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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Vorschaltgerät
für eine Leuchtstoff- oder Gasentladungsröhre mit einem Kondensator mit relativ
hoher Kapazität als Zwischenenergiespeicher.
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Bekannte elektronische Vorschaltgeräte weisen einen Gleichrichter
samt Oberwellenfilter und einen Wandler auf, der hochfrequenten Strom liefert und
über einen Ausgangskreis die Röhre anspeist. Zwischen Gleichrichter und Wandler
ist ein Kondensator als Energiezwischenspeicher angeordnet, der den Wandler mit
Energie geringerer Welligkeit, als der aus dem Netz entnommenen Energie versorgt.
Die Größe des Kapazitätswertes ist dabei für die Lichtwelligkeit der Leuchtstoff-
oder Gasentladungsröhre, die im weiteren kurz "Lampe" genannt wird, ausschlaggebend.
Dabei benötigt man für eine kleine Lichtwelligkeit, bedingt durch die Frequenz der
Speisespannung relativ große Kapazitätswerte. Die benötigten großen Kapazitätswerte
sind heute mit vertretbarem Aufwand im Hinblick auf das Volumen des Kondensators
und dessen Herstellungskosten nur bei Elektrolytkondensatoren erreichbar. Dabei
ist noch zu berücksichtigen, daß die an dem als Zwischenspeicher dienenden Kondensator
anstehende Spannung meist über 300 V liegt.
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Es ergibt sich allerdings das Problem, daß Elektrolytkondensatoren,
insbesondere, wenn sie an relativ hohen Spannungen liegen, nur eine relativ kurze
Lebensdauer aufweisen.
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Es zeigt sich dabei eine Abnahme des Kapazitätswertes mit steigender
Betriebsdauer. Das ist mit einer Erhöhung der Welligkeit der dem Wechselrichter
als Versorgung dienenden Gleichspannung, und damit mit einer Erhöhung der Welligkeit
der Ausgangsleistung und schließlich mit der Vergrößerung der Lichtwelligkeit der
angeschlossenen Entladungslampe verbunden. Damit steigt schließlich das sichtbare
und äußerst störende Helligkeitsflimmern der Lampe über ein tolerierbares Maß. Dieser
Zustand ist einem Ausfall des Gerätes gleichzusetzen.
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Außerdem treten bei gelegentlichen Überspannungen im Versorgungsnetz,
bei spannunqsstößen im Netz, hervorgerufen durch Schaltvorgänge, und bei Vorchaltgeräten
mit induktivem Netz-Eingangsfilter im Einschaltmoment Überspannungen am Speicherkondensator
auf. Diese führen schließlich zu einem Kurzschluß zwischen den Elektroden und so
zu einem Ausfall des Kondensators. Dadurch treten beträchtliche Folgeschäden im
Vorschaltgerät auf, die einen Totalausfall verursachen.
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Praktisch bedeutet dies, daß die Lebensdauer der bekannten elektronischen
Vorschaltgeräte in der Regel durch jene des als Zwischenenergiespeicher dienenden
Kondensators hauptsächlich begrenzt ist.
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Ziel der Erfindung ist es ein elektronisches Vorschaltgerät vorzuschlagen,
bei dem einerseits der Ausfall des als Zwischenenergiespeicher dienende Kondensator
nicht mehr zu größeren Folgeschäden führt und bei dem andererseits dieser Kondensator
leicht austauschbar ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der als Zwischenenergiespeicher
dienende Kondensator und eine mit diesem in Serie geschaltete oder in den Kondensator
integrierten Sicherung auf einem mit Kontaktstücken versehenen Träger angeordnet
ist, wobei die vorzugsweise als Steckkontakte ausgebildeten Kontaktstücke mit mit
dem übrigen Vorschaltgerät verbundenen Gegenkontakten verbindbar sind und so eine
einfache werkzeuglose Austauschbarkeit gewährleistet ist'. Damit bildet die Sicherung
und der Kondensator einen Modul, der im Störungsfalle leicht austauschbar ist, wobei
die Sicherung den im Störfalle sich ausbildenden hohen Strom rasch unterbricht und
so Folgeschäden unterbindet. Im Falle der üblichen Verwendung von Elektrolytkondensatoren
muß beim Einsetzen eines neuen Kondensators bzw. Moduls selbstverständlich auf die
richtige Polarität geachtet werden soferne nicht gemäß einem weiteren Merkmal der
Erfindung auf dem Träger zwei gegenphasig in Serie geschaltete Elektrolytkondensatoren
angeordnet sind. Dadurch wird ein ungepolter Kondensator realisiert und es erübrigt
sich die Beachtung der Polarität beim Austausch des Moduls bzw. es sind ungepolte
Ausführungen der Verbindung zwischen Modul und elektronischem Vorschaltgerät
ausreichend
(z.B. gleichartige Steckerstifte).
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Eine Möglichkeit um die richtige Polarität bei gepolten Elektrolytkondensatoren
sicherzustellen besteht auch darin daß die am Träger angeordneten Kontakte in unterschiedlichen
Stiftmasken angeordnet sind, welche mit den Gegenkontakten korrespondieren. Dadurch
kann der Träger nur in einer bestimmten Lage mit den Gegenkpntakten verbunden werden,
wodurch die richtige Polung des Kondensators erzwungen wird.
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Die oben erwähnte Sicherung in Serienschaltung zum Speicherkondensator
bzw. bei in den Kondensator integrierter Sicherung,z.B. bei geeigneter, im Kurzschlußfall
selbstunterbrechender Ausführung des Kondensators, ist so zu bemessen, daß weder
der Versorgungsstrom des Wandlers,insbesondere der vom Wandler aufgenommene und
wieder abgegebene Resonanzstrom vor dem Zünden der Lampe, noch der Einschaltstromstoß,
der sich beim Anlegen der Netzspannung an die Eingangsklemmen des Gleichrichters
bei ungeladenem Kondensator ausbildet, zu einem Auslösen der vorzugsweise als Schmelzsicherung
ausgebildeten Sicherung führt. Die Sicherung muß jedoch den Kurzschlußstrom, der
bei Anlegen der Netzspannung an die Eingangsklemmen des Gleichrichters und kurzgeschlossenem
Kondensator fließt, zuverlässig unterbrechen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen , daß der
Träger als ein den Kondensator und die Sicherung umschließender Becher ausgebildet
ist, der mit gegebenenfalls unterschidiichen Kontaktstiften, einem Lampengewinde
oder einer Bajonettfassung versehen ist. Damit ergibt sich ein tauschbarer Modul
der ähnlich einem Starter eines herkömmlichen Vorschaltgerätes wählbar bzw. austauschbar
ist. Dadurch kann erreicht werden, daß die Störung durch den Ausfall des Kondensators
eines elektronischen Vorschaltgerätes vom Betreiber der Beleuchtungsanlage genauso
von außen - ohne Eingriff in das Gerät selbst - behoben werden kann, wie beim herkömmlichen
Vorschaltgerät der Ausfall des Starters, der dann in der Regel vom Kunden selbst
ausgetauscht wird.
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Das Erscheinungsbild des Ausfalles ist in beiden Fällen sehr ähnlich:
Sobald die Lampe stark zu flimmern beginnt oder überhaupt dunkel bleibt, kann der
Betreiber selbst den Schaden
durch Tauschen eines standardisierten
Moduls der zweckmäßigerweise im Vorschaltgerät von außen zugänglich angeordnet ist
und den er günstigerweise genauso wie den herkömmlichen Starter vorrätig hat, beheben.
Dadurch wird aus der Sicht des Betreibers die Lebensdauer des Vorschaltgerätes nicht
länger durch die beschränkte und relativ kurze Lebensdauer des Speicherkondensators
begrenzt.
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Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigen Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Vorschaltgerät, Fig. 2 einen Modul
in ungepolter Ausführung, und Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen eines Moduls.
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Die Verbindungsleitungen zwischen dem mit einem Oberwellenfilter
versehenen Gleichrichter 9 und dem Wandler 8 des Vorschaltgerätes 1 sind mit zur
Aufnahme von einfachen Steckkontakten 3 vorgesehenen Gegenkontakten 4 verbunden.
Weiters sind die Elektroden 5,6 der Lampe 7 mit dem Ausgangskreis 2 verbunden, der
seineseits mit einem einen hochfrequenten Wechselstrom liefernden Wandler 8 verbunden
ist Dieser Wandler 8 wird von einem mit einem Oberwellenfilter versehenen Gleichrichter
9 gespeist, der mit den Netzklemmen 10 verbunden ist.
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Der Träger 11 weist Steckkontakte 3 auf, doch sind auch noch zwei
weitere mit dem Träger verbundene Stifte 15 vorgesehen, die mit im Gehäuse des Vorschaltgerätes
1 vorgesehenen Bohrungen 16 korrespondieren. Die mit der aus der Sicherung 13 und
dem Elektrolytkondensator 14 gebildeten Serienschaltung verbundenen Steckkontakte
3 sind in die Gegenkontakte 4 des elektronischen Vorschaltgerätes 1 aufgrund der
Stifte 15 und der korrespondierenden Bohrungen 16 nur in einer bestimmten Lage zum
übrigen Vorschaltgerät einsteckbar, wodurch die richtige Polarität am Elektrolytkondensator
14 festlegbar ist.
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Die auf dem Träger 11 angeordnete und mit diesem einen Modul 17 bildende
Serienschaltung des Kondensators 14 und der Sicherung 13 ist über die Steckkontakte
3 und die Gegenkontakte 4 mit dem Wandler 8 und dem mit einem (meist vorhandenen)
Oberwellenfilter versehenen Gleichrichter 9 verbunden.
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Bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Modul 17 sind auf dem
Träger 11, der ebenfalls zwei Steckkontakte 3 aufweist, zwei gegenphasig in Reihe
geschaltete Elektrolytkondensatoren 14 und eine mit diesen in Reihe geschaltete
Sicherung 13 angeordnet. Dadurch ergibt sich eine ungepolte Ausführung des Moduls
17 der beliebig mit den Gegenkontakten 4 des Vorschaltgerätes 1 gemäß Fig. 1 verbunden
werden kann. Aus diesem Grunde kann auci auf die Anordnung weiterer Stifte 15 wie
sie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 vorgesehen sind, verzichtet werden.
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Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform eines Moduls 17 zeigt die
Fig. 3. Bei dieser ist der Träger 11 als Becher ausgebildet, der den Kondensator
14 und die Sicherung 13 umschließt und mit zwei ungleich große Kopfdurchmesser aufweisende
Steckkontakte 31,32 versehen ist. Die äußere Gestalt des Moduls 17 gemäß der Fig.
3 ist daher ähnlich einem herkömmlichen Starter für Leuchtstofflampen mit üblichem
Drossel-Vorschaltgerät ausgebildet und der Modul 17 kann daher in eine Steckfassung
18, die von außen zugänglich am Gehäuse 19 des Vorschaltgerätes angebracht ist,
eingesteckt und durch Verdrehen verrastet werden, wie dies bei den bei Drossel-Vorschaltgeräten
üblichen Startern der Fall ist. Das Einsetzen des Moduls 17 mit der richtigen Polarität
ist dabei durch die unterschiedlichen Steckkontakte 31,32 zwangsläufig sichergestellt.
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Eine ähnliche Ausführungsform eines Moduls 17 wie sie in Fig. 3 dargestellt
ist, zeigdauch die Fig. 4. Bei der letzteren sind jedoch die beiden Steckkontakte
31,32 durch ein elektrisch leitendes, mit dem Kondensator 14 verbundenesLampengewinde
20 und einem von diesem isolierten zentralen Stirnkontakt 21 ersetzt, wobei letzterer
mit der Sicherung 13 verbunden ist. Ein derartiger Modul 17 kann einfach in eine
am Gehäuse 19 des Vorschattgerätes angeordnete,einer Lampenfassung ähnlichen Fassung
eingeschraubt werden, wobei auch dabei das Einsetzen des Moduls ebenfalls nur mit
einer bestimmten Polarität erfolgen kann. Eine ähnliche Anordnung ist auch bei Verwendung
einer Bajonettfassung möglich.
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