DE960912C - Einrichtung zum Betrieb von Gasentladungsstrecken, insbesondere Leuchtstofflampen, in Reihenschaltung - Google Patents

Description

Anlagen mit Gasentladungsstrecken, beispielsweise Leuchtstofflampen, sind infolge der für jede einzelne Lampe erforderlichen Vorschaltgeräte, die hauptsächlich aus Drosselspulen, Transformatoren und Kondensatoren bestehen, recht teuer, vor allem, wenn zum Inbetriebsetzen besondere Geräte für eine Schnellzündung verwendet werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anlagen mit Gasentladungsstrecken, insbesondere mit Leuchtstofflampen, zu vereinfachen und daduruch zu verbilligen.

Für die Zwecke der Erfindung wird eine an sich aus der Glimmspannungsteilertechnik und auch für Leuchtstofflampen bekannte Maßnahme verwendet. Diese Maßnahme besteht darin, zur nacheinander erfolgenden Zündung der einzelnen in Reihe geschalteten Entladungsstrecken bzw. Leuchtstofflampen diesen bis auf eine derart gestufte Zündwiderstände zuzuordnen, daß zunächst die nicht überbrückte Entladungsstrecke zündet und darauf in der Reihenfolge entsprechend der Größe der Überbrückungswiderstände bzw. der Spannungsabfälle an ihnen- die übrigen Entladungsstrecken nacheinander zünden. Gemäß der Erfindung werden jedoch als Zündwiderstände nicht die bekannten gewöhnlichen ohmschen Widerstände verwendet, sondern spannungsabhängige stromrichtunsunabhängige Widerstände mit

negativer Widerstandscharakteristik. Durch die Erfindung läßt sich der Aufwand an Schaltelementen für das Zündgerät weitgehend vermindern. Gegenüber der in der Glimmspannungsteilertechik bekannten Verwendung von ohmscben Widerständen tritt noch eine Herabsetzung der Stromwärmeverluste auf.

Besonders vorteilhaft ist es, als Parallelwiderstände an sich bekannte spannungsabhängige ίο stromrichtungsunabhängige Wirkwiderstände mit negativer Widerstandscharakteristik zu verwenden. Diese Widerstände, die in der Literatur auch als Varistoren bezeichnet werden, zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Ohmwert nicht konstant ist, sondern sich mit der Größe der angelegten Spannungen ändert; und zwar nimmt der Ohmwert mit steigender Spannung ab. Die durch die Verwendung gewöhnlicher ohmscher Widerstände bedingten) Verlust lassen sich durch solche und andere nichtlineare Widerstände mit negativer Charakteristik bis auf einen unbedeutenden, tragbaren Wert verringern. Als Parallelwiderstände sind außerdem Kondensatoren mit nichtlinearem Dielektrikum verwendbar, insbesondere Titanatkondensatoren, beispielsweise in Verbindung mit Barium oder Strontium.

Fig. ι zeigt zunächst den ungefähren Verlauf der Stromspannungscharakteristik eines spannungsabhängigen stromrichtungsunabhängigen nichtlinearen Wirkwiderstandes, der im folgenden kurz als Varistor bezeichnet ist. Die dem jeweiligen Ohm wert entsprechende Steigung der Kurve, die bei normalen linearen Widerständen eine Gerade darstellt, ist bei niedrigen Wedhselspannungen zunächst sehr groß. Die Steigung und damit der jeweilige Ohmwert nimmt bei größerer Spannung beständig ab. Technologisch gesehen bestehen Widerstände der beschriebenen Art im allgemeinen aus einer großen Anzahl von Siliziumkarbidkörnern, die durch einen keramischen Stoff miteinander verbunden sind. An Stelle von Siliziumkarbid können jedoch auch andere Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden·; dies gilt auch für das keramische Bindemittel. Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele dargestellt. Fig. 2 zeigt zunächst eine Schaltung mit zwei Leuchtstofflampen ι und 2. Die Leuchtstofflampen, im folgenden kurz als Lampen 1 und 2 bezeichnet, sind in Reihe geschaltet und über ein Vorschaltgerät 3 an einer Stromquelle U^, angeschlossen. Das Vorschaltgerät kann irgend ein Zündgerät bekannter Art, z. B. ein Streutransformator, sein, das eine genügend hohe Leerlaufspannung liefert. Zur Lampe 2 liegt als Parallelwiderstand ein Varistor 4.

Der Zündvorgang verläuft wie folgt: Beim Schließen des Schalters 5 liegt an der Lampe 1 zwischen den Punkten A und C zunächst die gesamte Leerlaufspannung des Vorschaltgerätes 3, die die Lampe 1 zünden läßt. Zugleich entsteht an den Punkten C, B, also an der Lampe 2 und dem damit parallel geschalteten Varistor 4, ein Spannungsabfall, der der jetzt vorhandenen Ausgangsspannung des Vorschaltgerätes 3 vermindert um die an der Lampe 1 liegende Spannung entspricht. In der graphischen Darstellung nach Fig. 3 der Lampe 1 noch näher veranschaulicht. Die sind die Spanmingsverhältnisse nach dem Zünden Kurve 6 stellt die Stromspannungscharakteristik der Leuchtstofflampe 1, die Kurve 7 die des Varistors 7 der Fig. 2 dar. Die Kurve 7 entspricht der nach Fig. 1, sie ist jedoch in umgekehrter Richtung der Spannung U vom Punkt o' aus gezeichnet. Die Strecke 0-0' stellt die Spannung an den Klemmen des Vorschaltgerätes 3 dar, die gleich dessen Leerlaufspannung U_Lo vermindert um den inneren Spannungsabfall Uq des Vorschaltgerätes 3 ist. Die Kurven 6 und 7 schneiden sich im Punkt P, der zugleich Arbeitspunkt des Varistors 4 und der Leuchtstofflampe 1 ist. Mit U_AC ist der Spannungsabfall an der Lampe 1 und mit Ucb der Spannungsabfall am Varistor 4 bezeichnet.

Der weitere Vorgang bis zum Zünden der Lampe 2 ist folgender: Durch eine entsprechende Bemessung der gesamten Anordnung ist dafür gesorgt, daß der Spannungsabfall U_CB am Varistor 4 bzw. an der Lampe 2 nach dem Zünden der Lampe 1 noch mindestens ebenso hoch ist wie die Zündspannung der Lampe 2, so daß die Lampe 2 anschließend ebenfalls zündet. Jetzt sinkt die Ausgangsspannung des Vorschaltgerätes 3 - auf den vorgesehenen Betriebswert, bei dem in den Lampenι und 2 der normale Betriebsstrom fließt. Außerdem ändert sich der Widerstand des Varistors 4 entsprechend der nun bedeutend niedrigeren Brennspannung U^ß an der Lampe 2. Der Widerstand steigt dabei auf einen solchen Wert, daß er einen kaum noch ins Gewicht fallenden Energieverlust bedingt. Bei einem normalen, linearen Widerstand an Stelle eines Varistors tritt die genannte Widerstandsveräiiderung nicht ein; der erfindungsgemäße Vorteil der Einsparung eines zweiten Zündgerätes wird jedoch hier so gut wie dort erreicht. Man wird daher als Parallelwiderstand zu der Lampe 2 in erster Linie einen Varistor verwenden. Der bei einem linearen Widerstand vorhandene Verluststrom kann dadurch wesentlich verringert werden.

Die Fig. 4 und S zeigen je ein Beispiel für drei in Reihe geschaltete Leuchtstofflampen 1, 2 und 6. Während bei der Schaltung nach Fig. 4 zwei Lampen durch je einen einzelnen Widerstand 4 und 4' überbrückt werden, haben bei der Schaltung nach Fig. 5 zwei Lampen einen gemeinsamen Parallelwiderstand 4, und eine von diesen hat einen einzelnen Parallelwiderstand 4'. Die Widerstände 4 und 4' sind derart gestuft und die Leerlaufspannung des Vorschaltgerätes 3 sowie dessen Belastungscharakteristik derart gewählt, daß die Lampen fortlaufend nacheinander sicher zünden und danach mit dem richtigen Betriebsstrom arbeiten. Bei mehr als drei Lampen in Reihenichaltung können die Lampen analog Fig. 4 und 5 entweder wieder einzeln oder auch gemeinsam

durch Parallelwiderstände entsprechender Stufung überbrückt werden.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Weiterbildungen der Erfindung. Als Beispiel ist eine Schaltung mit zwei in Reihe geschalteten Leuchtstofflampen gewählt. Die Weiterbildung besteht in der gleichzeitigen Ausnutzung der durch die Parallelwiderstände fließenden Ströme zum Heizen der Elektroden der noch nicht gezündeten Lampen. Dies bewirkt ein schnelleres Zünden der Lampen.- Die dargestellten Einzelteile der beiden Schaltungen entsprechen mit ihren Bezugszeichen denen der Fig. 2. Als Parallelwiderstände werden ebenfalls nichtliencare, spannungsabhängige Widerstände mit negativer Charakteristik verwendet.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zum Betrieb von Gasentladungsstrecken, insbesondere Leuchtstofflampen, in Reihenschaltung über ein Vorschaltgerät, wobei den einzelnen Entladungsstrecken bis auf eine je ein Zündwiderstand zugeordnet ist, derart, daß zunächst die nicht überbrückte Entladungsstrecke zündet und darauf in der Reihenfolge entsprechend der Größe der Überbrückungswiderstände bzw. Spannungsabfälle an ihnen die übrigen Entladungsstrecken nacheinander zünden, dadurch gekennzeichnet, daß als Zündwiderstände spannungsabhängige Widerstände mit negativer stromrichtungsunabhängiger Widerstandscharakteristik vorgesehen sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Parallelwid'erstände Wirkwiderstände mit negativer, stromrichtungsunabhängiger Widerstandschrakteristik vorgesehen -sind. ■
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Parallelwiderständfe Kondensatoren mit nicht linearem Dielektrikum, insbesondere Titanatkondensatoren·, vorgesehen sind.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Parallelwiderstände fließende Strom gleichzeitig mindestens eine der Elektroden einer oder mehrerer noch nicht gezündeter Lampen heizt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Zeitschrift »Die Telefunken Röhre«, Heft 4, April 1935, S. 164 bis 175;

   französische Patentschrift Nr. 947 303;

   Buch von Heinrich Nottebrock »Bauelemente der Nachrichtentechnik«, Bd. II »Widerstände«, Fachverlag Schiele & Schön, Berlin SO 36, 1949. S. 124;

   »Radio Engineering Handbook«, 4. Auflage, Mc Graw-Hill Book Co. Sue. New York, Toronto, London, 1950, S. 107/108.

   Entgegengehaltene ältere Rechte:
   Deutsches Patent Nr. 877805.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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