DE3424991C2 - Elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen - Google Patents

Abstract

Ein elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen besitzt einen auf eine bestimmte Eingangsspannung ausgelegten Lampenwechselrichter, der die Lampenbetriebsspannung für die angeschlossene Leuchtstofflampe erzeugt. Damit das Vorschaltgerät verschieden hohe Eingangsspannungen an denselben Eingangsklemmen verarbeiten kann, sind ein Hilfswechselrichter und ein diesem nachgeschalteter Gleichrichter sowie ein Umschalter vorgesehen, der abhängig von der Höhe der Eingangsspannung des Geräts, dessen Eingangsklemmen direkt oder über den Hilfswechselrichter und den Gleichrichter mit dem Eingang des Lampenwechselrichters verbindet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein elektronisches Vorschaltgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Die seit vielen Jahren bekannten Vorschaltgeräte, die aus Drossel und Starter bestehen, eignen sich nur für den Anschluß an eine Wechselstromquelle. Dient das 50 Hz-Wechselstromnetz als Wechselstromquelle, dann si d diese herkömmlichen Vorschaltgeräte relativ groß, während der Lampenwirkungsgrad aufgrund der niedrigen Frequenz gering ist.
• Ein elektronisches Vorschaltgerät, das es gestattet, über dasselbe Leitungspaar eine Leuchtstofflampe wahlweise mit einer höheren oder einer niedrigeren Spannung zu betreiben, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ist aus der DE-OS 24 39 606 bekannt. Bei dem bekannten Vorschaltgerät sind ein für eine höhere Spannung ausgelegter Wechselrichter direkt und ein für eine niedrigere Eingangsspannung ausgelegter Wechselrichter über einen Schalttransistor an gemeinsame Gleichspannungseingangsklemmen angeschlossen. Der Schalttransistor wird mittels eines Schwellenwertschalters eingeschaltet, wenn die Eingangsgleichspannung an den Gleichspannungseingangsklemmen einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet. Beide Wechselrichter arbeiten also alternativ abhängig von der Höhe der Eingangsgleichspannung. Beiden Wechselrichtern sind gesonderte Primär- und Steuerwicklungen eines gemeinsamen Transformators zugeordnet, an dessen Sekundärwicklungen die Leuchtstofflampe angeschlossen ist. Der direkt an die Gleichspannungseingangsklemmen angeschlossene Wechselrichter ist so ausgelegt, daß er nicht mehr schwingt, wenn die Eingangsgleichspannung auf den für das Einschalten des anderen Wechselrichters erforderlichen Wert abgesunken ist. Dieses bekannte Vorschaltgerät erfordert einen komplizierten und daher teuren Transformator. Von diesem zwangsläufig auch relativ großen Transformator wird bei beiden möglichen Betriebsarten Gebrauch gemacht, was mit entsprechend hohen Verlusten verbunden ist.
• Bei einem aus der DE-OS 25 28 195 bekannten Vorschaltgerät ist die Primärwicklung des Transformators eines Lampenwechselrichters mit einer Reihe von Anzapfungen versehen, die eingangsspannungsabhängig mit Hilfe von Schwellenwertschaltern und Relais umgeschaltet werden. Auf diese Weise lassen sich, abhängig von der Anzahl der Anzapfungen und den zugehörigen Schaltvorrichtungen sogar mehr als zwei verschiedene Spannungen am Eingang des Vorschaltgerätes verarbeiten. Umschaltbare Wicklungen sind jedoch mit einem derartigen Kostenaufwand und derartig hohen Verlusten verbunden, daß dieses bekannte Vorschaltgerät in der Praxis ebenso bedeutungslos wie das vorerwähnte geblieben ist.
• Aus der DE-OS 33 22 943 ist ein elektronisches Vorschaltgerät bekannt, das bei Netzausfall eine Speisung der Leuchtstofflampe aus einer Batterie gestattet. Zu diesem Zweck sind bei dem bekannten Vorschaltgerät die Gleichspannungseingangsklemmen eines Lampenwechselrichters über einen ersten Gleichrichter mit Wechselspannungseingangsklemmen verbunden. Sie sind außerdem mit dem Ausgang eines Gleichspannungswandlers verbunden, dessen Eingang an eine Sekundärbatterie angeschlossen ist, die ihrerseits über einen an die Wechselspannungseingangsklemmen angeschlossenen zweiten Gleichrichter und eine Ladeschaltung gepuffert wird. An eine Schaltvorrichtung liefert der zweite Gleichrichter ein dem Momentanwert der Netzspannung an den Wechselspannungseingangsklemmen entsprechendes Signal. Wenn dieses Signal einen Ausfall der Netzspannung signalisiert, schaltet die Schaltvorrichtung über eine Steuerleitung den Gleichspannungswandler ein, so daß der bis dahin über den ersten Gleichrichter aus dem Wechselstromnetz betriebene Lampenwechselrichter nunmehr über den Gleichspannungswandler aus der Sekundärbatterie betrieben wird. Sobald die Netzspannung wieder ansteht, schaltet die Schaltvorrichtung den Gleichspannungswandler ab. Ein Betrieb von Leuchtstofflampen über dasselbe Leitungspaar wahlweise mit einer höheren oder einer niedrigeren Spannung ist bei diesem bekannten Vorschaltgerät nicht möglich. Bei Einsatz dieses bekannten Vorschaltgerätes sind zwei Möglichkeiten denkbar. Entweder sind in einer Beleuchtungsanlage die jeweiligen Lampenwechselrichter parallel an ein Leitungspaar angeschlossen, was voraussetzt, daß die Sekundärbatterie und der Gleichspannungswandler so leistungsstark sind, daß sie das gesamte Beleuchtungsnetz versorgen können. In diesem Fall würde am Eingang des Lampenwechselrichters entweder die gleichgerichtete Netzspannung oder die - im wesentlichen gleich hohe - Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers anstehen. Es wäre dann beispielsweise unmöglich, über die Höhe der Spannung an dem Leitungspaar bei Notstromversorgung die Anzahl der eingeschalteten Lampen zu reduzieren. Die andere Möglichkeit bestände darin, Sekundärbatterie und Gleichspannungswandler gesondert den Lampenwechselrichtern zuzuordnen. In diesem Fall wäre es möglich, einige der Brennstellen zusätzlich mit der Sekundärbatterie, dem Gleichspannungswandler, der Schaltvorrichtung, dem zweiten Gleichrichter und der Ladeschaltung auszustatten, andere dagegen nicht. Hierdurch könnte erreicht werden, daß bei Ausfall der Netzspannung auf dem zu jeder Brennstelle geführten Leitungspaar ein Teil der Lampen über die jeweils zugeordnete Notstromversorgung in Betrieb gehalten wird, der andere hingegen nicht. Diese Umschaltung der Lampenanzahl über die Spannung an dem Versorgungsleitungspaar wäre außerordentlich aufwendig und ist daher praktisch kaum in Betracht zu ziehen.
• Ein dem gerade beschriebenen Vorschaltgerät ganz ähnliches und mit entsprechenden Problemen behaftetes Vorschaltgerät ist aus der DE-OS 31 41 139 bekannt. Von dem vorerwähnten Vorschaltgerät unterscheidet sich dieses letztere dadurch, daß der Ausgang des von einer gepufferten Sekundärbatterie gespeisten Gleichspannungswandlers über eine Entkopplungsdiode an den Eingang des Lampenwechselrichters angeschlossen ist. Solange die über einen Gleichrichter dem Lampenwechselrichter zugeführte Netzspannung ihre vorgeschriebene Höhe hat, ist die Entkopplungsdiode gesperrt. Sie wird leitend, sobald die Netzspannung absinkt.
• Aus der US-PS 43 49 863 ist ein mit Leuchtstofflampen und elektronischen Vorschaltgeräten ausgestattetes Beleuchtungsnetz bekannt, bei dem jedes Vorschaltgerät einen Wechselrichter und einen vorgeschalteten Gleichrichter aufweist. Im Normalfall werden diese Gleichrichter über das Speiseleitungspaar mit einer Wechselspannung versorgt. Bei Ausfall des Wechselspannungsnetzes werden die Leitungspaare mit Hilfe von Relaiskontakten auf eine Sekundärbatterie umgeschaltet, deren Gleichspannung dem Effektivwert der Netzwechselspannung entspricht. Die einzelnen Vorschaltgeräte können also nicht mit unterschiedlich hohen Spannungen betrieben werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Vorschaltgerät gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß es ohne Verwendung großer und verlustbehafteter Transformatoren möglich ist, über dasselbe Leitungspaar eine Leuchtstofflampe wahlweise mit einer höheren oder einer niedrigeren Spannung zu betreiben.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Im Gegensatz zum Stand der Technik der DE-OS 24 39 606 und 25 28 195 kann nach der Lehre der vorliegenden Erfindung von einem handelsüblichen Lampenwechselrichter Gebrauch gemacht werden, dem zur Realisierung der Erfindung nur der Hilfswechselrichter und ein Gleichrichter als Gleichspannungswandler sowie die Schaltvorrichtung vorgeschaltet werden müssen. Dies ist insbesondere vorteilhaft für Anlagen, bei denen die Möglichkeit eines Betriebs mit unterschiedlichen Spannungen nachträglich vorgesehen werden soll, und bei denen die vorhandenen Wechselrichter weiter benutzt werden können. Da übliche Lampenwechselrichter wesentlich kleinere Transformatoren als die der beiden zuletzt erwähnten Druckschriften besitzen, arbeiten sie wesentlich verlustärmer, was natürlich insbesondere für den Fall eines Notstrombetriebs von Wichtigkeit ist.
• Der Lampenwechselrichter ist auf eine bestimmte Eingangsspannung ausgelegt. Dies wird normalerweise die höhere der beiden möglichen Eingangsspannungen sein. Liegt diese höhere Spannung an den Eingangsklemmen des Vorschaltgeräts an, dann kann sie, falls es sich um eine Wechselspannung handelt, über den zweiten Gleichrichter, andernfalls auch direkt an den Eingang des Lampenwechselrichters angelegt werden. Während dieser Zeit hält der spannungsabhängig betätigte Umschalter diese höhere Spannung vom Eingang des Hilfswechselrichters fern, welcher auf die niedrigere Eingangsspannung ausgelegt ist. Liegt an dem Eingang des Vorschaltgeräts die niedrigere Spannung an, bei der es sich, wenn der zweite Gleichrichter vorgesehen ist, auch um eine Wechselspannung handeln kann, dann ist diese für den Betrieb des Lampenwechselrichters nicht geeignet. Diese niedrigere Spannung wird daher mit Hilfe des Umschalters auf den Eingang des Hilfswechselrichters gegeben und durch diesen in Verbindung mit dem ihm nachgeschalteten zweiten Gleichrichter in eine zum Betrieb des Lampenwechselrichters ausreichend hohe Gleichspannung umgesetzt. Auf diese Weise kann für beide Eingangsspannungen derselbe Lampenwechselrichter verwendet werden.
• Grundsätzlich ist es auch möglich, den Lampenwechselrichter auf die niedrigere der möglichen Eingangsspannungen des Vorschaltgeräts auszulegen. In diesem Fall müßte der Hilfswechselrichter auf die höhere Eingangsspannung ausgelegt werden und diese in Verbindung mit dem ersten Gleichrichter in eine niedrigere Gleichspannung umsetzen. Der Umschalter müßte dann dafür sorgen, daß bei Anliegen der höheren Eingangsspannung die direkte Verbindung zwischen dem Eingang des Geräts bzw. dem Ausgang des zweiten Gleichrichters und dem Lampenwechselrichter unterbrochen wird, damit der auf die niedrige Eingangsspannung ausgelegte Lampenwechselrichter vor der hohen Spannung geschützt wird.
• Für den Fall, daß der Lampenwechselrichter auf die höhere Eingangsspannung ausgelegt ist, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß der Umschalter einen zwischen den Ausgang des zweiten Gleichrichters (sofern dieser vorhanden ist) und den Eingang des Hilfswechselrichters geschalteten Längstransistor umfaßt, dessen Schaltzustand von einem Schwellenwertschalter abhängig von der Eingangsspannung bzw. von der Ausgangsspannung des zweiten Gleichrichters gesteuert wird. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft, wenn zugleich die eine Ausgangsklemme des zweiten Gleichrichters direkt mit einer Eingangsklemme des Lampenwechselrichters verbunden ist, während die andere Ausgangsklemme des zweiten Gleichrichters über eine Diode mit der anderen Eingangsklemme des Lampenwechselrichters verbunden ist. Bei Betrieb mit der höheren Eingangsspannung ist dann der Längstransistor gesperrt, so daß diese Spannung bzw. die Ausgangsgleichspannung des zweiten Gleichrichters über die genannten Verbindungen direkt an die Eingangsklemmen des Lampenwechselrichters geführt wird. Wird das Gerät dagegen mit der niedrigeren Eingangsspannung beaufschlagt, dann schaltet der Schwellenwertschalter den Längstransistor ein, so daß der Hilfswechselrichter arbeitet und der erste Gleichrichter die erforderliche Gleichspannung an die Eingangsklemmen des Lampenwechselrichters abgibt. Die erwähnte Diode verhindert dabei einen Stromfluß von dem die höhere Gleichspannung führenden Ausgang des ersten Gleichrichters zurück zu dem mit der niedrigeren Spannung beaufschlagten Eingang des Hilfswechselrichters. Das heißt infolge der unterschiedlich hohen Spannungen am Eingang des Hilfswechselrichters einerseits und am Ausgang des diesem nachgeschalteten ersten Gleichrichters andererseits unterbricht die Diode automatisch die direkte Verbindung zwischen den Eingangsklemmen des Geräts bzw. dem Ausgang des zweiten Gleichrichters und dem Eingang des Lampenwechselrichters.
• Das erfindungsgemäße Vorschaltgerät eignet sich besonders gut für eine Beleuchtungsanlage mit Notbeleuchtung bei Ausfall der Netzspannung. Wird in einer bestehenden Beleuchtungsanlage mit mehreren Brennstellen bei mehr oder weniger vielen Brennstellen das herkömmliche aus Drossel und Starter bestehende Vorschaltgerät durch das erfindungsgemäße Vorschaltgerät ersetzt und werden bei Netzausfall die Versorgungsleitungen auf eine Batterie umgeschaltet, dann würden für die Dauer dieser Umschaltung nur die mit einem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät versehenen Leuchtstofflampen brennen, während alle anderen Lampen ausgeschaltet blieben.
• Ein weiterer besonders geeigneter Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Vorschaltgerät ist eine Universalhandlampe.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert. Es zeigt
• Abb. 1 schematisch ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des Vorschaltgeräts und
• Abb. 2 eine vorteilhafte Verwendung des Vorschaltgeräts.
• Anhand von Abb. 1 soll die Erfindung nun an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden, bei dem davon ausgegangen wird, daß die Eingangsspannung entweder eine relativ hohe Wechselspannung von beispielsweise 220 V und 50 Hz oder eine Batteriespannung von beispielsweise 24 V ist. Die nachfolgenden Erläuterungen gelten aber in gleicher Weise, wenn statt der Batteriespannung eine entsprechend niedrige Wechselspannung angenommen wird.
• An den beiden Eingangsklemmen 1 in Abb. 1 liegt normalerweise eine Wechselspannung von beispielsweise 220 V 50 Hz. Diese Wechselspannung liegt über eine Doppeldrossel 2 mit nachgeschaltetem Kondensator 5 am Eingang eines Brückengleichrichters 3 an, an dessen Ausgang ein Glättungskondensator 4 angeschlossen ist. Der Kondensator 5 dient zusammen mit der Doppeldrossel 2 zur HF-Entstörung und bei geeigneter Bemessung zugleich als Oberwellenfilter. Der Glättungskondensator 4 wird bei einer angenommenen Wechselspannung von 220 V an den Eingangsklemmen 1 auf eine Spannung von ca. 280 V aufgeladen.
• Über die Leitungen 7 a und 7 b sind die Ausgangsklemmen des Brückengleichrichters 3 sowie der zwischen diese geschaltete Glättungskondensator 4 mit den Eingangsklemmen eines Lampenwechselrichters 8 verbunden, der die Leuchtstofflampe 9 speist. Bei dem Lampenwechselrichter 8 handelt es sich vorzugsweise um einen Transistorwechselrichter, wie er aus der DE-PS 29 27 837 bekannt ist. Dieser Lampenwechselrichter ist für eine Eingangsgleichspannung von 250 bis 350 V bemessen und hat eine Betriebsfrequenz oberhalb der Hörbarkeitsgrenze etwa bei 30 kHz.
• Ein Hilfswechselrichter 10 a ist an die Leitung 7 b direkt und an die Leitung 7 a über die Emitter-Kollektor-Strecke eines Längstransistors 11 angeschlossen. Der Längstransistor 11 ist Teil eines elektronischen, spannungsabhängig betätigten Umschalters 6, der ferner einen Schwellenwertschalter zur Steuerung des Längstransistors 11 aufweist. Dieser Schwellenwertschalter umfaßt die Elemente 12 bis 21 in Abb. 1. Seine Wirkungsweise ist wie folgt. Sobald am Glättungskondensator 4 eine ausreichend hohe Spannung ansteht, erhält ein npn-Transistor 14 über die Reihenschaltung aus einem Kondensator 17 und einem Widerstand 13 einen Basisstrom und wird durchgeschaltet. Der Transistor 14 bleibt auch nach Aufladung der Kondensators 17 durchgeschaltet, sofern die Klemmspannung des Glättungskondensators 4 höher als eine im wesentlichen durch die Z- Spannung einer Z-Diode 12 vorgegebene Schwellenspannung ist. Die Z-Diode 12 liegt dem Kondensator 17 parallel. Wenn der Transistor 14 durchgeschaltet ist, wird ein zweiter npn-Transistor 16 gesperrt und unterbricht den Basisstrom für den Längstransistor 11, so daß dieser ebenfalls gesperrt wird. Bei der aus Abb. 1 deutlich entnehmbaren und deshalb hier nicht im einzelnen aufgezählten Verknüpfung der einzelnen Elemente des Umschalters 6 ist demnach der Hilfswechselrichter 10 a aufgrund des Sperrzustands des Längstransistors 11 vom Ausgang des Brückengleichrichters 3 abgeschaltet, wenn dessen Ausgangsspannung bzw. die Klemmenspannung des Glättungskondensators 4 über der Schwellenspannung des Schwellenwertschalters liegt.
• Wenn bei der dargestellten Schaltung des Umschalters 6die Klemmenspannung des Glättungskondensators 4 unterhalb des Schwellenwerts des Schwellenwertschalters bleibt, kann kein Strom über die Z-Diode 12 fließen, so daß der Transistor 14 aufgrund des Widerstands 15 sicher gesperrt wird. Bei gesperrtem Transistor 14 kann über einen Widerstand 18 und eine Diode 19 Basisstrom zu dem Transistor 16 fließen, so daß dieser eingeschaltet wird und den Längstransistor 11 über einen Widerstand 20 und eine Diode 21 mit einem Basisstrom versorgt, aufgrund dessen der Längstransistor 11 eingeschaltet wird und damit der Hilfswechselrichter 10 a mit der Klemmenspannung des Glättungskondensators 4 beaufschlagt wird.
• Der Schwellenwertschalter schaltet so schnell, daß eine Umschaltung von einer Gleichspannung von beispielsweise 24 V auf die Wechselspannung von beispielsweise 220 V mit Hilfe eines schnell schaltenden Relais keine Gefahr für den auf eine Eingangsgleichspannung von 24 V ausgelegten Hilfswechselrichter 10 a bedeutet.
• Der Hilfswechselrichter 10 a, dessen Aufbau grundsätzlich bekannt ist, und der hier deshalb nicht im einzelnen erläutert werden soll, besitzt in der dargestellten Ausführungsform einen in Sparschaltung betriebenen Ausgangstransformator, an den ein zweiter Gleichrichter 10 b in Spannungsverdopplerschaltung angeschlossen ist. Aufgrund der Spannungsverdopplerschaltung kommt man bei vorgegebener Ausgangsgleichspannung mit einer geringeren Windungszahl für den Ausgangstransformator des Hilfswechselrichters 10 a aus.
• Wenn der Längstransistor 11 eingeschaltet ist und der Hilfswechselrichter 10 a arbeitet, verhindert die Diode 22 eine Rückführung der bei den angenommenen Zahlenwerten etwa 280 V betragenden Ausgangsgleichspannung des Gleichrichters 10 b auf den Eingangskreis des Hilfswechselrichters 10 a.
• Abhängig von der Höhe der Klemmenspannung des Glättungskondensators 4 liegt an dem Lampenwechselrichter 8 demnach über die Leitungen 7 a, 7 b und die Diode 22 direkt die Klemmenspannung des Glättungskondensators 4 oder die Ausgangsspannung des Gleichrichters 10 b an.
• Der Umschalter kann vereinfacht werden, wenn sichergestellt ist, daß die Umschaltung von der niedrigeren Gleichspannung auf die höhere Wechselspannung etwas verzögert erfolgt. Der auf die niedrige Spannung ausgelegte Hilfswechselrichter 10 a kann nämlich mit einer höheren Eingangsspannung von ungefähr 300 V beaufschlagt werden, solange es nicht schwingt und die verwendeten Transistoren entsprechend hohe Sperrspannungen vertragen. Man kann unter dieser Voraussetzung, statt den Speisestrom mit Hilfe des Längstransistors 11 zu unterbrechen, die den Widerstand 23 enthaltende Anschwinghilfsleitung unterbrechen. Es muß aber sichergestellt sein, daß nach Abschaltung der niedrigeren Eingangsgleichspannung die höhere Eingangswechselspannung erst eingeschaltet wird, nachdem der Hilfswechselrichter 10 a ausgeschwungen ist. Da der Strom in der Anschwinghilfsleitung erheblich kleiner als der Speisestrom des Hilfswechselrichters 10 a ist, würde der Schalttransistor entsprechend dem Längstransistor 11 mit einem geringeren Steuerstrom auskommen. Daher könnte zum Beispiel der Schalttransistor kleiner sein und seine Basis könnte direkt an den Kollektor des Transistors 14 im Schwellenwertschalter unter Verzicht auf den Transistor 16 angeschlossen sein.
• Ein besonders geeigneter Anwendungsfall eines solchen vereinfachten Umschalters wäre der einer Universalhandlampe.
• Ein bevorzugter Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts ist der in einem Beleuchtungsnetz, weil dabei ohne jeden Eingriff in die bestehende Installation auf einen Sparbetrieb oder auf Notstrombetrieb mit Hilfe einer Batterie umgestellt werden kann.
• Abb. 2 zeigt einen solchen Anwendungsfall. Als Beispiel sind fünf Brennstellen dargestellt, die Anlage läßt sich jedoch beliebig erweitern. Über ein von Hand zu betätigendes oder bei Netzausfall selbsttätig betätigtes Umschaltrelais werden die Versorgungsleitungen 24 an das normale Wechselstromnetz oder an eine Batterie von beispielsweise 24 V angeschlossen. Die mit einem herkömmlichen Vorschaltgerät mit Starter 25 b und Drossel 25 a und einer Leuchtstofflampe 9.1 bestückten Brennstellen arbeiten nur, wenn die Versorgungsleitungen 24 an das Wechselstromnetz angeschlossen sind. Bei Umschaltung der Versorgungsleitungen 24 auf die Batterie erlöschen diese Leuchtstofflampen 9.1. Dagegen brennt die Leuchtstofflampe 9.2 der mit einem elektronischen Vorschaltgerät 26 gemäß der Erfindung bestückten mittleren Brennstelle in Abb. 2 in der oben erläuterten Weise unabhängig davon, ob an den Versorgungsleitungen 24 die Netzwechselspannung oder die niedrigere Batteriespannung anliegt. So kann auf sehr einfache Weise durch Änderung der Spannungshöhe (die niedrigere Spannung kann natürlich ebenso wie die höhere auch eine Wechselspannung sein) die Anzahl der leuchtenden Brennstellen zwischen zwei Werten umgeschaltet werden. So können kurzfristig große Beleuchtungsanlagen, wie sie in Kaufhäusern, Krankenhäusern, Bahnhöfen usw. vorhanden sind, ohne zusätzlichen Installationsaufwand auf Notstrom aus einer 24 V oder auch aus einer 60 V Batterie oder auf Sparbetrieb umgestellt werden. Erfolgt der Sparbetrieb aus einer Batterie und ist relativ häufig, dann sollte die Batterie durch eine geeignet bemessene Ladeeinrichtung mit einer Dauerladecharakteristik stets auf voller Ladung gehalten werden. Wie bereits erwähnt, kann aber bei geeigneter Bemessung des Glättungskondensators 4 das Vorschaltgerät auch an einer Wechselspannung von beispielsweise 24 V und 50 Hz statt einer Batterie betrieben werden.
• Ferner eignet sich das erfindungsgemäße Vorschaltgerät zur Absenkung der Helligkeit der Leuchtstofflampe. Dies kann man dadurch erreichen, daß man die Ausgangsspannung des Hilfswechselrichters 10 a entsprechend niedriger wählt oder mit der Umschaltung von der einen Eingangsspannung auf die andere gleichzeitig eine kleine Kapazität oder Induktivität in den Lampenstromkreis schaltet.
• Wie erwähnt, geht das anhand von Abb. 1 beschriebene Ausführungsbeispiel davon aus, daß der Lampenwechselrichter 8 auf die höhere der möglichen Eingangsspannungen ausgelegt ist. Wie ebenfalls schon erwähnt, könnte der Lampenwechselrichter 8 aber grundsätzlich auf die niedrigere Eingangsspannung ausgelegt werden. In diesem Fall müßte der Umschalter bei Anliegen der höheren Eingangsspannung an den Eingangsklemmen 1 die Leitung 7 a oder die Leitung 7 b unterbrechen. Zu diesem Zweck könnte man den Längstransistor 11, statt im Eingangskreis des Hilfswechselrichters 10 a, beispielsweise in die Leitung 7 a schalten. Die Diode 22 könnte dann entfallen. Der Hilfswechselrichter 10 a wäre dabei ständig mit dem Ausgang des Brückengleichrichters 3 verbunden, er würde aber erst zu arbeiten beginnen, wenn die Eingangsspannung so hoch ist, daß der Umschalter 6 die direkte Verbindung zwischen dem Ausgang des Brückengleichrichters 3 und dem Eingang des Lampenwechselrichters 8 unterbricht.
• Wenn voranstehend von einer höheren Eingangsspannung und einer niedrigeren Eingangsspannung die Rede ist, dann bedeutet dies selbstverständlich nicht, daß das Vorschaltgerät nur mit zwei Eingangsspannungswerten arbeitet. Tatsächlich arbeitet der Lampenwechselrichter, solange sich seine Eingangsspannung innerhalb eines Bereichs von beispielsweise 250 bis 350 V bewegt. Entsprechend ist unter "höherer Eingangsspannung" bzw. "niedrigerer Eingangsspannung" jeweils ein Spannungsbereich zu verstehen. Diese Spannungsbereiche dürfen sich nicht überschneiden, damit für den spannungsabhängig betätigten Umschalter ein eindeutiges Schaltkriterium besteht.
• Gegenüber herkömmlichen Anlagen mit Notversorgung bei Netzausfall, wie sie eingangs angesprochen wurden, bietet die vorliegende Erfindung den zusätzlichen Vorteil, daß die Leuchtstofflampen in jedem Fall, also sowohl bei Netzbetrieb als auch bei Batteriebetrieb, über den Lampenwechselrichter, vorzugsweise einen Transistorwechselrichter betrieben werden, der mit einer relativ hohen Frequenz oberhalb der Hörbarkeitsgrenze arbeitet, bei der der Wirkungsgrad der Leuchtstofflampen beträchtlich höher als bei der normalen Netzfrequenz von 50 oder 60 Hz ist.
• Der in Abb. 1 dargestellte Kondensator 17 soll sicherstellen, daß der Hilfswechselrichter 10 a beim Einschalten des Geräts abgeschaltet bleibt und erst eingeschaltet wird, wenn nach Ablauf einer Verzögerungszeit, die im wesentlichen durch den Kondensator 17 und den Widerstand 13 bestimmt wird, immer noch eine Spannung unterhalb des Schwellenwerts des Schwellenwertschalters ansteht.

Claims (7)

1. Elektronisches Vorschaltgerät für Leuchtstofflampen, umfassend
Gleichspannungseingangsklemmen,
zwei für unterschiedliche Eingangsspannungen ausgelegte Wechselrichter (8, 10 a), von denen wenigstens einer zur Erzeugung der Lampenbetriebsspannung und der erforderlichen Zündspannung geeignet ist, und
eine abhängig von der Eingangsgleichspannung an den Eingangsgleichspannungsklemmen betätigbare Schaltvorrichtung (6, 22), mittels derer die beiden Wechselrichter (8, 10 a) parallel an die Gleichspannungseingangsklemmen angeschaltet sind, derart, daß der eine Wechselrichter eine höhere und der andere Wechselrichter eine niedrigere Eingangsgleichspannung an den Eingangsgleichspannungsklemmen in eine Wechselspannung umsetzt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster der Wechselrichter (8) als Lampenwechselrichter unabhängig von der Höhe der Eingangsgleichspannung die Lampenbetriebsspannung und die erforderliche Zündspannung erzeugt, und
der zweite Wechselrichter (10 a) als Hilfswechselrichter Teil eines dem Lampenwechselrichter (8) vorgeschalteten Gleichspannungswandlers (10 a, 10 b) ist.

2. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Hilfswechselrichters (10 a) über die Schaltvorrichtung (6) an die Gleichspannungseingangsklemmen des Vorschaltgeräts angeschaltet ist.

3. Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (6, 22) einen zwischen eine der Gleichspannungseingangsklemmen und einen Eingangsanschluß des Hilfswechselrichters (10 a) geschalteten Längstransistor (11) umfaßt, der von einem Schwellenwertschalter (12-21) eingeschaltet wird, wenn die Spannung an den Gleichspannungseingangsklemmen unter dem Schwellenwert liegt.

4. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Schaltvorrichtung (6) eine Anschwinghilfsleistung im Hilfswechselrichter (10 a) unterbrechbar ist.

5. Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang des Lampenwechselrichters (8) direkt mit dem Ausgang des Gleichspannungswandlers (10 a, 10 b) und über eine Diode (22) mit den Gleichspannungseingangsanschlüssen verbunden ist, wobei die Diode so gepolt ist, daß ein Stromfluß vom Ausgang des Gleichspannungswandlers (10 a, 10 b) zum Eingang des Hilfswechselrichters (10 a) unterbunden wird.

6. Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (6) einen zwischen eine der Gleichspannungseingangsklemmen und einen Eingangsanschluß des Lampenwechselrichters (8) geschalteten Längstransistor umfaßt, der von einem Schwellenwertschalter eingeschaltet wird, wenn die Spannung an den Gleichspannungseingangsklemmen unter dem Schwellenwert liegt.

7. Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einer Beleuchtungsanlage, bei der mehrere Leuchtstofflampen parallel an ein Leitungspaar (24) angeschlossen sind, an das eine Wechselspannung einer ersten Höhe oder einer Gleichspannung einer zweiten Höhe anlegbar ist, wobei wenigstens eine (9.1) der Leuchtstofflampen über ein nur auf eine dieser Spannungen ansprechendes Vorschaltgerät (25 a, 25 b) und wenigstens eine andere (9.2) der Leuchtstofflampen über ein Vorschaltgerät (26) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeschlossen ist, dessen Gleichspannungseingangsklemmen über einen Gleichrichter (3) an das Leitungspaar (24) angeschlossen sind.