DE3312572A1

DE3312572A1 - Elektronisches vorschaltgeraet fuer eine leuchtstofflampe

Info

Publication number: DE3312572A1
Application number: DE19833312572
Authority: DE
Inventors: Fred Dr.-Ing. 5760 Arnsberg Hasemann; Ferdinand Dipl.-Ing. Mertens; Norbert Dipl.-Ing. Wittig
Original assignee: Trilux Lenze GmbH and Co KG
Current assignee: Trilux GmbH and Co KG
Priority date: 1983-04-08
Filing date: 1983-04-08
Publication date: 1984-10-18

Description

Elektronisches Vorschaltgerät für eine Leuchtstofflampe
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät für eine Leuchtstofflampe, mit einem über eine Gegentaktschalteranordnung abwechselnd an die Pole einer Gleichspannung anschaltbaren Arbeitsschwingkreis, von dessen Induktivität oder Kapazität die Versorgungsspannung für die Leuchtstofflampe abgegriffen wird, und mit an den Elektroden der Leuchtstofflampe vorgesehenen Heizdrähten.
Für den Betrieb von Leuchtstofflampen sind elektronische Vorschaltgeräte bekannt, die mit Hilfe eines Arbeitsschwingkreises eine hohe Wechselspannung erzeugen. Die Wechselspannung wird an der Induktivität oder Kapazität eines Arbeitsschwingkreises abgegriffen, der aus einer Reihenschaltung aus einer Kapazität und einer Induktivität besteht. Leuchtstofflampen benötigen für die Erhaltung einer hohen Lehensdauer eine Vorheizung der Elektroden. Normalerweise erfolgt die eizung der Elektroden der Leuchtstofflampe dadurch, daß die Heizdrähte in Reihe in den Arbeitsschwingkreis geschaltet sind. Die Heizdrähte werden also von dem Schwingstrom durchflossen. Nach Zünden der Leuchtstofflampe bleibt die Heizung permanent wirksam und verursacht Verluste.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Vorschaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Heizung der Elektroden nach dem Zünden der Leuchtstofflampe erheblich verringert oder abgeschaltet ist, wodurch zusätzlich Energie eingespart wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an den Arbeitsschwingkreis zwei Spulen induktiv angekoppelt sind, die die Heizspannung für die Heizdrähte liefern, und daß mit jedem Heizdraht ein Schaltelement mit Schwellwertverhalten geschaltet ist.
Während der Zündphase wird der Arbeitsschwingkreis durch die Leuchtstofflampe nur wenig bedämpft, so daß hohe Spannungen an Induktivität und Kapazität entstehen.
Entsprechend diesen Spannungen, dem Ubersetzungsverhältnis und den Elektrodenwiderständen fließt ein Vorheizstrom. Dieser Vorheizstrom erreicht während der Zündphase relativ hohe Werte, so daß die Heizdrähte schnell aufgeheizt werden. Hierdurch wird eine rasche und lampenschonende Zündung erreicht.
In der Zündphase übersteigen die Spannungen, die von den Wicklungen geliefert werden, die Schaltschwellen der Schaltelemente mit Schwellwertverhalten. Dadurch werden die Heizdrähte in der Zündphase vom Strom versorgt. Nach erfolgter Zündung ist der Arbeitsschwing- kreis durch die Leuchtstofflampe bedämpft. An den beiden Wicklungen werden jetzt Spannungen erzeugt, deren Größe die Schaltschwellen der Schaltelemente nicht oder nur unwesentlich übersteigen, so daß keine bzw. nur eine geringfügige Heizung der Elektroden im gezündeten Zustand der Leuchtstofflampe erfolgt. Die Heizung der Elektroden erfolgt also ausschließlich vor dem Zünden.
Nach erfolgter Zündung werden unnötige Heizungsverluste vermieden.
Als Schaltelement mit Schwellwertverhalten wird vorzugsweise eine bidirektionale Zenerdiode verwandt.
Alternativ kann auch beispielsweise eine einfache Zenerdiode verwandt werden. In diesem Falle würde jeweils eine Schaltschwelle des Heizstromes voll durchgelassen, während sich die Schwellwertfunktionen nur auf die andere Halbwelle auswirken würden.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Stromversorgungsteil zur Erzeugung einer Gleichspannung, und Fig. 2 die an das Stromversorgungsteil der Fig. 1 angeschlossene Schaltung zur Versorgung der Leuchtstofflampe.
Die in Fig. 1 dargestellte Versorgungsschaltung weist ein Tiefpassfilter 10 auf, dessen Eingangsklemmen an eine Wechselspannung von z.B. 22Q V und 50 Hz gelegt werden. Das Tiefpassfilter 10 besteht in bekannter Weise aus mindestens einer Drossel 11 und einem Querkondensator 12. An den Ausgang des Tiefpassfilters ist ein Doppelweggleichrichter 13 angeschlossen, dessen Ausgangsklemmen mit einem Glättungskondensator 14 verbunden sind. Am Glättungskondensator 14 entsteht eine Gleichspannung Ug, die der Schaltung nach Fig. 2 als Eingangsspannung zugeführt wird.
Gemäß Fig. 2 wird die Spannung - U an die Gegentaktg schalteranordnung 15,16 gelegt, die aus zwei in Reihe geschalteten Feldeffekttransistoren 15 und 16 vom gleichen Typ besteht. An den Verbindungspunkt 17 der beiden Transistoren 15 und 16 ist die Reihenschaltung aus der Primärspule 18 des Ubertragers 19, der Induktivität 20 und der Kapazität 21 angeschlossen.
Die Induktivität 30 bildet zusammen mit der Kapazität 21 den Arbeitsschwingkreis. Der Kapazität 21 ist die Leuchtstofflampe 22 parallelgeschaltet. Ein Ende der Kapazität 21 und der Leuchtstofflampe 22 ist über einen Kondensator 23 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung Ug verbunden.
Die- Transistoren 15 und 16 werden -im Gegentakt geschaltet, d.h. wenn Transistor 15 leitend ist, ist Transistor 16 gesperrt und wenn Transistor 16 leitend ist, ist Transistor 15 gesperrt. Der Feldeffekttransistor 15 ist mit seinem Source-Anschluß an den Verbindungspunkt 17 und mit seinem Drain-Anschluß mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung U verbunden.
g Der Feldeffekttransistor 16 ist mit seinem Source-Anschluß an den negativen Pol der Versorgungsspannung Ug und mit seinem Drain-Anschluß mit dem Verbindungs- punkt 17 verbunden. Das eine Ende der Sekundärwicklung 24 ist mit dem Verbindungspunkt 17 verbunden und das andere Ende mit dem Steueranschluß des Feldeffekttransistors 15. Das eine Ende der Sekundärwicklung 25 ist mit dem Steueranschluß des Feldeffekttransistors 16 und das andere Ende mit dem negativen Pol der Versorgungsspannung Ug verbunden.
Die Feldeffekttransistoren 15 bzw. 16 werden von dem Übertrager so gesteuert, daß der den Verbindungspunkt 17 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung Ug verbindende Transistor 15 leitend wird, wenn der Strom in der Primärspule 18 sich am Anfang der positiven Halbwelle befindet, und gesperrt wird, wenn dieser Strom sich am Ende der positiven Halbwelle befindet. Dagegen wird der Transistor 16, der den Verbindungspunkt 17 mit dem negativen Pol der Versorgungsspannung Ug verbindet, leitend, wenn der Strom in der Primärspule 18 sich am Anfang der negativen Halbwelle befindet und gesperrt, wenn dieser Strom sich am Ende dieser negativen Halbwelle befindet.
Die Elektroden zu beiden Enden der Leuchtstofflampe 22 sind als Heizdrähte 26,27 ausgebildet. Jeder dieser Heizdrähte 26 und 27 ist mit seinen beiden Enden an die Wicklungsenden einer Sekundärspule 28 bzw. 29 des Ubertragers 30 angeschlossen, dessen Primärwicklung 31 mit der Kapazität 21 des Arbeitsschwingkreises 20,21 in Reihe geschaltet ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Primärwicklung 31 hundertzwanzig Windungen und jede der Sekundärwicklungen 28 und 29 besteht aus einer einzigen Windung. Das Ubersetzungsverhältnis zwischen der Primärspule 31 und jeder der Sekundärspulen 28 und 29 heträgt somit 120:1.
In Reihe mit jedem Heizdraht 26 bzw. 27 ist eine bidirektionale Zenerdiode 32 geschaltet, bei der es sich um ein Bauteil aus zwei gegensinnig in Reihe geschalteten Dioden handelt.
Ein solches- Schaltelemnt wird stromleitend, wenn die an ihm ansprechende Spannung - unabhängig von der Polung einen bestimmten Schwellwert übersteigt. Liegt die Spannung unterhalb dieses Schwellwertes ist das Bauteil nicht leitend.
Vor dem Zünden der Leuchtstofflampe 22 fließen relativ hohe Ströme in den Heizdrähten 26 und 27. Nach dem Zünden verringert sich der Schwingstrom im Arbeitsschwingkreis 20,21, weil der Arbeitsschwingkreis dann durch den Widerstand der LeuchtstoffJampe bedämpft wird. Dadurch werden die Spannungen an den Wicklungen 28 und 29 so klein, daß sie die Schwellenspannung der Dioden 32 nicht übersteigen. In diesem Zustand fließt kein Heizstrom durch die Heizdrähte 26 und 27.
Anstelle der direkten Parallelschaltung der Leuchtstofflampe 22 zur Kapazität 21 oder zur Induktivität 20 kann die Versorgung der Leuchtstofflampe auch durch einen Transformator erfolgen, dessen Primärwicklung der Kapazität bzw. Induktivität parallelgeschaltet ist und an dessen Sekundärwicklung die Leuchtstofflampe 22 angeschlossen ist. Dabei werden die Heizdrähte 26 und 27 in derselben Weise versorgt wie in Fig. 2.
- L e e r s e i t e -

Claims

Ansprüche 1. Elektronisches Vorschaltgerät für eine Leuchtstofflampe, mit einem über eine Gegentaktschalteranordnung (15,16) abwechselnd an die Pole einer Gleichspannung (U ) ang schaltbaren Arbeitsschwingkreis (20,21) von dessen Induktivität (20) oder Kapazität (21) die Versorgungsspannung für die Leuchtstofflampe (22) abgegriffen wird, und mit an den Elektroden der Leuchtstofflampe (22) vorgesehenen Heizdrähten (26,27), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Arbeitsschwingkreis (20,21) zwei Wicklungen (28,29) induktiv angekoppelt sind, die die Heizspannung für die Heizdrähte (26,27) liefern, und daß mit jedem Heizdraht (26,27) ein Schaltelement (32) mit Schwellwertverhalten geschaltet ist.
2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine bidirektionale Zenerdiode ist.
3. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Arbeitsschwingkreis (20,21) die Primärwicklung (31) eines Ubertragers (30) geschaltet ist, der ein sehr großes Wicklungsverhältnis hat und dessen Sekundärwicklungen (28,29) an die IIeizdrähte (26,27) angeschlossen sind.
4. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen (26,27) jeweils eine oder zwei Windungen aufweisen.