NL192867C - Voorschakelinrichting voor een gasontladingslamp. - Google Patents

Description

1 192867

Voorschakeling voor een gasontladingslamp

De uitvinding heeft betrekking op een voorschakelinrichting voor een gasontladingslamp voorzien van een netgelijkrichter die over twee gelijkstroomvoedingsleidingen is aangesloten op een afvlakcondensator, 5 waarbij in één van deze leidingen een diode in doorlaatrichting is opgenomen, waarbij parallel met de afvlakcondensator een serieketen is verbonden, die bestaat uit twee door middel van een schakelbesturings-inrichting met een aanzienlijk boven de netfrequentie gelegen besturingsfrequentie afwisselend en met een daartussen liggende pauzetijd bestuurde schakelorganen, waarbij parallel met elk van de schakelorganen een bijbehorende beveiligingsdiode is verbonden, waarbij op het verbindingspunt van de beide schakel-10 organen één zijde van een belastingsketen is aangesloten, die de aansluitklemmen voor een gasontladingslamp en een daarmede in serie geschakelde zelfinductie omvat, en waarbij tijdens bedrijf een aangesloten gasontladingslamp wordt voorzien van een wisselstroom met een frequentie die gelijk is aan de genoemde besturingsfrequentie en de afvlakcondensator wordt opgeladen tot een spanning die groter is dan die door de met gelijkrichter geleverde piekspanning.

15 Een dergelijke voorschakelinrichting is bekend uit het Duitse Offenlegungsschrift 3.025.421, en heeft tot doel het verminderen van de door de inrichting op het net veroorzaakte storingen. Het is een algemeen doel van de onderhavige uitvinding om de bekende voorschakelinrichting te verbeteren.

Bij de bekende voorschakelinrichting zijn twee zelfinducties nodig. Het is derhalve een doel van de onderhavige uitvinding om een voorschakelinrichting te verschaffen waarbij één zelfinductie volstaat.

20 Voorts beoogt de onderhavige uitvinding een voorschakelinrichting te verschaffen waarbij de spanning over de afvlakcondensator op een niveau wordt gehouden dat in hoofdzaak constant zal zijn en ten minste even hoog is als de gelijkspanningsvoeding daarvan.

Daartoe heeft de voorschakelinrichting van het bovengenoemde type volgens de uitvinding het kenmerk, dat de andere zijde van de belastingsketen over een terugkeercondensator met de van de afvlak-25 condensator afgekeerde zijde van de in de gelijkstroom voedingsleiding opgenomen diode en via een stuurcondensator met één van de aansluitingen van de afvlakcondensator is verbonden.

In een alternatieve benadering heeft de voorschakelinrichting van het in de aanhef genoemde type volgens de uitvinding het kenmerk, dat de andere zijde van de belastingsketen rechtstreeks met de van de afvlakcondensator afgekeerde zijde van de in de gelijkstroomvoedingsleiding opgenomen diode en via een 30 stuurcondensator met één van de aansluitingen van de afvlakcondensator is verbonden.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening waarin: figuur 1 een schakelschema is van een uitvoeringsvorm, waarbij stroombanen zijn weergegeven voor een positieve schakelperiode; 35 figuur 2 een grafiek is van de spanning en de stroom, uitgezet tegen de tijd in een voorschakelinrichting voor de schakeling volgens figuur 1; figuur 3 een schakelschema is, dat de stroombanen in de schakeling volgens figuur 1 toont, volgende op een positieve cyclus; figuur 4 de schakeling volgens figuur 1 toont, waarbij stroombanen zijn weergegeven voor een negatieve 40 schakelperiode; figuur 5 het schakelschema volgens figuur 1 toont, waarbij stroombanen zijn weergegeven, volgende op een negatieve schakelperiode; figuur 6 het schakelschema volgens figuur 1 toont, voorzien van een inductief ingangsfilter; figuur 7 een grafiek is van de spanning over de terugkeercondensatoren, uitgezet tegen de tijd voor de 45 schakeling volgens figuur 6; figuur 8 een schakelschema is van een andere uitvoeringsvorm, waarbij stroombanen zijn weergegeven voor een positieve schakelperiode; figuur 9 het schakelschema volgens figuur 8 toont, waarbij stroombanen zijn weergegeven, volgende op een positieve schakelperiode; 50 figuur 10 een schakelschema is van een variant van de schakeling volgens de figuren 8 en 9; de figuren 11-14 schakelschema’s zijn van een andere uitvoeringsvorm in verschillende schakelstadia; en de figuren 15-18 schakelschema’s zijn van nog een andere uitvoeringsvorm in verschillende schakelstadia.

55 Verwijzende naar figuur 1 krijgt een voorschakelinrichting 1 een tweefasig gelijkgerichte voeding van een positieve leiding 2 en een negatieve leiding 3 van een tweefasige bruggelijkrichter 4, voorzien van een wisselstroomingang 5.

192867 2

De positieve leiding 2 loopt van de anode naar de kathode door een diode 6 naar een afvlakcondensator 7, en de negatieve leiding 3 gaat van de kathode naar de anode door een diode 8 naar de andere zijde van de afvlakcondensator 7. Twee schakelorganen 9 en 10 zijn geschakeld over de afvlakcondensator 7 en kunnen afwisselend worden in- en uitgeschakeld met een bepaald interval tussen het schakelen. Deze 5 schakelfrequentie is bij voorkeur rond de 20 kHz voor een lichtnetingang 5 van 50 of 60 Hz. Tussen de schakelorganen is een uitgangsleiding 11 aangesloten voor het doorschakelen over het schakelorgaan 9 naar de positieve leiding en over het schakelorgaan 10 naar de negatieve leiding.

De uitgangsleiding 11 drijft een serieresonantieschakeling aan, die een smoorspoel 12 omvat en een condensator 13, die parallel daarmee een ontladingsbuisbelasting 14 heeft. Deze serieresonantieschakeling 10 en de lamp vormen de belastingsketen.

De serieresonantieschakeling is geschakeld aan de positieve leiding door een stuurcondensator 15, en aan de negatieve leiding door een stuurcondensator 16 aan de afvlakcondensatorzijde van de diode 6 respectievelijk 8, en keert terug naar de positieve leiding aan de brugzijde van de dioden 6 en 8 door een terugkeercondensator 17 naar de positieve leiding, en een terugkeercondensator 18 naar de negatieve 15 leiding.

Dioden 19 en 20 zijn geschakeld over de schakelorganen 9 en 10, waarbij de diode 19 van de anode naar de kathode is geschakeld vanaf de negatieve zijde naar de uitgangsleiding 11 over het orgaan 10, en de diode 20 van de anode naar de kathode is geschakeld vanaf de uitgangsleiding 11 naar de positieve zijde over het orgaan 9.

20 Thans verwijzende naar figuur 2, is een grafiek weergegeven van de spanning en de stroom over een schakelorgaan van de schakeling, uitgezet tegen de tijd. Aangezien deze schakeling is ingericht om inductief werkzaam te zijn, loopt de stroom de spanning over een tijd 21 na.

In eerste instantie laadt de stroom van de diodebrug 4 de condensator 7 op via de dioden 6 en 8, en gelijktijdig de condensatoren 15, 16, 17 en 18. De condensator 7 is veel groter dan de andere condensato-25 ren en laadt tot een spanning, die gelijk is aan de piekwaarde van de voeding minus de spanningsval over de dioden 6 en 8.

Op een bepaald moment tijdens het opladen van de condensator 7, beginnen de schakelorganen 9 en 10 afwisselend te geleiden met een frequentie, die veel groter is dan de frequentie van de voeding. Een stuurschakeling {niet weergegeveven) is voorzien voor het schakelen van de organen. Het is voor de 30 deskundige duidelijk, dat een grote verscheidenheid aan schakelingen voor dit doel kan worden gebruikt.

Het in- en uitschakelen van het orgaan 9 heeft een positieve vierkante golfimpuls 22 (figuur 2) tot gevolg, en het schakelen van het orgaan 10 een negatieve vierkante golfimpuls 23 (figuur 2).

Verder verwijzende naar figuur 1, kunnen bij het ingeschakeld zijn van het orgaan 9 vier stroombanen worden herkend, een baan 24 vanaf de positieve zijde van de condensator 7 door het schakelorgaan 9, de 35 belasting en condensator 16 om terug te keren naar de condensator 7; een baan 25 vanaf de positieve zijde van de condensator 17 door het schakelorgaan 9 en de belasting om terug te keren naar de condensator 17; een baan 26 vanaf de positieve zijde van de condensator 15 door het schakelorgaan 9 en de belasting om terug te keren naar de condensator 15; en een baan 27 vanaf de positieve zijde van de voeding door de diode 6, door de belasting en terug naar de voeding via de condensator 18.

40 De grootten van de condensatoren zijn naar verhouding zodanig dat C7 groter is dan elk van de condensatoren C17 en C18 en dat elk van de condensatoren C17 en C18 groter is dan eik van de condensatoren C15 en C16.

Bij gebruikmaking van de volgende symbolen:

Spanning over de condensator 15: VC15 45 Spanning over de condensator 16: VC16 Spanning over de condensator 7- Vc7 is duidelijk, dat: VC7 = VC15 + VC16

Aan de stroombaan 24 is te zien, dat de condensator 16 wordt opgeladen in serie met de belastings-schakeling door ontlading van de afvlakcondensator 7, waarbij de spanning Vc7 nagenoeg constant is 50 omdat de condensator 7 veel groter dan C16 is. Dit doet de condensator 16 opladen en de spanning VC16 toenemen, en VC1S afnemen in dezelfde mate als VC16 toeneemt. De condensator 15 wordt dus ontladen in de belastingsschakeling langs de baan 26. Indien de condensatoren 15 en 16 op juiste wijze zijn bemeten, neemt VC15 af naar een spanning nul, en neemt VC16 toe naar VC7 gedurende het ingeschakeld zijn van het schakelorgaan 9.

55 De gelijkgerichte voedingsspanning moet groter zijn dan de spanning over de belastingsschakeling plus Veie of Vs > VLC + VC18 opdat geleiding plaatsvindt.

Het is duidelijk, dat VC15 ook de spanning is over de belastingsschakeling, zodat wanneer VC16 toeneemt, 3 192867 de spanning van de belastingsschakeling afneemt, en de gelijkgerichte voeding geleidend kan zijn in het tijdvak, waarin de spanning van de belastingsschakeling daalt tot onder de momentele voedingsspanning.

Op een bepaald moment tijdens het afnemen van VC15, is Vei 7 groter dan VC15 en de vereiste spanningsval over de diode 6. Dit veroorzaakt een ontladingsstroom van de condensator 17 om bij te 5 dragen aan de belasting via de stroombaan 25.

Hoewel VC17 op bepaalde momenten in het voedingstijdvak veel lager kan zijn dan Vd5' wordt de condensator 17 op deze wijze toch in staat gesteld te ontladen langs de baan 25 in de belastingsschakeling als gevolg van het verlagen van de spanning over de belastingsschakeling.

Onder gebruikmaking van de volgende symbolen: 10 Spanning over de condensator 17: VC17 Spanning over de condensator 18: VC18 momentele voedingsspanning: Vs volgt, dat Vs = VC17 + VC18.

De condensator 18 wordt derhalve terzelfdertijd opgeladen vanaf de voeding, zodat VC18 in dezelfde mate toeneemt als VC17 afneemt.

15 Een thyristor 37A is over de diode 8 weergegeven, waarbij de poort daarvan wordt gestuurd door een sensor 28, die spanning over de afvlakcondensator 7 aftast. Indien VC7 te groot wordt, wordt de thyristor gepoort voor het kortsluiten van de diode 8 en het zodoende voorkomen van een verder opbouwen van VC7.

Wanneer het orgaan 9 uitschakelt, schakelt het orgaan 10 niet ogenblikkelijk in, en verloopt een bepaalde tijd voordat het orgaan 10 inschakelt. Deze tijd is in figuur 2 weergegeven als de tijd tussen het 20 uitschakelen van het orgaan 9 en de overgang van de nalopende stroomgolfvorm van de positieve zijde naar de negatieve zijde van de oorsprong van de tijdas. In het geval het schakelen van de organen wordt gestuurd door stroomterugkoppelmiddelen, is het duidelijk, dat de uitvoering zodanig kan zijn dat deze tijd altijd door de voorgaande parameters wordt bepaald, aangezien de negatief gaande stroomgolfvorm het inschakelen van het orgaan 10 start.

25 Thans verwijzende naar figuur 3, is de schakeling dezelfde als beschreven met verwijzing naar figuur 1 en verwijzen de verwijzingscijfers naar dezelfde schakelingonderdelen, waarbij de te beschrijven stroombanen echter anders zijn. Bij het afschakelen van het schakelorgaan 9 en op grond van de in figuur 2 weergegeven faseverschuiving 21 heeft het bezwijkende magnetische veld, samenhangende met de smoorspoel 12, tot gevolg dat de stroombaan 29 vanaf de positieve zijde van de condensator 7 door de 30 diode 19 en de belastingsschakeling, zich in twee banen door de condensatoren 17 en 15 en terug naar de condensator 7 opsplitst. De afschakeltijd van de beide organen is het in figuur 2 van 30 tot 31 weergegeven tijdvak, en vertegenwoordigt een oplaadstroom voor de condensator 7. Het oppervlak onder de sinuskromme in figuur 2 vertegenwoordigt het opladen, en over het tijdvak 30 naar 31 het laden in de condensator 7, terwijl het opladen in het tijdvak 32 naar 30, te weten de tijd van het in werking zijn van het orgaan 9, 35 de ontlading is van de condensator 7 en de voeding. Indien de voedingsbijdrage in dit laatste tijdvak (32-30) voldoende groot is, zodat het laden in de condensator 7 in het eerste tijdvak (30 naar 31) groter is dan de ontlading uit deze condensator (in het tijdvak 32 naar 30), neemt VC7 toe. Het is duidelijk, dat de grootte van de stuurcondensator de snelheid stuurt waarmee de spanning over de belastingsschakeling daalt tijdens het in werking zijn van het schakelorgaan, en dus de tijdsduur stuurt waarin de voedings-40 bijdrage wordt geleverd.

Op deze wijze kunnen schakelingsconstanten worden gekozen om te verzekeren, dat VC7 altijd groter is dan de voedingspiekspanning, zodat de condensator 7 na het in eerste instantie opladen, niet langer direct vanaf de voeding wordt opgeladen, en de voedingsbijdrage de schakelings- en belastingsverliezen geeft.

Een evenwicht kan worden bereikt om het mogelijk te maken dat VC7 stabiel blijft of kan stijgen naar een 45 maximum, waar deze spanning wordt gegrendeld door bijvoorbeeld de thyristor 37A en sensoren 27 en 28 volgens figuur 1.

Verwijzende naar figuur 4, toont deze figuur dezelfde schakeling als beschreven met verwijzing naar figuur 1, waarbij de verwijzingscijfers dezelfde schakelingonderdelen aanduiden. In figuur 4 is het schakelorgaan 10 echter ingeschakeld, en kunnen vier stroombanen worden onderkend, te weten een baan 33 die 50 loopt naar de positieve zijde van de condensator 7, door de condensator 15, de belastingsschakeling, het schakelorgaan 10 om terug te keren naar de condensator 7; een baan 34 vanaf de positieve zijde van de condensator 18, door de belastingsschakeling, het schakelorgaan 10 om door de diode 8 terug te keren naar de condensator 18; een baan 35 die loopt vanaf de positieve zijde van de condensator 16 door de belastingsschakeling, het schakelorgaan 10 om terug te keren naar de condensator 16, en een baan 36, die 55 loopt vanaf de positieve zijde van de voeding, door de condensator 17, de belastingsschakeling, het schakelorgaan 10 om terug te keren via de diode 8 naar de voeding.

De stuurcondensator 15 wordt via de baan 33 in serie met de belastingsschakeling opgeladen door 192867 4 ontlading van de afvlakcondensator 7. Wanneer de spanning over de condensator 15 (VC15) toeneemt, neemt de spanning over de condensator 16 (VC16) in dezelfde mate af. Op een bepaald moment is VC16 lager dan de spanning van de condensator 18 (VC18), op welk moment de condensator 18 ontlaadt en bijdraagt aan de belastingsstroom.

5 Op elk willekeurig moment geldt:

Vs = VC17 + VC18 en laadt de condensator 17 derhalve op door middel van de voedingsstroombaan 36, zodat VC17 in dezelfde mate toeneemt als VC18 afneemt. Op een soortgelijke wijze als beschreven met verwijzing naar figuur 1, is VC16 dan tevens de spanning over de belastingsschakeling, en vindt de voedingsstroombijdrage langs de baan 36 plaats zodra de momentele voedingsspanning hoger is dan Vci7 10 en de afnemende belastingsschakelingspanning.

Thans verwijzende naar figuur 5, is de schakeling volgens figuur 1 weergegeven in een toestand, waarin de schakelorganen zijn uitgeschakeld, direct volgende op het uitschakelen van het orgaan 10. Dit is in figuur 2 weergegeven als het moment 37. In deze positie doet het bezwijkende magnetische veld, samenhangende met de smoorspoel 12, de stroombaan 38 van de condensator 7 naar de condensatoren 18 en 16, 15 de belastingsschakeling, de diode 20, terugkeren naar de condensator 7. Deze banen vinden plaats in het tijdvak 37 naar 39 in figuur 2. Het is duidelijk, dat de gedeelten van de impulsen 22 en 23 tussen 30 en 31 alsmede 39, die met streeplijnen zijn weergegeven, geleiding vertegenwoordigen tijdens het uitgeschakeld zijn van de beide organen 9 en 10.

Het is ook duidelijk, dat het afwisselend opladen en ontladen van de condensatoren 17 en 18, zoals 20 beschreven, helpt bij het tot stand brengen van een voedingsstroom over een langer tijdvak van de voedingscylci. Ook is het aan de hand van de stroombanen, zoals hierboven beschreven duidelijk, dat wanneer de stuurcondensatoren 15 en 16 worden opgeladen door de ontlading van de afvlakcondensator 7, de in een terugkeercondensator tijdens een halve cyclus opgeslagen lading, die tijdens de volgende halve cyclus moet worden ontladen in de belastingsschakeling, afkomstig is van de gelijkgerichte voeding.

25 Aangezien na de oorspronkelijke oplading van de condensator 7, deze slechts wordt opgeladen door de smoorspoel gedurende de eindige uitschakeltijd van de beide schakelorganen, moeten de terugkeercondensator-ontlading in de belastingsschakeling en de directe gelijkgerichte voedingsstroombijdrage door de belastingsschakeling, samen de schakeling- en belastingverliezen dekken.

Thans verwijzende naar figuur 6 is dezelfde schakeling weergegeven als beschreven met verwijzing naar 30 figuur 1, waarbij de verwijzingscijfers dezelfde schakelingonderdelen aanduiden. In dit geval is echter de bruggelijkrichter 4 verder verwijderd van de plaats alwaar de terugkeercondensatoren 17 en 18 gevoed worden, en laadt deze bruggelijkrichter 4 een condensator 40 parallel daaroverheen op, welke condensator over een smoorspoel 41 de positieve zijde tussen de anode van de diode 6 en de positieve zijde van de condensator 17 vormt. De negatieve zijde is verbonden met de condensator 18 en de negatieve zijde van 35 de brug.

De spanning over de condensatoren 17 en 18 vanaf de positieve naar de negatieve leiding is tegen de tijd uitgezet weergegeven in de grafiek volgens figuur 7. De hoofdfrequentie is aangeduid door het verwijzingscijfer 42, en de gemoduleerde schakelorgaanfrequentie door het verwijzingscijfer 43. In de praktijk is gebleken, dat de toevoeging van de smoorspoel 41 en de condensator 40 helpt bij het verder 40 verminderen van harmonischen. Gemeend wordt, dat dit resultaat wordt verkregen door de uitwerking van deze onderdelen op de stroomgolfvorm, doordat de benaderde vierkante golf op deze plaats wordt veranderd in een benaderde sinusoïdale golfvorm, die natuurlijk minder oneven harmonischen heeft. Dit volgt uit de werking van de smoorspoel die de ladingstroom afhankelijk maakt van de meer sinusvormige spanningsvorm.

45 Thans verwijzende naar de figuren 8 en 9, is een andere, maar soortgelijke uitvoeringsvorm weergegeven. Een tweefasige gelijkrichtbrug 44 ontvangt een wisselspanning van het net 45 en levert gelijkgerichte stroom aan een positieve leiding 46 en een negatieve leiding 47.

De positieve leiding gaat van anode naar kathode door een diode 48 naar een afvlakcondensator 49, en de negatieve leiding 47 gaat door een diode 50 van de kathode naar de anode naar de andere zijde van de 50 afvlakcondensator 49. Stuurcondensatoren 51 zijn parallel geplaatst over elk der dioden 48 en 50.

Een schakelorgaan 52 is geschakeld vanaf de positieve leiding 46 aan de afvlakcondensatorzijde daarvan voor het doorschakelen van de positieve leiding naar een uitgang langs de leiding 53, en een soortgelijk schakelorgaan 54 is geschakeld vanaf de leiding 53 naar de negatieve leiding 51 aan de afvlakcondensatorzijde van de diode 50. De organen worden afwisselend geschakeld door een stuurschake-55 ling (niet weergegeven), die na het uitschakelen van een orgaan een bepaalde tijd wacht alvorens het andere orgaan in te schakelen. De leiding 53 voedt een serieresonantieschakeling, die een smoorspoel 55 omvat en een condensator 56, die parallel daarmee een belasting 57 heeft in de vorm van een 5 192867 gasontladingslamp. De serieresonantieschakeling is aan de brugzijde van de diode 48 aangesloten op de positieve leiding 46 via een terugkeercondensator 58, alsmede via een terugkeercondensator 59 op de negatieve leiding 47 aan de brugzijde van de diode 56.

Aan de afvlakcondensatorzijden van de dioden 48 en 56 is een diode 60 geschakeld van anode naar 5 kathode vanaf de negatieve leiding 47 naar de leiding 53 over het schakelorgaan 54, en bevindt nog een dergelijke diode 60 zich tussen de leiding 53 en de positieve leiding 46 over het schakelorgaan 55. De condensatoren 58 en 59 zijn ten opzichte van de condensatoren 51 zodanig bemeten, dat de grootte van elk der condensatoren 58 en 59 groter is dan van elk der condensatoren 51, en de condensator 49 is natuurlijk veel groter dan de condensator 58, de condensator 59 of één van de condensatoren 51.

10 De condensatoren 58 en 59 dienen als terugkeercondensatoren, terwijl de condensatoren 51 de stuurcondensatoren vormen.

Met het ingeschakeld zijn van het schakelorgaan 52 en het uitgeschakeld zijn van het schakelorgaan 54, kunnen tijdens bedrijf drie stroombanen worden onderkend, zoals weergegeven in figuur 8. Een stroombaan 61 loopt vanaf de positieve zijde van de brug 44 door de diode 48, het orgaan 52, de belasting en keert 15 door de condensator 59 terug naar de brug. Een stroombaan 62 loopt vanaf de positieve zijde van de condensator 49 door het schakelorgaan 52, de belasting, de condensator 59, de stuurcondensator 51 en de negatieve leiding om terug te keren naar de condensator 49. Een stroombaan 63 loopt vanaf de positieve zijde van de condensator 58, door de diode 48, het orgaan 52, de belasting om terug te keren naar de condensator 58.

20 De ontladingsstroom van de afvlakcondensator langs de baan 62 laadt de terugkeercondensator 59 en de stuurcondensator 51 in serie daarmee op. Omdat elk der stuurcondensatoren aanzienlijk kleiner is dan elk der terugkeercondensatoren, wordt de condensator 51 opgeladen tot een hoge spanning, die ongeveer gelijk is aan de afvlakcondensatorspanning.

Dit verlaagt de spanning over de belastingsschakeling (VLC) en maakt het de gelijkgerichte voeding 25 mogelijk langs de baan 61 te geleiden wanneer de spanning daarvan VLC en de spanning over de condensator 59 overschrijdt.

Deze verlaagde spanning VLC over de belastingsschakeling doet ook de condensator 58, opgeladen tijdens de voorgaande halve cyclus, en de positieve ieidingcondensator 51 ontladen langs de baan 63.

Hoewel de uitvoeringsvorm duidelijk verschilt, wordt het bedrijf beheerst door dezelfde beginselen als 30 beschreven voor de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 - 5.

De schakelstuurschakeling (niet weergegeven), die de organen 52 en 54 schakelt, schakelt thans het orgaan 52 uit en wacht gedurende een eindige tijd alvorens het orgaan 54 in te schakelen. Deze toestand is weergegeven in figuur 9, waarbij dezelfde schakeling als die van figuur 8 is weergegeven met dezelfde verwijzingscijfers.

35 Verwijzende naar figuur 9 veroorzaakt het bezwijkende veld van de smoorspoel 55 met de beide schakelorganen uitgeschakeld, een voortzetting van de stroom, die langs de baan 64 gaat, door de smoorspoel naar het terugkeereinde van de serieresonantieschakeling door de condensator 58 en de diode 51 voor het opladen van de afvlakcondensator 49.

Tijdens een negatieve halve cyclus wordt met het orgaan 54 ingeschakeld de lading op de terugkeer-40 condensator 59 ontladen door dezelfde werking als de lading in de terugkeercondensator 58.

Het is duidelijk, dat de hiervoor beschreven werking veel lijkt op die, beschreven met verwijzing naar de figuren 1-5. Ook in deze uitvoeringsvorm moet het op juiste wijze bemeten van de ontlading van de afvlakcondensator 49 gedurende de tijd van het ingeschakeld zijn van een schakelorgaan, worden verkregen opdat het opladen van de condensator 49, dat plaatsvindt tijdens het uitgeschakeld zijn van de 45 beide organen, althans gelijk is aan de ontlading.

Het is ook duidelijk, dat de stroombanen en het bedrijf van de schakeling gedurende de tijd waarin het schakelorgaan 52 is ingeschakeld, en de tijd daarna, waarin beide schakelorganen zijn uitgeschakeld, spiegelbeelden zijn van de banen beschreven met verwijzing naar de figuren 8 en 9.

Verwijzende naar figuur 10, heeft deze schakeling dezelfde onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers 50 als de schakeling volgens de figuren 8 en 9 met uitzondering van de diodebrug 44 volgens de figuren 8 en 9. In plaats daarvan is een tweefasige gelijkrichtende brug 64 aanwezig, waarvan één paar dioden 65 parallel is geschakeld met de condensatoren 58 en 59, en waarvan het andere paar dioden 66 parallel is geschakeld met de afvlakcondensator 49. De wisselstroomingang 67 is, zoals gebruikelijk, geschakeld tussen de verbindingspunten van elke twee dioden in een paar. In de praktijk is gebleken, dat de schakeling 55 met goed gevolg werkzaam is, waarbij de diodeparen 65 en 66 werken als een gelijkrichter.

Thans verwijzende naar de figuren 11-14, is nog een uitvoeringsvorm weergegeven. Een tweefasige gelijkrichtbrug 68 heeft een positieve voedingsleïding 69, en een negatieve voedingsleiding 70, waarbij de 192867 6 positieve leiding 69 gaat van anode naar kathode door een diode 71 naar één zijde van een afvlak-condensator 72. De negatieve leiding 70 is direct verbonden met de andere zijde van de alvlakcondensator.

Een schakelorgaan 73 is verbonden met de positieve leiding 69 tussen de diode 71 en de afvlak-condensator 72 voor het naar de positieve leiding schakelen van een uitgangsleiding 74. Vanaf de 5 uitgangsleiding 74 is nog een schakelorgaan 75 verbonden met de negatieve leiding 70 voor het naar de negatieve voedingsleiding schakelen van de uitgangsleiding. Het schakelorgaan 73 heeft een beveiligings-diode 76, die parallel daaroverheen is geschakeld van anode naar kathode vanaf de uitgangsleiding naar de positieve voedingsleiding. Op soortgelijke wijze is een beveiligingsdiode 77 van anode naar kathode geschakeld vanaf de negatieve leiding 70 naar de uitgangsleiding 74 over het schakelorgaan 75. De 10 uitgangsleiding 74 gaat door een smoorspoel 78 en een belasting 79 in de vorm van een gasontladingslamp om terug te keren naar de positieve voedingsleiding 69 door een terugkeercondensator 80 aan de anodezijde van de diode 71. Een stuurcondensator is geschakeld vanaf de positieve leiding 69 aan de kathodezijde van de diode 71 aan het terugkeereinde van de belastingsschakeling, die de smoorspoel 78 en de gasontladingslamp 79 omvat.

15 Thans verwijzende naar figuur 11, wordt de schakeling beschouwd met het schakelorgaan 75 ingeschakeld. Er kunnen twee stroombanen worden onderkend, te weten een eerste stroombaan 82, die een ontlading vormt van de afvlakcondensator 72 langs de positieve voedingsleiding door de stuurcondensator 81, de belastingsschakeling, het schakelorgaan 75 en terug naar de afvlakcondensator, en een tweede baan 83 die loopt vanaf de positieve zijde van de bruggelijkrichter 68 door de condensator 80, de 20 belastingsschakeling, het schakelorgaan 75 en terug naar de brug.

Het opladen van de stuurcondensator 81 in serie met de belastingsschakeling, doet de belastings-spanning dalen, omdat beide in feite in serie liggen met de afvlakcondensator 72. Aangezien de stuurcondensator weer aanzienlijk kleiner is dan de afvlakcondensator, alsmede de terugkeercondensator 80, daalt de spanning over de belastingsschakeling snel, waarbij zodra de spanning over de belastings-25 schakeling kleiner is dan die van de gelijkgerichte voedingsspanning, de stroombaan 83 tot werking komt en de gelijkgerichte voedingsspanning dan direct bijdraagt aan de belasting. De betreffende bijdragen van de ontlading van de afvlakcondensator en de stroom van de bruggelijkrichter worden bepaald door de relatieve grootte van de stuurcondensator 81, zoals hierna wordt beschreven.

Verwijzende naar figuur 12, is de schakeling volgens figuur 11 weergegeven met de beide schakel-30 organen 73 en 75 uitgeschakeld. De stroombaan 84 vanaf de smoorspoel, als gevolg van het bezwijkende veld daarvan, loopt door de diode 76 in de afvlakcondensator, door de negatieve leiding 70, door de brug 68, de terugkeercondensator 80 en terug naar de smoorspoel 78. De stroombaan 84 dient dus voor het opladen van de afvlakcondensator 72.

Verwijzende naar figuur 13 is een schakeling weergegeven met het schakelorgaan 73 ingeschakeld, 35 volgende op de met verwijzing naar figuur 12 beschreven schakeltoestand. De stroombaan 86 is het gevolg van de ontlading van de terugkeercondensator 80 en loopt door de diode 71, het schakelorgaan 73, de belastingsschakeling en terug naar de condensator 80. De tweede stroombaan 87 is het gevolg van de ontlading van de stuurcondensator 81 in de positieve leiding door het schakelorgaan 73, de belastingsschakeling en terug naar de stuurcondensator.

40 Thans verwijzende naar figuur 14, is de schakeling weergegeven met de beide schakelorganen 73 en 75 uitgeschakeld, volgende op de met verwijzing naar figuur 13 beschreven schakeltoestand. Twee stroombanen zijn weergegeven, te weten een baan 88, die loopt vanaf de smoorspoel 78, als een gevolg van het bezwijkende veld daarvan, in de terugkeercondensator 80 naar de positieve leiding, door de diode 71 en in de afvlakcondensator 72, en vandaar door de wekdiode 77 terug naar de smoorspoel. De tweede stroom-45 baan 89 loopt vanaf de smoorspoel 78 om af te takken door de stuurcondensator 81 en verenigt zich weer met de stroombaan 88 voor de rest daarvan. Het is duidelijk, dat in de eindige uitschakeltijd van de beide schakelorganen, de bezwijkende velden van de smoorspoel het opladen veroorzaken van de afvlakcondensator 72.

In het algemeen veroorzaakt het opladen van de stuurcondensator 81 (figuur 11) het verlagen van de 50 spanning over de belasting, en maakt het een directe bijdrage mogelijk uit de gelijkgerichte voeding. Indien de voedingsbijdrage over de baan 83 (figuur 11) ten opzichte van de ontladingsbijdrage 82 van de afvlakcondensator wordt bemeten, dan kan men er voor zorgen, dat de schakelings- en belastingverliezen worden gedekt en zodoende een voldoende voedingsbijdrage aan de opslag van energie in de smoorspoel 78 mogelijk wordt om eventuele verliezen van de afvlakcondensator 72 tijdens de ontladingsfase daarvan te 55 vereffenen door het opladen van de afvlakcondensator met voedingsenergie in de smoorspoel gedurende de eindige tijdvakken. Op deze wijze kan de spanning over de condensator 72 worden vergroot tot een geschikt maximum, dat zich boven de piekspanning van de gelijkgerichte voeding bevindt.

7 192867

Het is duidelijk, dat de terugkeercondensator 80 kan worden vervangen door een kortsluiting zonder waarneembaar het beginsel van het mechanisme, zoals hiervoor met verwijzing naar de figuren 11-14 beschreven, te beïnvloeden. Het is ook duidelijk, dat een versie met negatieve terugkeer van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 11-14 mogelijk is, waarbij de diode 71 zich bevindt in de negatieve leiding vanaf 5 de anode naar de kathode tussen de afvlakcondensator en de gelijkrichter, en de condensatoren 80 en 81, evenals hiervoor, zijn geleid naar de negatieve leiding aan weerszijden van de diode. De stroombanen zijn precies gelijk aan die, beschreven met verwijzing naar de figuren 11-14. Indien deze versie van deze uitvoeringsvorm wordt samengevoegd met die van de versie met positieve terugkeer volgens de figuren 11-14, dan wordt de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 verkregen.

10 Verder is het ook duidelijk, dat indien de terugkeercondensator 80 volgens deze uitvoeringsvorm is vervangen door een kortsluiting, dat de daaruit voortvloeiende uitvoeringsvorm equivalent is aan een eenzijdige versie van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 8 en 9, waarbij de negatieve leidingstuur-condensator 51 en de terugkeercondensator 59 beide zijn verwijderd en de condensator 58 is vervangen door een kortsluiting.

15 Nog een verdere uitvoeringsvorm wordt beschreven met verwijzing naar de figuren 15-18. Het schakelschema volgens deze figuren is voorzien van dezelfde verwijzingscijfers, die dezelfde onderdelen aanduiden als beschreven met verwijzing naar de figuren 11-14, behalve dat de stuurcondensator 81 volgens de figuren 11-14 is verwijderd en vervangen door een stuurcondensator 90 in de figuren 15-18, welke stuurcondensator 90 is geschakeld vanaf de terugkeer van de belastingsschakeling aan de negatieve 20 leiding.

Thans verwijzende naar figuur 15, is het orgaan 75 ingeschakeld, en bestaat er een enkele stroombaan 91 die loopt vanaf de positieve zijde van de gelijkgerichte voeding door de terugkeercondensator 80, de belastingsschakeling, het orgaan 75 om terug te keren naar de gelijkrichter. Gedurende deze tijd wordt de terugkeercondensator 80 opgeladen uit de gelijkgerichte voeding.

25 Verwijzende naar figuur 16, zijn beide organen 73 en 75 uitgeschakeld, volgende op de schakeltoestand van de schakeling volgens figuur 15, en als gevolg van het verdwijnende veld van de smoorspoel 78 loopt de stroom langs de baan 92 vanaf de smoorspoel 78, door de diode 76 voor het opladen van de afvlakcondensator 72, langs de negatieve leiding door de stuurcondensator 90 terug naar de smoorspoel 78.

Verwijzende naar figuur 17, is het schakelorgaan 73 ingeschakeld weergegeven, volgende op de 30 schakeltoestand volgens figuur 16. Twee stroombanen zijn weergegeven. De eerste is een ontladingsbaan 93 vanaf de afvlakcondensator 72 door het schakelorgaan 73, door de belastingsschakeling voor het opladen van de stuurcondensator 90 en vandaar langs de negatieve leiding om terug te keren naar de afvlakcondensator. Gedurende deze tijd doet het opladen van de stuurcondensator 90 in serie met de belastingsschakeling, de spanning van de belastingsschakeling dalen, waarbij zodra de spanning van de 35 belastingsschakeling daalt tot een spanning, die lager is dan die over de terugkeercondensator 80 plus de vereiste diodeval over de diode 71, de terugkeercondensator ontlaadt langs de tweede baan 94 door de diode 71, het schakelorgaan 73 en de belastingsschakeling om terug te keren naar zichzelf. De grootten van de terugkeercondensator 80 en de stuurcondensator 90 zijn zodanig, dat deze stroombanen kunnen optreden.

40 De schakelingen volgens figuur 18 tonen de organen 73 en 75 beide uitgeschakeld, volgende op de schakeltoestand van de schakeling volgens figuur 17. De smoorspoel 78 blijft stroom leveren langs de baan 95 als gevolg van het verdwijnende veld, welke stroom gaat van de smoorspoel 78 door de lamp 79, de terugkeercondensator 80, de diode 71 voor het opladen van de afvlakcondensator 72 en de banen vanaf de afvlakcondensator door de negatieve leiding, de wekdiode 77 om terug te keren naar de smoorspoel 78.

45 Gedurende het uitgeschakeld zijn van de beide schakelorganen, wordt de afvlakcondensator dus opgeladen door de lading, die het gevolg is van het verdwijnende veld van de smoorspoel.

In deze uitvoeringsvorm wordt de indirecte gelijkgerichte voedingsbijdragen aan de belastingsschakeling door de ontlading van de terugkeercondensator 80 met de directe gelijkgerichte voedingsstroombaan 91 gecontinueerd door de belasting, teneinde voldoende stroom voor het dekken van de schakelings- en 50 belastingveriiezen en in de smoorspoel opgeslagen energie te leveren zodat de spanning van de afvlakcondensator op het vereiste niveau gehouden wordt.

De uitvoeringsvorm volgens de figuren 11-14 en 15-18 zijn geschikt voor het bedrijf van gasontladings-lampen met lage spanning, waarbij echter maatregelen moeten worden getroffen om te verzekeren, dat het verlagen van de spanning over de belastingsschakeling, de spanning over de lamp niet doet dalen tot 55 beneden de minimale bedrijfsspanning.

Claims (7)

192867 8

1. Voorschakelinrichting voor een gasontladingslamp voorzien van een netgelijkrichter die over twee gelijkstroomvoedingsleidingen is aangesloten op een afvlakcondensator, waarbij in één van deze leidingen 5 een diode in doorlaatrichting is opgenomen, waarbij parallel met de afvlakcondensator een serieketen is verbonden, die bestaat uit twee door middel van een schakelbesturingsinrichting met een aanzienlijk boven de netfrequentie gelegen besturingsfrequentie afwisselend en met een daartussen liggende pauzetijd bestuurde schakelorgaan, waarbij parallel met elk van de schakelorganen een bijbehorende beveiligings-diode is verbonden, waarbij op het verbindingspunt van de beide schakelorganen één zijde van de 10 belastingsketen is aangesloten, die de aansluitklemmen voor een gasontladingslamp en een daarmede in serie geschakelde zelfinductie omvat, en waarbij tijdens bedrijf een aangesloten gasontladingslamp wordt voorzien van een wisselstroom met een frequentie die gelijk is aan de genoemde besturingsfrequentie en de afvlakcondensator wordt opgeladen tot een spanning die groter is dan die door de met gelijkrichter geleverde piekspanning, met het kenmerk, dat de andere zijde van de belastingsketen over een terugkeer-15 condensator met de van de afvlakcondensator afgekeerde zijde van de in de gelijkstroomvoedingsleiding opgenomen diode en via een stuurcondensator met één van de aansluitingen van de afvlakcondensator is verbonden.

2. Voorschakelinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de capaciteit van de afvlakcondensator groter is dan de capaciteit van de terugkeercondensator en de capaciteit van de terugkeercondensator 20 groter is dan de capaciteit van de stuurcondensator.

3. Voorschakelinrichting voor een gasontladingslamp voorzien van een netgelijkrichter die over twee gelijkstroomvoedingsleidingen is aangesloten op een afvlakcondensator, waarbij in één van deze leidingen een diode in doorlaatrichting is opgenomen, waarbij parallel met de afvlakcondensator een serieketen is verbonden, die bestaat uit twee door middel van een schakelbesturingsinrichting met een aanzienlijk boven 25 de netfrequentie gelegen besturingsfrequentie afwisselend en met een daartussen liggende pauzetijd bestuurde schakelorganen, waarbij parallel met elk van de schakelorganen een bijbehorende beveiligings-diode is verbonden, waarbij op het verbindingspunt van de beide schakelorganen één zijde van een belastingsketen is aangesloten, die de aansluitklemmen voor een gasontladingslamp en een daarmede in serie geschakelde zelfinductie omvat, en waarbij tijdens bedrijf een aangesloten gasontladingslamp wordt 30 voorzien van een wisselstroom met een frequentie die gelijk is aan de genoemde besturingsfrequentie en de afvlakcondensator wordt opgeladen tot een spanning die groter is dan die door de met gelijkrichter geleverde piekspanning, met het kenmerk, dat de andere zijde van de belastingketen rechtstreeks met de van de afvlakcondensator afgekeerde zijde van de in de gelijkstroomvoedingsleiding opgenomen diode en via een stuurcondensator met één van de aansluitingen van de afvlakcondensator is verbonden.

4. Voorschakelinrichting volgens conclusie 1, waarbij in de andere gelijkstroomvoedingsleiding een tweede diode in doorlaatrichting is opgenomen, met het kenmerk, dat de uitgang van de belastingsketen over een tweede terugkeercondensator met de van de afvlakcondensator afgekeerde zijde van de tweede diode en over een tweede stuurcondensator met de andere aansluiting van de afvlakcondensator verbonden is.

5. Voorschakelinrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de capaciteit van de afvlakcondensator 40 groter is dan de capaciteit van elk van de terugkeercondensatoren en de capaciteit van elk van de terugkeercondensatoren groter is dan de capaciteit van elk van de stuurcondensatoren.

6. Voorschakelapparaat volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de netgelijkrichter wordt gevolgd door een LC-lint.

7. Voorschakelinrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat parallel aan één van de in de 45 gelijkstroomvoedingsleidingen opgenomen dioden een thyristor is geschakeld, die wordt gestuurd door een sensor die de spanning over de afvlakcondensator aftast. Hierbij 10 bladen tekening