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Publication number: DES0029502MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. Juli 1952 Bekanntgemacht am 4. Oktober 1956Registration date: July 28, 1952. Advertised on October 4, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.Systems with gas discharge paths, for example fluorescent lamps, are due to the for every single lamp required ballasts, which mainly consist of reactors, transformers and capacitors exist, quite expensive, especially if special for commissioning Devices for rapid ignition are used. The invention is based on the object To simplify systems with gas discharge paths, in particular with fluorescent lamps and thereby cheaper.

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 mitFor the purposes of the invention, one per se is derived from the glow voltage divider technique and also known measure used for fluorescent lamps. This measure consists in the successive ignition of the individual discharge paths connected in series or To assign fluorescent lamps to such a stepped ignition resistors that initially the unbridged discharge path ignites and then in the order corresponding to The size of the bridging resistances or the voltage drops across the remaining discharge paths ignite one after the other. According to the invention, however, the known conventional ohmic resistors are not used as ignition resistors used, but with voltage-dependent resistors that are not dependent on the current direction

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negativer Widerstandscharakteristik. Durch die Erfindung läßt sich der Aufwand an Schaltelementen für das Zündgerät weitgehend vermindern. Gegenüber der in der Glimmspannungsteilertechik bekannten Verwendung von ohmsohen Widerständen tritt noch eine Herabsetzung der Stromwärmeverluste auf. negative resistance characteristic. The invention makes it possible to reduce the cost of switching elements largely reduce it for the igniter. Compared to the glow voltage divider technology known use of ohmic resistors still leads to a reduction in the current heat losses.

Besonders vorteilhaft ist es, als Parallelwiderstände an sich bekannte spannungsabhängigeIt is particularly advantageous to use voltage-dependent resistors known per se as parallel resistors

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 Di^- elektrikum verwendbar, insbesondere , Titanatkondensatoren, beispielsweise in Verbindung mit "'' Barium oder Strontium.ίο Active resistances independent of current direction with negative resistance characteristic to be used. These resistances in the literature too are called varistors, are characterized by the fact that their ohmic value is not constant, but with. the magnitude of the applied voltages changes; namely the Ohm value takes with it increasing tension. Those caused by the use of ordinary ohmic resistors Loss can be caused by such and other non-linear resistors with negative characteristics decrease to an insignificant, sustainable value. As parallel resistors are ■ Capacitors with a non-linear dielectric can also be used, especially titanate capacitors, for example in connection with "'' barium or strontium.

Fig. ι zeigt zunächst den ungefähren Verlauf dfer Stromspannungscharakteristik eines spannungsabhängigen stromrichtungsunabhängigen nichtlinearen Wirkwiderstandes, der im folgenden kurz als Varistor bezeichnet ist. Die dem jeweiligen Ohmwert entsprechende Steigung der Kurve, die bei normalen linearen. Widerständen eine Gerade darstellt, ist bei niedrigen Wechselspannungen 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 SiIi-Fig. Ι initially shows the approximate course of dfer voltage characteristics of a voltage-dependent current direction-independent non-linear effective resistance, which is described in the following is referred to as a varistor for short. The respective Ohmic value corresponding slope of the curve, which at normal linear. Resistances a straight line is initially very large at low AC voltages. The slope and with it the respective ohmic value steadily decreases with higher voltage. Technologically exist Resistors of the type described generally consist of a large number of silicon carbide grains, which are connected to one another by a ceramic material. Instead of SiIi-

. ziumkarbid können jedoch auch andere Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften verwendet werden; dies gilt auch für das keramische Bindemittel.. However, other substances with similar properties can also be used; this also applies to the ceramic binder.

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 ι und 2 bezeichnet, sind in Reihe geschaltet und über ein Vorschaltgerät 3 an einer Stromquelle U_n angeschlossen. Das Vorschaltgerät kann irgend ein Zündgerät bekannter Art, ■ z. B. ein Streutransformator, sein, das eine genügend 'hohe Leerlauf spannung liefert.The invention is. shown in the drawing on the basis of several exemplary embodiments. Fig. 2 shows a circuit with two fluorescent lamps ι and 2. The fluorescent lamps, hereinafter referred to as lamps ι and 2, are connected in series and connected via a ballast 3 to a power source U _n . The ballast can be any igniter known type, ■ z. B. a leakage transformer, which supplies a sufficiently high no-load voltage.

Zur Lampe 2 liegt als Parallelwiderstand ein Varistor 4. . ■A varistor 4 is connected to the lamp 2 as a parallel resistor. ■

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.The ignition process proceeds as follows: When the switch 5 is closed, the entire open circuit voltage of the ballast 3, which causes the lamp 1 to ignite, is initially applied to the lamp 1 between points A and C. At the same time , a voltage drop occurs at points C, B, i.e. at the lamp 2 and the varistor 4 connected in parallel with it, which corresponds to the output voltage now present from the ballast 3 reduced by the voltage applied to the lamp 1.

In der graphischen. Darstellung nach Fig. 3 der Lampe 1 noch näher veranschaulicht. Die sind die Spannungsverhältnisse na,ch dem Zünden Kurve 6 stellt die Stromspannungscharakteristik der Leuchtstofflampe 1, die Kurve 7 _:die des Varistors-7 der Fig. 2 dar. Die Kufve 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 äst. Die Kurven 6 und 7 schneiden sich im Punkt P, der zugleich Arbeitspunkt des Varistors 4 und der Leuchtstofflampe 1 ist. Mit Uac ist der Spannungsabfall" an der Lampe 1 und mit U_CB der Spannungsabfall am Varistor 4 bezeichnet. In the graphic. Representation according to FIG. 3 of the lamp 1 illustrates in more detail. These are the voltage ratios after ignition. Curve 6 represents the voltage characteristic of fluorescent lamp 1, curve 7 _: that of varistor 7 in FIG Voltage U drawn from point o '. The line 0-0 'represents the voltage at the terminals of the ballast 3, which is equal to its open circuit voltage U _Lo less the internal voltage drop Uq of the ballast 3. The curves 6 and 7 intersect at point P, which is the operating point of the varistor 4 and the fluorescent lamp 1 at the same time. Uac denotes the voltage drop across lamp 1 and U _CB denotes the voltage drop across varistor 4.

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, ι 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 Lampen ι und 2 der normale Betriebsstrom fließt. Außerdem ändert sich der Widerstand des Varistors 4 entsprechend der nun bedeutend niedrigeren Brennspannung U_CB 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 Widerstandsveränderung 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 lcann dadurch wesentlich verringert werden.The further process up to the ignition of the lamp 2 is as follows: Appropriate dimensioning of the entire arrangement ensures that the voltage drop U _C b ^{at the} varistor 4 or at the lamp 2 after the lamp has been ignited is at least as high like the ignition voltage of lamp 2, so that lamp 2 also ignites afterwards. The output voltage of the ballast 3 now drops to the intended operating value at which the normal operating current flows in the lamps 1 and 2. In addition, the resistance of the varistor 4 changes in accordance with the now significantly lower operating voltage U _CB at the lamp 2. The resistance increases to such a value that it causes a loss of energy that is hardly significant. In the case of a normal, linear resistance instead of a varistor, the change in resistance mentioned does not occur; the advantage according to the invention of saving a second ignition device is achieved here as well as there. A varistor will therefore primarily be used as the parallel resistor to the lamp 2. The leakage current Ic present in the case of a linear resistor can thereby be significantly reduced.

Die Fig. 4 und 5 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 Reihenschaltung können die Lampen analog Fig. 4 und 5 entweder wieder einzeln oder auch gemeinsamFIGS. 4 and 5 each show an example of three fluorescent lamps 1, 2 and 6 connected in series. While in the circuit according to FIG. 4, two lamps each have a single resistor 4 and 4 'are bridged, in the circuit according to FIG. 5, two lamps have a common one Parallel resistor 4, and one of these has a single parallel resistor 4 '. The resistances 4 and 4 'are stepped in such a way and the open circuit voltage of the ballast 3 and its Load characteristics selected so that the lamps continuously ignite one after the other and then work with the correct operating current. If more than three lamps are connected in series 4 and 5, the lamps can either again be used individually or together

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durch Parallelwiderstände entsprechender Stufung überbrückt werden.be bridged by parallel resistors of appropriate gradation.

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 nichtlieneare, spannungsabhängige Widerstände mit negativer Charakteristik verwendet.FIGS. 6 and 7 show further developments of the invention. As an example is a circuit with two fluorescent lamps connected in series were chosen. The training consists in the simultaneous Utilization of the currents flowing through the parallel resistors to heat the electrodes of the not yet ignited lamps. This causes the lamps to ignite more quickly. the Individual parts of the two circuits shown correspond with their reference numerals to those of Fig. 2. Non-linear, voltage-dependent resistances are also used as parallel resistances used with negative characteristics.

Claims

Patent claims:

i. Equipment for the operation of gas discharge lines, in particular fluorescent lamps, connected in series via a ballast, with the individual discharge paths with the exception of one ignition resistor is assigned, in such a way that initially the one that is not bridged Discharge path ignites and then in the order corresponding to the size of the bridging resistances or voltage drops across them the other discharge paths one after the other ignite, characterized in that voltage-dependent resistors with negative, direction-independent resistors are used as ignition resistors Resistance characteristics before. are seen.

2. Device according to claim i, characterized characterized in that the parallel resistances are active resistances with negative, direction-independent Resistance characteristics are provided. .

3. Device according to claim 1, characterized characterized that capacitors with a non-linear dielectric are used as parallel resistors, in particular titanate capacitors are provided. 4-5

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the current flowing through the parallel resistors is simultaneous heats at least one of the electrodes of one or more lamps that have not yet been ignited. .

Considered publications:
"The Telefunken Tube" magazine, issue 4,

April 193s, pp. 164 to 175;

French Patent No. 947 303;

Book by Heinrich Nottebrock »Components

of communications technology ", Vol. II" Resistances ", specialist publisher Schiele & Schön, Berlin SO 36, 1949,

P. 124;

"Radio Engineering Handbook," 4th Edition, Mc Graw-Hill Book Co. Sue. New York, Toronto, London, 1950, pp. 107/108.

Cited earlier rights:
German Patent No. 877 805.

1 sheet of drawings.