DE69227428T2

DE69227428T2 - Versorgungsschaltung für Entladungslampen

Info

Publication number: DE69227428T2
Application number: DE69227428T
Authority: DE
Inventors: Rong Jiu Du
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2012-05-12
Also published as: JPH05174986A; CN1020536C; US5311102A; CA2067320A1; EP0532832A1; DE69227428D1; EP0532832B1; CN1059065A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinheit für Entladelampen. Genauer, sie bezieht sich auf eine Stromversorgungseinheit, die fähig ist, 50 Hz/60 Hz Wechselstrom in 30-40 kHz, oder sogar eine höhere Frequenz, Wechselstrom umzuwandeln, und die zum Starten von Leuchtstoffröhren verwendet wird. Noch genauer, sie bezieht sich auf eine Stromversorgungseinheit für Entladeröhren, die einen Gleichrichter mit vier gleichrichtenden Dioden, Wechselstrom-Eingangsanschlüsse und Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse, wobei einer der genannten Wechselstrom-Eingangsanschlüsse mit einer ersten Drosselspule in Reihe geschaltet ist, wobei ein erster, vor oder hinter der genannten ersten Drosselspule angeordneter Kondensator zwischen den genannten Wechselstrom-Eingangsanschlüssen parallelgeschaltet ist, wobei die genannten Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse mit einem zweiten Kondensator und mit Versorgungsanschlüssen eines Oszillator- Ausgangsteilstücks parallelgeschaltet sind, wobei das genannte Oszillator-Ausgangsteilstück einen Steueranschluß und einen Ausgangsanschluß besitzt, wobei der genannte Ausgangsanschluß über eine zweite Drosselspule mit dem einen Pol einer Leuchtstoffröhre verbunden ist und der andere Pol der Röhre mit dem einen Ende eines dritten Kondensators verbunden ist, wobei das andere Ende des genannten Kondensators mit dem Versorgungsanschluß des genannten Oszillator-Ausgangsteilstücks verbunden ist, wobei ein vierter Kondensator zwischen den zwei Enden der genannten Röhre parallelgeschaltet ist, aufweist.
Eine solche Stromversorgungseinheit wurde in dem US- Patent 4,808,887 zum Starten von Leuchtstofflampen, bestehend aus HF-Filtern, Gleichrichtungsnetz, Push-pull- Oszillationsschaltungen bzw. Gegentakt-Oszillationsschaltungen, in Reihe geschalteten Resonanzschaltungen und zwei Gruppen von parallelgeschalteten Dioden, veröffentlicht. Durch Verwendung von HF-Filtern ist die Einheit dazu bestimmt, die Interferenz bei dem Stromübertragungsnetz, durch Harmonische höherer Ordnung hervorgerufen, durch Kondensatoren mit großer Kapazität in dem Spannungsregulierkreis in dem gleichrichtenden Netz erzeugt, zu beseitigen. Jedoch sind die endgültigen Ergebnisse dieser Art von Schaltungen nicht zufriedenstellend.
Das europäische Patent EP 0075176 veröffentlicht eine andere Stromversorgungseinheit für Entladelampen, das nahezu identische HF-Filter, ein gleichrichtendes Netz und eine Resonanzschaltung sowie eine Erregung der Leuchtstofflampe mittels eines Brückenschaltungsausgangs beschreibt, wobei das Ziel darin besteht, Phasenverschiebung und Erhöhung des Leistungsfaktors zu vermeiden.
Da bei beiden oben aufgeführten Schaltungen Kondensatoren mit hohen Kapazitätswerten verwendet werden, bei der Spannungsregulierungsschaltung des gleichrichtenden Netzes, ist es notwendig, eine Anzahl HF-Filter an dem Eingangsende des gleichrichtenden Netzes anzufügen. Trotzdem können Harmonien hoher Ordnung, durch große Kapazität hervorgerufen, nicht vollständig beseitigt werden. Daher muß der Kapazitätswert der Spannungsregulierungsschaltung reduziert werden, ohne die Operation der Schaltung zu beeinträchtigen. Das Reduzieren des Kapazitätswertes resultiert in einer signifikanten Reduzierung der Komponenten von Harmonien höherer Ordnung, durch die Schaltung hervorgerufen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die kapazitive Impedanz an dem Eingangsende der Schaltung zu reduzieren, und das Abstimmen der induktiven Impedanz und der kapazitiven Impedanz an dem Eingangsende zu vergrößern, wodurch die Komponenten von Harmonien hoher Ordnung, die in der Schaltung hervorgerufen werden, minimiert werden, wobei die Stromwellenform an dem Eingangsende in dem Maße verbessert wird, daß sie etwa einer sinusförmigen Welle entspricht, wobei der Leistungsfaktor vergrößert wird und die Harmonien hoher Ordnung des Quellenstroms in dem Maße geschwächt werden, daß sie das Leistungsnetz nicht mehr beeinträchtigen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den normalen Betrieb einer Schaltung zu ermöglichen, mit einem viel niedrigeren Filterungskondensator, und abnormalen Betrieb infolge verringerter Kapazität an dem Eingangsende und schlechte Spannungsregulierungs-Charakteristiken mittels eines LC-Netzes, vor dem gleichrichtenden Netz und filternden, isolierenden und Energiespeicher-Kondensatoren, zusammengestellt, angeschlossen, zu verhindern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Operation zu verhindern, wenn die Spannung und der Strom an dem Eingangsende des Stromnetzes abnormal werden, mittels eines schützenden Netzes, zwischen dem gleichrichtenden Netz und der Oszillator-Ausgangsschaltung angeschlossen.
Um die oben aufgeführten Ziele zu erreichen, hat die oben aufgeführte Stromversorgungseinheit gemäß der Erfindung die folgenden Merkmale:
der Wert der genannten ersten Drosselspule ist größer als 0,2 mH;
der Wert des genannten ersten Kondensators liegt in dem Bereich von 0,1-0,3 uF;
der Wert des genannten zweiten Kondensators ist kleiner als 0,68 uF und
der Wert des genannten dritten Kondensators ist größer als 0,68 uF.
Vorzugsweise weist die Stromversorgungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung weiter einen Sampling-Widerstand und ein Modul auf, wobei das genannte Modul zwei Stromversorgungsanschlüsse, einen Steuerausgangsanschluß und zwei Sampling-Eingangsanschlüsse hat, wobei die genannten Stromversorgungsanschlüsse entsprechend mit den genannten Wechselstrom-Eingangsanschlüssen des genannten Gleichrichters verbunden sind, wobei der genannte Steuerausgangsanschluß mit dem Steueranschluß des genannten Oszillator-Ausgangsteilstücks verbunden ist und die genannten Sampling-Eingangsanschlüsse entsprechend verbunden sind mit dem negativen Stromversorgungsanschluß des genannten Oszillator-Ausgangsteilstücks und dem negativen Ausgangsanschluß des genannten Gleichrichters, wobei der genannte Sampling-Widerstand zwischen dem genannten Stromversorgungsanschluß des genannten Oszillator-Ausgangsteilstücks und dem genannten Ausgangsanschluß des genannten Gleichrichters verbunden ist.
Vorzugsweise weist die Stromversorgungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung weiter das genannte Modul auf, welches umfaßt:
eine gleichrichtende Einheit, bestehend aus zwei gleichrichtenden Dioden und zwei gleichrichtenden Dioden des genannten Gleichrichters, wobei die Dioden mit ihren Anoden entsprechend mit den genannten zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüssen des genannten Gleichrichters verbunden sind und die Kathoden davon, nachdem sie angeschlossen sind, den positiven Ausgangsanschluß der genannten gleichrichtenden Einheit bilden, während die Anoden der Dioden, nachdem sie angeschlossen sind, den negativen Ausgangsanschluß (P4) der genannten gleichrichtenden Einheit bilden; wobei ein filternder Kondensator zwischen den positiven und negativen Ausgangsanschlüssen der genannten gleichrichtenden Einheit parallelgeschaltet ist, wobei der positive Ausgangsanschluß der genannten gleichrichtenden Einheit über einen zweiten Widerstand mit der Anode eines SCR (gesteuerter Siliziumgleichrichter) und mit der Kathode einer siebten Diode verbunden ist, wobei die Anode der siebten Diode den Steuerausgangsanschluß bildet;
ein SCR-Steuerungsnetz, umfassend einen dritten und einen vierten Widerstand, einen sechsten und einen siebten Kondensator sowie eine achte Diode, wobei das eine Ende des vierten Widerstands mit der Anode der achten Diode und das andere Ende mit dem negativen Ausgangsanschluß des genannten Oszillator-Ausgangsteilstücks verbunden ist, wobei die Kathode der achten Diode mit dem Steuerteil des SCR verbunden ist, wobei der siebte Kondensator zwischen dem verbindenden Knotenpunkt des vierten Widerstands und der Anode der achten Diode und der Kathode des SCR verbunden ist, wobei der dritte Widerstand und der sechste Kondensator zuerst miteinander parallelgeschaltet sind und dann zwischen dem Steuerteil und der Kathode des SCR verbunden sind, wobei die genannte Kathode des SCR mit dem negativen Ausgangsanschluß der genannten gleichrichtenden Einheit verbunden ist.
Ein Weg, die Erfindung durchzuführen, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben, und zwar ist
Fig. 1 das Blockdiagramm einer Stromversorgung für Leuchtstofflampen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 das Blockdiagramm einer anderen Stromversorgung für Leuchtstofflampen und ihre Schutzschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ein detailliertes Schaltungsdiagramm der in Fig. 2 dargestellten Schutzschaltung;
Fig. 4 ein Diagramm der Oszillator-Schaltung, die Teil der Stromversorgung für Leuchtstofflampen gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 5a eine Darstellung der konventionellen Spannungs- Wellenform zwischen den Anschlüssen P1 und P2 der Schaltung in Fig. 1;
Fig. 5b eine Darstellung der konventionellen Spannungs- Wellenform zwischen den Anschlüssen P3 und P4 der Schaltung in Fig. 1;
Fig. 5c eine Darstellung der Strom-Wellenform der gleichrichtenden Dioden bei der konventionellen gleichrichtenden Schaltung;
Fig. 6 eine Darstellung der Strom-Wellenform der Dioden des Gleichrichters der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Darstellung der Wellenform an dem Ausgangsanschluß des Gleichrichters in der Stromversorgung der Leuchtstofflampen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine Darstellung der Wellenformen der Spannung VFL quer durch die Leuchtstofflampe und der Spannung V7 quer durch den Kondensator 7, wenn die Stromversorgung der Leuchtstofflampen dieser Erfindung verwendet wird;
Fig. 9 eine Darstellung der Strom-Wellenform an dem Eingangsanschluß der Stromversorgung der Leuchtstofflampen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 das Schaltungsdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 1 ist das Blockdiagramm einer Stromversorgung für Leuchtstofflampen gemäß der vorliegenden Erfindung. In dem Diagramm ist die Komponente 1 eine induktive Spule, die zwischen der Wechselstrom-Stromversorgung und dem Eingangsanschluß P1 oder P2 des Gleichrichters 3 in Reihe geschaltet ist; die Komponente 2 ist ein Kondensator, der hinter oder vor der Komponente 1 angeordnet ist und zwi schen den zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüssen P1 und P2 des Gleichrichters 3 parallelgeschaltet ist. Der Brücken- Gleichrichter 3 besteht aus vier Dioden 31, 32, 33 und 34; der Kondensator 4 ist parallelgeschaltet zwischen den Gleichstrom-Ausgangsanschlüssen P3 und P4 des Gleichrichters 3; eine selbstvorspannende Selbsterregungs-Oszillator-Schaltung 5 hat einen positiven Gleichstrom-Stromanschluß 52, mit dem positiven Gleichstrom-Ausgangsanschluß des Gleichrichters 3 verbunden, einen negativen Gleichstrom-Stromanschluß 53, mit dem negativen Gleichstrom-Ausgangsanschluß des Gleichrichters 3 verbunden, sowie einen Steuereingangsanschluß 54, der an die Schutzschaltung der vorliegenden Erfindung ankoppelbar ist. Die Oszillator-Schaltung 5 hat auch einen Wechselstrom-Ausgangsanschluß 51, der zuerst mit der Drosselspule 6 in Reihe geschaltet ist und dann an einen Pol des Glühfadens an dem einen Ende der Lampe FL (FL ist eine Leuchtstoffröhre mit zwei Glühfäden-Enden und vier Leitungspolen). Ein Pol an dem anderen Glühfaden-Ende der Lampe FL ist, über den Kondensator 7, mit dem negativen Stromversorgungsanschluß 53 der Oszillator-Schaltung S verbunden. Der Kondensator 8 ist mit den anderen entsprechenden Polen der Lampe FL parallelgeschaltet. Für die vorliegende Erfindung ist der Wert der Drosselspule 1 größer als 0,2 mH, wobei sein Bereich normalerweise 0,2-50 mH ist. Der Wert für den Kondensator 4 ist kleiner als 0,68 uf, wobei sein Bereich normalerweise 0,001-0,68 uf ist. Der Wert für den Kondensator 7 ist größer als 0,68 uf, wobei sein Bereich normalerweise 0,68-b uf ist. Der Wert für den Kondensator 2 ist 0,1 uf, wobei sein Bereich normalerweise 0,1- 0,3 uf ist.
Bei der früheren Ausführung dieses Typs einer Multi-Einheit-Schaltung wurden die Schaltungen der einzelnen Einheiten zunächst separat konstruiert und dann kombiniert. Wie in Fig. 1 dargestellt, bilden bei der konventionellen Schaltung der Gleichrichter 3 und der Kondensator 4 die gleichrichtende und filternde Schaltungeinheit, und die Kapazität des Kondensators 4 ist so groß wie möglich vorgesehen. Dies kommt daher, weil, wenn eine Sinuswellenspannung, wie in Fig. 5a dargestellt, an den Eingang des Gleichrichters 3 angelegt wird, die Spannung über den Kondensator 4, wie in Fig. 5b dargestellt, eine Sägezahn-Wellenform animmt, während der Strom in den gleichrichtenden Dioden die Form eines spitzen Impulses, wie in Fig. 5c dargestellt, aufweist. Da diese Schaltungseinheit dazu bestimmt ist, Strom nach dem folgenden Stufen-Oszillator-Ausgangsteilstück hin zu liefern, sollte die Ausgangsspannung so glatt wie möglich sein, mit anderen Worten, die Kapazität des Kondensators 4 sollte so groß wie möglich sein. Jedoch, da die Kapazität des Kondensators 4 zunimmt, nimmt die leitfähige Dauer der Dioden ab, d. h., die spitze Impulsbreite wird reduziert. Folglich: je größer der Impulsstrom ist, für das Laden des Kondensators, um so größer wird die Komponente der Harmonien sein. Falls dieser Strom nicht entstört wird, wird er in das Wechselstrom- Stromnetz hineinrauschen, was einen Schock im Wechselstrom-Stromnetz hervorruft. Um einen solchen Strom zu entstören, ist es notwendig, die Anzahl der filternden Schaltungen zu erhöhen oder die filternde Schaltung zu ändern. Dies würde unausweichlich die Schaltung komplizierter machen und auch den Leistungsfaktor reduzieren.
Jedoch hat die vorliegende Erfindung einen solchen Nachteil beseitigt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung wurde dem Kondensator 4 eine sehr geringe Kapazität gegeben; in der gleichen Kondition, wie oben erwähnt, hat der Strom in den Dioden des Gleichrichters 3 eine Wellenform, wie in Fig. 6 dargestellt; die leitfähige Zeit der gleichrichtenden Diode in der Schaltung wird länger, wodurch der Leistungsfaktor beträchtlich erhöht wird.
Diese Konstruktion bringt auch das Problem des Null-Passierens mit sich, das heißt, am Beginn oder Ende jedes halben Zyklus der Eingangsspannung ist die Eingangsspannung ungefähr Null, und in diesem Augenblick hört die Spannung des Oszillator-Ausgangsteilstücks hinten auf zu oszillieren; mit anderen Worten, die oszillierende Schaltung oszilliert beim Blockieren, wodurch die Leuchtstoffröhre flackert. Ein Weg, dieses Problem zu lösen, besteht darin, eine LC- Schaltung, die eine Drosselspule 1 und einen Kondensator 2 aufweist, mit dem Eingangsanschluß des Gleichrichters 3 zu verbinden. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, infolge der gemeinsamen Aktionen der Drosselspule 1, des Kondensators 2, des Kondensators 4 und des Kondensators 7, die Spannung nach der Gleichrichtung immer höher als ein bestimmter Wert, (der Wert ist abhängig von den Werten der Drosselspule 1 und des Kondensators 2). Durch eine solche Modifikation ist die Spannungswellenform an dem Kondensator 4 so, wie in Fig. 7 dargestellt, seine Ausgangsspannung ist größer als Null, schwankt aber. Wenn eine solche Spannung an eine Schaltung des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 und des in Reihe geschalteten Kondensators 7 angelegt wird, werden die Drosselspule 6 und die Leuchtstofflampe (Last FL) als die Last angenommen, eine Ausgangsspannung, wie in Fig. 8 dargestellt, wird erzeugt, wobei V7 die Spannung an dem Kondensator 7 und VFL die Spannung an der Lampe ist. Die Wellenform des entsprechenden Eingangsstroms wird wie die Wellenform sein, die in Fig. 9 dargestellt ist. Die Eingangsstrom-Wellenform ist offensichtlich eine Approximation einer Sinuswelle, bei der die Komponenten der höheren Harmonien beträchtlich reduziert worden sind; jedoch ist die Hülle der Ausgangsspannung des Oszillator-Ausgangsteilstücks immer über der Null-Linie (d. h. positiv). Somit verhindert die Wirkung des Gleichrichters 3, daß dieser Hochfrequenzstrom in das Stromnetz hineinrauscht, wodurch es beschädigt würde. Daher ist sehr deutlich zu erkennen, daß die Drosselspule 1 und der Kondensator 7 eine Vielzahl von Funktionen haben. Die Drosselspule 1 dient als energiespeichernde Komponente und auch als Komponente zum Phasenverschieben, zur Leistungsfaktor-Kompensation und zur Stromversorgungsfilterung, während der Kondensator 7 zum Energiespeichern, zum Phasenverschieben und zum Isolieren verwendet wird. Die Multifunktion dieser zwei Komponenten hat den Leistungsfaktor erhöht.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sollte, wie in Fig. 8 dargestellt ist, da die Ausgangsspannung der gleichrichtenden und filternden Schaltung innerhalb eines bestimmten Bereichs variiert, die Schaltung des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 ebenfalls entsprechend angepaßt werden.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist dieser Teil der Schaltung in dem Oszillator-Ausgangsteilstück 5 eine Art einer selbstvorspannenden Selbsterregungs-Oszillator-Schaltung, in konventioneller Art und Weise konstruiert, welche die Merkmale der Schaltungen gemäß der vorliegenden Erfindung berücksichtigt. Ihr Schaltungs-Diagramm ist in Fig. 4 dargestellt.
Das Merkmal der genannten selbstvorspannenden Selbsterregungs-Schaltung besteht darin, daß ihre oszillierende Frequenz von der Größenordnung der Spannung abhängig ist, die durch die gleichrichtende und filternde Schaltung vorgesehen wird. Wenn die Gleichrichtungs-Ausgangspannung an die Oszillator-Schaltung angelegt wird und innerhalb eines bestimmten Bereichs variiert, bleibt die Ausgangs- Oszillations-Frequenz unverändert; es sei darauf hingewie sen, daß bei der Konstruktion des Stands der Technik den Kondensatoren 506 und 507 ziemlich große Werte gegeben wurden, während bei der Schaltung der vorliegenden Erfindung den Kondensatoren 506, 507 ein Wert von 0,68-1,5 uf gegeben wurde; somit kann, wenn die Schaltung einen niedrigen Spannungsregulierungsfaktor hat, d. h., wenn eine schwankende Spannung, wie in Fig. 8 dargestellt, an die Stromversorgungsanschlüsse angelegt wird, die Schaltung noch normal arbeiten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Überstrom-Überspannung-Schutzschaltung vorgesehen. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, schließt die Schutzschaltung einen Sampling-Widerstand 9 und ein Modul 10 ein. Die zwei Stromanschlüsse 101 und 105 des genannten Moduls 10 sind entsprechend mit den Eingangsanschlüssen P1 und P2 des Gleichrichters 3 verbunden, und sein Steuerausgangsanschluß 102 ist mit dem Steuereingangsanschluß 54 des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 verbunden. Die Sampling-Eingangsanschlüsse 103 und 104 sind entsprechend mit dem negativen Stromanschluß 53 des Oszillator- Ausgangsteilstücks S und dem negativen Ausgangsanschluß des Gleichrichters 3 verbunden. Der genannte Sampling- Widerstand 9 ist über den negativen Stromanschluß 53 des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 und den Ausgangsanschluß P4 des Gleichrichters 3 angeschlossen.
Wie oben beschrieben, hat das Modul 10 fünf Anschlüsse insgesamt, und zwar zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüsse 101 und 105, zwei Sampling-Anschlüsse 103 und 104 und einen Steuerausgangsanschluß 102. Dieses Modul 10 und der Sampling-Widerstand 9 in Fig. 2 bilden die Überspannung-Überstrom-Schutzschaltung der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 zeigt, wie die Schutzschaltung mit den anderen Teilen in der Schaltung verbunden ist. In Fig. 2 ist das Modul 10 die Schutzschaltung der vorliegenden Erfindung. Seine Wechselstrom-Eingangsanschlüsse 101 und 105 sind entsprechend mit den zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüssen P1 und P2 der vorliegenden Stromversorgungseinheit verbunden; der Sampling-Eingangsanschluß 104 ist dort angeschlossen, wo der Sampling-Widerstand 9 und der Gleichrichter 3 angeschlossen sind; der Sampling- Eingangsanschluß 103 ist an einem Knotenpunkt angeschlossen, an dem der Sampling-Widerstand 9 und der negative Stromversorgungsanschluß 53 des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 angeschlossen sind; der Steuerausgangsanschluß 102 ist mit dem Steuereingangsanschluß 54 des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 verbunden. Die Verbindung der übrigen Teile ist die gleiche, wie in Fig. 1 dargestellt. Das Arbeitsprinzip der Schutzschaltung ist so, wie in Fig. 3 dargestellt ist. In Fig. 3 unterscheidet sich der Gleichrichter 11 von dem Gleichrichter 3 in Fig. 1 und ist aus zwei Dioden 34, 33 des Gleichrichters 3 und weiteren zwei Dioden 106 und 107 zusammengesetzt. Die Anoden der Dioden 106 und 107 sind entsprechend mit der Kathode der Dioden 33 und 34 verbunden; die Kathode der Dioden 106 und 107 wird, nachdem sie verbunden ist, zu dem positiven Gleichtrom-Ausgangsanschluß PS des Gleichrichters. Der negative Gleichstrom-Ausgangsanschluß des Gleichrichters 11 und der negative Gleichstrom-Ausgangsanschluß P4 des Gleichrichters 3 sind ein gemeinsamer Anschluß. Der Kondensator 108 ist parallelgeschaltet über die zwei Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse P4 und PS des Gleichrichters 11. Das eine Ende des Widerstands 109 ist mit dem positiven Ausgangsanschluß PS des Gleichrichters 11 und das andere Ende ist mit der Kathode der Diode 1010 verbunden, während die Anode der Diode 1010 als Ausgangssteueranschluß 102 des Moduls 10 dient. Die Anode des SCR 1011 ist dort verbunden, wo ein Widerstand 109 und eine Diode 1010 angeschlossen sind, und die Kathode davon ist mit dem negativen Gleichstrom-Ausgangsanschluß P4 des Gleichrichters 11 verbunden, und das Steuerteil davon ist mit dem SCR-Steuerungsnetz, das die Widerstände 1013, 1015, die Diode 1014, die Kondensatoren 1012 und 1016 aufweist, verbunden, während der parallelgeschaltete Kondensator 1012 und der Widerstand 1013 das eine ihrer Enden mit dem Steuerteil des SCR 1011 und das andere Ende mit der Kathode des SCR 1011 verbunden haben. Die Kathode der Diode 1014 ist mit dem Steuerteil des SCR 1011 verbunden, und die Anode ist mit dem Widerstand 1015 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstands 1015 und der Kathode des SCR 1011 bilden die zwei Sampling-Eingangsanschlüsse 103 und 104 des vorliegenden Moduls 10. Der Kondensator 1016 hat das eine seiner Enden dort mit dem Knotenpunkt, wo die Diode 1014 und der Widerstand 1015 angeschlossen sind, und das andere Ende mit der Kathode des SCR 1011 verbunden. Die zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüsse 101 und 105 des Moduls 10 sind entsprechend von dem Verbindungsknotenpunkt der Dioden 34 und 106 her und dem Verbindungsknotenpunkt der Dioden 33 und 107 her angezapft.
Wenn der Strom in dem Oszillator-Ausgangsteilstück 5 übermäßig hoch ist, nimmt der Spannungsabfall an dem Sampling-Widerstand 9 zu, und als Folge davon wird die Diode 1014 leitfähig und ladet den Kondensator 1012 auf. In diesem Augenblick wird ein positiver Impuls an dem Steuerteil des SCR 1011 erzeugt, was den SCR 1011 leitfähig macht. Nachdem der SCR 1011 leitfähig geworden ist, fällt das Potential an der Anode rapide ab und veranlaßt, über die Diode 1010, das Potential an dem Schaltungs-Eingangsanschluß des folgenden Stufen-Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 zu fallen und zwingt die Schaltung des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5, das Oszillieren einzustellen.
Die Aufnahme einer solchen Schaltungsanordnung hat die Qualität dieser Art von Stromversorgungseinheit von Grund auf verbessert, wobei dem Eingangsstrom nahezu eine Sinuswellenform gegeben wird, wobei die Harmonien dritter Ordnung kleiner als 7% und der Leistungsfaktor größer als 0,95 gemacht werden. Außerdem werden, da der Kapazität des Kondensators 4 ein sehr kleiner Wert gegeben werden kann und die Kondensatoren 2 und 7 keine großen Werte haben, in der gesamten Stromversorgungseinheit keine Elektrolytkondensatoren benötigt. Die Überspannung-Überstrom-Schutzschaltung hat die Zuverlässigkeit der Schaltung erhöht. Die vorliegende Erfindung startet sicher und arbeitet zuverlässig bei einer Umgebungstemperatur von -20 bis +45 Grad C in einem konventionellen Stromnetz.
Die in Fig. 10 dargestellte Schaltung ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das eine Ende der Drosselspule 1 mit dem Stromnetz, wie beispielsweise 110 V/220 V, 50 Hz/60 Hz, Wechselstrom- Stromversorgung, direkt verbunden ist, der Kondensator 2 nach der Drosselspule 1 angeordnet ist und über die Eingangsanschlüsse verbunden ist und der Kondensator 4 zwischen den Ausgangsanschlüssen des Gleichrichters 3 parallelgeschaltet ist.
Das Oszillator-Ausgangsteilstück 5 verwendet eine selbstvorspannende Selbsterregung-Oszillator-Schaltung, welche Schalttransistoren 55, 57 aufweist. Die Drosselspule 6 hat das eine Ende mit dem einen Pol des einen Fadens der Leuchtstofflampe FL verbunden und das andere Ende zuerst mit der Wicklung N3 des Transformators T in dem Oszillator-Ausgangsteilstück 5 und dann mit dem Knotenpunkt in Reihe geschaltet, an dem der in Reihe geschaltete Wider stand 56 an dem Emitter des Transistors 55 und dem Kollektor des Transistors 57 verbunden ist. Die Wicklung N1 des Transformators T hat das eine ihrer Enden zuerst mit dem Kondensator 506 in Reihe geschaltet, dann dort verbunden, wo der in Reihe geschaltete Widerstand 56 an dem Emitter des Transistors SS und dem Kollektor des Transistors 57 verbunden sind, und das andere Ende mit der Basis des Transistors 55 verbunden. Die Wicklung N2 des Transformators hat das eine seiner Enden zuerst mit dem Kondensator 507 in Reihe geschaltet und dann mit dem Widerstand 58 in Reihe geschaltet an dem Emitter des Transistors 57 und das andere Ende mit der Basis des Transistors 57. Die Widerstände 59, 503 sind entsprechend zwischen den Kollektoren und Basen der Transistoren 55 und 57 parallelgeschaltet. Nachdem die Anode der Diode 501 an den Widerstand 502 in Reihe geschaltet ist und die Anode der Diode 504 mit dem Widerstand 505 in Reihe geschaltet ist, werden sie entsprechend zwischen den in Reihe geschalteten Widerständen 56, 58 an den Emittern der Transistoren 55, 57 und ihren Basen parallelgeschaltet. Der Widerstand 510 und der Kondensator 511 werden zuerst parallelgeschaltet und dann zwischen dem Kollektor des Transistors 55 und dem in Reihe geschalteten Widerstand 56 an seinem Emitter parallelgeschaltet. Die Dioden 508, 509 werden entsprechend zwischen den Kollektoren der Transistoren 55, 57 und den Widerständen 56, 58 an deren Emittern parallelgeschaltet.
Die Dioden 106, 107 haben ihre Anoden entsprechend an die zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüsse P1, P2 des Gleichrichters 3 angeschlossen und deren Kathode zuerst mit jedem anderen (P5) verbunden und dann, über den Widerstand 109, mit der Kathode der Diode 1010 und der Anode des SCR 1011 verbunden. Die Anode der Diode 1010 ist mit der Basis des Transistors 55 in der Schaltung des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 verbunden. Die Kathode des SCR 1011 ist mit dem negativen Ausgangsanschluß P4 des Gleichrichters 3 verbunden. Nachdem der Widerstand 1013 und der Kondensator 1012 parallelgeschaltet sind, haben sie das eine ihrer Enden mit dem Steuerteil des SCR 1011 und das andere Ende mit dem negativen Ausgangsanschluß P4 des Gleichrichters 3 verbunden. Die Diode 1014 hat ihre Kathode mit dem Steuerteil des SCR 1011 und ihre Anode mit dem einen Ende des Kondensators 1016 und des Widerstands 1015 verbunden. Das andere Ende des Kondensators 1016 ist mit der Kathode des SCR 1011 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 1015 ist mit dem negativen Stromversorgungsanschluß 53 des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 verbunden. Der Widerstand 9 ist über den negativen Ausgangsanschluß P4 des Gleichrichters 3 und den negativen Stromversorgungsanschluß 53 des Oszillator-Ausgangsteilstücks 5 verbunden.
Der Kondensator 7 hat das eine seiner Enden mit dem einen Pol des Glühfadens der Leuchtstofflampe FL und das andere Ende mit Erde verbunden. Der Kondensator 8 ist zwischen dem anderen Paar Pole der Glühfäden an den zwei Lampenenden parallelgeschaltet.
Für eine Leuchtstofflampe 40 W werden die Komponenten der Stromversorgungseinheit bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie folgt angegeben:
Transistor 55, 57-MJE13005
Diode 31, 32, 33, 34, 106, 107, 501, 504, 508,
509-IN4004
Kondensator 2-0.1 uf/400 V
4,8-1000 Pf/400 V
7-4 uf/250 V
506-0,68 uf/250 V
507-0,68 uf/63 V
1012-0,01 u
1012-220 u
Widerstand 59, 503, 510-470 KΩ/1/4W
502, 505-50 Ω/1/4W
56, 58-620 Ω/2W
109-270 KΩ
1013-2,7 KΩ
1015-77 KΩ
9-5,5 Ω
Diode 1014-2 CK
1010-PN4007
SCR 1011-MCR100-6
Drosselspule 1-5 mH
6-1,10 mH
Transformator N1 : N2 : N3 = 8 : 8 : 3
u = 4000

Claims

1. Stromversorgungseinheit für Entladungslampen, umfassend:

einen Gleichrichter (3), umfassend vier Gleichrichterdioden (31-34), Wechselstrom-Eingangsanschlüsse (P1, P2) und Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse (P3, P4), wobei einer der Wechselstrom-Eingangsanschlüsse (P1, P2) mit einer ersten Drosselspule (1) in Reihe geschaltet ist, wobei ein erster, vor oder hinter der ersten Drosselspule (1) angeordneter Kondensator (2) zwischen den Wechselstrom-Eingangsanschlüssen (P1, P2) parallelgeschaltet ist, wobei die Gleichstrom-Ausgangsanschlüsse (P3, P4) mit einem zweiten Kondensator (4) und mit Versorgungsanschlüssen (52, 53) eines Oszillator-Ausgangsteilstücks (5) parallelgeschaltet sind, wobei das Oszillator-Ausgangsteilstück (5) einen Steueranschluß (54) und einen Ausgangsanschluß (51) besitzt, wobei der Ausgangsanschluß (51) über eine zweite Drosselspule (6) mit dem einen Pol einer Leuchtstofflampe (FL) verbunden ist und der andere Pol der Lampe (FL) mit dem einen Ende eines dritten Kondensators (7) verbunden ist, wobei das andere Ende des Kondensators (7) mit dem Versorgungsanschluß (53) des Oszillator-Ausgangsteilstücks (5) verbunden ist, wobei ein vierter Kondensator (8) zwischen zwei Enden der Lampe (FL) parallelgeschaltet ist, wobei der Wert der ersten Drosselspule (1) größer ist als 0,2 mH; der Wert des ersten Kondensators (2) im Bereich von 0,1- 0,3 uF liegt;

der Wert des zweiten Kondensators (4) kleiner ist als 0,68 uF, und

der Wert des dritten Kondensators (7) größer ist als 0,68 uF ist.

2. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

sie einen Sampling-Widerstand (9) und ein Modul (10) aufweist, wobei das Modul (10) zwei Stromversorgungsanschlüsse (101, 105), einen Steuerausgangsanschluß (102) und zwei Sampling-Eingangsanschlüsse (103, 104) besitzt, wobei die Stromversorgungsanschlüsse (101, 105) entsprechend mit den Wechselstrom-Eingangsanschlüssen (P1, P2) des Gleichrichters (3) verbunden sind, wobei der Steuerausgangsanschluß (102) mit dem Steueranschluß (54) des Oszillator-Ausgangsteilstücks (5) verbunden ist und die Sampling-Eingangsanschlüsse (103, 104) entsprechend mit dem negativen Stromversorgungsanschluß (53) des Oszillator-Ausgangsteilstücks (5) und dem negativen Ausgangsanschluß (P4) des Gleichrichters (3) verbunden sind, wobei der Sampling-Widerstand (9) zwischen dem Stromversorgungsanschluß (53) des Oszillator-Ausgangsteilstücks (5) und dem Ausgangsanschluß (P4) des Gleichrichters (3) liegt.

3. Stromversorgungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (10) mindestens aufweist:

eine Gleichrichtereinheit (11), bestehend aus zwei Gleichrichterdioden (106, 107) und zwei Gleichrichterdioden (33, 34) des Gleichrichters (3), bei der die Anoden der Dioden (106, 107) mit den zwei Wechselstrom-Eingangsanschlüssen (P1 und P2) des Gleichrichters (3) verbunden sind und die Verbindung der Kathoden den positiven Ausgangsanschluß (P5) der Gleichrichtereinheit (11) bilden, während die Verbindung der Anoden der Dioden (33, 34) den negativen Ausgangsanschluß (P4) der Gleichrichtereinheit (11) bildet; wobei ein filternder Kondensator (108) zwischen den positiven und negativen Ausgangsanschlüssen (P5 und P4) der Gleichrichtereinheit (11) parallelgeschaltet ist, wobei der positive Ausgangsanschluß (P5) der Gleichrichtereinheit (11) über einen zweiten Widerstand (109) mit der Anode eines SCR (1011) (gesteuerter Siliziumgleichrichter) und mit der Kathode einer siebten Diode (1010) verbunden ist, wobei die Anode der siebten Diode (1010) den Steuerausgangsanschluß (102) bildet;

ein SCR-Steuerungsnetz (1015, 1016, 1014, 1013, 1012), umfassend einen dritten und einen vierten Widerstand (1013, 1015), einen sechsten und siebten Kondensator (1012, 1016) und eine achte Diode (1014), wobei der vierte Widerstand (1015) einerseits mit der Anode der achten Diode (1014) und andererseits mit dem negativen Ausgangsanschluß (53) des Oszillator-Ausgangsteilstücks (5) verbunden ist, wobei die Kathode der achten Diode (1014) mit dem Steueranschluß des SCR (1011) verbunden ist, wobei der siebte Kondensator (1016) zwischen dem verbindenden Knotenpunkt des vierten Widerstands (1015) mit der Anode der achten Diode (1014) und der Kathode des SCR (1011) liegt, wobei der dritte Widerstand (1013) und der sechste Kondensator (1012) miteinander parallelgeschaltet sind und zwischen dem Steueranschluß und der Kathode des SCR (1011) angeordnet sind, wobei die Kathode des SCR (1011) mit dem negativen Ausgangsanschluß (P4) der Gleichrichtereinheit (11) verbunden ist.