DE3136919A1

DE3136919A1 - Schaltungsanordnung zum zuenden und betrieb von gasentladungslampen mit wechselstrom

Info

Publication number: DE3136919A1
Application number: DE19813136919
Authority: DE
Inventors: Theo Ing Grad Huesgen; Gerd Dr Ing Schiefer
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1981-09-17
Filing date: 1981-09-17
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE3136919C2

Description

Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb von Gasentla-
dungslampen mit Wechselstrom Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb von Gasentladungslampen mit Wechselstrom, bestehend aus einem an ein übliches Wechselstromnetz angeschlossenen Vollweggleichrichter, dessen Gleichspannung einem Schaltnetzteil als Gleichspannungswandler zugeführt wird, an den sich eine Brückenschaltung mit vier Thyristoren anschließt, in deren Querzweig die Lampe angeordnet ist, wobei die Zündelektroden der Thyristoren jeweils über eine Parallelschaltung aus Widerstand, Kondensator und entgegengesetzt gepolter Diode mit den Thyristorkathoden verbunden sind.
Im Querzweig der Brückenschaltung können auch mehrere Lampen in Reihe und/oder parallel angeordnet sein. Als Schaltnetzteile kommen z.B. Sperrwandler, Durchflußwandler und Gegentaktwandler in Frage (vgl. Wüstehube u.a.
"Schaltnetzteile", Expert-Verlag, 1979).
Derartige Schaltungsanordnungen dienen im wesentlichen dazu, die beim unmittelbaren Betrieb von Gasentladungslampen aus dem Wechselstromnetz erforderliche große und aufwendige Vorschaltdrossel einzusparen.
Bei einer bekannten Schaltungsanordnung dieser Art werden die Brückenthyristoren mit relativ hohen Frequenzen bis zu 50 kHz geschaltet, so daß letztlich auch die Lampe mit einer Wechselspannung dieser Frequenz betrieben wird (US-PS 3 707 648)-. Dasselbe gilt für eine ähnliche Schaltungsanordnung, bei der die Brückenschaltung vier gesteuerte Transistoren aufweist (DE-OS 2 642 272). Hierbei wird die Umschaltung der Transistoren mit der Umschaltung des Schalttransistors im Schaltnetzteil synchronisiert, was eine aufwendige Invertersteuerung erfordert. Auch für die Steuerung der Brückenthyristoren nach der genannten US-PS ist eine sehr aufwendige Steuerschaltung erforderlich. Im übrigen bedingt eine Lampenspeisung mit höherfrequenter Wechselspannung einen erheblichen Aufwand an Filtergliedern, um die Hochfrequenz vom Netz abzuhalten.
Auch die Lampen selbst müssen praktisch strahlungssicher abgeschirmt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Gasentladungslampe letztlich mit netzfrequentem Wechselstrom, z.B. von 50 oder 60 Hz, zu speisen und dennoch ohne die übliche große Vorschaltdrossel auszukommen, wobei die Schaltungsanordnung möglichst wenige Bauelemente benötigt.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zündelektroden von jeweils zwei sich in der Brücke diagonal gegenüberliegenden Thyristoren über je einen Widerstand an einen der Pole des Wechselstromnetzes angeschlossen sind.
Die Ansteuerung der Thyristoren muß unter allen Betriebsbedingungen so arbeiten, daß mit Sicherheit das gleichzeitige Leitendwerden von zwei Thyristoren in demselben Brückenzweig vermieden wird. Es ist überraschend, daß dies mit der einfachen Ankopplung der Steuerelektroden der Thyristoren über je einen Spannungsteiler an das Wechselstromnetz gelingt. Es war nämlich nicht voraussehbar, daß die Thyristoren letztlich immer alle auf dem richtigen Potential liegen, so daß sie direkt aus dem Wechselstromnetz gesteuert werden können.
Vorzugsweise ist die Pufferdrossel des Schaltnetzteils in Reihe mit dem Lampe im Querzweig der Thyristorbrücke angeordnet. Dies kann vorteilhaft sein, um hohe Lampenzündspannungen von den Thyristoren fernzuhalten.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Figur zeigt eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb einer Gasentladungslampe.
Mit A und B sind Eingangsklemmen zum Anschließen an ein Wechselstromnetz von 220 V, 50 Hz bezeichnet. An diese Eingangsklemmen ist über ein Netzfilter 1, das z.B. eine Filterspule und einen Kondensator aufweisen kann, ein Brückengleichrichter 2 mit vier Dioden angeschlossen, der einen pulsierenden Gleichstrom erzeugt. An den Ausgang des Brückengleichrichters 2 ist ein Durchflußwandler angeschlossen, der aus einem Schalttransistor 3, welcher über eine Steuerschaltung 4 periodisch ein- und ausgeschaltet wird, einer Freilaufdiode 5, einer Pufferdrossel 6 und einer mit dieser in Reihe liegenden Gasentladungslampe 7 besteht. Parallel zur Lampe 7 mit vorheizbaren Elektroden ist eine Vorheizschaltung 18, z.B. ein bekannter Bimetallstarter, angeordnet.
Die Pufferdrossel 6 und die Gasentladungslampe 7 liegen im Querzweig einer parallel zur Freilaufdiode 5 geschalteten Brückenschaltung 8 mit vier Thyristoren 9 bis 12. Die Zündelektroden dieser Thyristoren 9 bis 12 sind jeweils über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 13, einem Kondensator 14 und einer entgegengesetzt gepolten Diode 15 mit den jeweiligen Thyristorkathoden verbunden.
Die Kondensatoren 14 dienen zur Verzögerung des Einschaltimpulses des jeweiligen Thyristors. Damit wird erreicht, daß ein Thyristor erst dann zündet, wenn der andere Thyristor im gleichen Brückenzweig mit Sicherheit nichtleitend ist; sonst würde ein Kurzschluß entstehen. Die Dioden 15 dienen als Schutz der jeweiligen Thyristoren gegen Uberspannungen an der Zündelektrode während der jeweils falschen Halbwelle, d.h. während der Halbwelle, bei der der betreffende Thyristor nicht zünden soll.
Die Zündelektroden von jeweils zwei sich in der Brücke 8 diagonal gegenüberliegenden Thyristoren 9 und 12 bzw.
10 und 11 sind über je einen Widerstand 16 bzw. 17 an einen der Pole A bzw. B des Wechselstromnetzes angeschlossen. Die Thyristorzündelektroden werden somit über je einen Spannungsteiler 13, 16 bzw. 13, 17 direkt von der Netzspannung geschaltet. Dies geschieht über Kreuz in der Weise, daß bei positiver Halbwelle des Wechselstromnetzes die Thyristoren 9 und 12 über die Spannungsteiler 13, 16 gezündet werden, während die Thyristoren 10 und 11 nichtleitend bleiben. Der Strom in der Lampe 7 fließt dann von links nach rechts. Bei der negativen Halbwelle des Wechselstromnetzes werden dagegen die Thyristoren 10 und 11 über die Spannungsteiler 13, 17 gezündet, während die Thyristoren 9 und 12 nichtleitend sind. Der Strom fließt nun in umgekehrter Richtung durch die Lampe.
Bei einem Ausführungsbeispiel zum Zünden und Betrieb einer 13 W-Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe hatten die verwendeten Bauelemente folgende Werte: Thyristoren 9 bis 12 s BRX 49 Widerstände 16 und 17 ............ 100 kOhm Widerstände 13 ................... 1 kOhm Kondensatoren 14 ................. 0,1/uF Dioden 15 ........................ BY 207 Pufferdrossel 6 .................. 7 mH Die Schaltfrequenz der Steuer schaltung 4 lag zwischen 20 und 50 kHz.
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Claims

Patentansprüche: Qi Schaltungsanordnung zum Zünden und Betrieb von Gasentladungslampen mit Wechselstrom, bestehend aus einem an ein übliches Wechselstromnetz angeschlossenen Vollweggleichrichter, dessen Gleichspannung einem Schaltnetzteil als Gleichspannungswandler zugeführt wird, an den sich eine Brückenschaltung mit vier Thyristoren anschließt, in deren Querzweig die Lampe angeordnet ist, wobei die Zündelektroden der Thyristoren jeweils über eine Parallelschaltung aus Widerstand, Kondensator und entgegengesetzt gepolter Diode mit den Thyristorkathoden verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektroden von jeweils zwei sich in der Brücke (8) diagonal gegenüberliegenden Thyristoren (9, 12 bzw. 10, 11) über je einen Widerstand (16 bzw. 17) an einen der Pole (A bzw. B) des Wechselstromnetzes angeschlossen sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferdrossel (6) des Schaltnetzteils in Reihe mit der Lampe (7) im Querzweig der Thyristorbrücke (8) angeordnet ist.