DEF0007682MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 17. November 1951 Bekanntgemacht am 15. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für die Zündung und den Betrieb von Leuchtstofflampen an 220-Volt-Wechselstromnetzen, bei der die Zündspannung durch Resonanz in einem elektrischen Schwingungskreis erzeugt wird und je nach Bedarf auch eine Vorheizung der Lampenelektroden-.glühwendeln vorgesehen ist.

Eine Leuchtstofflampenschaltung muß bekanntlich folgende Grundbedingungen erfüllen: 1. Erzeugung der erforderlichen Zündspannung, 2. bei vielen heute gebräuchlichen Lampentypen vorherige Aufheizung der Kathodenglühwendel, 3. Erzeugung eines Spannungsabfalles von etwa 100 bis 130 Volt zwischen Netz und Lampe nach erfolgter Zündung.

Bei einer bekannten Schaltung für Lampen mit Vorheizelektroden arbeitet eine Eisendrossel mit einem Glimmzünder in der Weise zusammen, daß nach einer automatisch zeitlich begrenzten Vorheizung der Elektroden ein in der Drossel durch die Unterbrechung des Elektrodenvorheizstromes erzeugter Spannungsstoß entsteht, der höher als 220 Volt ist und die Lampe entweder sofort oder nach mehrmaliger selbsttätiger Wiederholung dieses Vorganges zündet. Die Größe des Spannungsstoßes hängt dabei davon ab, wie schnell der Glimmzünderkontakt den Strom unterbricht und zu welchem Zeitpunkt der Wechselstromperiode die Unterbrechung erfolgt. Öffnet der Kontakt z. B. zufällig beim Nulldurchgang des Stromes, so tritt über-

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haupt kein Zündspannungsstoß auf. Hierdurch sowie durch Alterungserscheinungen der Bimetalleinrichtung des Glimmzünders ist es bedingt, daß solche Glimmzünder erst nach mehrfach selb st tätig wiederholtem Kontaktspiel die Lampe zum Zünden bringen, wobei die bekannten unangenehmen Flackererscheinungen der Lampe auftreten. Da gerade zu häufiges Zünden die Lebensdauer der Leuchtstofflampe durch Verbrauch der aktiven

ίο Elektrodenschicht erheblich herabsetzt, ist der Glimmzünder als kein restlos vollkommenes Mittel zum Betrieb von Leuchtstofflampen anzusehen.

Es ist daher schon versucht worden, die zum Zünden erforderliche Zündspannung auf sicherem Weg, z.B. durch einen besonderen Transformator oder durch Resonanz in einem elektrischen Schwingungskreis, zu erzeugen. Dabei hat man sich bereits der Methode der Zündspannungserzeugung durch Resonanz zugewandt, und zwar sowohl bei Schaltanordnungen, die Elektrodenvorheizung vorsehen, als auch bei solchen, die ohne Elektrodenvorheizung arbeiten. Bei den bekannten Lösungen wurde der aus Kondensator und Induktivität bestehende Resonanzkreis parallel zur Lampe so an die Lampenelektroden angeschlossen, daß der Resonanzstrom ■ über die Glühwendeln fließen muß. Bei dieser Schaltung ist es allerdings nicht zu vermeiden, daß die Zündspannung schon vor genügender Erhitzung der Elektroden auftritt, während die bei den heute gebräuchlichen Lampen angewandte Elektrodenbauart eine ausreichend lang bemessene Vorheizung der Elektroden vor Anlegen der Zündspannung verlangt. Der für ein stabiles Brennen der Leuchtstofflampe erforderliche Spannungsabfall muß dabei durch eine besondere Vorschaltdrossel. erzeugt werden. Außerdem ist zur Kompensation des induktiven Blindstromes noch ein zweiter Kondensator erforderlich. Vorschaltgeräte dieser Art haben sich bis jetzt nicht durchsetzen können, weil der Materialaufwand zu groß ist.

Die gleichen Bedenken liegen bei Schaltungsanordnungen mit Resonanzzündung für Leuchtstofflampen vor, welche, wie es ebenfalls bekannt ist, eine der Leuchtstofflampe vorgeschaltete Serien,-schaltung einer Drossel und eines¹ Kondensators verwenden, während die als Zünddrossel wirkende Induktivität parallel zur Leuchtstofflampe geschaltet ist, dergestalt, daß der über die Elektrodenglühwendeln der Leuchtstofflampe geleitete Strom durch diese Zünddrossel fließt und dabei die genannte, der Leuchtstofflampe parallel geschaltete Zünddrossel zusammen mit der Vorschaltdrossel und dem Vorschaltkondensator einen Serienresonanzkreis bilden.

Bei derartigen Schaltungen besteht zudem die Gefahr, daß, wenn die Leuchtstofflampe aus irgendwelchen Gründen beim Einschalten des Gerätes nicht zur Zündung gebracht wird, dauernd die Serienschaltung der genannten Schaltelemente von dem hohen Resonanzstrom durchflossen wird und hierbei überlastet werden kann.

Gemäß der Erfindung werden daher bei einer mit Resonanzzündung der Leuchtstofflampe arbeitenden Schaltungsanordnung der gekennzeichneten Art Mittel vorgesehen, um bei Nichtzünden der Leuchtstofflampe eine. Überlastung der der Lampe parallel geschalteten Zünddrossel zu verhindern.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sieht für Lampentypen, die Elektrodenvorheizung vor Anlegung der Zündspannung erfordern, ein zwei Ruhekontakte aufweisendes Thermorelais vor, dessen Heizwicklung der Leuchtstofflampe vorgeschaltet ist und dessen bei der Erwärmung des Bimetallstreifens zuerst öffnender Ruhekontakt der Zünddrossel parallel geschaltet und dessen anschließend sich öffnender zweiter Ruhekontakt der Zünddrossel vorgeschaltet ist.

Weitere Einzelheiten der Schaltungsanordnung nach der Erfindung sind aus der nachfolgenden Be-Schreibung sowie aus den Zeichnungen ersichtlich.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung in an sich bekannter Weise die zur Resonanzerzeugung erforderliche Kapazität 2 in Reihe zur Lampe 4 geschaltet und wird vom vollen Lampenstrom durchflossen. Sie wird somit zur Erzeugung des nach der Zündung in Dauerbetrieb erforderlichen Spannungsabfalls zwischen Netz und Lampe herangezogen. ^ Zur Erzielung der richtigen Vorschaltimpedanz genügt es, in Reihe zu dieser Kapazität nur noch eine verhältnismäßig kleine Drossel anzuordnen, die zugleich die Aufgabe hat, die beim Betrieb von Leuchtstofflampen an 50-Hz-Netzen auftretenden schädlichen höheren Harmonischen im Lampenstromkreis zu unterdrücken. Eine Reihenschaltung von Drossel und Kapazität ist zum Zwecke der Phasenschiebung schon bei der bekannten Duo-Schaltung angewandt worden, jedoch handelt es sich hierbei um keine Schaltung, die _; Resonanzüberspannungen hervorbringt.

Parallel zur Leuchtstofflampe 4 ist eine weitere Drossel 3 so angeordnet, daß der durch sie fließende Strom über die Glühwendeln 5 und 6 der Leuchtstofflampe 4 geleitet ist. Die Induktivität der Drossel 3 ist so gewählt, daß für den Reihenkreis, der sich aus der Vorschaltdrossel 1, dem Vorschaltkondensator 2 und der als »Zünddrossel« zu bezeichnenden Drossel 3 zusammensetzt, die Resonanzbedingung erfüllt ist. An der Zünddrossel 3 tritt dann eine zur sofortigen Zündung der Lampe ausreichende Spannung auf. Da bei der. Schaltung der Resonanzkreis nach dem Zünden der Lampe sofort durch den parallel zur Zünddrossel 3 liegenden Lampenstromkreis verstimmt wird, geht der Resonanzstrom unmittelbar nach der Zündung auf einen kleinen Bruchteil seines anfänglichen Wertes zurück. Die Zünddrossel 3 kann daher sehr klein, und billig ausgeführt werden. Diese Drossel könnte nur dann durch Überhitzung gefährdet werden, wenn die Lampe 4 das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat und nicht mehr zündet. In diesem Falle würde dauernd der hohe Resonanzstrom durch diese Drossel fließen. Erfindungsgemäß wird die Zünddrossel vor Überlastung durch eine kleine Schmelzsicherung 7 geschützt, die vorzugsweise an der Stelle

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der Lampenfassung angeordnet wird, an der bisher der Glimmzünder angebracht war. Diese Sicherung ist dann in' der Regel beim Austausch einer Leuchtstofflampe ebenfalls auszuwechseln.
Die beschriebene Schaltung ergibt einen kapazitiven cos φ von etwa o, 8. Eine Kompensation ist daher nicht mehr erforderlich, da eine kapazitive Netzbelastung von den Stromversorgungsunternehmen ohnehin gewünscht wird.

ίο Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. ι bringt eine Vereinfachung und Verbilligung jener Art von Resonanzvorschaltgeräten mit sich, bei welcher die Zündspannung gleichzeitig mit der Elektrodenheizung auftritt.

Für Lampentypen, die eine Vorheizung der Glühwendeln vor dem Auftreten der Zündspannung erfordern, wird in Weiterbildung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung — wie aus Fig. 2 im einzelnen ersichtlich — ein Thermorelais mit zwei Ruhekontakten 7 und 8 vorgesehen. Der* Ruhekontakt 7 ist der Zünddrossel 3 parallel und der Ruhekontakt 8 der Zünddrossel 3 vorgeschaltet. Die Ruhekontakte 7 und 8 stehen unter der Einwirkung eines Bimetallstreifens 11, dessen Heizwicklung 10

.25 mit der Lampe 4 in Reihe geschaltet ist.

Die anfänglich geschlossenen Kontakte 7 und 8 bedingen einen starken Heizstrom durch die Glühwendeln 5 und 6, zwischen welchen die Resonanzzündspannung jedoch erst dann auftreten kann, wenn der Kontakt 7, der vom Bimetallstreifen 11 nach dessen Erwärmung betätigt wird, die Überbrückung der Zünddrossel 3 aufgehoben hat. Einige Sekunden später öffnet dann infolge weiterer Erwärmung des Bimetallstreifens 11 auch der Kontakt 8 und schaltet die nun nicht mehr erforderliche Zünddrossel 3 ab. Eine besondere Sicherung der Zünddrossel 3 für den Fall des Nichtzündens infolge Lampendefekt ist in diesem Falle nicht notwendig. Nach dem Ausschalten der Lampe 4 geht der Bimetallstreifen 11 nach wenigen Sekunden wieder in seine Ruhelage zurück, so daß sich die Kontakte 7 und 8 wieder schließen können.

Von wesentlicher Bedeutung ist es, daß es bei dieser Kontakteinrichtung nicht wie beim Glimmzünder auf die Geschwindigkeit und den Zeitpunkt der Kontaktöffnung ankommt. Die Zündspannung tritt als Resonanzspannung stets bereits dann auf, wenn der Kontakt 7 überhaupt sich öffnet, gleichviel, ob langsam oder schnell. Die Kontakteinrichtung ist daher nicht so störungsanfällig wie der Glimmzünder und kann einfach und billig aufgebaut werden.

Kontaktsatz 7, 8 und Bimetalleinrichtung 10, π werden vorzugsweise, zu einer Einheit zusammen-. gefaßt, welche die Stelle der Lampenfassung einnimmt, an der bisher der Glimmzünder angeordnet war.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schaltungsanordnung mit Resonanzzündung für Leuchtstofflampen, bei der der Leuchtstofflampe eine Drossel und ein Kondensator vorgeschaltet und eine weitere, als »Zünddrossel« zu bezeichnende Drossel parallel geschaltet ist, durch die ein über die Elektrodenglühwendeln der Leuchtstofflampe geleiteter Strom fließt und dabei die der Lampe parallel geschaltete Zünddrossel zusammen mit der Vorschaltdrossel und dem Vorschaltkondensator einen Serienresonanzkreis bildet, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um bei Nichtzündung der Lampe (4) eine Überlastung der der Lampe (4) parallel geschalteten Zünddrossel (5) zu verhindern. , .

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,, dadurch gekennzeichnet, daß der der Leuchtstofflampe (4) parallel geschalteten Zünddrossel (3) eine Schmelzsicherung (7) vorgeschaltet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zwei Ruhekontakte (7, 8) aufweisendes Thermorelais, dessen Heizwicklung (10) der Leuchtstofflampe. (4) vorgeschaltet ist und dessen bei der Erwärmung des Bimetallstreifens (11) zuerst öffnender Ruhekontakt (7) der Zünddrossel (3) parallel geschaltet und dessen anschließend sich öffnender zweiter Ruhekontakt (8) der Zünddrossel (3) vorgeschaltet ist.

Angezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 208 077.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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