DE4406534C2

DE4406534C2 - Zündgerät für Kaltstartentladungslampen

Info

Publication number: DE4406534C2
Application number: DE4406534A
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr Ruchholz
Original assignee: Tridonic Bauelemente GmbH
Current assignee: Tridonic GmbH and Co KG
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2014-03-01
Also published as: DE4406534A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Zündgerät für Kaltstartentladungslampen.

Nach dem Buch "Betriebsgeräte und Schaltungen für elektrische Lampen" von C. H. Sturm/E. Klein Verlag Siemens AG, 6. Auflage, 1992, S. 193-195, sind verschiedene Zündgeräte für Halogen-Metalldampf-Hochdrucklampen bekannt. Das einfachste Zündgerät (Bild 4.17 auf S. 193) enthält als wesentliche Schaltelemente lediglich eine Drossel, einen Stoßkondensator und einen Zündschalter. Beim Durchschalten des Zündschalters wird der Stoßkondensator etwa auf das doppelte des Scheitelwertes der Netz-Versorgungsspannung aufgeladen. Für den Fall, daß die Zündspannung nicht ausreichen sollte, wird ein weiteres Zündgerät (Bild 4.20 auf S. 194) empfohlen, das zusätzlich einen Impulstransformator enthält, der die Zündspannung hochtransformiert. Ein ähnliches Zündgerät ist in der DE 42 36 403 A1 beschrieben. In dem genannten Buch von C. H. Sturm/E. Klein wird ferner vorgeschlagen (S. 194, Bild 4.19), eine angezapfte Drossel zu verwenden, die auch die Funktion des Impulstransformators übernimmt. Wenn sich der Stoßkondensator beim Einschalten des Zündgerätes auflädt, so schaltet der Zündschalter automatisch beim Erreichen einer kritischen Spannung durch, mit der Folge, daß der eingangsseitige Teil der Drossel mit dem Stoßkondensator einen Schwingkreis bildet, wodurch eine Schwingung erzeugt wird, die von der als Spartransformator funktionierenden Drossel hochtransformiert wird. Die hochtransformierte Spannung wird über einen Kompensationskondensator an die Lampe gelegt, die dann zündet.

Für Zündgeräte der vorstehend beschriebenen Art besteht naturgemäß die Tendenz, diese möglichst klein zu gestalten. Das bedeutet, daß die Bauelemente, insbesondere die Drossel leistungsmäßig so klein wie möglich ausgelegt werden müßten. Dies aber bringt die Gefahr mit sich, daß es bei einer beispielsweise durch mehrere vergebliche Zündversuche bedingten Überhitzung der Elemente leicht zu deren Zerstörung kommen kann. Letzteres gilt insbesondere für die Drossel.

In dem oben erwähnten Buch von Sturm wird auf Seite 201 ein Vorschaltgerät mit einem thermischen Schutz vorgeschlagen. Dazu soll eine Thermosicherung oder ein Schalter bwz. ein PTC-Widerstand eingesetzt werden, der bei zu hohen Temperaturen den Strom unterbrechen bzw. hochohmig machen kann. Diese Schutzbauelemente sollen einen guten Wärmekontakt zu der Drosselwicklung haben, da ein großer Wärmewiderstand zwischen Schutzbauelement und Wicklung bei schnellem Temperaturanstieg ein hohes Überschwingen der Wicklungstemperatur bewirkt.

Es sei noch erwähnt, daß nach der DE 25 16 638 B2 und DE 39 11 758 A1 Vorschaltgeräte für Leuchtstofflampen mit vorheizbaren Elektroden bekannt sind, die jedoch weder einen Stoßkondensator noch einen Ladewiderstand aufweisen. Bei der DE 25 16 638 B2 ist zum Schutz gegen Überhitzung und Zerstörung von Bauelementen ein normalerweise geschlossener temperaturempfindlicher Schalter vorgesehen, der oberhalb eines vorbestimmten Temperaturwertes öffnet. Während der Zündphase ist dieser temperaturempfindliche Schalter in Serie mit der Drossel geschaltet. Parallel zum temperaturempfindlichen Schalter ist ein mit diesem thermisch gekoppelter Haltewiderstand geschaltet. Durch diesen Haltewiderstand wird sichergestellt, daß der temperaturempfindliche Schalter erst dann wieder schließt, wenn der zur Auslösung führende Fehler behoben ist. Bei der DE 39 11 758 A1 ist die Drossel thermisch mit einem temperaturempfindlichen Schalter gekoppelt. Wenn sich die Drossel erhitzt, öffnet der Schalter, wodurch der Strom durch die Drossel unterbrochen wird. Nachdem sich dieser abgekühlt hat, schließt der Schalter wieder usw.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zündgerät für eine Kaltstart- Entladungslampe zu schaffen, das eine Erhitzung der Drossel möglichst bereits im Vorfeld der Erwärmung vermeidet und bei einer Fehlfunktion gewährleistet, daß der Schutz bis zu dessen Behebung beibehalten wird.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Mermale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird folgendes erreicht:

Wenn sich die Drossel beispielsweise infolge einer Serie von erfolglosen Startversuchen zu erhitzen droht, wird bereits der mit dem Stoßkondensator in Serie liegende Ladewiderstand vorher so stark erwärmt, daß er infolge seiner thermischen Kopplung mit dem temperaturempfindlichen Schalter letzteren veranlaßt, sich zu öffnen. Es fließt dann weiterhin Strom über den Haltewiderstand. Allerdings ist der durch den Haltewiderstand fließende Strom durch entsprechende Dimensionierung des Haltewiderstandes so stark begrenzt, daß er keine weitere Erhitzung der Drossel und der übrigen Bauelemente verursachen kann; die bereits erfolgte Erhitzung nimmt vielmehr ab. Der Haltewiderstand selbst erhitzt sich jedoch durch den durch ihn hindurchfließenden Strom so stark, daß er den temperaturempfindlichen Schalter offenhält, und zwar so lange, bis das Zündgerät vom Netz abgetrennt wird und auch durch den Haltewiderstand kein Strom mehr fließen kann. Auf diese Weise wird ein unerwünschtes wiederholtes Öffnen und Schließen des temperaturempfindlichen Schalters bei Überlastung oder einem Defekt vermieden. Vorteilhafterweise ist der temperaturempfindliche Schalter gemäß Anspruch 2 auch mit der Drossel thermisch gekoppelt, so daß die Erwärmung des temperaturempfindlichen Schalters bei der an sich zu vermeidenden Erhitzung der Drossel noch verstärkt wird, mit der Folge, daß der Schalter schneller anspricht. Der temperaturempfindliche Schalter kann dazu direkt auf der Drossel montiert sein.

Falls die Temperaturkopplung zwischen dem thermoempfindlichen Schalter und der Drossel nicht ausreichend oder nicht möglich ist, besteht gemäß Anspruch 3 auch die Möglichkeit, in Serie mit der Drossel einen Vorwiderstand zu schalten, der mit dem temperaturempfindlichen Schalter thermisch gekoppelt ist. Da der Drosselstrom auch durch den Vorwiderstand fließt, führt ein überhöhter Drosselstrom auch zur Erhitzung des Vorwiderstandes, mit der Folge, daß dieser ein Öffnen des temperaturempfindlichen Schalters bewirkt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 4 und 5.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündgerätes,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Drossel mit abgenommenen Endkappen,

Fig. 3 eine Ansicht A der Drossel aus Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht B der Drossel aus Fig. 2, wobei eine Endkappe abgenommen und die andere Endkappe aufgesetzt ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Zündgerät 1 weist zwei Eingangsklemmen 5 und 6 und zwei Ausgangsklemmen 7 und 8 auf. Die Eingangsklemmen 5 und 6 sind an das Wechselstromnetz 3 angeschlossen, das eine Netzkapazität 4 hat. An die Ausgangsklemmen 7 und 8 ist eine Hochdruckmetalldampf-Entladungslampe 2 angeschlossen.

Das Zündgerät enthält eine Drossel 9 mit Endanschlüssen 10 und 12 sowie einer Anzapfung 11. Zwischen dem Netzanschluß 5 und dem netzseitigen Anschluß 10 der Drossel 9 liegt eine Serienschaltung aus einem temperaturempfindlichen Schalter 14 und einem Vorwiderstand 19. Der temperaturempfindliche Schalter 14 ist beipielsweise ein Bimetallschalter. Parallel zu der letztgenannten Serienschaltung liegt ein Haltewiderstand 15. Der lampenseitige Anschluß 12 der Drossel 9 ist über einen Stoßkondensator 13 mit dem einen Anschluß eines Zündschalters 29 verbunden. Der andere Anschluß des Zündschalters 29 liegt an der Drosselanzapfung 11. Der Anschluß 17 ist mit dem einen Ende eines Ladewiderstandes 16 verbunden, dessen anderes Ende an Masse liegt. Auch der Eingangsanschluß 6 und der Ausgangsanschluß 8 sind mit Masse verbunden.

Der temperaturempfindliche Schalter 14 ist thermisch mit den Widerständen 15, 16 und 19 sowie mit der Drossel 9 gekoppelt.

Die Schaltung funktioniert wie folgt:

Wenn das Zündgerät 1 an das Netz angeschaltet wird, so ist der Schalter 14 zunächst geschlossen. Der Stoßkondensator 13 kann sich über den Ladewiderstand 16 aufladen. An dem Zündschalter 29, der normalerweise ein Triac oder ein Sidac ist, tritt eine Spannung auf. Wenn die Spannung einen kritischen Wert überschreitet, schaltet der Zündschalter 19 durch. Dadurch bildet der lampenseitige Teil der Drossel mit dem Stoßkondensator 13 einen Schwingkreis, in dem eine Schwingung entsteht, die durch die als Spartransformator geschaltete Drossel 9 hochtransformiert wird. Die hochtransformierte Spannung wird von der einen Seite der Drossel an den Anschluß 7 der Lampe 2 übertragen und andererseits über die Netzkapazität 4 an den Anschluß 8. Dadurch kann die Lampe zünden.

Wenn die Lampe nicht zündet, erhitzen sich die Drossel, der Vorwiderstand 19 und der Ladewiderstand 16. Dadurch wird der temperaturempfindliche Schalter 14 geöffnet. Es fließt dann nur noch Strom über den Haltewiderstand 15, wodurch letzterer erhitzt wird und den Schalter 14 offenhält.

Der temperaturempfindliche Schalter 14 schließt sich erst wieder bei Abkühlung der mit ihm thermisch gekoppelten Elemente, was in der Regel erst nach Abschalten des Zündgerätes 1 vom Netz der Fall ist.

In den Fig. 2 bis 4 ist eine übliche Drossel 9 für ein Zündgerät in drei verschiedenen Ansichten gezeigt, die Wicklung ist mit 21 und der Eisenkern mit 20 bezeichnet. Der aus dem Eisenkern 20 herausschauende Spulenkopf weist Kunststoffkammern 22 auf, die zur Aufnahme von Klemmelementen für die Wicklungsenden dienen. Die Kunststoffkammern werden verschlossen, wenn Endkappen 23, 24 auf die aus dem Eisenkern hervorschauenden Spulenkopf-Enden aufgeschoben werden. Wie man Fig. 2 entnehmen kann, können die Bauelemente des Zündgerätes insbesondere der temperaturempfindliche Schalter 14 an der Stelle der Kunststoffkammern 22 angebracht werden, wozu deren Wände teilweise entfernt werden müssen.

Claims

1. Zündgerät (1) für Kaltstart-Entladungslampen, das an eine Wechselstromquelle, insbesondere an das Wechselstromnetz (3) anzuschließen ist, und eine Drossel (9), einen Zündschalter (29) sowie einen Stoßkondensator (13) aufweist, die so miteinander verbunden sind, daß beim Schließen des normalerweise offenen Zündschalters (29) durch Entladen des Stoßkondensators (13) ein zum Zünden der Entladungslampe (2) ausreichender Spannungsstoß entsteht, wobei in Serie mit der Drossel (9) die Parallelschaltung aus einem normalerweise geschlossenen temperaturempfindlichen Schalter (14) und einem mit diesem thermisch gekoppelten Haltewiderstand (15) geschaltet ist, wobei der temperaturempfindliche Schalter (14) oberhalb eines vorbestimmten Übertemperaturwertes öffnet und wobei in Serie mit dem Stoßkondensator (13) ein mit dem temperatur empfindlichen Schalter (14) thermisch gekoppelter Ladewiderstand (16) geschaltet ist.

2. Zündgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Schalter (14) mit der Drossel (9) thermisch gekoppelt ist.

3. Zündgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Serie mit der Drossel (9) ein Vorwiderstand (19) geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Schalter (14) auch mit dem Vorwiderstand (19) thermisch gekoppelt ist.

4. Zündgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (9) angezapft und als Spartransformator so geschaltet ist, daß ein Teil von ihr mit dem Stoßkondensator (13) einen Schwingkreis bildet, und daß der beim Öffnen des Zündschalters (29) entstehende Spannungsstoß hochtransformiert wird.

5. Zündgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturempfindliche Schalter (14) und/oder der Haltewiderstand (15) und/oder der Ladewiderstand (16) und/oder der Vorwiderstand (19) direkt auf der die Drossel (9) bildenden Spule angebracht sind.