EP1294216A2 - Vorrichtung und Verfahren zum Vorheizen der Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Vorheizen der Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe Download PDF

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EP1294216A2
EP1294216A2 EP02015002A EP02015002A EP1294216A2 EP 1294216 A2 EP1294216 A2 EP 1294216A2 EP 02015002 A EP02015002 A EP 02015002A EP 02015002 A EP02015002 A EP 02015002A EP 1294216 A2 EP1294216 A2 EP 1294216A2
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inductor
inductance
preheating
voltage source
coupled
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Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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    • 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
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters
    • H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from DC by means of a converter, e.g. by high-voltage DC using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps

Definitions

  • the present invention relates to a device for preheating the two Filament electrodes of a fluorescent lamp comprising an AC voltage source, a resonance capacitor connected in series between the two Spiral electrodes are arranged, and a first inductance, which between the AC voltage source and one of the two spiral electrodes is coupled. It also relates to a method for preheating the two Filament electrodes of a fluorescent lamp.
  • FIG. 1 shows a generic device for preheating known from the prior art.
  • An AC voltage source 10 is formed from a DC voltage source U, two switches S1, S2 and a coupling capacitor C K.
  • the two filaments W1, W2 of a fluorescent lamp La are connected in series in the output circuit of an electronic ballast, not shown, which comprises an inductor L1 and a resonance capacitor C R.
  • This circuit provides a very simple method of providing heating of the filaments W1, W2 before the lamp La is ignited.
  • preheating current I V and preheating voltage U V are connected to inductor L1 and resonant capacitor C R as follows: L 1 C R ⁇ U V I V
  • the voltage U V at the lamp La during preheating and the preheating current I V at predetermined values for the inductance L1 and the resonance capacitor C R cannot be selected independently of one another. In the case of unfavorable lamp data or missing degrees of freedom in the design of the electrical ballast, it is therefore possible that sufficient filament preheating cannot be achieved at the maximum permissible voltage U V across the lamp La.
  • the object of the present invention is therefore one for Ignition of the lamp sufficient preheating even with unfavorable lamp data or missing degrees of freedom of interpretation of the electrical To allow ballast.
  • the generic device further comprises a second inductor, with a point between the AC voltage source and the coil electrode coupled to it is, the second inductor thus coupled to the first inductor is that a current flow through the second inductor leads to a reduction the magnetization of the first inductor.
  • the present invention relinquishes the fixed coupling between the lamp inductor L1 and the resonance capacitor C R , so that a higher preheating current can be achieved during preheating due to the smaller effectively effective inductance without the permissible maximum lamp voltage being exceeded.
  • the above is also solved by a method for preheating the two spiral electrodes a fluorescent lamp using a preheater with an AC voltage source, a resonance capacitor, which is arranged in series between the two coil electrodes, a first one Inductance between the AC voltage source and one of the two spiral electrodes is coupled, and a second inductor, the with a point between the AC voltage source and the one coupled to it Coil electrode is connected, which comprises the following steps: First, the second inductor is coupled to the first inductor in such a way that a current flow through the second inductor leads to a reduction the magnetization of the first inductor. Then during the preheating causes a current to flow through the second inductor and after preheating, current flow through the second inductor is prevented or the coupling between the first and the second inductance is broken.
  • a particularly preferred embodiment comprises a control device, with which the current flow through the second inductor or the coupling is controllable between the first and the second inductance.
  • this control device is preferred as one arranged in series with the second inductor Switch or a PTC resistor implemented.
  • the control device A control device can be provided as a switch that closes the switch during preheating, otherwise opens.
  • the control device is implemented as a PTC resistor is unnecessary this control because it automatically at a certain temperature passes into the high-resistance state and thereby a current flow prevented by the second inductance.
  • connection of the second inductance is preferably connected to ground.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for preheating the two filament electrodes W1, W2 of a fluorescent lamp La. Elements which are the same or have the same effect as those in FIG. 1 are identified by the same reference symbols.
  • the first inductor L1 is now coupled to the second inductor L2 in such a way that a current flow I L2 through the second inductor L2 leads to a reduction in the magnetization of the first inductor L1.
  • the inductor L2 is connected between the inductor L1 and the lamp filament W1.
  • a comparable effect can also be achieved if a connection of the inductor L2 is connected between the output of the AC voltage source 10 and the first inductor L1
  • a control device B1 is arranged in series with the second inductance L2, with which the coupling between the first and second inductance L1, L2 is controlled can be.
  • the control device B1 can be implemented by a Switch or a PTC resistor can be realized, of course further elements can be arranged in series with the switch without this significantly affects the idea of the invention.
  • a control device B2 can be provided by a switch that controls the switch of the control device B1 so that it is closed only during preheating.
  • the first and the second inductance L1, L2 are coupled to one another in such a way that the current flow I L2 through the second inductance counteracts the current flow I L1 through the first inductance, so that there is less effective inductance than that known from the prior art Device, see Figure 1.
  • the inductance L1 is preferably realized by the lamp inductor and the inductance L2 by a mounted on the lamp choke Auxiliary winding.

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden (W1, W2) einer Leuchtstofflampe (La) umfassend eine Wechselspannungsquelle (10), einen Resonanzkondensator CR, der seriell zwischen den beiden Wendelelektroden (W1, W2) angeordnet ist, eine erste Induktivität (L1), die zwischen der Wechselspannungsquelle (10) und eine der beiden Wendelelektroden (W1, W2) gekoppelt ist, und eine zweite Induktivität (L2), die mit einem Punkt zwischen der Wechselspannungsquelle (10) und der damit gekoppelten Wendelelektrode (W1) verbunden ist, wobei die zweite Induktivität (L2) so mit der ersten Induktivität (L1) gekoppelt ist, daß ein Stromfluß (IL2) durch die zweite Induktivität (L2) zu einer Reduktion der Magnetisierung der ersten Induktivität (L1) führt. Sie betrifft weiterhin ein korrespondierendes Verfahren. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe umfassend eine Wechselspannungsquelle, einen Resonanzkondensator, der seriell zwischen den beiden Wendelelektroden angeordnet ist, und eine erste Induktivität, die zwischen der Wechselspannungsquelle und eine der beiden Wendelelektroden gekoppelt ist. Sie betrifft überdies ein Verfahren zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe.
Zur Darlegung der der Erfindung zugrunde liegenden Problematik ist in Figur 1 eine gattungsgemäße, aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zum Vorheizen dargestellt. Eine Wechselspannungsquelle 10 wird gebildet aus einer Gleichspannungsquelle U, zwei Schaltern S1, S2 und einem Koppelkondensator CK. Die beiden Wendeln W1, W2 einer Leuchtstofflampe La, insbesondere einer Niederdruck-Leuchtstofflampe, sind seriell in den Ausgangskreis eines nicht dargestellten elektronischen Vorschaltgeräts geschaltet, das eine Induktivität L1 sowie einen Resonanzkondensator CR umfaßt. Diese Schaltung stellt eine sehr einfache Methode bereit, eine Heizung der Wendeln W1, W2 vor der Zündung der Lampe La bereitzustellen.
Bei dieser Schaltung stehen Vorheizstrom IV und Vorheizspannung UV mit der Induktivität L1 und dem Resonanzkondensator CR wie folgt in Verbindung: L1 CR ∼ UV IV
Demnach können die Spannung UV an der Lampe La beim Vorheizen und der Vorheizstrom IV bei vorgegebenen Werten für die Induktivität L1 und den Resonanzkondensator CR nicht unabhängig voneinander gewählt werden. Bei ungünstigen Lampendaten oder fehlenden Freiheitsgraden der Auslegung des elektrischen Vorschaltgeräts ist es deshalb möglich, dass bei der maximal zulässigen Spannung UV über der Lampe La keine ausreichende Wendelvorheizung zu erzielen ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine für die Zündung der Lampe ausreichende Vorheizung selbst bei ungünstigen Lampendaten oder fehlenden Freiheitsgraden der Auslegung des elektrischen Vorschaltgeräts zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die gattungsgemäße Vorrichtung weiterhin eine zweite Induktivität umfaßt, die mit einem Punkt zwischen der Wechselspannungsquelle und der damit gekoppelten Wendelelektrode verbunden ist, wobei die zweite Induktivität so mit der ersten Induktivität gekoppelt ist, dass ein Stromfluß durch die zweite Induktivität zu einer Reduktion der Magnetisierung der ersten Induktivität führt.
Durch diese Maßnahme ist eine verstärkte Wendelvorheizung realisierbar, die mit einem Minimum an zusätzlichen Bauelementen auskommt. Der Strom durch die erste Induktivität L1, die sogenannte Lampendrossel, wird dadurch erhöht, dass die zweite Induktivität, die insbesondere als eine auf der Lampendrossel angebrachte Hilfswicklung ausgebildet ist, so gepolt ist, dass der darin fließende Strom die Magnetisierung der ersten Induktivität L1 reduziert, also effektiv die wirksame Induktivität verringert. Gemäß der obigen Formel entspricht eine Reduktion der effektiv wirksamen Induktivität einer Erhöhung des Vorheizstroms. Nach dem Vorheizen wird die zweite Induktivität weggeschaltet.
Durch die vorliegende Erfindung wird die feste Kopplung zwischen der Lampendrossel L1 und dem Resonanzkondensator CR aufgegeben, so dass sich beim Vorheizen aufgrund der kleineren effektiv wirksamen Induktivität ein höherer Vorheizstrom realisieren läßt, ohne dass die zulässige maximale Lampenspannung überschritten wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe auch gelöst durch eine Verfahren zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe unter Verwendung einer Vorheizvorrichtung mit einer Wechselspannungsquelle, einem Resonanzkondensator, der seriell zwischen den beiden Wendelelektroden angeordnet ist, einer ersten Induktivität, die zwischen der Wechselspannungsquelle und einer der beiden Wendelelektroden gekoppelt ist, und einer zweiten Induktivität, die mit einem Punkt zwischen der Wechselspannungsquelle und der damit gekoppelten Wendelelektrode verbunden ist, welches folgende Schritte umfaßt: Zunächst ist die zweite Induktivität mit der ersten Induktivität derart gekoppelt, dass ein Stromfluß durch die zweite Induktivität zu einer Reduktion der Magnetisierung der ersten Induktivität führt. Anschließend wird während des Vorheizen ein Stromfluß durch die zweite Induktivität bewirkt und nach dem Vorheizen ein Stromfluß durch die zweite Induktivität verhindert oder die Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Induktivität aufgetrennt.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfaßt eine Steuervorrichtung, mit der der Stromfluß durch die zweite Induktivität oder die Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Induktivität steuerbar ist. Bevorzugt ist diese Steuervorrichtung als ein seriell zur zweiten Induktivität angeordneter Schalter oder ein PTC-Widerstand realisiert. Für den Fall, dass die Steuervorrichtung als Schalter realisiert ist, kann eine Ansteuervorrichtung vorgesehen sein, die den Schalter während des Vorheizens schließt, ansonsten öffnet. Für den Fall, dass die Steuervorrichtung als PTC-Widerstand realisiert ist, erübrigt sich diese Ansteuerung, da dieser bei einer bestimmten Temperatur automatisch in den hochohmigen Zustand übergeht und dadurch einen Stromfluß durch die zweite Induktivität verhindert.
Bevorzugt ist der andere Anschluß der zweiten Induktivität mit Masse verbunden.
Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es stellen dar:
Figur 1
eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung zum Vorheizen der Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe; und
Figur 2
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vorheizen der Wendelelektroden einer Leuchtstofflampe.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden W1, W2 einer Leuchtstofflampe La. Elemente, die denen von Figur 1 gleich sind oder gleich wirken, sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Bei der Vorrichtung gemäß Figur 2 ist jedoch nunmehr die erste Induktivität L1 mit der zweiten Induktivität L2 gekoppelt und zwar derart, dass ein Stromfluß IL2 durch die zweite Induktivität L2 zu einer Reduzierung der Magnetisierung der ersten Induktivität L1 führt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Induktivität L2 zwischen die Induktivität L1 und die Lampenwendel W1 geschaltet. Ein vergleichbarer Effekt kann jedoch auch erzielt werden, wenn ein Anschluß der Induktivität L2 zwischen dem Ausgang der Wechselspannungsquelle 10 und der ersten Induktivität L1 angeschlossen wird
Seriell zur zweiten Induktivität L2 ist eine Steuervorrichtung B1 angeordnet, mit der die Kopplung zwischen erster und zweiter Induktivität L1, L2 gesteuert werden kann. Beispielhaft kann die Steuervorrichtung B1 durch einen Schalter oder einen PTC-Widerstand realisiert sein, wobei selbstverständlich seriell zum Schalter weitere Elemente angeordnet sein können, ohne dass dies die Idee der Erfindung maßgeblich beeinträchtigt. Im Falle der Realisierung durch einen Schalter kann eine Ansteuervorrichtung B2 vorgesehen sein, die den Schalter der Steuervorrichtung B1 dermaßen ansteuert, dass er nur während des Vorheizens geschlossen ist.
Die erste und die zweite Induktivität L1, L2 sind derart miteinander gekoppelt, dass der Stromfluß IL2 durch die zweite Induktivität dem Stromfluß IL1 durch die erste Induktivität entgegenwirkt, so dass sich eine geringere effektive Induktivität ergibt als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung, siehe Figur 1.
Bevorzugt wird die Induktivität L1 durch die Lampendrossel realisiert und die Induktivität L2 durch eine auf der Lampendrossel angebrachte Hilfswicklung.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden (W1, W2) einer Leuchtstofflampe (La) umfassend:
    eine Wechselspannungsquelle (10);
    einen Resonanzkondensator CR, der seriell zwischen den beiden Wendelelektroden (W1, W2) angeordnet ist;
    eine erste Induktivität (L1), die zwischen der Wechselspannungsquelle (10) und eine der beiden Wendelelektroden (W1, W2) gekoppelt ist;
    dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt:
    eine zweite Induktivität (L2), die mit einem Punkt zwischen der Wechselspannungsquelle (10) und der damit gekoppelten Wendelelektrode (W1) verbunden ist, wobei die zweite Induktivität (L2) so mit der ersten Induktivität (L1) gekoppelt ist, daß ein Stromfluß (IL2) durch die zweite Induktivität (L2) zu einer Reduktion der Magnetisierung der ersten Induktivität (L1) führt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Steuervorrichtung (B1) umfaßt, mit der der Stromfluß (IL2) durch die zweite Induktivität (L2) oder die Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Induktivität (L1, L2) steuerbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (B1) ein seriell zur zweiten Induktivität (L2) angeordneter Schalter ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (B1) ein seriell zur zweiten Induktivität (L2) angeordneter PTC-Widerstand ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Ansteuervorrichtung (B2) umfaßt, die den Schalter während des Vorheizens schließt, ansonsten öffnet.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der andere Anschluß der zweiten Induktivität (L2) mit Masse verbunden ist.
  7. Verfahren zum Vorheizen der beiden Wendelelektroden (W1, W2) einer Leuchtstofflampe (La), unter Verwendung einer Vorheizvorrichtung mit einer Wechselspannungsquelle (10), einem Resonanzkondensator (CR), der seriell zwischen den beiden Wendelelektroden (W1, W2) angeordnet ist, einer ersten Induktivität (L1), die zwischen der Wechselspannungsquelle (10) und eine der beiden Wendelelektroden (W1, W2) gekoppelt ist, und einer zweiten Induktivität (L2), die mit einem Punkt zwischen der Wechselspannungsquelle (10) und der damit gekoppelten Wendelelektrode (W1) verbunden ist, folgende Schritte umfassend:
    a) Koppeln der zweiten Induktivität (L2) mit der ersten Induktivität (L1) derart, daß ein Stromfluß durch die zweite Induktivität (L2) zu einer Reduktion der Magnetisierung der ersten Induktivität (L1) führt;
    b) Bewirken eines Stromflusses (IL2) durch die zweite Induktivität (L2) während des Vorheizens;
    c) Verhindern eines Stromflusses (IL2) durch die zweite Induktivität (L2) oder Auftrennen der Kopplung zwischen der ersten und der zweiten Induktivität (L1, L2) nach dem Vorheizen.
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