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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom
Lichtkolben-Typ zur Zündung
einer Licht emittierenden Leuchtstoffröhre unter Verwendung einer elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung
vom Hochfrequenzinverter-Typ.
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BESCHREIBUNG DES STANDES
DER TECHNIK
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In den zurückliegenden Jahren erhielt
eine steigende Anzahl von Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtungen eine elektronische
Zündungsschaltungsanordnung
vom Hochfrequenzinverter-Typ anstelle eines konventionell benutzten
Kupfer-Eisenstabilisators,
weil das Energiesparen immer wichtiger wird. Speziell für eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ als eine Energiespar-Lichtquelle, welche einen
Lichtkolben ersetzt, ist die Verwendung dieses Typs von elektronischer
Zündungsschaltungsanordnung üblicher
geworden, um eine Lampe zu verwirklichen, welche eine höhere Lampeneffektivität oder Lichtemissionseffektivität besitzt.
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Um die Lampeneffektivität der elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung
für eine Leuchtstofflampe
vom Lichtkolben-Typ zu verbessern, gab es einen Ansatz, die Schaltungsumwandlungseffizienz
der elektronischen Zündschaltungsanordnung
zu verbessern. Im Ergebnis wurde die Schaltungsumwandlungseffizienz,
welche etwa 80 % war, auf ein Maximum von ungefähr 92 % gesteigert. Dies konnte
durch die Einführung
eines Serieninverterschaltungssystems in einer elektronischen Zündungsschaltungsanordnung
oder durch die Verwendung eines MOS-FeId-Emissions-Leistungstransistor als eine
elektronische Komponente realisiert werden. Der Wert von ungefähr 92 %
ist fast der maximal mögliche
Wert für
die Schaltungsumwandlungseffizienz. Um die Lampeneffizienz weiter
zu steigern, wird eine davon verschiedene neue Technik, z. B. eine Technik
zur Reduzierung eines Leistungsverlusts, welcher durch Wärmeerzeugung
in einer Elektroden-Faden-Spule in der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre verursacht
wird, verlangt.
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4 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Grundaufbau einer konventionellen elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung
119 vom Hochfrequenzinvertertyp zeigt (im Folgenden vereinfacht
als "elektronische
Zündungsschaltungsanordnung 119" bezeichnet). Die
elektronische Zündungsschaltungsanordnung 119 umfasst
eine Inverterschaltungssektion 125, welche durch eine kommerzielle
Spannungsversorgung 113 betrieben wird. Die Inverterschaltungssektion 125 zündet eine
Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120.
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Die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 umfasst
ein Paar Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122.
Die Elektroden-Faden-Spule 121 umfasst Anschlüsse 121A und 121B,
und die Elektroden-Faden-Spule 122 umfasst Anschlüsse 122A und 122B. Die
Anschlüsse 121A und 122A sind
zur Beaufschlagung der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 mit
einem elektrischen Strome näher
an der Stromversorgung 113 als die Anschlüsse 121B und 122B angeordnet.
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Der Anschluss 122A der Elektroden-Faden-Spule 122 ist
direkt mit der Inverterschaltungssektion 125 verbunden.
Der Anschluss 121A der Elektroden-Faden-Spule 121 ist über einen
Induktor 124, welcher zur Kontrolle des elektrischen Stroms vorgesehen
ist, mit der Inverterschaltungssektion 125 verbunden. Der
Induktor 124 ist in Serie zum Anschluss 121A geschaltet.
Die Anschlüsse 121B und 122B der
Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 sind jeweils über einen
Kondensator 123 miteinander verbunden. Der Kondensator 123 und
der Induktor 124 bilden einen Schwingkreis. In 4 wird die Induktivität des Induktors 124 durch "L" repräsentiert und die Kapazität des Kondensators 123 ist
durch "Cs" repräsentiert.
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Die herkömmliche elektronische Zündschaltungsanordnung 119 dient
zum Starten und somit zum Verbringen einer Leuchtstofflampe in einen
konstanten Leuchtzustand unter Verwendung eines Heiß-Katoden-Startersystems.
Dies wird unten beschrieben werden.
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Vor dem Starten der Lampe verursacht
die Inverterschaltungssektion 125 einen elektrischen Strom,
welcher zu den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 der
Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 durch
den Kondensator 123 fließt, um die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 vorzuheizen
und so die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 dazu
zu bringen, eine ausreichende Menge vom Thermo-Elektronen auszusenden. Der Kondensator 123 ist
parallel zu der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 geschaltet.
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Wenn der elektrische Vorheizstrom
an die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 angelegt wird,
liegt eine Starterspannung zwischen den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 innerhalb
von ungefähr
einer Sekunde an, und somit wird die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 gestartet.
Die Startspannung korrespondiert mit einer Resonanzspannung des
Schwingkreises, welcher den Kondensator 123 und die Spule 124 enthält.
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Die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 gelangt
nach dem Startvorgang in einen konstanten Leuchtstatus. In diesem
Status fließt
der elektrische Strom immer noch durch den Kondensator 123 zu den
Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122, so dass in
den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 Wärme erzeugt
wird.
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Wie oben beschrieben, verwirklicht
die konventionelle elektronische Zündschaltungsanordnung 119 den
konstanten Leuchtstatus der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 nach
dem Vorheizen der Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 und
dann das Starten der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120. Nachdem
die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 in den konstanten
Leuchtstatus gegangen ist, ist der elektrische Strom zur Heizung
der Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 grundsätzlich unnötig. Da jedoch
ein elektrischer Strom erforderlich ist, um die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 mit
der konventionellen Methode vorzuheizen, fließt der elektrische Strom unausweichlich
auch, nachdem die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 in
den konstanten Leuchtstatus gegangen ist und generiert deshalb Wärme in den
Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122. Diese Wärmeentwicklung
verursacht einen Leistungsverlust.
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In einer üblicherweise verwendeten Leuchtstofflampe
vom Lichtkolben-Typ (z. B. ein 14 Watt oder 25 Watt Lichtkolben),
welche einen Lichtfluss entsprechend dem einer üblichen 60 Watt oder 100 Watt
Lichtkolbenlampe hat, beträgt
der Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeentwicklung verursacht ist,
0,4 Watt bis 0,5 Watt pro Elektroden-Faden-Spule. In der Licht emittierenden
Leuchtstoffröhre 120 ist
der Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeentwicklung verursacht wird,
0,8 Watt bis 1,0 Watt pro Elektroden-Faden-Spule. Diese Werte sind nicht
vernachlässigbar.
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Die 5A bis 5C zeigen bekannte elektronische
Zündschaltungsanordnungen
zur Reduktion eines solchen Leistungsverlusts, welcher durch die Wärmeentwicklung
in einer Elektroden-Faden-Spule während der Konstantleuchtphase
der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 verursacht
wird. Gleiche Elemente wie die in 4 besitzen
identische Bezugszeichen.
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Eine elektronische Zündungsschaltungsanordnung 119A,
welche in 5A gezeigt
ist, setzt ein so genanntes Kaltkatoden-Startersystem ein. Die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 der
Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 sind
jeweils durch Leitungen 126 und 127 kurzgeschlossen.
Die Leitungen 126 und 127 sind jeweils parallel
zu den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 geschaltet. Die
Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 wird
im Kaltkatoden-Status ohne emittierende Thermo-Elektronen gestartet.
Wegen solch eines Aufbaus ist der Leistungsverlust, welcher durch
die Wärmeerzeugung
in den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 erzeugt
wird, reduziert.
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Eine elektronische Zündungsschaltungsanordnung 119B,
welche in 5B gezeigt
ist, ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 10-109686 offenbart.
Dioden 128 und 129 sind jeweils parallel zu den
Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 der Licht emittierenden
Leuchtstoffröhre 120 geschaltet.
Wegen dieses Aufbaus ist die Menge des elektrischen Stroms, welcher
durch jede der Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 fließt, reduziert
auf die Hälfte.
Deswegen ist der Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeerzeugung
verursacht wird, auch um etwa die Hälfte reduziert.
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Eine elektronische Zündungsschaltungsanordnung 119C,
welche in 5C gezeigt
ist, ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-13186 offenbart.
Die Kondensatoren 131 und 132 sind jeweils parallel
zu den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 der
Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 geschaltet.
Der Kondensator 131 verzweigt den elektrischen Strom in
dem Kondensator 131, und die Elektroden-Faden-Spule 121 und
der Kondensator 132 verzweigen den elektrischen Strom in
den Kondensator 132 und die Elektroden-Faden-Spule 122.
Wegen dieses Aufbaus wird auch die Menge des elektrischen Stromes,
welcher durch jede der Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 fließt, reduziert. Deswegen
ist der Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeerzeugung verursacht ist,
ebenfalls reduziert.
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Leuchtstofflampen sollen nun in Häusern verwendet
werden können,
was ein sehr wichtiger Verwendungsbereich von Lichtkolben ist zusätzlich zu
Kaufhäusern,
Restaurants, Hotels und anderen Geschäftsniederlassungen, bei denen
Leuchtstofflampen hauptsächlich
benutzt werden. Generell verflüchtigt
sich in Leuchtstofflampen eine Elektronen abstrahlende Substanz,
welche die Elektroden-Faden-Spulen
füllt,
zum Zeitpunkt des Startens der Lampe etwas. Dementsprechend ist
es bekannt, dass, weil die Anzahl der Anschaltvorgänge der Leuchtstofflampe
zunimmt, die Lebensdauer der Lampe verkürzt wird. Dies gilt auch bei
Leuchtstofflampen vom Lichtkolben-Typ. Lampen, welche in Häusern benutzt
werden, werden unausweichlich öfters
an- und ausgeschaltet als Lampen, welche in Geschäftsniederlassungen
verwendet werden. Es wird verlangt, dass die Anzahl der Ein- und
Ausschaltzyklen der Lampe bis zum Lebensdauerende der Lampe angehoben
wird (im Folgenden wird die Anzahl der Male, welche die Lampe an-
und ausgeschaltet werden kann, bis die Lebensdauer der Lampe endet,
als "Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik" benannt). Die Lampenleben-Ein/Ausschalt-Charakteristik
ist üblicherweise
etwa 5000 Mal. Nun wird von der Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
verlangt, dass diese auf das Vierfache angehoben wird, d. h. wenigstens
20.000 Mal. Entsprechend eines Versuchs, welcher durch die vorliegenden
Erfinder durchgeführt
wurde, war die durchschnittliche Lebensdauer einer konventionellen
Lampe 6.000 Stunden. Dies entspricht einer durchschnittlichen Lebensdauer
in einem Test, bei welchem die Lampe für 2,5 Stunden angeschaltet
ist und dann für
0,5 Stunden ausgeschaltet ist.
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Um auf diese Forderung zu reagieren,
offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 62-126596 eine
elektronische Zündungsschaltungsanordnung 140,
welche in 6 gezeigt
ist. Ein Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie (Positive
Character Thermistor oder PCT) 133 wird relativ zu der
Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 parallel
zu dem Kondensator 123, also gegenüberliegend zum kommerziellen
Spannungsversorgungselement 113, geschaltet. Aufgrund dieses
Aufbaus fließt
eine große
Menge des elektrischen Vorheizstromes durch die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 über das
Widerstandselement 133 mit positiver Temperatur-Kennlinie,
bevor die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 gestartet
wird. Deswegen ist die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik verbessert.
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Ein anderes Beispiel ist aus dem
Dokument US-A-5612597 bekannt.
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Die vorliegenden Erfinder haben Studien
an einer Leuchtstofflampe durchgeführt, wobei eine elektronische
Zündschaltanordnung
verwendet wird, speziell eine Leuchtstofflampe vom Lichtkolben-Typ mit
einer eingebauten elektronischen Zündschaltungsanordnung, um sowohl
eine Reduktion des Leistungsverlustes, welcher durch die Wärmeerzeugung
in einer Elektroden-Faden-Spule im Konstantleuchtstatus der Lampe
verursacht wird, als auch einen Anstieg der Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
zu realisieren. Als ein Ergebnis fanden die vorliegenden Erfinder,
dass die elektronischen Zündungsschaltungsanordnungen,
welche in den 5A bis 5C gezeigt sind, die unerwünschte Möglichkeit
besitzen, dass die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik nicht verbessert ist.
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In dem Kaltkatoden-Startsystem ohne
Aussendung von Thermoelektronen, welches in 5A gezeigt ist, kann der Leistungsverlust,
welcher durch die Wärmeerzeugung
in den Spulen verursacht wird, genügend gut reduziert werden.
Jedoch muss die Spannung zum Starten der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 für eine längere Zeitperiode
angelegt werden. Deshalb ist die Glühentladungszeitperiode, welche
sofort nach dem Starten der Licht emittierten Leuchtstoffröhre 120 folgt,
auch relativ lang. Als Ergebnis verflüchtigt sich die Elektroden aussendende
Substanz, welche die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 befällt, in
einem größeren Maße als in einer
Schaltung, welche die üblichen Heißkatodenstartsysteme
einsetzt, und deswegen ist hierbei eine unerwünschte Möglichkeit der Reduktion der
Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik gegeben.
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Bei dem Aufbau, welcher in der 5B gezeigt ist, umfassend
die Dioden 128 und 129, welche jeweils parallel
zu den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 geschaltet
sind, und bei dem Aufbau, welcher in 5C gezeigt
ist, umfassend die Kondensatoren 131 und 132,
welche jeweils parallel zu den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 geschaltet sind,
ist der Effekt der Leistungsverlustreduzierung relativ gering. Darüber hinaus
wird keine ausreichende Anzahl von Thermoelektronen ausgesandt,
da keine ausreichende Menge des elektrischen Vorheizstromes durch
die Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 fließt, bevor
die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 120 gestartet
wird. Als Ergebnis verflüchtigt sich
eine größere Menge
der Elektronen abstrahlenden Substanz, was eine unerwünschte Möglichkeit des
Nichtansteigens der Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik mit sich bringt.
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Bei dem Aufbau, welcher in 6 gezeigt ist, kann eine
ausreichende Menge elektrischen Vorheizstroms durch die Elektroden-Faden-Spule 121 und 122 fließen, bevor
ein elektrischer Strom zum Starten der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 fließt, was
die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik wesentlich erhöht. Jedoch
ist der Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeerzeugung in den Elektroden-Faden-Spulen 121 und 122 erzeugt
wird, während
der Konstantleuchtphase der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 120 nicht
reduziert. Der Leistungsverlust ist fast der gleiche wie der in
konventionellen elektronischen Zündschaltungsanordnungen 119,
welche in 4 gezeigt
sind.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst eine Licht emittierende Leuchtstoffröhre und
eine elektronische Zündungsschaltungsanordnung
zum Anlegen eines elektrischen Stroms an die Licht emittierende
Leuchtstoffröhre.
Die elektronische Zündungsschaltungsanordnung
umfasst ein Paar Elektrodenfäden,
welche in der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre angeordnet sind, einen
Kondensator, welcher parallel zur Licht emittierenden Leuchtstoffröhre geschaltet
ist, ein induktives Bauelement, welches in Reihe zu einem der Paare
von Elektrodenfäden
geschaltet ist, ein Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie, welches
parallel zum Kondensator geschaltet ist, und wenigstens ein Widerstandselement
mit einer negativen Temperaturkennlinie, welches parallel zu wenigstens
einem aus dem Paar von Elektrodenfäden geschaltet ist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist die
Zahl des wenigstens einen Widerstandselements mit negativer Temperaturkennlinie
zwei und die beiden Widerstandselemente mit negativer Temperaturkennlinie
sind jeweils parallel zu dem Paar Elektroden-Fäden geschaltet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist das
wenigstens eine Widerstandselement mit negativer Temperaturkennlinie
mit irgendeinem der Paare der Elektrodenfäden verbunden.
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In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die elektronische
Zündungsschaltungsanordnung
weiterhin eine Inverterschaltungssektion für die Zuführung eines elektrischen Stroms
zum Zünden der
Licht emittierenden Leuchtstoffröhre.
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Deshalb ermöglicht die hier beschriebene Erfindung
die Vorteile des Zur-Verfügungs-Stellens einer Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung, um
den Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeerzeugung in einer Elektroden-Faden-Spule
während
einer Konstantleuchtphase einer Licht emittierenden Leuchtstoffröhre verursacht
wird, zu reduzieren und ebenso die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
zu erhöhen.
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Diese und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch das Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten
Beschreibung in Bezug auf die anliegenden Zeichnungen für den Fachmann klar.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ
gemäß eines
ersten Beispiels der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Aufbau einer elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung
darstellt, welche in der Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ, die in 1 gezeigt
ist, verwendet wird;
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Aufbau einer elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung
zeigt, welche in einer Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ gemäß einem
zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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4 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Grundaufbau einer konventionellen
elektronischen Zündschaltungsanordnung
zeigt;
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5A-5B sind
jeweils ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung,
welche zur Reduktion eines Leistungsverlusts, welcher durch Wärmeerzeugung
in einer Elektroden-Faden-Spule einer Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
verursacht wird, vorgeschlagen wurde; und
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6 ist
ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen elektronischen Zündungsschaltungsanordnung,
welche zur Verbesserung einer Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
vorgeschlagen wurde.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird die vorliegende
Erfindung durch illustrative Beispiele unter Bezugnahme auf die anhängigen Zeichnungen
beschrieben.
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(Beispiel 1)
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1 ist
eine Querschnittsansicht einer 22 Watt Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom
Lichtkolben-Typ 1 gemäß einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
1 vom Lichtkolben-Typ enthält
vier Licht emittierende Leuchtstoffröhren 2, einen äußeren Glaskolben
4 zum Abdecken der vier Licht emittierenden Leuchtstoffröhren 2,
ein Kunstharzgehäuse 5,
welches mit einem Basisende des äußeren Glaskolbens 4 verbunden
ist, eine elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3,
welche im Wesentlichen in dem Kunstharzgehäuse 5 angeordnet ist,
und eine Basis 6, welche am Basisende des Kunstharzgehäuses 5 befestigt
ist. Die Anzahl der Licht emittierenden Leuchtstoffröhren 2 ist
nicht auf vier begrenzt, sondern kann jede ganzzahlige Anzahl größer oder gleich
1 sein.
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Die Licht emittierenden Leuchtstoffröhren 2 sind
jeweils eine U-förmige
Glasröhre,
und die vier Licht emittierenden Leuchtstoffröhren 2 sind in Reihe geschaltet,
um einen Entladungpfad auszubilden. Jede Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 nimmt
im Wesentlichen ein Paar von Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 auf.
Die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 kann jeden Typ
von Fäden
aufnehmen, welche Thermoelektronen emittieren können, wenn ein elektrischer
Strom hierdurch fließt;
zum Beispiel die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8,
wie in diesem Beispiel beschrieben.
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Die Elektroden-Faden-Spule 7 wird
in einem Endbereich einer jeden Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 2 durch
ein Paar Leitungen 9 und 10 gehaltert. Die Elektroden-Faden-Spule 8 wird
in dem anderen Endbereich einer Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 2 durch
ein Paar Leitungen 11 und 12 getragen. Die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 einer
jeden Licht emittierenden Leuchtstoffröhre sind außerhalb der Licht emittierenden
Leuchtstoffröhre 2 in
der Form der Leitungen 9 bis 12 weitergeführt, so
dass die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3, welche im
Wesentlichen in dem Kunstharzgehäuse 5 angeordnet
ist, ebenfalls die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 enthält.
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Jede Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 umfasst
ein Haupt-Amalgam-Element (Bi-Pb-Sn-Hg-Körnchen)
und ein Hilfs-Amalgam-Element (In-beschichtetes rostfreies Netz)
und enthält ebenfalls
Argongas, welches hierin als Puffergas eingeschlossen ist. Die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 haben
jeweils drei Windungen, was ausreichend ist, um die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
zu verbessern. Jede Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 ist
ebenso mit einer üblichen Ba-Ca-Sr-O-basierenden Elektronen
ausstrahlenden Substanz befällt.
Ein Hauptabschnitt der inneren Wand einer jeden Licht emittierenden
Leuchtstoffröhre 2 ist
mit einem dreifarbigen fluoreszierenden Seltenerd-Material zur Aussendung
von rotem, grünem und
blauem Licht beschichtet.
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Jede Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 hat
zum Beispiel einen Außendurchmesser
von ungefähr
10,7 mm und einen Zwischenelektrodenabstand von ungefähr 490 mm.
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Die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3 ist
ein Serieninverterschaltungssystem-Typ und hat eine Schaltungsumwandlungseffizienz
von ungefähr
91 %. Die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3 ist über die
Basis 6 mit einer herkömmlichen
Stromversorgung verbunden (nicht gezeigt in 1), welche an dem Basisende des Kunstharzgehäuses 5 befestigt
ist.
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2 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Aufbau der elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung 3 zeigt.
Die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3 enthält die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8,
eine Inverterschaltungssektion 14, einen Induktor 15,
Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie (Negative
Character Thermistors oder NCTs) 16 und 17, einen
Kondensator 18 und ein Widerstandselement mit einer positiven
Temperatur-Kennlinie (Positive Character Thermistor oder PCT) 19.
Die Elektroden-Faden-Spule 7 hat Anschlüsse A1 und B1 und die Elektroden-Faden-Spule 8 hat
Anschlüsse
A2 und B2. Die Anschlüsse
A1 und A2 sind näher
als die Anschlüsse
B1 und B2 an einer herkömm lichen
Stromversorgung 13 zum Anlegen eines elektrischen Stroms an die
Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 angeordnet.
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Die Inverterschaltungssektion 14,
welche durch die herkömmliche
Stromversorgung 13 angetrieben wird, zündet die Licht emittierende
Leuchtstoffröhre 2.
Der Anschluss A1 der Elektroden-Faden-Spule 7 ist direkt
mit der Inverterschaltungssektion 14 verbunden, und der
Anschluss A2 der Elektroden-Faden-Spule 8 ist mit der Inverterschaltungssektion 14 über den
Induktor 15, welcher zur elektrischen Stromkontrolle vorgesehen
ist, verbunden. Der Induktor 15 ist in Reihe zum Anschluss
A2 geschaltet.
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Der Kondensator 18 und das
Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie 19 sind
parallel zueinander zwischen dem Anschluss B1 der Elektroden-Faden-Spule 7 und
dem Anschluss B2 der Elektroden-Faden-Spule 8 geschaltet.
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Das Widerstandselement mit negativer
Temperatur-Kennlinie 16 ist zwischen den Anschlüssen A1
und B1 der Elektroden-Faden-Spule 7 geschaltet, und das
Widerstandselement mit der negativen Temperatur-Kennlinie 17 ist
zwischen den Anschlüssen A2
und B2 der Elektroden-Faden-Spule 8 geschaltet.
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Eine Arbeitsweise der elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung 3 mit
dem oben beschriebenen Aufbau wird nun beschrieben.
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Insbesondere wird die Arbeitsweise
eines Startprozesses zur Vorheizung und deswegen zur Versetzung
der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 2 in einen Konstantleuchtstatus
im Detail beschrieben werden. Im Detail ist durch den Startprozessbetrieb
ein Schalter der Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ 1 angeschaltet,
um die herkömmliche
Stromversorgung 13 dazu zu bringen, einen AC-Strom (Wechselstrom)
zur Verfügung
zu stellen, und dann ist die Startspannung an die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 einer
jeden Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 2 angelegt.
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Das Widerstandselement mit positiver
Temperatur-Kennlinie 19 hat eine relativ niedrige Temperatur,
bevor die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet wird.
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Deswegen ist die Widerstandsimpedanz
des Widerstandselements 19 mit positiver Temperatur-Kennlinie
relativ niedrig. Solch eine niedrige Widerstandsimpedanz des Widerstandselements 19 mit positiver
Temperatur-Kennlinie bietet die folgenden Vorteile.
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(1) Der elektrische Strom zur Vorheizung
der Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 fließt hauptsächlich durch
das Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie 19, welches die niedrige
Widerstandsimpedanz hat, mehr als durch den Kondensator 18.
Dies erlaubt es, den Vorheizstrom auf ein relativ hohes Niveau festzulegen.
Deshalb können
die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 innerhalb
einer Zeitperiode von etwa einer Sekunde effizient vorgeheizt werden,
bevor die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet wird.
Deswegen kann eine ausreichende Menge von Thermoelektronen ausgesandt werden.
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Im Ergebnis wird die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 durch
das Anlegen der Startspannung für
eine nur kurze Zeit schnell gestartet. Deswegen ist die Glühentladungszeitperiode,
sofort nachdem die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet
ist, verkürzt.
Als Ergebnis ist die Verflüchtigung des
Elektronen aussendenden Materials, welches die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 befällt, auf
den Startprozess beschränkt.
Weil die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 vorgeheizt
werden, bevor die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet
wird, ist das Problem, dass sich eine größere Menge von Elektronen aussendende
Substanz durch das Anlegen der Startspannung an die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 verflüchtigt;
verhindert. Deswegen ist die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
verbessert.
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(2) Bevor die Licht emittierende
Leuchtstoffröhre 2 gestartet
wird, haben die Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie,
welche jeweils parallel zu den Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 geschaltet
sind, eine relativ niedrige Temperatur und eine relativ hohe Widerstandsimpedanz.
Deswegen fließt
der Vorheizstrom größtenteils
in die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8.
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Die oben beschriebene Arbeitsweise
des Widerstandselements mit positiver Temperatur-Kennlinie 19 und
der Widerstandselemente mit negativer Temperatur- Kennlinie 16 und 17 führt zu einer
effektiven Vorheizung der Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 und
somit zu einer Aussendung einer genügend großen Menge von Thermoelektronen
sogar innerhalb einer kurzen Zeit von einer Sekunde, bevor die Licht
emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet
wird. Weil die Widerstandsimpedanz des Widerstandselements mit positiver
Temperatur-Kennlinie 19 vor dem Start der Licht emittierenden
Leuchtstoffröhre 2 relativ
niedrig ist, wird zudem keine Resonanzspannung im Kondensator 18 durch
das so genannte Resonanzphänomen,
verursacht durch den Induktor 15 und den Kondensator 18,
erzeugt. Deshalb wird keine Startspannung an die Licht emittierende
Leuchtstoffröhre 2 angelegt.
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Die oben angesprochene Zeitperiode
von weniger als einer Sekunde, bevor die Licht emittierende Leuchtstoffröhre gestartet
wird, ist für
eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ erforderlich, welche anstelle von einem üblichen
Lichtkolben mit dem Merkmal des sofortigen Aufleuchtens benutzt
werden soll. Die Zeitperiode ist üblicherweise bei 0,6 bis 0,8
Sekunden festgelegt.
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Die Widerstandsimpedanz des Widerstandselements
mit positiver Temperatur-Kennlinie 19 wird schnell
erhöht,
wenn die Temperatur wegen der Joule'schen Wärme, die durch den Vorheizstrom
erzeugt wird, ansteigt. Wegen des Resonanzphänomens, verursacht durch den
Induktor 15 und den Kondensator 18, wird eine
Startspannung korrespondierend zur Resonanzspannung des Kondensators 18 zwischen
den Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 angelegt.
Somit wird die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet.
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Während
dieses Prozesses wird die Temperatur eines jeden der Widerstandselemente 16 und 17 mit
negativer Temperatur-Kennlinie erhöht, und somit sinkt ihre Widerstandsimpedanz
ab. Dies hat eine Kurzschließung
einer jeden der Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8 zur
Folge. Deswegen wird eine Startspannung, korrespondierend zur Resonanzspannung
des Kondensators 8, schneller aufgebaut als in einem Aufbau,
welcher nicht die Widerstandselemente 16 oder 17 mit
negativer Temperatur-Kennlinie besitzt. Aus diesem Grund wird die
Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 durch
ein kurzzeitigeres Anlegen der Startspannung gestartet. Somit ist
die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik durch das Vorsehen
der Widerstandselemente 16 und 17 mit negativer
Temperatur-Kennlinie verbessert.
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Während
der Konstantleuchtphase, unverzüglich
nachdem die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 gestartet worden
ist, haben die Widerstandselemente 16 und 17 mit
negativer Temperatur-Kennlinie jeweils immer noch eine relativ hohe Temperatur
und eine relativ niedrige Widerstandsimpedanz. Deswegen fließt der Strom,
welcher über den
Kondensator 18 fließt,
hauptsächlich
in die Widerstandselemente 16 und 17 mit negativer
Temperatur-Kennlinie, nicht in die Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8.
Deswegen ist der Leistungsverlust während der Konstantleuchtphase,
hervorgerufen durch die Wärmeerzeugung
in den Elektroden-Faden-Spulen 7 und 8, reduziert.
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Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ 1 gemäß der vorliegenden Erfindung,
umfassend die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3,
wurde hinsichtlich der Leistung der Elektroden-Faden-Spulen und der Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
getestet. Die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik wurde durch
eine Wiederholung des Zyklus des Leuchtenlassens der Licht emittierenden
Leuchtstoffröhre 2 für 10 Sekunden
und des Ausgeschaltet-Lassens der Röhren 2 für 170 Sekunden
gemessen. Die Röhren 2 wurden
170 Sekunden ausgeschaltet gelassen, weil 170 Sekunden erforderlich
waren, um die Widerstandselemente 16 und 17 mit
negativer Temperatur-Kennlinie abzukühlen. Die Leistung und die
Lampenleben-Ein/Ausschalt-Charakteristik wurde ermittelt durch eine
Durchschnittsbildung der Werte, welche durch fünf beispielhaft getestete Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtungen
vom Lichtkolben-Typ erhalten wurden.
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Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ 1 strahlte eine Leistung von 22,1 Watt
und einen Lichtfluss von 1.520 Im aus.
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Zum Vergleich wurde derselbe Test
für eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ ohne die Widerstandselemente 16 und 17 mit
negativer Temperatur-Kennlinie durchgeführt. Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ, welche für
den Vergleichstest verwendet wurde, sendete eine Leistung von 23,0
Watt und einen Lichtfluss von 1.510 lm aus. Der Einsatz der Widerstandselemente
mit negativer Temperatur-Kennlinie 16 und 17 resultiert
in einer Reduktion des Leistungsverlusts von ungefähr 0,9 Watt.
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Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ 1 gemäß der vorliegenden Erfindung,
enthaltend die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 3,
zeigte eine Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik von 23.550
Mal, wobei die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ
ohne die Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie 16 und 17 eine
Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik von 17.540 Mal zeigte.
Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ
ohne das Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie 19 und
ohne die Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie 16 und 17 wiesen
eine Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik von 6.950 Mal auf.
Somit kann abgeschätzt
werden, dass die elektronische Zündungsschaltungseinrichtung 3 die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
durch das Einbeziehen der Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie
signifikant verbessert. Durch einen synergistischen Effekt der Kombination der
Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie 16 und 17 mit
der dem Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie 19 wurde
die beabsichtigte Lampenleben-Ein/Ausschalt-Charakteristik von wenigstens
20.000 Mal realisiert.
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(Beispiel 2)
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3 ist
ein Schaltungsdiagramm, welches einen Aufbau einer elektronischen
Zündungsschaltungsanordnung 30 zeigt,
welche in einer Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ
gemäß einem
zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Außer der
elektronischen Zündungsschaltungsanordnung 30 besitzt die
Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ des
zweiten Beispiels den gleichen Aufbau wie der der Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ 1, welche in 1 gezeigt ist, und dieser wird nicht
im Detail beschrieben.
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Die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 30 ist
verschieden von der elektronischen Zündungsschaltungseinrichtung 3,
welche in 2 gezeigt
ist, darin, dass anstelle von zwei lediglich ein Widerstandselement
mit negativer Temperatur-Kennlinie 28 parallel
zu der Elektroden-Faden-Spule 7 geschaltet ist. Außer diesem
Punkt hat die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 30 den
gleichen Aufbau wie den der elektronischen Zündungsschaltungseinrichtung 3,
welche in 2 gezeigt
ist, und arbeitet in einer ähnlichen
Weise beim Starten und beim Verbringen der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre 2 in
den konstanten Leuchtstatus.
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Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung,
umfassend die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 30,
wurde hinsichtlich der Leistung der Elektroden-Faden-Spulen und der Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
getestet. Der Test wurde in einer ähnlichen Art und Weise wie
der im ersten Beispiel durchgeführt.
Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ sandte
eine Leistung von 22,6 Watt und eine Lichtfluss von 1.520 Im aus.
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Zum Vergleich wurde der gleiche Test
für eine
Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom
Lichtkolben-Typ ohne dem Widerstandselement mit negativer Temperatur-Kennlinie
durchgeführt.
Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ, welche für
den Vergleichstest verwendet wurde, sandte eine Leistung von 23,0
Watt und einen Lichtfluss von 1.510 lm aus. Das Vorsehen des Widerstandselements
mit negativer Temperatur-Kennlinie 28 führt zu einer Reduktion des
Leistungsverlusts von ungefähr
0,4 Watt.
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Die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtbogentyp gemäß der vorliegenden
Erfindung, umfassend die elektronische Zündungsschaltungsanordnung 30 zeigte
eine Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
von 21.550 Mal, wobei die Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
vom Lichtkolben-Typ ohne dem Widerstandselement mit negativer Temperatur-Kennlinie 28 eine Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
von 17.540 Mal zeigte. Wie abgeschätzt werden kann, kann die elektronische
Zündungsschaltungsanordnung 30 die
Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik durch die Einbeziehung
nur eines Widerstandselements mit negativer Temperatur- Kennlinie 28 signifikant
verbessern. Durch einen synergistischen Effekt der Kombination eines
Widerstandselements mit negativer Temperatur-Kennlinie 28 mit
einem Widerstandselement mit positiver Temperatur-Kennlinie 29 wurde
die angestrebte Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik von mindestens
20.000 Mal verwirklicht.
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Im dem Falle, in dem die elektronische
Zündungsschaltung 30 verwendet
wird, wird die Elektroden-Faden-Spule, welche nicht mit irgendeinem
Widerstandselement mit negativer Temperatur-Kennlinie verbunden
ist, vorgeheizt, wenn die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 ausgeschaltet
wird, und wird dann innerhalb von zwei Minuten angeschaltet, um
die Temperatur eines jeden der Widerstandselemente 28 mit
negativer Temperatur-Kennlinie und des Widerstandselement 19 mit
positiver Temperatur-Kennlinie hochzuhalten. Deswegen verflüchtigt sich
die Elektronen ausstrahlende Substanz nicht so drastisch, dass sich
die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik verschlechtert, sogar
unter der Bedingung, dass die Licht emittierende Leuchtstoffröhre 2 mehrfach
an- und ausgeschaltet wird.
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Das japanische Patent Nr. 28 39 177
offenbart eine elektronische Zündungsschaltungsanordnung
für eine
Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung, enthaltend ein Widerstandselement
mit negativer Temperatur-Kennlinie, welches parallel zu jeder der
beiden Elektroden-Faden-Spulen, jeweils vorgesehen an zwei Enden
der Licht emittierenden Röhren,
geschaltet ist, was ähnlich
zu dem Aufbau nach 2 der
vorliegenden Erfindung ist. Die offenbarte Technologie im japanischen
Patent Nr. 28 39 177 hat jedoch eine unterschiedliche technologische Idee
gegenüber
der der vorliegenden Erfindung, wie unten beschrieben.
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Gemäß dem japanischen Patent Nr.
28 39 177 werden die Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie
vorgesehen, um eine unnormale Hitzeerzeugung an den Enden der Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
zu verhindern, nachdem die Elektroden-Faden-Spulen am Ende der Lebensdauer
der Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
zerstört
sind. Wenn die Licht emittierende Leuchtstoffröhre gestartet wird oder während einer Konstantleuchtphase
der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre wird die Temperatur der
Widerstandselemente mit negativer Temperatur-Kennlinie niedrig gehalten,
und ihre Widerstandsimpedanz wird somit hoch gehalten. Dementsprechend
stellt die Technologie, welche im japanischen Patent Nr. 28 39 177
offenbart ist, nicht die Effekte der vorliegenden Erfindung zur
Verfügung,
d. h. eine Verbesserung in der Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik und
einer Reduktion des Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeerzeugung
in der Elektroden-Faden-Spule während
der Konstantleuchtphase verursacht wird.
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In den oben genannten Beispielen
umfasst die elektronische Zündungsschaltungsanordnung
die Inverterschaltungssektion, aber die Inverterschaltungssektion
kann außerhalb
der elektronischen Zündungsschaltungsanordnung
angeordnet sein, so lang die elektronische Zündungsschaltungsanordnung einen
AC-Strom (Wechselstrom) erhält.
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Wie oben beschrieben, stellt die
vorliegende Erfindung eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung vom Lichtkolben-Typ
zur Verfügung,
welche wenigstens ein Widerstandselement mit. negativer Temperatur-Kennlinie
enthält,
das parallel zu einer Elektroden-Faden-Spule einer Licht emittierenden Leuchtstoffröhre geschaltet
ist. Wegen diesem Aufbau reduziert die vorliegende Erfindung den
Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeentwicklung ein einer Elektroden-Faden-Spule
während
einer Konstantleuchtphase der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre erzeugt
wird, und verbessert die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik.
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Eine Leuchtstofflampen-Beleuchtungseinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Widerstandselement mit negativer Temperatur-Kennlinie,
welches parallel zu wenigstens einer der Elektroden-Faden-Spulen
einer Licht emittierenden Leuchtstoffröhre geschaltet ist. Deswegen
wird der Leistungsverlust, welcher durch die Wärmeerzeugung in der Elektroden-Faden-Spule
während
der Konstantleuchtphase der Licht emittierenden Leuchtstoffröhre erzeugt
wird, reduziert, und die Lampenleben-Ein-/Ausschalt-Charakteristik
ist verbessert.
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Verschiedene andere Modifizierungen
sind dem Fachmann klar und können
von diesem einfach hergestellt werden, ohne den Inhalt und die Idee
dieser Erfindung zu verlassen. Dementsprechend ist es nicht beabsichtigt,
dass der Inhalt der Ansprüche, welche
hierzu anhängen,
durch die vorgenannte hierin enthaltene Beschreibung begrenzt ist,
sondern dass die Ansprüche
breit ausgelegt werden.