-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zum Zünden
und Betreiben einer Lampe, welche aufweist:
- – Stromanschlussstellen
zum Anschluss an eine Versorgungsspannungsquelle,
- – einen
Piezotransformator, welcher mit zwei Eingangsanschlüssen und
zwei Ausgangsanschlüssen
ausgestattet ist,
- – einen
Oszillator, gekoppelt mit den Stromanschlussstellen und den Eingangsanschlüssen des
Piezotransformators, zur Erzeugung einer periodischen Spannung,
- – einen
Laststromkreis, welcher mit Anschlüssen zum Lampenanschluss ausgestattet
und zwischen den Ausgangsanschlüssen
des Piezotransformators geschaltet ist.
-
Eine
Schaltungsanordnung dieser Art ist aus
EP 0 665 600 bekannt. Der Piezotransformator
ist nur sehr klein, so dass die bekannte Schaltungsanordnung zum
Beispiel zur Verwendung in einem Flachbildschirm äußerst geeignet
ist. Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird sowohl die Zündspannung
als auch die bei stationärem
Betrieb an der Lampe anliegende Spannung durch den Piezotransformator
erzeugt. In der Praxis heißt
das, dass die Schaltungsanordnung nur in Verbindung mit Lampen verwendet
werden kann, welche eine relativ niedrige Zündspannung aufweisen, während bei
stationärem Betrieb
eine relativ hohe Spannung an der Lampe anliegt. Die möglichen
Verwendungszwecke der bekannten Schaltungsanordnung sind daher begrenzt. In
der Praxis können
mit Hilfe der bekannten Schaltungsanordnung nur Niederdruckentladungslampen gezündet und
betrieben werden. Hochdruckentladungslampen sind jedoch durch eine
sehr hohe Zündspannung
gekennzeichnet, während
die an der Lampe bei stationärem
Betrieb anliegende Spannung verhältnismäßig niedrig
ist. Schaltungsanordnungen zum Zünden
und Betreiben von Hochdruckentladungslampen sind typischerweise
entweder mit einem Zündelement
in Reihen- oder
Parallelschaltung ausgestattet, um einen Zündimpuls mit einer relativ
hohen Spannung zu erzeugen. Diese Zündelemente sind gewöhnlich voluminös, wodurch
die Größe und die
Kosten der Schaltungsanordnung erhöht werden. Bei einem Reihenzündelement
ist das Zündelement
mit der Lampe in Reihe geschaltet, so dass zumindest ein Teil des
Reihen zündelements
nicht nur während
der Zündung,
sondern auch nach Zündung der
Lampe während
des stationären
Betriebs Strom führt,
was zu Leistungsverlust und daher zu einer relativ geringen Leistungsfähigkeit
der Schaltungsanordnung führt.
Wird dagegen von einem Zündelement
in Parallelschaltung (parallel zu der Lampe angeordnet) Gebrauch
gemacht, muss ein Teil der Schaltungsanordnung mit Hilfe eines Filters
gegen den Zündimpuls
geschützt
werden. Dieses Filter wirkt jedoch nicht nur während der Zündung, sondern führt auch
bei stationärem
Betrieb Strom und verringert daher die Leistungsfähigkeit
der Schaltungsanordnung.
-
Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum
Zünden
und Betreiben einer Lampe vorzusehen, welche einen Piezotransformator
aufweist und daher relativ klein und einfach sein kann und welche
zudem Lampen mit einer Zündspannung
betreiben kann, welche sich wesentlich von der an der Lampe während des
stationären
Betriebs anliegenden Spannung unterscheidet, wobei die Schaltungsanordnung
ebenfalls keine voluminösen
Bauelemente aufweist, die bei stationärem Betrieb Leistung abführen.
-
Eine
Schaltungsanordnung, wie eingangs erwähnt, ist daher erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung weiterhin ein, zwischen
den Ausgangsanschlüssen
des Piezotransformators geschaltetes Zündelement aufweist, um während der
Zündung
eine Gleichspannung mit einer Amplitude, welche höher als
die Amplitude der zwischen den Ausgangsanschlüssen des Piezotransformators
bei stationärem
Betrieb anliegenden Spannung ist, zu erzeugen.
-
Während der
Zündung
wirkt die Sekundärseite
des Piezotransformators als Kondensator, welcher durch das Zündelement
auf eine Gleichspannung mit einer Amplitude, die höher als
diese der zwischen den Ausgangsanschlüssen des Piezotransformators
bei stationärem
Lampenbetrieb anliegenden Spannung ist, geladen wird. Die an die
Schaltungsanordnung angeschlossene Lampe wird mit Hilfe dieser Gleichspannung
gezündet.
Nach Zünden
der Lampe wird das Zündelement
deaktiviert, und der stationäre
Betrieb der Lampe beginnt. Während
dieses stationären
Betriebs wird durch den Oszillator eine periodische Spannung erzeugt
und durch den Piezotransformator verstärkt. Die verstärkte, periodische
Spannung liegt an dem zwischen den Ausgangsanschlüssen des
Piezotransformators geschalteten Laststromkreis an. Da die Lampe
durch eine Gleichspannung gezündet
wird, kann das Zündelement
relativ einfach ausgeführt
sein und muss keine Teile aufweisen, welche während des stationären Betriebs
eine verhältnismäßig große Menge
Leistung abführen.
-
Ferner
muss die Schaltungsanordnung kein Filter aufweisen. Eine Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung
kann relativ klein sein, kann bei einer großen Leistungsfähigkeit
arbeiten und kann Lampen zünden
und betreiben, welche eine relativ hohe Zündspannung aufweisen, während die
an der Lampe bei stationärem
Betrieb anliegende Spannung wesentlich niedriger ist.
-
Gute
Ergebnisse wurden bei Ausführungsbeispielen
einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung
erreicht, bei welchen das Zündelement
einen Spannungsvervielfacher aufweist. Vorzugsweise können der
Oszillator und der Piezotransformator einen Teil des Zündelements
darstellen.
-
Gute
Ergebnisse wurden ebenfalls bei Ausführungsbeispielen einer Schaltungsanordnung
gemäß der Erfindung
erreicht, bei welchen der Piezotransformator durch einen solchen
vom Typ Rosen dargestellt ist.
-
Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt:
-
1 – eine schematische
Darstellung eines Ausführungsbeispiels
einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung
zusammen mit einer angeschlossenen Entladungslampe.
-
In 1 stellen
A1 und A2 Stromanschlussstellen zum Anschluss an eine Versorgungsspannungsquelle
dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel muss
es sich bei der Versorgungsspannungsquelle um eine Gleichspannungsquelle
handeln. Die Stromanschlussstellen A1 und A2 sind durch eine Reihenschaltung
von zwei Schaltelementen 30 und 32 verbunden.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind die Schaltelemente durch Bipolartransistoren dargestellt. SC
ist ein Steuerstromkreis, um die Schaltelemente 30 und 32 abwechselnd
leitend und nicht leitend zu machen. Jeweilige Ausgangsanschlüsse des
Steuerstromkreises SC sind jeweils mit den Basiselektroden von Schaltelement 20 und
Schaltelement 32 verbunden. Die Schaltelemente 30 und 32 und
Steuerstromkreis SC bilden zusammen einen Oszillator zur Erzeugung
einer periodischen Spannung, welche bei Betrieb an einem gemeinsamen
Anschluss der Schaltelemente 30 und 32 anliegt. 18 stellt
einen Piezotransformator vom Typ Rosen dar. 38 und 40 sind Elektroden
des Piezotransformators, welche die Funktion von Eingangsanschlüssen erfüllen. Elektrode 40 wirkt
ebenfalls als erster Ausgangsanschluss des Piezotransformators.
Ein zweiter Ausgangsanschluss des Piezotransformators wird durch
Elektrode 44 desselben gebildet. Ein gemeinsamer Anschluss
der Schaltelemente 30 und 32 ist mit Eingangsanschluss 38 des
Piezotransformators verbunden. Eingangsanschluss 40 des
Piezotransformators ist mit der Stromanschlussstelle A2 verbunden.
Die Eingangsanschlüsse 38 und 40 des
Piezotransformators sind ebenfalls mit jeweiligen Eingangsanschlüssen eines
Spannungsvervielfachers verbunden, welcher durch die Kondensatoren
C5–C9
und die Dioden D4–D8
gebildet wird. Der Oszillator und der Spannungsvervielfacher bilden
zusammen ein Zündelement.
Ein Ausgangsanschluss des Spannungsvervielfachers ist über einen
Schalter S an Elektrode 44 gekoppelt. CC stellt einen Steuerstromkreis
dar, um den leitenden Zustand von Schalter S zu steuern. Zu diesem
Zweck ist ein Ausgangsanschluss des Steuerstromkreises CC an Schalter
S gekoppelt. Diese Kopplung ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Die Ausgangsanschlüsse 44 und 40 des
Piezotransformators sind über
eine Reihenschaltung von Anschluss 48 zum Lampenanschluss,
Lampe 20, Anschluss 46 zum Lampenanschluss und
den ohmschen Widerstand 22 verbunden. Bei Betrieb wirkt
der ohmsche Widerstand 22 als Sensor und ist mit einem
Eingangsanschluss des Steuerstromkreises CC verbunden. Diese Kopplung
ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
-
Der
Betrieb der Schaltungsanordnung ist in 1 dargestellt.
-
Bei
Anschluss einer Versorgungsspannungsquelle an die Stromanschlussstellen
A1 und A2 macht der Steuerstromkreis SC die Schaltelemente 30 und 32 bei
einer Frequenz f abwechselnd leitend und nicht leitend. Infolgedessen
liegt zwischen den Eingangsanschlüssen 38 und 40 des
Piezotransformators 18 eine periodische Spannung mit einer
Frequenz f an. Der Piezotransformator verstärkt diese periodische Spannung.
Da die Eingangsanschlüsse ebenfalls
mit jeweiligen Eingangsanschlüssen
des Spannungsvervielfachers verbunden sind, erzeugt der Spannungsvervielfacher
eine Gleichspannung mit einer Amplitude, welche der Maximalamplitude der
periodischen Spannung, multipliziert mit dem Multiplikationsfaktor
des Spannungsvervielfachers, in etwa entspricht. Unmittelbar nachdem
die Schaltungsanordnung in Betriebsbereitsschaft versetzt wurde,
sind die Lampe 20 und daher auch der Sensor 20 nicht
stromführend.
Folglich ist die Spannung an dem Sensor Null, und der Steuerstromkreis
CC macht in Reaktion darauf den Schalter S leitend. Infolgedessen
liegt die Summe der von dem Spannungsvervielfacher erzeugten Gleichspannung
und der von dem Piezotransformator erzeugten, verstärkten, periodischen
Spannung zwischen den Ausgangsanschlüssen des Piezotransformators
an. Die Sekundärspannung
des Piezotransformators wirkt als Kondensator, an welchem diese
Spannung anliegt. Die Lampe 20 wird durch diese Spannung
gezündet.
Bei Zündung
führen
sowohl die Lampe 20 als auch der ohmsche Widerstand 22 Strom,
so dass an dem ohmschen Widerstand 22 eine Spannung anliegt.
In Reaktion darauf macht der Steuerstromkreis CC Schalter S nicht
leitend, so dass die von dem Spannungsvervielfacher erzeugte Gleichspannung zwischen
den Ausgangsanschlüssen
des Piezotransformators nicht mehr anliegt. Nach Nichtleitendmachung
von Schalter S liegt jedoch das verstärkte, periodische Signal zwischen
diesen Ausgangsanschlüssen
an und speist die Lampe 20 während des stationären Betriebs.
-
Es
sei erwähnt,
dass in Ausführungsbeispielen,
in welchen die Gleichspannung ohne Verwendung des Oszillators erzeugt
wird, der Oszillator bis nach Zündung
der Lampe inaktiv bleiben kann. In diesem Fall liegt lediglich die
von dem Zündelement erzeugte
Gleichspannung während
der Zündung
zwischen den Ausgangsanschlüssen
des Piezotransformators an.