DK168142B1

DK168142B1 - Converter

Info

Publication number: DK168142B1
Application number: DK094083A
Authority: DK
Inventors: Armin Kroening; Max Kerscher; Peter Krummel
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1981-07-31
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1994-02-14
Also published as: DK94083A; DK94083D0

Description

i DK 168142 B1in DK 168142 B1

Opfindelsen angår en omformer til fødning af en ladekreds eller flere ladekredse i parallelkobling, med en bistabil udkoblingsindretning i henhold til indledningen til patentkrav 1.The invention relates to a converter for supplying a charging circuit or several charging circuits in parallel coupling, with a bistable switching device according to the preamble of claim 1.

5 Fra GB-A-2 061 037 kender man en sådan omformer, som den bistabile udkoblingsindretning bringer i udkoblet tilstand, når en af udladningslamperne vedvarende er uvillig til at tænde. Denne udkoblingstilstand kan ophæves ved blot at koble strømforsyningen 10 fra omformeren. Ved udskiftning af en defekt lampe må den tilhørende omformer således kort kobles ud og igen kobles ind. Hvis lampen hører til et større belysningsanlæg i f. eks. et kontorlandskab, kan dette virke forstyrrende, fordi det da er nødvendigt 15 et kort øjeblik at slå hele anlægget fra.GB-A-2,061,037 is known to have such a converter as the bistable switch-off device switches off when one of the discharge lamps is reluctantly switched on. This switch-off mode can be canceled by simply disconnecting the power supply 10 from the inverter. Thus, when replacing a defective lamp, the corresponding inverter must be switched off briefly and switched on again. If the lamp belongs to a larger lighting system in, for example, an office landscape, this can be disruptive, because it is then necessary to briefly switch off the whole system.

Opfindelsen tager sigte på at afhjælpe denne ulempe, og giver anvisning på en omformer af den i indledningen til krav 1 angivne art, ved hvilken omformeren efter udskiftning af en defekt lampe selv 20 sætter sig igen i drift.The invention aims to remedy this disadvantage and provides an inverter of the kind specified in the preamble of claim 1, in which the inverter, after replacing a defective lamp itself, returns to operation.

Med henblik herpå er omformeren ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at holdestrømkredsen ligger over en af elektroderne i udladningslampen i hver ladekreds. Herved opnås, at når den defekte lampe 25 fjernes, afbrydes holdestrømkredsen således, at den bistabile koblingsindretning igen kan skifte tilbage til sin driftstilstand. Derfor kan omformeren efter indsætning af en ny lampe med det samme komme i drift uden behov for netudkobling.To this end, the inverter according to the invention is characterized in that the holding current circuit is over one of the electrodes in the discharge lamp in each charging circuit. Hereby it is obtained that when the defective lamp 25 is removed, the holding current circuit is switched off so that the bistable coupling device can again switch back to its operating state. Therefore, after insertion of a new lamp, the inverter can immediately operate without the need for disconnection.

30 Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere på grundlag af to udførelseseksempler med henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et første udførelseseksempel, og fig. 2 et andet udførelseseksempel.The invention is explained in more detail below on the basis of two embodiments with reference to the drawing, in which fig. 1 shows a first embodiment, and FIG. 2 shows another embodiment.

2 DK 168142 B12 DK 168142 B1

En ensretter G i helbølgekobling er på indgangssiden over et ikke vist filter tilsluttet et vekselspændingsnet (220 V/50 Hz) og føder på udgangssiden over en ladedrosselspole L og en ladediode D en 5 ladekondensator C. Parallelt med denne er der tilsluttet en seriekobling af to skiftevis gennemkoblede transistorer i en vekselretter; den nærmest ladedioden D liggende transistor T3 betegnes i det følgende som sekundærtransistor, og den anden transistor T1 beteg-10 nes som primærtransistor. Parallelt med sekundærtransis-toren T3 ligger en belastningsgren med en udladningslampe E, en serieresonanskreds C2f L2, en omsvingningskondensator C1 og primærviklingen L30 på en mætningstransformator i seriekobling, hvorhos seriere-15 sonanskredsens kondensator C2 ligger mellem de to foropvarme lige elektroder i udladningslampen E, som med en elektrode er forbundet direkte med ladekondensatoren C.A rectifier G in full-wave coupling is connected to an input voltage (220 V / 50 Hz) on the input side over a filter not shown and feeds on the output side over a charging coil L and a charging diode D a 5 charging capacitor C. A parallel connection of two is connected. alternately connected transistors in an inverter; the transistor T3 closest to the charging diode is hereinafter referred to as a secondary transistor and the second transistor T1 is designated as a primary transistor. Parallel to the secondary transistor T3, a load branch with a discharge lamp E, a series resonant circuit C2f L2, a switching capacitor C1 and the primary winding L30 is located on a saturation transformer in series coupling, the series sonar circuit of capacitor C2 being located between the two rectangular circuits and between the two with an electrode is connected directly to the charging capacitor C.

Mætningstransformatoren har to sekundærviklinger 20 L31, L32 samt en frakoblingsvikling L33; sekundærviklingerne L31, L32 er indkoblet således i styre kredsene for primær- og sekundærtransistor T1, T3, at disse i hvert enkelt tilfælde under mætningstransformatorens ommagnetiseringstid skiftevis styres ledende.The saturation transformer has two secondary windings 20 L31, L32 and a disconnect winding L33; the secondary windings L31, L32 are connected in the control circuits for the primary and secondary transistors T1, T3 so that in each case during the saturation transformer re-magnetization time they are alternately controlled conductively.

25 Mætningstransformatoren er dimensioneret således, at den af denne bestemte driftsfrekvens for vekselretteren ligger noget over serieresonanskredsens resonansfrekvens: Derved opstår der mellemrum mellem på hinanden følgende styreimpulser, således at en samtidig ledning af 30 primær- og sekundærtransistoren og dermed en kortslutning af spændingen over ladekondensatoren C er udelukket. Til at lede strømmen under den samtidige blokering af begge transistorer findes der returstrømsdioder D1, D2 parallelt med hver af transistorerne. Under 35 primærtransistoren T1's gennemkoblingstid ligger ladekondensatoren C s spænding over belastningsgrenen og fører til en opladning af omsvingningskondensatoren C1 med den i figuren angivne polaritet. Efter blokeringen 3 DK 168142 B1 af T1 flyder strømmen over belastningsgrenen, drevet af serieresonanskredsens drosselspole L2f videre over returstrømsdioden D2, indtil T3 gennemkobles: Da aflades omsvingningskondensatoren C1 over T3 og be-5 lastningsgrenen, indtil T3 igen blokeres. Derefter flyder belastningsstrømmen videre i den samme retning over ladekondensatoren C og returstrømsdioden D1, indtil T1 igen gennemkobles.The saturation transformer is dimensioned such that the frequency of this particular operating frequency of the inverter is slightly above the resonant frequency of the series resonant circuit: thereby creating spaces between consecutive control pulses such that a simultaneous line of the primary and secondary transistors and thus a short circuit of the voltage of the C is excluded. To conduct the current during the simultaneous blocking of both transistors, return current diodes D1, D2 are provided in parallel with each of the transistors. During the switch-on time of the primary transistor T1, the charging capacitor C s lies above the load branch and leads to a charging of the switching capacitor C1 with the polarity indicated in the figure. After blocking 3 DK 168142 B1 of T1, the current flows across the load branch, driven by the series resonant coil L2f further over the return current diode D2 until T3 is switched on: Then the oscillator capacitor C1 is discharged over T3 and the load branch is blocked again until T3. Thereafter, the load current flows in the same direction across the charging capacitor C and the return current diode D1 until T1 is recirculated again.

Den ved vekselretterens drift fra ladekondensa-10 toren C aftagne energi bliver tilført denne fra ensretteren G over ladedrosselspolen L og ladedioden D. I udførelseseksemplet i fig. 1 danner hertil primærtransistoren T1 og en ladetyristor T2 i seriekobling en ladekobler, over hvilken ladedrosselspolen L er parallelforbundet med ensretteren G.The energy absorbed by the inverter from the charging capacitor 10 is supplied to this energy from the rectifier G over the charging choke coil L and the charging diode D. In the embodiment of FIG. 1, the primary transistor T1 and a charging thyristor T2 in series coupling form a charging coupler over which the charging coil L is connected in parallel with the rectifier G.

15 Ladetyristoren T2 styres synkront med veksel retterens omkoblingsprocesser. Hertil ligger dens styrestrækning over en triggerdiode D9 parallelt med en forsinkelseskondensator C6, der dels over en afladningsdiode D8 ligger parallelt med sekundærtransisto-20 ren T3 og over primærtransistoren T1, en indstillelig afladningsmodstand R1 og en afkoblingsdiode D7 er tilsluttet en styrespændingskilde. Sidstnævnte omfatter en styretransistor T5 og en parallelt dermed liggende lager kondens at or C5, som sammen med en diode 25 D5 og en delerkondensator C7 danner en med primærtransistoren T1 parallelt liggende spændingsdeler, som følgelig periodisk oplades over T3 og aflades over T1: På denne måde opstår der over C5 en praktisk taget tabsfrit fra den høje spænding over ladekondensatoren 30 C afledet lav driftsspænding, hvis højde er begrænset ved hjælp af en zenerdiode D6, der samtidigt tjener til afladning af C7, C5 og C7 begrænser samtidigt spændingsstigningen over T1 og tilvejebringer således en frakoblingsaflastning.The charging thyristor T2 is controlled synchronously with the inverter's switching processes. To this end, its control line is across a trigger diode D9 parallel to a delay capacitor C6, which partly over a discharge diode D8 is parallel to the secondary transistor T3 and over the primary transistor T1, an adjustable discharge resistor R1 and a decoupling diode D7 are connected to a control voltage source. The latter comprises a control transistor T5 and a parallel condensed storage capacitor C5 which together with a diode 25 D5 and a divider capacitor C7 forms a voltage divider parallel to the primary transistor T1, which is therefore periodically charged over T3 and discharged over T1: In this way For example, above C5, a practically lossless from the high voltage across the charge capacitor 30 C arises low operating voltage, the height of which is limited by a zener diode D6, which simultaneously serves to discharge C7, C5 and C7 simultaneously limits the voltage rise across T1 and thus provides a disconnect relief.

35 Når sekundærtransistoren T3 er ledende, bliver ladetyristoren T2 hurtigt blokeret over R5, D4, og forsinkelseskondensatoren C6 aflades over D8. Dens 4 DK 168142 B1 opladning begynder dermed udgående fra et defineret potential ved begyndelsen af gennemkoblingen af primærtransistoren T1: Fra da af aflades nemlig lagerkon densatoren C5 over D7, R1 og primærtrans is tor en 5 T1 til forsinkelseskondensatoren C6, hvis spænding efter en over R1 indstillelig forsinkelsestid opnår en værdi, ved hvilken triggerdioden D9 gennemkobles og tænder ladetyristoren T2. Denne enkle, synkroniserede aktivering af ladetyristoren er navnlig også be-10 mærkelsesværdig, fordi forsinkelseskondensatoren C6 befinder sig på et højere potential end lagerkondensatoren C5.When the secondary transistor T3 is conductive, the charging thyristor T2 is rapidly blocked over R5, D4, and the delay capacitor C6 is discharged over D8. Its 4 DK 168142 B1 charge thus starts from a defined potential at the beginning of the throughput of the primary transistor T1: from then on, the storage capacitor C5 over D7, R1 and primary transistor is discharged a 5 T1 to the delay capacitor C6, whose voltage after one over R1 adjustable delay time achieves a value at which trigger diode D9 passes through and turns on charging thyristor T2. In particular, this simple, synchronized activation of the charging thyristor is also noteworthy because the delay capacitor C6 is at a higher potential than the storage capacitor C5.

Omsvingningsvekselretteren og i tilslutning dertil opreguleringsenheden begynder først at arbejde, når 15 spændingen over en startkondensator C8 har nået en sådan værdi, at dens energi over en triggerdiode D13 tilkobles primærtransistoren T1's styrestrækning og dermed gennemkobler denne. Startkondensatoren C8 ligger hertil dels over modstande R2, R4 og en elektrode 20 i lampen E på ladekondensatoren C, dels over en diode D10 parallelt med primærtransistoren T1's koblestrækning: Efter påtrykning af netvekselspændingen over ensretteren oplades ladekondensatoren C over la-dedrosselspolen og ladedioden, og dermed oplades også 25 startkondensatoren C8, indtil primærtransistoren T1 gennemkobles; da bliver samtidigt startkondensatoren igen afladet over D10, således at denne startkobling under den periodiske svingning af vekselretteren ikke længere kan gribe ind.The oscillation inverter and, in connection with it, the up-regulating unit only starts to work when the voltage across a starting capacitor C8 has reached such a value that its energy over a trigger diode D13 is connected to the control line of the primary transistor T1 and thus through it. Initially, the capacitor C8 is located above resistors R2, R4 and an electrode 20 in the lamp E of the charge capacitor C, and partly over a diode D10 in parallel with the coupling distance of the primary transistor T1: After applying the AC alternating voltage across the rectifier, the charging capacitor C and the charge transducer C are charged. the start capacitor C8 is also charged until the primary transistor T1 is passed through; then, at the same time, the starting capacitor is discharged again over D10, so that this starting coupling during the periodic oscillation of the inverter can no longer intervene.

30 Ved drift af omformeren med en udladnings lampe E skal der sørges for en frakobling af omformeren, hvis udladningslampen vedvarende ikke er startvillig, altså når der sker gentagne forgæves startforsøg. Til det formål findes der en stop-tyristor T4, som er parallel-35 forbundet med en frakoblingsvikling L33 på mætningstransformatoren over dioder D11, D12 og med start kondensatoren C8 over R2, og som får sin holdestrøm over den nærmest ladekondensatoren C liggende elektro- 5 DK 168142 B1 de i udladningslampen og en formodstand R4.30 When operating the inverter with a discharge lamp E, a disconnection of the inverter must be made if the discharge lamp is not continuously starting, ie when repeated unsuccessful start attempts are made. For this purpose, there is a stop thyristor T4 which is connected in parallel with a disconnect winding L33 on the saturation transformer over diodes D11, D12 and starting capacitor C8 over R2, which obtains its holding current over the closest charge capacitor C. DK 168142 B1 those in the discharge lamp and a resistor R4.

Med frakoblingsviklingen L33 er der over dioden D11 også forbundet et RC-led R3, C9 i parallelkobling, hvilket RC-led for sit vedkommende 5 over en triggerdiode D14 ligger parallelt med stoptyristoren T4's styrestrækning. Funktionen og dimensioneringen af denne kobling baserer på det forhold, at amplituden af den over belastningsgrenen med udladningslampen flydende og af frakoblingsviklingen L33 konsta-10 terede strøm ved ikk'e-tændt lampe (resonanstilfælde) er væsentligt større, end når lampen er tændt (dæmpet resonanskreds) : efter et ved dimensioneringen forudbe-stemmeligt antal forgæves startforsøg er C9 blevet opladet så meget, at stop-tyristoren T4 tændes over 15 triggerdioden D14 og kortslutter frakoblingsviklingen L33. Dermed bortfalder styrespændingerne til vekselret-terens transistorer, og vekselretterens drift er afbrudt. Til en sådan frakobling fører imidlertid hverken de normale tændingsforsøg eller den normale lampestrøm, 20 fordi spændingen over C9 herved ikke opnår den til gennemkobling af triggerdioden D14 nødvendige værdi.Also, with the disconnect winding L33, an RC link R3, C9 is connected in parallel connection over the diode D11, which for its respective 5 over a trigger diode D14 is parallel to the control stretch of the stop thyristor T4. The function and dimensioning of this coupling is based on the fact that the amplitude of the flow across the load branch with the discharge lamp and the current detected by the disconnect winding L33 at non-lit lamp (resonant case) is substantially greater than when the lamp is switched on (attenuated). resonant circuit): after a futile predetermined number of unsuccessful start attempts, C9 has been charged so much that the stop thyristor T4 is turned on over the trigger diode D14 and shorted the disconnect winding L33. Thus, the control voltages for the inverter transistors are eliminated and the inverter operation is interrupted. However, such a switch-off does not result in either the normal ignition attempts or the normal lamp current, 20 because the voltage across C9 does not achieve the required value for switching on the trigger diode D14.

Som følge af den synkrone styring af opreguleringsenheden i afhængighed af firkantspændingen over vekselretterens koblere bliver opreguleringsenheden 25 automatisk frakoblet med vekselretteren og påny tilkoblet efter vekselretterens start.Due to the synchronous control of the up-regulating unit in dependence on the square voltage across the inverter couplers, the up-regulating unit 25 is automatically switched off with the inverter and switched on again after the inverter start.

Vekselretteren forbliver frakoblet indtil stoptyristoren T4's holdestrøm afbrydes og denne derfor igen kan gå over i spærretilstanden. Hertil kan eksem-30 pelvis netvekse1spændingen frakobles. Meget hyppigt er en frakobling imidlertid resultatet af en defekt lampe, som udskiftes uden frakobling af netspændingen. Da også startkondensatoren C8's strømkreds er ført over en elektrode i lampen, starter omformeren automatisk på-35 ny efter isætning af en ny lampe.The inverter remains switched off until the stop current T4's holding current is interrupted and it can then switch back to the locking state again. For example, the mains AC voltage can be switched off, for example. However, a very frequent disconnection is the result of a defective lamp which is replaced without disconnecting the mains voltage. Since the start capacitor C8's current circuit is also passed over an electrode in the lamp, the inverter automatically restarts after insertion of a new lamp.

Det andet udførelseseksempel i fig. 2 bliver i det følgende kun behandlet i det omfang som vekselret-terdelen adskiller sig fra den i fig. 1 viste.The second embodiment of FIG. 2 is dealt with only to the extent that the inverter part differs from the one shown in FIG. 1.

DK 168142 B1 eDK 168142 B1 e

Vekselretteren - til højre for den stiplede linie - er i dette udførelseseksempel belastet med to parallelkoblede lamper Ef E' med hver sin tilhørende serieresonanskreds C2, L2 og C21, L2 *. Vigtig er 5 herved den symmetriske fødning af lampestrømkredsene, hvor omsvingningskondensatoren C1 er tilsluttet i forbindelsespunktet mellem de to lampers elektroner. Stoptyristoren T4's holdestrømkreds og opladningskredsen for startkondensatoren C8 forløber derimod over R4, 10 R4' og lampernes umiddelbart med hinanden serieforbund ne elektroder.The inverter - to the right of the dotted line - in this embodiment is loaded with two parallel connected lamps E E ', each with its respective series resonant circuit C2, L2 and C21, L2 *. Important here is the symmetrical feeding of the lamp current circuits, where the vibration capacitor C1 is connected at the junction between the electrons of the two lamps. The stop thyristor T4's holding current circuit and the charging capacitor for the starting capacitor C8, on the other hand, extend over R4, 10 R4 'and the lamps immediately connected to the series electrodes.

Til frakobling, hvis lampen vedvarende er uvillig til at tænde, udnyttes her spændingerne over serieresonanskredsenes drosselspoler L2, L2', som over 15 spændingsdelere og afkoblingsdioder D22, D23 som en ELLER-port tilføres RC-leddet C9, R3. Disse spændin ger er, hvis lampen vedvarende er uvillig til at tænde -i resonanstilfældet - så store, at stop-tyristoren T4 tændes over triggerdioden D14, hvorhos den forbliver 20 ledende indtil en udskiftning af den defekte lampe. Den kortslutter dermed mætningstransformatorens frakoblingsvikling L33' over dioden D21 og startkondensatoren C8 og frakobler således vekselretteren. Da dioderne D22 og D23 er tilsluttet RC-leddet R3, C9 som en 25 ELLER-port, kan frakoblingsbetingelsen tilvejebringes af hver af de to parallelforbundne lamper - eller også af begge lamper samtidigt..For disconnection, if the lamp is permanently unwilling to switch on, the voltages are then used over the series resonant coils L2, L2 ', which are supplied to RC line C9, R3 over 15 voltage dividers and disconnecting diodes D22, D23. These voltages are if the lamp is continuously unwilling to turn on - in the case of resonance - so large that the stop thyristor T4 is turned on over the trigger diode D14, where it remains 20 conductive until a replacement of the defective lamp. It thus short-circuits the saturation transformer disconnect winding L33 'over the diode D21 and the starting capacitor C8, thus disconnecting the inverter. Since diodes D22 and D23 are connected to RC link R3, C9 as a OR port, the disconnection condition can be provided by each of the two parallel connected lamps - or by both lamps simultaneously.

Frakoblingstilstanden opretholdes, indtil en af de to lamper udskiftes og T4's holdestrømkreds derved 30 afbrydes. Med isætning af en ny lampe kan startkondensatoren C8 da oplades over R2, R4 og de seriekoblede elektroder i de to lamper E, E', således at vekselretteren påny starter; kort derefter står der tilstrækkeligt store driftsspændinger over C5 og C11 til 35 rådighed for opreguleringsenheden, således at også denne automatisk genoptager driften.The power-off state is maintained until one of the two lamps is replaced and the T4's holding current circuit is thereby interrupted. By inserting a new lamp, the starting capacitor C8 can then be charged over R2, R4 and the series-connected electrodes in the two lamps E, E ', so that the inverter restarts; shortly thereafter, sufficiently large operating voltages across C5 and C11 to 35 are available to the up-regulating unit, so that this also automatically resumes operation.

En ældet lampe forholder sig som en ensretter, uden at polariteten ligger fast på forhånd. Følgelig kanAn aged lamp behaves like a rectifier without the polarity fixed in advance. Accordingly, the

Claims

Converter according to claim 1, characterized by a starting capacitor (C8), the charging circuit of which is passed over an electrode in the lamp (E, E ') and which lies above a trigger diode (D13) parallel to the control line in a coupler ( T1) in the inverter and above a discharge diode (DIO) lies parallel to its coupling distance.

Converter according to claim 2, characterized in that, by means of a two-lamp connection, an electrode in each lamp (E, E ') lies in series connection in the holding current circuit of the bistable coupler (T4) and in the charging circuit of the starting capacitor (C8).

4. Converter according to claim 1 or 2, characterized in that a stop thyristor (T4) is used as a bistable coupler whose coupling distance is connected in the holding current circuit and whose control stretch over a trigger diode (D14) is connected to an RC link (C9, R3), and that the stop thyristor coupling distance across decoupling diodes (D11, D21) causes a short circuit 20 of the RC joint and a decoupling winding (L33f) on a saturation transformer (L30) controlling the inverter couplers. 25 30 35