EP0319003A2

EP0319003A2 - Versorgungsschaltung für eine Niederdruck- oder Hochdruckentladungslampe, Quecksilberdampflampe oder dergleichen

Info

Publication number: EP0319003A2
Application number: EP88120091A
Authority: EP
Inventors: Dorit Erzmoneit
Original assignee: Erzmoneit Dorit; Wolf Karl
Current assignee: ERZMONEIT, DORIT; WOLF Karl
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1989-06-07
Anticipated expiration: 2008-12-01
Also published as: DE3871094D1; DE3740676A1; ATE76246T1; EP0319003B1; EP0319003A3

Abstract

Versorgungsschaltung für eine Niederdruck- oder Hochdruckentladungslampe oder dergleichen, die in ▪ehe über eine Drosselspule (6) an Netzspannung schaltbar ist, wobei mindestens eine weitere einen Kern ohne Luftspalt enthaltende Drosselspule (1) mit der ersten in Reihe liegt und unterhalb ihrer Sättigung betrieben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Versorgungsschaltung für eine Niederdruck- oder Hochdruckentladungslampe, Quecksilberdampflampe oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Hochdruck- oder Niederdruckentladungslampen sind üblicherweise Vorschaltgeräten zugeordnet, die aus einem sog. Starter und einer Starterdrossel bestehen. Der Starter ist üblicherweise ein im ausgeschalteten Zustand der Lampe geschlossener Bimetall schalter, der nach dem Einschalten der Lampe nach einer gewissen Zeit öffnet, nachdem Strom durch ihn bzw. die Heizwendeln der Lampe geflossen ist. Die Starterdrossel ist üblicherweise mit Luftspalt versehen. Sie erfüllt zwei Funktionen. Zum einen erzeugt sie beim Öffnen des Starters eine hohe Spannungsspitze, die als Zündspannung für die Entladungslampe dient. Hat die Entladungslampe gezündet, dient die Drossel einer Begrenzung der Leistungsaufnahme der Lampe, die ohne eine Spannungsbegrenzung unbegrenzt bis zur Zerstörung der Lampe steigen würde.
Es ist bekannt, daß bei derartigen Entladungslampen die Spannung verringert werden kann und damit auch die Wirkleistung der Lampe, ohne daß die Lichtausbeute merklich verringert ist. Es sind daher bereits Sparschaltungen bekannt geworden, die z.B. mit sog. Phasenanschnittsteuerungen arbeiten. Elektronische Vorschaltgeräte sind jedoch im Verhältnis zur erzielbaren Energieeinsparung zu aufwendig. Außerdem sind elektronische Vorschaltgeräte häufig empfindlich und erreichen nicht die Standzeiten üblicher Starterrschaltungen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Versorgungsschaltung für eine Niederdruck- oder Hochdruckentladungslampe, Quecksilberdampflampe oder dergleichen zu schaffen, mit der mit einfachen Mitteln die Wirkleistung der Lampe verringert werden kann, ohne die Lichtausbeute wesentlich zu reduzieren. Ferner soll die Versorgungsschaltung als Nachrüstsatz für installierte Lampen einsetzbar sein und in ihrer Standzeit nicht ungünstiger ausfallen als konventionelle Starterschaltungen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruches 1 gelöst.
Eine ohne Luftspalt arbeitende Drosselspule, die unterhalb ihrer Sättigung betrieben wird, sorgt für eine wirksame Spannungsverminderung, ohne daß die dadurch bewirkte Energieeinsparung wieder durch Verluste der weiteren Drossel aufgehoben ist. So kann z.B. die Versorgungsspannung einer Lampe um etwa 12 V reduziert werden, was einer Verringerung einer Energieaufnahme einer 58 Watt-Leuchtstofflampe um etwa 10 Watt entspricht. Die Lichtausbeute geht dabei nur geringfügig zurück.
Wie bereits ausgeführt, dient die Induktivität eines Vorschaltgeräts dazu, ein sicheres Zünden der Lampe zu gewährleisten sowie den Lampenstrom zu begrenzen. Daher kann die mit Luftspalt versehene Drossel nicht dazu herangezogen werden, die Spannung einer Lampe zusätzlich zu reduzieren. Die Drossel im Vorschaltgerät führt naturgemäß zu Energieverlusten, die jedoch reduziert werden, wenn mit Hilfe der erfindungsgemäßen weiteren Drossel die Spannung an der Lampe reduziert wird. Es versteht sich, daß für eine gewünschte Spannungsreduzierung eine Anpassung der weiteren Drossel an die Größe der Verbraucherlast vorgenommen werden muß, mit anderen Worten, bei einer größeren Anzahl von Lampen muß eine weitere Drossel mit größerer Leistungsaufnahme vorgesehen werden, um zu vermeiden, daß die Induktivität im unerwünschten Sättigungsbereich arbeitet, in dem bekanntlich nur geringe Spannung abfällt.
Die erfindungsgemäße Schaltung kann als Zusatzbauteil bei bestehenden Lampeninstallationen verwendet werden, vor allen Dingen auch für den Fall, in dem die Netzversorgungsspannung höhere Werte annimmt, wie bei zukünftigen EWG-Normen der Fall.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die weitere Drosselspule mindestens einen zwischen den Enden liegenden Abgriff aufweisen zwecks Überbrückung eines Abschnitts der Drosselspule. Auf diese Weise ist es möglich, die erfindungsgemäße Versorgungsschaltung an unterschiedliche Verbraucher anzupassen, beispielsweise an Ort und Stelle, indem wahlweise nur eine bestimmte Länge der weiteren Drosselspule in Reihe mit dem üblichen Vorschaltgerät geschaltet ist. Alternativ zu einer derartigen Ausgestaltung kann die weitere Drosselspule aus einer Reihe von Drosselspulen bestehen, zwischen denen jeweils ein Abgriff vorgesehen ist, um wahlweise nur eine oder mehrere der weiteren Drosselspulen einzuschalten. Es hat sich gezeigt, daß bei einer derartigen Anordnung gegenüber einer einzigen Drosselspule mit Abgriffen eine geringere Verlustleistung erhalten wird.
Bei z.B. Quecksilberdampflampen kann die erfindungsgemäße weitere Induktivität auch bereits beim Einschalten betrieben werden, ohne daß der Einschaltvorgang beeinträchtigt wird. Bei Leuchtstofflampen hingegen ist normalerweise die Netzspannung erforderlich, um für einen sicheren Betrieb des Starters und der Zündspule zu sorgen. Daher sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die weitere Drosselspule durch einen Nebenschlußkreis überbrückt ist, über den die Drosselspule vorübergehend teilweise oder ganz kurzschließbar ist. Während des Zündvorgangs einer Lampe wird die weitere Drosselspule ganz oder teilweise kurzgeschlossen und erst nach dem Zünden der Lampe zugeschaltet. Das Zu- und Abschalten der weiteren Drossel mit Hilfe des Nebenschlußkreises wird vorzugsweise mit dem Einschalten einer Lampe gekoppelt. Dabei kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Zeitglied vorgesehen werden, dessen eingestellte Zeit mit dem Einschalten einer Lampe zu laufen beginnt und durch das nach Ablauf der Zeit der Nebenschlußkreis geöffnet wird, um die weitere Drosselspule einzuschalten. Die eingestellte Zeit ist so bemessen, daß zu Beginn des Einschaltens der Lampe ausreichend Zeit abläuft, um die Lampe zu zünden. Der im Zeitglied einstellbare Zeitablauf ist vorzugsweise veränderbar.
Der Nebenschlußkreis enthält nach einer Ausgestaltung der Erfindung einen Schalter. Dieser Schalter kann ein mechanischer Schalter sein in Form von Schaltkontakten eines Relais. Er kann jedoch auch ein Halbleiterschalter sein, z.B. ein Triac oder ein Leistungstransistor. Der Schalter kann extern z.B. von Hand betätigt werden. Vorzugsweise wird er jedoch automatisch angesteuert, was ebenfalls von extern geschehen kann, beispielsweise auf optischem Wege, indem ein optischer Sensor auf das Licht der gezündeten Lampe reagiert und auf diese Weise den Nebenschluß öffnet. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann an die Netzklemmen eine Spannungs- oder Strommeßvorrichtung angeschlossen sein, die den Schalter schließt, wenn beim Einschalten der Lampe ein Strom fließt. Die bereits erwähnte Zeitverzögerungsstufe kann dann dazu benutzt werden, den Schalter im Nebenschlußkreis wieder zu öffnen, wenn eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist. Die Spannungs- bzw. Strommeßvorrichtung kann z.B. von einem in einer Phase der Lampe geschalteten Stromtransformator gebildet sein, dessen Sekundärwicklung über eine Gleichrichterschaltung die Steuerung des Schalters und die Zeitverzögerungsstufe mit Strom versorgt. Ferner kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung ein vom Strom oder der Spannung im Lampenkreis abhängiges Signal erzeugt werden, das einen mit dem Abgriff der weiteren Drosselspule verbundenen Abschnitt der weiteren Drosselspule überbrückt, wenn das Signal einen vorgegebenen Wert überschreitet. Auf diese Weise ist es möglich, wahlweise unterschiedlich große Induktivitäten der weiteren Drosselspule einzuschalten, um eine unterschiedliche Spannungsreduzierung zu erhalten, abhängig u.a. auch davon, welche Spannung an die Netzklemmen ansteht. Übersteigt die Last und damit die Leistungsaufnahme einen vorgegebenen Wert, kann die weitere Drosselspule in den Sättigungsbereich gelangen. Dadurch werden jedoch relativ hohe Verluste erzeugt und die erwünschte Spannungsreduzierung eliminiert. Daher wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Spannungsabfall der weiteren Drosselspule gemessen und ein Abschnitt der Drosselspule oder auch die gesamte Drosselspule überbrückt, wenn der Spannungsabfall einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Dieser Wert ist ein Indikator dafür, daß die weitere Drosselspule in den Sättigungsbereich gelangt.
Wird mit Hilfe eines Strom- oder Spannungstransformators die Netzspannung gemessen, ist es erforderlich, entsprechende Abgriffe an den Wicklungen des Transformators vorzusehen, wenn zwecks Anpassung an die Leistung der Lampen die weitere Drosselspule ebenfalls Abgriffe aufweist bzw. aus einer Reihenschaltung mehrerer Drosselspulen besteht. Mit anderen Worten, die Induktivität des Transformators muß an die der weiteren Drosselspule angepaßt werden. Der Kern der weiteren Drosselspule kann aus üblichen Materialien, wie z.B. Trafoblechen oder Ferriten bestehen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn anstelle eines mechanischen oder Halbleiterschalters im Nebenschlußkreis ein Widerstand enthalten ist, dessen Widerstandswert sich mit dem hindurchfließenden Strom erhöht. Es sind sog. PTC bekannt, Ohm'sche Widerstände, die bei steigender Eigenerwärmung einen deutlich höheren Widerstandswert aufweisen. Ein derartiger Kaltleiter läßt beim Einschalten einer Lampe einen relativ großen Stromfluß zu, so daß die weitere Induktivität zunächst weitgehend überbrückt ist. Nach einer gewissen Zeit erwärmt sich der Widerstand durch den hindurchfließenden Strom und erhöht zunehmend seinen Widerstandswert, so daß die weitere Induktivität zunehmend zum Einsatz gelangt und nunmehr durch die an ihr abfallende Spannung die Spannung an der Lampe reduziert. Die Verwendung eines derartigen Widerstands hat den Vorteil, daß eine zusätzliche Steuerung zum Ein- und Wiederausschalten eines Nebenschlußkreises nicht erforderlich ist. Voraussetzung ist nur, daß die Widerstandserhöhung im PTC zu einem Zeitpunkt stattfindet, in dem die Lampe mit Sicherheit gezündet hat. Bei einer höheren Last kann es zweckmäßig sein, zwei oder mehr derartige Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten parallel zu schalten.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung wird eine Spannungsreduzierung für Lampen um 10 bis 25 V erreicht, was einer Energieeinspannung bei gegebenen Netzspannungen von 15 bis 30 % entspricht. Die Lichtausbeute geht dabei nur geringfügig zurück. Durch einen modulartigen Bau der erfindungsgemäßen Schaltung können Lampen beliebiger Leistungsgröße und unterschiedlicher Art betrieben werden. Die erfindungsgemäße Schaltung kann als Zusatzgerät für installierte Lampen mit Vorschaltgerät verwendet werden. Alternativ kann bei neuen Lampen die erfindungsgemäße Schaltung in ein Vorschaltgerät integriert werden. Bei der Verwendung als Nachrüstmodul ist eine Änderung der Installation eingebauter Lampen nicht erforderlich. Die Spannungsreduzierung ist verlustarm, und die dazu verwendeten Bauteile und Komponenten sind wenig aufwendig und in ihrer Standzeit nicht ungünstiger als diejenigen herkömmlicher Vorschaltgeräte.
Durch das Einschalten der erfindungsgemäßen weiteren Drosselspule wird die Leistung am Vorschaltgerät vermindert und der Leistungsfaktor erhöht. Aufgrund der Erhöhung des Leistungsfaktors kann der Kompensationskondensator parallelgeschaltet werden, der verhindert, daß der kapazitive Strom die Induktivität der weiteren Drosselspule beeinflußt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 4 zeigt schematisch ein Diagramm für unterschiedliche Netzspannungswerte.
Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 6 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 7 zeigt die Leistungsaufnahme über der Zeit mit einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Teile für sich oder in Verbindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswesentlicher Bedeutung sein kann.
In Fig. 1 liegt eine Leuchtstofflampe 7 über eine Vorschaltdrossel 6 an den Netzklemmen 4, 5. Die Lampe 7 ist von einem Starter 52 in herkömmlicher Weise überbrückt. In der mit der Klemme 5 verbundenen Phase liegt die Primärwicklung 2 eines Stromtransformators sowie eine weitere Drossel 1. Die weitere Drosselspule 1 enthält einen Kern, z.B. aus Transformatorenblechen oder aus Ferrit ohne Luftspalt. Er ist so ausgelegt, daß bei einer bestimmten Lampenleistung eine vorgegebene Spannung abfällt, beispielsweise 10 bis 12 V. Die Primärwicklung 2 des Transformators ist mit zwei Abgriffen 47, 48 versehen. Die weitere Drosselspule 1 ist ebenfalls mit zwei Abgriffen 44, 45 versehen. In einem Nebenschlußkreis, der die weitere Drosselspule 1 überbrückt, ist ein Schaltkontakt 8 eines Relais 15 angeordnet. Die offene Stellung des Schaltkontakts ist mit 17 bezeichnet.
An die Sekundärwicklung 3 des Transformators ist ein Gleichrichter angeschlossen. An den Ausgangsklemmen des Gleichrichters 9 liegen ein Kondensator 10, ein veränderbarer Widerstand 11, eine Zenerdiode 42 jeweils parallel zueinander geschaltet. Ferner liegen an den Ausgangsklemmen die Reihenschaltung aus einem veränderlichen Widerstand 41, einem Festwiderstand 12 und einem Kondensastor 13. Schließlich liegen dazu parallel eine Relaisspule 15 sowie eine Doppeltransistorschaltung (Darlington-Schaltung) 14. Die Basis des ersten Transistors ist an einen Punkt zwischen dem Widerstand 12 und dem Kondensator 13 angeschlossen. Parallel zum Relais 15 liegt eine Diode 16.
Die Abgriffe 44, 45 bzw. 47, 48 dienen dazu, die weitere Drossel 1 an die zu erwartende Last von vornherein anzupassen. Eine entsprechende Anpassung ist dann für den Transformator notwendig. Anpassung bedeutet, daß ein Teil der weiteren Drosselspule 1 bzw. der Primärspule 2 entsprechend herausgenommen wird.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt. Der Relaiskontakt 8 ist normalerweise in die Ausschalt stellung 17 vorgespannt. Wird nun die Lampe 7 eingeschaltet mit Hilfe eines nicht gezeigten Schalters, fließt ein Strom, der über den Gleichrichter 9 gleichgerichtet eine Gleichspannung erzeugt,die auch an der Reihenschaltung von Widerstände 41, 12 und Kondensator 13 liegt. Der sofort fließende Strom schaltet die Transistorschaltung 14 auf Stromdurchfluß, so daß das Relais 15 aktiviert wird und den Kontakt 8 in die Einschaltstellung bringt. Damit ist die weitere Drosselspule l überbrückt. Der Kondensator 13 mit den Widerständen 41, 12 stellt eine Zeitverzögerungsstufe dar, die bewirkt, daß die Transistorschaltung nach einer gewissen Zeit wieder abgeschaltet wird, wodurch das Relais 15 abfällt und der Schaltkontakt 8 wieder in die Stellung 17 gelangt. In diesem Augenblick liegt die weitere Drosselspule 1 in Reihe mit der Vorschaltdrosselspule 6. Sie kann nunmehr zur Spannungsreduzierung beitragen, die z.B. bei einer Netzspannung von 220 V 10 bis 18 V betragen kann. Der Kondensator 10 dient im übrigen als Glättungskondensator, und die Zenerdiode 42 sorgt dafür, daß eine vorliegende Spannung nicht überschritten wird. Die Zeitverzögerungskonstante kann über den Widerstand 41 eingestellt werden.
In Fig. 2 sind gleiche Bauteile wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Man erkennt, daß eine zusätzliche Drosselspule 38, die in Serie zur Vorschaltdrossel 6 liegt, mit einem Abgriff 22 versehen ist, der Teil eines Nebenschlußkreises ist, in dem ein Triac 21 geschaltet ist. Ein die weitere Spule 38 überbrückender Nebenschlußkreis enthält ein Triac 20. Die Steuerelektroden der Triacs 20, 21 liegen am Ausgang von Steuerschaltungen 18, 19, von denen entsprechende Leitungen 50, 51 zu den Steuerelektroden führen. Die Eingänge der Steuerschaltungen 18, 19 liegen an den Ausgangsklemmen der Sekundärwicklung des Stromtransformators. Die Sekundärwicklung ist außerdem an einen veränderlichen Widerstand 49 angeschlossen.
Während des Zündvorganges der Lampen 33, 34 ist das Triac 20 durchgeschaltet. Nach dem Zünden wird der Spannungspegel in den Steuerschaltungen 18, 19 ermittelt, und bei vorliegender Netzspannung wird das Triac 20 eingeschaltet, so daß die Überbrückung der weiteren Drosselspule 38 aufgehoben ist und diese nunmehr zur Spannungsreduzierung beiträgt. Wird eine festzusetzende Netzspannung unterschritten, die von der Steuerschaltung 18 oder 19 ermittelt wird, wird je nach Spannungspegel das Triac 20 oder das Triac 21 so gesteuert, daß die gesamte Drossel 38 oder ein Teil von ihr überbrückt ist. Wird z.B. die Versorgungsspannung von 220 V auf 210 V gesenkt, so liegt an den Steuervorrichtungen 18, 19 eine geringere Spannung an. Das Triac 21 wird z.B. angesteuert und sorgt für eine Spannungsreduzierung von nunmehr auf 5 V, während die Gesamtspannungsreduzierung durch die Induktivität 38 12 V beträgt. Es versteht sich, daß die Spannung an den Steuervorrichtungen 18, 19 sowohl von der Netzspannung als auch von der jeweils geschalteten Lampenleistung abhängt. Um die Spannung an den Steuervorrichtungen 18, 19 zu stabilisieren, wird der Vorlastwiderstand 49 verwendet, um am Einbauort den Pegel abzugleichen.
Es versteht sich, daß in den Steuervorrichtungen 18, 19 eine ähnliche Zeitverzögerungsstufe eingebaut ist wie bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, um sicherzustellen, daß zunächst ein Zünden der Lampen stattgefunden hat, bevor die gesamte oder ein Teil der Induktivität zur Wirkung gelangt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die Bauteile, die denen nach Fig. 1 oder 2 gleichen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die weitere in Reihe mit der Vorschaltdrossel 6 geschaltete Drosselspule 39 weist zwei Abgriffe 77, 78 auf, die mit Schaltkontakten 29, 30 verbunden sind. Ein weiterer Schaltkontakt 28 liegt in einem die Spule 39 überbrückenden Nebenschlußkreis. Die jeweils anderen gestrichelt gezeigten Stellungen der Schaltkontakte 28, 29, 30 sind durch 73, 75 und 74 bezeichnet. Die erwähnten Schaltkontakte gehören zu Relais 24, 25, 26, die parallel zum Ausgang eines Gleichrichters 9 liegen, der an die Sekundärwicklung eines Spannungstransformators 76 angeschlossen ist, dessen Primärwicklung an den Punkten 56, 55 liegt, die den Netzklemmen 5, 4 zugeordnet sind. Die Relais 24 bis 26 liegen in Reihe mit der Kollektor-Emitterstrecke von Transistoren 58, 60, 62, deren Basis von einer Steuerschaltung 23 gesteuert wird. Die Steuerschaltung 23 ermittelt die Spannung am Ausgang des Transformators 76, die an den Eingängen 27, 28′ ansteht. Eine Leitung 40 verbindet die Leitung 79 am Ausgang der weiteren Drosselspule 39 mit einem weiteren Eingang der Steuerschaltung 23.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 arbeitet wie folgt. Nach Ablauf der Zündzeit, wie sie beispielsweise ebenfalls in der Steuerschaltung 23 eingestellt wird, wird die Netzspannung in der Steuerschaltung 23 abgefragt. In Abhängigkeit von der Höhe der Netzspannung wird wahlweise der Transistor 58, 60, 62 über die Steuerleitungen 57, 59, 61 durchgeschaltet, um die zugeordneten Relais 26, 25, 24 zu aktivieren. Dabei liegt folgende Zuordnung vor:

a) Schaltkontakt 28 zu Relais 26 und Transistor 58.
b) Schaltkontakt 29 zu Relais 25 und Transistor 60.
c) Schaltkontakt 30 zu Relais 24 und Transistor 69.

In Fig. 4 sind verschiedene Spannungsamplituden 68 bis 72 dargestellt über der Nullinie 63, wobei verschiedene Spannungsniveaus 64, 65, 66, 67 den Spannungen 200, 210, 215 und 221 V entsprechen. Wird z.B. in der Steuerschaltung 23 eine Spannung unter 200 V gemessen, wird keines der Schaltkontakte 28 bis 30 geschaltet, da die Versorgungsspannung bereits 20 V Unterspannung aufweist. Die Drosselspule 33 bleibt daher ausgeschaltet. Wird eine Spannung höher als 210 V gemessen, schaltet die Steuerschaltung 23 die Ausgänge 57 und 59 und somit die Schaltkontakte 28, 29 in die Schaltstellungen 73 und 75. In dieser Schaltstellung ist der Abgriff 77 eingeschaltet und reduziert die Versorgungsspannung zur Lampe um 8 V.
Wird der Pegel 71 gemessen, d.h. größer als 215 V, schaltet die Steuerleitung 23 über die Ausgänge 57 und 61 die Schaltkontakte 28 und 30 und bringt sie in deren Stellung 73 und 74. In dieser Schaltstellung ist der Abgriff 78 eingeschaltet, und die Versorgungsspannung wird um 12 V reduziert. Wird indessen eine Spannung von mehr als 221 V gemessen (Pegel 72), wird über den Ausgang 57 und das Relais 26 der Schaltkontakt 28 in Stellung 73 geschaltet, so daß die Versorgungsspannung um 16 V reduziert wird. Es versteht sich, daß selbstverständlich auch andere Spannungsreduzierstufen verwendet werden können.
Die Schaltungsanordnung in der Steuerschaltung 23 kann nach dem Stand der Technik ausgeführt sein. Auch können die Schaltkontakte 28 bis 30 extern gesteuert werden, z.B. über optische Sensoren, die in Abhängigkeit von der Lichtbestrahlung eine Steuerung vornehmen. Die Abstufungen sollten jedoch so groß sein, daß bei kleinen Spannungsschwankungen keine Umschaltung der Abgriffe an der weiteren Drosselspule 39 erfolgt.
Zeitliche Spannungsschwankungen aufgrund von Spannungsänderungen im Netz sollen nach Möglichkeit nicht sofort zu einer Änderung der Leistung in der zusätzlichen Induktivität 39 führen. Dies wird durch entsprechende Verzögerungsglieder erreicht.
Es sei auch noch erwähnt, daß eine entsprechende Umschaltung an der Drosselspule durch eine Zeituhr oder manuell erfolgen kann. So kann z.B. bei einer Straßenbeleuchtung mit Leuchtstofflampen oder Quecksilberdampflampen eine Reduzierungsinduktivität nach einer festgelegten Zeit oder über einen sog. Rundsteuerimpuls aktiviert werden. Hierbei entfällt jegliche Änderung an der Lampeninstallation. Unterschiedliche Lampenleistungen und Lampenarten können im übrigen über das gleiche Modul betrieben werden.
Über die Leitung 40 wird ferner erfaßt, wenn der Spannungsabfall an der eingeschalteten Induktivität 39 einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Sie ist ein Maß dafür, daß die Induktivität in die Sättigung gelangt. In diesem Fall ist es notwendig, z.B. die gesamte Induktivität 39 zu überbrücken.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 liegt eine Lampe 4a, die einen Starter 5a aufweist sowie eine Vorschaltdrossel 3a über eine zusätzliche Induktivität 7a an den Netzspannungsklemmen 1a und 2a. Die weitere Drosselspule 7a weist Abgriffe 17a und 18a auf. Parallel zu den Klemmen 1a und 2a ist eine Reihenschaltung aus einem Ohm'schen Widerstand 21a und einem Kondensator 22a vorgesehen. In einem die Spule 7a überbrückenden Nebenschlußkreis ist ein Widerstand 6a mit positivem Temperaturkoeffizienten geschaltet. Die gezeigte Schaltung arbeitet wie folgt.
Während der Zündphase fließt beim Einschalten der Lampe 4a nahezu der gesamte Strom über den als Kaltleiter wirkenden Widerstand 6a. Nach dem Zünden erwärmt sich der Widerstand 6 und wird hochohmig, so daß über die Spule 7a eine gewisse Spannung abfällt, und somit die an der Lampe 4a anliegende Spannung reduziert. Die Größe des Spannungsabfalls kann mit Hilfe der Abgriffe 17a und 18a verändert werden. Durch das gestrichelt gezeichnete Kästchen 100a ist angedeutet, daß die darin enthaltenen Bauteile ein Modul darstellen, das,ohne daß die installierte Lampe 4a bzw. die Vorschaltvorrichtung geändert werden muß, eingesetzt werden kann, um eine Spannungsreduzierung zu erhalten.
Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 6 sind zwei Lampen 9a, 10a mit Startern 5a parallel geschaltet. Sie weisen jeweils eine Vorschaltdrossel 3a auf. Dazu parallel liegt außerdem eine Quecksilberdampflampe 8a mit einer Vorschaltdrossel 23a. Eine Parallelschaltung aus vier Drosselspulen 13a, 14a, 15a und 16a liegt in der zur Klemme 1a gehörenden Phase der Schaltung. Dazu parallel ist eine Parallelschaltung aus zwei Widerständen 11a und 12a mit positivem Temperaturkoeffizienten angeordnet. Schließlich liegt eine Reihenschaltung eines Widerstandes 20a mit positivem Temperaturkoeffizienten und eines Widerstands 19a mit negativem Temperaturkoeffizienten parallel zu den parallelgeschalteten Induktivitäten. Eine Parallelschaltung von mehreren Induktivitäten wird z.B. für größere Leistungen benötigt, wobei es aus Verlustgründen vorteilhafter ist, die Induktivitäten parallel zu schalten, statt eine größere Induktivität mit einem gemeinsamen Kern zu verwenden. Um eine ausreichende Zeit zum Zünden der Lampen ohne Reduzierung der Netzspannung zu gewährleisten, können bei mehreren Lampen mehrere Widerstände mit unterschiedlichen Widerstandswerten verwendet werden. Dies ist z.B. erforderlich, um die ausreichende Verzögerung beim Zünden eines sog. Lichtbandes zu erreichen. Über den Heißleiter 19a (NTC) wird die Spannung an den Lampen zunächst gedämpft und die Vorheizphase der Lampen zunächst mit verringerter Spannung durchgeführt. Die Spannung steigt somit während der Vorheizphase an den Lampen an, wodurch der Zündvorgang erleichtert und eine Art Zündhilfe gegeben ist. Auf diese Weise wird ein lampenschonender Start verursacht. Ist die Netzspannung von vornherein sehr hoch, kann auch auf einen Kaltleiter verzichtet werden.
Fig. 7 zeigt den Leistungsverlauf bei der Leistungsaufnahme nach eingeschalteter Lampe über der Zeit. Man erkennt, daß die Leistungsaufnahme beim Zünden durch den Doppelpfeil 29a wiedergegeben ist. Während des Zeitablaufs 32a erfolgt ein Leistungsanstieg auf das Niveau 30a. Falls keine zusätzliche Spannungsreduzierung erfolgt, bleibt es bei dieser Versorgungsspannung an der Lampe.Erfindungsgemäß wird jedoch die Spannungbzw. die Leistung reduziert auf das Niveau 31a.
Zum Schluß sei erwähnt, daß die Erfindung nicht beschränkt ist auf die Spannungsreduzierung von Lampen. Sie kann z.B. überall dort eingesetzt werden, wo eine Auslegung eines Gerätes auf z.B. 220 V Netzspannung stattgefunden hat, die Netzspannung jedoch erhöht wird, z.B. auf 240 V. Um zu verhindern, daß derartige Geräte überlastet werden, kann die erfindungsgemäße Spannungsreduzierung verwendet werden.

Claims

1. Versorgungsschaltung für eine Niederdruck- oder Hochdruckentladungslampe, Quecksilberdampflampe oder dergleichen, die in Reihe über eine Drosselspule an Netzspannung schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere einen Kern ohne Luftspalt enthaltende Drosselspule (1, 38, 39, 7a, 13a, 14a, 15a, 16a) mit der ersten in Reihe liegt und unterhalb ihrer Sättigung betrieben wird.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Drosselspule (1, 38, 39, 7a) mindestens einen zwischen Enden liegenden Abgriff (44, 45, 22, 77, 78) aufweist zur Überbrückung eines Abschnittes der Drosselspule.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Drosselspule durch einen Nebenschlußkreis überbrückbar ist, über den die Drosselspule vorübergehend teilweise oder ganz kurzschließbar ist.

4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis ganz oder teilweise geöffnet wird, nachdem die Lampe gezündet hat.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vollständige oder teilweise Öffnen des Nebenschlußkreises mittels eines vorzugsweise einstellbaren Zeitglieds (13, 12, 41) erfolgt, dessen Zeitablauf mit dem Einschalten der Lampe (7) beginnt.

6. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis einen Schalter (8, 20, 21) enthält und an die Netzklemmen (4, 5) eine Spannungs- oder Strommeßvorrichtung (2, 3, 18, 19) angeschlossen ist zum Schließen des Schalters, wenn beim Einschalten der Lampe (7, 33, 34) ein Strom fließt und die Zeitverzögerungsstufe vorgesehen ist, um die Schalter nach einer vorgegebenen Zeit wieder zu öffnen.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Triac (20, 21), ein Relaiskontakt (8), ein Halbleiterschalter oder dergleichen ist.

8. Schaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zur Lampe (7, 33, 34) führenden Phase ein Stromtransformator (2, 3) geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung über eine Gleichrichterschaltung (9) die Steuerung des Schalters und der Zeitverzögerungsstufe mit Strom versorgt.

9. Schaltung nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Strom oder der Spannung im Lampenkreis abhängiges Signal erzeugt wird, das über einen mit dem Abgriff verbundenen Schalter einen Abschnitt der weiteren Drosselspule überbrückt, wenn das Signal einen vorgegebenen Wert überschreitet.

10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall an der weiteren Drosselspule (39) gemessen wird und ein Abschnitt der weiteren Drosselspule (39) oder diese insgesamt durch den Schalter (28, 29,30) überbrückt wird, wenn der Spannungsabfall einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

11. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung des Stromtransformators (2, 3) mindestens einen Abgriff (46, 48) aufweist zwecks Überbrückung eines Teils der Primär- bzw. Sekundärwicklung abhängig von dem zu überbrückenden Abschnitt der weiteren Drosselspule (38).

12. Schaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Sekundärwicklung (3) des Stromtransformators ein veränderbarer Widerstand (49) geschaltet ist.

13. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der weiteren Drosselspule aus Transformatorenblech oder gesintertem Ferrit besteht.

14. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis einen Widerstand (6a, 11a, 12a) enthält, dessen Widerstandswert mit dem hindurchfließenden Strom erhöht wird, vorzugsweise einen PTC.

15. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Lampen (8a, 9a, 10a) bzw. einer höheren Leistungsaufnahme zwei oder mehrere PTC's (11a, 12a) parallel zur weiteren Drosselspule (13a bis 16a) geschaltet sind.

16. Schaltung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer die weitere Drosselspule (13a bis 16a) überbrückender Nebenschlußkreis eine Reihenschaltung aus PTC (20a) und NTC (19a) enthält.

17. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere weitere Drosselspulen (13a bis 16a) parallelgeschaltet sind abhängig von der Anzahl der zu versorgenden Lampen (8a, 9a, 10a) bzw. von der Lastaufnahme.

18. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drosselspulen in Reihe geschaltet sind und zwischen den weiteren Drosselspulen ein Abgriff vorgesehen ist, um wahlweise nur eine oder mehrere der weiteren Drosselspulen einzuschalten.