DE4216716C1 - Schaltungsanordnung zum Starten einer vorheizbaren Entladungslampe - Google Patents

Description

Zum Zünden einer Gasentladungslampe, z. B. einer Leucht­ stofflampe, ist eine Zündspannung erforderlich, die größer ist, als die Brennspannung der Entladungslampe. Der Betrag der erforderlichen Zündspannung ist dabei temperaturab­ hängig. Für eine kalte Entladungslampe ist eine größere Zündspannung erforderlich als für eine erwärmte.

Zur Aufrechterhaltung der Gasentladung ist bei einer Leuchtstofflampe Glühemission von Elektronen aus den Lampenelektroden erforderlich. Im Betrieb werden die Elektroden durch den Entladungsstrom selbst am Glühen ge­ halten.

Um die Elektroden vor dem Start der Lampe zum Glühen zu bringen, sind diese als Wolfram-Heizwendel mit einem Über­ zug aus Erdalkalioxiden zur Erleichterung der Glühemission ausgebildet. Die Heizwendel weisen einen Widerstand von einigen Ohm auf und werden vor dem Start elektrisch vor­ geheizt.

Da Entladungslampen eine negative Stromspannungscharakte­ ristik aufweisen, werden diese Lampen mit einem in Reihe geschalteten strombegrenzenden Element, z. B. einer Drossel betrieben.

Als Starter für Leuchtstofflampen sind Bimetall-Glimm­ starter unter der Bezeichnung Osram Typ ST 111 und Philips Typ S10 bekannt. Diese Starter werden parallel zu einer Leuchtstofflampe geschaltet. Die Leuchtstofflampe ist über eine Drossel an eine Wechselspannungsquelle mit einer Netzspannung von 230 V_eff angeschlossen. In dem Starter sind Bimetallelektroden vorgesehen, über die bei der Netzspannung eine Glimmentladung mit kleinem Strom stattfindet. Diese Glimmentladung erwärmt und verbiegt die Bimetallelektroden, bis sich diese berühren und einen Kurzschluß bilden. Dann fließt über die in der Leuchtstoff­ lampe vorhandenen Heizwendeln ein hoher Strom, der die Heizwendeln zum Glühen bringt. Da der Strom ab dem Schließen des Bimetall-Schalters nicht mehr über die Bi­ metallkontakte fließt, kühlen diese ab und öffnen im Starter den Schalter.

Beim öffnen des Schalters ist in der Drossel mit Induk­ tivität L die Energie I²×L/2 gespeichert, wobei I der beim Zeitpunkt des Öffnens fließende momentane Strom ist. Diese Energie erzeugt beim Öffnen einen Puls erhöhter Spannung an der Entladungslampe, so daß diese zündet. Die erforderliche Zündspannung hängt dabei von der Bauart der Entladungslampe ab. Nach dem Zünden brennt die Entladungs­ lampe mit einer Wechselspannung mit 100 V Absolutwert. Diese Spannung wird als Brennspannung bezeichnet. Bei dieser Spannung zündet der Glimmstarter nicht mehr. Die Drossel begrenzt den Strom in der Entladungslampe.

Bei Verwendung eines solchen Bimetallglimmstarters zum Starten einer Leuchtstofflampe beträgt die Zeit vom Ein­ schalten der Leuchtstofflampe bis zum Brennen der Lampe etwa 2 Sekunden. Fehlerhafte Startversuche können zu noch längeren Zeiten führen.

Durch Verwendung eines sogenannten Schnellstarters, der z. B. unter der Bezeichnung Osram Typ ST 171 oder Philips Typ SiS10 bekannt ist, kann der Startvorgang verkürzt werden. Es wird dabei im Gegensatz zu dem einfachen Bi­ metall-Glimmstarter zur Vorheizung der Heizwendeln der Strom teilweise gleichgerichtet. Durch die Gleichrichtung fließt durch die Drossel höherer effektiver Heizstrom. Da­ durch wird die Zeit der zum Zünden erforderlichen Temperatur an den Heizwendeln typischerweise halbiert. Fehlerhafte Startversuche können auch bei diesem Schnell­ starter zum Flackern der Lampe beim Einschalten und damit zu einer Vergrößerung der Einschaltzeit führen.

Fehlstartversuche sind bedingt durch ungenügende Vor­ heizung der Heizwendeln oder ein Abschalten des Startes im Nulldurchgang des Stromes. Fehlstartversuche ver­ ringern die Anzahl der maximal möglichen Schaltzyklen pro Lampe und damit die Lebensdauer der Lampe.

Die Bimetall-Glimmstarter arbeiten mit fest vorgegebenen Schaltzeiten, die von der Geometrie der Bimetall-Elektroden im Starter abhängen. Eine Kontrolle des Zustandes der Lampe erfolgt während des Vorheizens nicht. Die Vorheiz­ zeit ist fest und in der Regel länger als erforderlich. Bei erhöhtem Vorheizstrom (durch Schnellstarter) besteht zudem die Gefahr der Beschädigung der Heizwendel.

Aus der deutschen Patentschrift 17 64 995 ist ein elektronischer Starter bekannt, bei dem die Länge der Vor­ heizzeit automatisch geregelt wird. Die Starterschaltung umfaßt einen Thyristor. Vor dem Zünden des Thyristors liegt an der Starterschaltung die momentane Netzspannung an. Der Thyristor wird gezündet, wenn die Netzspannung einen Wert von 200 V überschreitet. Der Thyristor schaltet ab in der negativen Halbwelle der Netzspannung, wenn der Strom auf 0 absinkt. Solange der Thyristor gezündet ist, fließt ein Heizstrom über die Heizwendeln. Der Heizstrom ist dabei, ähnlich wie beim Schnellstarter, gleichge­ richtet. In jeder Netzperiode wird ein Startversuch ge­ macht. Sobald die Lampe brennt, erreicht die am Starter anliegende Spannung, die gleich der Brennspannung der Lampe ist, nur noch 100 V. Damit kann der Thyristor nicht mehr gezündet werden. Dadurch ist der Starter deaktiviert.

Mit dieser Starterschaltung erfolgt das Starten ohne Flackern in einer Zeit von etwa 0,5 Sekunden. Die Starter­ schaltung ist jedoch nur für Entladungslampen anwendbar, die in warmem Zustand bei Netzspannung starten. Die Starterschaltung ist daher insbesondere für ältere Leucht­ stofflampen mit einem Röhrendurchmesser von 35 mm geeignet.

Neuere Leuchtstofflampen mit kleinem Röhrendurchmesser können mit dieser Schaltung dagegen nicht gestartet werden, da sie eine höhere Zündspannung haben.

Da der Thyristor gezündet wird, wenn die Netzspannung einen Wert von 200 V überschreitet, wird für die Vor­ heizung der Lampe nur ein Bruchteil der positiven Halb­ welle verwendet. Das führt zu einer Verlängerung der Auf­ heizzeit und damit der Startphase.

Aus DE 28 49 064 C2 ist eine Schaltungsanordnung zum Starten einer vorheizbaren Gas­ entladungslampe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, die ein steuerbares Schaltelement, das durch eine Ansteuerschaltung angesteuert wird, und ein Zündimpulsglied umfaßt. Die Zündschaltung ist mit den Elektroden der Entladungslampe und einer Drossel in Reihe geschaltet. Die Zündschaltung ist parallel zu der zwischen den Elektroden bestehenden Brennstrecke geschaltet. Die Zündschaltung umfaßt einen Kondensator für die Zündimpuls­ erzeugung. Das steuerbare Schaltelement besteht aus einem Thyristor, der von der Ansteuerschaltung angesteuert wird. Die Ansteuerschaltung weist einen Speicherkondensator auf, der in der Sperrphase des Thyristors über eine Diode und einen Widerstand aufgeladen wird. Das Aufladen des Spei­ cherkondensators erfolgt während der negativen Halbwelle. Sobald die Spannung in der positiven Halbwelle genügend positiv wird, entlädt sich der Speicherkondensator über den Ansteuereingang des Thyristors, der damit angesteuert wird. Zwischen den Speicherkondensator und den Thyristor sind in Reihe eine Zenerdiode und ein Ansteuerwiderstand geschaltet. Nur solange die Spannung U_C am Speicherkonden­ sator größer als die Zenerspannung U_Z ist, fließt in den Ansteuereingang des Thyristors ein Strom. Sobald die Spannung U_C am Speicherkondensator kleiner als die Zener­ spannung U_Z ist, wird kein Ansteuerimpuls mehr auf den Ansteuereingang des Thyristors gegeben. In der Zündschal­ tung werden die verwendeten Bauelemente so dimensioniert, daß die Spannung U_C am Speicherkondensator die Zener­ spannung U_Z übersteigt, solange die Lampe nicht brennt. Sobald die Gasentladungslampe gezündet hat, ist die Spannung U_C am Speicherkondensator kleiner als die Zener­ spannung U_Z. Auch dieses wird durch die Dimensionierung der verwendeten elektronischen Bauelemente gewährleistet. Dadurch wird sichergestellt, daß Ansteuer- und Zündimpulse nur solange erzeugt werden, bis die Gasentladungslampe ge­ zündet hat. Der Heizstrom durch die vorheizbaren Elektro­ den der Gasentladungslampe fließt daher nur solange, bis die Lampe erfolgreich gezündet worden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schaltungs­ anordnung zum Starten einer vorheizbaren Entladungslampe anzugeben, mit der die Zeit zwischen dem Einschalten der Lampe und dem Brennen der Lampe weiter verkürzt werden kann, und die zum Starten von Entladungslampen mit unter­ schiedlichen Brennspannungen ohne Anpassung der Dimensio­ nierung der verwendeten elektronischen Bauelemente geeig­ net ist. Insbesondere soll die Starterschaltung geeignet sein, Entladungslampen zu zünden, deren Zündspannung auch im warmen Zustand oberhalb der verfügbaren Netzspannung liegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltungsanordnung nach Anspruch 1.

In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird, solange die Lampe nicht brennt, während der Halbwellen einer ersten Polarität, z. B. positiven Halbwellen, ein Heiz­ stromkreis zum Vorheizen der Entladungslampe geschlossen. Der Heizstromkreis umfaßt ein Gleichrichterelement und ein steuerbares Schaltelement. Der Heizstromkreis wird beim Nulldurchgang der Halbwellen der ersten Polarität geschlossen.

Das Schaltelement wird von einem Steuerelement eines Logikteils angesteuert. In dem Logikteil wird während der Halbwellen einer zweiten, zur ersten entgegengesetzten Polarität, z. B. der negativen Halbwellen, aufgrund der an der Entladungslampe anliegenden Spannung festgestellt, ob die Lampe brennt. Solange die Lampe nicht brennt, wird das Schaltelement so angesteuert, daß es leitend wird. Die Entladungslampe ist dabei in Reihe mit einem strombe­ grenzenden Element, z. B. einer Drossel, geschaltet und an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen.

Da der Heizstrom beim Nulldurchgang der Halbwelle der ersten Polarität eingeschaltet wird, ist eine effektive Vorheizung sichergestellt. Gleichzeitig wird durch Kontrolle, ob die Lampe brennt, die Vorheizung begrenzt. Wie Messungen gezeigt haben, ist der Starter aktiv, bis der Widerstand der Heizwendeln auf das Vierfache des Kaltwiderstands gestiegen ist, was einer Temperatur von etwa 1100°C entspricht.

Die Schaltungsanordnung ist einfach und kostengünstig aufzubauen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Logikteil mit dem Steuerelement verbundene Mittel umfaßt, die ein Ab­ sinken der Stromstärke im Heizstromkreis beim Ausklingen der Halbwellen der ersten Polarität, z. B. der positiven Halbwellen, unter eine vorgebbare Schwelle erkennen. Als strombegrenzendes Element wird hier eine Drossel ver­ wendet. Wenn die Stromstärke unter diese Schwelle absinkt, steuert das Steuerelement das Schaltelement so an, daß der Heizstromkreis unterbrochen wird. Da die Stromstärke noch nicht auf 0 abgesunken ist, wird dadurch in der Drossel ein Hochspannungspuls induziert. In dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird der wesentliche Teil der Halbwellen der ersten Polarität zur Vorheizung der Lampe verwendet. Durch Unterbrechen des Heizstromkreises, solange noch ein Strom fließt, wird auf einfache Weise ein Hochspannungspuls zum Zünden der Lampe erzeugt. Die Schaltungsanordnung ist damit auch zum Zünden von Lampen geeignet, die eine höhere Zündspannung als die verfügbare Netzspannung aufweisen.

Um bei einer defekten Entladungslampe kontinuierliche Startversuche zu vermeiden, die zu einer Zerstörung der Schaltungsanordnung führen können, liegt es im Rahmen der Erfindung, im Logikteil ein Zeitglied vorzusehen, das mit dem Steuerelement verbunden ist und das bewirkt, daß das Steuerelement durch entsprechende Ansteuerung des Schalt­ elementes nach einer vorgebbaren Zeit den Heizstromkreis unterbricht. Auf diese Weise wird die Starterschaltung nach dieser vorgebbaren Zeit deaktiviert.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Schaltelement über einen Widerstand mit Nullpotential der Schaltung zu ver­ binden. Parallel zu dem Widerstand wird das Schaltelement mit der Basis eines Bipolartransistors verbunden. Der Emitter des Bipolartransistors ist dabei mit Nullpotential der Schaltung und der Kollektor des Bipolartransistors über einen Widerstand mit einem einer logischen 1 ent­ sprechenden Gleichspannungspegel verbunden. Der Wider­ stand, über den das Schaltelement mit Nullpotential der Schaltung verbunden ist, ist dabei so bemessen, daß der Bipolartransistor sperrt, wenn der Heizstrom durch den Widerstand unter eine vorgegebene Schwelle abfällt. Der Kollektor ist über ein invertierendes Element mit dem zweiten Eingang des RS-Flipflops verbunden. Dadurch wird der zweite Eingang des RS-Flipflops bei Unterschreiten der Schwellenstromstärke im Heizstromkreis mit einer logischen 0 beaufschlagt. Dadurch schaltet das RS-Flipflop am Aus­ gang auf 0 und sperrt das Schaltelement im Heizstromkreis.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Zeitglied ebenfalls mit dem zweiten Eingang des RS-Flipflops zu verbinden. Da­ bei wird anfangs eine logische 1 an den zweiten Eingang des RS-Flipflops angelegt und nach Überschreiten der vor­ gebbaren Zeit, eine logische 0.

Es liegt im Rahmen der Erfindung als Schaltelement einen Leistungstransistor zu verwenden. Dazu sind insbesondere ein Power-DMOS-Transistor oder ein IGB-Transistor ge­ eignet.

In einer anderen Ausführungsform ist das Schaltelement aus einem über das Gate abschaltbaren Thyristor sowie einem Ansteuerthyristor, der über einen invertierten Ausgang des Steuerelementes gesteuert wird, aufgebaut.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels und der Figur näher erläutert.

In der Figur ist eine Schaltungsanordnung zum Starten einer vorheizbaren Entladungslampe abgebildet.

Eine Entladungslampe LA, z. B. eine Leuchtstofflampe, ist über eine Drossel L1 und einen Schalter S1 mit einer Wechselspannungsquelle U_n verbunden. Die Wechselspannungs­ quelle U_n liefert eine Netzspannung von 230 V_eff. Die Elektroden der Entladungslampe LA sind als Heizwendeln H1 und H2 ausgebildet. Auf diese Weise kann die Lampe LA elektrisch über die Heizwendeln H1, H2 vorgeheizt werden.

Die Heizwendeln H1, H2 sind mit einem Leistungsteil ver­ bunden. Das Leistungsteil der Schaltung umfaßt eine Diode D3, einen Leistungstransistor TR1 und eine Diode D4, die in Serie verschaltet sind. Die Dioden D3 und D4 sind dabei in Durchlaßrichtung für die positiven Halbwellen gepolt. Als Diode D3 wird z. B. der Typ 1 N 4007 und als Diode D4 der Typ 1 N 4001 verwendet. Der Transistor TR1 ist z. B. ein LeistungsM0SFET von Typ BUZ80. Der Transistor TR1 stellt ein ansteuerbares Schaltelement dar, über das ein Heizstromkreis durch die Heizwendeln H1, H2 geschlossen werden kann.

Die Gateelektrode des Transistors TR1 wird von einem Logikteil der Schaltung angesteuert. Der Logikteil der. Schaltung umfaßt als Steuerelement ein RS-Flipflop, das aus zwei NAND-Gattern G2, G3 aufgebaut ist. Als Gatter werden dabei z. B. die Typen 4011 B verwendet. Der Ausgang des RS-Flipflops G2, G3 ist mit der Gate­ elektrode des Transistors TR1 verbunden. Der erste Eingang S ist über einen Widerstand R6 von z. B. 180 kOhm mit einem Gleichspannungspegel von z. B. 12 V verbunden. Der erste Eingang ist außerdem über einen Widerstand R5 und einen Widerstand R1 mit einem Anschluß der Lampe La ver­ bunden. Der Widerstand R1 hat einen Widerstand von z. B. 10 kOhm, der Widerstand R5 hat einen Widerstand von z. B. 4,7 MOhm. Die Widerstände R1, R5 und R6 bewirken, daß an dem ersten Eingang S ein Gleichspannungspegel, der als logische 0 erkannt wird, anliegt, wenn in der negativen Halbwelle die an der Entladungslampe LA anliegende Spannung eine Schwelle von z. B. -150 V unterschreitet. Der Wert für die Schwelle wird so festgelegt, daß er sicher zwischen der Brennspannung der Lampe LA, die z. B. 100 V beträgt, und der Netzspannung der Wechsel­ spannungsquelle U_N, der z. B. 230 V effektiv beträgt, liegt. Wird diese Schwelle nicht unterschritten so liegt am ersten Eingang S der Gleichspannungspegel entsprechend einer logischen 1 an.

Bei Unterschreiten der Schwelle von z. B. -150 V an der Lampe LA wird das RS-Flipflop G2, G3 durch Anlegen der logischen 0 an den ersten Eingang S eingeschaltet. Am Ausgang des RS-Flipflops G2, G3 erscheint eine logische 1, die bewirkt, daß der Transistor TR1 leitend wird. Damit ist der Heizstromkreis geschlossen. Während der nächsten positiven Halbwelle beginnt ein Heizstrom über die Diode D3, den Transistor TR1 und die Diode D4 zu fließen.

Parallel zu der Diode D4 ist ein Widerstand R2 geschaltet, der einen Widerstand von z. B. 1 Ohm bei einer Leistung der Lampe zwischen 36W und 60W und von 5 Ohm bei einer Leistung der Lampe unter 20 W aufweist. Parallel zu der Diode D4 und dem Widerstand R2 ist der Transistor TR1 mit der Basis eines Bipolartransistors TR2 verbunden. Als Bipolartransistor TR2 wird z. B. der Typ 2 N 3904 ver­ wendet. Der Emitter des Bipolartransistors TR2 ist mit Nullpotential verbunden. Der Kollektor des Bipolar­ transistors TR2 ist über einen Widerstand R3 mit einem Gleichspannungspegel von z. B. 12 Volt verbunden. Der Widerstand R3 hat z. B. 4,7 MOhm. Parallel zu dem Wider­ stand R3 ist der Kollektor mit dem Eingang eines inver­ tierenden Elementes G4 verbunden. Als invertierendes Element G4 wird z. B. ein NAND-Gatter des Typs 4011 B verwendet. Der Ausgang des invertierenden Elementes G4 ist über einen Kondensator C4 mit dem zweiten Eingang R des RS-Flipflops G2, G3 verbunden. Der Kondensator C4 hat z. B. eine Kapazität von einem nF.

Der Widerstand R2, über den der Transistor TR1 mit Null­ potential verbunden ist, wird so dimensioniert, daß der Bipolartransistor TR2, an dessen Basis der über den Wider­ stand R2 abfallende Spannungspegel anliegt, sperrt, sobald die Stromstärke im Heizstromkreis einen durch die Dimensionierung von R2 vorgebbaren Schwellenstrom unter­ schreitet. In dem vorliegenden Beispiel ist es ein Schwellenstrom von 0,5 A. Fällt der Spannungspegel an der Basis des Bipolartransistors TR2 unter 0,5 Volt, so sperrt der Bipolartransistor TR2 und das RS-Flipflop wird über das invertierende Element G4 am zweiten Eingang R mit einer logischen 0 beaufschlagt. Dadurch schaltet das RS- Flipflop ab. Damit wird über den ersten Transistor TR1 der Heizstromkreis unterbrochen.

Da der Heizstromkreis unterbrochen wird, solange noch ein Strom fließt - im vorliegenden Beispiel 0,5 A -, wird beim Unterbrechen des Heizstromkreises in der Drossel L1 ein Hochspannungsimpuls induziert. Dieser Hochspannungsimpuls liegt an den Elektroden der Lampe LA an und führt, falls die Entladungslampe LA schon genügend vorgeheizt ist, zum Zünden der Lampe.

Wenn die Lampe LA bei dem Zündversuch gezündet hat und brennt, liegt an der Lampe LA eine Brennspannung von 100 V an. Daher wird die Spannung von -150 V an der Lampe nicht mehr unterschritten. Damit kann am ersten Eingang S keine logische 0 mehr geschaltet werden. Der Heizstromkreis über den Transistor TR1 bleibt damit unterbrochen.

Sollte die Lampe LA bei dem Zündversuch nicht gezündet haben, liegt an der Lampe LA weiterhin die Netzspannung der Wechselspannungsquelle U_N an. Es wird bei Unter­ schreiten von -150 V an der Lampe auf den ersten Eingang des RS-Flipflops G2, G3 dann wieder eine logische 0 ge­ schaltet, die über den Ausgang des RS-Flipflops G2, G3 zum Schließen des Heizstromkreises führt.

Um kontinuierliche Startversuche zu vermeiden, falls die Lampe LA defekt ist, ist der zweite Eingang S mit einem Zeitglied verbunden. Das Zeitglied umfaßt einen Konden­ sator C3 der zwischen Nullpotential und einem Widerstand R7 geschaltet ist. Der Widerstand R7 ist mit seinem zweiten Anschluß an einen Gleichspannungspegel von z. B. 12 V angeschlossen. Der Widerstand R7 hat z. B. 10 MOhm. Der Kondensator C3 hat z. B. eine Kapazität von 47 nF.

Parallel zu dem Widerstand R7 ist der Kondensator C3 mit dem Eingang eines invertierenden Elementes G1 verbunden. Das invertierende Element G1 ist z. B. ein Gatter vom Typ 4011 B. Der Ausgang des invertierenden Elementes G1 ist über einen Widerstand R8 mit einem Gleichspannungs­ pegel von z. B. 12 V verbunden. Parallel dazu ist der Ausgang des invertierenden Elementes G1 über einen Wider­ stand R4 mit dem zweiten Eingang R des RS-Flipflops G2, G3 verbunden. Der Widerstand R8 hat z. B. 47 kOhm. Der Widerstand R8 entlädt den Kondensator C2 und damit den Kondensator C3 innerhalb von etwa 0,2 sec nach dem Ab­ schalten der Lampe. Dadurch ist ein Neustart der Lampe fast sofort möglich.

Der Widerstand R4 hat z. B. 4,7 MOhm. Nach Ablauf einer durch die Dimensionierung des Kondensators C3 und des Widerstands R7 vorgebbaren Zeit schaltet der Ausgang des invertierenden Elementes G1 auf eine logische 0. Damit wird über den zweiten Eingang R das RS-Flipflop G2, G3 abgeschaltet. Das RS-Flip-Flop G2, G3 kann zwar während jeder negativen Halbwelle wieder gesetzt werden, es wird jedoch sofort nach Abklingen der negativen Halbwelle, vor der positiven Halbwelle über R4 wieder resetted. Das bewirkt, daß kein Heizstrom eingeschaltet wird.

Parallel zu dem Widerstand R5 ist der Widerstand R1 mit einem Kondensator C1 verbunden. Der Kondensator C1 hat eine Kapazität von z. B. 47 nF und eine Spannungsfestig­ keit von z. B. 630 V. Der zweite Anschluß des Kondensators C1 ist mit einer Diode D1 verbunden. Die Diode D1 ist eine Zenerdiode z. B. vom Typ Z13. Die Diode D1 ist für die positive Halbwelle in Sperrichtung gepolt und mit dem zweiten Anschluß mit Nullpotential verbunden.

Parallel zu der Diode D1 ist der Kondensator C1 mit einer Diode D2 verbunden. Die Diode D2 ist für positive Halb­ wellen in Durchlaßrichtung gepolt. Die Diode D2 ist z. B. vom Typ 1 N 4148. Der zweite Anschluß der Diode D2 ist mit einem Kondensator C2 verbunden, dessen zweiter An­ schluß auf Nullpotential liegt. Der Kondensator C2 hat eine Kapazität von z. B. 4,7 µF und eine Spannungsfestig­ keit von 16 V. Der Kondensator C2 dient als Gleich­ spannungsquelle für den Logikteil. Bedingt durch die Dimensionierung der Diode D1 als Zenerdiode Z13 wird die Gleichspannungsquelle auf z. B. 12 V stabilisiert. Neben ihrer Funktion als strombegrenzende Elemente in der Strom­ versorgung der Schaltung dienen R1 und C1 auch als Low- Pass Filter, der Spannungsspitzen vom Eingang des Logik­ teils, d. h. R5, fernhält.

Abgesehen von der Wechselspannungsquelle U_N dem Schalter S1, der Drossel L1 und der Entladungslampe LA werden für diese Schaltungsanordnung 19 Bauteile benötigt. Die Schaltungsanordnung läßt sich platz- und kostensparend aufbauen. Sie paßt in ein herkömmliches Startergehäuse.

Mit der anhand der Figur beschriebenen Schaltungsanordnung wurde unter Verwendung einer handelsüblichen, verlustarmen Drossel mit z. B. 0,95 H und 25 Ohm eine Entladungslampe vom Typ Osram L 36 W/25, d. h. mit einer Leistung von 36 Watt und einem Durchmesser von 26 mm, ein Zeitabstand zwischen Einschalten des Schalters S1 und Brennen der Lampe von 70 ms gemessen. Das wird physiologisch als "sofort" wahrgenommen. D.h. die Lampe brennt "sofort".

Um die Zahl der Bauelemente und damit die Kosten zu re­ duzieren, ist es möglich, den Logikteil monolithisch zu integrieren. Bei einer solchen Lösung sind nur die Leistungsbauelemente und diejenigen Bauteile, die hohe Spannung führen, extern.

Bei einem Defekt der Lampe verhält sich der Starter folgendermaßen:

Besteht der Defekt der Lampe darin, daß eine Heizwendel durchgebrannt ist, so sind Spannung und Strom am Starter 0. Es passiert nichts.

Besteht der Defekt der Lampe darin, daß die Glühemission in Folge verbrannter Heizwendel oder einer Vergiftung der Gasfüllung nicht mehr funktioniert, so wird der Start zeitlich begrenzt.

Hat die Lampe Luft gezogen und ist leck, was 5% aller defekten Lampen betrifft, kann weiterhin ein Strom durch die Heizwendeln fließen. Auch bei Hochspannung isoliert die Lampe in diesem Fall jedoch zwischen den Elektroden vollständig. Bei jedem Startversuch wird die Drossel­ energie, die typischerweise (0,5 A)²×1H beträgt, im Transistor TR1 "verbraten". Die Schaltungsanordnung ist so ausgelegt, daß der Starter dieses aushält.

Claims (10)

1. Schaltungsanordnung zum Starten einer vorheizbaren Entla­ dungslampe,

• - bei der die Entladungslampe (LA) in Reihe mit einem strombe­ grenzenden Element (L1) geschaltet ist und mit einer Wech­ selspannungsquelle (U_N) verbunden ist,
• - bei der über einen Leistungsteil mit mindestens einem Gleich­ richterelement (D3) und einem steuerbaren Schaltelemente (TR1) ein Heizstromkreis zum Vorheizen der Entladungslampe (LA) beim Nulldurchgang der Halbwellen einer ersten Polarität geschlossen wird, solange die Lampe (LA) nicht brennt,
• - bei der das Schaltelemente (TR1) von einem Steuerelement (G2, G3) eines Logikteils angesteuert wird,
• - bei der, solange die Lampe (LA) nicht brennt, das Steuerele­ ment (G2, G3) aufgrund der an der Entladungslampe (LA) anlie­ genden Spannung während der Halbwellen einer zweiten, zur er­ sten entgegengesetzten Polarität das Schaltelement (TR1) so ansteuert, daß dieses leitend wird, dadurch gekennzeichnet,
• - daß das Steuerelement (G2, G3) ein aus zwei NAND-Gattern (G2 G3) aufgebautes RS-Flipflop umfaßt,
• - daß an den ersten Eingang (S) des RS-Flipflops eine logi­ sche 0 angelegt wird, wenn die an der Entladungslampe (LA) anliegende Spannung einen vorgegebenen Spannungswert, der zwischen der Brennspannung der Entladungslampe (LA) und der Nennspannung der Wechselspannungsquelle (U_N) liegt, während der Halbwelle der zweiten Polarität unterschreitet, so daß der Ausgang des RS-Flipflops (G2, G3) auf eine logische 1 schaltet, und
• - daß an dem ersten Eingang () des RS-Flipflops eine logi­ sche 1 anliegt, falls der vorgegebene Spannungswert nicht un­ terschritten wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der das strombegrenzende Element eine Drossel ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,

• - bei der der Logikteil mit dem Steuerelement (G2, G3) verbun­ dene Mittel (TR2) umfaßt, die ein Absinken der Stromstärke im Heizstromkreis beim Ausklingen der Halbwellen der ersten Po­ larität unter eine vorgebbare Schwelle erkennen,
• - bei der, wenn die Stromstärke unter die Schwelle absinkt, das Steuerelement (G2, G3) das Schaltelement (TR1) so ansteuert, daß der Heizstromkreis unterbrochen wird und daß in der Dros­ sel (L1) ein Hochspannungspuls induziert wird.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Logikteil ein Zeitglied (C3, R7) umfaßt, das mit dem Steuerelement (G2, G3) verbunden ist, so daß das Steuerele­ ment (G2, G3) durch entsprechende Ansteuerung des Schaltelemen­ tes (TR1) nach einer vorgebbaren Zeit den Heizstromkreis unter­ bricht.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die logischen Pegel am ersten Eingang (S) des RS- Flipflops (G2, G3) durch eine Pegelanpassung aus der an der Entladungslampe (LA) anliegenden Wechselspannung abgeleitet wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder Anspruch 5 in Ver­ bindung mit Anspruch 3,

• - bei der das Schaltelement (TR1) über einen Widerstand (R2) mit Nullpotential der Schaltung verbunden ist,
• - bei der das Schaltelement (TR1) parallel zu dem Widerstand (R2) mit der Basis eines Bipolartransistors (TR2) verbunden ist, dessen Emitter mit Nullpotential der Schaltung und des­ sen Kollektor über einen Widerstand (R3) mit einem einer lo­ gischen 1 entsprechenden Gleichspannungspegel verbunden ist,
• - bei der der Kollektor über ein invertierendes Element (G4) mit dem zweiten Eingang () des RS-Flipflops verbunden ist,
• - bei der über dem mit dem Schaltelement (TR1) in Reihe ge­ schalteten Widerstand (R2) bei Unterschreiten der Schwellen­ stromstärke im Heizstromkreis ein Spannungspegel abfällt, für den der Bipolartransistor (TR2) sperrt.

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der das Zeitglied (C3, R7) mit dem zweiten Eingang (R) des RS-Flipflops verbunden ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der als Gleichspannungsversorgung für den Logikteil ein Kondensator (C2) verwendet wird, der über eine Diode (D2) wäh­ rend der ansteigenden Flanken aufgeladen wird und der durch ei­ ne parallel geschaltete Zehnerdiode (D1) auf einem vorgebbaren Gleichspannungspegel gehalten wird.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der als Schaltelement (TR1) ein Leistungs-MOSFET verwendet wird, dessen Gate von dem Steuerelement (G2, G3) angesteuert wird und der mit einer die Halbwelle der ersten Polarität durchlassenden Diode (D3) in Reihe geschaltet ist.

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der als Schaltelement (TR1) ein über das Gate abschaltbarer Thyristor sowie ein Ansteuerthyristor der über einen invertier­ ten Ausgang des Steuerelementes (G2, G3) gesteuert wird, ver­ wendet wird.