DE3623306A1 - Entladungslampen-treiber - Google Patents
Entladungslampen-treiberInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Entladungslampentreiber,
insbesondere zum Betreiben einer Gasentladungslampe,
mit einem Brückeninverter mit einer relativ geringen
Schaltfrequenz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Bedarf an Entladungslampen-Treibern, die mit einer
hohen Frequenz zur Reduzierung des Gewichts und der
Größe der Ballastspule betrieben werden, steigt. Andererseits
ist es bekannt, daß Entladungslampen, insbesondere
Hochdruck-Entladungslampen wie Quecksilber-
Hochdrucklampen und Natriumdampflampen unter nicht stabilen
Entladungsbogen aufgrund einer "akustischen Resonanz"
leiden, wenn sie mit bestimmten hohen Geschwindigkeiten
betrieben werden, die bei unterschiedlichen
Lampen schwanken, normalerweise aber in einem Bereich
zwischen 10 KHz und 100 KHz liegen. Hochdruck-Entladungslampen
müssen daher mit einer Frequenz betrieben
werden, die gering genug ist bezüglich der Hochfrequenz,
in der die akustische Resonanz erwartet wird.
Eine diesen in einem Zielkonflikt stehenden Erfordernissen
entsprechende Schaltung ist aus dem US-PS 41 70 747
bekannt, in der ein Brückeninverter verwendet wird
mit zwei Paaren von Schaltelementen oder Transistoren
zum Betreiben der Entladungslampe, die seriell mit der
Ballast- oder Strombegrenzerspule über die Ausgangsanschlüsse
des Brückeninverters verbunden sind. Ein Paar
der Schalttransistoren wird mit einer geringen Frequenz
zur alternativen Aufbringung einer Gleichspannung in
entgegengerichteter Polarität auf die Lampe aufgebracht,
um die akustische Resonanz zu vermeiden, während
das andere Paar von Schalttransistoren zur sich
wiederholenden Unterbrechung der auf die Lampe aufgebrachten
Gleichspannung mit einer höheren Frequenz betrieben
wird, die ausreichend ist, um die Größe und das
Gewicht der Strombegrenzerspule auf ein erträgliches
Maß zu reduzieren. Die Hochfrequenzkomponente wird über
einen Kondensator, der über die Lampe gelegt ist, geführt
und erzeugt so keine akustische Resonanz. In Anbetracht
der geringen Schaltfrequenz, mit der der
Brückeninverter die alternierende Spannung an die Lampe
anlegt, berücksichtigt dieses Patent auch den Kurzschluß
der Spannungsquelle durch Schaffung einer Ausschaltzeit,
während der alle Transistoren ausgeschaltet
oder nicht leitend sind. Die Transistoren des Brückeninverters
können mit anderen Worten möglicherweise aufgrund
des Kurzschlusses der Spannungsquelle ohne die
Vorsehung einer Ausschaltzeit zerstört werden. Zu dem
Beginn der Ausschaltzeit bewirken die Spule und der mit
der Lampe verbundene Kondensator einen kontinuierlichen
Fluß des verzögerten Stroms zu der Lampe, um diese
leitend zu halten. Dieser Lampenstrom mit zunehmend
geringer werdender Amplitude fließt jedoch nur in eine
Richtung und wird daher nach kurzer Zeit auf 0 gehen.
Wenn der Lampenstrom während der Ausschaltzeit völlig
verschwindet, benötigt die Lampe eine höhere Zündspannung
bei der anschließenden Leitungszeit des Schalttransistors
des Brückeninverters, die in nachteiliger
Weise zu einem Erlöschen oder wenigstens einem Flackern
der Lampe führt.
Es entsteht damit das Problem, daß die Ausschaltzeit
ausreichend begrenzt sein muß auf eine Dauer, die möglicherweise
nicht ausreichend ist, um den Kurzschluß
der Spannungsquelle unter Berücksichtigung der unvermeidlichen
Schwankungen der Eigenschaften der den
Schaltkreis bildenden Komponenten gewählt werden muß.
Das Erlöschen oder Flackern wird mit anderen Worten
kritisch, wenn der Schaltkreis so ausgebildet ist, daß
die Ausschaltzeit eine ausreichende Dauer hat, um den
Kurzschluß der Spannungsquelle zu vermeiden. Unter diesem
Aspekt ist der bekannte Schaltkreis bezüglich eines
stabilen Lampenbetriebs nicht zufriedenstellend.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen
Treiberkreis für eine Entladungslampe zu schaffen, die
eine stabile Betriebsweise der Lampe ermöglicht, wobei
eine akustische Resonanz und eine Erhöhung der Zündspannung
vermieden wird, wobei gleichzeitig ein Kurzschluß
der Spannungsquelle ausgeschlossen wird und die
räumliche Anordnung des Schaltkreises kompakt ausgebildet
werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale
gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung an.
Durch die Erfindung werden die genannten Probleme durch
Verwendung eines Schwingkreises vermieden, der das
Fließen eines Wechselstromes zu der Lampe während der
ganzen Ausschaltzeit bewirkt, so daß die Ausschaltzeit
verlängert werden kann, während ein kontinuierlicher
Stromfluß durch die Lampe während der ganzen Ausschaltzeit
gesichert ist. Ein Treiberkreis nach der Erfindung
weist eine Gleichspannungsquelle, eine Entladungslampe,
eine Strombegrenzerspule, die in Reihe zwischen der
Spannungsquelle und der Lampe angeordnet ist und Mittel
zum Betreiben der Lampe mit einer Wechselspannung geringer
Frequenz unter sich wiederholender Unterbrechung
mit einer hohen Frequenz der Spannungskomponente,
die auf die Lampe aufgebracht wird, auf. Das Mittel
weist einen Brückeninverter mit wenigstens einem Paar
von Schaltelementen auf, die die Gleichspannungsquelle
alternierend umgekehrt mit der geringen Frequenz, so
daß die sich ergebende Wechselspannung, die mit geringer
Frequenz auf die Lampe aufgeben wird, und Schaltelemente
zur sich wiederholenden Unterbrechung der auf
die Lampe aufgebrachten Spannungskomponente mit hoher
Frequenz. Der Schaltkreis weist weiter Steuermittel zur
Vorsehung einer Auszeit auf, während der die Schaltelemente
des Brückeninverters gleichzeitig für eine vorgegebene
Zeitdauer ausgeschaltet sind, während die Polaritätsumkehr
der auf die Spannung aufgebrachte Lampe
durchgeführt wird, um einen Kurzschluß der Spannungsquelle
zu vermeiden. Ein Überbrückungskondensator ist
parallel mit der Lampe verbunden, um die Hochfrequenzkomponente,
die sich von der hochfrequenten Unterbrechung
der Schaltmittel ergibt, zu überbrücken. Da der
Brückeninverter die Spannung mit einer geringen Frequenz,
beispielsweise 100 Hz, unterbricht, um die Wechselspannung
für die Lampe zu schaffen, ist die Lampe
frei von akustischer Resonanz, die für den Lampenbetrieb
schädlich ist und entstehen würde, wenn Sie mit
einer höheren Frequenz im Bereich von etwa 10 KHz bis
100 KHz betrieben werden würde. Da die hohe Frequenz,
mit der die Spannung auf die Lampe aufgebracht wird,
wiederholend unterbrochen wird, kann die Strombegrenzerspule,
die in Reihe mit der Lampe liegt, einen geringeren
Induktionswert haben und daher in Gewicht und
Größe geringer sein, was es ermöglicht, den Schaltkreis
kompakter aufzubauen.
Die Besonderheit der Schaltungsanordnung nach der
Erfindung liegt darin, daß eine eine Schwingung verursachende
Spule in Reihe mit der Lampe und parallel mit
dem Überbrückungskondensator angeordnet ist, so daß er
mit dem Kondensator eine Reihenschaltung bildet, der
einen Wechselstrom in der Lampe während der Auszeit
verursacht. Dieser resultierende Wechselstrom neigt
dazu, über die Lampe für eine längere Zeit zu fließen,
wodurch die Deionisation der Lampe verzögert wird. Dies
erlaubt es, die Ausschaltzeit zu verlängern auf ein
solches Maß, daß ein Kurzschluß der Spannungsquelle
sicher und zuverlässig vermieden wird, wobei jedoch
sichergestellt wird, daß ein Lampenstrom während der
gesamten Ausschaltzeit fließt, um die Zündspannung auf
ein Minimum zu halten.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die die
Schwingung verursachende Spule so ausgewählt, daß ihr
Induktionswert die Ausschaltzeit zu einem Zeitpunkt
beendet, an dem die über dem Überbrückungskondensator
auftretende Spannung während des Betriebs des Schwingkreises
in einer subtraktiven Beziehung zu der Spannung
steht, die über diesen Kondensator angelegt ist während
der nachfolgenden Einschaltzeit des Schaltelements bezüglich
der Spannungspolarität. Diese Ausbildung sichert
gegen die Möglichkeit eines Stromstoßes durch die
Strombegrenzerspule in den Brückeninverter. Ein solcher
Stromstoß ist wahrscheinlich, wenn die Ausschaltzeit
beendet wird zu einem Zeitpunkt, an dem die über dem
Überbrückungskondensator auftretende Spannung aufgrund
der oszillierenden Spannung in einer additiven Beziehung
zu der Spannung steht, die von dem Inverter auf
den Kondensator in dem nachfolgenden Schaltzyklus aufzubringen
ist. D. h., daß während des Auftretens dieses
Potentials aufgrund der in dem Kondensator während der
Schwingung des Lampenwechselstroms, der während der
Ausschaltzeit fließt, die verbleibende Energie eine
Wechselspannung von beträchtlicher Amplitude zu der von
dem Inverter in dem nachfolgenden Betrieb aufgebrachten
Spannung aufaddiert, so daß ein Stromstoß verursacht
wird, der durch die Strombegrenzerspule in den Brückeninverter
fließt. Der sich ergebende Stromstoß wird die
Strombegrenzerspule magnetisch sättigen, wodurch die
Strombegrenzerwirkung abnimmt, was wiederum eine Spule
mit einer unerwünscht großen und schweren Konstruktion
voraussetzt, damit die Lampe stabil arbeitet, wodurch
das Ziel einer kompakten Ausbildung des Schaltkreises
nicht erreicht werden kann. Der Stromstoß neigt weiter
dazu, die Schalttransistoren, die in dem Brückeninverter
verwendet werden, unerwünscht zu belasten, so daß
die Transistoren zerstört werden können. Diese Nachteile
können durch die Verwendung der vorgeschlagenen
Schaltung vermieden werden, durch die das Aufbringen
der Spannung durch den Inverter auf den Überbrückungskondensator
sofort nach der Ausschaltzeit eingerichtet
wird. Eine solche zeitliche Anordnung kann leicht durch
eine geeignete Auswahl der Induktivität der Schwingungsspule
im Verhältnis zu der gewählten Kapazität und
des Widerstands des Überbrückungskondensators und der
Lampe gewählt werden.
Durch die vorgeschlagene Anordnung wird also ein Treiberkreis
für Entladungslampen geschaffen, der das Auftreten
eines Stromstoßes durch die Strombegrenzerspule
in den Brückeninverter vermeidet, wodurch ein stabiler
Lampenbetrieb ohne die Zufügung besonderer Schaltelemente
erreicht wird.
Durch die Erfindung wird weiter ein Starter für die
Lampe vorgeschlagen. Der Starter weist einen Impulswandler
mit einer Primärwindung und einer Sekundärwindung,
einen mit der Primärwindung des Impulswandlers
verbundenen, einen Impuls liefernden Kondensator und
elektrische Mittel zur Bewirkung der Entladung des den
Impuls liefernden Kondensators derart, daß eine hohe
Zündspannung über der Lampe und den Überbrückungskondensator
erreicht wird. Die Sekundärwindung des Impulswandlers
bildet selbst die zweite Spule, die den
Schwingkreis mit der Lampe bildet. Der Schwingkreis
kann so durch eine Ausnutzung des Starters, der in der
Schaltung einer Entladungslampe vorgesehen ist, gebildet
werden, was einen weiteren Vorteil der Erfindung
darstellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert
wird. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Treiberkreises für eine Entladungslampe
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 2 einen Zeitkreis entsprechender Wellenformen,
wie sie während des Betriebes
dieses Schaltkreises entstehen;
Fig. 3 zeitliche Darstellungen entsprechender
Wellenformen, die das Auftreten eines
unerwünschten Effekts wiedergeben, wenn
die Ausschaltzeit schlecht bestimmt ist;
Fig. 4 eine erläuternde Darstellung der Wellenform
der Oszillationsspannung, die in
der Auszeit bei dem Betrieb des oben
dargestellten Schaltkreises auftritt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines
Treiberkreises für eine Entladungslampe
nach einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des in
Fig. 1 wiedergegebenen Schaltkreises mit
mehr Einzelheiten einschließlich eines
Startkreises und eines Steuerkreises;
Fig. 7 eine schematische Darstellung dieses
Steuerkreises;
Fig. 8 zeitliche Darstellungen entsprechender
Wellenformen, die während der Erzeugung
der niederfrequenten Impulse durch den
Steuerkreis entstehen;
Fig. 9 zeitliche Darstellungen entsprechender
Wellenformen, die während der Erzeugung
der hochfrequenten Impulse durch den
Steuerkreis entstehen; und
Fig. 10 eine erläuternde Darstellung der
Wellenformen mit den gewünschten zeitlichen
Beziehungen zwischen dem Ende der Auszeit
und dem Entstehen der Oszillationsspannung
über dem Überbrückungskondensator
bezüglich der Hochfrequenzimpulse
des Schalttransistors.
Fig. 1 zeigt einen Schaltkreis für eine Entladungslampe
nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der Schaltkreis beinhaltet einen durch Transistoren
gebildeten Brückeninverter 10 mit Eingangsanschlüssen
X und Y, die an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen
ist, die von einer üblichen 50 und 60 Hz
Wechselspannungsquelle durch Gleichrichtung und Glättung
gebildet wird. Eine Serienschaltung einer Entladungslampe
L und einer Strombegrenzerspule 1 ist über
die Ausgangsanschlüsse S und T des Brückeninverters 10
verbunden. Die Entladungslampe 11 kann eine Hochdruckgasentladungslampe,
etwa eine Quecksilberhochdruck-
Gasentladungslampe mit Metallhalogenzusätzen, eine
Natriumdampflampe oder dgl. sein.
Der Brückeninverter 10 weist ein Paar von Schalttransistoren
11, 12 auf, die mit einer niedrigen Frequenz,
beispielsweise ungefähr 100 Hz, alternierend leitend
und nichtleitend gesteuert werden, um eine Wechselspannung
auf die Reihenschaltung der Lampe L und der
Strombegrenzerspule 1 aufzubringen. Der Brückeninverter 10
weist weiter ein weiteres Paar von Schalttransistoren
13, 14 auf, die derart gesteuert werden, daß jeder
Schalttransistoren 13 und 14 mit einem der Schalttransistoren
11, 12 zusammenwirkend ständig die auf Lampe
11 dann die andere Lampe L anliegenden Spannung mit
einer hohen Frequenz, beispielsweise 40 KHz unterbricht,
und zwar solange, wie die entsprechenden
Schalttransistoren 11 und 12 leitend sind. Die Schalttransistoren
11 und 12 werden daher im folgenden als
Niederfrequenz-Schalttransistoren und die Schaltransistoren
13 und 14 als Hochfrequenz-Schalttransistoren
bezeichnet. Der Kollektor/Emitter-Pfad der Niederfrequenz-
Schalttransistoren 11 und 12 werden durch Dioden
21 bzw. 22 überbrückt, deren Anode jeweils mit der
Masse des Schaltkreises verbunden ist. Entsprechend
sind die Kollektor/Emitter-Pfade der Hochfrequenz-
Schalttransistoren 13 und 14 mittels Dioden 23 bzw. 14
überbrückt, deren Kathode jweils mit der Hochspannungsleitung
des Schaltkreises verbunden ist. Ein
Hochfrequenz-Überbrückungskondensator 2 liegt parallel mit
der Lampe L.
Der verbleibende Niederfrequenz-Schalttransistor 12
verbleibt nicht leitend während der Niederfrequenz-
Schalttransistor 11 leitend ist. Der Hochfrequenz-
Schalttransistor wiederholt seinen Ein/Aus-Zyklus, um
eine unterbrochene Gleichspannung auf die Lampe L aufzubringen.
Wenn der Hochfrequenz-Schalttransistor 13
leitend ist, wird eine geschlossener Kreis gebildet, in
dem ein Strom durch den Hochfrequenz-Schalttransistor
13, die Parallelschaltung bestehend aus der Lampe L und
dem Überbrückungskondensator 2 und dem komplementären
Niederfrequenz-Transistor 11. In dem Moment, in dem der
Hochspannungs-Schalttransistor 13 ausgeschaltet ist,
verursacht die in der Spule 1 während der Einschaltzeit
dieses Transistors gespeicherte Energie das Fließen
eines verzögerten Stromes in derselben Richtung durch
die Lampe L, den Niederfrequenz-Schalttransistor 11 und
die Diode 22, so daß der Lampenstrom I L solange fließt,
wie der der Transistor LF leitend ist. Dies wird aus
den entsprechenden, in Fig. 2 wiedergegebenen Wellenformen
deutlich.
Während der Niederfrequenz-Schalttransistor 12 leitend
ist, verbleibt der Niederfrequenz-Schalttransistor 11
entsprechend in einem nichtleitenden Zustand. Der
Hochfrequenztransistor 14 wiederholt seinen Ein/Aus-Zyklus,
um eine unterbrochene Gleichspannung auf die Lampe L
aufzubringen. Wenn der Hochfrequenz-Schalttransistor 14
eingeschaltet ist, wird ein geschlossener Kreis gebildet,
in dem ein Strom durch den Hochfrequenz-Schalttransistor
14, die Parallelschaltung bestehend aus der
Lampe L und dem Überbrückungskondensator 2 und die
Spule 1 fließt. Der komplementäre Niederfrequenz-
Schalttransistor 12 ist leitend. Der resultierende
Lampenstrom I l fließt in die Gegenrichtung. In dem
Moment, in dem der Hochspannungs-Schalttransistor 14
eingeschaltet wird, verursacht die in der Spule während
der vorangehenden Einschaltzeit dieses Transistors
gespeicherte Energie einen verzögerten Strom, der in
dieselbe Richtung durch den Niederfrequenz-Schalttransistor
12, die Diode 21, die Lampe L und den
Überbrückungskondensator 2 fließt, so daß der Lampenstrom I L
solange fließt, wie der Niederfrequenz-Schalttransistor
12 leitend ist.
Auf diese Weise wird die alternierende Niederfrequenzspannung,
die ständig mit hoher Frequenz unterbrochen
wird, auf die Serienschaltung bestehend aus der Lampe L
und der Strombegrenzerspule 1 aufgebracht, um die Lampe
L zu betreiben. Der Überbrückungskondensator 2, der
über der Lampe L liegt, dient zur Vorbeiführung der
Hochfrequenzkomponente, die sich aus der ständigen
Unterbrechung jedes der Hochfrequenz-Schalttransistoren
13, 14 ergibt, so daß nur die Niederfrequenzkomponente
durch die Lampe L fließt und die Lampe L stabil betrieben
wird, ohne der Hochfrequenzkomponente unterworfen
zu sein, die eine akustische Resonanz verursachen könnte
und somit für den Betrieb der Lampe nachteilig sein
könnte. Die Lampe L kann im wesentlichen bei der
niedrigen Frequenz betrieben werden, so daß schädliche
akustische Resonanz vermieden wird, während sie einen
geringeren Induktivwert benötigt, oder mit einem weniger
großen Strom oder mit einer weniger großen Strombegrenzerspule
1 aufgrund der hohen Frequenz, mit dem die
Spannung ständig unterbrochen wird. Zur Bewirkung der
Vorbeiführung durch den Kondensator 2 hat dieser
vorzugsweise eine Impedanz von etwa 1/3 bis 1/10 gegenüber
derjenigen der Strombegrenzerspule 1 bei der hohen
Frequenz von 40 KHz der Hochspannungs-Schalttransistoren
13 und 14.
Da der Brückeninverter 10 zur alternierenden Umkehrung
der unterbrochenen Spannung bei der niedrigen Frequenz
betrieben wird, muß während der Polaritätsumkehr der
Spannung eine Ausschaltzeit T OFF geschaffen werden, in
der alle Transistoren 11, 12, 13, 14 gleichzeitig ausgeschaltet
sind, um den Kurzschluß der Spannungsquelle
zu vermeiden, durch die die Transistoren sicherlich
zerstört werden würden. Die Ausschaltzeit T OFF ist so
bestimmt, daß sie ausreichend kürzer ist als die Einschaltzeit
der Niederfrequenz-Schalttransistoren 11,
12, aber größer als die Einschaltzeit der
Hochspannungstransistoren 13, 14 und wird normalerweise in
einem Bereich zwischen 50 bis 200 µsec. Es ist hier zu
beachten, daß eine Schwingungsspule 3 derart in Serie
mit der Lampe L geschaltet ist, daß die Oszillations-
Spule 3 parallel mit dem Überbrückungskondensator 2
liegt und mit diesem einen Schwingkreis bildet, der
einen oszillierenden oder Wechselstrom durch die Lampe
L während der Ausschaltzeit T OFF verursacht, um den
Abbau der Ionisation der Lampe L zu verzögern, die
Zündspannung auf einem Minimum zu halten und so einen
stabilen Lampenbetrieb sicherzustellen. Obwohl bei dem
Fehlen des Schwingkreises bei dem Beginn der Ausschaltzeit
T OFF die in der Strombegrenzerspule 1 gespeicherte
Energie einen kontinuierlichen Fluß eines Stromes I 1 zu
der Lampe L verursacht, wie dies durch die Wellenformen
in Fig. 2 dargestellt ist und sofort anschließend die
in dem Überbrückungskondensator 2 gespeicherte Energie
einen Stromfluß I L zu der Lampe verursacht, wie dies
durch gepunktete Linien in den Wellenformen des Stromes
I L in Fig. 2 gezeigt ist, kann der resultierende Strom
nur in eine Richtung fließen und nimmt nach kurzer Zeit
auf 0 ab. Der Lampenstrom wird daher wohl vor dem Ende
der Ausschaltzeit beendet sein, der so gewählt ist, um
lang genug zu sein, um den Kurzschluß der Spannungsquelle
zuverlässig zu verhindern. Wenn dies auftritt
wird die Zündspannung während des nachfolgenden Schaltbetriebes
des Leitens des Hochspannungstransistors 14
weit aus höher, wie dies durch die gepunkteten Linien
in den Wellenformen bezüglich der Spannung V L angedeutet
ist, die über der Lampe L liegt, was zu einem
Erlöschen oder wenigstens einem Flackern der Lampe L
führt. Hochdruck-Entladungslampen mit Metallhalogenzusätzen
werden mit größerer Wahrscheinlichkeit während
der Unterbrechung des Lampenstromes unterbrochen, es
ist daher sehr wünschenswert, einen Betrieb ohne Unterbrechung
des Lampenstroms zu bewirken. Diese Oszillationsschaltung
wird daher vorgesehen, damit ständig der
Lampenstrom über die Ausschaltzeit fließt, damit ein
stabiler Lampenbetrieb auch dann sichergestellt ist,
wenn ein Kurzschluß zuverlässig ausgeschlossen ist. Der
oszillierende Lampenstrom I l kann mit umgekehrter
Polarität während der Ausschaltzeit T OFF schließen, wie
dies am besten anhand der durchgezogenen Linien der
Wellenform in Fig. 2 deutlich wird. Die Schwingung des
Lampenstroms I L dient mit anderen Worten dazu, die
Ausschaltzeit T OFF zu verlängern, ohne den Lampenstrom
I L während dieser Zeit zu unterbrechen. Wenn die
Schwingungsspule 3 einen Induktionswert L 1 von 5 mH hat
und mit einem Überbrückungskondensator 2 mit einem
Kapazitätswert C 2 von 0,2 µF verwendet wird, ergibt
sich die Schwingungsfrequenz aus der bekannten Formel
also zu etwa 5 KHz. Dies
bedeutet, daß der Oszillationsstrom eine Zyklusdauer
von ungefähr 200 µsec hat, was lang genug ist in bezug
auf die Ausschaltzeit. Tatsächlich wird diese Zeitdauer
aufgrund der Tatsache, daß der Widerstandswert der
Lampe L die Oszillationsfrequenz etwas verringert,
länger sein.
Es ist hier zu beachten, daß der Lampenstrom während
einer längeren Zeit innerhalb der Ausschaltdauer
fließen kann durch Verwendung eines Überbrückungskondensators
mit einem größeren Kapazitätswert, der etwa
zehnmal größer sein kann als der des Kondensators 2,
der den obigen Schwingkreis bildet. Das ist jedoch
unpraktisch, da der Schaltkreis dann einen entsprechend
schweren und großen Kondensator benötigt. Es ist auch
möglich, eine höhere Spannung auf die Lampe L aufzubringen,
um die in dem Kondensator 2 gespeicherte Energie
zu erhöhen und damit den Fluß des Lampenstromes für
eine längere Zeit infolge der Entladung der erhöhten
Energie aus dem Kondensator zu verlängern. Es ist jedoch
nachteilig, daß die auf die Lampe aufgebrachte
höhere Spannung zu einer Abnutzung der Elektroden der
Lampe führt und eine Gleichspannungsquelle bestehend
aus teuren elektrischen Komponenten benötigt.
Da der oszillierende Lampenstrom, der durch die Lampe L
mit einer umgekehrten Polarität fließt, wie dies in
Fig. 2 schematisch dargestellt ist, kann die Ausschaltzeit
T OFF zu jedem Zeitpunkt begrenzt werden, während
der Lampenstrom weiter fließt. Wenn die Ausschaltzeit
T OFF jedoch zu einem Zeitpunkt beendet wird, wenn die
über den Überbrückungskondensator 2 auftretende Spannung
dieselbe Polarität hat bezüglich der Einheit aus
Lampe L und der Schwingspule 3 anliegt während des
nachfolgenden Einschaltens des entsprechenden der Hochspannungs-
Schalttransistoren 13 und 14, beispielsweise
zu dem Zeitpunkt t′, wie er in der zeitlichen Darstellung
von Fig. 3 angegeben ist, wird die sich von dem
Überbrückungskondensator 2 ergebende Spannung sich auf
die Spannung aufaddieren, die von dem Brückeninverter
10 aufgebracht wird, so daß für einen Moment ein erhöhter
Strom durch die Strombegrenzerspule 1 in den Brückeninverter
10 fließen könnte, wie dies durch die entsprechenden
Wellenformen des Stromes E 1 angegeben ist,
der durch den Strombegrenzer 1 fließt und den Kollektorstrom
Ic der entsprechenden Transistoren. Ein solches
Ansteigen des Stromes bzw. solcher Stromstoß erreicht
etwa das doppelte des normalen Stromes und würde
die Spule 1 sättigen und dadurch den Strombegrenzungseffekt
in einem unerträglichen Ausmaß einschränken.
Gleichzeitig würden die entsprechenden Schalttransistoren
zerstört werden. Zur Vermeidung dieses unerwünschten
Effekts wird durch die Erfindung vorgeschlagen, daß
die Ausschaltzeit T OFF zu einem Moment T end beendet
wird, wenn die Spannung über dem Überbrückungs-Kondensator
der Polarität der Spannung, die von dem Brückeninverter
10 aufgebracht wird, entgegengerichtet ist. D. h.
unter Bezugnahme auf Fig. 3, daß die Ausschaltzeit
T OFF begrenzt werden sollte zu einem Zeitpunkt T end ,
die durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, wenn
die Spannung über dem Kondensator 2 einen negativen
Wert annimmt. In Fig. 2 wird die Ausschaltzeit T OFF
innerhalb eines Zyklus der Oszillationsspannung begrenzt.
Es ist natürlich auch möglich, die Ausschaltzeit
T OFF während des nächsten oder eines späteren
Zyklus der Schwingungsspannung zu begrenzen unter der
Voraussetzung, daß die Spannung über den Überbrückungskondensator
in einem subtraktiven Verhältnis zu der
Spannung steht, die auf den Lampenschaltkreis aufgebracht
wird. Es sollte daher - bezugnehmend auf Fig. 4
- die erlaubte Zeit um Begrenzen der Ausschaltzeit T OFF
in einem der Bereiche Ta, Tb oder Tc liegen. Der Zeitpunkt
kann leicht gewählt werden durch Auswahl der
reaktiven resistiven Werte des Schwingungskreises. Die
Lampe L kann so stabil betrieben werden ohne einem
gefährlichen Stromstoß unterbrochen zu sein unter Lieferung
einer ausreichenden Ausschaltzeit, um den Kurzschluß
zu verhindern.
Es ist hier zu beachten, daß die Niederfrequenz- und
Hochfrequenzschalttransistoren auch an anderen Orten in
der Brückenschaltung des Inverters angeordnet sein
können, als dies in Fig. 1 dargestellt ist. Es können
auch Brückeninverter mit vier Hochfrequenz-Schalttransistoren
in zwei Paaren bei der Schaltung nach der
Erfindung verwendet werden, wobei das eine Paar von
Hochfrequenz-Schalttransistoren gemeinsam gesteuert
werden, so daß die auf die Lampe mit niederer Frequenz
aufzubringende Spannung alternierend umgekehrt wird.
Weiter können die beiden Hochfrequenz-Schalttransistoren,
die den alternierenden Brückeninverter bilden,
durch geeignete Kondensatoren ersetzt werden, um mit
dem verbleibenden Paar von Hochfrequenz-Schalttransistoren
einen sogenannten Halbbrücken-Inverter zu bilden,
in dem die Hochfrequenz-Schalttransistoren gesteuert
werden, um die Spannung mit niederer Frequenz
alternierend umzuschalten.
In Fig. 5 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
gezeigt, welches dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
mit der Abweichung entspricht, daß ein
einzelner Schalttransistor 45 mit einer hohen Schaltfrequenz
mit einem Brückeninverter 40 kombiniert ist,
der aus vier Schalttransistoren 41 bis 44 besteht, die
alle mit einer niederen Schaltfrequenz arbeiten. In dem
Brückeninverter 40 werden die Niederfrequenz-Transistoren
41 und 42 so gesteuert, daß sie gleichzeitig leitend
und nicht leitend sind zur Aufbringung einer Spannung
über eine Reihenschaltung der Entladungslampe L
und der der Schwingung verursachenden Spule 33, während
die Niederfrequenz-Transistoren 43 und 44 entsprechend
gesteuert sind, um die entgegengesetzte Spannung über
die Reihenschaltung zu legen. Dioden 51 bis 54 sind
antiparallel bezüglich des jeweiligen Niederfrequenztransistors
41 bis 44 verbunden. Ein gleichartiger
Hochfrequenz-Überbrückungskondensator 32 ist parallel
mit der Serienschaltung der Lampe L und der die Schwingung
verursachenden Spule 33 gelegt. Der Hochfrequenz-
Schalttransistor 45 ist in Reihe mit einer Strombegrenzerspule
31 mit seinem Kollektor an dem Hochspannungseingangsanschluß
X und seinem Emitter an der Spule 31
verbunden. Eine Schwungrad-Diode 55 liegt zwischen der
Hochspannungsleitung und der Masseleitung des Schaltkreises,
wobei ihre Kathode mit dem Verbindungspunkt
des Hochfrequenz-Transistors 45 und der Strombegrenzerspule
31 verbunden ist, so daß bei Ausschaltung des
Hochfrequenz-Transistors 45 ein geschlossener Kreis
über die Spule 31, eines Paares der leitend bleibenden
Niederfrequenz-Transistoren, der Lampe L und der
Schwungrad-Diode 45 zur Aufrechterhaltung des Lampenstromes
gebildet wird, ähnlich wie dies bei dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fall ist. Die
anderen Eigenschaften entsprechen denen des oben
beschriebenen Ausführungsbeispiels einschließlich der
Vorsehung eines Steuerkreises für den Inverter und
einen entsprechenden Schwingkreis zur Erzeugung eines
Lampenstromes während der verlängerten Auszeit, in dem
alle Transistoren ausgeschaltet sind. Die Ausschaltzeit
wird bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schaltkreis
auch benötigt zur Vermeidung eines Kurzschlusses
der Versorgungsspannung, wobei der Begriff Kurzschluß
weit gefaßt wird und auch den Kurzschluß des Inverters
einschließt. In diesem Fall werden die Schalttransistoren
41 bis 44 zerstört oder wenigstens ganz erheblich
belastet, da die in der Strombegrenzerspule 31 gespeicherte
Energie in dem Brückkreis vernichtet wird. Solche
Belastungen entsprechen denen in dem oben beschriebenen
Schaltkreis bei Entstehung eines Kurzschlusses.
Im folgenden wird auf Fig. 6 Bezug genommen, in dem das
Ausführungsbeispiel von Fig. 1 mit mehr Einzelheiten
dargestellt wird und der einen Starter 60 für die Lampe
L beinhaltet. In Fig. 6 werden die gleichen Bezugszeichen
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben,
um das Verständnis des Schaltkreises zu erleichtern.
Der Starter 60 weist einem Impulswandler 61 mit einer
Primärwindung 62 und einer Sekundärwindung 63 sowie
eine Serienschaltung aus einem Impulsspeisekondensator
64 und einem Widerstand 65 auf. Die Sekundärwindung 63
liegt in Reihe mit der Lampe L und bildet ein gemeinsames
Element mit der Schwingspule 3. Die Verbindung
der Lampe L und der Sekundärwindung 63 (oder der
Schwingspule 3) wird durch den Kondensator 2 überbrückt,
um den Schwingkreis zu bilden, der der Ausschaltzeit
zur Erzeugung des oszillierenden Lampenstromes
entspricht. Die Kombination aus dem Impulsspeisekondensator
64 und dem Widerstand 65 ist parallel mit
der Reihenschaltung der Lampe L und der Sekundärwindung
63 (der Schwingspule 3) verbunden. Die Primärwindung 62
des Impulswandlers 61 ist in Reihe mit einem Doppeldioden-
Thyristor 66 verbunden, wobei die Kombination durch
einen Impulsspeisekondensator 64 überbrückt wird. Der
Thyristor 66 liefert die Ladung von dem Kondensator 64
zu der Primärwindung 62 des Impulswandlers 61, um eine
hohe Spannung bei offenem Stromkreis über die Elektroden
der Lampen L über dem Überbrückungskondensator 2 zu
schaffen, wodurch die Lampe L gezündet wird.
In Fig. 6 wird die Gleichspannungsquelle 70 gezeigt mit
einem Brückengleichrichter, der mit einer üblichen
Wechselspannungsquelle verbunden ist. Die Ausgangsspannung
des Gleichrichters wird über einen Glättungskondensator
zu dem Brückeninverter 10 geführt. Eine
Steuerschaltung 100 für die Schalttransistoren 11 bis
14 des Brückeninverters 10 ist in Fig. 6 erkennbar. Er
besteht aus einer Gleichspannungsquelle 110, einem
Lampenmonitor 120, einem Niederfrequenz-Impulsgenerator
130, einem Hochfrequenz-Impulsgenerator 140, einem
Verteiler 150 und Treibern 160 bis 190 für die einzelnen
Niederfrequenz- und Hochfrequenzschalttransistoren
11 bis 14. Die Gleichspannungsquelle 110 weist einen
herabtransformierenden Wandler 111, eine Diodenbrücke
112, Kondensatoren 113, 114 und einen Regler 115 mit
drei Anschlüssen zur Schaffung einer stabilisierten
Gleichspannung Vcc auf. Der Hochfrequenz-Impulsgenerator
140 liefert einen Ausgang F an die entsprechenden
Treiber 180 und 190 über den Verteiler 150. Der
Hochfrequenzgenerator 140 ist ein Mittel, das auf die Spannung
über einem Strommeßwiderstand 26 reagiert, der in
dem Lampenentladungskreis eingeschlossen ist, um den
Betriebszyklus der Hochspannungs-Schalttransistoren 13
und 14 zur Aufrechterhaltung der Betriebsbedingungen
der Lampe auf einem gewünschten Level zu ändern. Das
dem Stromfluß durch den Widerstand 26 entsprechende
Ausgangssignal J wird dem Lampenmonitor 120 zugeführt,
wo es verarbeitet wird um zu bestimmen, ob die Lampe in
Betrieb ist oder nicht. Das Lampenmonitor 120 liefert
das Ausgangssignal, das den Lampenzustand angibt, an
den Niederfrequenz-Impulsgenerator 130 in Synchronität
mit dessen Ausgang.
Der Niederfrequenz-Impulsgenerator 130 liefert das
Ausgangssignal A an die Treiber 160 und 170 zum alternierenden
Schalten der entsprechenden Niederfrequenz-
Transistoren 11 und 12. Das Ausgangssignal A wird gemeinsam
mit dem Ausgang F von dem Hochfrequenz-Impulsgenerator
140 zu dem Verteiler 150 ausgesandt, der
wiederum die Zeitgeberimpulse D, E, G und H an die
jeweiligen Treiber 160 bis 190 derart liefert, daß
jeder der Hochfrequenz-Schaltransistoren 13 und 14 nur
dann leitend gemacht wird, wenn der entsprechende Niederfrequenz-
Schaltransistor 11 bzw. 12 leitend bleibt.
Die Betriebsweise des Steuerkreises wird im folgenden
unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Der Hochfrequenz-
Impulsgenerator 140 weist ein IC 141 zur Erzeugung
einer einstellbaren Impulsbreite auf, der mit
einem Differenzverstärker versehen ist, der das Eingangssignal
über die Stifte 1 und 2 aufnimmt. Der Stift
3 wird verwendet, um den Ausgang des Verstärkers an den
Lampenmonitor 120 zu legen. Eine Veränderung der Spannung
über den Strommeßwiderstand 26 führt zu einer
Veränderung des Stromes in dem Hauptkreis des IC 141.
Wenn der sich ergebende Strom steigt, antwortet das IC 141
unter Schaffung eines Ausgangssignals F über den
Stift 11 zur Verlängerung des Betriebszyklus. Das Ausgangssignal
J, das von dem Stift 3 zu dem Lampenmonitor
120 geführt wird, ist wellenförmig durch die Kombination
einer Diode 121, eines Widerstands 122 und eines
Kondensators 123 zum Treiben eines Transistors 124, der
wiederum einen Flip-Flop vom D-Typ 125 dazu veranlaßt,
ein verzögertes Ausgangssignal über ein Q-Anschluß
synchron mit dem Ausgangssignal A schafft, das zu dem
Taktanschluß C des Flip-Flops 125 von dem Niederfrequenz-
Impulsgenerator 31 geführt wird. Das Ausgangssignal
des Lampenmonitors 120 ist für die Veränderung der
Schwingungsfrequenz des Niederfrequenz-Impulsgenerators
130 verantwortlich abhängig davon, ob die Lampe in
Betrieb ist oder nicht in Betrieb ist, d. h. für die
Steuerung der Niederfrequenz-Schalttransistoren 11 und
12 bei einer Frequenz von ungefähr 100 Hz wenn die
Lampe L betrieben wird und mit einer weitgehend reduzierten
Frequenz von wenigen Herz bei Fehlen einer Last
(also bei ausgeschalteter Lampe). Der Grund ist die
Reduktion der Schaltfrequenz bei lastfreiem Zustand
liegt in der Ermöglichung des Übergangs von einer Glühentladung
zu einer Bogenentladung der Lampe und daher
in der Reduzierung der für den Starter benötigten Impulsenergie.
Die Verbindung der Widerstände 131 und 132
und des Kondensators 133 in dem Niederfrequenz-Impulsgenerator
130 ist zur Bestimmung der geringeren Frequenz
verantwortlich, während die Kombination des
Widerstandes 132 und des Kondensators 133 zur Bestimmung
der Umschaltfrequenz unter Lastbedingungen (also bei
eingeschalteter Lampe) verantwortlich ist. Der Widerstand
134 wird mit dem Kondensator 133 zur Bestimmung
der Einschaltzeit, während der alle Niederfrequenz- und
Hochfrequenztransistoren 11 bis 14 eingeschaltet sind,
wie dies im einzelnen oben beschrieben worden ist. Das
Bezugszeichen 135 gibt ein Zeitgeber IC an.
Das Ausgangssignal A des Niederfrequenz-Impulsgenerators
130 wird zu einem Flip-Flop 151 vom D-Typ in dem
Verteiler 150 geführt, der mit der Schaffung von
Ausgangssignalen B und C antwortet. Die Ausgangssignale B
und C gehen durch NAND-Gatter 152 und 153 zur Schaffung
von Taktimpulsen D und E zur Betätigung der Treiber
160 und 170 der Niederfrequenz-Schalttransistoren
11 und 12. NOR-Gatter 154 und 155 in dem Verteiler 150
liefern in Antwort auf die Ausgangssignale B, C und F
Taktimpulse G und H zur Betätigung der entsprechenden
Treiber 180 und 190 der Hochfrequenz-Schalttransistoren
13 und 14.
Der Betrieb des Steuerkreises 100 ist anhand der Fig. 8
und 9 leicht verständlich. Fig. 8 zeigt eine zeitliche
Darstellung der jeweiligen Ausgänge, wie sie für den
Betrieb der Niederfrequenz-Schalttransistoren 11 und 12
verwendet werden. Wie in dem Diagramm gezeigt ist,
schwankt die Spannung V 133 über dem Kondensator 133 in
dem Niederfrequenz-Impulsgenerator 130 zwischen 1/3 und
2/3 der Bezugsspannung Vcc. Der Ausgang A des Niederfrequenz-
Generators 130 ist so angeordnet, daß er auf
einem hohen Pegel ist während V 133 von 1/3 auf 2/3 von
Vcc ansteigt und auf dem geringen Pegel ist, während
diese von 2/3 auf 1/3 von Vcc absteigt, wobei dieses
Intervall die Ausschaltzeit T OFF definiert. Die Ausgänge
B und C, die in einer invertierten Beziehung zueinander
stehen, werden durch Verwendung der Anstiegsflanke
des Ausgangssignal A gewonnen. Die sich ergebenden
Ausgangssignale B und C werden über ein NAND-Gatter
gemeinsam mit dem Ausgangssignal A geführt unter Schaffung
von Ausgangssignalen E und D, die für die gewünschten
Schaltoperationen der Niederfrequenztransistoren
12 und 11 verantwortlich sind, wie dies in der Zeitdarstellung
von Fig. 8 unten gezeigt ist.
Fig. 9 zeigt eine zeitliche Darstellung der jeweiligen
Ausgangssignale, wie sie für den Betrieb der Hochfrequenz-
Schalttransistoren 13 und 14 verwendet werden. In
diesen Figuren ist erkennbar, daß die in der beschriebenen
Art und Weise gewonnenen Ausgangssignale D und E
jeweils gemeinsam mit dem Ausgangssignal F des Hochfrequenz-
Impulsgenerators 140 über ein NOR-Gatter geführt
werden unter Schaffung der Ausgangssignale G und H, die
für die gewünschten Schaltoperationen der Hochfrequenztransistoren
13 und 14 verantwortlich sind, wie dies
auf der Darstellung unten wiedergegeben ist.
Fig. 9 zeigt, daß eine mögliche zeitliche Schwankung
des Ausgangssignal F gelegentlich zu einer Veränderung
des Zeitpunktes führt, an dem die Hochfrequenztransistoren
13 oder 14 leitend werden. Bei diesem Ergebnis
kann angenommen werden, daß die oben beschriebene
Ausschaltzeitdauer T OFF nicht zu dem gewünschten Zeitpunkt
begrenzt wird, an dem die Spannung über dem Überbrückungskondensator
2 in einer subtraktiven Beziehung zu
der in der nachfolgenden Betriebsperiode auf die Transistoren
13 oder 14 aufzubringenden Spannung steht. Der
Hochfrequenz-Transistor 13 oder 14 kann mit anderen
Worten unmittelbar nach dem Ende der Ausschaltzeit T OFF
leitend werden bei einer solchen zeitlichen Anordnung,
um die Gleichspannung in derselben Richtung wie die
über dem Überbrückungskondensator auftretende Spannung
aufzubringen, oder genauer zu einem Zeitpunkt, der
nicht innerhalb der erlaubten Bereiche Ta, Tb und Tc
von Fig. 4 ist.
Wenn jedoch berücksichtigt wird, daß die Oszillationsspannung
über dem Überbrückungskondensator 2 während
der Ausschaltzeit T OFF eine relativ geringe Frequenz
von ungefähr 5 KHz und daher eine relativ lange Dauer
von ungefähr 200 µsec oder eine Halbperiodendauer von
ungefähr 100 µsec hat, wie dies oben beschrieben worden
ist, während die Hochfrequenz-Schalttransistoren 13 und
14 eine höhere Frequenz von 40 KHz und daher eine
kürzere Zyklusdauer von 25 µsec (und eine Halbzyklusdauer
von 12,5 µsec) hat, beträgt die mögliche Schwankung
in dem zeitlichen Auftreten des Aufbringens des
Einschaltimpulses auf den Hochfrequenz-Transistor 13
12,5 µsec maximal und kann daher gut in dem Halbzyklus
von 100 µsec der Oszillationsspannung liegen, um in
einer subtraktiven Beziehung an dem Lampenkreis anliegenden
Spannung gehalten zu werden. Dies wird in Fig. 10
verständlich, in der die Einschaltdauer T OFF zwischen
62,5 und 137,5 µsec gewählt wird, so daß sie
zeitlich begrenzt ist in dem Zeitintervall des negativen
Halbzyklus der Oszillationsspannung, die um 90°
oder 50 µsec führt. Die mögliche Schwankung ergibt sich
damit theoretisch als nicht von der gewünschten Beziehung
abweichend. Wird weiter angenommen, daß die
Zyklusdauer der Oszillationsspannung um ein gewisses Maß
verlängert wird aufgrund der Tatsache, daß der Oszillationskreis
den Widerstand der Lampe selbst einschließt,
ist noch mehr Flexibilität zur Bestimmung der Frequenz
der Oszillationsspannung im Verhältnis zu der
Einschaltdauer und der Schaltfrequenz der Hochspannungstransistoren
möglich. Es hat sich gezeigt, daß die
Ausschaltzeit vorzugsweise etwa 100 µsec beträgt.
Die gewünschte Beziehung zwischen der über den
Überbrückungskondensator auftretenden Spannung und der auf
den Lampenkreis aufzubringen Spannung bei dem Auftreten
des Hochfrequenzimpulses kann durch eine geeignete
Auswahl der Werte des Überbrückungskondensators und der
die Schwingung induzierenden Spule unter Berücksichtigung
der Ausschaltzeitdauer und der Schwingungsfrequenz
der Hochfrequenz-Transistoren gewählt werden.
In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die
bestimmten Werte für die Konstante des Schwingungskreises
und für die Ausschaltzeitdauer lediglich beispielhaft
sind und das die Erfindung nicht entsprechend
eingeschränkt ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung
sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung
können sowohl einzeln als auch in beliebigen
Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in
ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
L Entladungslampe
X Eingangsanschluß (+)
Y Eingangsanschluß (-)
S Ausgangsanschluß
T Ausgangsanschluß
1 Strombegrenzerspule
2 Überbrückungskondensator
3 Schwingungsspule
10 Brückeninverter
11 Schalttransistor
12 Schalttransistor
13 Schalttransistor
14 Schalttransistor
21 Diode
22 Diode
23 Diode
24 Diode
26 Strommeßwiderstand
31 Strombegrenzerspule
32 Überbrückungskondensator
33 Schwingspule
40 Brückeninverter
41 Schalttransistor
42 Schalttransistor
43 Schalttransistor
44 Schalttransistor
45 Schalttransistor
51 Diode
52 Diode
53 Diode
54 Diode
55 Schwungraddiode
60 Starter
61 Impulswandler
62 Primärwindung
63 Sekundärwindung
64 Impulsspeisekondensator
65 Widerstand
66 Doppelgerichteter Thyristor
70 Gleichspannungsquelle
71 Glättungskondensator
100 Steuerkreis
110 Gleichspannungsquelle
111 Wandler
112 Didoenbrücke
113 Kondensator
114 Kondensator
115 Regler
120 Lampenmonitor
121 Diode
122 Widerstand
123 Kondensator
124 Transistor
125 D-Typ Flip-Flop
130 Niederfrequenter Pulsgenerator
131 Widerstand
132 Widerstand
133 Kondensator
134 Widerstand
135 Zeitgeber IC
140 Hochfrequenzimpulsgenerator
141 IC
150 Verteiler
151 D-Typ Flip-Flop
152 NAND-Gatter
153 NAND-Gatter
154 NOR-Gatter
155 NOR-Gatter
160 Treiber
170 Treiber
180 Treiber
190 Treiber
L Entladungslampe
X Eingangsanschluß (+)
Y Eingangsanschluß (-)
S Ausgangsanschluß
T Ausgangsanschluß
1 Strombegrenzerspule
2 Überbrückungskondensator
3 Schwingungsspule
10 Brückeninverter
11 Schalttransistor
12 Schalttransistor
13 Schalttransistor
14 Schalttransistor
21 Diode
22 Diode
23 Diode
24 Diode
26 Strommeßwiderstand
31 Strombegrenzerspule
32 Überbrückungskondensator
33 Schwingspule
40 Brückeninverter
41 Schalttransistor
42 Schalttransistor
43 Schalttransistor
44 Schalttransistor
45 Schalttransistor
51 Diode
52 Diode
53 Diode
54 Diode
55 Schwungraddiode
60 Starter
61 Impulswandler
62 Primärwindung
63 Sekundärwindung
64 Impulsspeisekondensator
65 Widerstand
66 Doppelgerichteter Thyristor
70 Gleichspannungsquelle
71 Glättungskondensator
100 Steuerkreis
110 Gleichspannungsquelle
111 Wandler
112 Didoenbrücke
113 Kondensator
114 Kondensator
115 Regler
120 Lampenmonitor
121 Diode
122 Widerstand
123 Kondensator
124 Transistor
125 D-Typ Flip-Flop
130 Niederfrequenter Pulsgenerator
131 Widerstand
132 Widerstand
133 Kondensator
134 Widerstand
135 Zeitgeber IC
140 Hochfrequenzimpulsgenerator
141 IC
150 Verteiler
151 D-Typ Flip-Flop
152 NAND-Gatter
153 NAND-Gatter
154 NOR-Gatter
155 NOR-Gatter
160 Treiber
170 Treiber
180 Treiber
190 Treiber
Claims (5)
1. Entladungslampen-Treiberkreis, mit:
einer Gleichspannungsquelle,
einer Entladungslampe,
einer in Reihe zwischen der Spannungsquelle und der Lampe angeordneten Strombegrenzerspule,
einem mit der Gleichspannungsquelle verbundenen Mittel zum Betreiben der Lampe bei einer Wechselspannung mit niedriger Frequenz unter sich mit einer hohen Frequenz wiederholenden Unterbrechen der auf die Lampe aufzubringen Spannungskomponente, wobei die Mittel einen Brückeninverter mit wenigstens einem Paar von Schaltelementen, die zur alternierenden Umkehrung der Gleichspannung bei einer niedrigen Frequenz gesteuert sind, so daß die sich ergebende Wechselspannung mit der geringen Frequenz auf die Lampe aufgebracht wird, und Schaltmittel zur sich wiederholenden Unterbrechung der auf die Lampe aufzubringenden Spannungskomponente mit hoher Frequenz,
einem Steuermittel, das eine Ausschaltzeit liefert, während der die Schaltelemente des Brückeninverters gleichzeitig für ein vorgegebenes Zeitintervall bei der Polaritätsumkehr der auf die Lampe aufzubringenden Wechselspannung ausgeschaltet sind, um einen Kurzschluß der Spannungsquelle durch den Brückeninverter zu vermeiden, und
einem Überbrückungskondensator, der parallel mit der Lampe verbunden ist, um die Hochfrequenzkomponente vorbeizuführen, die sich aus dem hochfrequenten Unterbrechen der Schaltmittel ergibt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Schwingung induzierende Spule (3, 33) in Reihe mit der Lampe (L) und parallel mit dem Überbrückungskondensator (2, 32) angeordnet ist, wobei die die Schwingung induzierende Spule (3, 33) mit dem Kondensator (2, 32) einen Schwingkreis bildet, der einen Wechselstrom durch die Lampe (L) während der Ausschaltzeitdauer verursacht.
einer Gleichspannungsquelle,
einer Entladungslampe,
einer in Reihe zwischen der Spannungsquelle und der Lampe angeordneten Strombegrenzerspule,
einem mit der Gleichspannungsquelle verbundenen Mittel zum Betreiben der Lampe bei einer Wechselspannung mit niedriger Frequenz unter sich mit einer hohen Frequenz wiederholenden Unterbrechen der auf die Lampe aufzubringen Spannungskomponente, wobei die Mittel einen Brückeninverter mit wenigstens einem Paar von Schaltelementen, die zur alternierenden Umkehrung der Gleichspannung bei einer niedrigen Frequenz gesteuert sind, so daß die sich ergebende Wechselspannung mit der geringen Frequenz auf die Lampe aufgebracht wird, und Schaltmittel zur sich wiederholenden Unterbrechung der auf die Lampe aufzubringenden Spannungskomponente mit hoher Frequenz,
einem Steuermittel, das eine Ausschaltzeit liefert, während der die Schaltelemente des Brückeninverters gleichzeitig für ein vorgegebenes Zeitintervall bei der Polaritätsumkehr der auf die Lampe aufzubringenden Wechselspannung ausgeschaltet sind, um einen Kurzschluß der Spannungsquelle durch den Brückeninverter zu vermeiden, und
einem Überbrückungskondensator, der parallel mit der Lampe verbunden ist, um die Hochfrequenzkomponente vorbeizuführen, die sich aus dem hochfrequenten Unterbrechen der Schaltmittel ergibt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine eine Schwingung induzierende Spule (3, 33) in Reihe mit der Lampe (L) und parallel mit dem Überbrückungskondensator (2, 32) angeordnet ist, wobei die die Schwingung induzierende Spule (3, 33) mit dem Kondensator (2, 32) einen Schwingkreis bildet, der einen Wechselstrom durch die Lampe (L) während der Ausschaltzeitdauer verursacht.
2. Treiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Induktionswert der die Oszillation verursachenden
Spule (3, 33) derart gewählt wird, daß die Ausschaltzeit
zu einem Zeitpunkt begrenzt wird, an dem die
Spannung über dem Überbrückungskondensator (2, 32)
aufgrund des Schwingkreises in einer subtraktiven Beziehung
zu der über diesen Kondensator (2, 32) liegenden
Spannung in dem nachfolgenden Durchgang des Einschaltens
der Schaltelemente (11, 12, 13, 14; 41, 42,
43, 44, 45) bezüglich der Spannungspolarität steht.
3. Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet
durch einen in Reihe mit der Lampe (L)
angeordneten Starter (60) mit
einem Impulswandler (61) mit einer Primärwindung (62) und einer Sekundärwindung (63), wobei die Sekundärwindung (63) selbst die den Schwingkreis bildende, die Schwingung induzierende Spule (3, 33) ist; und
mit der Primärwindung (62) des Impulswandlers (60) verbundene, impulserzeugende Mittel (64, 65, 66), durch die der Wandler eine hohe Zündspannung bei offenem Schaltkreis über die Lampe (L) über den Überbrückungskondensator (2, 32) liefert.
einem Impulswandler (61) mit einer Primärwindung (62) und einer Sekundärwindung (63), wobei die Sekundärwindung (63) selbst die den Schwingkreis bildende, die Schwingung induzierende Spule (3, 33) ist; und
mit der Primärwindung (62) des Impulswandlers (60) verbundene, impulserzeugende Mittel (64, 65, 66), durch die der Wandler eine hohe Zündspannung bei offenem Schaltkreis über die Lampe (L) über den Überbrückungskondensator (2, 32) liefert.
4. Schaltkreis nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Brückeninverter
(10) zwei Paare von Schalttransistoren (11, 12, 13, 14)
aufweist, die als Brückenschaltung angeordnet sind und
die Schaltelemente bilden, wobei das eine Paar von
Schalttransistoren (11, 12) mit einer geringen Frequenz
betrieben werden, um die unterbrochene Gleichspannung
zum Aufbringen einer Wechselspannung auf die Lampe (L)
umzukehren, und das andere Paar von Schalttransistoren
(13, 14) mit einer hohen Frequenz betrieben wird, um
als diese Schaltmittel verwendet zu werden.
6. Treiber nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Inverter (40) zwei
Paare von Schalttransistoren (41, 42, 43, 44), die in
einer Brückenschaltung zur Bildung der mit geringer
Frequenz betriebenen Schaltelemente angeordnet sind,
und einen weiteren Schalttransistor (45) aufweist, der
das bei hoher Frequenz betriebene Schaltmittel bildet,
wobei dieser Schalttransistor (45) zwischen der
Gleichspannungsquelle und dem Inverter (40) angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60164388A JPH06101388B2 (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 放電灯点灯装置 |
JP16438985A JPH06101389B2 (ja) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | 放電灯点灯装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3623306A1 true DE3623306A1 (de) | 1987-02-05 |
DE3623306C2 DE3623306C2 (de) | 1988-11-10 |
Family
ID=26489509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863623306 Granted DE3623306A1 (de) | 1985-07-25 | 1986-07-11 | Entladungslampen-treiber |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4734624A (de) |
CA (1) | CA1250345A (de) |
DE (1) | DE3623306A1 (de) |
FR (1) | FR2585531A1 (de) |
GB (1) | GB2178607B (de) |
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