DE3148821A1

DE3148821A1 - "starter zum zuenden einer gas- und/oder dampfentladungslampe sowie elektrische anordnung und lampe mit einem derartigen starter"

Info

Publication number: DE3148821A1
Application number: DE19813148821
Authority: DE
Inventors: Jozef Cornelis Moerkens; Leonardus Godefridus 5621 CT Eindhoven Verhees
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-12-16
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1982-07-15
Also published as: FR2496384A1; FR2496384B1; BE891473A; GB2089596A; NL8006802A; US4447759A; JPS57124893A

Description

N.V.Philips¹ eioeilampenfabrieken, Mr.-an. 3 U 882

PHN.9919 ' ' 31.8.81

-3-

"Starter zum Zünden einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe sowie elektrische Anordnung und Lampe mit einem derartigen Starter"

Die Erfindung betrifft einen Starter zum

Zünden einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe mit einem zwei Hauptelektroden und eine Hilfselektrode aufweisenden Entladungsrohr, welcher Starter mit zwei Eingangs-5

anschlüssen und drei Ausgangsanschlussen versehen ist, wobei die Eingangsanschlüsse zum Anschliessen an eine ein induktives Vorschaltgerät enthaltende niederfrequente elektrische Speisequelle, der erste

_1n Ausgangsanschluss zum Anschliessen an die erste Hauptelektrode des Entladungsrohrs, der zweite Ausgangsansch.luss zum Anschliessen an die zweite Hauptelektrode und der dritte Ausgangsanschluss zum Anschliessen an die Hilfselektrode bestimmt ist, und. dem Entladungsrohr

T5 eine Serienschaltung aus einem strombegrenzenden Schaltungselement und einem Schaltelement parallel geschaltet ist, wobei das Schaltelement ausserdem zu einem Starterteil zum Erzeugen einer Spannung zwischen dem dritten und einem anderen Ausgangsanschluss gehört.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine elektrische Anordnung mit einem derartigen Starter. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Lampe mit einer derartigen, mit einem Starter versehenen elektrischen Anordnung.

Ein bekannter Starter eingangs erwähnter Art ist beispielsweise in der DE-OS 27 17 853 beschrieben. Ein Nachteil dieses bekannten Starters besteht darin, dass die elektrische Spannung zwischen den Hauptelektroden des Entladungsrohrs verhältnismässig niedrig ist, nämlich etwa die gleiche Grosse hat wie die Spannung über der Kombination des induktiven Vorschaltgeräts und des Entladungsrohrs. Dies führt dazu, dass das Entladungsrohr manchmal schwer oder gar nicht zündet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen .Starter eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem die Möglichkeit einer guten Zündung des Entladungsrohrs

gross ist.
5

Diese Aufgabe wird mit eiiHn Starter eingangs

erwähnter Art gemäss der Erfindung -dadurch gelöst, dass das strombegrenzende Schaltungselement einen Kondensator enthält.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zum Zünden der Lampe - neben einer Spannung zwischen der Hilfselektrode und einer Hauptelektrode des Entladungsrohrs - ebenfalls eine erhöhte Spannung zwischen den beiden Hauptelektroden dieses Entladungsrohrs zu verwirklichen. Beim erfindungsgemässen Starter steigt nämlich

■" ;

beim -Zünden des Entladungsrohrs - unter Beibehaltung einer Spannung zwischen der Hilfselektrode und einer Hauptelektrode v- die momentane Spannung zwischen den beiden Hauptelektroden über die Spannung an der Kombination des induktiven Vorschaltgeräts und des Entladungsrohr. Dieser Anstieg ist der Tatsache zuzuschreiben, dass im Betriebszustand des Starters sich die Spannung zwischen seinen Eingangsanschlussen, durch Serienschaltung aus dem induktiven Vorschaltgerät und dem Kondensator, im leitenden Zustand des Schaltelements vergrössert. Da die En'tladungsbahn des Entladungsrohrs zwischen den Hauptelektroden dabei parallel zur Kombination dieses Kondensators und des Schaltelements liegt, steigt die Spannung zwischen den Hauptelektroden ebenfalls an.

Es sei bemerkt, dass es aus der US-PS 3 732 k60 an sich bekannt ist, zum Zünden eines Entladungsrohrs eine Serienschaltung aus einem indulktiven Vorschaltgerät, einem Kondensator und einem Schaltelement zu verwenden, die auch die Spannung zwischen zwei Hauptelektroden des Entladungsrohrs vergrÖssert. Auch in diesem Fall

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wird eine zweite elektrische Spannung im Starter zur weiteren Förderung der Zündung des Entladungsrohrs erzeugt. Diese zweite Spannung wird jedoch nicht einer

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- Γ-

Hilfselektrode des Entladungsrohrs zugeleitet.

In dem erfindungsgemässen Starter kann das strombegrenzende Schaltungselement beispielsweise nur

aus dem Kondensator bestehen. Das Schaltelement kann 5

z.B. ein mit einem Bimetall ausgerüsteter Glimmstarter sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Starters besteht das .strombegrenzende Schaltungselement aus einer Serienschaltung des Konden-

sators mit einem Widerstand und ist das Schaltelement ein gesteuertes Halbleiterschaltelement mit zweiseitiger Thyris t orkennlinie.

Ein Vorteil dieser bevorzugtön Ausführungsform besteht darin, dass der Strom durch den Starter

• auch mit durch den Widerstand begrenzt werden kann, d.h. diese den Startex*strom begrenzende; Eigenschaft kann beim Entwurf des induktiven Vorschaltgerät ausser Betracht bleiben. Ein weiterer Vorteil dieser bevorzugten

Ausführungsform ist, dass das Schaltelement keine 20

beweglichen Teile besitzt.

Bei einer folgenden bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässeii. Starters ist ein Abzweig zwischen dem strombegrenzenden Schaltungselement und dem Schaltelement über eine Sekundärwicklung eines Transformators 25

an den dritten Ausgangsanschluss angeschlossen, wobei

eine Primärwicklung dieses Transformators in Serie mit einem zweiten Kondensator das Schaltelement überbrückt. Ein Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform

ist, dass mit dem Starter auf einfache Weise eine hohe

" 30 , ' ν

Momentanspannung zwischen der Hilfselektrode und einer Hauptelektrode des Entladungsrohrs erhalten werden kann. Dies erfolgt insbesondere nach dem Aufladen des zweiten Kondensators über den ersten Kondensator durch Entladung

des zweiten Kondensators über die Primärwicklung des 35

Transformators. Über die Sekundärwicklung des Transformators gelangt dann eine Spannung an den dritten Ausgangsanschluss, der zum Anschliessen an die Hilfselektrode

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Λ-

des Entladungsrohrs bestimmt ist.

Bex einer Verbesserung der letztgenannten bevorzugten Ausführungsform ist der Abzweig zwischen dem strom-

begrenzenden Schaltungselement und dem gesteuerten 5

Halbleiterschaltelement ebenfalls über ein Schwellenelement an eine Steuerelektrode dieses Schaltelements angeschlossen.

Ein Vorteil dieser Verbesserung besteht darin, dass das Schaltelement erst dann leitend gemacht wird, wenn sich der zweite Kondensator auf eine bestimmte (Schwellen-)Spannung aufgeladen hat. Dadurch empfängt die Hilfselektrode nur verhältnismässig hohe Spannungsimpulse.

Die Erfindung bezieh^ sich ferner auf eine elektrische Anordnung mit einem erfindungsgemässen Starter und mit einer mit diesem Starter zu zündenden Gas- und/oder . Dampfentladungslampe, deren Entladungsrohr mit zwei Hauptelektroden und einer Hilfselektrode versehen ist, wobei das Entladungsrohr zu einer Hochdruckmetalldampfentladungslampe gekört.

Ein Vorteil dieser elektrischen Anordnung ist, dass die Hochdruckmetalldampfentladungslampe, die oft als kompakte Lichtquelle m|.t hoher Lichtausbeute ausgebildet sein kann, sich gu"£ zünden lässt.

Bei einer Verbesserung einer erfindungsgemässen elektrischen Anordnung ist die·Hochdruckmetalldampfentladungslampe eine Hochdrucknatriumdampfentladungslampe, in der sich wenigstens Xenon befindet.

Ein Vorteil dieser elektrischen Anordnung

ist, dass damit eine Lichtquelle mit hoher Lichtausbeute und oft relativ hoher Zündspannung sich dennoch gut zünden lässt.

Ι'.Ά sol bomo.rlcL, dass aus der DE-OS 30 15 50^ ein Hocliclruiikij.aLi-iuindamprentladungsrohr bekannt ist, in dem

"'" si.eil wenigstens Xenon befindet, und bei dem. das Zünden ebenfalls einfach i-st. Zum Zünden ist dieses bekannte

3 1 /; 8 8 2 1

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-> j

Entladungsrohr jedoch mit Kohlenstoff zum Aufrechterhai- J

ten eines geringen Drucks des Xenongases im ungezündeten Zustand des Entladungsrohrs versehen. Dieser Kohlenstoff

macht jedoch dieses bekannte Entladungsrohr kompliziert. _:

i

Schliesslich bezieht sich die Erfindung auf

eine Hochdruckmetalldampfentladungslampe mit einer elektrischen Anordnung nach der Erfindung mit einem das Entladungsrohr umhüllenden Aussenkolben, wobei sich der Starter im Sockel der Lampe befindet.

I

Ein Vorteil dieser Hochdruckentladungslampe

besteht darin, dass dabei kein sogenannter externer

- ι

Starter benötigt wird. !

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird j

-g nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. _:

Es zeigen: .. ·

Fig. 1 eineii Schnitt durch eine Hochdrucknatriumdampf entladungslampe ;

Fig. 2 die Schaltungsanordnung des Starters _2D zum Zünden der Lampe riach Fig. 1.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Entladungsrohr, das von einem Aussenkdlben 2 umgeben ist. 3 ist ein Sockel der Lampe. Die Gesamtlänge der Lampe beträgt 15 cm und ihre grösstö Breite 7 cm. Die Leistung der Lampe beträgt 70 Watt*

Das vom Sockel 3 abgewandte Ende des Entladungsrohrs 1 ist an einem Zuführungsstreifen k befestigt, der wiederum selbst an einem elektrischen Zuführungsleiter 5 befestigt ist. Die Verlängerung 6 dies.es ZuführungsIeiters 5 dient zum Abstützen und Z_entrieren des Entladungsrohrs 1 im Aussenkolben 2. Der Zuführungs-.leiter 5 ist weiterhin an die zylindrische Hülse A des ■ Sockels 3 angeschlossen.

Das dem Sockel 3 zugewandte Ende des Entlade dungsrohrs 1 ist an einen elektrischen Zuführungsleiter 7 angeschlossen, der zu einem Mittelkontakt B des Sockels 3 führt. Dabei dient eine elektrische Verbindung 9 der Stromzuführung. Ein Teil 10 in der 'Verlängerung

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des Leibers 7 besitzt nur eine Tragfunktion für eine flexible Abstützung des Rohrs 1.

Mit 70 (siehe weiter Fig. 2) ist eine wendelförmige, um das Entladungsrohr 1 gewickelte äussere Hilfselektrode bezeichnet. Diese' Elektrode 70 ist über einen Durchführungsleiter 12 ebenfalls elektrisch mit dem Sockel 3 verbunden. Im Sockel befindet sich ein I Starter mit den Eingangsanschlussen A und B. Dieser Srarter enthält einen ersten Kondensator 55i einen zweiten Kondensator 56 > einen Widerstand 57 und ein Halbleiterschaltelement mit zweiseitiger Thyristorkennlinie. (Triac) 58. Ausserdem enthält dieser Starter einen Transformator 59 mit einer Primärwicklung 60 (siehe Fig. 2) und einer Sekundärwicklung. 6i, sowie zwei Zenerdioden 62 bzw. 63. Die elektrische Schaltung .dieses. Starters ist in Fig. 2 dargestellt.

In. Fig. 2 ist in dem mit einer gestrichelten " Linie eingerahmten Rechteck der Starter dargestellt.

Er ist mit zwei Eingangsanschlüssen A und B und drei

Ausgangsanschlüssen I, II und III versehen.

Mit 50 ist ein Anschluss bezeichnet, der zusammen mit einem Anschluss 5"! zum Anschliessen an eine Wechselspannungsquelle von etwa 220 V, 50 Hz, bestimmt ist. Der Anschluss 50 ist mit einem induktiven

Vorschaltgerät .52 verbunden. Die -andere Seite des Vorschaltgeräts 52 ist mit dem Anschluss A und der Anschluss 5I mit dem Anschluss B verbunden.

Der Anschluss A ist mit dem Anschluss B

durch eine Serienschaltung aus dem ersten Kondensator

55, dem Widerstand 57 und dem Halbleiterschaltelement verbunden. Ein Abzweig zwischen dem Widerstand 57 und dem Schaltelement 58 ist über die Sekundärwicklung 6i des Transformators ^S) an den Aus gangs anschluss III angeschlossen. Dieser Abzweig ißt weiter über eine Serienschaltung aus zwei entgegengesetzt geschalteten Zenerdioden Gi und 63 an eine Steuerelektrode des Halbleiterschaltelements 58 angeschlossen. Schliesslich

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ist das Halbleiterschaltelement 58 durch eine Serienschaltung aus der Primärwicklung 60 des Transformators und dem zweiten Kondensator 56 überbrückt.

Der Ausgangsanschluss I des Starters ist mit der Hauptelektrode 53 und der Ausgangsanschluss II mit der Hauptelektrode $k des Entladungsrohrs 1 verbunden. . Der Aus gangs an Schluss III" des Starters i.st an die Hilfselektrode 70 des Entladungsrohrs 1 angeschlossen.

]q Das Entladungsrohr 1 enthält neben Natrium

(etwa 3 ^ms) und Quecksilber (etwa 12 mg) noch Xenon. Der Druck dieses Xenons beträgt bei 30O⁰K etwa 53 kPascal.

Die Wirkung .der Anordnung nach Fig. 2 ist wie folgt: Wenn zwischen den Anschlüssen 50 und 5I eine Spannung von 220 V, 5Ö Hz angelegt wird, lädt sich der zweite Kondensator' 56 über den Kreis 50, 52, 55 > 57» 60 auf. Wenn die Spannung am Kondensator 56 so hoch angestiegen ist, dass die Schwellenspannung der Zenerdiode (62 bzw. 63) erreicht ist, wird das Schaltelement 58 leitend. AnschliesJend entlädt sich der Kondensator sprunghaft über die Primärwicklung 60 des Transformators 59· Hierdurch ergibt sich ein Spannungfsimpuls in der Wicklung 61, wodurch eine hohe Momentanspannung zwischen · der Hilfselektrode 70 und der Hauptelektrode ^h des Entladungsrohrs 1 entsteht.

Durch den leitenden Zustand des Schaltelements 58 fliesst ein Strom durch den Kreis 50, 52, 55» 57, 58 nach 51· Hierdurch steigt die Momentanspannung zwischen • den Anschlüssen A und B, damit auch zwischen I und II, und dadurch auch die Spannung zwischen den Hauptelektroden 53 und 5h des Entladungsrohrs 1 über die Spannung zwischen den Anschlüssen 50 und 51 ^an· Das Schaltelement 58 wird dann wieder gesperrt. Wenn die Lampe bei den ersten Spannungserhöhungen noch nicht gezündet hat, wiederholt sich der beschriebene Vorgang auch bei anderer Polarität der Spannung zwischen den Anschlüssen 50 und · 51..

Wenn das Entladungsrohr 1 gezündet hat, sinkt

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die Spannung zwischen den Hauptelektroden 53 und $k auf einen Wert, bei dem die Zenerspannung der Zenerdioden 62 und 63 nicht mehr erreicht wird. Der Starter ist dann ausser Betrieb.

Der Starter 55 bis 63 befindet sich, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, der Lampe zwischen Aussenkolben 2 und Sockel 3.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt die Selbstinduktivität des Vorschaltgeräts 52 0,6 Henry. Die Entladungslampe ist, wie bereits bemerkt wurde, eine Hochdrucknatriumdampfentladungslampe für 70 V. Der Lichtstrom beträgt 65QO Lumen. Der Kondensator

55 besitzt eine Kapazität von 6OO nF. Der Kondensator

56 besitzt.eine Kapazität von 30 nF. Der ¥iderstand 57 hat einen ¥ert von I5O Ohm. Das Übersetzungsverhältnis des Transformators 6O-6I ist 1 zu 35· Die Zenerspannung jeder der beiden Zenerdioden 62 und 63 beträgt 25O Volt. In diesem Beispiel steigt beim Starten die Momentanspannung zwischen den Hauptelektroden 53 und ^h auf 45O Volt.

Ein Vorteil des beschriebenen Starters ist, dass damit das Entladungsrohr 1 auf zuverlässige Weise dadurch gezündet wird, dass nebeln den Spannungsimpiilsen zwischen der Hilfselektrode JO und der Hauptelektrode

-

54 eine erhöhte Spannung zwischen den Hauptelektroden 53 und 54 erzeugt wird.

Leerseite

Claims

PHN.9919 βΓ " 31.8.81

PATENTANSPRÜCHE:

1y Starter zum Zünden einer .Gas- und/oder Dampf-· entladungslampe mit einem zwei Hauptelektroden und eine Hilfselektrode aufweisenden Entladungsrohr, welcher

Starter mit zwei Eingangsanschlüssen und drei Ausgangs-5

ansohlüssen versehen ist, von denen die Eingangsanschlüsse zum Anschliessen an eine ein induktives Vorschaltgerät enthaltende niederfrequente elektrische Speisequelle, der erste Ausgangsanschluss zum Anschliessen an die erste Hauptelektrode des Entladungsrohrs, der zweite

j,

Ausgangsanschluss zum Anschliessen an die zweite Hauptelektrode und der dritte Ausgangsanschluss zum Anschliessen an die Hilfselektfode bestimmt ist, und dem Entladungsrohr eine Serienschaltung aus eineim strombegrenzenden Schaltungelement und einem Schaltelement parallel

geschaltet ist, wobei das Schaltelement ausserdem zu einem Starterteil zum Erzeugen einer Spannung zwischen

dem dritten und einem anderen Ausgangsanschluss gehört, ί

• ι dadurch gekennzeichnet, dass das strombegrenzende Schaltungselement einen Kondensator (55) enthält. ; ■: i

2. Starter nacH Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,

dass das strombegrenzönde Schaltungselement aus einer j

Serienschaltung des Kondensators (55) mit einem Widerstand (57) besteht und das Schaltelement (58) ein \

gesteuertes Halbleiterschaltelement mit zweiseitiger

i

Thyristorkennlinie ist.

3. " Starter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abzweig zwischen dem strombegrenzenden Schaltungselement (55j 57) und dem Schaltelement (58)

über eine ,Sekundärwicklung (61 ) eines Transformators (59) . .

an den dritten Ausgangsanschluss (,III) angeschlossen ist, und eine Primärwicklung (60) dieses Transformators (59) in Serie mit einem zweiten Kondensator (56) das

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Schaltelement (58) überbrückt.

Λ. Starter nach Anspruch 2 und. 3> dadurch gekennzeichnet, dass der Abzweig zwischen dem strombegrenzenden Schaltungselement (55, 57) und dem gesteuerten HaIb-

leiterschaltelepient (58) ebenfalls über ein Schwellenelement (62, 63) an eine Steuerelektrode dieses Schaltelements (58) angeschlossen ist.
5. Elektrische Anordnung mit einem Starter nach

_1Q Anspruch 1, 2, 3 oder h sowie mit einer mit diesem

Starter zu zündenden Gas- und/oder Dampfentladungslampe mit zwei Hauptelektroden und einer Hilfselektrode, dadurch gekennzeichnet, dass das Entladungsrohr zu einer Hochdruckmetalldampfentladungslampe gehört.

6. Elektrische Anordnung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckmetalldampfentladungslampe eine Hochdrucknatriumdampfentladungslampe ist, in der sich wenigstens Xenon befindet. 7· Hochdruckmetalldampfentladungslampe mit einer elektrischen Anordnung naqh Anspruch 5 oder 6, mit einem das Entladungsrohr umhüllenden Aussenkolben, dadurch gekennzeichnet, dass sic^h der Starter innerhalb des Sockels (3) der Lampe befindet.