DE833527C - Vorschaltglied zur Strombegrenzung bei Gasentladungslampen oder Roehren - Google Patents

Description

• Vorschaltglied zur Strombegrenzung bei Gasentladungslampen oder Röhren Gasentladungslampen, wie z. B. Kohlenlichtbo,genlampen, Ouecksilherdampflampen, Neonrohren oder l-euclitröliren, haben eine fallende Stromspannungscharakteristik. Zur Stromliegrenzung dienen Ohmsche Widerstände, Drosselspulen oder Streutransformatoren mit hohem induktivem Spannungsabfall. Ohmsche Widerstände verursachen einen dauernden Energieverlust, und Drosselspulen und Streutransformatoren sind Leiter. Außerdem verursachen die letzteren eine unerwünschte induktive Belastung, weshalb der Einbau von Kondensatoren erforderlich ist, was die Beleuchtung weiter verteuert.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Vorschaltglied zu Gasentladungslampen (oder Röhren) mit fallender Charakteristik, welches nach dem Prinzip des Elektronensättigungsstromes oder Ionensättigungsstromes wirksam ist. Die Stromspannungscharakteristik einer solchen Strombegrenzungsröhre ist aus Bild r ersichtlich. Der Strom, der z. B. durch eine Elektronenröhre (Hochvakuumröhre) mit Glühkathode fließt, erreicht bei einer bestimmten Anodenspannung einen Sättigungswert, der auch hei höherer Spannung nicht oder nur wenig überschritten wird. Die zu der Strombegrenzungsröhre in Serie geschaltete Gasentladungslampe oder Röhre brennt daher mit einem konstanten Strom. Die Verwendung von Drosselspulen, Widerständen oder Streutransformatoren an Stelle normaler Transformatoren erübrigt sich daher. Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht noch darin, ciaß der Leistungsfaktor (cos q» der Beleuchtungsanlage nahezu i,o wird, so daß sich der Einbau von Kondensatoren erübrigt.
• Auch Ionenröhren mit kalten Elektroden und verdünnter Gasfüllung ergeben einen Sättigungsstrom, wenn sie durch ein natürliches oder künstliches radioaktives Präparat bestrahlt «-erden, und können somit als Stromhegrenzungsglied geeignet sein.
• Beim Betrieb der Gasentladungslampe oder Röhre mit Gleichstrom genügt bei Verwendung einer Elektronenröhre mit Glühkathode eine einzige solche Elektronenröhre. Bei Wechselstrom dagegen sind zwei parallel geschaltete Glühkathodenröhren, wobei die Kathode der einen Röhre mit der Anode der anderen Röhre und umgekehrt verbunden sind, zu verwenden. Bild 2 zeigt eine solche Anordnung zum Betrieb einer Hochspannungsleuchtröhrenanlage. Es sind die Elektronenröhren i mit den Glühkathoden 2 und den Anoden 3 gegenläufig zueinander parallel geschaltet. In Serie hierzu liegt die Gasentladungsröhre 4, deren Strom zu begrenzen ist. Bild 3 zeigt eine Anordnung mit nur einer Elektronenröhre. Diese ist mit zwei indirekt beheizten GluAelektroden 2, von denen je nach der Halbwelle des Wechselstromes jeweils die eine der Glühelektroden als Kathode und die andere als Anode dient, ausgestattet. In Serie zu der Elektronenröhre i liegt die Gasentladungsröhre 4 (Hochspannungsröhre), deren Strom zu begrenzen ist.
• Die Elektrodenanordnung nach Bild 2 und 3 ist nur schematisch dargestellt. Bei den Elektronenröhren sind die Elektrodenflächen möglichst groß und die Elektrodenabstände klein zu dimensionieren, damit der Sättigungsstrom entsprechend groß und der Spannungsabfall an der Strombegrenzungsröhre möglichst klein wird. Vorteilhaft ist evtl. die Anordnung von Steuergittern und Hilfsgittern, wie diese bei Elektronenröhren gebräuchlich sind. Hierbei können auch Gitterschaltungen nach K. Heegn e r (Patent 627754) zweckmäßig sein, wodurch ein kapazitiver Widerstand der Elektronenröhre erzielt wird.
• An Stelle einer getrennten Elektronenröhrenanordnung nach Bild 2 oder 3 läßt sich das Stromhegrenzungsglied erfindungsgemäß auch in die Gasentladungsröhre selbst einbauen.
• Als erfindungsgemäßes Strombegrenzungsglied können verwendet werden auch Elektronenröhren mit hoher spezifischer Emission, die von Natur keinen Sättigungsstrom aufweisen (z. B. manche Oxydkathodenröhren), wenn durch geeignete Mittel, wie Gittersteuerschaltungen, eine Charakteristik nach Art der Sättigungskurve (vgl. Bild i) künstlich erzielt wird.
• Die Verwendung von Elektronenröhren oder lonenröhren als Strombegrenzungsglied ist nicht nur auf Hochspannungsgasentladungsröhren (kalte Röhren) beschränkt, sondern kann auch für den Betrieb von @Tiederspannungsgasentladungsröhren, insbesondere für Leuchtröhren, vorgesehen werden, falls es gelingt, den Spannungsabfall am Strombegrenzungsglied hinreichend klein ztt halten, so claß für die Gasentladungsröhre noch eine genügend große Brennspannung zur Verfügung steht. Die Zündung der Niederspannungsgasentladungslampen erfordert natürlich die üblichen Einrichtungen, wie z. B. Glimmzünder oder Zündschalter und Zünddrossel. Letztere kann jedoch gegenüber der sonst bei N iederspannungsleuchtröhren erforderlichen Drosseln, die den Betriebsstrom dauernd aushalten müssen, bei der erfindungsgemäßen Schaltung entsprechend klein dimensioniert werden, da diese nur die Zündung einzuleiten hat, lxim Betrieb aber kurzgeschlossen wird.
• Bei Elektronenröhren \-erringert sich mit abnehmender Temperatur der Glühkathode der Sättigungsstrom. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, durch einfache Regulierung des Heizstromes den Betriebsstrom der Gasentladungslampe oder Röhre zu beeinflussen. Auf diese Weise gelingt es, auf der fallenden Stromspannungscharakteristik der Gasentladungsröhre nach Belieben jeden gewünschten Betriebspunkt bis herab zu kleinen Stromstärken einzustellen, solange noch eine genügende Spannung für die Aufrechterhaltung der Gasentladung bzw. für deren Zündung bei Wechselstrom für die Gasentladungsröhre zur Verfügung steht, während bei der Verwendung von Drosseln oder Ohmscheu Widerständen bekanntlich nur der flache Ast der Stromspannungscharakteristik stabile Betriebspunkte der Gasentladungsröhre (oder des Lichtbogens) ermöglicht. Durch diese erfindungsgemäße Beeinflussung des Heizstromes der Elektronenröhren können durch rhvthmisches Anschwellen und Abklingen der Leuchtdichte der Gasentladungsröhren Beleuchtungseffekte für Reklamezwecke erzielt werden. Diese Wirkung läßt sich unter Umständen auch bei konstantem Heizstrom der Strombegrenzungsröhre und entsprechender Gittersteuerung erreichen.

Claims (7)

1. PATE\TA\SPRI CHE: i. Vorschaltglied zur Strombegrenzung bei Gasentladungslampen oder Röhren, dadurch gekennzeichnet, daß als Strombegrenzungsglied Elektronenröhren oder Ionenröhren, deren Stromspannungscharakteristik eine Sättigungsgrenze aufweist, verwendet werden.
2. 2. Vorschaltglied nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der natürliche Sättigungsstrom von Glühkathodenröhren (ohne oder mit Gittern) oder von Ionenröhren mit radioaktiver Ionisierung zur Strombegrenzung der Gasentladungslampen oder Röhren benutzt wird.
3. 3. Vorschaltglied nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Glühkathodenröhren, die von Natur keinen Sättigungsstrom aufweisen, durch Gittersteuerung eine Stromspannungscharakteristik nach :\rt einer Sättigungskurve erzwungen wird.
4. 4. Vorschaltglied nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb der Gasentladungslampen mit NN'echselstrom zwei parallel geschaltete Gliihkathodenröhren ver-@%-endet werden. wobei die Kathode der einen Rdhre mit der Anode der anderen Röhre und umgekehrt elektrisch verbunden sind.
5. 5. Vorschaltglied nach Anspruch 1, z und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Strombegrenzungsglied eine Elektronenröhre mit zwei emittierenden Elektroden in einem gemeinsamen Glasgefäß verwendet wird.
6. 6. Vorschaltglied nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungsstrom der Elektronenröhre durch Regulierung des Heizstromes verändert wird, so daß die in Serie geschaltete Gasentladungslampe oder Röhre mit verschiedener Helligkeit betrieben werden kann.
7. 7. Vorschaltglied nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Strombegrenzungsglied in die Gasentladungslampe oder Röhre eingebaut ist. Angezogene Druckschriften: Philips Technische Rundschau, Sept. 1950, S. 83 bis 94.