NL7903579A

NL7903579A - SEMICONDUCTOR BALLAST FOR OPERATING A GAS AND / OR VAPOR DISCHARGE LAMP.

Info

Publication number: NL7903579A
Application number: NL7903579A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-05-08
Filing date: 1979-05-08
Publication date: 1980-11-11
Also published as: FR2456454A1; JPS55154096A; BE883130A; DE3017282A1; GB2050723A

Description

VV

* , **, *

N.V. PHILIPS ’ GLOEILAMPENFABRIEKEN te EINDHOVENN.V. PHILIPS 'BULB FACTORIES in EINDHOVEN

2.5.1979 1 PHN 9^5 "Halfgeleiderballast voor het bedrijven van een gas-en/of dampontladingslamp"2.5.1979 1 PHN 9 ^ 5 "Semiconductor ballast for operating a gas and / or vapor discharge lamp"

De uitvinding heeft betrekking op een halfgeleiderballast voor het bedrijven van een gas- en/of damp-ontladingslamp, waarbij die ballast is voorzien van een met een stuurcircuit uitgeruste G.T.O. (Gate turn-off)-schakelaar en een induktantie en voorts van twee ingangs-5 klemmen die bestemd zijn om te worden aangesloten op een wisselspanningsbron waarvan de frequentie kleiner is dan 100 Hz, w'aarbij in de bedri jfskonditie van de ballast enerzijds de beide ingangsklemmen met elkaar verbonden zijn via een serie schakeling van althans de G.Ta0. -schakelaar 10 de induktantie en de lamp en anderzijds het stuurcircuit van de G.T.O.-schakelaar deze schakelaar meerdere malen per halve periode van de wisselspanningsbron geleidend en vervolgens weer ongeleidend maakt.The invention relates to a semiconductor ballast for operating a gas and / or vapor discharge lamp, wherein said ballast is provided with a G.T.O. equipped with a control circuit. (Gate turn-off) switch and an inductance and furthermore of two input-5 terminals which are intended to be connected to an AC voltage source whose frequency is less than 100 Hz, in the operating condition of the ballast on the one hand the both input terminals are connected to each other via a series circuit of at least the G. Ta0. switch 10, the inductance and the lamp and, on the other hand, the control circuit of the G.T.O. switch make this switch conductive of the alternating voltage source several times per half period and then again non-conductive.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een 15 elektrische inrichting voorzien van een halfgeleiderballast van de hierboven aangeduide soort, waarbij die elektrische inrichting tevens voorzien is van een via die ballast te bedrijven gas- en/of dampontladingslamp.The invention furthermore relates to an electrical device provided with a semiconductor ballast of the above-mentioned type, said electrical device also being provided with a gas and / or vapor discharge lamp to be operated via said ballast.

Onder eer. ballast wordt hierbij verstaan een 20 voorschakelapparaat dat stroomstabiliserend werkt. Daar een gas- en/of dampontladingslamp in de regel een negatieve spannings-stroom karakteristiek vertoont, dient zulk een lamp via een ballast te worden bedreven. Onder een halfgeleiderballast wordt verstaan een van een halfgeleider-schakelelement voorziene ballast.Under honor. ballast is hereby understood to mean a ballast which has a current-stabilizing effect. Since a gas and / or vapor discharge lamp generally has a negative voltage current characteristic, such a lamp must be operated via a ballast. A semiconductor ballast is understood to mean a ballast provided with a semiconductor switching element.

7903579 v 2.5.1979 2 PHN 94457903579 v 2.5.1979 2 PHN 9445

Met een halfgeleiderballast wordt de stroom-stabilisatie in de regel verwezenlijkt door het halfge-leiderschakelelement daarvan repeterend geleidend en dan snel weer ongeleidend te maken.With a semiconductor ballast, current stabilization is generally achieved by making its semiconductor switching element repeatedly conductive and then quickly non-conductive again.

5 Een bekende halfgeleiderballast van de in de aanhef aangéduide soort is bijvoorbeeld beschreven in het Britse octrooi 1.496.130. Een nadeel van die bekende half-geleiderballast is dat deze veel elektrische komponenten bezit, Een groot aantal van die komponenten dient daarbij 1° voor het sturen van het halfgeleiderschakelelement, namelijk voor het geleidend en weer ongeleidend maken van de G.T.O. (Gate turn-off)-schakelaar.A known semiconductor ballast of the type mentioned in the preamble is described, for example, in British patent 1,496,130. A drawback of that known semiconductor ballast is that it has many electrical components. A large number of those components thereby serve 1 ° to control the semiconductor switching element, namely to make the G.T.O. conductive and again non-conductive. (Gate turn-off) switch.

De uitvinding beoogt een halfgeleiderballast van de in de aanhef aangeduide soort aan te geven die 15 slechts uit een gering aantal elektrische komponenten bestaat, waardoor ook het stuurcircuit van de G.T.O.-schakelaar eenvoudig is.The object of the invention is to indicate a semiconductor ballast of the type indicated in the preamble, which consists of only a small number of electrical components, so that the control circuit of the G.T.O. switch is also simple.

Een halfgeleiderballast volgens de uitvinding voor het bedrijven van een gas- én/of dampontladingslamp, 20 waarbij die ballast is .voorzien van een met een stuurcircuit uitgeruste G.T.O. (Gate turn-off)-schakelaar en een induktantie en voorts van twee ingangsklemmen die bestemd zijn om te worden aangesloten op een wisselspanaingsbron waarvan de frequentie kleiner is dan 100 Hz, waarbij in de 25 bedrijfskonditie van de ballast enerzijds de beide ingangsklemmen met elkaar verbonden zijn via een serieschakeling van althans de G.T.O.-schakelaar de induktantie en de lamp en anderzijds het stuurcircuit van de G.T.O.-schakelaar deze schakelaar meerdere malen per halve periode van de 35 wisselspanningsbron geleidend en vervolgens weer ongeleidend maakt, is daardoor gekenmerkt, dat de induktantie een eerste wikkeling van een transformator is waarvan een tweede wikkeling deel uitmaakt van het stuurcircuit van de G.T.O.-schakelaar, en die beide transformatorwikkelingen zodanig 35 zijn gekoppeld dat een met de momentele stroomrichting door de G.T.0.-schakelaar korresponderende stroompuls in de eerste transformatorwikkeling tot een doofpuls voor die G.T.O.— schakelaar leidt.A semiconductor ballast according to the invention for operating a gas and / or vapor discharge lamp, said ballast being provided with a G.T.O. equipped with a control circuit. (Gate turn-off) switch and an inductance and furthermore of two input terminals intended to be connected to an AC voltage source whose frequency is less than 100 Hz, in the operating condition of the ballast on the one hand connecting the two input terminals If the inductance and the lamp and, on the other hand, the control circuit of the GTO switch, through a series connection of at least the GTO switch, makes this switch conductive and then non-conductive several times per half period of the AC voltage source, it is characterized in that the inductance is first winding is a transformer of which a second winding forms part of the control circuit of the GTO switch, and both transformer windings are coupled such that a current pulse corresponding to the current direction through the GT0. switch in the first transformer winding into a quench pulse for that GTO switch leads.

79 0 3 5 7.9 2.5.1979 '· 3 ΡΗΝ 944579 0 3 5 7.9 2.5.1979 '3 ΡΗΝ 9445

ICIC

Een voordeel van deze halfgeleiderballast is, dat liet stuur circuit van de G-.T.O.-schakelaar zeer eenvoudig is. Daardoor kan die halfgeleiderballast uit een slechts gering aantal elektrische komponenten bestaan.An advantage of this semiconductor ballast is that the control circuit of the G-.T.O.-switch is very simple. This semiconductor ballast can therefore consist of only a small number of electrical components.

5 · De uitvinding berust op de gedachte om, in de geleidende toestand van de G-.T.0,-schakelaar, de door de lamp - en tevens door de induktantie - vloeiende stroompuls langs trans forma t ori s che weg te gebruiken voor het ongeleidend maken van de G-.T.O.-schakelaar.The invention is based on the idea, in the conducting state of the G-.T.0 switch, to use the current pulse flowing through the lamp - and also through the inductance - along transformational way for making the G-.TO switch non-conductive.

10 Bij een voorkeursuitvoering van een halfge- leiderballast volgens de uitvinding is de transformator van een derde wikkeling voorzien die in serie, met een kon-densator is geschakeld, waarbij de kombinatie van de derde transformatorwikkeling met de eerste transformatorwikkeling 15 als spaartransformator is uitgevoerd.In a preferred embodiment of a semiconductor ballast according to the invention, the transformer is provided with a third winding which is connected in series with a capacitor, wherein the combination of the third transformer winding with the first transformer winding 15 is designed as a saving transformer.

Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is, dat daarbij via de spaartransformator aan een met deze halfgeleiderballast te bedrijven lamp eerst een grote oht-steekspanning - voor het starten van diè la^jp - kan worden 20 aangeboden. Deze ontsteekspanning kan daarbij groter zijn dan de spanning van de wisselspanningsbron waarvoor de halfgeleiderballast bestemd is.An advantage of this preferred embodiment is that a large oht plug voltage can be applied to a lamp to be operated with this semiconductor ballast via the energy transformer before starting the current. This ignition voltage may then be greater than the voltage of the alternating voltage source for which the semiconductor ballast is intended.

De G-.T.O.-schakelaar is bijvoorbeeld van een type dat slechts voor één stroomrichting geschikt is. In 25 dat geval is bijvoorbeeld een diode-brug aanwezig waarvan een eerste ingangsklem is aangesloten op de ene ingangsklem van de ballast en een tweede ingangsklem is aangesloten op de andere ingangsklem van de ballast. De G-.T.O.-schakelaar en de lamp maken dan in de bedrijfstoestand bijvoor-30 beeld deel uit van een tak die" twee uitgangsklemmen van de diodebrug met elkaar verbindt.For example, the G-.T.O. switch is of a type that is suitable for only one flow direction. In that case, for example, a diode bridge is present, of which a first input terminal is connected to one input terminal of the ballast and a second input terminal is connected to the other input terminal of the ballast. The G-.T.O.-switch and the lamp are then in the operating state, for example, part of a branch connecting two output terminals of the diode bridge.

Bij een verdere voorkeursuitvoering van een halfgeleiderballast volgens de uitvinding is de G-.T.O.-schakelaar van een type dat voor twee stroomrichtingen 35 geschikt is.In a further preferred embodiment of a semiconductor ballast according to the invention, the G-.T.O. switch is of a type suitable for two current directions.

Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is, dat het aantal elektrische komponenten van de halfgeleiderballast zeer klein kan zijn. Immers een diodebrug zoals 7903579 ψ 2.5.1979 k PHN 9445 t _ hierboven genoemd is dan bijvoorbeeld niet meer nodig.An advantage of this preferred embodiment is that the number of electrical components of the semiconductor ballast can be very small. After all, a diode bridge such as 7903579 ψ 2.5.1979 k PHN 9445 t _ mentioned above is then no longer necessary, for example.

Bij een verbetering van de laatstgenoemde voorkeursuitvoering bestaat het stuurcircuit van de G.T.O·.-schakelaar uit een die G.T.O.-schakelaar overbruggende 5 serieschakeling van achtereenvolgens een eerste -weerstand een tweezijdig drempelelement een tweede kondensator en de tweede transformatorwikkeling, waarbij een stuurelek-trode van de G,T.O.-schakelaar is aangesloten op een verbindingspunt tussen het drempelelement en de tweede konden-10 sator, en de eerste kondensator door een tweede weerstand is overbrugd.In an improvement of the last-mentioned preferred embodiment, the control circuit of the GTO switch consists of a series circuit bridging that GTO switch of successively a first resistor, a two-sided threshold element, a second capacitor and the second transformer winding, a control electrode of the G, TO switch is connected to a junction between the threshold element and the second capacitor, and the first capacitor is bridged by a second resistor.

Een voordeel van deze verbetering is, dat daarmede een stuursignaal van relatief grote amplitude.An advantage of this improvement is that it provides a control signal of relatively large amplitude.

- voor het geleidend maken van de G.T.O.-schakelaar - wordt 15 verkregen. Hierdoor wordt een betrouwbaar herontsteken van de lamp in elke halve periode van de voeding verwezenlijkt.- for making the G.T.O. switch conductive - 15 is obtained. This achieves a reliable re-ignition of the lamp in every half period of the power supply.

Een elektrische inrichting die voorzien is van een halfgeleiderballast volgens de uitvinding, waarbij die inrichting tevens voorzien is van'een via die ballast te 20 bedrijven gas- en/of dampontladingslamp, is bij voorkeur zo ingericht, dat de lamp een metaaldampontladingslamp is.An electrical device provided with a semiconductor ballast according to the invention, wherein said device is also provided with a gas and / or vapor discharge lamp to be operated via that ballast, is preferably arranged such that the lamp is a metal vapor discharge lamp.

Een voordeel van die elektrische inrichting is dat deze dan in de regel geschikt is voor algemene verlicht ings doeleinden.An advantage of this electrical device is that it is then generally suitable for general lighting purposes.

25 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening. Hierin toont: .The invention will be further elucidated with reference to a drawing. Herein shows:.

Fig'. 1 een circuit van een eerste halfgeleider-ballast volgens de uitvinding, alsmede een daarop aangesloten ontladingslamp 5 30 Fig. 2 een circuit van een tweede halfgeleider- ballast volgens de uitvinding, alsmede een daarop aangesloten ontladingslamp.Fig. 1 shows a circuit of a first semiconductor ballast according to the invention, as well as a discharge lamp connected thereto. FIG. 2 a circuit of a second semiconductor ballast according to the invention, as well as a discharge lamp connected thereto.

In fig. 1 zijn 1 en 2 ingang skiemmen die bestemd zijn om te worden verbonden met een wisselspanningsbron 35 van circa 220 Volt, 50 Hz. De klem 1 is aangesloten op een G.T.O, (Gate turn-off)-schakelaar 3» die geschikt is voor twee stroomrichtingen. De andere zijde van de G.T.O.-schakelaar 3 is via een eerste transformatorwikkeling k aan- 7903579 2.5*1979 5 PHN 9hh5 $ gesloten op een hogedrukkwikdampontladingslamp 5· De lamp 5 is slechts schematisch, weergegeven. De andere zijde van de lamp 5 is verbonden met de klem 2. Een stuurelektrode 6 van de G.T.O.-schakelaar 3 is via een tweezijdig drempel-5 element (diac) 7 aangesloten op een tweede wikkeling 8 van de transformator. De andere zijde van die tweede wikkeling 8 is via een kondensator 9 aangesloten op de klem 2« Een weerstand 10- is geschakeld tussen een verbindingspunt dat gelegen is tussen de klem 1 en de G.T.O.-schakelaar 3 10 enerzijds en een verbindingspunt tussen de tweede transfor-matorwikkeling 8 en de kondensator 9 anderzijds. De lamp 5 is overbrugd door een startkondensator 11.In Fig. 1, 1 and 2 input are skim jacks intended to be connected to an AC voltage source 35 of approximately 220 Volts, 50 Hz. The terminal 1 is connected to a G.T.O, (Gate turn-off) switch 3 »which is suitable for two current directions. The other side of the G.T.O. switch 3 is connected to a high-pressure mercury vapor discharge lamp 5 via a first transformer winding k 7903579 2.5 * 1979 5 PHN 9hh5 $. The lamp 5 is shown only schematically. The other side of the lamp 5 is connected to the terminal 2. A control electrode 6 of the G.T.O. switch 3 is connected via a two-sided threshold-5 element (diac) 7 to a second winding 8 of the transformer. The other side of that second winding 8 is connected via a capacitor 9 to the terminal 2. A resistor 10 is connected between a connection point located between the terminal 1 and the GTO switch 3 10 on the one hand and a connection point between the second transformer. -mator winding 8 and the capacitor 9 on the other. The lamp 5 is bridged by a starting capacitor 11.

De werking van de beschreven elektrische inrichting is als volgt.The operation of the described electrical device is as follows.

15 Wanneer de klemmen 1 en 2 worden verbonden met de aangeduide spanningsbron zal eerst de kondensator 9 via de weerstand 10 worden opgeladen. Stel dat dit plaats heeft in een halve periode van de spanningsbron waarbij de klem 1 positief is ten opzichte van de klem 2. Als dan de 20 spanning van de kondensator 9 de drempelspanning van het element 7 bereikt, ontvangt de stuurelektrode 6 van de G.T. O.-schakelaar 3 een stuursignaal die deze schakelaar 3 geleidend maakt. Een slingerkring bevattende de circuit-elementen 4 en 11 wordt daardoor aangestoten. Hierdoor 25 ontstaat over de lamp 5 een hoge spanning waarop die lamp ontsteekt* Er vloeit'dan een stroompuls van klem 1, via de schakelaar·3 en de eerste transformatorwikkeling 4, door de lamp 5 naar de klem 2. Deze puls wekt in de lamp 5 licht op. De transformatorwikkelingen 4 en 8 zijn zodanig gekop-30 peld dat door de genoemde stroompuls een spanning geïnduceerd wordt in de transformatorwikkeling 8 waardoor het drempelelement 7 ten tweede male doorslaat, nu echter in de andere richting dan daarvoor. Het gevolg daarvan is, dat de stuurelektrode 6 van de schakelaar 3 ©en doofimpuls 35 ontvangt, die de schakelaar 3 weer in de ongeleidende toestand terugbr,engt. De kondensator 11 heeft zich dan inmiddels over de lamp 5 ontladen. Daarna zal via de opgeladen kondensator 9 en het drempelelement 7 'de stuurelektrode 6 weer een signaal ontvangen waarop de G.T.0.-schakelaar 3 7903579 2.5.1979 6 PHN 9445 t a r weer geleidend wordt, enzovoorts. Het geleidend en weer ongeleidend worden van de G.T.O,-schakelaar 3 vindt een aantal malen per Halve periode van de voedingsspanning, op de klemmen 1 en 2, plaats.When the terminals 1 and 2 are connected to the indicated voltage source, the capacitor 9 will first be charged via the resistor 10. Suppose this takes place in half a period of the voltage source, with the clamp 1 being positive with respect to the clamp 2. When the voltage of the capacitor 9 then reaches the threshold voltage of the element 7, the control electrode 6 of the G.T. O. switch 3 has a control signal which makes this switch 3 conductive. A pendulum circuit containing the circuit elements 4 and 11 is thereby pushed. This creates a high voltage across the lamp 5 at which that lamp ignites. A current pulse flows from terminal 1, via the switch 3 and the first transformer winding 4, through the lamp 5 to the terminal 2. This pulse generates in the lamp 5 lights up. The transformer windings 4 and 8 are coupled in such a way that a voltage is induced by the said current pulse in the transformer winding 8, as a result of which the threshold element 7 trips a second time, but now in the other direction than before. As a result, the control electrode 6 of the switch 3 © receives a quenching pulse which returns the switch 3 to the non-conductive state. The capacitor 11 has now discharged over the lamp 5. Thereafter, via the charged capacitor 9 and the threshold element 7 ', the control electrode 6 will again receive a signal on which the G.T.0 switch 3 7903579 2.5.1979 6 PHN 9445 t a r becomes conductive again, and so on. The G.T.O switch 3 becomes conductive and non-conductive a number of times per Half period of the supply voltage on terminals 1 and 2.

5 'Wanneer de polariteit van de spanning tussen de klemmen 1 en 2, bij de volgende halve periode, is omgekeerd werkt het circuit op een soortgelijke wijze als hierboven is omschreven. Echter met dit verschil dat dan de kondensator 9 via de weerstand 10 in tegengestelde 10 richting wordt opgeladen en bij voldoende spanning, via de circuitelementen 8 en 7 en de stuurelektrode 6, de G.T.O.-schakelaar 3 geleidend maakt. En voorts met het verschil dat de stroompulsen in de serieschakeling van de ontladingslamp 5, de transformatorwikkeling 4 en de G.T.O.-15 schakelaar 3 nu naar de klem 1 zijn toegericht, In die geleidingsrichting van de G.T.O.-schakelaar 3 geeft een naar de schakelaar 3 toegerichte stroompuls in de transforma torwikkeling 4, via de transformatorwikkeling 8 en het · -...... * drempelelement 7» een doofpuls aan de stuurelektrode van 20 de G.T.O.-schakelaar 3.5 'When the polarity of the voltage between terminals 1 and 2, in the next half period, is reversed, the circuit operates in a similar manner as described above. However, with the difference that the capacitor 9 is then charged in the opposite direction via the resistor 10 and, with sufficient voltage, makes the G.T.O.-switch 3 conductive via the circuit elements 8 and 7 and the control electrode 6. And further with the difference that the current pulses in the series circuit of the discharge lamp 5, the transformer winding 4 and the GTO-15 switch 3 are now directed towards the terminal 1, In that direction of the direction of the GTO switch 3, an output directed towards the switch 3 current pulse in the transformer winding 4, via the transformer winding 8 and the threshold element 7 »a quench pulse at the control electrode of the GTO switch 3.

Gedurende de beide halve perioden van de voedingsspanning wordt de schakelaar 3 dan ook steeds snel na het geleidend worden weer ongeleidend gemaakt. De lamp-stroom kan daardoor niet tot gevaarlijk grote waarden 25 stijgen. Het genoemde uitschakelen geschiedt in feite door de lampstroom zelf. Deze vloeit namelijk door de wikkeling 4 van de transformator 4, 8 welke de uitschakeling van de schakelaar 3 bewerkstelligt.During the two half periods of the supply voltage, the switch 3 is therefore rendered non-conductive again quickly after it has become conductive. Therefore, the lamp current cannot rise to dangerously large values. The said switching off actually takes place by the lamp current itself. Namely, it flows through the winding 4 of the transformer 4, 8 which causes the switch 3 to be switched off.

In een praktisch uitvoeringsvoorbeeld is de 30 lamp 5 een lamp van circa. 80 Watt. De weerstand 10 is circa 30 kOhm. De kondensator 9 heeft een kapaciteit van ongeveer 100 nanoFarad, De kondensator 11 heeft een kapaciteit van circa 0,5y-uFarad. De wikkelverhouding van de·transformator 4, 8 is circa 8 op 1, In dat voorbeeld is de frequentie van 35 de voeding van de lamp 5 circa 20 kHz. De specifieke lichtstroom van die lamp 5 is daarbij ruim 47 lumen/Watt.In a practical exemplary embodiment, the lamp 5 is a lamp of approx. 80 watts. The resistor 10 is approximately 30 kOhm. The capacitor 9 has a capacitance of about 100 nanoFarad. The capacitor 11 has a capacitance of about 0.5 µFarad. The winding ratio of the transformer 4, 8 is approximately 8 to 1. In that example, the frequency of the power supply of the lamp 5 is approximately 20 kHz. The specific luminous flux of that lamp 5 is more than 47 lumen / Watt.

De arbeidsfaktor (cos/) van het circuit bedraagt circa 0,9· In fig. 2 zijn 20 en 21 ingangsklemmen die be- 7903579 : r ·ς 2.5.1979 7 PHN 9445 stemd zijn om te -worden aangesloten op een spanningsbron van eveneens circa 220 Volt. 50 Hz. De klem 20 is aangesloten op een. G.T.O. (Gate turn-off)-schakelaar 22 die voor twee stroomrichtingen geschikt is. De andere zijde g van de G.T.O.-schakelaar 22 is aangesloten op een transformator 23, die van drie wikkelingen is voorzien. Dat zijn een eerste wikkeling 24, een tweede wikkeling 25 en een derde wikkeling 26. De G.T.O.-schakelaar 22 is daarbij verbonden met een uiteinde van elk van de drie genoemde IQ wikkelingen. De wikkelingen 26 en 24 vormen een spaartrans-formator. Het van de G.T.O.-schakelaar afgekeerde uiteinde van de wikkeling 24 is aangesloten op een hogedrukkwikdamp-ontladingslamp 27. De andere zijde van die lamp 27 is verbonden met de klem 21. Een stuurcircuit van de G.T.O.-15 schakelaar 22 bevat een serieschakeling van achtereenvolgens een weerstand 28, een tweezijdig drempelelement (diac) 29, · een kondensator 30 en de tweede transformatorwikkeling 25. Deze serieschakeling overbrugt de G.T.O.-schakeling 22. Een -stuurelektrode 22a van de G.T.O.-schakelaar is'aangesloten~ 2Q op een verbindingspunt tussen het drempelelement 29 en de kondensator 30.The power factor (cos /) of the circuit is approximately 0.9 · In Fig. 2, 20 and 21 are input terminals which are 7903579: r · ς 2.5.1979 7 PHN 9445 to be connected to a voltage source of also approximately 220 volts. 50 Hz. The clamp 20 is connected to a. G.T.O. (Gate turn-off) switch 22 suitable for two flow directions. The other side g of the G.T.O. switch 22 is connected to a transformer 23, which is provided with three windings. These are a first winding 24, a second winding 25 and a third winding 26. The G.T.O. switch 22 is connected to one end of each of the three said IQ windings. The windings 26 and 24 form an autotransformer. The end of the winding 24 remote from the GTO switch is connected to a high-pressure mercury vapor discharge lamp 27. The other side of that lamp 27 is connected to the terminal 21. A control circuit of the GTO-15 switch 22 comprises a series circuit of successively a resistor 28, a two-sided threshold element (diac) 29, a capacitor 30 and the second transformer winding 25. This series circuit bridges the GTO circuit 22. A control electrode 22a of the GTO switch is connected ~ 2Q at a connection point between the threshold element 29 and the capacitor 30.

De van de G.T.O.—schakelaar 22 afgekeerde zijde van de derde transformatorwikkeling 26 is via een parallelschakeling van een tweede kondensator 31 en een 25 tweede weerstand 32 verbonden met de klem 21.The side of the third transformer winding 26 remote from the G.T.O. switch 22 is connected to the terminal 21 via a parallel connection of a second capacitor 31 and a second resistor 32.

Voorts is ter beveiliging van de G.T.O.-schakelaar 22 nog aanwezig een spanningsafhankelijke weerstand (VDR) 33. Deze weerstand 33 overbrugt de G.T.O.-schakelaar 22. Een verdere beveiliging van de G.T.O.-2Q schakelaar 22 bestaat uit een serieschakeling van twee tegen elkaar ingeschakelde zenerdioden 34 en 35. Deze serie-schakeling is aangesloten op een verbindingspunt tussen de schakelaar 22 en de transformator 23 enerzijds en een verbindingspunt tussen het drempelelement 29 en de kondensator 35 30 anderzijds.Furthermore, a voltage-dependent resistor (VDR) 33 is present to protect the GTO switch 22. This resistor 33 bridges the GTO switch 22. A further protection of the GTO-2Q switch 22 consists of a series circuit of two zener diodes which are connected against each other 34 and 35. This series circuit is connected to a connection point between the switch 22 and the transformer 23 on the one hand and a connection point between the threshold element 29 and the capacitor 30 on the other.

Het beschreven circuit van fig. 2 werkt als volgt. Wanneer de ingangsklemmen 20 en 21 worden aangesloten op de wisselspanningsbron, en aannemende dat klem 20 7903579 i - « 1/ f 2.5.1979 / 8 PHN 9bk5 eerst positief is ten opzichte van klem 21, vloeit bij een bepaald spanningsverschil eerst stroom in de keten 20, 28, 29, 30» 25, 26, 31> 21. Dit leidt tot een puls op de stuurelektrode 22a welke de G.T.O.-schakelaar 22 5 geleidend maakt. Dan vloeit er een stroom in de keten 20, 22, 26, 31» 21. Deze ook door de wikkeling 26 vloeiende stroom induceert in de wikkeling 24 een spanning die leidt tot een ontsteken van de ontladingslamp 27. In feite werkt de wikkeling 26 daarbij als een primaire transfor-10 matorwikkeling en de wikkeling 24 als een sekundaire trans— formatorwikkeling.The circuit described in Fig. 2 operates as follows. When the input terminals 20 and 21 are connected to the AC voltage source, and assuming that terminal 20 7903579 i - «1 / f 2.5.1979 / 8 PHN 9bk5 is first positive with respect to terminal 21, current flows in the chain at a given voltage difference 20, 28, 29, 30, 25, 26, 31> 21. This leads to a pulse on the control electrode 22a which makes the GTO switch 22 conductive. Then a current flows in the circuit 20, 22, 26, 31 »21. This current also flowing through the winding 26 induces in the winding 24 a voltage which leads to an ignition of the discharge lamp 27. In fact, the winding 26 acts thereby as a primary transformer winding and the winding 24 as a secondary transformer winding.

Een stroompuls door de transformatorwikkeling 24 en de lamp 27 wekt in die lamp licht op. De genoemde stroompuls, die van de klem 20 afkomstig is, leidt dan, 15 door de werking van de transformator 23, tot een in de wikkeling 25 geïnduceerde spanning die daardoor via de konden-sator 30 een doofpuls aan de stuurelektrode 22a van de schakelaar 22 aanbiedt. Daarop spert de G.T.O.-schakelaar 22. De inmiddels enigszins opgeladen kondensator 31 ontlaadt 20 zich nu deels over de lamp en deels over de weerstand 32.A current pulse through the transformer winding 24 and the lamp 27 generates light in that lamp. The said current pulse, which comes from the terminal 20, then leads, through the operation of the transformer 23, to a voltage induced in the winding 25, which thereby causes a quenching pulse at the control electrode 22a of the switch 22 via the capacitor 30. offers. The G.T.O. switch 22 then blocks the capacitor 31, which has now been slightly charged, discharges partly over the lamp and partly over the resistor 32.

Dan zal de keten 20, 28, 29, 30» &5> 26,317 2 weer stroom gaan voeren, waardoor de G.T.O,-schakelaar 22 andermaal in de geleiding komt, enzovoorts. Het geleidend en weer •ongeleidend worden van de G.T.O.-schakelaar 22 vindt een 25 aantal malen per halve periode van de voedende spanningsbron plaats. Als de polariteit van de spanning tussen de klemmen 20 en 21 is omgekeerd, vloeien de stromen in de andere richting. Zulks eveneens in analogie met de Hj het circuit van fig. 1 beschreven werking.Then the circuit 20, 28, 29, 30 & 5> 26,317 2 will return to current, whereby the G.T.O.switch 22 again enters the conduction, and so on. The G.T.O. switch 22 becomes conductive and non-conductive a number of times per half period of the supplying voltage source. When the polarity of the voltage between terminals 20 and 21 is reversed, the currents flow in the other direction. This also works in analogy with the Hj circuit described in FIG.

30 Het circuit van fig. 2 heeft het voordeel, ten opzichte van het circuit van fig. 1, dat door de spaartransformator 26, 24 aan de lamp 27 een aanzienlijk grotere spanning dan die tussen de klemmen 20, 21-kan worden aangeboden, en wel voor het ontsteken en herontsteken van 35 de lamp bij elke halve periode.The circuit of Fig. 2 has the advantage, compared to the circuit of Fig. 1, that the voltage transformer 26, 24 can supply the lamp 27 with a considerably greater voltage than that between the terminals 20, 21, and for the ignition and re-ignition of the lamp at every half period.

In een uitvoeringsvoorbeeld is de lamp 27 een hogedrukkwikdampontladingslamp van 80 Watt. De weerstand 28 is circa 30 kOhm, de weerstand 32 circa 100 kÖhm. De 7903579 - 5 2.5·1979 9 9bh5 kondensator 30 heeft daarbij een kapaciteit van ongeveer 100 nanoFarad, en de kondensator 31 van ongeveer 33 nanoFarad· De wikkelverhouding van de transformatorwikkelingen 2k, 25, 26 is 16 op 1 op 8. De doorslagspanning van ket 5 drempelelement 29 is circa 30 Volt. De zenerspanning van elk van de beide zenerdioden 3k en 35 is ongeveer 15 Volt.In an exemplary embodiment, the lamp 27 is a high-pressure mercury vapor discharge lamp of 80 watts. Resistor 28 is about 30 kOhm, resistor 32 is about 100 kOhm. The 7903579 - 5 2.5 · 1979 9 9bh5 capacitor 30 has a capacitance of approximately 100 nanoFarad, and the capacitor 31 of approximately 33 nanoFarad · The winding ratio of the transformer windings 2k, 25, 26 is 16 to 1 on 8. The breakdown voltage of ket Threshold element 29 is approximately 30 volts. The zener voltage of each of the two zener diodes 3k and 35 is about 15 volts.

De werkfrequentie is van dezelfde grootte-orde als in ket voorbeeld van fig. 1. De specifieke lichtstroom van de lamp 27 is eveneens ruim 47 lumen/watt. De arbeidsfaktor (cos 10 van ket circuit bedraagt circa 0,9·The operating frequency is of the same order of magnitude as in the example of Fig. 1. The specific luminous flux of the lamp 27 is also more than 47 lumen / watt. The power factor (cos 10 of the circuit is approximately 0.9

De beschreven halfgeleiderballasten kebben ket voordeel, dat deze uit een slechts gering aantal elektrische komponènten bestaan.The described semiconductor ballasts have the advantage that they consist of only a small number of electrical components.

Bovendien geldt voor elk van de halfgeleider-15 ballasten van fig. 1 en fig. 2 dat deze een aanzienlijk kleiner volume innemen dan in ket geval de betreffende lamp op een bekende wijze, met in hoofdzaak een spoel als ballast, gestabiliseerd zou worden. Dit geldt nog temeer indien de zojuist genoemde bekende oplossing van een cos ƒ kondensator 20 zou worden voorzien voor ket verkrijgen van een arbeidsfaktor zoals aangegeven bij de beschreven circuits volgens de uitvinding.Moreover, it applies to each of the semiconductor 15 ballasts of fig. 1 and fig. 2 that they occupy a considerably smaller volume than in case the relevant lamp would be stabilized in a known manner, with essentially a coil as ballast. This is all the more true if the above-mentioned known solution were to be provided with a coscapacitor 20 for obtaining a power factor as indicated in the circuits described according to the invention.

25 30 35 790357925 30 35 7903579

Claims

1 · - Semiconductor ballast for operating a gas and / or darfip discharge lamp, the ballast being equipped with a G.T.O. equipped with a control circuit. (Gate turn-off) switch and an inductance and further 5 of two input terminals intended to be connected to an AC voltage source whose frequency is less than 100 Hz, in the operating condition of the ballast, on the one hand, the two input terminals with are connected to each other via a series circuit of at least the GTO-10 switch, the inductance and the lamp and, on the other hand, the control circuit of the GT0-switch, conducting this switch several times per half period of the AC voltage source. and subsequently de-conducting again, characterized in that the inductance is a first winding of a transformer 15, a second winding of which forms part of the control circuit of the GTO switch and both transformer windings are coupled such that one with the momentary current direction through the GTO switch corresponding current pulse in the first transformer winding leads to a quench pulse for that GTO switch.

2. A semiconductor ballast according to claim 1, characterized in that the transformer is provided with a third winding connected in series with a capacitor, and the combination of the third transformer winding with the first transformer winding as an autotransformer 7903579% 2.5.1979 tl - PHΉ 9hk-5 has been performed.

Semiconductor ballast according to claim 1 or 2, characterized in that the G-.T.O. switch is of a type suitable for two current directions.

4. Semiconductor ballast according to claim 3, characterized in that the control circuit of the Gr.TO switch consists of a series circuit bridging that GT0.-switch of successively a first resistor, a two-sided threshold element, a second capacitor and the second transformer winding. wherein a control electrode of the GTO switch is connected to a connection point between the threshold element and the second capacitor, and the first capacitor is bridged by a second resistor.

Electrical device provided with a semiconductor ballast according to claim 1, 2, 3 or 4, and with a gas and / or vapor discharge lamp to be operated via said ballast, characterized in that said lamp is a metal vapor discharge lamp. ✓ * 20 25 30 35 7903579