüber einer Lampenelektrode in einem solchen Mittenbereich erfolgt, der von der Lampenmitte bis etwa 1/5 der Lampenlänge in Richtung zu dieser Elektrode und bis etwa 1/6 bis 1/7 der Lampen länge in Richtung zu der anderen Lampenelektrode reicht. Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die Hochspannungsbeaufschlagung in einem solchen Mittenbereich erfolgt, ein sicheres Starten auch der neueren 26 mm Leuchtstofflampen möglich ist. Bei einer größe ren Abweichung von der Lampenmitte können sich Startprobleme ergeben .

Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform wird die Hochspannungsbeaufschlagung zwischen dem Mittenbereich und dem Lampennulleiter durchgeführt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch mög lich, die Hochspannungsbeaufschlagung zwischen dem Mittenbereich und der nicht mit dem Nulleiter verbundenen Lampenelektrode vorzunehmen, überdies wäre eine Hochspannungsbeaufschlagung zwischen dem Mittenbereich und beiden Lampenelektroden denkbar.

Ferner ist es bevorzugt, daß der Startvorgang der Leuchtstofflam pe erfaßt und in Abhängigkeit hiervon die Hochspannungsbeauf-

schlagung unterbrochen werden. Hierdurch ergeben sich ein sehr sparsamer, lampenschonender und sicherer Betrieb, der eine lange Lebensdauer gewährleistet.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen. Hochspannungsspitzen mit einer Spannung von etwa 6,4 KV zu benutzen. Diese Spannung genügt, um ein sicheres Starten von Leuchtstofflampen zu gewährleisten, so daß keine höheren Spannungen angewendet werden müssen. Überdies ist es vorteilhaft, als Hochspannungsspitzen eine Folge von Hochspannungsimpulsen mit einer minimalen Impulslänge von etwa 0,1 μ-see, wie von 0,7 μ sec, zu benutzen. Vorzugsweise kommt dabei eine Impulsfolgefrequenz der Hochspannungsimpulse von etwa 10Hz zur Anwendung. Während die genannte kurze Impulslänge an sich für ein Starten völlig ausreicht und im Hinblick auf einen schonenden sowie sicheren Betrieb so klein wie möglich sein sollte, hat sich die genannte Impulsfolgefrequenz deshalb als zweckmäßig erwiesen, weil bei dieser kein Lampenflackern erkennbar ist. Die Impulsfolgefrequenz könnte verkleinert werden, falls ein solches Flackern zugelassen wird. Siekönnte aber auch über den genannten Wert hinaus vergrößert werden, wenn dieses unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsbedingungen erwünscht ist.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die erste oder die einzige Impulsspitze gegenüber dem Einschaltzeitpunkt zeitlich verzögert. Dieses ist zweckmäßig, da beispielsweise bei einem Heiztrafobetrieb einer Leuchtstofflampe erst eine gewisse Aufheizperiode der Lampenelektroden verstreichen muß, ehe die Zündimpulse zu einem Starten der Leuchtstofflampe führen können. In diesem Zusammenhang hat sich gezeigt, daß eine Verzögerung von

- 10 -

etwa 1 bis 3 sec zweckmäßig ist. Bei einer richtig gewählten zeitlichen Verzögerung und bei intakter Leuchtstofflampe genügt an sich ein einziger Zündimpuls. Aus Sicherheitsgründen ist es jedoch bevorzugt, daß ein erster verzögerter Zündimpuls und in zeitlichem Abstand danach ein zweiter Sicherheitsimpuls erzeugt werden. Hierdurch wird mit größerer Wahrscheinlichkeit vermieden, daß ein Startvorgang der Leuchtstofflampe unterbleibt.

Im Hinblick auf die von außen erfolgende Hochspannungsbeaufschlagung ist es vorteilhaft, wenn Hochspannungsspitzen bzw. -impulse mit einem bezüglich einer Berührung ungefährlichen Energieinhalt erzeugt werden. Aus diesem Grunde werden sehr kurze Hochspannungsimpulse, wie es bereits erwähnt wurde, und Hochspannungsströme von etwa bis zu 500 μ,Α benutzt. Es kann nachgewiesen werden, daß eine solche Hochspannungsbeaufschlagung unter Berücksichtigung der genannten Impulsfolgefrequenz und der Größe der Spannung ungefährlich ist.

In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, daß der übliche Starter einer umzurüstenden, durch Hochspannungsspitzen zu zündenden Leuchtstofflampe durch einen die Lampenelektroden verbindenden und ständig strombeaufschlagenden Kondensator ersetzt wird. Dadurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Verfahren bei beiden genannten Betriebsschaltungen einzusetzen und somit auch vorhandene Starterschaltungen in einfacher Weise erfindungsgemäß umzurüsten .

Insbesondere im letztgenannten Fall ist es vorteilhaft, daß die Betriebsspannung für die Erzeugung der Hochspannungsspitzen aus der Lampenspannung abgeleitet wird. Da der den üblichen Starter

- 11 -

Pil «:■-■■ , - . . "

ersetzende Kondensator ohnehin an die Lampenelektroden anzuschließen ist, ist es auch günstig, die hier anstehende Lampenspannung für die Erzeugung der Hochspannungsspitzen abzugreifen, zumal vor dem Zündvorgang der Leuchtstofflampe diese Spannung praktisch der Netzspannung gleicht. Nach erfolgtem Starten der Leuchtstofflampe ist es ohnehin für die Hochspannungsbeaufschlagung gleichgültig, wenn sich die Lampenspannung zwischen den Lampenelektroden vermindert. Dieser Spannungsverminderungszustand kann außerdem dazu benutzt werden, die Hochspannungsbeaufschlagung automatisch zu unterbrechen und gegebenenfalls nach erneutem Spannungsanstieg wieder selbsttätig einzuleiten.

In weiterer Ausgestaltung ist es möglich, daß mehrere Leuchtstofflampen gleichzeitig mit Hochspannung beaufschlagt, der Startvorgang der letzten Leuchtstofflampe erfaßt und in Abhängigkeit hiervon die Hochspannungsbeaufschlagung unterbrochen werden. Da es an sich nicht schadet, wenn die Hochspannungsbeaufschlagung auch nach erfolgtem Starten einer Leuchtstofflampe noch etwas weiter andauert, ist es zweckmäßig und besonders einfach, die Hochspannungsbeaufschlagung für eine gesamte Gruppe von Leuchtstofflampen gleichzeitig und so lange durchzuführen, bis die letzte Leuchtstofflampe gestartet ist.

Bei einer besonders einfachen Ausführungsform wird die Hochspannungsbeaufschlagung einer oder mehrerer Leuchtstofflampen während einer fest voreinstellbaren Zeitdauer durchgeführt. Diese Vorgehensweise ist für die meisten Anwendungsfälle völlig ausreichend, da im allgemeinen die Zeitdauer bestimmbar ist, nach der die Leuchtstofflampe mit Sicherheit gestartet ist, sofern kein Fehlerfall vorliegt.

- 12 -

* a #■ ·

- 12 -

Zur Lösung der gestellten Aufgabe zeichnet sich ferner eine Einrichtung der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß aus durch einen über Betriebsspannungseingänge an die Netzleitungen und/oder an die Lampenelektroden anzuschließenden Hochspannungsgenerator mit wenigstens einem Hochspannungsausgang, der gegenüber einem mit einer Lampenelektrode zu verbindenden Bezugspunkt, wie einem der Betriebseingänge, Hochspannungsimpulse aufweist, und durch eine mit dem Mittenbereich einer Leuchtstofflampe von außen mechanisch verbundene bzw. verbindbare Hochspannungselektrode aus, die mit dem Hochspannungsausgang elektrisch verbunden bzw. verbindbar ist. Eine solche Einrichtung ist einfach und bezüglich des Startens von Leuchtstofflampen höchst wirksam. Da der Hochspannungsgenerator direkt von den Netzleitungen oder auch über die Lampenelektroden gespeist wird, entfallen zusätzliche Versorgungssysteme. Da andererseits der Hochspannungsgenerator ausgangsseitig lediglich von außen an den Mittenbereich der Leuchtstofflampe anzuschließen ist, können alle üblichen Leuchtstofflampen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung problemlos gestartet werden, was insbesondere auch für die schwer zündbaren 26 mm Leuchtstofflampen gilt.

Die Hochspannungselektrode kann in unterschiedlicher Weise und beispielsweise als metallisierte Klebefolie ausgebildet sein, die im Mittenbereich ringförmig auf die Leuchtstofflampe aufgeklebt wird. Ferner kann die Hochspannungselektrode als eine die Leuchtstofflampe umfassende elastische Halteklammer ausgebildet sein. Diese wird lediglich auf die Leuchtstofflampe aufgeschnappt und kann jederzeit wieder abgenommen werden. Um Leuchtunterbrechungen durch die Halteklammer zu vermeiden, kann es zweckmäßig sein,

- 13 -

ι j

- 13 -

diese in bezug auf ihren elektrischen Anschluß asymmetrisch auszubilden. In diesem Fall kann ein seitliches Aufschieben auf die Leuchtstofflampe erfolgen, wobei sich die Halteklammer im wesentlichen nur im Bereich des Lampengehäuses erstreckt.

Aus Sicherheitsgründen kann es ferner vorteilhaft sein, die Halteklammer in Form einer elastischen, klammerartigen äußeren Abschirmung mit einer metallischen Einlage auszubilden. Bei einer Berührung der auf einer Leuchtstofflampe befindlichen Halteklammer erfolgt somit keine Berührung der inneren metallischen Einlage. Bei einer solchen Ausführungsform ist es besonders zweckmäßig, die Abschirmung der Halteklammer aus durchscheinendem Kunststoff und die metallische Einlage in bezug auf ihren elektrischen Anschluß asymmetrisch auszubilden. Während die metallische Einlage wiederum nur dem Lampengehäuse zugewandt werden kann, sorgt die durchscheinende Abschirmung für einen weitgehend ungehinderten Lichtfluß. Eine mit einer solchen Hochspannungselektrode ausgerüstete Leuchtstofflampe ist im Betrieb von Leuchtstofflampen ohne eine derartige Hochspannungselektrode praktisch nicht unterscheidbar.

Eine praktische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zeichnet sich durch eine zwischen den Betriebsspannungseingängen befindliche Ladekreis-Reihenschaltung mit einem Gleichrichter, einem Strombegrenzungswiderstand, einem Ladekondensator und einem Hochspannungstransformator und durch einen parallel zum Ladekondensator sowie zum Hochspannungstransformator geschalteten Entladekreis aus, der beim überschreiten einer bestimmten Spannung am Ladekondensator diesen schnell entlädt. Durch einzelne oder

- 14 -

ι ■* *

- 14 -

wiederholte Entladungsvorgänge erzeugt der Hochspannungstransformator ausgangsseitig Hochspannungsimpulse zum Zünden einer oder
mehrerer Leuchtstofflampen. Eine solche Schaltung zum Erzeugen
von Hochspannungsimpulsen ist einfach, preiswert und betriebssicher.

Es ist besonders zweckmäßig, einen bezüglich Anfang und Ende seines Betriebes steuerbaren Entladekreis vorzusehen. In diesem Fall können die Entladevorgänge den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend zeitlich angepaßt werden.

Vorzugsweise hat der Entladekreis ein steuerbares Ventil, wie
einen Thyristor, mit einer Steuerelektrode. Ferner ist es bevorzugt, daß die Steuerelektrode des Thyristors zum Zünden desselben ab einer bestimmten Spannung am Ladekondensator entsprechend vorgespannt und zum Unterdrücken der Thyristor-Zündvorgänge über ein Steuerglied mit der Thyristor-Kathode verbindbar ist. Ein solcher Entladekreis ermöglicht ein zuverlässiges Entladen ab einer bestimmten Spannung am Ladekondensator und ein sicheres ünterdrükken der Entladevorgänge nach Ansprechen des Steuergliedes■

Wenn die Hochspannungsbeaufschlagung abgebrochen werden soll, sobald die Leuchtstofflampe gezündet ist, ist es zweckmäßig, daß das Steuerglied ein mit der zu zündenden Leuchtstofflampe in Lichtkontakt stehender Fotowiderstand ist. Dabei können auch mehrere in
Reihe geschaltete Fotowiderstände vorgesehen sein, die jeweils
mit einer von mehreren zu zündenden Leuchtstofflampen in Lichtkontakt stehen. Da dann die Steuerelektrode des Thyristors erst dann mit dessen Kathode verbunden ist, wenn alle Fotowiderstände leitend sind, wird die Hochspannungsbeaufschlagung erst nach dem

- 15 -

- 15 Starten aller Leuchtstofflampen dieser Gruppe unterbrochen.

Alternativ oder zusätzlich kann das Steuerglied ein Zeitschalter sein. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um einen elektrischen Zeitschalter, der die Thyristor-Steuerelektrode ab dem Anlegen der Betriebsspannung bis zu einem ersten Zeitpunkt mit der Thyristor-Kathode verbindet und danach ab einem zweiten Zeitpunkt wieder freigibt. Vorzugsweise sind dabei die ersten und zweiten Zeitpunkte einstellbar. Ein solcher Zeitschalter ermöglicht eine vielseitige Anpassung an die jeweiligen Betriebserfordernisse und beispielsweise eine zeitlich verzögerte sowie zeitlich begrenzte Hochspannungsbeaufschlagung. Während die Verzögerung dem Zweck dient, die Hochspannungsbeaufschlagung erst dann vorzunehmen, wenn nach dem Aufheizen der Lampenelektroden ein Zünden der Leuchtstofflampe möglich ist, soll die zeitlich begrenzte Hochspannung sbeauf schlagung eine Abschaltung auch dann vornehmen, wenn nach einer längeren Zeit noch kein Lampenzündvorgang erfolgt ist. Hierdurch wird verhindert, daß in diesem Fall die Hochspannungsbeaufschlagung unbegrenzt fortgesetzt wird. Wenn ein solcher Zeitschalter mit den genannten Fotowiderständen kombiniert wird, erfolgt ein Beenden der Hochspannungsbeaufschlagung normalerweise bereits vor dem zweiten Zeitpunkt, nämlich unmittelbar nach dem Zünden der Lampe, und nur im Fehlerfalle zu dem zweiten Zeitpunkt. Dieser ist so einzustellen, daß er nach Ablauf derjenigen Zeit auftritt, innerhalb derer normalerweise das Zünden intakter Leuchtstofflampen erfolgt.

Aus Gründen einer schaltungstechnischen Vereinfachung ist es zweckmäßig, daß der Hochspannungstransformator als Spartransformator ausgebildet ist. Ferner kann der Hochspannungstransformator

- 16 -

aus demselben Grund ausgangsseitig mit mehreren Hochspannungselektroden verbunden oder verbindbar sein. Deshalb kann eine gesamte Gruppe von gleichzeitig zu zündenden Leuchtstofflampen mit derselben Einrichtung gestartet werden-

Im Zusammenhang mit einer besonders vielseitig einsetzbaren Einrichtung ist es bevorzugt, einen zu den Betriebseingängen des Hochspannungsgenerators parallelgeschalteten uberbrückungskondensator zum Erzeugen eines über die Lampenelektroden fließenden Heizstroms vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, die Einrichtung auch bei üblichen Starterschaltungen einzusetzen und anstelle des Starters anzuschließen. Der Uberbrückungskondensator läßt einen ständigen Heizstrom durch die Lampenelektroden fließen, so daß ein unproblematisches Zünden möglich ist. Grundsätzlich könnte auch ein überbrückungswiderstand statt des überbrückungskondensators benutzt werden, was jedoch den Nachteil einer Erzeugung von Verlustwärme bzw. eines unnötigen Energieverbrauchs hätte. Wenn diese Einrichtung, also auch der Hochspannungsgenerator, direkt an die Lampenelektroden angeschlossen wird und nach dem Zünden die Lampenspannung zwischen diesen Elektroden absinkt, kann gegebenenfalls diese Zustandsänderung ausgenutzt werden, um durch Spannungsabfall den Hochspannungsgenerator außer Betrieb zu setzen. In diesem Fall kann somit auf Fotowiderstände und Zeitschalter verzichtet werden. Der letztere wäre nur erforderlich, falls eine verzögerte Hochspannungsbeaufschlagung erwünscht ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - in einer Prinzipdarstellung die Anwendung der vorliegen-

- 17 -

3Ί2Τ876

- 17 -

den Erfindung im Falle einer im Heiztrafobetrieb arbeitenden Leuchtstofflampe,

Figur 2 - in einer Prinzipdarstellung die Anwendung der Erfindung im Falle eines Umrüstens einer zuvor in einer Starterbetriebsschaltung betriebenen Leuchtstofflampe,

Figur 3 - eine Ausführungsform eines Hochspannungsgenerators nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 4 - ausgangsseitige Hochspannungsimpulse des Hochspannungsgenerators nach der vorliegenden Erfindung in mehreren Impulsdiagrammen und

Figuren 5 und 6 - zwei Ausführungsformen einer Hochspannungselektrode nach der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Figur 1 ist eine Heiztrafo-Lampenschaltung I, die ständig mit einem Netz-Nulleiter/verbunden ist, über einen Schalter S mit einem Netz-Phasenleiter L verbindbar. Eine Leuchtstofflampe 10 ist bezüglich ihrer Lampenelektroden 12, 14 hinter einer strombegrenzenden Drossel D an das Netz angeschlossen. Ein primärseitig vor der Drossel D an das Netz angeschlossener Heiztransformator H weist zwei Sekundärwicklungen auf, die jeweils eine der Lampenelektroden 12, 14 ständig mit einem Heizstrom beaufschlagen. Bei normalen 38 mm Leuchtstofflampen genügt diese Heiztrafoschaltung zum Zünden und Betreiben der Leuchtstofflampen. Wenn dagegen neuere 26 mm Leuchtstofflampen eingesetzt werden, können diese mit einer solchen Schaltung nicht gezündet werden. /N

Zum Zünden insbesondere von 26 mm Leuchtstofflampen in einer Heiztrafoschaltung gemäß Figur 1 wird die Leuchtstofflampe in ihrem Mittenbereich mit einer Hochspannungselektrode 16 versehen, über

- 18 -

die eine Hochspannungsbeaufschlagung der Leuchtstofflampe mittels einer Start- bzw. Zündhilfeeinrichtung II erfolgt. Diese enthält einen Hochspannungsgenerator 18, dessen Betriebsspannungseingänge 1 bzw. 2 über Anschlüsse 20 bzw. 22 nach Schließen des Schalters S mit den Netzleitern verbunden sind. Der Hochspannungsgenerator 18 erzeugt an einem Hochspannungsausgang 3 im vorliegenden Fall gegenüber dem Betriebsspannungseingang 2 Hochspannungsimpulse bzw. -spitzen, sobald der Schalter S geschlossen ist. Diese Hochspannungsimpulse gelangen über eine Hochspannungsleitung 24 zu der Hochspannungselektrode 16. Diese Hochspannungsbeaufschlagung der Leuchtstofflampe 10 wird zumindest so lange fortgesetzt, bis diese gestartet ist.

Die Starter-Lampenschaltung III aus Figur 2 unterscheidet sich von der Heiztrafo-Lampenschaltung I aus Figur 1 nur dadurch, daß der Heiztransformator H entfallen ist und sich stattdessen zwischen den Lampenelektroden 12, 14 ein gestrichelt dargestellter Starter St befindet. An sich eignet sich eine solche Starter-Lampenschaltung III auch zum Starten der schwer zündbaren 26 mm Leuchtstofflampen. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die Starteinrichtung II aus Figur 1 in geringfügiger Weise zu der Startbzw. Zündhilfeeinrichtung IV aus Figur 2 umzuwandeln, um mit dieser den Starter St für alle Anwendungsfälle ersetzen zu können. Die Starteinrichtung IV unterscheidet sich von der Starteinrichtung II aus Figur 1 nur dadurch, daß die Betriebsspannungseingänge 1 , 2 des Hochspannungsgenerators 18 und ein hierzu direkt paralleler überbrückungskondensator 32 über Anschlüsse 28, 30 direkt mit den Lampenelektroden 12, 14 der Leuchtstofflampe 10 verbunden sind. Der Überbrückungskondensator 32 läßt einen ständigen

- 19 -

Heizstrom über die Lainpenelektroden 12, 14 fließen, so daß ein problemloses Zünden der Leuchtstofflampe 10 über die Hochspannungselektrode 16 des Hochspannungsgenerators 18 möglich ist.

Grundsätzlich wäre es möglich, bei der Ausführungsform aus Figur 2 die Betriebsspannungseingänge 1, 2 des Hochspannungsgenerators 18 direkt mit den Netzleitern zu verbinden. Die dargestellte Ausführungsform hat jedoch den Vorteil, daß die Starteinrichtung IV nur über die Anschlüsse 28, 30 und anstelle des Starters St anzuschließen ist, ohne jegliche weitere Manipulationen an der Lampenschaltung vornehmen zu müssen, überdies kann sich hierdurch der Vorteil ergeben, daß dann, wenn die Lampenspannung zwischen den Lampenelektroden 12, 14 nach dem Starten der Leuchtstofflampe 10 abfällt, die Hochspannungsbeaufschlagung durch den Hochspannungsgenerator 18 automatisch unterbrochen wird. Entsprechende Vorteile können bei der Ausführungsform aus Figur 1 ebenfalls erzielt werden, wenn der Betriebsspannungseingang 1 statt über den Anschluß 20 über eine gestrichelt dargestellte Verbindung 26 direkt an die Lampenelektrode 14 angeschlossen wird.

In Figur 3 ist eine Ausführungsform des Hochspannungsgenerators 18 detaillierter dargestellt. Zwischen den Anschlüssen 20, 22 aus Figur 1 bzw. 28, 30 aus Figur 2 befindet sich eine Reihenschaltung mit einem Gleichrichter 34 in Form einer Diode, einem Strombegrenzungswiderstand 36, einem Ladekondensator 38 und einem Hochspannungstransformator 40. Der letztere ist bei der vorliegenden Ausführungsform ein Spartransformator, von dem die als Ladekreis dienende Reihenschaltung einen Teil erfaßt. Parallel zum Ladekondensator 38 und zum Hochspannungstransformator 40 befindet sich ein Entladekreis mit einem Thyristor 42. Eine Reihen-

- 20 -

schaltung aus einem Widerstand 44, einer Zenerdiode 46 und einer Zenerdiode 48 verbindet die Leitung zwischen dem Strombegrenzungswiderstand 36 und dem Ladekondensator 38 mit der Steuerelektrode des Thyristors 42. Der Verbindungspunkt 50 zwischen den Zenerdioden 46/ 48 ist über einen Fotowiderstand 52 mit der Kathode des Thyristors 42 bzw. mit dem Anschluß 22 (oder 30) verbunden. Ausgangsseitig ist der Hochspannungstransformator 40 über die Hochspannungsleitung 24 mit der die Leuchtstofflampe 10 zumindest teilweise umfassenden Hochspannungselektrode 16 verbunden. Gegebenenfalls kann die Hochspannungsleitung 24 über mehrere Zusatzanschlüsse 56 mit weiteren Hochspannungselektroden 16 verbindbar sein.

Der Hochspannungsgenerator 18 aus Figur 3 arbeitet wie folgt. Nachdem an den Anschlüssen 20, 22 bzw. 28, 30 durch Schließen des Schalters S aus den Figuren 1,2 Betriebsspannung anliegt, erfolgt in dem Ladekreis ein allmähliches Aufladen des Ladekondensators 38. Sobald dessen Spannung bis zu einem von den Zenerdioden 46, 48 beeinflußten Schwellwert angestiegen ist, erfolgt ein plötzliches Durchschalten des Thyristors 42. Durch das plötzliche Entladen des Ladekondensators 38 erfolgt am Ausgang des Hochspannungstransformators 40 eine Erzeugung von Hochspannungsspitzen. Nach einem ausreichenden Abfallen der Spannung am Ladekondensator 38 wird der Thyristor 42 wieder gesperrt, da der Strombegrenzungswiderstand 36 ein überschreiten des Thyristor-Haltestroms verhindert. Diese Lade- und Entladevorgänge werden fortgesetzt, bis die Leuchtstofflampe 10 zündet und den Fotowiderstand 52 beleuchtet, so daß dessen Widerstand stark vermindert wird. Hierdurch wird der Verbindungspunkt 50 nahezu mit der Kathode des Thyristors 42

- 21 -

,3LL2ZSZ6.

- 21 verbunden, so daß dieser nicht mehr zünden kann.

Wenn an die Hochspannungsleitung 24 über die Hochspannungselektrode 16 und die Zusatzanschlüsse mehrere gleichzeitig zu zündende Leuchtstofflampen 10 angeschlossen sind, enthält der Hochspannungsgenerator 18 zweckmäßigerweise mehrere in Reihe geschaltete Fotowiderstände 52, die jeweils von einer der Leuchtstofflampen 10 bestrahlt werden und alle aktiviert sein müssen, ehe die Hochspannungsbeaufschlagung unterbrochen wird.

Gemäß Figur 3 kann zusätzlich zu dem Fotowiderstand 52 oder anstelle desselben zwischen den Verbindungspunkt 50 und die Kathode des Thyristors 42 ein elektrischer Zeitschalter 54 geschaltet werden, der gemäß Darstellung seine Versorgungsspannung vom Ausgang des Gleichrichters 34 erhält. Dieser steuerbare Zeitschalter 54 kann dafür sorgen, daß die Hochspannungsbeaufschlagung in einer bestimmten Weise zeitlich verzögert wird, indem anfänglich ein Schließen des Zeitschalters 54 und damit ein Verbinden des Verbindungspunkts 50 mit der Kathode des Thyristors 42 erfolgen. Erst nach einem Öffnen des Zeitschalters 54 können Hochspannungsimpulse erzeugt werden. Dieser Zeitschalter 54 kann auch benutzt werden, um eine Hochspannungsbeaufschlagung nach einer bestimmten Zeitdauer zu unterbinden, innerhalb derer mit Sicherheit ein Zünden einer intakten Leuchtstofflampe 10 erfolgt sein muß. Bei einer kombinierten Anwendung des Fotowiderstands 52 und des Zeitschalters 54 kann das Abschalten der Hochspannungsbeaufschlagung normalerweise beim Zünden der Leuchtstofflampe 10 über den Fotowiderstand 52 und erst dann über den Zeitschalter 54 erfolgen, falls beispielsweise infolge einer fehlerhaften Leuchtstofflampe 10 kein Zündvorgang erzielt werden kann.

- 22 -

Gemäß Figur 3 kann ferner zwischen die Anschlüsse 2O₇ 22 bzw. 28, 30 ein überbrückungskondensator 32 gelegt werden, um die im Zusammenhang mit der Beschreibung von Figur 2 erläuterten Vorteile zu erzielen. Grundsätzlich ist es möglich, diesen überbrückungskondensator 32 durch einen Widerstand zu ersetzen, der ebenfalls ein■ständiges Fließen eines Heizstroms durch die Lampenelektroden 12, 14 zuläßt.

Das Impulsdiagramm a aus Figur 4 zeigt einen Fall, bei dem zwischen einem anfänglichen Zeitpunkt t» und einem längstmöglichen Zeitpunkt t₃ eine Folge von Hochspannungsimpulsen erzeugt wird, und zwar unabhängig davon, ob die Leuchtstofflampe gezündet oder nicht gezündet hat. Im Fall b wird die Hochspannungsbeaufschlagung bis zum Zeitpunkt t.. verzögert, wobei der Zeitraum zwischen t_ und t.. zum ausreichenden Aufheizen der Lampenelektroden 12, 14 dienen soll. Im Fall c wird die bis zum Zeitpunkt t.. verzögerte Hochspannungsbeaufschlagung bereits zum Zeitpunkt t₂, beendet, und zwar im vorliegenden Fall nach bereits zwei Hochspannungsimpulsen entweder durch Begrenzen dieser.Anzahl oder durch Abschaltung der Hochspannungsbeaufschlagung mittels des Fotowiderstands 52 aus Figur 3. Im letztgenannten Fall kann die Abschaltung bereits nach einem einzigen Hochspannungsimpuls erfolgen. Im Fall d beginnt die Hochspannungsbeaufschlagung bereits mit dem Zeitpunkt t», um dann wie bei dem Fall c beendet zu werden.

Die Hochspannungselektrode 16 ist in Figur 3 als eine in bezug auf ihren elektrischen Anschluß symmetrische, elastische Halteklammer ausgebildet, die die Leuchtstofflampe 10 ringartig teilweise umgibt. Eine solche Hochspannungselektrode 16 kann den Nachteil haben, daß sie im Betrieb der Leuchtstofflampe sichtbar ist.

- 23 -

31

- 23 -

Um dieses zu vermeiden, kann die Hochspannungselektrode 16 beispielsweise im Sinne der Ausführungsformen aus den Figuren 5 und 6 modifiziert werden. In Figur 5 ist eine asymmetrisch ausgebildete Hochspannungselektrode 16 dargestellt, die in bezug auf ihren elektrischen Anschluß unterschiedlich lange, die Leuchtstofflampe 10 teilweise umfassende Arme hat. Auf diese Weise kann die Hochspannungselektrode 16 bei seitlicher Zuführung der Hochspannungsleitung 24 im wesentlichen dem Lampengehäuse zugeordnet werden, so daß der im vorliegenden Fall nach unten weisende Leuchtbereich völlig unbehindert ist. Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei der Ausführungsform aus Figur 6 vor, bei der eine klammerartige elastische Abschirmung 58 aus durchscheinendem Kunststoff benutzt wird, die die eigentliche Halterungsfunktion für die bezüglich der Hochspannungsleitung 24 einseitige, als Einlage dieser Abschirmung ausgebildete Hochspannungselektrode 16 bildet. Bei einwandfreier Halterung durch die Abschirmung 58 auf der Leuchtstofflampe 10 kann hierbei eine bereichsweise Leuchtverminderung im wesentlichen Beleuchtungsbereich völlig vermieden werden.

Die Erfindung kann bezüglich zahlreicher Details vielfältig abgewandelt werden. Wichtig ist dabei, daß' geeignete Hochspannungsimpulse von außen über den Mittenbereich einer Leuchtstofflampe gegenüber wenigstens einer der Lampenelektroden so aufgebracht werden, daß auch ein Starten von schwer zündbaren 26 mm Leuchtstofflampen möglich ist.

- 24 -

Claims

Anwaltsakte 1520/4603

Anmelder: Harald Lück, Werner Straße 69, 7011 Stuttgart-Fellbach

Verfahren und Einrichtung zum Starten von Leuchtstofflampen

Patentansprüche

"\J Verfahren zum Starten von Leuchtstofflampen, insbesondere von schwer zündbaren 26 mm Leuchtstofflampen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtstofflampen im Mittenbereich zwischen ihren Lampenelektroden vorübergehend zumindest bis zum erfolgten Startvorgang von außen mit Hochspannung gegenüber wenigstens einer der Lampenelektroden beaufschlagt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die .Hochspannungsbeaufschlagung gegenüber einer Lampenelektrode in einem solchen Mittenbereich erfolgt, der von der Lampenmitte bis etwa 1/5 der Lampenlänge in Richtung zu dieser Elektrode und bis etwa 1/6 bis 1/7 der Lampenlänge in Richtung zu der anderen Lampenelektrode reicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsbeaufschlagung zwischen dem Mittenbereich und dem Lampennulleiter durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Startvorgang der Leuchtstofflampe erfaßt und in Abhängigkeit hiervon die Hochspannungsbeaufschlagung unterbrochen werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Hochspannungsspitzen mit einer Spannung von etwa 6,4 KV benutzt werden. - 2 -

.. .. 31.27.875. .
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochspannungsspitzen eine Folge von Hochspannungsimpulsen mit einer minimalen Impulslänge von etwa 0,1 μ sec, wie von 0,7 μ sec, benutzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsfolgefrequenz der Hochspannungsimpulse von etwa 10 Hz benutzt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder die einzige Impulsspitze gegenüber dem Einschaltzeitpunkt zeitlich verzögert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerung von etwa 1 bis 3 see durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster verzögerter Zündimpuls und in zeitlichem Abstand danach ein zweiter Sicherheitsimpuls erzeugt werden.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Hochspannungsspitzen bzw. -impulse mit einem bezüglich einer Berührung ungefährlichen Energieinhalt erzeugt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Hochspannungsströme von etwa bis zu 500 μΑ erzeugt werden.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der übliche Starter einer umzurüstenden, durch Hochspannungsspitzen zu zündenden Leuchtstofflampe

durch einen die Lampenelektroden verbindenden und ständig
strombeaufschlagenden Kondensator ersetzt wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsspannung für die Erzeugung der Hochspannungsspitzen aus der Lampenspannung abgeleitet wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leuchtstofflampen gleichzeitig mit Hochspannung beaufschlagt, der Startvorgang der letzten Leuchtstofflampe erfaßt und in Abhängigkeit hiervon die
Hochspannungsbeaufschlagung unterbrochen werden.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsbeaufschlagung
einer oder mehrerer Leuchtstofflampen während einer fest voreinstellbaren Zeitdauer durchgeführt wird.
17. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen
über Betriebsspannungseingänge (1, 2) an die Netzleitungen

(L, N) und/oder an die Lampenelektroden (12, 14) anzuschliessenden Hochspannungsgenerator (18) mit wenigstens einem Hochspannungsausgang (3), der gegenüber einem mit einer Lampenelektrode (12) zu verbindenden Bezugspunkt, wie einem der Betriebseingänge (2), Hochspannungsimpulse aufweist, und durch
eine mit dem Mittenbereich einer Leuchtstofflampe (10) von
außen mechanisch verbundene bzw. verbindbare Hochspannungselektrode (16), die mit dem Hochspannungsausgang (3) elektrisch verbunden bzw. verbindbar ist. - 4 -

-A-
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungselektrode (16) als metallisierte Klebefolie ausgebildet ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungselektrode (16) als die Leuchtstofflampe (10) umfassende elastische Halteklammer ausgebildet ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammer in bezug auf ihren elektrischen Anschluß asymmetrisch ausgebildet ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammer eine elastische, klammerartige äußere Abschirmung (58) und eine metallische Einlage aufweist.
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (58) der Halteklammer aus durchscheinendem Kunststoff besteht und die metallische Einlage in bezug auf ihren elektrischen Anschluß asymmetrisch ausgebildet ist.
23. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 22, gekennzeichnet durch eine zwischen den Betriebsspannungseingängen (1, 2) befindliche Ladekreis-Reihenschaltung mit einem Gleichrichter (34), einem Strombegrenzungswiderstand (36), einem Ladekondensator (38) und einem Hochspannungstransformator (40) und durch einen parallel zum Ladekondensator (38) sowie zum Hochspannungstransformator (40) geschalteten Entladekreis (42), der beim überschreiten einer bestimmten Spannung am Ladekodensator (38) diesen schnell entlädt.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch einen bezüglich Anfang und Ende seines Betriebes steuerbaren Entladekreis (42) .
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis ein steuerbares Ventil, wie einen Thyristor (42), mit einer Steuerelektrode enthält.
26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Thyristors (42) zum Zünden desselben ab einer bestimmten Spannung am Ladekondensator (38) entsprechend vorgespannt und zum Unterdrücken der Thyristor-Zündvorgänge über ein Steuerglied (52, 54) mit der Thyristor-Kathode verbindbar ist.
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied ein mit der zu zündenden Leuchtstofflampe (10) in Lichtkontakt stehender Fotowiderstand (52) ist.
28. Einrichtung nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch mehrere in Reihe geschaltete Fotowiderstände (52), die jeweils mit einer von mehreren zu zündenden Leuchtstofflampen (10) in Lichtkontakt stehen.
29. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied ein Zeitschalter

(54) ist.
30. Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Zeitschalter (54) die Thyristor-Steuerelektrode ab dem Anlegen der Betriebsspannung bis zu einem ersten Zeit-

I NACHG £..-?a

punkt (t₁) mit der Thyristor-Kathode verbindet und danach ab einem zweiten Zeitpunkt (t,) wieder freigibt.
31. Einrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zeitpunkte (t.. , t~) einstellbar sind.
32. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungstransformator

(40) als Spartransformator ausgebildet ist.
33. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungstransformator (40) ausgangsseitig mit mehreren Hochspannungselektroden (16) verbunden oder verbindbar ist.
34. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 33, gekennzeichnet durch einen zu den Betriebsspannungseingängen (1, 2) des Hochspannungsgenerators (18) parallelgeschalteten Überbrückungskondensator (32) zum Erzeugen eines über die Lampenelektroden (T2, 14) fließenden Heizstroms.