DE3231939A1

DE3231939A1 - Schaltungsanordnung zum betrieb einer gas- und/oder dampfentladungslampe

Info

Publication number: DE3231939A1
Application number: DE19823231939
Authority: DE
Inventors: Theo 5100 Aachen Husgen; Hubert Nieuwenhage Raets; Gerd 5100 Aachen Schiefer; Jan 5621 Eindhoven Zwier
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1981-09-11
Filing date: 1982-08-27
Publication date: 1983-03-31
Also published as: GB2106729B; JPS5857291A; NL8104200A; US4766350A; GB2106729A; DE3231939C2

Description

PHN 10 141 Jr 22.5.1982

Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe mit zwei EingangsanSchlussen für eine Speisequelle, die eine aus sinusförmiger Wechselspannung durch ungeglättete Doppelweggleichrichtung erhaltene pulsierende Gleichspannung liefert, bei der die EingangsanSchlüsse durch eine Serienschaltung aus wenigstens der Entladungslampe, einer Spule und einem gesteuerten Halbleiterschalter miteinander verbunden sind und ein die Lampe enthaltender Teil dieser

¹^ Serienschaltung, der frei vom Halbleiterschalter ist, von einem Gleichrichter überbrückt ist_f wobei eine Steuerschaltung den Halbleiterschalter während jeder Periode der pulsierenden Gleichspannung mehrfach schaltet.

Eine bekannte, auch Durchflusswandler bezeichnete Schaltungsanordnung dieser Art ist beispielsweise aus der US-PS 3 890 537 bekannt. Ein Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, dass entweder in den Zeitintervallen, in denen die momentane Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen einen geringen Wert besitzt, ein kleiner

Strom durch die Lampe aufrechtzuerhalten ist, oder dass die Wiederzündung der Lampe erst nach Ablauf einer verhältnismässig langen Zeit erfolgt (Dunkelperiode) ,. in der die momentane Spannung an der Lampe auf die dann erforderliche Wiederzündspannung der Lampe angestiegen ist. Dieser kleine, in der Lampe aufrechtzuerhaltende Strom erfordert nämlich eine Vorkehrung zum Zwischenspeichern von Ladung. Weiter führt eine lange Dunkelperiode in der Regel zu einer verhältnismässig geringen Lichtausbeute (Lm/W) der Lampe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Schaltungsanordnung anzugeben, mit der ohne einen geringen Strom durch die Lampe, in den Zeitintervallen, in denen die momentane Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen einen geringen Wert besitzt, dennoch ein verhältnismässig schnelles

♦ · · · # tt

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Wiederzünden der Lampe erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung eingangs erwähnter Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Entladungslampe von einem Kondensator überbrückt ist und dass die Steuerschaltung den Halbleiterschalter bei jedem Nulldurchgang der pulsierenden Gleichspannung ausschaltet und erst wieder leitend macht, wenn die momentane Spannung an der Lampe das 0,5 bis 0,8-fache der benötigten Wiederzündspannung und grosser als die Brennspannung der Lampe ist.

Hierbei braucht kein kleiner Strom die Lampe in den Zeitintervallen zu durchfHessen, in denen die momentane Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen niedrig ist; dennodi erfolgt die Wiederzündung der Lampe schnell. Letzteres bedeutet eine kurze Dunkelperiode und demzufolge eine grosse Lichtausbeute.

Zur Erläuterung sei folgendes bemerkt. Durch die Überbrückung der Lampe mit einem Kondensator wird erreicht, dass (nach einem Nullwert der Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen) beim erneuten Leitendwerden des mit der Lampe in Serie geschalteten gesteuerten Halbleiterschalters eine Einschalterscheinung auftritt, bei der durch die gemeinsame Wirkung dieses Kondensators und der Spule die momentane Spannung am Kondensator, und somit die momentane Spannung an der Lampe, fast auf das Zweifache der momentanen Eingangsspannung aufgeschaukelt wird. Wenn der Zeitpunkt des Leitendwerdens des gesteuerten Halbleiterschalters dabei derart gewählt wird, dass die momentane Spannung an der Lampe grosser als das 0,5-fache der dabei erforderlichen ³^ Wiederzündspannung ist, sorgt die genannte Aufschaukelung für die Wiederzündung. Wird mit dem leitenden Zustand des gesteuerten Halbleiterschalters bis zu einem Zeitpunkt gewartet, zu dem die momentane Spannung das 0,8-fache der dabei erforderlichen Wiederzündspannung überschritten hat, ist die Dunkelperiode bereits ziemlich long geworden und damit die Lichtausbeute gering. Die Spannung an der Lampe zum Zeitpunkt des Leitendwerdens des Halbleiterschalters soll die Brennspannung überschreiten, weil sonst die Lampe

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nach dem Wiederzünden sofort erlischt.

Es sei bemerkt, dass aus der DE-OS 2 155 205 an sich bekannt ist, parallel zu einer Entladungslampe einen Kondensator und in Serie mit dieser Lampe eine Spule anzuordnen. Dabei ist jedoch in Serie mit dieser Lampe kein gesteuerter Halbleiterschalter vorgesehen, der in bestimmten Abschnitten jeder Periode der Eingangsspannung leitend gemacht wird. Die. bereits genannte periodische Einschalterscheinung tritt daher nicht auf.

In einer erfindungsgemässen Anordnung wird im Zeitintervall zwischen der Wiederzündung der Lampe und dem nächsten Nulldurchgang der gesteuerte Halbleiterschalter mehrfach geschaltet. Auch im nichtleitenden Zustand dieses Schalters fliesst dabei Strom durch die Lampe über den Gleichrichter.

Die erste Zündung der Entladungslampe erfolgt beispielsweise mittels einer gesonderten, zur Schaltung gehörigen Hilfseinrichtung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Schaltungsanordnungnach der Erfindung ist die Steuerschaltung derart ausgelegt, dass sie zum erstmaligen Zünden der Lampe den Halbleiterschalter bei einem nahezu maximalen Momentanwert der pulsierenden Gleichspannung leitend macht. Hierbei ist keine gesonderte Hilfseinrichtung zum Zuführen einer hohen Spannung zum erstmaligen Zünden erforderlich. Denn das Leitendmachen des Halbleiterschalters bei ungefährer Spitzenspannung der pulsierenden Gleichspannung führt durch die kombinierte Wirkung der Spule und des Kondensators zu einer schnellen Aufschaukelung der Spannung an der Lampe bis auf etwa das Zweifache der erwähnten Spitzenspannung.

Dabei kann die Lampe zünden.

Danach wird das - Programm des^; leitenden und gesperrten Zustande des Halbleiterschalters auf das Programm des BetrieTjszustands übergehen.

Die Entladungslampe kann beispielsweise mit nicht vorheizbaren Elektroden ausgerüstet sein.

Bei einer Verbesserung der erwähnten bevorzugten Ausführungsform, bei der die Lampe mit einer als Kathode

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arbeitenden vorheizbaren Elektrode versehen ist, ist die Lampe von einem zweiten gesteuerten Halbleiterschalter überbrückt, der an ein von den Eingangsanschlüssen abgewandtes Ende der Kathode angeschlossen ist, und sind die Steuerschaltungen der beiden Halbleiterschalter derart augelegt, dass sie zum Vorheizen der Elektroden vor dem erstmaligen Zünden der Lampe die beiden Halbleiterschalter leitend machen.

Auf diese Weise kann bei Verwendung üblicher Entladungslampen, die mit einer vorheizbaren Elektrode ausgerüstet sind, auf einfache Weise diese Elektrode über den zweiten gesteuerten Halbleiterschalter vorgeheizt werden. Hierdurch wird die Lebensdauer der Lampe verlängert.

Der Vorgang zum Zünden der Lampe bei der erwähnten Verbesserung ist derart, dass als erster Schritt nach dem Einschalten der erste und der zweite Halbleiterschalter in den leitenden Zustand gebracht werden. Dies führt zum Vorheizen der Kathode. Anschliessend wird der erste Halbleiterschalter und somit der zweite Halbleiterschalter in den gesperrten Zustand gebracht. Danach wird der erste Halbleiterschalter auf die bereits genannte Weise in den leitenden Zustand gebracht, der zu der fast zweifachen Spitzenspannung an der Lampe führt. Schliesslich wird der Takt der Steuerung des ersten Halbleiterschalters nach dem Zünden der Lampe an den Betriebszustand angepasst.

Bei einer weiteren Verbesserung der erwähnten bevorzugten Ausführungsform ist in die die Lampe umfassende Serienschaltung ein zweiter Gleichrichter aufgenommen. Dadurch wird die fast zweifache Spitzenspannung zum erstmaligen Zünden der Lampe, auch bei einer geringen oder auch Streukapazität zwischen den Eingangsanschlüssen, längere Zeit an der Lampe aufrechterhalten. Denn dieser zweite Gleichrichter sperrt nach Erreichen dieser fast zweifachen Spitzenspannung eine weitere Schwingung im Kondensator-Spule-Kreis. Dies ist für die Zündung förderlich.

Bei einer weiteren bevorzugten AusfUhruugsform der elektrischen Schaltungsanordnung ist die Lampe eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem kreis-

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förmigen Kolbenquerisclinitt, dessen Aussendurchmesser höchstens 26 mm beträgt. Mit solcher Lampe wird ein grosser Gewinn an Lichtausbeute gegenüber der Situation erhalten, in der parallel zur Lampe kein Kondensator vorhanden war.

Durch den verhältnismässig geringen Durchmesser der Lampe tritt nämlich in dieser während einer Dunkelperiode eine kräftige Deionisierung auf, so dass die erforderliche Wiederzündspannung schnell ansteigt. Ohne den Kondensator und ohne die Halbleiterschaltersteuerung nach der Erfindung würde es daher verhältnismässig lange dauern, bevor sich die momentane Eingangsspannung an diese grosse erforderliche WiederZündspannung angeglichen hätte. Dadurch würde die Dunkelperiode lang sein und daher die Lichtausbeute einen geringen Wert aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 im wesentlichen ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung mit einer zu zündenden und zu betreibenden Niederdruckentladungslampe;

Fig. 2 ein detailliertes elektrisches Schaltbild der Anordnung nach Fig. 1. Weiter ist in Fig. 2 ein Doppelweggleichrichter dargestellt, an den zwei EingangsanSchlüsse der Schaltungsanordnung angeschlossen sind.

In Fig. 1 sind I und II Eingangsanschlüsse für eine aus sinusförmiger Wechselspannung durch ungeglättete Doppelweggleichrichtung erhaltene pulsierende Gleichspannung. Der Anschluss I ist mit dem Anschluss II über eine Serienschaltung aus einer Entladungslampe 13» einer Spule 14, einer Diode i4a, einem ersten Halbleiterschalter 15 und einem Messwiderstand 16 verbunden. Die Lampe 13 ist von einem

Kondensator 18 und von einer einen zweiten Halbleiterschalter enthaltenden Anordnung C überbrückt. Die Lampe 13 mit der Spule 14 ist von einem ersten Gleichrichter 19 überbrückt. Ein Steuerkreis des Transistors 15 enthält einen Generator D für Rechteckimpulse, an den ein Impulsbreitenmodulator E angeschlossen ist. F bezeichnet eine Schutzanordnung. Im Block G befindet sich die Endstufe des Steuerkreises für den leitenden und gesperrten Zustand des Tran-

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sistors 15.

H, J und K bezeichnen schematisch drei Zeitkreise für die Taktsteuerung des Transistors 15 in den verschiedenen Zuständen der Lampe 13. Über den Abzweig L und den Block N wird dabei die momentane Eingangsspannung berücksichtigt. Über Abzweige am Messwiderstand 16, am Block P, wird der momentane Strom durch die Lampe 13 berücksichtigt, Hilfskreise zum Erzeugen der Hilfsgleichspannung an den verschiedenen Blöcken D, E, F, G, H, J und K sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

In Fig. 2 ist das detaillierte Schaltschema dargestellt. Entsprechende Bezugsziffern der Fig. 1 und 2 beziehen sich auf gleiche Schaltungselemente.

In Fig. 2 sind 1 und 2 Eingangsklemmen zum Anschliessen an eine Netzspannung von z.B. 220 V, 50 Hz. Die Klemmen 1 und 2 sind über einen Kondensator 3 und ebenfalls über eine Serienschaltung aus einer Spule 4 und einem Kondensator 5 miteinander verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen der Spule 4 und dem Kondensator 5 ist an eine erste Gleichrichterbrücke 6 angeschlossen, die mit vier Dioden 7 bis 10 ausgerüstet ist (Doppelweggleichrichter). Die Eingangsklemme 2 ist über eine Spule 11 an den anderen Eingang der Gleichrichterbrücke 6 angeschlossen. Ein Ausgangsanschluss I der Gleichrichterbrücke 6 ist über eine Serienschaltung aus einer Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe 13» einer Spule 14, einer Diode i4a, einem ersten gesteuerten Halbleiterschalter 15 und einem Widerstand 16 mit dem anderen Ausgangsanschluss II der Gleichrichterbrücke 6 verbunden. Die Verbindung der Eingangsklemmen 1 und 2 mit der Gleichrichterbrücke 6 und die Verbindung der Ausgangsanschlüsse I, II, dieser Brücke über die eben genannte Serienschaltung bildet den HauptStromkreis dieser Schaltungsanordnung. Die Lampe 13 von etwa 15 V besitzt einen kreisförmigen Kolbenquerschnitt mit einem Aussendurchmesser von 11 mm. Die Entladungslampe 13 ist von sinem Kondensator überbrückt. In einen zur Serienschaltung aus der Lampe 13 und der Spule 14 parallel verlaufenden Kreis ist ein erster Gleichrichter I9 aufgenommen. Die Lampe 13 ist ferner von

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einer Serienschaltung aus einem Widerstand 20 und einem zweiten gesteuerten Halbleiterschalter 21 überbrückt. Weiter ist die Lampe 13 von einer Serienschaltung aus einem Widerstand 22 und einem Transistor 23 überbrückt. Ein Abzweigpunkt zwischen dem Widerstand 22 und dem Transistor 23 ist an eine Steuerelektrode des zweiten gesteuerten Halbleiterschalters 21 angeschlossen. Dieser Verbindungspunkt ist weiter über einen Kondensator 23a in Serie mit einer Diode an einen Verbindungspunkt zwischen einer vorheizbaren Elektrode (Kathode) 25 der Lampe 13 und der Spule 14 angeschlossen. Ein Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 23a und der Diode 24 ist über einen Widerstand 26 an die Basis des Transistors 23 angeschlossen.

Der restliche Teil der Schaltung bezieht sich auf den Steuerkreis für den Transistor 15· Dieser Steuerkreis wird über eine zweite Gleichrichterbrücke 30 gespeist, die mit vier Dioden 31 bis 34 versehen ist. Ein Verbindungspunkt zwischen der Spule 4 und der Gleichrichterbrücke 6 ist über einen Kondensator 35 an einen Eingang der Gleichrichterbrücke 30 angeschlossen. Ein Verbindungspunkt zwischen der Spule 11 und der Gleichrichterbrücke 6 ist über einen Kondensator 36 an den zweiten Eingang der Gleichrichterbrücke 30 angeschlossen. Die beiden Ausgänge der Gleichrichterbrücke 30 sind über einen Kondensator 31 sowie über eine Zenerdiode 38 miteinander verbunden. Ein Ausgang der Gleichrichterbrücke 30 ist weiter an einen Widerstand 4θ angeschlossen. Die andere Seite dieses Widerstandes 4θ ist an einen durchgehenden Leiter A angeschlossen. Der Ausgang der Gleichrichterbrücke 30 ist weiter an einen Widerstand 4i angeschlossen. Die andere Seite dieses Widerstands 41 ist an einen durchgehenden Leiter B angeschlossen. Die Leiter A und B sind durch eine Vielzahl von Verbindungen miteinander verbunden; Zunächst durch einen Kondensator 42. Anschliessend ist eine Serienschaltung aus einem Widerstand 43 und einem

³^ Transistor 44 vorgesehen. Die Emitterelektrode des Transistors 44 ist über einen Widerstand 45 an einen Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 16 im HauptStromkreis und dem Ausgangsanschluss II der Gleichrichterbrücke 6 angeschlossen.

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Ein anderer Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand i6 und dem Transistor 15 ist an den durchgehenden Leiter B des Steuerkreises des Transistors 15 angeschlossen. Der Widerstand 16 wirkt als Messwiderstand. Weiter ist an den LeiterA ein Widerstand 46 angeschlossen, dessen andere Seite an den Emitter eines Transistors 47 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 47 ist an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 43 und dem Transistor 44 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 47 ist an einen Anschluss 2 eines Integrationskreises 55 (IC) vom Typ Nr. 4528 von Philips, angeschlossen. Zwischen den Leitern A und B befindet sich weiter eine Serienschaltung aus einem Transistor 50 und einem Widerstand 51b. Der Emitter und die Basis des Transistors sind durch einen Widerstand 51 miteinander verbunden. Die Basis des Transistors 50 ist ausserdem an den Kollektor eines Transistors 51a angeschlossen. Die Basis des Transistors 51a ist an den durchgehenden Leiter B angeschlossen. Der Emitter des Transistors 51a ist über eine Serienschaltung aus einem Widerstand 52 und einer Zenerdiode 53 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 45 und dem Anschluss II verbunden. Der Kollektor des Transistors 50 ist weiter an einen Kondensator 54 angeschlossen. Die andere Seite dieses Kondensators ist mit dem durchgehenden Leiter B verbunden.

, ²⁵ Der Anschluss 1 des bereits erwähnten Integrationskreises (ic) 55 ist über einen Kondensator 56 mit seinem Anschluss 2 verbunden. Sein Anschluss 3 ist über einen Widerstand 57 an den Leiter A angeschlossen. Der Anschluss 4 ist an den Leiter B angeschlossen. Der Anschluss 5 ist an einen nachfolgenden Integrationskreis 70, nämlich an dessen Anschlüsse 1, 2 und 11 angeschlossen. Der Anschluss 6 des IC 55 ist an den Anschluss 8 des IC 70 angeschlossen. IC 70 ist vom Typ 4O93 von Philips. Der Anschluss 8 des IC 55 ist mit dem Anschluss 4 dieses IC 55 verbunden. Der Anschluss 9 ³^ des IC 55 ist an einen IC 60, nämlich an dessen Anschluss 13, angeschlossen. Die Anschlüsse 11, 13 und 16 des IC 55 sind an eine positive Gleichspannung von etwa 10 V (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Anschluss 12 des IC 55 ist über

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einen Kondensator 58 an den Leiter B angeschlossen. Ausserdem ist dieser Anschluss 12 über einen Widerstand 5^ an den Leiter A angeschlossen. Der Anschluss 14 ist über einen Widerstand 61 an den Leiter A angeschlossen. Die Anschlüsse 14 und 15 des IC 55 sind über einen Kondensator 62 miteinander verbunden. Beim IC 60 sind die Anschlüsse 1 und 2 durch einen Kondensator 62a miteinander verbunden. IC 60 und IC 55 sind vom gleichen Typ. Der Anschluss 2 des IC ist weiter über einen Widerstand 63 an den Leiter A angeschlossen. Die Anschlüsse 3 und 16 dieses IC 60 sind an eine positive Gleichspannung von etwa 10 V (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Anschluss 4 des IC 60 ist an den Leiter B angeschlossen. Der Anschluss 5 des IC 60 ist an den Anschluss 4 des IC 70 angeschlossen. .. Der Anschluss 7 des IC 60 ist über eine Diode 64 an einen Verbindungspunkt angeschlossen, der in einer Verbindung des Anschlusses 3 des IC 55 über eine Diode 66 zum Anschluss 6 des IC 70 liegt. Der Anschluss 9 des IC 60 ist mit einem Punkt zwischen der Diode 66 und dem Anschluss 6 des IC 70 verbunden. Der An-Schluss 1 1 des IC 60 ist an einen Widerstand 67 angeschlossen, dessen andere Seite zwischen dem Anschluss I und der Lampe im HauptStromkreis angeschlossen ist. Der Anschluss 11 des IC 60 ist ebenfalls "über eine Parallelschaltung eines Kondensators 67a» eines Widerstandes 67t> und einer Zenerdiode 67c an den Leiter B angeschlossen. Der Anschluss des IC 60 ist an den durchgehenden Leiter B angeschlossen. Der Anschluss 14 des IC 60 i3t an einen Widerstand 68 angeschlossen, dessen andere Seite an den Leiter A angeschlossen ist. Die Anschlüsse 14 und 15 des IC 60 sind weiter über

³^ einen Kondensator 69 miteinander verbunden.

Der Anschluss 3 des IC 70 ist über einen Kondensator 71 mit dem Anschluss 13 verbunden. Der Anschluss 7 des IC 70 ist mit dem Leiter B verbunden. Der Anschluss 9 des IC 70 ist über einen Widerstand 72 an den Leiter A angeschlossen. Der Anschluss 10 des IC 70 ist an die Basen zweier Transistoren 73 und ¹Jk angeschlossen. Die Anschlüsse 11 und 13 des IC 70 sind über einen Widerstand 75 miteinander verbunden. Die Anschlüsse 12 und 13 des IC 70 sind

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miteinander verbunden. Der Anschluss 14 des IC 70 ist an eine Gleichspannung von etwa 10 V (nicht dargestellt) angeschlossen. Der Anschluss 9 des IC 70 ist weiter mit einer Parallelschaltung eines Widerstandes 76 und eines Kondensators 77 verbunden. Die andere Seite dieser Parallelschaltung ist an den durchgehenden Leiter B angeschlossen. Die Transistoren 73 und 74 sind miteinander in Serie geschaltet und bilden eine Verbindung zwischen den Leitern A und B. Weiter ist eine Serienschaltung aus drei Widerständen 78, 79 und vorgesehen, die einerseits an den Leiter A und zum anderen an die Basis eines Transistors 81 angeschlossen ist. Ein Verbindurigspunkt zwischen den Widerständen 79 und 80 ist an die beiden Emitter der Transistoren 73 und 74 angeschlossen. Der Widerstand 79 ist von einem Kondensator 82 überbrückt. Der Widerstand 80 ist von einem Kondensator 83 überbrückt. Schliesslich ist an den Leiter A eine Parallelschaltung eines Kondensators 84 und eines Widerstands 85 angeschlossen. Die andere Seite dieser Parallelschaltung ist an den Emitter eines Transistors 86 angeschlossen. Die Basis dieses Transistors ist an einen Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 78 und 79 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 86 ist an eine Parallelschaltung eines Widerstands 87 und einer Spule 88 angeschlossen. Die andere Seite dieser Parallelschaltung ist an den Kollektor des Transistors 81 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 81 ist an den Leiter B angeschlossen. Ein Verbin— dungspunkt zwischen dem Kollektor des Transistors 86 und der Spule 88 ist an die Basis des Transistors 15 angeschlossen. Über die letztgenannte Verbindung wird die Steuerung dieses Transistors 15 im HauptStromkreis verwirklicht.

Es sei bemerkt, dass die Kreise mit den Anschlüssen 9 bis 16 des IC 55 eine Zeitschaltung zum Verwirklichen einer Periodendauer von einer halben Sekunde bilden. Dies entspricht dem Block H nach Fig. 1. Die Kreise der Anschlüsse 1 bis 8 des IC 60 beziehen sich auf eine Zeitschaltung zur Verwirklichung einer Periodendauer von etwa 4 m.sec; dies ist der Block J in Fig. 1. Die übrigen Anschlüsse 9 bis 16 dieses IC 60 beziehen sich auf eine Zeitschaltung zur Verwirklichung

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"Tb-

einer Periodendauer von etwa 1 m.sec; dies ist der Block K in Fig. 1.

Die Kreise der Anschlüsse 1 bis 3 sowie 11 bis des IC 70 entsprechen dem Block D in Fig. 1. Die Kreise der Anschlüsse 1 bis 8 des IC 55 entsprechen dem Block E in Fig. 1. Die Anschlüsse 8 bis 10 des IC 70 entsprechen dem Block F in Fig. 1. Die Endstufe der Steuerschaltung und lh sowie 78 bis 88 entspricht dem Block G in Fig. 1. Diese Endstufe ist an die Basis des Transistors 15 angeschlossen.

Die Wirkung der beschriebenen Schaltung ist folgende: Nach der Verbindung der Eingangsanschlüsse 1 und 2 mit der Spannungsquelle von 220 V, 50 Hz wird der Oszillator D aktiviert. Dabei wird auch der Thyristor 21 im Block C in den leitenden Zustand versetzt und die Zeitschaltung H gestartet. Die Funktion von H besteht darin, eine halbe Sekunde die beiden anderen Zeitschaltungen J und K zu sperren. In dieser halben Sekunde erzeugt der Oszillator D (etwa 50 kHz) über die Blöcke E bis G ein Steuersignal am Transistor 15» der dadurch periodisch geschaltet wird. Hierdurch fliesst im Kreis 20, 21, 25, 14a, 15 ein Strom, der die Vorheizung der Kathode 25 bewirkt.

Nach dieser halben Sekunde wird bei jedem folgenden Mindestwert der Eingangsspannung zwischen den Anschlüssen I und II die Zeitschaltung J aktiviert. In diesem Stadium, in dem die Lampe 13 noch nicht gezündet hat, wird die Zeitschaltung K einmal auf der Rückflanke des Ausgangsimpulses des Blocks J getriggert. Hierdurch wird der Transistor eine Millisekunde gesperrt.

Da inzwischen durch den Anstieg der Spannung an der Kathode 25 der Transistor 23 im Block C in den leitenden Zustand getreten ist, ist das Steuersignal des Thyristors verschwunden. Dieser Thyristor 21 wird dabei durch den gesperrten Zustand des Transistors 15 blockiert. Dies bedeutet das Ende der Vorheizung der Kathode 25·

Nach Ablauf des Impulses von einer Millisekunde wird der Transistor 15 in den leitenden Zustand gebracht, zu diesem Zeitpunkt (4 + 1 =5 Millisekunden nach einem

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Nulldurchgang der Spannung zwischen I und II) ist die momentane Eingangsspannung zwischen den Anschlüssen I und II nahezu gleich ihrer Spitzenspannung. Als Ergebnis davon ladet sich der Kondensator 18 über die Spule 14 schnell auf etwa den zweifachen Spitzenwert dieser Eingangsspannung auf.

Diese zweifache Spannung liegt auch zwischen den Elektroden der Lampe 13, die darauf zündet. Es sei bemerkt, dass mit der Diode 1 4a (dem zweiten Gleichrichter) vermieden wird, dass die zweifache Spannung zu kurz an der Lampe zur Verfügung steht.

Die Lampe 13 befindet sich j.etzt im Betriebszustand. Die Zeitschaltung K startet jetzt auf der Vorderflanke des vier-ms-Impulses. Dadurch wird der Transistor 15 im Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt der Mindesteingangsspannung zwischen den Anschlüssen I und II und dem Zeitpunkt nach 1 ms blockiert. Beim erneuten Leitendwerden des Transistors 15 wird eine Wiederzündspannung an die Lampe gelegt. Dies erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem die verfügbare Spannung nur etwa 6ofo der erforderlichen Wiederzündspannung beträgt.

Durch Spannungsverdoppelung mittels der Spule 14 und des Kondensators 18 entsteht jedoch an der Lampe eine Spannung, die diese Lampe zuverlässig wieder, zündet. Die verfügbare Spannung ist dabei bereits grosser als die Brennspannung der Lampe 13 von etwa 6O Volt.

Im Zeitintervall zwischen der Wiederzündung der Lampe und dem nächsten Nulldurchgang wird der Transistor 15 mit einer Frequenz von etwa 50 kHz geschaltet. Auch im gesperrten Zustand dieses Transistors 15 durchfliesst die Lampe 13 ein Strom über den Gleichrichter 19· In einem Ausführungsbeispiel hatten die Schaltungselemente der beschriebenen Anordnung folgende Werte: Kondensator 3- 0,33/uF Kondensator 5: O,33yuF Kondensator 23a: 33 nF Kondensator 35 und 36:0,33/uF

Kondensator 42: 22

Kondensator 37: 10 /uF

/u Kondensator 54: 10 nF

* *	PHN 10 141	58:	* * * * #
ft * * φ *	Kondensator	62:
Kondensator	62a:
Kondensator	67a:	1 nF
Kondensator	69:	100 nF
Kondensator	71:	1 nF
Kondensator	77:	100 pF
Kondensator	82:	330 pF
Kondensator	83:	10 pF
Kondensator	84:	10 nF
Kondensator		100 pF
Spule 4:		2 nF
Spule 14:		10 nF
Spule 11:		22 /uHy
Spule 88:	20:	7 mHy
Widerstand	22:	200 yuHy
Widerstand	16:	10 /uHy
Widerstand	26:	12 0hm
Widerstand	40:	100 kOhm
Widerstand	41:	3,3 0hm
Widerstand	43:	470 kOhm
Widerstand	46:	150 0hm
Widerstand	51:	150 0hm
Widerstand	52:	220 kOhm
Widerstand	57:	1 kOhm
Widerstand	45:	4,7 MOhm
Widerstand	59:	10 kOhm
Widerstand	61:	150 kOhm
Widerstand	63:	100 kOhm
Widerstand	67a:	10 MOhm
Widerstand	67:	8,2 MOhm
Widerstand	68:	8,2 MOhm
Widerstand	72:	680 kOhm
Widerstand	75:	8,2 MOhm
Widerstand	76:	4,7 MOhm
Widerstand	78:	1,8 MOhm
Widerstand	79:	680 kOhm
Widerstand	80:	2,2 MOhm
Widerstand	6,8 kOhm
	12 kOhm
	8,2 kOhm

22.5.1982

V Y VWVV V^ VV VV VV

*vv- · VW W* Μ.' ¥ - * ν

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Widerstand 85: 100 Ohm Widerstand 87: 270 Ohm

Die Lichtausbeute der Lampe 13 beträgt im vorliegenden Fall etwa 50 Lm/W. 5

Leerseite

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

/Ί .J Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Gas- und/oder Dampfentladungslampe mit zwei Eingangsanschlüssen für eine Speisequelle die eine aus sinusförmiger Wechselspannung durch ungeglättete Doppelweggleichrichtung erhaltene pulsierende Gleichspannung liefert, bei der die Eingangsanschlüsse durch eine Serienschaltung aus wenigstens der Entladungslampe, einer Spule und einem gesteuerten Halbleiterschalter miteinander verbunden sind und ein die Lampe enthaltender Teil dieser Serienschaltung, der frei vom Halbleiterschalter ist und von einem Gleichrichter überbrückt ist, wobei eine Steuerschaltung den Halbleiterschalter während jeder Periode der pulsierenden Gleichspannung mehrfach schaltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungslampe (13) von einem Kondensator (i8) überbrückt ist und dass die Steuerschaltung (D bis K) den Halbleiterschalter (15) bei jedem Nulldurchgang der pulsierenden Gleichspannung ausschaltet und erst wieder in den leitenden Zustand versetzt, wenn die momentane Spannung an der Lampe (13) das 0,5- bis 0,8-fache der benötigten Wiederzündspannung und grosser als die Brennspannung der Lampe ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (D bis K) derart ausgelegt ist, dass sie zum erstmaligen Zünden der Lampe (13) den Halbleiterschalter (I5) bei einem nahezu maximalen

²^ Momentanwert der pulsierenden Gleichspannung in den leitenden Zustand bringt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die Lampe mit einer als Kathode arbeitenden vorheizbaren Elektrode ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe von einem zweiten gesteuerten Halbleiterschalter (21) überbrückt ist, der an ein von den Eingangsanschlüssen abgewandtes Ende der Kathode (25) angeschlossen ist, und die Steuerschaltungen (D bis Kj 22,23,23a,2k,26) der beiden

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Halbleiterschalter (15> 21) derart ausgelegt sind, dass sie zur Elektrodenvorheizung vor dem erstmaligen Zünden der Lampe die beiden Halbleiterschalter (i5i 21) in den leitenden Zustand bringen.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, dass in die die Lampe (13) enthaltende Serienschaltung ein zweiter Gleichrichter (i4a) aufgenommen ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (13) eine Niederdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem kreisförmigen Kolbenquerschnitt ist, dessen Aussendurchmesser höchstens 26 mm beträgt.