EP0134044B1 - Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Entladungslampe - Google Patents

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EP0134044B1
EP0134044B1 EP84110188A EP84110188A EP0134044B1 EP 0134044 B1 EP0134044 B1 EP 0134044B1 EP 84110188 A EP84110188 A EP 84110188A EP 84110188 A EP84110188 A EP 84110188A EP 0134044 B1 EP0134044 B1 EP 0134044B1
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EP
European Patent Office
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circuit
capacitor
relay
rectifier
load
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EP84110188A
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EP0134044A1 (de
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Franz V. Rohr
Max Kerscher
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/16—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/18—Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having a starting switch

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for igniting and operating a discharge lamp according to the preamble of claim 1.
  • the ignition device is switched on.
  • a make contact of the additional relay is switched on, which in turn is connected to voltage via a break contact of the time relay of the time switching device.
  • the timing relay responds and thereby switches off the additional relay and thus the ignition device. At the same time, it keeps itself in this switching state and ensures that the charging capacitor is discharged.
  • Appropriate dimensioning of the charging circuit of the time switching device ensures that on the one hand the igniter is in action for a sufficient length of time to ensure reliable ignition of the lamp; on the other hand, an overload of the ignitor and the lamp is excluded. It is also ensured that the ignition device reacts every time the supply voltage is switched on, since the time relay drops out during the previous switch-off and connects the additional relay to the mains terminals.
  • the invention is based on the observation that voltage dips occasionally occur in a feed network, which indeed result in the lamp going out, but which are so short that the time relay does not drop out.
  • the invention is therefore based on the object of developing the circuit arrangement according to the preamble of claim 1 in such a way that a proper restart of the discharge lamp is ensured even after it has gone out as a result of an extremely short voltage drop.
  • the inventive solution to this problem is characterized in claim 1.
  • the ignition device is switched off after an operating time specified by the time switching device and then continuously queried whether the discharge lamp has actually ignited and is carrying current.
  • the voltage drop across the ballast of the discharge lamp is preferably monitored by the additional relay.
  • the time switch device is reset to the standby position by the additional relay and restarted by a break contact of the additional relay as soon as the lamp goes out and the additional relay consequently drops out.
  • the time relay has an additional normally open contact, by means of which a switch is made to a sufficiently low-resistance holding circuit. This makes it possible to design the series resistor in the charging circuit to be so high-resistance that there is an acceptable dimensioning of the capacitance of the charging capacitor despite the high default time of two to three seconds.
  • this large default time can be achieved with a relatively small charging capacitor even without an additional changeover contact in that there is a very small dividing capacitor in the charging circuit of the charging capacitor, which is charged via an additional rectifier in one half-wave of the supply voltage and in the other Half wave is discharged via the rectifier and the charging capacitor;
  • the two rectifiers are preferably combined to form a rectifier in a bridge circuit, which is fed on the AC voltage side via the divider capacitor and at whose DC terminals the charging capacitor is located: in this case, the divider capacitor can be dimensioned so that the timing relay receives a sufficient holding current after it responds.
  • the charging capacitor is fed via the dividing capacitor and the rectifier before the timing relay is energized, the charge fed to it per half-wave is determined by the dividing capacitor and is therefore very small.
  • the voltage at the comparatively large charging capacitor therefore only rises very slightly in each half-wave and only reaches the response value of the timing relay after a long time.
  • the two relays A, B the contacts of which are labeled a and b, belong to a time switch device:
  • the additional relay A is connected in parallel via working contacts a4 and b4 of the choke D connected in parallel.
  • the timing relay B is connected to the DC terminals of a rectifier G in a two-way bridge circuit, which is connected to the L / N terminals via a dividing capacitor C1 and a series resistor R1 and a normally closed contact a2.
  • a charging capacitor C2 is connected in parallel with B via a normally closed contact b2.
  • this charging capacitor A discharge resistor R2 can be connected in parallel via a normally open contact b3; contacts b2 and b3 form a changeover contact.
  • the series connection of the discharge lamp L and the ignition coil S of the igniter Z is a known ignition aid in the form of a series connection of a resistor and a capacitor via a normally closed contact a3.
  • the contacts of the relays are shown in the rest position.
  • the ignition device Z When an AC voltage is applied to the terminals L / N, the ignition device Z is immediately connected to voltage via a1, b1, so that the sum of the mains voltage and the ignition voltage transformed into the load circuit via the ignition coil S is present at the discharge lamp L.
  • This operating state is maintained regardless of the ignition of the lamp during the preset time determined by the time switch device.
  • This is determined by the properties of the charging circuit of timing relay B: when the supply AC voltage is switched on, charging capacitor C2 slowly charges up to the response value of timing relay B via series resistor R1 and divider capacitor C1.
  • B responds, disconnects the ignition device Z from the mains via b1 and switches the charging capacitor C2 away from the timing relay B via b3 to the discharge resistor R2.
  • the excitation winding of the timing relay B initially still flows - until the additional relay A responds, if necessary.
  • the additional relay When the time relay B responds, the additional relay is connected in parallel with the ballast D via the normally open contact b4. If the lamp had previously ignited, then a voltage drops at the ballast, which triggers the additional relay A, which remains in contact via the contact a4 and opens the normally closed contacts a1 in the circuit of the primary winding of the supply transformer of the ignition device Z and a2 in the charging circuit of the timer .
  • time relay B drops out, thereby placing charging capacitor C2 in parallel with its excitation winding again via b2 and closing contact b1 in the circuit of supply transformer T of ignitor Z.
  • the timer is now in the standby position: with every voltage failure and also for a very brief voltage drop that leads to the lamp L going out, the voltage at the ballast D is no longer present and the additional relay A drops out, opens its holding circuit a4 and closes via the normally closed contacts a1 and a2 the circuit of the feed transformer T of the ignition device Z and the charging circuit of the time switching device.
  • the regular ignition operation described at the beginning begins again: the ignition device Z is immediately live during the preset time specified by the time switch device.
  • the additional relay A can only query the operating state of the lamp via the voltage drop at the ballast D after the specified time has elapsed and B has closed - contact b4 closed.
  • the additional relay A cannot respond after the time relay B has responded and thus after the ignition device Z has been switched off; it remains in this switch-off state in which the holding circuit of the time relay B remains closed via the normally closed contact a2 of the additional relay. This switching status can only be changed by switching the supply network off and on again.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Entladungslampe gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Bei einer solchen, aus DE-OS 2 730 447 bekannten Schaltungsanordnung wird das Zündgerät durch. einen Arbeitskontakt des Zusatzrelais eingeschaltet, das seinerseits über einen Ruhekontakt des Zeitrelais der Zeitschalteinrichtung an Spannung liegt. Nach Ablauf der durch die Bemessung des Ladestromkreises mit Ladekondensator gegebenen Vorgabezeit spricht das Zeitrelais an und schaltet dadurch das Zusatzrelais und damit das Zündgerät ab. Zugleich hält es sich selbst in diesem Schaltzustand und sorgt für eine Entladung des Ladekondensators.
  • Durch entsprechende Bemessung des Ladestromkreises der Zeitschalteinrichtung ist sichergestellt, daß einerseits das Zündgerät genügend lang in Aktion ist, um eine sichere Zündung der Lampe zu gewährleisten; andererseits ist eine Überlastung des Zündgerätes und der Lampe ausgeschlossen. Es ist auch gewährleistet, daß das Zündgerät nach jedem Einschalten der Versorgungsspannung neu in Aktion tritt, da bei der vorhergehenden Abschaltung das Zeitrelais abfällt und das Zusatzrelais an die Netzklemmen legt.
  • Die Erfindung geht von der Beobachtung aus, daß in einem Speisenetz mitunter Spannungseinbrüche auftreten, die zwar ein Erlöschen der Lampe zur Folge haben, die jedoch so kurz sind, daß das Zeitrelais nicht abfällt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 so weiterzubilden, daß ein ordnungsgemäßer Neustart der Entladungslampe auch nach deren Erlöschen infolge eines äußerst kurzen Spannungseinbruches gewährleistet ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Bei ihr wird das Zündgerät nach einer durch die Zeitschalteinrichtung vorgegebenen Betriebszeit abgeschaltet und danach dauernd abgefragt, ob die Entladungsiampe auch tatsächlich gezündet hat und Strom führt. Hierzu wird vorzugsweise der Spannungsabfall am Vorschaltgerät der Entladungslampe durch das Zusatzrelais überwacht.
  • Bei nicht gezündeter Lampe ändert sich nichts an dem Schaltzustand der Zeitschalteinrichtung nach Ablauf der Vorgabezeit: Das Zündgerät bleibt abgeschaltet.
  • Hat die Lampe dagegen gezündet, dann wird die Zeitschalteinrichtung durch das Zusatzrelais in Bereitschaftsposition zurückversetzt und durch einen Ruhekontakt des Zusatzrelais neu gestartet, sobald die Lampe erlischt und das Zusatzrelais infolgedessen abfällt.
  • Bei der eingangs erwähnten, bekannten Zeitschalteinrichtung weist das Zeitrelais einen zusätzlichen Arbeitskontakt auf, durch den auf einen ausreichend niederohmigen Haltestromkreis umgeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, den Vorwiderstand im Ladestromkreis so hochohmig auszulegen, daß sich eine akzeptable Bemessung der Kapazität des Ladekondensators trotz der hohen Vorgabezeit von zwei bis drei Sekunden ergibt.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung erreicht man diese große Vorgabezeit mit einem relativ klein bemessenen Ladekondensator auch ohne zusätzlichen Umschaltkontakt dadurch, daß im Ladestromkreis des Ladekondensators ein sehr klein bemessener Teilerkondensator liegt, der jeweils über einen Zusatzgleichrichter in der einen Halbwelle der Speisespannung geladen und in der anderen Halbwelle über den Gleichrichter und den Ladekondensator entladen wird ; vorzugsweise sind dabei die beiden Gleichrichter zu einem Gleichrichter in Brückenschaltung zusammengefaßt, der wechselspannungsseitig über den Teilerkondensator gespeist wird und an dessen Gleichstromklemmen der Ladekondensator liegt : Der Teilerkondensator kann in diesem Fall so bemessen werden, daß das Zeitrelais nach seinem Ansprechen gerade einen ausreichenden Haltestrom erhält. Solange jedoch vor dem Anziehen des Zeitrelais der Ladekondensator über den Teilerkondensator und den Gleichrichter gespeist wird, ist die ihm je Halbwelle zugeführte Ladung durch den Teilerkondensator bestimmt und daher sehr klein. Die Spannung an dem vergleichsweise groß bemessenen Ladekondensator steigt daher in jeder Halbwelle nur sehr geringfügig an und erreicht erst nach langer Zeit den Ansprechwert des Zeitrelais.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur erläutert :
    • Zwischen den Klemmen L und N eines Wechselspannungsnetzes liegt der Lastkreis mit der Hochdruckentladungslampe L, einem Zündgerät Z und einem Vorschaltgerät in Form einer Drossel D in Reihenschaltung. Das Zündgerät Z enthält eine Zündspule S in diesem Lastkreis, von der ein Teilstück über eine Funkenstrecke F an einen Speicherkondensator C3 angeschlossen ist, der seinerseits von der Sekundärwicklung eines Speisetransformators T aufgeladen wird. Die Primärwicklung dieses Speisetransformators liegt über zwei Ruhekontakte a1, b1 des Zusatzrelais A bzw. des Zeitrelais B an den Klemmen L/N des Speisenetzes.
  • Die beiden Relais A, B, deren Kontakte mit a bzw. b bezeichnet sind, gehören zu einer Zeitschalteinrichtung : Das Zusatzrelais A ist über parallel geschaltete Arbeitskontakte a4 und b4 der Drossel D parallel geschaltet. Das Zeitrelais B liegt andererseits an den Gleichstromklemmen eines Gleichrichters G in Zweiwegbrückenschaltung, der wechselspannungsseitig über einen Teilerkondensator C1 und einen Vorwiderstand R1 sowie einen Ruhekontakt a2 an die Klemmen L/N angeschlossen ist. Parallel zu B liegt ein Ladekondensator C2 über einen Ruhekontakt b2. Ferner ist diesem Ladekondensator über einen Arbeitskontakt b3 ein Entladewiderstand R2 parallel schaltbar ; die Kontakte b2 und b3 bilden einen Umschaltkontakt. Schließlich ist der Reihenschaltung der Entladungslampe L und der Zündspule S des Zündgerätes Z eine an sich bekannte Zündhilfe in Form einer Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators über einen Ruhekontakt a3 parallel geschaltet.
  • In der Figur sind die Kontakte der Relais in Ruhestellung dargestellt. Beim Anlegen einer Wechselspannung an die Klemmen L/N liegt somit das Zündgerät Z über a1, b1 sofort an Spannung, so daß an der Entladungslampe L die Summe aus der Netzspannung und der über die Zündspule S in den Lastkreis transformierten Zündspannung anliegt. Dieser Betriebszustand bleibt unabhängig von der Zündung der Lampe während der durch die Zeitschalteinrichtung bestimmten Vorgabezeit erhalten. Diese ist bestimmt durch die Eigenschaften des Ladestromkreises des Zeitrelais B: Mit dem Anschalten der Speisewechselspannung lädt sich nämlich der Ladekondensator C2 über den Vorwiderstand R1 und den Teilerkondensator C1 langsam auf den Ansprechwert des Zeitrelais B auf. Ist dieser nach etwa zwei bis drei Sekunden erreicht, dann spricht B an, trennt über b1 das Zündgerät Z vom Netz und schaltet den Ladekondensator C2 vom Zeitrelais B weg über b3 auf den Entladewiderstand R2. Über die Erregerwicklung des Zeitrelais B fließt zunächst noch - bis zu einem eventuellen Ansprechen des Zusatzrelais A - Haltestrom.
  • Mit dem Ansprechen des Zeitrelais B wird das Zusatzrelais über den Arbeitskontakt b4 dem Vorschaltgerät D parallel geschaltet. Hatte zuvor die Lampe gezündet, dann fällt an dem Vorschaltgerät eine Spannung ab, die das Zusatzrelais A zum Ansprechen bringt, das sich über den Kontakt a4 hält und die Ruhekontakte a1 im Stromkreis der Primärwicklung des Speisetransformators des Zündgerätes Z und a2 im Ladestromkreis der Zeitschalteinrichtung öffnet.
  • Beim Öffnen von a2 fällt das Zeitrelais B ab, legt dadurch den Ladekondensator C2 über b2 wieder parallel zu seiner Erregerwicklung und schließt den Kontakt b1 im Stromkreis des Speisetransformators T des Zündgerätes Z.
  • Damit befindet sich die Zeitschalteinrichtung wieder in Bereitschaftsposition : Bei jedem Spannungsausfall und auch jedem sehr kurzzeitigen Spannungseinbruch, der zu einem Erlöschen der Lampe L führt, entfällt die Spannung am Vorschaltgerät D und das Zusatzrelais A fällt ab, öffnet seinen Haltekreis a4 und schließt über die Ruhekontakte a1 und a2 den Stromkreis des Speisetransformators T der Zündeinrichtung Z bzw. den Ladestromkreis der Zeitschalteinrichtung. Mit der Wiederkehr der Speisespannung an den Klemmen L/N beginnt somit wieder der eingangs beschriebene, reguläre Zündbetrieb : Das Zündgerät Z liegt sofort während der durch die Zeitschalteinrichtung vorgegebenen Vorgabezeit an Spannung. Das gilt auch, wenn die Entladungslampe L vor Ablauf der Vorgabezeit zünden sollte : Das Zusatzrelais A kann nämlich den Betriebszustand der Lampe über den Spannungsabfall an dem Vorschaltgerät D erst nach Ablauf der Vorgabezeit und dem Anziehen von B - schließen von Kontakt b4 - abfragen.
  • Sollte andererseits die Lampe L während der Vorgabezeit nicht gezündet haben, dann kann das Zusatzrelais A nach dem Ansprechen des Zeitrelais B und damit nach dem Abschalten des Zündgerätes Z nicht ansprechen ; es bleibt daher bei diesem Abschaltzustand, in dem der Haltestromkreis des Zeitrelais B über den Ruhekontakt a2 des Zusatzrelais geschlossen bleibt. Dieser Schaltzustand kann erst durch ein Abschalten und Wiederanschalten des Speisenetzes geändert werden.
    Figure imgb0001

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Entladungslampe (L), die mit einem Vorschaltgerät (D) und dem Ausgangsstromkreis eines Zündgerätes (Z) einen Laststromkreis bildet, mit einer Zeitschalteinrichtung, die den Speisestromkreis des Zündgerätes jeweils nur für eine begrenzte Vorgabezeit einschaltet, wobei diese durch den einen Gleichrichter (G) und einen Ladekondensator (C2) enthaltenden Ladestromkreis bestimmt ist, und dem Ladekondensator (C2) die Erregerwicklung (B) eines Zeitrelais (B) über einen Ruhekontakt (b2) und ein Entladewiderstand (R2) über einen Arbeitskontakt (b3) dieses Zeitrelais parallel geschaltet ist, und mit einem Zusatzrelais (A), dadurch gekennzeichnet, daß im Speisestromkreis des Zündgerätes (Z) je ein Ruhekontakt (a1, b1) eines jeden der beiden Relais (A, B) in Reihenschaltung angeordnet ist, daß die Erregerwicklung (A) des Zusatzrelais über je einen Arbeitskontakt (a4, b4) eines jeden der beiden Relais (A, B) in Parallelschaltung dem Vorschaltgerät (D) parallelgeschaltet ist, und daß in dem Ladestromkreis des Ladekondensators (C2) der Zeitschalteinrichtung ein Ruhekontakt (a2) des Zusatzrelais (A) liegt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladestromkreis des Ladekondensators (C2) einen Teilerkondensator (C1) in Reihenschaltung enthält, der in einer Halbwelle der Speisewechselspannung über einen Hilfsgleichrichter geladen und in der anderen Halbwelle über den Gleichrichter in den Ladekondensator (C2) entladen wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsgleichrichter und der Gleichrichter zu einem Gleichrichter (G) in Brückenschaltung zusammengefaßt sind, der wechselspannungsseitig über den Teilerkondensator (C1) und den Ruhekontakt (a2) des Zusatzrelais (A) an die Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und der gleichstromseitig den Ladekondensator speist.
EP84110188A 1983-09-02 1984-08-27 Schaltungsanordnung zum Zünden und Betreiben einer Entladungslampe Expired EP0134044B1 (de)

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