DE3221701C2 - - Google Patents
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- DE3221701C2 DE3221701C2 DE3221701A DE3221701A DE3221701C2 DE 3221701 C2 DE3221701 C2 DE 3221701C2 DE 3221701 A DE3221701 A DE 3221701A DE 3221701 A DE3221701 A DE 3221701A DE 3221701 C2 DE3221701 C2 DE 3221701C2
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- Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Starten
und Betreiben von Leuchtstofflampen nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus der Veröffentli
chung "Vorschaltgeräte und Schaltungen für Niederspannungs-
Entladungslampen" von C.H.Sturm, 5. Auflage 1974, Herausge
ber: Brown, Boveri & Cie AG, Mannheim, Verlag H. Girardet,
Essen, S. 187-192, 290-293 bekannt. Um dort eine Erhöhung
der Startspannung zum leichteren Start der Leuchtstofflam
pen zu erreichen, ist diese Schaltungsanordnung so ausge
legt, daß der Frequenzbereich, in dem die zusammengefaßte
Reaktanz des Kondensators und der Primärwicklung zusammen
mit der Induktivität der Vorschaltanordnung wenigstens
teilweise in Resonanz ist, eine Harmonische, vorzugsweise
die dritte Harmonische, der Netzfrequenz umfaßt. Diese be
kannte Schaltungsanordnung kann jedoch unter dem Gesichts
punkt der Energieeinsparung nicht als optimal angesehen
werden.
Weiterhin beschreibt die US-PS 41 85 233 zum Starten und
Betreiben von Leuchtstofflampen und zum Heizen oder Vorhei
zen ihrer Kathoden eine Schaltungsanordnung, in der die Ka
thoden der Leuchtstofflampen durch einen Transformator er
hitzt werden.
Die US-PS 42 07 497 beschreibt eine Hochfrequenz-Lampenbe
triebsschaltung, in der die Kathoden durch einen Transfor
mator erhitzt werden, dessen Primärwicklung in Reihe mit
einem Kondensator an eine Wechselspannungsquelle ange
schlossen ist. Dort sind die Primärwicklung und/oder Vor
schaltdrossel zusammen mit dem Kondensator an oder nahe der
Frequenz der Wechselspannungsquelle in Resonanz, wobei der
Transformator so gestaltet ist, daß er konstante Kathoden-Span
nungen während des hochfrequenten Lampenbetriebes und
des Dimmens liefert.
Die US-Patentschriften 36 11 021 und 42 07 497 beschreiben
ebenfalls Hochfrequenzschaltungen zum Starten und Betreiben
von Leuchtstofflampen und verwenden eine Resonanzschaltung,
die auf eine einzige individuelle Harmonische der hochfre
quenten (20 kHz) Betriebsstromquelle abgestimmt ist, um das
Starten der Lampen zu unterstützen.
Aus der GB-PS 6 39 295 ist es bekannt, den Kathodenheiz
transformator mittels eines Schalters, beispielsweise mit
tels eines elektromagnetischen Relais oder eines durch ein
temperaturempfindliches Element betätigten Schalters, nach
dem Startvorgang abzuschalten. Weitere Schaltungsanordnun
gen, bei denen die Kathodenheizschaltung während des Be
triebs mit magnetisch betätigten Schaltern abgeschaltet
werden, sind aus der US-PS 23 30 312, US-PS 40 09 412 und
US-PS 41 46 820 bekannt. Die US-Patentschriften 23 54 421,
24 62 335 und 40 97 779 beschreiben dagegen thermostatische
Trennschalter für die Kathodenheizung; die US-PS 40 10 309
beschreibt Festkörper- bzw. Halbleiterschalter für den
gleichen Zweck.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs
anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genann
ten Art zu schaffen, mit der zum Starten und Betreiben der
Lampe oder Lampen möglichst wenig Energie benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Frequenzbereich mehrere Harmonische der Netzfrequenz um
faßt, und daß mit der Reihenschaltung aus Kondensator und
Primärwicklung ein Schalter in Form einer Diode, die ober
halb einer bestimmten an ihr anliegenden Spannung in zwei
Richtungen leitfähig ist, in Reihe geschaltet ist, der wäh
rend des Startens der Lampe zum Heizen der Kathoden ge
schlossen und der nach dem Start der Lampe und während
ihres Betriebes geöffnet ist.
Dadurch, daß der Frequenzbereich, in dem die zusammenge
faßte Reaktanz des Kondensators, der Primärwicklung und der
Vorschaltanordnung wenigstens teilweise in Resonanz ist,
mehrere Harmonische der Netzfrequenz umfaßt, wird beim
Start der Lampe eine erhebliche Energieeinsparung erzielt.
Während des Betriebs der Lampe erfolgt eine weitere Ener
gieeinsparung dadurch, daß ein Schalter vorgesehen ist, der
den Kathodenheizstrom während des Betriebs der Lampe ab
schaltet. Von besonderem Vorteil ist ferner, daß durch die
erfindungsgemäße Ausbildung des Schalters als Diode, die
oberhalb einer bestimmten Spannung in zwei Richtungen leit
fähig ist, ein zusätzlicher Gehalt an harmonischen Frequen
zen erzielt wird, welche das Starten der Lampe unter dem
Aspekt der Energieeinsparung erheblich verbessern. Dieser
Schalter kann beispielsweise ein SIDAC, ein Triac-Diac oder
ein äquivalenter spannungsabhängiger Halbleiterschalter
sein, der während jeder Halbwelle der Lampenstart-Zeit
periode öffnet und schließt und somit zum Gehalt an Har
monischen der Startspannungswelle beiträgt.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Ausbildungsvari
anten der Erfindung sind aus den Unteransprüchen ersicht
lich.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 elektrische Schaltbilder von alternativen
Ausführungsbeispielen der Erfindung, wie sie
in Reaktanzreihenschaltungen von Lampenvor
schaltanordnungen verwendet werden,
Fig. 4 und 5 alternative Ausführungsbeispiele der
Erfindung, wie sie in Transformatoren enthalten
den Vorschaltanordnungen verwendet werden,
Fig. 6 Spannungskurven von einem Oszillographen
schirm und Start- und Betriebsspannungen
über den Leuchtstofflampen in der Schaltungs
anordnung gemäß Fig. 1, und
Fig. 7 eine zeichnerische Darstellung der Grund
frequenz von 60 Hz und mehreren Harmonischen
davon, wie sie in der Schaltungsanordnung ge
mäß Fig. 5 erzeugt werden, zusammen mit einer
Resonanzkurve, die mehrere der Harmonischen
umfaßt.
In Fig. 1 sind zwei Leuchtstofflampen 11 und 12 gezeigt, die
elektrisch in Reihe geschaltet und mit dem Ausgang einer Schal
tungsanordung verbunden sind, deren Eingangsklemmen 13 und 14 mit
einer niederfrequenten Netzquelle, beispielsweise 120, 240 oder
277 Volt, bei einer gegebenen Frequenz von beispielsweise 60 Hz
verbunden werden können. Die Lampen 11 bzw. 12 weisen Kolben 11′,
12′ aus Glas oder einem anderen geeigneten Material auf, die
Elektronen emittierende Kathoden 11a, 11b bzw. 12a, 12b nahe
ihren Enden aufweisen. Diese Kathoden können gewendelte Wolfram-
Glühdrähte sein, die mit einem Elektronen emittierenden Material
überzogen sind. Die Lampenkolben enthalten Quecksilber und ein
inertes Füllgas, wie beispielsweise Argon, Krypton, Neon oder
Mischungen davon. Die Kathoden 11b und 12a sind elektrisch paral
lel geschaltet, so daß die Lampen 11 und 12 elektrisch in Reihe
geschaltet sind. Eine induktive Vorschaltdrossel 16 ist zwischen
die Eingangsklemme 13 und ein Ende der Kathode 11a geschaltet,
und die Eingangsklemme 14 ist mit einem Ende der Kathode 12b
verbunden. Eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 17, einer
Primärwicklung 18 eines Kathodenheiztransformators 19′ und einem
Schalter 21 ist zwischen die Eingangsklemme 14 und einem Punkt
22 an dem Lampenende der Vorschaltdrossel 16 geschaltet. Alter
nativ kann die letztgenannte Schaltung mit einer Anzapfung 23
auf der Drossel 16 verbunden sein, wie es durch die gestrichelte
Linie 24 angedeutet ist. Der Kathodenheiztransformator 19 weist
eine erste Sekundärwicklung 26, die der Kathode 11a parallel
geschaltet ist, eine zweite Kathodenheizwicklung 27, die den
parallelen Kathoden 11b und 12a parallelgeschaltet ist, und
eine dritte Sekundärwicklung 28 auf, die der Kathode 12b parallel
geschaltet ist. Ein Startkondensator 29 ist der Lampe 11 in
üblicher Weise parallel geschaltet, durch den elektrische Ener
gie hindurchfließt, um das Starten der elektrischen Entladung
in der Lampe 12 zu unterstützen, woraufhin die Lampe 11 auf
einfache Weise startet.
Die Vorschaltdrossel 16 ist so ausgelegt, daß sie aufgrund
einer teilweisen magnetischen Sättigung, wenn Strom durch sie
hindurchfließt, nicht linear ist, wodurch Harmonische der Fre
quenz der Eingangsleistung an den Klemmen 13 und 14 erzeugt
werden, beispielsweise erkennbare harmonische Frequenzen bis
zu oder über die zehnte Harmonische der Eingangsfrequenz hinaus
und mit variierenden Amplituden, wie es beispielsweise in
Fig. 7 gezeigt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Reaktanzwerte der
Induktivitäten 16 und 18 und des Kondensators 17 so gewählt,
daß sie über einem Frequenzbereich, der zwei oder mehrere der
vorgenannten harmonischen Frequenzen umfaßt, unscharf auf Re
sonanz abgestimmt sind. Sie können unscharf abgestimmt sein,
damit sie mehrere Harmonische, wie beispielsweise die zweiten
bis neunten Harmonischen, umfassen. Dies ist in Fig. 7 darge
stellt, in der die vertikale Achse 51 die Amplitude und die
horizontale Achse 52 die Frequenz darstellen. Bei Messungen mit
der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 betrug die 60 Hz-Effektiv
spannung 53 am Eingang an den Klemmen 13, 14 120 Volt; von den ge
zeigten mehreren harmonischen Effektivspannungen, die über dem
Schalter 21 und der Induktivität 18 gemessen sind, betrug die
zweite Harmonische 54 0,1 Volt, die dritte Harmonische 55 betrug
41 Volt, die vierte Harmonische 56 betrug 0,5 Volt, die fünfte
Harmonische 57 betrug 9,4 Volt, die sechste Harmonische 58 be
trug 0,5 Volt, die siebente Harmonische 59 betrug 4,7 Volt, die
achte Harmonische 60 betrug 1,0 Volt und die neunte Harmonische
61 betrug 10 Volt. Die gestrichelte Kurve 62 ist eine ideali
sierte Darstellung der Resonanzkurve des Kondensators 17a und
der Induktivitäten 18, 42, die in diesem Ausführungsbeispiel
ausreichend breit ist, um die zweiten bis neunten Harmonischen
54 bis 61 zu umfassen. Bekanntlich ist einer Kondensator-Induk
tivitäten-Reihenresonanzschaltung die Spannung, die über jeder
der kapazitiven und induktiven Komponenten der Schaltung erzeugt
wird, beträchtlich größer als die Gesamtspannung, die an die
Resonanzschaltung angelegt wird. Diese Spannungen sind auch in
bezug zueinander im wesentlichen ungleichphasig. Obwohl theo
retisch der größte Spitzenwert der Startspannung für die Lampen
11, 12 über dem Kondensator 17 allein erhalten werden könnte,
wurde gefunden, daß eine erhöhte Startspitzenspannung über
verschiedenen Teilen der abgestimmten Resonanzschaltung erhal
ten werden kann. Beispielsweise betrug bei einer Vorschaltan
ordnung, die gemäß Fig. 1 aufgebaut war und bei der die Start
spannung für die Lampen 11, 12 zwischen den Punkten 14 und 22
der Schaltungsanordnung abgenommen wurde und bei der die Reso
nanzschaltung 17, 18 unwirksam war, der Spitzenwert der Start
spannung etwa 350 Volt, wenn die Eingangsspannung an den Klemmen
13 und 14 eine Effektivspannung von 240 Volt bei 60 Hz hat. Wenn
die Resonanzschaltung mit den Komponenten 16, 17 und 18 in dem
harmonischen Frequenzspektrum wirksam ist, betrug die
harmonisch induzierte Resonanzspitzenspannung etwa 420 Volt,
wodurch das Starten der Lampen wesentlich verbessert ist. Die
Spannungskurven in Fig. 6 sind aus Fotografien von Oszilloskop
schirmen gewonnen und zeigen die Startspannung 31 (ausgezogene
Kurve) und eine Lampenbetriebsspannung 32 (gestrichelte Linie).
Die Spitzenwerte 33 der Startspannung 31, die während jeder
Halbwelle der Netzeingangsfrequenz von 60 Hz auftreten, haben
in diesem Beispiel einen Wert von etwa 420 Volt für eine Speise
eingangsspannung von 240 Volt effektiv an den Eingangsklemmen 13,
14. Dieser Spitzenwert 33 ist wesentlich höher als die Spitzen
spannung ohne den Resonanzeffekt und wird aufgrund der Reso
nanzschaltungen 16, 17 und 18 erzeugt, die auf eine oder mehrere
Harmonische der Netzeingangsfrequenz abgestimmt sind. Nachdem
die Lampen 11, 12 starten und in Betrieb sind, hat die Betriebs
spannung 32 einen Spitzenwert von 200 Volt bei ihren Spitzen 34
und eine Effektivspannung von 175 Volt. Beim Starten der Lampen
ist der Spitzenspannungswert 33 der Startspannung 31 ein wich
tiges Kriterium, wogegen im Betrieb der Lampen der Effektivwert
der Betriebsspannung 32 das wichtigere Kriterium ist. Das Starten
der Lampen 11, 12 wird durch den erhöhten Startspannungswert
aufgrund der vergrößerten Amplitude der Spitzen 33 erleichtert,
die durch die Resonanzstartschaltung erzeugt wird, aber auch
dadurch, daß die Lampen leichter starten, weil der Gehalt an
harmonischen Frequenzen der Startspannungskurve erhöht ist.
Die Spitzenwerte 33 der Startspannung 31, die harmonische Fre
quenzkomponenten der Netzeingangsfrequenz enthalten und die
der Netzfrequenz von beispielsweise 60 Hz überlagert sind,
haben in der Tat eine derartige höhere Frequenz und erleichtern
somit das Lampenstarten neben der Tatsache, daß sie einen er
höhten Spannungswert in bezug auf die Netzeingangsspannung der
Schaltungsanordnung haben. Indem somit das Starten der Lampen 11,
12 verbessert wurde, wird es in einigen Fällen als ratsam be
funden, die üblichen Startstreifen in den Lampen zu beseitigen
und damit deren Kosten zu senken. Bekanntlich wird das Star
ten der Lampen nicht nur durch die daran angelegte Spitzen
spannung, sondern auch durch elektrostatische oder elektromag
netische Kopplung der Startspannung zwischen den äußeren Enden
der Lampenkonstruktion (d. h. die Enden an den Kathoden 11a und
12b) und dem Metall oder die auf andere Weise elektrisch leit
fähige Lampenfassung bewirkt, in der die Lampen angebracht
sind. Im Gegensatz zu den eingangs genannten Patentschriften
36 11 021 und 42 07 497, wonach ein Hochfrequenz-Rechteckwellen-
Wechselrichter (der Rechteckwellen bei einer hohen Frequenz von
beispielsweise 20 kHz erzeugt und von Natur aus hohe Werte bei
dem harmonischen Amplitudengehalt aufweist) und eine abgestimmte
Schaltungsanordnung verwendet wird, die bei einer einzigen har
monischen Frequenz in Resonanz ist zur Unterstützung des Star
tens der Leuchtstofflampen, basiert die vorliegende Erfindung
auf der unerwarteten Erkenntnis, daß das Starten von Leucht
stofflampen in einer Sinuswellenschaltung bei niedriger Frequenz
(beispielsweise 60 Hz) mit einer gleichzeitig erzeugten Kathoden
spannung unterstützt werden kann, indem Harmonische der Sinus
welle durch eine nicht-lineare Vorschaltinduktivität (die
Harmonischen haben eine wesentlich kleinere Amplitude als die
Harmonischen, die in den Rechteckwellen gemäß dem Stand der Tech
nik enthalten sind) erzeugt werden und eine abgestimmte Schal
tungsanordnung geschaffen wird, die über einem relativ breiten
Frequenzband in Resonanz schwingt, das mehrere der Harmonischen
enthält und umschließt, wodurch eine ausreichend mit Harmonischen
angereicherte Startspannung gebildet wird, die das Starten der
Lampen unterstützen kann.
Weiterhin öffnet gemäß der vorliegenden Erfindung der Schalter 21,
der während des Startens der Lampen geschlossen ist, den Strom
kreis zur Primärwicklung 18, nachdem die Lampen 11, 12 gestartet
sind und während sie in Betrieb sind, wodurch die Kathodenheiz
leistungsquelle abgeschaltet und diese elektrische Energie ge
spart wird, während die Lampen in Betrieb sind. Der Kathoden
heizstrom ist nicht erforderlich, während die Lampen in Betrieb
sind, da während des Betriebs Elektronen aus einer kleinen
Fläche auf jeder Kathode emittiert werden, die als "Hitzepunkte"
bezeichnet werden und die während des Betriebes genügend heiß
bleiben, um das erforderliche Vermögen der Kathoden, Elektronen
zu emittieren, aufrechterhalten, um die elektrische Gasentladung
in den Lampen zur unterhalten. Der Schalter 21
ist eine durch eine Spannung betätigte, in
zwei Richtungen leitende Diode, wie beispielsweise ein SIDAC.
Eine derartige Vorrichtung ist in der US-PS 38 66 088 beschrie
ben. Diese Schalterart ist leitend, wenn eine daran anliegende
Spannung oberhalb eines gewissen Wertes ist, und sie ist ge
öffnet oder nicht-leitend, wenn die daran anliegende Spannung unter
halb eines gegebenen Wertes ist. Beispielsweise wird der Schal
ter 21 leitend, wenn die Spannung darüber relativ hoch ist,
wenn beispielsweise die Eingangsspannung von den Anschlüssen 13,
14 während des Startens der Lampen 11, 12 daran angelegt wird,
und der Schalter wird geöffnet und nicht-leitend, wenn die
daran angelegte Spannung relativ unterhalb dieses Wertes liegt,
weil die Lampen 11, 12 arbeiten und Strom leiten, der einen
Spannungsabfall über den Lampen 11 und 12 bewirkt, der somit
die an dem Schalter 21 anliegende Spannung verkleinert. Wenn
dieser spannungsbetätigte Schalter während des Lampenstartens
leitend ist, schaltet er tatsächlich während jeder Halbwelle
der 60 Hz-Spannung ein und aus, wodurch in vorteilhafter Weise
ein zusätzlicher Gehalt an harmonischen Frequenzen für die
Resonanzschaltung entsteht. Ein derartiger Schalter verlängert
auch die Lebensdauer der Lampe, indem die Beschädigung durch
Spritzen an der Kathode während des Startens im Vergleich zu
einem Lampenstart mit Glühen vermindert wird.
Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2, die häufig als eine
"Voreilungs"-Schaltung bezeichnet wird, ist ähnlich derjenigen
gemäß Fig. 1, außer daß die Startspannung nur über der Primär
wicklung 18 des Kathodenheiztransformators 19 erhalten wird,
was dadurch erreicht wird, daß die Kathode 11a mit dem Knoten
punkt 36 des Kondensators 17a und der Primärwicklung 18 ver
bunden ist. Die Schaltungsanordnung hat verbesserte Start
charakteristiken ähnlich denjenigen, die für die Schaltungs
anordnung gemäß Fig. 1 beschrieben wurden, und der Konden
sator 17 gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 mit 17a bezeichnet, da er
neben seiner Funktion in der Resonanzstartschaltung auch als
ein Leistungskondensator während des Betriebs der Lampen 11, 12
in bekannter Weise arbeitet. Die Schaltungsanordnung gemäß
Fig. 3 ist eine "Voreilungs"-Schaltung ähnlich derjenigen von
Fig. 2, außer daß die doppelten Funktionen des Kondensators
17a in Fig. 2 in Fig. 3 durch einzelne Kondensatoren 17b und
17c ausgeführt werden. Der Kondensator 17b ist der Leistungs
kondensator, der in üblicher Weise zwischen die Vorschaltan
ordnung 16 und die Kathode 11a geschaltet ist, und der Konden
sator 17c ist mit dem Knotenpunkt 22′ des Kondensators 17b und
der Kathode 11a verbunden und arbeitet wie der Kondensator 17
in Fig. 1. Der Kondensator 17c hat einen wesentlich kleineren
Kapazitätswert als der Kondensator 17b, und deshalb wird ein
wesentlich höherer Spitzenwert der Resonanzspannung über dem
Kondensator 17c erzeugt als über dem Leistungskondensator 17b,
um das Starten der Lampen zu unterstützen.
In den in der Zeichnung gezeigten Schaltungsanordnungen können
die Positionen des Resonanzkondensators 17 oder 17c und der
Primärwicklung 18 ausgetauscht werden, und die Lampen 11, 12
können so angeschlossen werden, daß die durch die Harmonischen
mit Spitzen versehene Startspannung über dem Kondensator 17 er
halten wird. Auch der Schalter 21 kann an irgendeiner Stelle
in der Reihenschaltung 17, 18 angeordnet sein. Die Schaltungen
gemäß den Fig. 4 und 5 sind im allgemeinen ebenfalls ähn
lich und arbeiten wie die Schaltungen gemäß den Fig. 1 bzw. 2,
außer daß in den Fig. 4 und 5 die Vorschaltinduktivität in
der Form eines Autotransformators ausgebildet ist. Der Autotrans
formator weist eine Primärwicklung 41, die über die Eingangs
klemmen 13 und 14 geschaltet ist, und eine Sekundärwicklung 42
auf, die magnetisch mit der Primärwicklung 41 gekoppelt ist
und von der das eine Ende mit einem Ende 43 der Primärwicklung
41 oder mit einer Anzapfung 44 auf der Primärwicklung 41 ver
bunden ist, wie es in der eingangs genannten US-PS 41 85 323
beschrieben ist. Der Autotransformator 40 hat ein derartiges
Windungsverhältnis der Sekundärwicklung 42 zur Primärwicklung 41,
daß die Spannung in bezug auf die Eingangsklemmen 13, 14 ver
größert wird. Die Sekundärwicklung 42 wirkt auch als die einen
Blindwiderstand aufweisende Vorschaltanordnung für den Betrieb
der Lampen 11, 12 und trägt auch zu der induktiven Reaktanz in
der resonanten Startschaltung bei, die die Wicklung 42, den Kon
densator 17 und die Wicklung 18 umfaßt. Die für eine Voreilung
sorgenden Schaltungen gemäß den Fig. 2 und 5 können auch
einen erhöhten Gehalt an Harmonischen höherer Frequenz der nicht
linearen Startspannungkurve aufweisen.
Auf Wunsch können in den Schaltungsanordnungen gemäß den Fig.
1 und 4 die Resonanzkreiskomponenten 17 und 18 mit der Anzapfung
an der Vorschaltimpedanz 16 oder 42, wie beispielsweise der durch
die gestrichelte Linie 24 angeschlossenen Anzapfung 23, verbun
den sein, anstatt mit dem Punkt 22 am Ende der Vorschaltanord
nung, so daß der Impedanzwert der Vorschaltinduktivität in dem
Resonanzkreis kleiner ist als der Wert, der für die Vorschalt
wirkung der Lampen sorgt. Somit liefert diese Vorschaltinduk
tivität zwei verschiedene Werte für die zwei verschiedenen Funk
tionen.
Erfindungsgemäß wird also eine relativ einfache und preiswerte
Lampenstart- und Betriebsschaltung geschaffen, die das Starten
der Lampen in der vorstehend beschriebenen Weise verbessert und
die auch die üblichen Startstreifen in den Lampen erübrigen
kann, wodurch die Kosten der Lampen gesenkt werden. Die erfin
dungsgemäße Schaltungsanordnung senkt ferner die Betriebskosten
der Lampe, indem der Kathodenheiztransformator aus dem Strom
kreis heraus genommen wird, wenn die Lampen in Betrieb sind,
wodurch etwa 10% der elektrischen Eingangsenergie gespart
werden, was also eine Einsparung von beispielsweise etwa 5 bis
6 Watt bei einem 60 Watt-System mit zwei 27 Watt-Lampen bedeutet.
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung zum Starten und Betreiben
einer oder mehrerer Leuchtstofflampen, die an ein sinusför
migen Wechselstrom bei einer gegebenen Netzfrequenz lie
ferndes Netz anschließbar ist, mit einer einen Blindwi
derstand bildenden Vorschaltanordnung (16-18), die Ein
gangsklemmen (13, 14) zum Anschluß an das Netz aufweist und
mit der Lampe (11, 12) verbunden ist und eine nicht-lineare
Charakteristik zur Erzeugung mehrerer Harmonischer der ge
gebenen Frequenz aufweist, einem Kathodenheiztransformator
(19), der eine Primärwicklung (18) und Sekundärwicklungen
(26-28) für eine Verbindung mit den Kathoden (11a, 11b;
12a, 12b) der Lampe (11, 12) aufweist, einem Kondensator
(17), der mit der Primärwicklung (18) in Reihe geschaltet
ist, und Mitteln zum Verbinden von einem oder beiden Glie
dern der Reihenschaltung aus dem Kondensator (17) und der
Primärwicklung (18) parallel zu der Lampe (11, 12), wobei
die zusammengefaßte Reaktanz des Kondensators (17) und der
Primärwicklung (18) zusammen mit der Induktivität der einen
Blindwiderstand bildenden Vorschaltanordnung (16-18) in
einem Frequenzbereich wenigstens teilweise in Resonanz ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich mehrere
Harmonische der Netzfrequenz umfaßt, und daß mit der Rei
henschaltung aus Kondensator (17) und Primärwicklung (18)
ein Schalter (21) in Form einer Diode, die oberhalb einer
bestimmten an ihr anliegenden Spannung in zwei Richtungen
leitfähig ist, in Reihe geschaltet ist, der während des
Startens der Lampe (11, 12) zum Heizen der Kathoden (11a,
11b; 12a, 12b) geschlossen und der nach dem Start der Lampe
(11, 12) und während ihres Betriebes geöffnet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zusammengefaßte Reaktanz über einem
Frequenzbereich in Resonanz ist, der wenigstens die dritten
bis neunten Harmonischen der gegebenen Netzfrequenz umfaßt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus Kondensator (17)
und Primärwicklung (18) mit einer Anzapfung (23) auf der
einen Blindwiderstand aufweisenden Vorschalteinrichtung
(16) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einen Blindwiderstand aufweisende
Vorschalteinrichtung einen Auto-Transformator enthält, des
sen Primärwicklung (41) mit der Netzquelle und dessen Aus
gang mit der (den) Leuchtstofflampe(n) verbunden ist (Fig.
4 und 5).
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem Auto-
Transformator und den Leuchtstofflampen ein Leistungskon
densator angeordnet ist (Fig. 5).
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Frequenz des Wechselstromnetzes etwa
50 bis 60 Hz beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/272,338 US4399391A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Circuit for starting and operating fluorescent lamps |
Publications (2)
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