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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer
Hochdrucknatriumdampfentladungslampe mit zwei Lampenanschlußpunkten zum
Anschließen der Hochdrucknatriumdampfentladungslampe, und mit einem gesteuerten
Hauptschaltelement, von dem eine Steuerelektrode mit einem Steuerkreis verbunden ist,
wobei die Schaltungsanordnung mit einer Meßimpedanz in Reihe mit einem
Lampenanschlußpunkt und mit einer Meßimpeanz parallel zu den Lampenanschlußpunkten
versehen ist, und die Meßimpedanzen ebenfalls an den Steuerkreis angeschlossen sind.
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Eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist aus der
europäischen Patentschrift EP-A-0 228 123 bekannt. In der bekannten
Schaltungsanordnung sind die Meßimpedanzen als Widerstände ausgeführt, und die Schaltungsanordnung
ist derart aufgebaut, daß im Betriebszustand ein Signal S über die Widerstände erzeugt
wird, das eine Summierung eines zur Spannung an der Lampe (Lampenspannung)
proportionalen Teils und eines zum Strom durch die Lampe (Lampenstrom)
proportionalen Teils ist. Dabei ist dafür gesorgt, daß die Polarität des erzeugten Signals S der
Polarität des zum Lampenstrom proportionalen Teils entspricht.
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Es ist allgemein üblich, daß Hochdruckentladungslampen mit
Wechselspannung oder mit einer pulsierenden Gleichspannung betrieben werden. Unter der
Leistung zum Betreiben der Lampe sei die mittlere Leistung über eine Zeit verstanden,
die im Vergleich zur Dauer der niedrigsten auftretenden Frequenz der Spannung lang
ist, mit der die Lampe betrieben wird. Als mittlere Lampenspannung bzw. mittlerer
Lampenstrom ist eine Spannung bzw. ein Strom zu betrachten, die bzw. der durch
zeitliches Mitteln des Absolutwertes der Lampenspannung bzw. des Lampenstroms
gebildet wird. Eine andere Art und Weise, auf die eine mittlere Lampenspannung bzw.
ein mittlerer Lampenstrom gebildet sein kann, ist die Verwendung der Wurzel des
Zeitmittelwerts des Quadratwerts der Lampenspannung bzw. des Lampenstroms, der
sog. Effektivwert. Die faktische Lampenspannung weist periodisch eine verhältnismäßig
kurze Dauer mit einer spitzenförmigen Spannung, der Sog. Neuzündspitze auf, der eine
Dauer mit einem verhältnismäßig hohen und in etwa konstanten Wert folgt. Der
verhältnismäßig hohe ungefähre Konstantwert ist unter der Bezeichnung
Plateauspannung bekannt.
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Der Nennlampenstrom bzw. die Nennlampenspannung sind die Nennwerte
des mittleren Lampenstroms bzw. der mittleren Lampenspannung.
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Mit dieser bekannten Schaltungsanordnung ist es möglich, mit Hilfe eines
im Steuerkreis erzeugten Steuerverfahrens eine Hochdrucknatriumdampfentladungslampe
annähernd auf einer konstanten mittleren Lampenspannung zu betreiben, wobei eine
verhältnismäßig kurze Zeitkonstante des Steuerverfahrens ausreicht. Dies ist möglich,
trotz der Tatsache, daß Hochdrucknatriumdampfentladungslampen die Eigenschaft
haben, daß bei einer sprunghaften Änderung des mittleren Lampenstroms die mittlere
Lampenspannung mit einer entgegengesetzten Polarität sprunghaft geändert wird, und
sich anschließend allmählich mit der gleichen Polarität sich ändert wie die der
Stromänderung, bis ein stabiler Arbeitspunkt erreicht wird, der zum geänderten Lampenstrom
gehört.
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Jedoch ist in der bekannten Schaltungsanordnung ein Steuerverfahren mit
kurzer Zeitkonstante nur dann möglich, wenn das dem Steuerkreis zugeführte Signal S
einen konstanten Bruchteil des Lampenstroms enthält. Dies ergibt nur annähernd einen
Lampenbetrieb mit konstanter Lampenspannung. Dies hat den Nachteil, daß eine sehr
stark von der mittleren Lampenspannung abhängige Größe, wie z.B. die Farbtemperatur
Tc des von der Lampe ausgestrahlten Lichts, nur bei grober Annäherung konstant
bleibt.
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Ein anderes Merkmal der bekannten Schaltung ist, daß zum möglichst
guten Annähern einer Lampenspannungssteuerung, der dem Lampenstrom proportionale
Teil im Signal S gerade so groß gewählt wird, daß die Polarität des Signals S auch
direkt nach dem Auftreten einer sprunghaften Änderung im Lampenstrom und in der
Lampenspannung gleich dem des zum Lampenstrom proportionalen Teils ist.
Infolgedessen ist die ursprüngliche Größe des Signals S sehr beschränkt trotz der Größe jedes der
proportionalen Teile. Dies führt zu einer gewissen Trägheit des Steuerverfahrens und
damit zu einer Beschränkung in der Annäherung einer konstanten mittleren
Lampenspannung und der konstanten Farbtemperatur Tc.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maßnahme zu treffen,
mit der das Konstanthalten der Farbtemperatur Tc besser angenähert wird. Eine
Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet,
daß an den Steuerkreis ebenfalls eine Kombination eines Widerstandes und
eines Kondensators angeschlossen ist, die in Reihe mit einem der
Lampenanschlußpunkte geschaltet ist. Hiermit wird erreicht, daß der Beitrag des Lampenstroms zum
Steuerverfähren veränderlich ist. Auch wird auf ziemlich einfache Weise eine bessere
Annäherung des Lampenbetriebs mit konstanter Lampenspannung verwirklichbar.
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Unter dem Begriff "Widerstand" sei in dieser Beschreibung und in den
Ansprüchen ebenfalls eine äquivalente Impedanz mit ohmschem Charakter verstanden,
die zu einer Gruppe von Impedanzen gehört.
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Das für das Steuerverfahren erforderliche Signal kann mit Hilfe des
momentanen Lampenstroms gebildet sein. Jedoch ist es für die richtige Wirkung der
Schaltungsanordnung auch möglich, einen Mittelwert des Lampenstroms zu verwenden.
Auch ist als Spannung über die Lampe die momentane Lampenspannung verwendbar,
aber auch ein Mittelwert der Lampenspannung ist brauchbar. Für einen Mittelwert der
Lampenspannung bzw. des Lampenstroms können sowohl der Effektivwert als auch der
Wert nach Mittelung des Absolutwerts gewählt werden. Obgleich zwischen diesen
Werten ein Unterschied auftreten kann, beeinträchtigt dieser Unterschied nicht die gute
Wirkung der Schaltungsanordnung.
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Wenn die Schaltungsanordnung für Wechselstrombetrieb der
Hochdrucknatriumdampfentladungslampe geeignet ist, ist es notwendig, daß in die Reihenschaltung
des Lampenanschlußpunktes und der Kombination des Widerstandes und des
Kondensators eine Gleichrichteranordnung aufgenommen ist. Die Gleichrichteranordnung
kann eine doppelphasige Gleichrichtfunktion haben. Mit der Gleichrichteranordnung
wird erreicht, daß dem Stromkreis ein zu einem Mittelwert des Lampenstroms im
Zusammenhang stehendes Signal zugeführt wird.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung ist die
Gleichrichteranordnung ein Teil einer Spitzendetektorschaltung. Dabei kann man mit
einer einphasigen Gleichrichtfunktion auskommen. Der Widerstand in der Kombination
des Widerstandes und des Kondensators kann vollständig oder teilweise durch die
Spitzendetektorschaltung gebildet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung nach der Erfindung wird
nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung ist eine erste Anschlußklemme 1 über ein Vorschaltgerät
2 mit einem Lampenanschlußpunkt 3 verbunden. Ein anderer Lampenanschlußpunkt 4
ist über einen Widerstand 5 als Meßimpedanz an eine Hauptelektrode 6a eines als Triac
ausgeführten gesteuerten Hauptschaltelements 6 angeschlossen. Eine andere
Hauptelektrode 6b des Triacs 6 ist über eine Spule 74 mit einer zweiten Anschlußklemme 7
verbunden. Der Lampenanschlußpunkt 3 ist über eine Reihenschaltung eines
Widerstandes 8, eines Widerstandes 9a und eines Widerstandes 9b mit dem
Lampenansehlußpunkt 4 verbunden.
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Der Widerstand 5 bildet eine Meßimpedanz, die mit einem
Lampenanschlußpunkt 4 in Reihe geschaltet ist. Die Widerstände 8, 9a und 9b bilden zusammen
eine Meßimpedanz, die zu den Lampenanschlußpunkten 3 und 4 parallel geschaltet ist.
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Ein Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 9a und 9b ist über einen
Kondensator 10 und einen Widerstand 11 an den positiven Eingang 12 eines ersten
Operationsverstärkers 13 angeschlossen. Ein negativer Eingang 14 des ersten
Operationsverstärkers 13 ist über einen Widerstand 15 und einen Kondensator 16 an die
Hauptelektrode 6a des Triacs 6 angeschlossen. Der Kondensator 16 ist dabei mit einer
Reihenschaltung aus einer Zenerdiode 17 und einer Diode 17a mit entgegengesetzter
Polarität überbrückt.
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Ein Ausgang 18 des ersten Operationsverstärkers 13 ist über eine Diode
19 mit dem negativen Eingang 14 verbunden. Ein Widerstand 20 ist mit einem Ende an
den Eingang 14 und mit einem anderen Ende einerseits über eine Diode 21 an den
Ausgang 18 des ersten Operationsverstärkers 13 und andererseits über einen Widerstand
24 an einen negativen Eingang 22 eines zweiten Operationsverstärkers 23
angeschlossen. Ein positiver Eingang 25 des zweiten Operationsverstärkers 23 ist mit dem
positiven Eingang 12 der ersten Operationsverstärkers 13 verbunden. Ein Ausgang 26
des zweiten Operationsverstärkers 23 ist über einen Widerstand 27 mit dem negativen
Eingang 22 verbunden.
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Auch ist der Ausgang 26 über einen Widerstand 28 an einen negativen
Eingang 29 eines dritten Operationsverstärkers 30 angeschlossen. Der negative Eingang
29 des dritten Operationsverstärkers 30 ist ebenfalls mit dem Lampenanschlußpunkt 4
über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 97, einem Widerstand 96, einer
30 Diode 93 und einem Kondensator 91 verbunden. Ein Verbindungspunkt zwischen dem
Widerstand 96 und der Diode 93 ist über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 95
und eines Kondensators 94 an den Kondensator 16 angeschlossen. Ein
Verbindungspunkt zwischen der Diode 93 und dem Kondensator 91 ist über einen Widerstand 92
ebenfalls an den Kondensator 16 angeschlossen. Ein positiver Eingang 31 des dritten
Operationsverstärkers 30 ist an einen einstellbaren Zweig 32 eines Potentiometers 33
angeschlossen. Das Potentiometer 33 ist einerseits an den Widerstand 15 und
andererseits an die Hauptelektrode 6a des Triacs 6 angeschlossen.
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Ein Ausgang 34 des dritten Operationsverstärkers 30 ist einerseits über
einen Kondensator 35 mit dem negativen Eingang 29 verbunden und andererseits über
einen Widerstand 83 an einen positiven Eingang 36 eines vierten Operationsverstärkers
37 angeschlossen. Der positive Eingang 36 ist ebenfalls über eine Zenerdiode 82 mit der
Hauptelektrode 6a des Triacs 6 verbunden. Ein Ausgang 38 des vierten
Operationsverstärkers ist über einen Widerstand 39 an eine Basis 70 eines Transistors 71
angeschlossen. Die Basis 70 ist ebenfalls mittels des Widerstandes 72 mit einer gemeinsamen
Leitung 73 verbunden, aus der auf nicht dargestellte Weise die Operationsverstärker
(13, 23, 30, 37) gespeist werden. Der Transistor 71 ist einerseits an die Leitung 73 und
andererseits über einen Widerstand 39a an eine Steuerelektrode 40 des Triacs 6
angeschlossen. Ein negativer Eingang 41 des vierten Operationsverstärkers 37 ist
einerseits über einen Kondensator 42 in Reihe mit einem Stabistor 81 mit der
Hauptelektrode 6a und zum anderen über einen Widerstand 43 in Reihe mit einem Widerstand
45 mit der Leitung 73 verbunden. Der positive Eingang 12 des ersten
Operationsverstärkers 13 ist über einen Widerstand 44 und einen Widerstand 45 an die Leitung 73
angeschlossen. Auch der Kondensator 16, das Potentiometer 33 und der Widerstand 15
sind über den Widerstand 45 mit der Leitung 73 verbunden. Selbst ist die Leitung 73
mit einem Parallelkreis aus einer Zenerdiode 46 und einem Kondensator 47 an die
Hauptelektrode 6a des Triacs 6 angeschlossen. Der gemeinsame Punkt 44a ist ebenfalls
einerseits über einen Widerstand 84 mit dem positiven Eingang 36 des Verstärkers 37
und andererseits über einen Widerstand 49 mit einem lichtempfindlichen Transistor 50
verbunden, der an die Hauptelektrode 6a des Triacs 6 angeschlossen ist. Der
lichtempfindliche Transistor 50 bildet zusammen mit einer Leuchtdiode 58 einen
Optokoppler 50.. .58. Der lichtempfindliche Transistor 50 ist mit einem Kondensator 51
überbrückt. Auch ist der lichtempfindliche Transistor 50 an die Basis 52 eines Transistors 53
angeschlossen, der den Kondensator 42 überbrückt. Der Triac 6 und die Spule 74
werden mit einem Parallelkreis überbrückt, von dem ein erster Zweig durch einen
Kondensator 55 und ein zweiter Zweig durch eine Reihensehaltung aus einem
Widerstand 56, einer Gleichrichterbrücke 57, einer Zenerdiode 48 und einer Diode 75
gebildet wird. Die Polaritäten der Zenerdiode 48 und der Diode 75 sind gegensinnig.
Die Gleichrichterbrücke 57 enthält die Dioden 57a, 57b, 57c und 57d. Die
Gleichrichterklemmen 57e und 57f der Gleichrichterbrücke 57 sind durch eine Leuchtdiode 58
miteinander verbunden. Auch ist die Gleichrichterbrücke 57 über die Diode 76 an die
Leitung 73 angeschlossen. Die Anschlußklemme 1 ist über einen Widerstand 59, einen
Kondensator 60 und eine Diode 61 mit der Hauptelektrode 6a verbunden. Auch ist die
Anschlußklemme 1 über den Widerstand 59, den Kondensator 60 und die Diode 62 mit
der Leitung 73 verbunden. Die Diode 61 ist mit einem Kondensator 77 überbrückt und
ein Kondensator 78 ist mit den Anschlußklemmen 1 und 7 verbunden. Die Widerstände
9a und 9b sind über eine Reihenschaltung aus einer Zenerdiode 65 und einer
Zenerdiode 66 mit gegensinnigen Polaritäten überbrückt. Zwischen den Lampenanschlußpunkten
3 und 4 ist eine Lampe 80 geschaltet. Zum Starten der Lampe 80 kann sie mit einem
inneren Starter versehen sein. Auch ist ein externer Starter möglich, der vorzugsweise
zwischen den Lampenanschlußpunkten 3 und 4 geschaltet ist. Die dargestellte
Schaltungsanordnung eignet sich für Wechselstrombetrieb einer Hochdruckentladungslampe.
Die Wirkung der Schaltungsanordnung läßt sich wie folgt erläutern. Die momentane
Wechselspannung am Widerstand 9b bildet den der Lampenspannung proportionalen
Teil des Signals S und die momentane Wechselspannung am Widerstand 5 bildet den
zum Lampenstrom proportionalen Teil. Also wird in dieser Ausführungsform der
Schaltungsanordnung für den Strom durch die Lampe I1a bzw. durch die Spannung an
der Lampe V1a der momentane Wert des Lampenstroms bzw. der Lampenspannung
verwendet. Die Summe dieser Wechselspannungen, die zusammen das Signal S bilden,
gelangt über die Kondensatoren 16 und 10 an die Eingangsklemmen 14 und 12 des
Operationsverstärkers 13. Das Größenverhältnis der Widerstände 5 und des 8, 9a, 9b
Spannungsteilungskreises bestimmt dabei den Wert einerseits des dem Lampenstrom
proportionalen Teils und andererseits des der Lampenspannung proportionalen Teils.
Die Schaltungen der Operationsverstärker 13 und 23 bilden aus dem
Wechselspannungssignal S an den Eingängen 12 und 14 ein gleichgerichtetes Signal am Eingang 29
des Operationsverstärkers 30. Die Diode 93, der Kondensator 94 und der Widerstand 95
bilden einen Spitzendetektorkreis, der über ein Filter (das als
Gleichspannungsentkopplung dient) aus dem Widerstand 92 und dem Kondensator 91 Spitzen im Lampenstrom
detektiert. Das im Spitzendetektorkreis erzeugte Signal gelangt anschließend über die
Kombination des Widerstandes 96 und des Kondensators 97 an den Eingang 29 des
Operationsverstärkers 30 und wird so bei dem aus dem Widerstand 28 herrührenden
Signal aufgezählt. Addierung des im Spitzendetektorkreis erzeugten Signals zu dem in
der Schaltung der Operationsverstärker 13 und 23 gleichgerichteten Signal sorgt dafür,
daß der Beitrag des Lampenstroms sich zu dem im Steuerprozeß benutzten Signal
ändert. Dabei bildet der Operationsverstärker 30 zusammen mit dem
Operationsverstärker 37, den Transistoren 71, 52, den Optokopplern 50...58 und den zugeordneten
Dioden, dem Widerstand und den Kondensatoren den eigentlichen Steuerkreis der
Schaltungsanordnung.
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Die Größe des Widerstandes 5 bestimmt die Größe des dem
Spitzendetektorkreis zugeführten Signals. Mit der Kombination des Kondensators und des
Widerstands wird die Widerstandsgröße durch die Größe des Widerstands 95 zusammen mit
der Ausgangsimpedanz des Spitzendetektorkreises bestimmt. Der Kondensator 97
bestimmt die Größe der Änderung des an den Steuerkreis gelegten und im
Spitzendetektorkreis erzeugten Signals. Das Gesamtsignal am Eingang 29 wird im
Operationsverstärker 30 einerseits integriert und zum anderen mit einer Gleichspannung am Eingang
31 verglichen, die aus dem einstellbaren Zweig 32 des Potentiometers 33 herrührt.
Diese Integration bedeutet das Mitteln des Absolutwertes des Stromes durch die Lampe
und der Spannung an der Lampe. Die Integration erfolgt mit einer Zeitkonstante, die die
Widerstände 28, 96 und als äquivalente Impedanz der Ausgangswiderstand des
Spitzendetektors einerseits und der Kondensator 35 andererseits bestimmen. Die
Zeitkonstante wird im Vergleich zur Dauer je Wechselspannungshalbperiode groß
gewählt, in der der Triac 6 gesperrt ist. Eine Zeitkonstante der Ordnung der
Wechselspannungshalbperiode wird dabei bevorzugt. Die Integration verringert die Möglichkeit
von Flimmern der Lampe Die von dem einstellbaren Zweig 32 des Potentiometers 33
herrührende Gleichspannung dient als Bezugssignal und wird beim Abgleichen der
Schaltungsanordnung durch das Einstellen des Potentiometers 33 festgelegt. Diese
Einstellung sorgt gleichfalls dafür, daß der Einfluß auf den Betrieb der
Schaltungsanordnung infolge von Unterschieden zwischen einzelnen Exemplaren der
Schaltungsanordnung stark reduziert ist. Die erwähnten Unterschiede werden hauptsächlich durch die
Streuung der Werte der in der Schaltungsanordnung benuzten Bauteile verursacht. Ein
auf diese Weise am Ausgang 34 gewonnenes Hilfssignal wird im Operationsverstarker
37 als zweiten Vergleich mit einem sägezahnförmigen Signal derart verglichen, däß am
Ausgang 38 des Operationsverstärkers 37 eine niedrige Spannung liegt, solange das
Hilfssignal größer ist als das sägezahnförmige Signal, während am Ausgang eine hohe
Spannung in jedem anderen Fall liegt. Der Eingang 41 ist mit einem gemeinsamen
Verbindungspunkt des Kondensators 42 und des Widerstandes 43 verbunden, die Teile
einer ersten Reihenschaltung eines ein sägezahnförmiges Signal bildenden Teils der
Schaltung sind. Der Stabistor 81 ist dabei ein Halbleiterelement mit Diodenkennlinie der
ersten Reihenschaltung. Für den Kondensator 42, der mit einem Schalter überbrückbar
ist, dient der Transistor 53 als überbrückender Schalter. Der Optokoppler 58...50, die
erste Reihenschaltung, der Transistor 93 und der Kondensator 51 bilden zusammen den
Teil der Schaltungsanordnung zur Bildung des sägezahnförmigen Signals.
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Eine zweite Reihenschaltung parallel zur ersten Reihenschaltung enthält
die Zenerdiode 82 als erstes Halbleiterelement mit Zenerkennlinie und den Widerstand
84 als zweiten Widerstand. Ein Verbindungspunkt zwischen der Zenerdiode 82 und dem
Widerstand 84 ist gemäß der Beschreibung mit dem Eingang 36 des
Operationsverstärkers 37 verbunden. Bei einer hohen Spannung am Ausgang 38 wird der Transistor
71 leitend und der Triac über die Steuerelektrode 40 dieses Triacs 6 in einen leitenden
Zustand gebracht. Der Triac 6 wird gesperrt, sobald am Ende jeder
Wechselspannungshalbperiode der Strom durch den Triac auf einen Wert gleich Null abgefallen ist. Die
Spannung am Ausgang 38 bildet damit das Schaltsignal, das in der Schaltungsanordnung
erzeugt wird.
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Im gesperrten Zustand des Triacs 6 bildet in einer Halbperiode der
Speisewechselspannung der aus dem Widerstand 56, der Gleichrichterbrücke 57, der
Zenerdiode 48 und der Diode 75 bestehende Kreis eine Überbrückung, wodurch ein
Sog. Hilfsstrom in der LAmpe 80 aufrechterhalten wird. In einer folgenden Halbperiode
der Speisewechselspannung durchfließt der Hilfsstrom den Kreis 46, 47, 76, 57 und 56.
Der Hilfsstrom Sorgt zum Instandhalten der Ionisierung in der Lampe im gesperrten
Zustand des Triacs 6, wodurch das Neuzünden der Lampe beim Aufsteuern des Triacs 6
gefördert wird. Auch Sorgt der Hilfsstrom dafür, daß die Leuchdiode 58 leuchtet,
wodurch der lichtempfindlich Transistor 50 leitend wird und damit der Transistor 53
sperrt. Der Kondensator 42 lädt sich dabei über den Stabistor 81 auf, wodurch die
Spannung am Eingang 41 des Operationsverstärkers 37 ansteigt. Wenn die Spannung am
Eingang 41 gleich der Spannung am Eingang 36 des Verstärkers 37 wird, leitet der
Triac 6 über den Kreis 38, 39, 71, 39a und 40. Sobald jedoch der Triac 6 leitend ist,
fließt kein Strom mehr in der Leuchtdiode 58, wodurch ein aufgesteuerter Zustand des
Transistors 53 erhalten wird, der Kondensator 42 sich sprunghaft entlädt und die
Spannung am Eingang 41 sprunghaft abfällt. Hierdurch wird am Eingang 41 das
sägezahnförmige Signal erzeugt.
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Mit dem Kreis 59, 60, 62, 46 und 47 wird zwischen der Hauptelektrode
56a und dem Leiter 73 eine Gleichspannung erzeugt, die auf nicht näher dargestellte
Weise zum Speisen der Operationsverstärker 13, 23, 30 und 37 dient. Über den
Widerstand 45 wird der Einstellpunkt der Transistoren 50 und 53 für diese
Gleichspannung und zusammen mit der Zenerdiode 17 und der Diode 17a der Einstellpunkt
der Operationsverstärker bestimmt. Die Schaltungselemente 55, 74, 78 und 77 sorgen
für das Austasten der Funkstörung. Auch dient die Spule 74 zusammen mit den
Kondensatoren 78 und 55 dafür, daß die Schaltungsanordnung für mögliche Störimpulse
aus der Wechselspannungsspeisequelle unempfindlich ist. Die Zenerdioden 65 und 66
sorgen dafür, daß vorwiegend die Plateauspannung der Lampe den zur Lampenspannung
proportionalen Teil des Signals S beeinflußt.
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Die Kombination der Zenerdiode 48 und der Diode 75 mit gegensinnigen
Polaritäten dient auch mit der Diode 76 und der Zenerdiode 40 dazu, daß der
Hilfsstrom in jeder Halbperiode der Speisewechselspannung gleich groß ist, und außerdem
daß das sägezahnförmige Signal am Eingang 41 nicht von der Polarität der
Wechselspannung abhängig ist.
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Der Stabistor 81 Sorgt dafür, däß dem sägezahnförmigen Signal am
Eingang 41 ein Gleichspannungssignal zugefügt wird. Die Widerstände 83 und 84
sorgen dafür, däß am Eingang 36 des Operationsverstärkers 37 der für eine gute
Wirkung zumindest erforderliche Spannungswert liegt. Mit der Zenerdiode 82 wird
erreicht, daß die Spannung am Eingang 36 wertmäßig kleiner ist als der höchst
erreichbare Wert des sägezahnförmigen Signals am Eingang 41.
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Um mögliche Überlastung des Widerstands 5 zu vermeiden, kann er mit
zwei Dioden mit gegensinnigen Polaritäten überbrückt werden.
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Einer Schaltungsanordnung nach dem Stand der Technik nach der
Beschreibung in EP-A-0 228 123 und geeignet zum Betreiben einer
50W-Hochdrucknatriumdampfentladungslampe mit 220 V, 50 Hz ist der Spitzendetektorkreis nach der
Beschreibung zugefügt, der wie folgt bemessen war:
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Kondensator 91 390 nF
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Kondensator 94 470 nF
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Kondensator 97 10 uF
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Widerstand 92 50 kΩ
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Widerstand 95 510 kΩ
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Widerstand 96 160 kΩ
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Diode 93 Philips Typ BYV 19.
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Der Spitzendetektorkreis hat als äquivalente Impedanz einen Ausgangswiderstand von 65
kΩ.
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Der Beitrag AAC zum Steuervertahren des Lampenstroms als Bruchteil des
Nennlampenstroms des über den Spitzendetektorkreis erzeugten Signals beträgt in dieser
Konfiguration höchstens 0,18. Der Beitrag βAC ändert sich mit einer kennzeichnenden Zeit
τ = 2,25 s.
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In dieser Konfiguration liefert der Lampenstrom als Bruchteil des Nennlampenstroms
einen Beitrag von βDC = 0,4 zum Signal S.
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In der beschriebenen Schaltungsanordnung wird eine
Hochdrucknatriumdampfentladungslampe mit Nennleistung von 50 W und einer Speisespannung von 215
V, 50 Hz betrieben. Die mittlere Lampenspannung beträgt dabei 92,6 V. Zum
Zeitpunkt t = 0 ist die Speisespannung sprunghaft auf 240 V gestiegen. Dies ergab einen
sehr schnellen Lampenspannungsabfall auf etwa 92,5 V, und diese Lampenspannung
steigt darauf in etwa 20 s über einen Höchstwert von 94,4 V auf einen stabilen Wert
von 93,2 V.
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Zum Vergleich wird dieselbe Lampe in einer Schaltungsanordnung nach
EP-A-0 228 123 betrieben. Bei einer Speisespannung von 215 V betrug die mittlere
bunpenspannung 92,6 V. Ein sprunghafter Anstieg der Speisespannung auf 240 V
ergab einen sehr schnellen Lampenspannungsabfall auf etwa 92,5 V, und diese
Lampenspannung stieg anschließend in etwa 35 s über einen Höchstwert von 94,6 V auf den
stabilen Wert von 93,2 V. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wurde die Dauer
des Regelverfahrens um mehr als 40% gekürzt.
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In einem anderen praktischen Beispiel ist in der beschriebenen
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Widerstand 96 kurzgeschlossen, der Kondensator 97
30 auf 420 uF vergrößert und der Widerstand 5 in seinem Wert auf 0,19 Ω herabgesetzt.
Dies ergab einen Wert für βAC von höchstens 0,2, eine kennzeichnende Zeit τ von 275
und einen Wert des Beitrags βDC von 0,13. Im Betrieb der
Hochdrucknatriumdampfentladungslampe mit Nennleistung von 50 W bei einer Speisespannung von 215 V, 50
Hz betrug die mittlere Lampenspannung 90,8 V. Durch einen sprunghaften Anstieg der
Speisespannung auf 240 V sank die Lampenspannung sehr rasch auf etwa 90,7 V,
wonach anschließend nach 130 s ein stabiler Wert von 91,0 V erreicht wurde. Im
Verlauf der Lampenspannung erreichte sie einen Höchstwert von 93,3 V und einen
niedrigsten Wert von 88,8 V.
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Verkleinerung des Kondensators 97 und damit die Reduktion der
kennzeichnenden Zeit 7 ergab in der beschriebenen Schaltungsanordnung einen nicht stabilen
Lampenspannungsverlauf.
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Eine weitere Reduktion des Beitrags von βDC ist möglich, wenn zwischen
einerseits dem Lampenanschluß-Punkt 4 und dem Kondensator 91 und andererseits dem
Widerstand 5 ein Widerstand eingeschaltet wird.