DE880034C

DE880034C - Device with a gas- and / or vapor-filled discharge tube in series with a capacitive series impedance

Info

Publication number: DE880034C
Application number: DEN4443A
Authority: DE
Inventors: Jozef Cornelis Moerkens
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Filing date: 1951-09-19
Publication date: 1953-06-18

Description

Vorrichtung mit einer gas- und/oder dampfgefüllten Entladungsröhre in Reihe mit einer kapazitiven Vorschaltimpedanz Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit einer gas- und/oder .dampfgefüllten Entladungsröhre in Reihe mit einer kapazitiven Vorschaltimpedanz, welche Röhre mit wenigstens einer Glühelektrode versehen ist, von der das von den Anschlußklemmen der Vorrichtung abgewandte Ende vor der Zündung der Röhre mit der anderen Elektrode der Röhre verbunden ist.Device with a gas and / or vapor-filled discharge tube in series with a capacitive ballast impedance The invention relates to a device with a gas and / or vapor-filled discharge tube in series with a capacitive series impedance, which tube with at least one glow electrode is provided, of which the end facing away from the terminals of the device connected to the other electrode of the tube prior to the ignition of the tube.

Eine solche Röhre nimmt bei Betrieb einen der Speisespannung voreilenden Strom auf. Infolgedessen ist ein vorzüglicher Leistungsfaktor erreichbar, wenn die Vorrichtung auch eine induktiv stabilisierte Röhre enthält, die einen nacheilenden Strom aufnimmt. Weiter wird die stroboskopische Wirkung einer einzigen Röhre stark verringert, @venn voreilende und nacheilende Röhren verwendet werden, da die Dunkelperioden dieser Röhren nicht gleichzeitig auftreten.Such a tube takes one of the supply voltage leading during operation Electricity on. As a result, an excellent power factor can be achieved when the Device also includes an inductively stabilized tube that has a lagging Consumes electricity. Further, the stroboscopic effect of a single tube becomes strong if leading and trailing tubes are used, since the dark periods of these tubes do not occur simultaneously.

Das Aufheizen der Glühelektrode der kapazitiv stabilisierten Röhre bereitet Schwierigkeiten, da die kapazitive Vorschaltimpedanz im kurzgeschlossenen Zustand der Röhre nur wenig mehr Strom als im Betriebszustand -der Röhre durchläßt, d. h. wenn der Kurzschluß über der Röhre wieder aufgehoben und die Röhre gezündet worden ist.The heating of the glow electrode of the capacitively stabilized tube causes difficulties because the capacitive ballast impedance in the short-circuited State of the tube only lets through a little more current than in the operating state - the tube, d. H. when the short-circuit across the tube is removed and the tube is ignited has been.

Um die Glühelektrode der kapazitiv stabilisierten Röhre schnell auf Emissionstemperatur zu bringen, wird zumeist in dem Parallelkreis der Röhre, d. h. in die zur Zündung der Röhre bestimmte, lösbare Verbindung zwischen ihren Elektroden, eine Hilfsselbstinduktiön, manchmal Kompensator genannt, aufgenommen. Dieser Kompensator wird derart bemessen, :daß der Aufheizkreis der Glühelektrode von einem Strom durchflossen wird, der mehr als ,das i,2fache, vorzugsweise das 1;3- bis i,8fache des vorgeschriebenen Entladungsstroms der Röhre beträgt. Bei der Zündung wird der Kompensatorkreis unterbrochen, so däßdieses Element bei brennender Röhre außer Tätigkeit ist. -Die Erfindung schafft andere Mittel zum Aufheizen :der Glühelektrode mit einem den Betriebsstrom beträchtlich übersteigenden Strom.To quickly open the glow electrode of the capacitively stabilized tube Bringing emission temperature is mostly done in the parallel circuit of the tube, i. H. into the detachable connection between its electrodes intended to ignite the tube, an auxiliary self-induction, sometimes called a compensator, was added. This compensator becomes like that dimensioned: that the heating circuit of the glow electrode of a current flows through which is more than, i, 2 times, preferably 1; 3- to i, 8 times the prescribed discharge current of the tube. At the ignition if the compensator circuit is interrupted, this element will be activated when the tube is burning is out of action. -The invention creates other means of heating: the glow electrode with a current considerably exceeding the operating current.

Nach der Erfindung ist,die kapazitive Vorschaltimpedanz Aderart bemessen, .daß sie beim direkten Anschluß an die Speisestromquelle einen Strom aufnimmt, der mehr als .das i,2fache, vorzugsweise das 43- bis i,5fache,des Betriebsstroms der Röhre beträgt, wobei parallel zu wenigstens einem Teil der kapazitiven Vorschaltimpedanz ein induktiver Zweig geschaltet ist, der beim Aufheizen -der Glühelektrode unterbrochen, bei brennender Röhre geschlossen und derart bemessen ist, daß die Röhre beim Betrieb nur von etwa dem normalen Betriebsstrom durchflossen wird.According to the invention, the capacitive series impedance is dimensioned wire type, .that it absorbs a current when connected directly to the supply current source, which more than. the i, 2 times, preferably 43 to i, 5 times the operating current of the Tube is, being in parallel with at least part of the capacitive ballast impedance an inductive branch is connected, which is interrupted when the glow electrode is heated up, is closed when the tube is burning and is dimensioned such that the tube during operation only about the normal operating current flows through it.

Bei einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung besteht der induktive Parallelzweig aus einer Selbstinduktion .inReihe mit einer zweiten Entladungsröhre, die ebenfalls mit wenigstens einer Glühelektrode versehen ist, von der das von den Anschlußklemmen der Vorrichtung abgewandte Ende mittels eines Schalters mit der zweiten Elektrode dieser zweiten Röhre verbunden werden kann, wobei dieser Schalter beim Fließen des Aüfheizstromesdurch die Glühelektrode der ersten Röhre geöffnet ist. Hierbei kann der Schalter der induktiv stabilisierten Röhre ein im unerregten Zustand geöffneter Schalter sein, dessen Ansprechzeit wenigstens gleich lang wie die Aufheizzeit der Glühelektrode der kapazitiv stabilisierten Röhre ist.In a particularly favorable embodiment of the invention, there is the inductive parallel branch from a self-induction in series with a second Discharge tube, which is also provided with at least one glow electrode, of which the end facing away from the terminals of the device by means of a Switch can be connected to the second electrode of this second tube, this switch when the Aüfheizstromes flows through the glow electrode of the first tube is open. Here, the switch can be inductively stabilized Tube be an open switch in the de-energized state, its response time at least as long as the heating time of the glow electrode of the capacitively stabilized tube is.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung darstellt, näher erläutert.The invention is based on the drawing, which shows an embodiment represents according to the invention, explained in more detail.

In der Zeichnung -ist eine ;gas- und dampfgefüllte Entladungsröhre, z. B. eine Niederdruckquecksilberdampfleuchtstoffröhre, mit i bezeichnet. Die Röhre ist über einen Kondensator 2 und eine Selbstinduktion 3 mit Klemmen q. und 5 verbunden, die zum Anschluß an eine zur Speisung der Röhre geeignete Wechselstromquelle, z. B. ein Lichtnetz von etwa 22o V, 5o Hz, bestimmt sind. Die Kapazität des Kondensators 2 ist größer lals die Induktanz der Selbstinduktion 3, so daß dieReihenschaltung dieser beiden Elemente bei einer Frequenz von 5o Hz eine kapazitive Vorschaltimpedanz .der Röhre bildet. Die Röhre ist mit Glühelektroden 6 und 7 versehen, deren von denAnschlußklemmen abgewandte Enden mittels eines Schalters 8, z. B. eines Glimmentladungssch-alters, der von einer kleinenKapazität von etwa ioooo pF überbrückt sein kann, miteinander verbunden werden können. Bekanntlich ist der Glimmentladungsschalter ein in einer Gasatmosphäre angeordneter Bimetallschalter, der im kalten Zustand geöffnet und derart bemessen ist, daß seine Elektroden beim Anlegen an die Speisespannung miteinander in Berührung kommen, dagegen. bei angelegter Röhrenspannung nicht verbunden werden.In the drawing -is a; gas- and vapor-filled discharge tube, z. B. a low pressure mercury fluorescent tube, denoted by i. The tube is via a capacitor 2 and a self-induction 3 with terminals q. and 5 connected, for connection to an alternating current source suitable for feeding the tube, e.g. B. a lighting network of about 22o V, 5o Hz, are determined. The capacitance of the capacitor 2 is greater than the inductance of self-induction 3, so that the series connection these two elements have a capacitive series impedance at a frequency of 50 Hz .The tube forms. The tube is provided with glow electrodes 6 and 7, of which ends facing away from the connection terminals by means of a switch 8, e.g. B. a glow discharge switch, which can be bridged by a small capacitance of about 10000 pF can be connected. As is known, the glow discharge switch is one in one Gas atmosphere arranged bimetal switch, which is opened in the cold state and is dimensioned such that its electrodes with each other when the supply voltage is applied come in contact, however. cannot be connected when the tube voltage is applied.

Die Vorrichtung enthält eine weitere Entladungsröhre 9, die über eine Selbstinduktion i o parallel zur Selbstinduktion 3 und zum Kondensator 2 geschaltet ist. Der zwischen der Klemme q. und der Selbstinduktion 3 angedeutete Punkt i i kann gegebenenfalls auch auf einerAnzapfung der Selbstinduktion 3 oder zwischen dieser Selbstinduktion und dem Kondensator 2 liegen. Die Röhre 9 ist mit zwei Glühelektroden 12- und 13 versehen, deren von den Anschlußklemmen q. und 5 abgewandte Enden mittels eines Schalters 14 verbunden werden können, der ebenfalls ein von einer kleinen Kapazität überbrückter Glimmentladungsschalter sein kann.The device contains a further discharge tube 9, which has a Self-induction i o connected in parallel to self-induction 3 and to capacitor 2 is. The one between the terminal q. and the self-induction 3 indicated point i i can optionally also be based on a tap of the self-induction 3 or between this self-induction and the capacitor 2 lie. The tube 9 has two glow electrodes 12 and 13 provided, the terminals of which q. and 5 remote ends by means of a switch 14 can be connected, which is also one of a small Capacity can be bridged glow discharge switch.

Die Röhren i und 9 sind z. B. etwa i2o cm lange Leuchtstoffrä'hren mit einem Durchmesser von etwa 38- mm, die beim Normalbetrieb eine Leistung von 40W bei einer- Brennspannung von etwa izo V und einem Strom von etwa q4o mA bzw. q.2o m A aufnehmen. Um die Glühelektroden auf ihre Emissionstemperatur zu bringen, ist ein Strom erforderlich, der den erwähnten vorgeschriebenen Betriebsstrom von etwa q.4o mA bzw. 420 mA beträchtlich übersteigt.The tubes i and 9 are z. B. fluorescent tubes about 12o cm long with a diameter of about 38 mm, which in normal operation has an output of 40W at an operating voltage of around izo V and a current of around q4o mA or q.2o m A record. To bring the glow electrodes to their emission temperature, a current is required which has the specified operating current of considerably exceeds about q.4o mA or 420 mA.

Zum Aufheizen der Glühelektroden 6 und 7 der Röhre i sind die Elemente .2 und 3 derart bemessen, daß diese Elektroden bei geschlossenem Schalter 8 und geöffnetem Schalter 14 von einem Strom von etwa 58o mA durchflossen werden.For heating the glow electrodes 6 and 7 of the tube i are the elements .2 and 3 dimensioned such that these electrodes when the switch 8 and With the switch 14 open, a current of about 58o mA flows through it.

Die Aufheizung der Glühelektroden 12 und 13 der Röhre 9 bereitet keine besonderen Schwierigkeiten; wie üblich wird die Selbstinduktion io im Zusammenhang mit der magnetischen Sättigung derart bemessen; @daß bei geschlossenem Schalter 14 und bei brennender Röhre i der gewünschte Aufheizstrom,die Glühelektroden 12 und 13 durchfließt.The heating of the glow electrodes 12 and 13 of the tube 9 does not cause any particular difficulties; As usual, the self-induction io in connection with the magnetic saturation is dimensioned in this way; @ that when the switch 14 is closed and the tube i is burning, the desired heating current flows through the glow electrodes 12 and 13.

Die Vorrichtung arbeitet bei Verwendung von im kalten Zustand geöffneten Gliinmentladungsschalterrl8 und 14 und Speisung aus einer Stromquelle von etwa 22ö V, 5o Hz wie folgt.The device works when the device is opened when it is cold Glow discharge switches rl8 and 14 and fed from a current source of about 22 ° V, 50 Hz as follows.

Bei Verbindung der Klemmen ¢ und 5 mit der Stromquelle steht praktisch die volle Speisespannung über dem Schalter 8, so daß darin eine Glimmentladung auftritt, die den Schalter schließt. Danach werden die Glühelektroden 6 und 7 der Röhre i, entsprechend der Bauart des Schalters, absatzweise oder ohne Unterbrechung aufgeheizt. Sobald die Emissionstemperatur der Glühelektroden erreicht worden ist, kann die Röhre i beim Öffnen des Schalters 8 zünden. Im geschlossenen Zustand des Schalters 8 tritt auch im Schalter 14. eine Glimmentladung auf, die diesen Schalter zu schließen sucht. Wenn dies erfolgt ist, werden die Glühelektroden 12 und 13 der Röhre 9 aufgeheizt, so daß auch diese Röhre zünden kann. Es empfiehlt sich, die Ansprechzeit dos Schalters i¢ derart zu wählen, ,daß .diese wenigstens gleich lang wie dieAufheizzeit der Glühelektroden 6 und 7 der Röhre i ist, ;da sonst die Zündung der Röhren Verzögerungen erleidet.When connecting terminals ¢ and 5 to the power source, it says practical the full supply voltage across the switch 8, so that a glow discharge occurs therein, which closes the switch. Then the glow electrodes 6 and 7 of the tube i, depending on the type of switch, heated intermittently or without interruption. As soon as the emission temperature of the glow electrodes has been reached, the Ignite tube i when switch 8 is opened. When the switch is closed 8 a glow discharge also occurs in switch 14. This switch must be closed seeks. When this has been done, the glow electrodes 12 and 13 of the tube 9 are heated, so that this tube can also ignite. It is recommended to set the response time of the switch i ¢ should be selected in such a way that this is at least as long as the heating time of the glow electrodes 6 and 7 of tube i, otherwise the ignition of the tubes will be delayed.

Aus :dem Obengeschilderten geht hervor, däß die Vorrichtung kein Blindwiderstandselement enthält, das beim Brennender Röhren unbenutzt bleibt. Das Parallelschalten d cs induktiven Röhrenzweiges mit einem Teil :des kapazitiv en Röhrenzweiges bringt besondere Vorteile, wie aus folgendem hervorgehen dürfte.From the above, it can be seen that the device does not have a reactance element that remains unused when the tubes are burning. The parallel connection d cs inductive tube branch with a part: the capacitive tube branch brings special advantages, as can be seen from the following.

Beim Brennen der Röhren steht über der Selbstinduktion i o eine Spannung von etwa i oo V bei einem Strom von etwa 420 mA. Die Leistung dieser Selbstinduktion beträgt also etwa 42 VA. Ebenfalls im Betriebszustand, bei einem Strom von etwa 45omA, steht über der Selbstinduktion 3 eine Spannung von etwa iooV und über dem Kondensator -2 eine Spannung von etwa 26o V. Die Leistung der Selbstin.dtiktion 3 beträgt somit etwa 45 VA und diejenige des Kondensators 2 etwa i2o VA. Bei den gleichen 4o-W-Röhren, wenn diese in voneinander unabhängigen voreilenden bzw. nacheilenden Röhrenzweigen an 220 V angeschlossen sind, erfordert die Selbstinduktion des nacheilenden Röhrenz-,veiges eine Leistung von etwa 70 VA, die Selbstinduktion des voreilenden Zweiges eine Leistung von etwa 6o VA und' der Kondensator :des letztgenannten Zweiges eine Leistung von etwa 16o VA. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind folglich sämtliche zur Stabilisierung der Röhren erforderlichen Realstanzen. kleiner und billiger als bei unabhängig voneinander gespeisten Röhren.When the tubes are burning, there is a voltage of around 10 V with a current of around 420 mA across the self-induction io. The power of this self-induction is therefore about 42 VA. Also in the operating state, with a current of about 45omA, there is a voltage of about 100V across the self-induction 3 and a voltage of about 26oV across the capacitor -2. The power of the self-induction 3 is thus about 45VA and that of the capacitor 2 about i2o VA. With the same 4o W tubes, if they are connected to 220 V in independent leading or trailing tube branches, the self-induction of the lagging tube branch requires a power of about 70 VA, the self-induction of the leading branch a power of about 60 VA and the capacitor: the latter branch has an output of about 160 VA. In the device according to the invention, all necessary to stabilize the tubes are consequently real holes. smaller and cheaper than independently fed tubes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device with a gas and / or vapor-filled discharge tube in series with a capacitive series impedance, which tube is provided with at least one glow electrode, of which the end facing away from the connection terminals of the device is connected to the other electrode of the tube before the ignition of the tube, characterized , that the capacitive Z'orschaltimpendanz: is dimensioned such that when it is directly connected to the feed current source it takes a current that is more than i, 2fac'h, e, preferably 1.3 to i, 5 times the operating current of the Tube, with an inductive branch connected in parallel to at least part of the capacitive ballast impedance, which is interrupted when the glow electrode is heated, closed when the tube is burning and is dimensioned in such a way that only about normal operating current flows through the tube during operation.

2. Apparatus according to claim i, characterized in that .the inductive Parallel branch from a self-induction in series with a second discharge tube exists, which is also provided with at least one glow electrode from which the end facing away from the terminals of the device by means of a switch can be connected to the second electrode of this second tube, this Switch when the heating current flows through the glow electrode of the first tube is open.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the switch the inductively stabilized tube has a switch that is open in the urine-excited state whose response time is at least as long as the heating time of the glow electrode of the capacitively stabilized tube.