EP0150237A1 - Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp with a battery - Google Patents

Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp with a battery Download PDF

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EP0150237A1
EP0150237A1 EP84100847A EP84100847A EP0150237A1 EP 0150237 A1 EP0150237 A1 EP 0150237A1 EP 84100847 A EP84100847 A EP 84100847A EP 84100847 A EP84100847 A EP 84100847A EP 0150237 A1 EP0150237 A1 EP 0150237A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
voltage
discharge lamp
lamp
switch
operating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP84100847A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Ing. Grad. Bauer
Rainer Kühn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marai Mechanik und Elektronik GmbH
Original Assignee
Marai Mechanik und Elektronik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Marai Mechanik und Elektronik GmbH filed Critical Marai Mechanik und Elektronik GmbH
Priority to EP84100847A priority Critical patent/EP0150237A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • H05B41/02—Details
    • H05B41/04—Starting switches
    • H05B41/048—Starting switches using electromagnetic relays

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp on a battery, with a transistor voltage converter and a downstream transformer, the AC output voltage of which is fed to the high-pressure discharge lamp, an igniter being connected in parallel with the discharge lamp and which after the ignition of the Lamp becomes ineffective due to the voltage drop at an upstream inductor.
  • High-pressure discharge lamps require an AC voltage to operate.
  • the lamps, including the associated circuit, which usually contains an inductive ballast in the form of a choke for current limitation are designed in such a way that the lamps are connected to a voltage of 220 volts with a frequency of 50 Hz in accordance with the standard generally used in Europe can be.
  • a compensation capacitor is usually connected in parallel with the network, the capacitance of which is between 15 uF to 50 gF depending on the inductance and the power.
  • High pressure discharge lamps e.g. B. high pressure sodium lamps or metal halide lamps still need an igniter to operate, which generates the required ignition voltage of 2 to 4.5 kV in the starting phase.
  • This ignitor is located behind the choke parallel to the lamp.
  • the igniter Since the high voltage is no longer required after the lamp has been ignited, the igniter is designed such that it switches off automatically after the lamp has been ignited. This automatic switch-off is caused by the fact that current flows through the lamp after ignition and a voltage drop to about 190 V occurs behind the ballast. This voltage is no longer sufficient to keep the ignitor in operation.
  • High-pressure discharge lamps have a high luminous efficacy, which is between 70 and 120 lm / W depending on the output, and it would therefore be desirable to be able to operate these lamps on batteries.
  • high light outputs are usually required, for example in traffic accidents, fire brigade operations, etc., where previously only iodine halogen lamps were used, which in contrast to high-pressure discharge lamps only have a luminous efficacy of approx. 22 lm / W.
  • a 250 W metal halide lamp has the same light output of 22,000 lm as a 1000 W halogen lamp.
  • the lamp did not ignite at all, since the compensation capacitor without Current flow through the ballast acts as a capacitive load.
  • the generator was so heavily loaded by the capacitive load that the voltage collapsed below the value required for the igniter.
  • the present invention has for its object to provide a circuit arrangement of the type mentioned, which is distinguished from the proposed circuit by a reduction in technical effort and thus weight and price and an even better efficiency.
  • the secondary winding of the transformer is designed for the generation of the operating voltage for the ignitor and at the same time represents the upstream inductance that the secondary winding is a tap for tapping the lower operating voltage for the igniter compared to the operating voltage for the Discharge lamp contains, and that means for actuating a switch are provided which switch the supply voltage from the operating voltage for the igniter to the operating voltage after the discharge lamp has been ignited.
  • a high-pressure discharge lamp also works directly on a transformer winding if it is adapted to the lamp function at the required times and supplies the full operating voltage of approximately 220 V for the igniter when ignited, but after the ignition has started the lamp operating voltage of about 100 V is switched.
  • the secondary winding of the transformer takes over the function of the usual series choke, so that this can be omitted, and also the otherwise usual compensation capacitor can be omitted because the lack of the series choke eliminates the need for reactive current compensation. As a result, the circuit arrangement is considerably relieved in terms of effort and weight.
  • the means for actuating the switch preferably consist of a sensor circuit which actuates the switch in dependence on the operating current flowing through the lamp after ignition.
  • the sensor circuit contains a light source which is connected to the potential in front of the ignitor and is dimensioned such that it goes out when the ignition of the lamp on the secondary winding of the transformer causes a voltage drop, and the light source acts on a photoresistor which switches the switch controls a transistor circuit.
  • the changeover switch In its rest position, the changeover switch establishes a connection between the discharge lamp and the transformer winding for the operating voltage, and the switch is assigned a contact by which the photoresistor is briefly short-circuited, so that when the switch is switched on, the discharge lamp applies the operating voltage winding.
  • the glowing glow lamp controls the changeover switch via the photoresistor until the glow lamp goes out when the discharge lamp is ignited.
  • the relay actuating the changeover switch drops off for approx. 10 seconds, so that the lamp is connected to the operating voltage winding.
  • an alternating voltage Un is present at terminals 1 and 2, from which a high-pressure discharge lamp 4 is fed via a series reactor 3.
  • a capacitor C k is provided in parallel with the voltage wave C N to compensate for the reactive current caused by the choke 3.
  • An igniter 5 is connected behind the throttle 3 in parallel to the lamp 4, which is a high-pressure sodium vapor lamp or a metal halide lamp.
  • the voltage source U N from FIG. 1 is replaced by a static transistor voltage converter 6 with a transformer 7 connected downstream.
  • the transistor voltage converter sets the battery voltage from z. B. 12 V in an AC voltage, which is implemented via the transformer 7 to an output voltage Uz of 220 V and 50 Hz on the secondary winding.
  • This voltage U z represents the operating voltage for the igniter 5 connected in parallel with the discharge lamp 4, a switch 10 being arranged between the secondary winding of the transformer 7 and the igniter 5 and being operable by a relay 11.
  • the secondary winding of the output transformer 7 has a tap 12 on the a voltage U L can be tapped which corresponds to the operating voltage of the discharge lamp 4.
  • a glow lamp 13 in parallel, which has an ignition voltage of more than 180 V.
  • the switch 10 In the idle state, the switch 10 is connected to the tap 12 of the secondary winding of the transformer 7. So that the glow lamp can light up, the photoresistor 9 is briefly short-circuited by a parallel contact when the switch 8 is switched on, so that the relay 11 picks up and the igniter with the Operating voltage is applied, which at the same time brings the glow lamp 13 to light up. After the lamp 4 has ignited, the voltage at the secondary winding of the output transformer 7 collapses due to the current subsequently drawn, and the glow lamp 13 goes out, so that the switch 10 is actuated via the photoresistor 9 and the transistor circuit 14 connected to it and the discharge lamp 4 is connected to the burning voltage U L.
  • a further contact 15 can be assigned to the relay, which interrupts any power supply to the ignition device 5 when the switch 10 is switched to the operating voltage.
  • a delay circuit can also be provided, which takes effect after the lamp is switched on and actuates the changeover switch 10 within a predetermined time after the lamp has been switched on.

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Abstract

A circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp with a battery is specified, the battery voltage being converted by a transistorised voltage converter and a transformer connected downstream into the supply voltage for the discharge lamp. The secondary winding of the transformer is designed to generate the operating voltage for the igniter unit connected in parallel with the high-pressure discharge lamp, and the secondary winding contains a tapping for picking off the discharge lamp operating voltage, which is lower than the operating voltage for the igniter unit, means being provided for operation of a changeover switch which switches the supply voltage from the operating voltage for the igniter unit to the burning voltage for the discharge lamp, after ignition of the discharge lamp. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe an einer Batterie, mit einem Transistor-Spannungswandler und einem nachgeschalteten Transformator, dessen Ausgangs-Wechselspannung der Hochdruck-Entladungslampe zugeführt wird, wobei parallel zur Entladungslampe ein Zündgerät geschaltet ist, das nach dem Zünden der Lampe infolge des Spannungsabfalls an einer vorgeschalteten Induktivität unwirksam wird.The invention relates to a circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp on a battery, with a transistor voltage converter and a downstream transformer, the AC output voltage of which is fed to the high-pressure discharge lamp, an igniter being connected in parallel with the discharge lamp and which after the ignition of the Lamp becomes ineffective due to the voltage drop at an upstream inductor.

Hochdruck-Entladungslampen benötigen zum Betrieb eine Wechselspannung. In der Regel sind die Lampen einschließlich der zugehörigen Schaltung, die üblicherweise ein induktives Vorschaltgerät in Form einer Drossel zur Strombegrenzung enthält, so ausgelegt, daß die Lampen entsprechend der allgemein in Europa üblichen Norm an eine Spannung von 220 Volt mit einer Frequenz von 50 Hz angeschlossen werden können.High-pressure discharge lamps require an AC voltage to operate. As a rule, the lamps, including the associated circuit, which usually contains an inductive ballast in the form of a choke for current limitation, are designed in such a way that the lamps are connected to a voltage of 220 volts with a frequency of 50 Hz in accordance with the standard generally used in Europe can be.

Um den infolge der Induktivität auftretenden Blindstrom zu kompensieren, wird in der Regel noch ein Kompensationskondensator parallel zum Netz geschaltet, dessen Kapazität je nach der Induktivität und der Leistung zwischen 15 uF bis 50 gF beträgt.In order to compensate for the reactive current that occurs as a result of the inductance, a compensation capacitor is usually connected in parallel with the network, the capacitance of which is between 15 uF to 50 gF depending on the inductance and the power.

Andere Hochdruck-Entladungslampen, z. B. Natriumdampf-Hochdrucklampen oder Halogen-Metalldampflampen benötigen zum Betrieb noch ein Zündgerät, das in der Startphase die erforderliche Zündspannung von 2 bis 4,5 kV erzeugt. Dieses Zündgerät liegt hinter der Drossel parallel zur Lampe.Other high pressure discharge lamps, e.g. B. high pressure sodium lamps or metal halide lamps still need an igniter to operate, which generates the required ignition voltage of 2 to 4.5 kV in the starting phase. This ignitor is located behind the choke parallel to the lamp.

Da nach dem Zünden der Lampe die Hochspannung nicht mehr benötigt wird, ist das Zündgerät so ausgelegt, daß es sich nach dem Zünden der Lampe automatisch abschaltet. Diese automatische Abschaltung wird dadurch bewirkt, daß nach dem Zünden durch die Lampe Strom fließt und hinter dem Vorschaltgerät ein Spannungsabfall auf etwa 190 V auftritt. Diese Spannung reicht nicht mehr aus, um das Zündgerät in Betrieb zu halten.Since the high voltage is no longer required after the lamp has been ignited, the igniter is designed such that it switches off automatically after the lamp has been ignited. This automatic switch-off is caused by the fact that current flows through the lamp after ignition and a voltage drop to about 190 V occurs behind the ballast. This voltage is no longer sufficient to keep the ignitor in operation.

Hochdruck-Entladungslampen besitzen eine hohe Lichtausbeute, die je nach Leistung zwischen 70 bis 120 lm/W beträgt, und es wäre daher erwünscht, diese Lampen auch an Akkumulatoren mobil betreiben zu können. Gerade im mobilen Einsatz werden in der Regel hohe Lichtleistungen benötigt, beispielsweise bei Verkehrsunfällen, Feuerwehreinsätzen etc., wo man bisher ausschließlich Jod-Halogenlampen eingesetzt hat, die im Gegensatz zu Hochdruck-Entladungslampen nur eine Lichtausbeute von ca. 22 lm/W besitzen. Beispielsweise hat eine 250 W-Halogen-Metalldampflampe die gleiche Lichtleistung von 22 000 lm wie eine 1000-W-Halogen-Lampe.High-pressure discharge lamps have a high luminous efficacy, which is between 70 and 120 lm / W depending on the output, and it would therefore be desirable to be able to operate these lamps on batteries. Especially in mobile use, high light outputs are usually required, for example in traffic accidents, fire brigade operations, etc., where previously only iodine halogen lamps were used, which in contrast to high-pressure discharge lamps only have a luminous efficacy of approx. 22 lm / W. For example, a 250 W metal halide lamp has the same light output of 22,000 lm as a 1000 W halogen lamp.

Bisher war es lediglich möglich, bei fehlendem Netzanschluß Hochdruck-Entladungslampen an Generatoren mit Zwei- oder Vier-Takt-Otto- oder Dieselmotor ab 2 kW Leistung zu betreiben, jedoch schränkt die Größe dieser Generatoren die Mobilität stark ein. Versuche, Hochdruck-Entladungslampen an Akkumulatoren zu betreiben, sind zunächst nicht gelungen. Versuche mit rotierenden Umformern kleiner Leistung mit einer Eingangsspannung von 12 oder 24 Volt Gleichspannung und einer Ausgangsspannung von 250 V und 50 Hz bei einer Leistung von etwa 600 W haben nicht zum Erfolg geführt.So far, it was only possible to operate high-pressure discharge lamps on generators with two- or four-stroke gasoline or diesel engines with a power of 2 kW or more, but the size of these generators severely limits mobility. Attempts to operate high-pressure discharge lamps on accumulators were initially unsuccessful. Experiments with rotating converters of low power with an input voltage of 12 or 24 volts DC and an output voltage of 250 V and 50 Hz at a power of about 600 W have not been successful.

Bei dem Versuch mit der üblichen Schaltung mit induktivem Vorschaltgerät und Kompensationskondensator zündete die Lampe überhaupt nicht, da der Kompensationskondensator ohne Stromfluß durch das Vorschaltgerät als kapazitive Last wirkt. Der Generator wurde durch die kapazitive Last so stark belastet, daß die Spannung unter den für das Zündgerät erforderlichen Wert zusammenbrach.When trying with the usual circuit with inductive ballast and compensation capacitor, the lamp did not ignite at all, since the compensation capacitor without Current flow through the ballast acts as a capacitive load. The generator was so heavily loaded by the capacitive load that the voltage collapsed below the value required for the igniter.

Auch das Fortlassen des Kompensationskondensators führte nicht zum Erfolg, denn es stellte sich heraus, daß nach Anschluß der Schaltung die Lampe zwar zündete, aber nach kurzer Zeit der Generator durch den auftretenden Blindstrom so überlastet wurde, daß die Ausgangs-Spannung - bedingt durch die Hochohmigkeit gegenüber dem Netz - zusammenbrach und die Lampe erlosch. Dem hätte nur durch eine höhere Leistung des Generators entgegengewirkt werden können, jedoch wäre dann - abgesehen von dem nicht vertretbaren Aufwand - der Wirkungsgrad der Anordnung so schlecht gewesen, daß man ebenso eine 1000-W-Halogenlampe anstatt der bei dem Versuch verwendeten 250-W-Halogen-Metalldampflampe hätte einsetzen können.Even the omission of the compensation capacitor did not lead to success, because it turned out that after connecting the circuit, the lamp ignited, but after a short time the generator was overloaded by the reactive current that occurred, so that the output voltage - due to the high impedance towards the network - collapsed and the lamp went out. This could only have been counteracted by a higher power of the generator, but then - apart from the unacceptable effort - the efficiency of the arrangement would have been so bad that a 1000 W halogen lamp was used instead of the 250 W used in the experiment -Halogen metal halide lamp could have been used.

In der eigenen älteren Patentanmeldung P 32 02 458.4 wurde eine Schaltungsanordnung angegeben, mit der Hochdruck-Entladungslampen auch an einem Akkumulator problemlos betrieben werden können. Um einen Zusammenbruch der Betriebsspannung der Lampe infolge der begrenzten Leistung der Batterie zu verhindern, ist bei der vorgeschlagenen Schaltung dem induktiven Vorschaltgerät ein kapazitiver Widerstand vorgeschaltet, und in Reihe mit dem mit dem Verbindungspunkt von Vorschaltgerät und dem kapazitiven Widerstand verbundenen Kompensationskondensator ist ein normalerweise offener Schalter angeordnet, wobei eine Sensorschaltung den Schalter in Abhängigkeit von dem nach dem Zünden durch die Lampe fließenden Betriebsstrom schließt. Die Betriebs- spannung wird hier durch einen Transistor-Spannungswandler und einen diesem nachgeschalteten Transformator erzeugt. Diese Schaltung hat sich in der Praxis als sehr zufriedenstellend in der Funktion erwiesen.In the earlier patent application P 32 02 458.4, a circuit arrangement was specified with which high-pressure discharge lamps can also be operated without problems on an accumulator. In order to prevent a breakdown of the operating voltage of the lamp due to the limited power of the battery, a capacitive resistor is connected upstream of the inductive ballast in the proposed circuit, and a normally open switch is in series with the compensation capacitor connected to the connection point of the ballast and the capacitive resistor arranged, wherein a sensor circuit closes the switch depending on the operating current flowing through the lamp after ignition. The operating voltage is generated here by a transistor voltage converter and a transformer connected downstream of it. This circuit has changed in the Practice proved to be very satisfactory in function.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich gegenüber der vorgeschlagenen Schaltung durch eine Verringerung des technischen Aufwandes und damit von Gewicht und Preis und einen noch besseren Wirkungsgrad auszeichnet.The present invention has for its object to provide a circuit arrangement of the type mentioned, which is distinguished from the proposed circuit by a reduction in technical effort and thus weight and price and an even better efficiency.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sekundärwicklung des Transformators für die Erzeugung der Betriebsspannung für das Zündgerät ausgelegt ist und zugleich die vorgeschaltete Induktivität darstellt, daß die Sekundärwicklung eine Anzapfung zum Abgreifen der gegenüber der Betriebsspannung für das Zündgerät niedrigeren Brennspannung für die Entladungslampe enthält, und daß Mittel für die Betätigung eines Umschalters vorgesehen sind, die nach dem Zünden der Entladungslampe die Speisespannung von der Betriebsspannung für das Zündgerät auf die Brennspannung umschalten.The object is achieved according to the invention in that the secondary winding of the transformer is designed for the generation of the operating voltage for the ignitor and at the same time represents the upstream inductance that the secondary winding is a tap for tapping the lower operating voltage for the igniter compared to the operating voltage for the Discharge lamp contains, and that means for actuating a switch are provided which switch the supply voltage from the operating voltage for the igniter to the operating voltage after the discharge lamp has been ignited.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine Hochdruck-Entladungslampe auch unmittelbar an einer Transformatorwicklung funktioniert, wenn diese an die Lampenfunktion zu den erforderlichen Zeitpunkten angepaßt wird und beim Zünden die volle Betriebsspannung von etwa 220 V für das Zündgerät liefert, nach Eintritt der Zündung aber auf die Brennspannung der Lampe von etwa 100 V umgeschaltet wird.It has surprisingly been found that a high-pressure discharge lamp also works directly on a transformer winding if it is adapted to the lamp function at the required times and supplies the full operating voltage of approximately 220 V for the igniter when ignited, but after the ignition has started the lamp operating voltage of about 100 V is switched.

Die Sekundärwicklung des Transformators übernimmt dabei die Funktion der sonst üblichen Vorschaltdrossel, so daß diese entfallen kann, und auch der sonst übliche Kompensationskondensator kann entfallen, weil wegen des Fehlens der Vorschaltdrossel die Notwendigkeit für eine Blindstrom-Kompensation entfällt. Hierdurch wird die Schaltungsanordnung hinsichtlich Aufwand und Gewicht erheblich entlastet.The secondary winding of the transformer takes over the function of the usual series choke, so that this can be omitted, and also the otherwise usual compensation capacitor can be omitted because the lack of the series choke eliminates the need for reactive current compensation. As a result, the circuit arrangement is considerably relieved in terms of effort and weight.

Durch den niedrigen Innenwiderstand der Entladungslampe nach dem Zünden bricht nämlich die Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators genauso wie hinter einer Vorschaltdrossel zusammen, so daß das Zündgerät unwirksam wird, und die Mittel für die Betätigung des Umschalters zur Wirkung kommen, die die Lampe an ihre Brennspannung legen. Der Strom in der Lampe steigt an, so daß sich die Lampe wie bei Netzbetrieb verhält. Nach drei bis vier Minuten hat die Lampe ihre volle Lichtleistung erreicht.Due to the low internal resistance of the discharge lamp after ignition, the voltage on the secondary winding of the transformer collapses just like behind a series choke, so that the ignitor becomes ineffective, and the means for actuating the switch come into effect, the lamp to its operating voltage lay. The current in the lamp rises, so that the lamp behaves as in mains operation. After three to four minutes, the lamp has reached its full light output.

Die Mittel für die Betätigung des Umschalters bestehen vorzugsweise aus einer Sensorschaltung, die den Umschalter in Abhängigkeit von dem nach dem Zünden durch die Lampe fließenden Betriebsstrom betätigt.The means for actuating the switch preferably consist of a sensor circuit which actuates the switch in dependence on the operating current flowing through the lamp after ignition.

Dabei enthält die Sensorschaltung eine Lichtquelle, die an das Potential vor dem Zündgerät angeschlossen und so bemessen ist, daß sie erlischt, wenn das Zünden der Lampe an der Sekundärwicklung des Transformators einen Spannungsabfall hervorruft, und die Lichtquelle wirkt auf einen Fotowiderstand, der den Umschalter über eine Transistorschaltung steuert.The sensor circuit contains a light source which is connected to the potential in front of the ignitor and is dimensioned such that it goes out when the ignition of the lamp on the secondary winding of the transformer causes a voltage drop, and the light source acts on a photoresistor which switches the switch controls a transistor circuit.

In seiner Ruhestellung stellt der Umschalter eine Verbindung zwischen der Entladungslampe und der Transformatorwicklung für die Brennspannung her, und dem Einschalttaster ist ein Kontakt zugeordnet, durch den der Fotowiderstand kurzzeitig kurzgeschlossen wird, so daß beim Einschaltvorgang der Umschalter die Entladungslampe an die Betriebsspannungswicklung legt. Dadurch steuert die leuchtende Glimmlampe über den Fotowiderstand den Umschalter so lange an, bis durch das Zünden der Entladungslampe die Glimmlampe erlischt. Nach einer Zeitverzögerung von ca. 10 Sekunden fällt das den Umschalter betätigende Relais ab, so daß die Lampe an die Brennspannungs-Wicklung gelegt wird.In its rest position, the changeover switch establishes a connection between the discharge lamp and the transformer winding for the operating voltage, and the switch is assigned a contact by which the photoresistor is briefly short-circuited, so that when the switch is switched on, the discharge lamp applies the operating voltage winding. As a result, the glowing glow lamp controls the changeover switch via the photoresistor until the glow lamp goes out when the discharge lamp is ignited. After a time delay of The relay actuating the changeover switch drops off for approx. 10 seconds, so that the lamp is connected to the operating voltage winding.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bedeuten:

  • Fig. 1 die bekannte Schaltung zum Betrieb von Hochdruck-Entladungslampen mit dem erforderlichen Zündgerät,
  • Fig. 2 die erfindungsgemäße Schaltung und
  • Fig. 3a-b Oszillogramme von Strom und Spannung der Lampe bei Netz- und Batteriebetrieb.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. In the drawings:
  • 1 shows the known circuit for operating high-pressure discharge lamps with the necessary igniter,
  • Fig. 2 shows the circuit according to the invention and
  • Fig. 3a-b oscillograms of current and voltage of the lamp in mains and battery operation.

Bei der bekannten Schaltung gemäß Fig. 1 liegt an den Klemmen 1 und 2 eine Wechselspannung Un an, von der über eine Vorschaltdrossel 3 eine Hochdruck-Entladungslampe 4 gespeist wird. Parallel zur Spannungswelle CN ist ein Kondensator Ck zur Kompensation des von der Drossel 3 verursachten Blindstroms vorgesehen. Ein Zündgerät 5 ist hinter der Drossel 3 parallel zur Lampe 4 geschaltet, bei der es sich um eine Natriumdampf-Hochdrucklampe oder eine Halogen-Metalldampflampe handelt.In the known circuit according to FIG. 1, an alternating voltage Un is present at terminals 1 and 2, from which a high-pressure discharge lamp 4 is fed via a series reactor 3. A capacitor C k is provided in parallel with the voltage wave C N to compensate for the reactive current caused by the choke 3. An igniter 5 is connected behind the throttle 3 in parallel to the lamp 4, which is a high-pressure sodium vapor lamp or a metal halide lamp.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Spannungsquelle UN von Fig. 1 durch einen statischen Transistor-Spannungswandler 6 mit nachgeschaltetem Transformator 7 ersetzt. Der Transistor-Spannungswandler setzt die Batteriespannung von z. B. 12 V in eine Wechselspannung um, die über den Transformator 7 auf eine Ausgangsspannung Uz von 220 V und 50 Hz an der Sekundärwicklung umgesetzt wird. Diese Spannung Uz stellt die Betriebsspannung für das der Entladungslampe 4 parallel geschaltete Zündgerät 5 dar, wobei zwischen der Sekundärwicklung des Transformators 7 und dem Zündgerät 5 ein Umschalter 10 angeordnet ist, der durch ein Relais 11 betätigbar ist. Die Sekundärwicklung des Ausgangs-Transformators 7 besitzt eine Anzapfung 12, an der eine Spannung UL abgreifbar ist, die der Brennspannung der Entladungslampe 4 entspricht. Vor dem Zündgerät 5 liegt parallel eine Glimmlampe 13, die eine Zündspannung von mehr als 180 V besitzt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the voltage source U N from FIG. 1 is replaced by a static transistor voltage converter 6 with a transformer 7 connected downstream. The transistor voltage converter sets the battery voltage from z. B. 12 V in an AC voltage, which is implemented via the transformer 7 to an output voltage Uz of 220 V and 50 Hz on the secondary winding. This voltage U z represents the operating voltage for the igniter 5 connected in parallel with the discharge lamp 4, a switch 10 being arranged between the secondary winding of the transformer 7 and the igniter 5 and being operable by a relay 11. The secondary winding of the output transformer 7 has a tap 12 on the a voltage U L can be tapped which corresponds to the operating voltage of the discharge lamp 4. In front of the ignition device 5 there is a glow lamp 13 in parallel, which has an ignition voltage of more than 180 V.

Im Ruhezustand liegt der Umschalter 10 an der Anzapfung 12 der Sekundärwicklung des Transformators 7. Damit die Glimmlampe leuchten kann, wird durch einen Parallel-Kontakt beim Einschalt-Taster 8 der Fotowiderstand 9 kurzzeitig kurzgeschlossen, so daß das Relais 11 anzieht und das Zündgerät mit der Betriebsspannung beaufschlagt wird, die zugleich die Glimmlampe 13 zum Aufleuchten bringt. Nachdem die Lampe 4 gezündet hat, bricht durch den anschließend gezogenen Strom die Spannung an der Sekundärwicklung des Ausgangs-Transformators 7 zusammen, und die Glimmlampe 13 erlischt dadurch, so daß über den Fotowiderstand 9 und die an diesen angeschlossene Transistorschaltung 14 der Umschalter 10 betätigt wird und die Entladungslampe 4 an die Brennspannung UL gelegt wird.In the idle state, the switch 10 is connected to the tap 12 of the secondary winding of the transformer 7. So that the glow lamp can light up, the photoresistor 9 is briefly short-circuited by a parallel contact when the switch 8 is switched on, so that the relay 11 picks up and the igniter with the Operating voltage is applied, which at the same time brings the glow lamp 13 to light up. After the lamp 4 has ignited, the voltage at the secondary winding of the output transformer 7 collapses due to the current subsequently drawn, and the glow lamp 13 goes out, so that the switch 10 is actuated via the photoresistor 9 and the transistor circuit 14 connected to it and the discharge lamp 4 is connected to the burning voltage U L.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme kann dem Relais noch ein weiterer Kontakt 15 zugeordnet werden, der beim Umschalten des Umschalters 10 auf die Brennspannung jegliche Stromzufuhr zu dem Zündgerät 5 unterbricht.As an additional safety measure, a further contact 15 can be assigned to the relay, which interrupts any power supply to the ignition device 5 when the switch 10 is switched to the operating voltage.

Lichtmessungen ergaben im Vergleich bei Netzbetrieb eine höhere Lichtausbeute von 10 %, obwohl die elektrische Leistung an der Lampe bei Netz- und Batterie-Betrieb gleich war.Light measurements showed a higher luminous efficacy of 10% in comparison with mains operation, although the electrical power at the lamp was the same during mains and battery operation.

Eine Erklärung hierfür wurde durch Herstellung von Oszillogrammen für Strom und Spannung gefunden. Dabei ergab sich nach dem Integrieren des Strombildes, daß die Fläche des Lampenstromes bei Batterie-Betrieb ca. 10 % größer ist als bei NetzBetrieb. Es ergab sich ferner, daß in der Praxis die Hochdruck-Entladungslampe an einer geradlinigen Rechteck-Spannung ohne die normalerweise benötigte Spannungsüberhöhung am Anfang jeder Halbwelle betrieben werden kann.An explanation for this was found by producing oscillograms for current and voltage. After integrating the current picture, it was found that the area of the lamp current is approx. 10% larger in battery operation than in mains operation. It was also found that, in practice, the high-pressure discharge lamp can be operated at a rectilinear square-wave voltage without the normally required voltage increase at the beginning of each half-wave.

Anstelle der in Fig. 2 dargestellten Schaltung kann auch eine Verzögerungs-Schaltung vorgesehen werden, die nach Einschalten der Lampe zur Wirkung kommt und in einer vorgegebenen Zeit nach der Einschaltung der Lampe den Umschalter 10 betätigt.Instead of the circuit shown in FIG. 2, a delay circuit can also be provided, which takes effect after the lamp is switched on and actuates the changeover switch 10 within a predetermined time after the lamp has been switched on.

Messungen haben ferner ergeben, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gegenüber der vorgeschlagenen Schaltung der Wirkungsgrad von etwa 60% auf etwa 75% gesteigert werden konnte.Measurements have further shown that the circuit arrangement according to the invention has made it possible to increase the efficiency from approximately 60% to approximately 75% compared to the proposed circuit.

Claims (5)

l. Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Hochdruck-Entladungslampe an einer Batterie, mit einem Transistor-Spannungswandler und einem nachgeschalteten Transformator, dessen Ausgangs-Wechselspannung der Hochdruck-Entladungslampe zugeführt wird, wobei parallel zur Entladungslampe ein Zündgerät geschaltet ist, das nach dem Zünden der Lampe infolge des Spannungsabfalls an einer vorgeschalteten Induktivität unwirksam wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Transformators (7) für die Erzeugung der Betriebsspannung (UZ) für das Zündgerät (5) ausgelegt ist und zugleich die vorgeschaltete Induktivität darstellt, daß die Sekundärwicklung eine Anzapfung (12) zum Abgreifen der gegenüber der Betriebsspannung (UZ) für das Zündgerät niedrigeren Brennspannung (UL) für die Entladungslampe (4) enthält, und daß Mittel (11) für die Betätigung eines Umschalters (10) vorgesehen sind, die nach dem Zünden der Entladungslampe (8) die Speisespannung von der Betriebsspannung (UZ) für das Zündgerät auf die Brennspannung (UL) für die Entladungslampe umschalten.l. Circuit arrangement for operating a high-pressure discharge lamp on a battery, with a transistor voltage converter and a downstream transformer, the output AC voltage of which is supplied to the high-pressure discharge lamp, an igniter being connected in parallel with the discharge lamp, which after the lamp has been ignited as a result of the voltage drop on an upstream inductor becomes ineffective, characterized in that the secondary winding of the transformer (7) is designed for generating the operating voltage (U Z ) for the igniter (5) and at the same time the upstream inductance represents that the secondary winding is a tap (12) for tapping the lower operating voltage (U L ) for the discharge lamp (4) compared to the operating voltage (U Z ) for the ignition device, and that means (11) are provided for actuating a changeover switch (10) which are provided after the discharge lamp has been ignited (8) the supply voltage from the operating voltage (U Z ) for the Switch the ignitor to the burning voltage (U L ) for the discharge lamp. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die Betätigung des Umschalters (10) aus einer Sensorschaltung (9, 11, 13) bestehen, die die Umschaltung in Abhängigkeit von dem nach dem Zünden durch die Lampe (4) fließenden Betriebsstrom betätigen.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the means for actuating the switch (10) consist of a sensor circuit (9, 11, 13) which the order Operate the circuit depending on the operating current flowing through the lamp (4) after ignition. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorschaltung eine Lichtquelle (13) enthält, die an das Potential vor dem Zündgerät (5) angeschlossen und so bemessen ist, daß sie erlischt, wenn das Zünden der Lampe (4) an der Sekundärwicklung des Transformators (7) einen Spannungsabfall hervorruft, und daß die Lichtquelle (13) auf einen Fotowiderstand (9) wirkt, der den Umschalter (10) über eine Transistorschaltung (4) steuert.3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the sensor circuit contains a light source (13) which is connected to the potential in front of the ignitor (5) and is dimensioned such that it goes out when the lamp (4) is ignited at the Secondary winding of the transformer (7) causes a voltage drop, and that the light source (13) acts on a photo resistor (9) which controls the switch (10) via a transistor circuit (4). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (10) in seiner Ruhestellung eine Verbindung zwischen der Entladungslampe (4) und der Transformatorwicklung für die Brennspannung herstellt, und daß dem Einschalt-Taster (8) ein Kontakt zugeordnet ist, durch den beim Einschaltvorgang der Fotowiderstand (9) kurzzeitig kurzgeschlossen wird und der Umschalter (10) die Entladungslampe (4) an die Betriebsspannungs-Wicklung für das Zündgerät (5) legt.4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that the switch (10) in its rest position establishes a connection between the discharge lamp (4) and the transformer winding for the operating voltage, and that the switch (8) is assigned a contact by which is briefly short-circuited when the photoresistor (9) is switched on and the changeover switch (10) connects the discharge lamp (4) to the operating voltage winding for the igniter (5). -5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer nach Einschalten der Lampe (4) zur Wirkung kommenden Verzögerungs-Schaltung bestehen.-5. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the means consist of a delay circuit which takes effect after the lamp (4) has been switched on.
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