DE3781341T2 - Geregelte deuteriumlichtbogenversorgungseinrichtung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Spektrophotometer und insbesondere ein spezielles preiswertes Energie- bzw. Stromversorgungssystem zum Starten, Betreiben und Steuern einer Deuteriumbogenlampe (D2-Lampe), welche gewöhnlich als eine UV-Quelle für ein Spektrophotometer benutzt wird.
• Die Verwendung der nunmehr bekannten Heißkathoden-Deuteriumbogenlampe (D2-Lampe) als eine Quelle für nahe UV-Strahlung für ein Spektrophotometer ist üblich. Diese Lampe erfordert 400 V oder mehr für den Lichtbogen, um zu zünden, aber wenn der Bogen existiert, muß der Lichtbogenstrom sehr konstant, typischerweise bei 300 mA, bei einem Bogenspannungsabfall von ungefähr 70 bis 90 V gehalten werden. Zusätzlich muß, um den Bogen zu zünden, eine zusätzliche Leistung, zum Beispiel 1 A bei 10 V, dem Kathodenheizer zugeführt werden, um die Kathodentemperatur genügend anzuheben, um ein entsprechendes Bogenplasma zu erzeugen. Der Lichtbogen, wenn er einmal gezündet ist, hält die Kathode heiß, so daß diese äußere Leistung dann abgeschaltet werden sollte, um die Kathode vor Überhitzung zu bewahren.
• Alle diese Erfordernisse hinsichtlich der Energieversorgung sind in der Vergangenheit durch spezielle Energie- bzw. Stromversorgungseinrichtungen erfüllt worden. Eine typische Versorgungseinrichtung kann aus einer Hochspannungsversorgungseinrichtung, einer Betriebsspannungsversorgungseinrichtung und einer Niederspannungs-Hochstromversorgungseinrichtung und verschiedenen Relais, Zeitschaltungen und Regulationsschaltungen, um diese Einrichtungen in der geeigneten Sequenz und geeigneten Art und Weise zu steuern, aufgebaut sein. Typischerweise wurde als Regulationsschaltung für den Anodenstrom eine Analogschaltung, welche einen Reihendurchgangstransistor zur Steuerung benutzt, verwendet. Eine solche Schaltung hat normalerweise wegen des Widerstandsverlusts in dem Reihensteuertransistor eine geringe Effektivität. Dieser Verlust erscheint als Wärme, welche in eine Wärmesenke von beträchtlicher Größe abgeführt werden muß, was eine gute Ventilation erfordert, eine Maßnahme, die einen ziemlich großen Strukturaufbau der Versorgungseinrichtung notwendig macht. Die Größe, die Kosten und Verluste dieser Kombinationen stellen hohe Anforderungen an die Ausrüstungsgruppe für das Spektrophotometer.
• Bei der Entwicklung eines neuen preiswerten Photodiodenreihen-Spektrophotometers besteht die Forderung nach einer wesentlich verkleinerten, eine höhere Effizienz aufweisenden regulierten Energie- bzw. Stromversorgungseinrichtung für die Quelle der D2-Lampe.
• Eines der mit dem Stand der Technik verbundenen Probleme war mit dem traditionellen Erfordernis der Heizung der D2-Lampenkathode vor dem Anlegen der hohen Startspannung an die Anode verbunden. Dies wurde gewöhnlich durch Verwenden eines Zeitgeberschaltkreises oder Relais zum Anschalten des Stroms zu dem Kathodenheizer, so daß die Kathode Rotglut erreicht, bevor die Startspannung angelegt wird, bewirkt. Die Philosophie dieses Stand der Technik bestand darin, daß das Anlegen der Startspannung an eine ungeheizte Kathode die Lebensdauer durch Erosion der Kathodenemissionschicht verkürzen würde. In den meisten Fällen wurden Zeitgeberschaltkreise oder Relais auch dazu verwendet, den Heizerstrom, nachdem die Lampe in Gang gesetzt war, abzuschalten, da der Lichtbogenfall in der Lage war, die Kathode heiß zu halten. Eine solche Zeitgebereinrichtung war teuer und voluminös.
• Unerwartet haben wir herausgefunden, daß das Konzept des Vorheizens der Kathode nach dem Stand der Technik nicht nur unnötig, sondern auch nicht empfehlenswert ist. Es kann gezeigt werden, daß das Anlegen einer Startspannung an eine kalte Kathode vor dem Start der Lampe die Kathode nicht zerstört, da kein Strom fließt. Eine Untersuchung am M.I.T., die zu der Erfindung der Vorratskathode durch E. A. Coomes geführt hat, zeigte, daß eine Verschlechterung des Kathodenemissionsmaterials primär auf einen starken Lichtbogenstrom zurückzuführen ist. Wenn die Kathode ohne Lichbogenstromfluß geheizt wird, zündet der Lichtbogen, wenn die Temperatur einen Wert erreicht hat, der hoch genug ist, um genügend viele Ionen für den Lichtbogen zuzuführen, und es tritt keine Verschlechterung der Kathode auf. Wenn der Bogen einmal zündet, kann der Heizerstrom abgeschaltet werden, um die Kathode vor Überhitzung zu bewahren. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Startsequenz durch Festkörpersensor- und Schalteinrichtungen ohne Zeitgebereinrichtungen oder Relais bewirkt, was sowohl die Kosten als auch die Größe der Schaltung erheblich verrringert.
• Die vorliegende Erfindung ist auf eine neue Energie- bzw. Stromversorgungseinrichtung vom Schalttyp gerichtet, welche erfolgreich die dargelegten Aufgaben erfüllt.
• Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Stromversorgungseinrichtung bereitzustellen, die durch eine geringe eingegebene Gleichspannung betrieben wird.
• Es ist ein weiteres Ziel, daß die Versorgungseinrichtung einen geringen Strom- und einen hohen Spannungsausgangswert, der ausreicht, um eine D2-Lampe, wenn ihre Kathode heiß ist, zu starten, erzeugt.
• Es ist ein weiteres Ziel, daß die Versorgungseinrichtung auch einen in engen Grenzen geregelten mittleren Stromausgangswert von geeigneter Größe zum Betrieb der D2-Lampe erzeugt.
• Ein weiteres Ziel besteht noch darin, daß die Versorgungseinrichtung einen hohen Strom und eine geringe Spannung liefert, um die Kathode der D2-Lampe nach der Anwendung der Startspannung zu heizen, wobei dieser Heizstrom begrenzt wird, wenn die Lampe gestartet worden ist und Selbstheizungsstabilität erreicht hat.
• Es ist auch ein Ziel, daß alle Komponenten dieser Versorgungseinrichtung Festkörperkomponenten und Multifunktionskomponenten sind, soweit es dazu dient, Anzahl, Größe und Kosten zu minimieren.
• Es ist auch ein Ziel, daß diese Versorgungseinrichtung durch einen TTL- oder äquivalenten Befehl an- oder abschaltbar ist.
• Es ist auch ein Zeil, daß alle Komponenten auf einer einzigen kleinen gedruckten Leiterkarte montierbar sind.
• Andere Ziele und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
• Der die Basis bildende Hochspannungsgenerator der Stromversorgungseinrichtung nach dieser Erfindung umfaßt eine Induktionsspule mit geringer Verlustleistung, welche in Reihe mit einem Schalttransistor geschaltet ist. Wenn der Transistorschalter geschlossen ist, d.h. einen geringen Widerstand aufweist, fließt Strom durch die Induktionsspule aus einer Niederspannungsgleichspannungsversorgungseinrichtung zur Erde (Masse), wobei ein Magnetfeld nahe der Sättigung in dem Induktionsspulenkern aufgebaut wird. Wenn der Transistorschalter öffnet, bricht das Magnetfeld zusammen, wobei eine Hochspannung über der Induktionsspulenwindung erzeugt wird. Diese Spannung erscheint auch über dem offenen Schalter und kann durch eine Diode geschickt werden, um einen Speicherkondensator mit dem Vielfachen der Versorgungsspannung aufzuladen. Solch ein System wird verwendet, um die Betriebsspannung für den laufenden Betrieb der D2-Lampe bereitzustellen.
• Um die etwa viermal größere Lampenstartspannung zu liefern, wird auch ein Kaskadendiodenkondensatorvervielfacher von dem Basisgenerator gespeist.
• Das periodische Schalten des Basisgenerators in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird durch den Impulsausgang eines Regulationsimpulsbreitenmodulators (PWM) bewirkt. Dieser monolithische integrierte Festkörperschaltkreis liefert Rechteckimpulse einer Polarität mit einer konstanten Frequenz an die Basis des Schalttransistors. Die Impulsbreite oder relative Einschaltdauer kann im wesentlichen von Null bis zu etwa 90% der Impulsperiode durch Variieren der Spannung an einem Steuerpin des PWM verändert werden. Dies ermöglicht es, den Energieversorgungsausgang durch Feedback von einem Stromsensorschaltkreis in dem D2-Lampenanodenanschluß zu steuern. Ebenso kann eine schützende Spannungsbegrenzung während der Startphase oder im Falle eines Verlöschens der Lampe auf ähnlich Weise vorgesehen werden. Die Sensorschaltung, welche über einen mitwirkenden hilfsweise schaltenden Kreis arbeitet, stellt auch Mittel zur Verfügung, um den äußeren Kathodenneizungsstrom während der Lampenstartperiode zu steuern und diesen Strom während der normalen Betriebsoperation der Lampe wegzunehmen.
• Sowohl die Startspannungsversorgung als auch die Betriebsspannungsversorgung werden zusammen schnell aufgebaut, wenn ein TTL-AN-Befehl eingegeben wird, um den PWM-Ausgangskreis zu aktivieren. Dieses TTL-Kommando schaltet auch den Heizstrom für die D2-Lampenkathode ein. Wegen der Spannungsbegrenzungsschutzschaltung ist die Startspannung nicht in der Lage, den Lichtbogen in der Lampe zu zünden, bis die Kathode eine entsprechende Ionisierungstemperatur erreicht hat. Die geringe Energiespeicherkapazität des Kondensators in der Startvervielfacherschaltung verhindert eine lokale Zerstörung der Kathodenoberfläche während der Lichtbogenzündung, indem die Startenergie vorübergehend niedrig gehalten wird, wenn die Spannung von der Startspannung auf den normalen Betriebsspannungspegel absinkt. Die feedback-gesteuerte Betriebsspannung stellt sich automatisch gleichzeitig ein, um den geeigneten Lichtbogenstrom zu erzeugen und diesen aufrechtzuerhalten. Irgendein anfängliches starkes Ansteigen des Anodenstroms wird so minimiert. Der niedrige Startenergiestoß verringert auch die Möglichkeit der Einbringung von Einstreuimpulsspitzen in die Digitalmeß- und Kommandoschaltkreise des Spektrophotometers. Genau dimensionierte Durchgangsfilter in den Versorgungsanschlüssen sind daher unnötigt. Diese neue Kombination einer begrenzten Spannung, einer Startversorgung mit niedriger Energiekapazität und einer feedback-gesteuerten Betriebsversorgung gewährleistet, wie gezeigt worden ist, die oben erwähnten Leistungsmerkmale ohne Verwendung von Vorheizschaltungen für die Kathode und deren zugehörige Zeitgebereinrichtungen und Relais nach dem Stand der Technik.
• Hier sind ziemlich breit die wichtigeren Merkmale der Erfindung dargelegt worden, damit ihre detaillierte Beschreibung, welche folgt, besser verstanden werden kann, und damit der vorliegende Beitrag zum Stand der Technik besser eingeschätzt werden kann. Es gibt natürlich zusätzliche Markmale der Erfindung, welche hierin nachfolgend genauer beschrieben werden. Der Fachmann kann sehen, daß die Konzeption, auf welcher diese Beschreibung beruht, leicht als Basis für die Bildung anderer Baugruppen und Verfahren zum Erlangen der verschiedenen Zwecke der Erfindung verwendet werden können. Es ist daher wichtig, daß diese Offenbarung so betrachtet wird, daß sie auch solche äquivalenten Baugruppen und Verfahren, welche nicht vom Grundgedanken und Umfang der Erfindung abweichen, enthält.
• Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist zum Zwecke der Illustration und Beschreibung ausgewählt worden und ist in den beiliegenden Zeichnungen, die einen Teil der Spezifikation bilden, gezeigt.
• Fig.1 ist ein Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und
• Fig.2 ist eine schematische Schaltungsdarstellung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der Erfindung, wobei eine von außen zugeführte Eingangsversorgungsspannung von 24 V Gleichspannung einem Schaltspannungskonverter 1 mit variablem Ausgangswert zugeführt wird. Der Schaltkonverter liefert eine Ausgangsspannung in der Form von periodischen Impulsen, welche bei Nichtbelastung eine auf 120 V begrenzte maximale Spitzenspannung aufweisen. Diese Impulse haben Perioden, welche geeignet bei 50 Mikrosekunden liegen können. Die Ausgangsspannung wird zwei Energie- bzw. Stromversorgungseinrichtungen über Leitungen 2 und 4 zugeführt. Die Startversorgungseinrichtung ist eine Spannungsverstärkerspeicherschaltung 3 zum Erzeugen einer Leerlaufspitzenspannung von 480 V Gleichspannung zum Starten des Lichtbogens in der D2-Lampe. Die für den laufenden Betrieb vorgesehene Betriebsstromversorgungseinrichtung ist eine Hochenergiekapazitätsgleichrichterspeicherschaltung 5 zum Zuführen eines Anodenlichtbogenstroms zu der Lampe. Die Versorgungseinrichtung 5 ist mit einer zweiten Ausgangsschaltung versehen, welche ein Signal über die Leitung 6 zu dem Konverter 1 zurückführt. Diese Schaltung limitiert die Leerlaufausgangsspannung des Konverters auf die maximale Spitzenspannung von 120 V, wie oben beschrieben ist, um eine Spannungsüberversorgung der Lampe oder eine vorzeitige Zündung in der Lampe zu verhindern. Die Ausgänge der Versorgungseinrichtungen 3 und 5 sind beide über die Leitung 8 an eine Stromsensorschaltung 7 angeschlossen. Der Anodenstrom der D2-Lampe 9 tritt durch diesen Stromsensor hindurch und wird über die Leitung 10 der D2-Lampe, welche in dem optischen System des Spektrometers angeordnet ist, zugeführt. Wenn die D2-Lampe unter ihren normalen Betriebsbedingungen arbeitet, beträgt ihr Anodenstrom 300 mA. Sollte der Anodenstrom von diesem normalen Wert abweichen, überträgt eine Leitung 11 ein Feedback-Signal zurück zu dem Konverter, welcher den Anodenstrom mit Hilfe nachfolgend erklärter Einrichtungen wieder auf seinen normalen Wert bringt.
• Das Starten und Betreiben der D2-Lampe vollzieht sich automatisch, wenn ein TTL-Kommandosignal über die Leitung 12, welche an den Konverter 1 angeschlossen ist, gesendet wird. Das gleiche Kommando wird auch durch die Leitung 13 zu einem Heizerschaltungskreis 14 geschickt. Wenn das TTL-Signal auf Plus geht, erzeugt der Strom aus einer zweiten äußeren 12-V-Gleichspannungsversorgungsquelle 15 durch die Leitung 18 Wärme an der Kathode 16 der D2-Lampe. Die Lampe startet, wenn die Kathodentemperatur etwa der Rotglut entspricht. Das Entstehen des Anodenstroms durch die D2-Lampe führt zum einem Spannungskommando durch die Leitung 17 zu dem Heizerschaltungskreis, was zu einem Abschalten des Kathodenheizstroms, um ein Überhitzen zu vermeiden, führt.
• Sollte die Lampenenergie momentan unterbrochen werden, bewirkt eine Wiedereinschaltung, daß sich der Startzyklus automatisch wiederholt.
• Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, enthält der Schaltspannungskonverter einen regulierenden Impulsbreitenmodulator 21, der mit einer 24-V-Gleichspannung aus einer externen Spannungsquelle versorgt wird. Der Impulsbreitenmodulator (PWM) des bevorzugten Ausführungsbeispiels kann von kommerzieller Art sein, wie zum Beispiel ein LM 3524, hergestellt von National Semiconductor Inc., oder ein diesem äquivalenter Modulator. Wichtige kommerzielle Pinverbindungsnummern für den PWM sind in der Fig. 2 gezeigt. Zum Beispiel ist die 24-V-Eingangsgleichspannung über die Leitung 22 am Pin 15 angeschlossen. Zusätzlich ist die 24-V-Eingangsgleichspannung an eine Induktionsspule 25 angeschlossen. Das andere Ende 26 der Windung dieser Spule ist mit dem Kollektor 27 eines Schalttransistors 24 verbunden, dessen Emitter 23 geerdet ist. Dieser Transistor kann, zum Beispiel, ein RFP8 (N2OL) NPN-Transistor oder ein geeigneter äquivalenter Typ sein. Die Basis des Transistors 24 ist mit den Pins 12 und 13 des PWM, welche die Impulsausgangsanschlüsse sind, verbunden. Die Ausgangsimpulse sind alternierende rechteckige +5-V-Impulse, welche eine Periode von ungefähr 50 µsec aufweisen, welche sich durch einen Oszillator in dem PWM und durch einen an Pin 6 angeschlossenen 2-K-Widerstand 28 und einen an Pin 7 angeschlossenen 0,025-µF-Kondensator 29 ergibt. Die Ausgangsimpulse haben eine variable Impulsbreite, die, wie später beschrieben wird, von 0 bis 90% der Periodendauer steuerbar ist. Diese Impulse können auch durch ein an Pin 10 des PWM angelegtes Spannungssignal an- oder abgeschaltet werden.
• Wenn die Basis des Transistors 24 durch einen Impuls mit +5 V beaufschlagt ist, geht der Transistor auf "AN", d.h. er schaltet das Ende 26 der Induktionsspule 25 auf einen Wert innerhalb 1 Volt gegenüber Erdpotential. Der Strom durch die Induktionsspule steigt schnell auf einen hohen Maximalwert an, der nur durch den Schaltungs- und den Quellenwiderstand begrenzt ist. Eine typische Induktionsspule umfaßt einen als Toroid gewundenen Ferritringkern mit etwa 100 Windungen aus Draht, welcher der Nr. 18 des B-&-S-Maßes entsprechen kann. Eine solche Induktionsspule kann eine Induktivität von nominal 500 mH aufweisen. Das spezielle Erfordernis besteht darin, daß das Magnetfeld dieser Induktionsspule innerhalb von etwa 2,5 Mikrosekunden zusammenbricht, wenn die Impulsspannung auf den Erdpotentialpegel (0 V) an der Basis des Transistors abfällt, wobei eine induktive Spannungsspitze von 120 V oder mehr über der Induktionsspulenwindung erzeugt wird. Dieser Spannungsimpuls wird verwendet, um die Kondensatoren in der Start- und Betriebsspannungssektion der Energieversorgungseinrichtung zu laden.
• Die Betriebsspannungsversorgungseinrichtung 5 umfaßt eine schnelle Recovery-Diode 31, wie zum Beispiel eine MUR840 oder äuqivalente Diode, welche den induktiven Energieimpuls zu einem 580-µF-Speicherkondensator 32 leitet. Die Aufladungszeit dieses Kondensators beträgt, wenn der PWM 21 zuerst durch ein an Pin 10 gelegtes +5-V-TTL-Signal angeschaltet wird, abhängig von den Eigenschaften der Induktionsspule 25 ungefähr 20 bis 50 Millisekunden. Die Aufladungsspannung ist gegen Überschreitung von 120-V-Leerlaufspannung durch eine Begrenzerschaltung geschützt, welche einen Spannungsteiler 33 mit einem 10-K-Widerstand 34 in Reihe mit einem 20-Ohm-Widerstand 35 umfaßt. Der Anschlußpunkt dieser Teilereinrichtung ist mit Pin 5 des PWM über die Leitung 6 verbunden, wobei an dem Pin eine Plusspannung von etwa 200 Millivolt die Ausgangsimpulsbreite des PWM auf im wesentlichen den Wert Null reduziert und so daß Laden des Kondensators 32 beendet. Der Grund für die Verwendung dieser Begrenzungseinrichtung wird nun klargestellt.
• Die Startspannungsversorgungseinrichtung 3 umfaßt, zum Beispiel, eine herkömmliche vierstufige Vervielfachereinrichtung, welche vier 1N4004 Dioden 36 und vier 0,04-µF/1-kV-Kondensatoren 37 enthält. Eine Diode 42 (1N4004) blockiert die Startspannung aus der Betriebsspannungsversorgungssektion 5. Die Startschaltung wird mit den gleichen induktiven Energieimpulsen wie die Betriebsspannungsversorgungseinrichtung über die Induktionsspule 2 versorgt und muß daher dieselbe Aufladungszeit erfordern, obwohl die gespeicherte Energie bei Spannungsbegrenzung ein paar Größenordnungen niedriger ist. In der Startschaltung werden kleine Kondensatoren verwendet, um eine mögliche Erosion der Lampenkathodenbeschichtung 16 durch die heftige Stromschwankung, wenn der Lichtbogen zündet, zu minimieren. Wie oben ausgeführt wurde, zündet die Lampe, wenn ihre Kathode etwa Rotglut erreicht hat, eine Bedingung, welche durch einen Kathodenneizungsstrom sichergstellt wird, welcher über die Leitung 18 von Heizerschaltungskreis 14 zugeführt wird. Ein Operationsverstärker bewirkt, daß die Basis des Schalttransistors 20 auf Plus geht, wenn das TTL-"AN"-Kommando über die Leitung 13 empfangen wird. Der Operationsverstärker 19 kann ein LM358 sein, der Transistor 20 kann ein RFP8 oder äquivalenter Transistor sein. Eine Diode 30 (1N4004) schützt den Schaltungskreis während der Zündungsschwankungen vor einem Heizspannungrückschlag. Der Kathodentemperaturanstieg nimmt etwa ein oder zwei Sekunden in Anspruch; wenn die Lampe einmal zündet, hält der Anodenstrom durch Ionenbombardement eine adequate Kathodentemperatur aufrecht. Beim Zünden fällt die Anodenspannung der Lampe schnell von 480 V auf etwa 70 bis 90 V, die Betriebsspannung bei normalen Anodenstrom von 300 mA, ab. Während dieses Anodenspannungsabfalls liegt der Anodenstrom momentan oberhalb des Normalwerts, eine Bedingung, welche die Kathodenbeschichtung, wie früher festgestellt wurde, verschlechtern würde, wenn nicht der Zündungsimpuls kurz gehalten wird. Daher werden in der Startversorgungseinrichtung kleine Kondensatoren verwendet, um die Startimpulslänge zu minimieren.
• Die Steuerung des Anodenstroms und des Kathodenheizerstroms wird durch den Anodenstromsensor 7 bewirkt. Der Spannungsabfall in dem 5,5-Ohm-Widerstand 38 liefert Strom über den 22-Ohm-Widerstand 39 zu der LED eines optoelektronischen Kopplers 40, welcher ein H11B1 oder äquivalenter Koppler sein kann. Der Stromfluß durch den Phototransistor des Kopplers bewirkt einen Spannungsabfall über der Widerstandsteilereinrichtung 41. Die Leitung 17 geht auf Plus, wodurch der Kathodenheizerstrom durch die Wirkung des Heizerschaltungskreises 14 angeschaltet wird. Eine variable Spannung, die durch den Anodenstromwert gesteuert ist, wird von der Teilereinrichtung 41 über die Leitung 11 an Pin 2 der PWM geliefert. Die variable Spannung bewirkt eine Feedback-Steuerung durch Ändern der Ausgangsimpulsbreite des PWM. Ein Anstieg der Impulsbreite erhöht zum Beispiel die Aufladungsgeschwindigkeit des Kondensators 32 und erhöht so die Spannung, die der Anode der D2-Lampe über die Leitung 8 zugeführt wird, und daher würde in diesem Fall der Lampenstrom ansteigen. Eine Verringerung der Impulsbreite würde dagegen die Lampenbetriebsspannung und den Betriebsstrom verringern. So stabilisiert diese Feedback-Steuerung den Anodenstrom genau auf seinem Nominalwert.

Claims (10)

1. Ein Stromversorgungssystem für eine Deuterium-Bogenlampe (D2), welche in Kombination umfaßt:

einen Schaltspannungskonverter (1) mit variablen Ausgang zur Erzeugung einer gepulsten Ausgangsspannung bei Speisung von einer äußeren Spannungsquelle, wobei der Spannungskonverter einen regulierenden Impulsbreitenmodulator (21) umfaßt;

eine Spannungsvervielfacher-Speicherschaltung (3), die von der Ausgangsspannung des Spannungskonverters zum Zuführen einer Startspannung zu dem Lichtbogen in der Deuteriumlampe (D2) gespeist wird, wobei die Spannungsvervielfacher-Speicherschaltung (3) für eine spannungsbegrenzte Startspeisung mit geringer Energiekapazität sorgt;

eine feedback-gesteuerte Betriebsgleichrichter-Speicherschaltung (5), die von der Ausgangsspannung des Spannungskonverters (1) zum Zuführen eines gesteuerten Betriebsanodenlichtbogenstroms zu der Lampe gespeist wird;

eine Stromsensoreinrichtung (7), die mit dem Spannungskonverter (1) zur kontinuierlichen Feedback-Steuerung des Anodenstrompegels der Deuterium-Lichtbogenlampe zusammenarbeitet, wobei die Ausgangsimpulsbreite des Impulsbreitenmodulators (21) durch ein Feedback-Signal (11) aus der Stromsensoreinrichtung (7) gesteuert wird, um so einen konstanten Anodenstrompegel aufrechtzuerhalten; und

eine Schalteinrichtung (14) zum Anlegen eines Kathodenheizerstroms in Koinzidenz mit der Speisung des Spannungskonverters (1) aus der externen Spannungsquelle.

2. Das System nach Anspruch 1, wobei der Spannungskonverter (1) eine durch einen Transistor (24) geschaltete Induktionseinrichtung (25) umfaßt, wobei der Transistor durch die Ausgangsspannungsimpulse des Impulsbreitenmodulators (21) gesteuert ist.

3. Das System nach Anspruch 1, wobei die Spannung der Spannungsvervielfacher-Speicherschaltung (3) an die Deuteriumlampenanode angelegt wird, bevor die Kathodentemperatur der Lampe auf einen Wert, bei welchem die Lampe zünden kann, ansteigt.

4. Das System nach Anspruch 1, wobei die Schalteinrichtung (14) mit der Sensoreinrichtung (7) zusammenarbeitet, um den Fluß des Kathodenheizstroms zu begrenzen, wenn der Anodenstrom einen im wesentlichen normalen Wert erreicht.

5. Das System nach Anspruch 1, wobei der Modulator (21) Ausgangsimpulse bereitstellt, um einen Schalttransistor (24) zu steuern, und eine Induktionseinrichtung (25), die durch den Transistor geschaltet ist, eine Ausgangsspannung konstanter Frequenz mit variabler Impulsbreite erzeugt.

6. Das System nach Anspruch 5, wobei die Induktionseinrichtung (25) eine einzelne Spulenwindung auf einem toroidförmigen ferromagnetischen Kern umfaßt.

7. Das System nach Anspruch 5, wobei die Modulationseinrichtung (21) einen einzelnen monolithischen integrierten Schaltkreis umfaßt.

8. Das System nach Anspruch 1, wobei die Spannungsvervielfacher-Speicherschaltung (3) einen Kaskaden-Diodenkondensator-Verstärkerschaltkreis mit einer Vielzahl von Kondensatoren (37) mit geringer Energiespeicherkapazität zur Erzeugung eines Stoßes mit nur geringer Startenergie beim Zünden eines Lichtbogens aufweist, umfaßt.

9. Das System nach Anspruch 8, wobei die Gleichrichterspeicherschaltung (5) eine Hochenergiespeicher-Kondensatoreinrichtung (32) und eine Schaltungseinrichtung zum Begrenzen der Aufladungsspannung der Kondensatorseinrichtung umfaßt.

10. Das System nach Anspruch 9, wobei die Gleichrichterspeicherschaltung (5) und die Spannungsvervielfacher-Speicherschaltung (3) mit dem Spannungskonverter (1) zum gleichzeitigen Aufladen durch den Spannungskonverter verbunden sind.