DE3313916A1

DE3313916A1 - Verfahren und vorrichtung zur versorgung einer gasentladungslampe mit einem hochfrequenten wechselstrom

Info

Publication number: DE3313916A1
Application number: DE19833313916
Authority: DE
Inventors: Martti 02170 Espoo Sairanen
Original assignee: Helvar Oy AB
Current assignee: Helvar Oy AB
Priority date: 1982-04-21
Filing date: 1983-04-16
Publication date: 1983-10-27
Also published as: FR2525848B1; FR2525848A1; AU1349183A; NL8301357A; FI821385A0; AU552357B2; GB2119184A; JPS58194298A; GB8310524D0; AT384339B; BR8302091A; GB2119184B; FI821385L; CH659557A5; US5034660A; SE458166B; FI65524B; NL192239B; NL192239C; SE8302179L

Description

Helvar R2D01DE

Anmelder: Oy Helvar

Purotie 1-3
SF-OO38O Helsinki 38
Finnland

Titels Verfahren und Vorrichtung zur Versorgung einer Gasentladungslampe mit einem hochfrequenten Wechselstrom

Beanspruchte Priorität: Finnische Patentanmeldung

Nr. 821 385 vom 21. April 1982

Vertreter: Patentanwälte

Dipl. Ing. S. Schulze Horn M. Sc. Dr. H. Hoffmeister
Goldstraße 36
4400 Münster

Verfahren und Vorrichtung zur Versorgung einer Gasentladungslampe mit einem hochfrequenten Wechselstrom

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Versorgung einer Gasentladungslampe (Fluoreszenzlampe) mit einem hochfrequenten Wechselstrom, unter Verwendung eines in Serie geschalteten Resonanzschaltkreises, mit dem die Lampe verbunden ist. Zur Verwendung kommende Schaltkreise werden im allgemeinen mit Halbleitern ausgeführt und auf die Hauptanschlüsse der Elektroden einer Fluoreszenzlampe geschaltet.

Derartige elektronische Eingangsschaltungen für Fluoreszenzlampen sind in jüngster Zeit verstärkt entwickelt worden. Ein gemeinsames Merkmal bekannter Vorrichtungen ist, daß an die Fluoreszenzlampe ein Hochfrequenz-Wechselstrom angelegt wird, wobei auf diese Weise die notwendige BaIlast-Induktanz leichter erreichbar ist. Ein damit verbundener Vorteil der elektronischen Verbindungsvorrichtung gegenüber üblichen Eisenkern-In-

^O duktanz-Spulen ist der höhere Wirkungsgrad.

Ein Problem bei der Anwendung von derartigen elektronischen Verbindungskreisen ist, daß die Fluoreszenzröhren, insbesondere dünne Fluoreszenz-Röhren (Durchmesser 26 mm), sichtbare hellere und dunklere Bereiche (Streifen) aufweisen. Diese Streifenbildung (Striation) bzw. dieses Phänomen führt nicht zur Verschlechterung bei

üblicher Beleuchtung; es stört jedoch bei sichtbaren Fluoreszenzröhren und sollte daher vollständig unterdrückt werden. InsbesondeE bei in der Helligkeit einstellbaren elektronischen Verbindungsvorrichtungen wird dieser Effekt hervorgerufen. Bei dünnen Fluoreszenzröhren hat es sich jedoch bisher als unmöglich herausgestellt, die Streifenbildung zu unterdrücken.

Das Phänomen beruht auf dem höheren Wirkungsgrad, der durch elektronische Verbindungsvorrichtungen erreicht wird.. Bei einer, hohen Frequenz wird dieselbe Lichtausbeute durch einen niedrigeren Strom erreicht, als bei höheren Strömen und Anwendung konventioneller Ballastspulen. Als Resultat der Anwendung kleinerer Ströme
χ5 ist nämlich die Temperatur der Lampe geringer.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung (Schaltung) anzugeben, die die
Streifenbildung verhindern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den Ansprüchen beschriebene Erfindung, unter Berücksichtigung der
besonderen und wesentlichen Maßnahmen der Unteran*-
sprüche.

Im folgenden sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die Figuren zeigen im einzelnen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung,

teils als Blockdiagramm, teils als Schaltung;

Figur 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer ähnlichen Darstellung wie Figur 1;
und

Figur 3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung.

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Die technische Ausführung und Anwendung der Erfindung erfordert keine speziellen Verbindungsvorrichtungen. Vielmehr kann die Erfindung bei vielen elektronischen Verbindungsvorrichtungen ausgeführt werden, die einen Hochfrequenz-Wechselstrom an eine Fluoreszenzlampe liefern.

Zur Beschreibung vorliegender Anmeldung ist eine Verbindungsvorrichtung gewählt worden, wie sie in einer früheren finnischen Anmeldung (Nr.820 095) der Anmelderin verwendet worden ist. Diese Vorrichtung soll jedoch lediglich als Beispiel dienen. Auf den Offenbarungsgehalt des zitierten Standes der Technik wird Bezug genommen.
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Wie aus jener Anmeldung bekannt, versorgt eine Wechselstromquelle 1 über einen Gleichrichter 1a einen Strom an eine Verbindungsvorrichtung, in der zwischen Gleichstrom-Anschlüssen + und - einer Lampe 8 ein Hochfrequenz-Generator 2 geschaltet ist. Die Hochfrequenzspannung, die durch den Oszillator 2 erzeugt und aufgeschaltet wird, wird über eine Induktions-(Ballast-) Spule 7 auf die eine der Elektroden der Lampe 8 aufgegeben. Die andere Elektrode der Lampe 8 ist über Resonanzkondensatoren 10 und 11 und über spannungsstabilisierende Dioden 23 und 24 mit den beiden entgegengesetzten Anschlüssen der Spannungsquelle verbunden. Zusätzlich ist parallel zur Lampe 8 ein Kondensator 9 geschaltet, der während des Startens, d. h. vor dem Zünden der Lampe, einen Anteil der Arbeitsfrequenz der Lampenspannung steuert. Während des Einschaltungszeitraums (Startens) der Lampe 8 bilden die Kondensatoren 10 und 11 einen beträchtlichen Resonanz-Kapazitätswiderstand in einem frei schwingenden, in Serie liegenden Resonanzkreis, der außerdem die Induktanz der Spule 7 umfaßt. .

Um die vorgenannte Streifenbildung zu vermeiden, wird der hochfrequente Strom, der durch die Lampe 8 strömt, gemäß Erfindung mit einer Gleichstromkomponente versehen, d. h. eine solche Komponente wird zuaddiert oder abgezogen. Dies geschieht mit Hilfe von Schaltelementen, die eine Nebenschlußverbindung (shunt) umfassen, die durch den Kondensator 3 und die Diode 4 geschaffen ist. Diese Nebenschlußverbindung ruft hervor, daß die Amplitude des Stromes, der in eine Richtung wandert, wesentlieh höher ist als die des Stromes, der in die entgegengesetzte Richtung wandert, d. h. eine Gleichstromkomponente wird erhalten. Experimente haben überraschenderweise gezeigt, daß mit Hilfe dieser Gleichstromkomponente jene Streifenbildung vollständig eliminiert werden kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 umfassen die Schaltelemente, die die besagte Gleichstromkomponente hervorrufen, einen Kondensator 3a, der in Serie mit der Lampe 8 geschaltet ist. Weiterhin ist eine Diode 5 vorhanden, die mit einem der Gleichstromanschlüsse von einem Punkt 6 aus verbunden ist, der zwischen Kondensator 3 a und einer Lampenelektrode liegt. Auch in diesem Falle wird die Amplitude des Stromes, der in einer Richtung wandert, größer sein als diejenige des Stromes, der in entgegengesetzte Richtung wandert.

Anstelle der passiven Dioden 4, 5 und 6 ist es auch möglich, aktive Schaltelemente einzusetzen. Ein Beispiel für eine solche Ausführungsform ist in Figur 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist ein Kondensator 3 parallelgeschaltet mit entgegengesetzt geschalteten Thyristoren 4a und 4b, die durch einen bistabilen Multivibrator 12 gesteuert sind. Je einer der Thyristoren 4 a und 4 b ist alternierend für einen bestimmten Zeitraum leitend, während der jeweils andere nicht-leitend ist. Auf diese Weise ist die Stromrichtung einer Gleichstromkomponente periodisch reversiert, wobei die Zeit-

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dauer der Reversionszyklen jeweils ein Vielfaches der Zeitdauer eines Zyklus des hochfrequenten Wechselstromes ist. Dieses Reversieren einer Gleichstromkomponente dient dazu, um die Kathoden einer Lampe gleich mäßig zu belasten und abzunutzen, da hierdurch die Lebensdauer der Lampe verlängert wird.

Es soll daher nochmal hervorgehoben werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren zur Versorgung einer Gasentladungslampe (Fluoreszenzlampe) mit einem hochfrequenten Wechselstrom die Grundidee umfaßt, daß eine Gleichstrom-Komponente dem hochfrequenten Wechsel strom des Resonanzschaltkreises zuaddiert oder abgezogen (= negativ addiert) wird, der die Lampe 8 durchströmt.

Insbesondere kann dies dadurch geschehen, daß die Amplitude und/oder die Zeitlängen der Zyklen des Stromes, die in eine Richtung wandern, erheblich größer gemacht werden als die Amplituden und/oder Zeitlängen des Stromes, der in entgegengesetzte Richtung wandert.

Auch ist möglich, daß die Richtung einer Gleichstromkomponente periodisch reversiert wird, wobei die Zeit*- länge eines Reversionszyklus ein Vielfaches der Zeitlänge des Zyklus des hochfrequenten Wechselstromes beträgt.

^O Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind sicherlich nicht die einzigen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann; dem Fachmann stehen weitere Anwendungen der Erfindung innerhalb der Patentansprüche zur Verfügung.

Claims

Patentansprüche :

1/ Verfahren zur Versorgung einer Gasentladungslampe (Fluoreszenzlampe) mit einem hochfrequenten Wechselstrom, unter Verwendung eines in Serie geschalteten Resonanzschaltkreises (7; 10, 11), mit dem die Lampe (8) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichstromkomponente dem hochfrequenten Wechselstrom des Resonanzschalt- IQ kreises (7; 10, 11) zuaddiert wird, der die Lampe (8) durchströmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude und/oder die Zeitlängen der Zyklen des Stromes, der in eine Richtung wandert, erheblich größer gemacht werden als die Amplituden und/oder Zeitlängen des Stromes, der in die entgegengesetzte Richtung wandert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung einer Gleichstromkomponente periodisch reversiert wird, wobei die Zeitlängen eines Reversionszyklus ein Vielfaches der Zeitlänge des Zyklus des hochfrequenten Wechselstromes beträgt.
4. Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, mit

- einem Hochfrequenzgenerator (2)

- und einem in Serie geschalteten Resonanzkreis, dargestellt durch eine Induktanz (7) und eine Kapazität (10, 11),

- mit dem die Lampe (8) verbunden ist, gekennzeichnet durch Schaltkreiselemente (3, 4; 3a, 5; 3, 4a, 4b), die mit dem Lampen-Teilkreis verbunden sind und eine Gleichstromkomponente dem hochfrequenten Wechselstrom addieren, der

durch die Lampe (8) strömt.

Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Kapazität (3, 3a) als Schaltkreiselem'ent/ die mit einer Lampe in Serie geschaltet ist und mit wenigstens einer Diode (4; 5) oder mit einem Steuer schalter (4a, 4b) die bzw. der mit der Kapazität parallel geschaltet ist.