DE3704441A1 - Elektronischer zuender fuer eine hochdruck-entladungslampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen im Reihensystem aufgebauten elektronischen Dreipunkt-Zünder für Hochdruck-Entladungslampen, dessen Eingang mit einem Hochfrequenz-Filterkondensator sowie einem mit der Primärwicklung eines Hochspannung-Impulstransformators in Reihe geschalteten Kondensator, einem Widerstand und einer Gleichrichterdiode verbunden ist und dessen Ausgang von der Sekundärwicklung des Impulstransformators gebildet wird, während zu dem aus dem Widerstand und der Diode bestehenden Reihenglied ein den Kondensator mit der Primärwicklung des Impulstransformators verbindender Halbleiter-Schalter parallelgeschaltet ist.

Im Gegensatz zu den Hochdruck-Quecksilberdampflampen sind die heutzuta­ ge verwendeten Hochdruck-Metallhalogenlampen und Hochdruck-Natrium­ dampflampen keinesfalls dazu geeignet, auf Wirkung der Netzspannung gezündet zu werden, da die Zündung eines Spannungsimpulses von 2 bis 5 kV bedarf.

Dem elektronischen Zünder der Hochdruck-Entladungslampen wird die Aufgabe gestellt, an die nocht nicht brennende Lampe einen Zündimpuls oder eine Zündimpulsfolge abzugeben und dadurch das in dem Entladungsrohr vorhandene Gas zu ionisieren. Nach erfolgter Zündung der Lampe soll sich der Zünder in einem passiven Zustand befinden; weitere Impulse sollen nicht abgegeben werden.

Die gegenwärtig allgemein verwendeten parallelen oder Zweipunkt-Zündein­ heiten sind zu der Entladungslampe parallel geschaltet, wobei an der Erzeu­ gung der Hochspannungsimpulse auch ein induktives Vorschaltgerät der Entla­ dungslampe teilnimmt. Deswegen ist das Vorschaltgerät der Hochspannung entsprechend zu isolieren. Diese Bedingung stellt höhere Anforderungen gegenüber dem induktiven Vorschaltgerät, welche nur mit einem größeren Aufwand an Material und mit höheren Kosten befriedigt werden können.

Bei einer anderen gegenwärtig verwendeten Lösung wird das induktive Vorschaltgerät mit einer entsprechenden Abzweigung versehen, wobei das Vorschaltgerät als ein Hochspannungs-Impulstransformator funktioniert und den von einem separaten Zünder erzeugten Spannungsstoß auf den ge­ wünschten Pegel transformiert.

Bei dieser letzterwähnten Lösung besteht der Nachteil, daß auch hier das induktive Vorschaltgerät - der erzeugten Hochspannung entsprechend - eine Isolierung beansprucht.

Die bekannten im Reihensystem gefertigen Dreipunktzünder verfügen über einen eingebauten Impulstransformator, dessen Primärwicklung mit dem Ausgang des Vorschaltgeräts verbunden ist und dessen Sekundärwicklung den zur Zündung der Entladungslampe erforderlichen Hochspannungsimpuls erzeugt. Der Vorteil dieser bekannten Lösung zeigt sich darin, daß das Vorschaltgerät den Strom der Entladungslampe lediglich beschränkt und an der Erzeugung des Impulses überhaupt nicht teilnimmt, so daß eine Isolierung gegen Hochspannung nicht erforderlich ist.

Der wichtigste Nachteil der bekannten Schaltungsanordnung - gleicherweise wie bei den sonstigen elektronischen Zündeinheiten - besteht darin, daß zum Anschließen der Primärwicklung an den aufgeladenen Kondensator, der mit der Primärwicklung des Impulstransformators in Reihe geschaltet ist, Halb­ leiter-Schaltelemente, d. h. Thyristoren oder Triacs angewendet werden, deren Zündung einen separaten Zündstromkreis beansprucht, was den elektronischen Zünder kompliziert und überteuert.

Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt, einen elektronischen Zünder für Hoch­ druck-Entladungslampen zu entwickeln, der aus wenigen Bestandteilen, einfach und billig hergestellt werden kann, desweiteren ein sicheres Zünden der Entladungslampe auch bei verhältnismäßig extremen Parametern der Speisespannung ermöglicht.

Die Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis, daß der komplizierte und kostenaufwendige Zündstromkreis des Halbleiter-Schaltelements, das den Kondensator mit der Primärwicklung des Impulstransformators verbindet, weggelassen werden kann, wenn anstatt eines Thyristors oder Triacs ein SIDAC (Bi-Directional Diode Thyristor) verwendet wird, der ein einen äußeren Zündstromkreis nicht beanspruchendes einfaches Halbleitermittel mit zwei Klemmen ist.

Die gestellte Aufgabe wurde mit einem für Hochdruck-Entladungslampen verwendbaren, in einem Reihensystem realisierten elektronischen Dreipunkt­ zünder gelöst, dessen Eingang mit einem Hochfrequenz-Filterkondensator sowie einem mit der Primärwicklung eines Hochspannungs-Impulstransforma­ tors in Reihe geschalteten Kondensator, einem Widerstand und einer Gleich­ richterdiode verbunden ist und dessen Ausgang von der Sekundärwicklung des Impulstransformators gebildet wird, während zu einem aus dem Widerstand und der Diode bestehenden Reihenglied ein den Kondensator mit der Primär­ wicklung des Impulstransformators verbindender Halbleiter-Schalter parallelge­ schaltet ist. Erfindungsgemäß wurde die erwähnte Anordnung so weiterent­ wickelt, daß der Halbleiter-Schalter ein SIDAC (Bi-Directional Diode Thyristor) ist, der mit einer Diode - deren Polarität zu jener der Gleichrichterdiode entgegengesetzt ist - in Reihe geschaltet ist und so das aus dem Widerstand und der Diode bestehende Reihenglied überbrückt.

Als die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen elektronischen Zünders können die folgenden erwähnt werden: infolge der Anwendung der Dioden ist der Verbrauch niedrig, mit dem Halbleiter-Schaltelement mit den zwei Klemmen kann der Zünder einfach, billig und ohne einen Hilfsstromkreis hergestellt werden, dabei ist er bei jedwelcher, in der Praxis üblichen Spannung und Frequenz zur sicheren Zündung der Hochdruck-Entladungslampen bestens geeignet.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 der Zeichnung, die das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Zünders darstellt, näher erläutert.

Der erfindungsgemäße, hier als Beispiel dienende elektronische Zünder 1 beruht auf dem Dreipunkt-Reihensystem und ist mit seinem Eingang an dem Ausgang eines induktiven Vorschaltgeräts 2 - das mit dem Phasenleiter des elektrischen Netztes verbunden ist - angeschlossen. An dem Ausgang des Zünders 1 ist eine Elektrode 4 einer Hochdruck-Entladungslampe 3 - die in diesem Fall eine Natriumdampfentladungslampe ist - angeschlossen, während der dritte Punkt an den Null-Leiter des elektrischen Netzes angeschlossen ist. An dem Eingang des Zünders 1 ist ein Hochfrequenz-Filterkondensator 5 angeordnet, zu dem ein aus der Primärwicklung 7 eines Impulstransformators 6, einem Kondensator 8, einem Widerstand 9 und einer Gleichrichterdiode 10 bestehendes Reihenglied parallelgeschaltet ist. Die Sekundärwicklung 11 des Impulstransformators 6 bildet den Ausgang des Zünders 1. Zu dem Wider­ stand 9 und der Diode 10, die miteinander in Reihe geschaltet sind, sind in einer der Netzspannung entsprechenden Anzahl, bei diesem Beispiel zwei SIDACs 12 und eine damit in Reihe geschaltete Diode 13 parallelgeschaltet. Die Dioden 10 und 13 weisen entgegengesetzte Polaritäten auf. Detaillierte Daten über das verwendete Halbleiter-Schaltelement sind in dem Produktka­ talog der japanischen Firma Shindengen (1985) zu finden.

Wenn nun der Zünder 1 auf die Netzspannung geschaltet wird, wird der Kondensator 8 über die Primärwicklung 7, den Widerstand 9 und die Diode 10 etwa auf das Doppelte des Spitzenwerts der Netzspannung aufgeladen. Wegen der Diode 13 - deren Polarität zu jener der Diode 10 entgegengesetzt ist - beginnen die beiden SIDACs 12 in der nächsten Halbperiode der Netzspannung bei einem vorbestimmten Spannungspegel zu leiten, wonach der Kondensator 8 über die Diode 13 und den Filterkondensator 5 an die Primärwicklung 7 des Impulstransformators 6 angeschlossen und entladen wird. Der Übersetzung des Impulstransformators 6 entsprechend erscheint ein Hochspannungsimpuls an der Sekundärwicklung 11, der die Entladungs­ lampe 3 zündet. Der Filterkondensator 5 verhindert, daß beim Zünden der Entladungslampen die häufig auftretenden Hochfrequenzstörungen zu dem Netz gelangen.

Im Hinblick darauf, daß durch das Vorhandensein der Diode 10 der Kondensator 8 auf das Doppelte des Spitzenwerts der Netzspannung aufge­ laden wird, ist zum Erreichen der erforderlichen Hochspannung eine gerin­ gere Windungsübersetzungszahl erforderlich als wenn keine Diode 10 vor­ handen wäre. So kann bei einer zu einer gegebenen Leistungsklasse gehörenden Entladungslampe ein kleinerer Impulstransformator 6 verwendet werden, da die Windungszahl der Sekundärwicklung 11 niedriger ist. Auf diese Weise verringern sich die Dimensionen des Impulstransformators 6 und damit des gesamten Zünders 1, gleichzeitig ist aber der Zünder 1 fähig, auch bei einer höheren Belastungskapazität einen Impuls mit der erforderlichen Hochspannung zu erzeugen.

Der durch das Vorhandensein der Diode 13 sich ausbildende Spannungsimpuls ist wenigstens um 20% breiter; so ist auch der Energieinhalt höher, als ohne die Diode 13. Selbstverständlich ist der Spannungsimpuls mit dem hohen Energiegehalt für die Hochdruck-Entladungslampe 3 recht vorteilhaft.

Claims (1)

1. Im Reihensystem aufgebauter elektronischer Dreipunktzünder für Hochdruck- Entladungslampen, dessen Engang mit einem Hochfrequenz-Filterkondensator sowie einem mit der Primärwicklung eines Hochspannung-Impulstransformators in Reihe geschalteten Kondensator, einem Widerstand und einer Gleichrichter­ diode verbunden ist und dessen Ausgang von der Sekundärwicklung des Impulstransformators gebildet wird, während zu einem aus dem Widerstand und der Diode bestehenden Reihenglied ein den Kondensator mit der Primär­ wicklung des Impulstransformators verbindender Halbleiter-Schalter parallelge­ schaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Schalter ein SIDAC (12) (Bi-Directional Diode Thyristor) ist, der mit einer zweiten Diode (13) - deren Polarität zu jener der Diode (10) des Reihengliedes entgegengesetzt ist - verbunden ist und so das aus dem Widerstand (9) und der Diode (10) bestehende Reihenglied überbrückt.