NL8006867A

NL8006867A - Snelle starter voor een fluorescentielamp.

Info

Publication number: NL8006867A
Application number: NL8006867A
Authority: NL
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Tdk Electronics Co Ltd
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1981-07-16
Also published as: FR2473246A1; CA1149442A; NL184451B; DE3047367A1; FR2473246B1; GB2066001B; NL184451C; US4360762A; GB2066001A; DE3047367C2

Description

% * X Sch/Se/TDK-9

Snelle starter voor een fluorescentielamp

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde startschakelaar voor een fluorescentielamp en in het bijzonder op een dergelijke startschakelaar, die in staat is een fluorescentielamp zeer snel te ontsteken, 5 Fig.ll toont een gebruikelijk start-fluorescen- tielampsysteem met voorverhitting. In het algemeen omvat een fluorescentielampsysteem, een natriumlampsysteem of een kwiklampsysteem een gasontladingslamp 1 met twee warme kathoden la en lb, een als zelfinductie uitgevoerde ballast 10 2 voor het opwekken van de hoge ontsteekspanning voor het starten van de ontlading van de lamp en het beperken van de ontlaadstroom na ontsteking, alsmede een glimschakelaar G met een bimetaal. Wanneer in een dergelijk gebruikelijk fluorescentielampsysteem een schakelaar SW is ingeschakeld, wordt 15 een keten, bestaande uit een ballast 2, twee kathoden la en lb van een fluorescentielamp , en een glimschakelaar G gesloten, en vloeit een elektrische stroom door die keten.

Aldus worden de wanne kathoden la en lb verwarmd. Vervolgens wordt de genoemde glimschakelaar G uitgeschakeld. Als gevolg 20 van de plotselinge uitschakeling van de stroom door de glimschakelaar wekt de zelfinduktie 2 de hoge spanning op waardoor de lamp 1 kan ontsteken. Wanneer de ontlading van de lamp begint, wordt de stroom door de lamp beperkt door de zelfinduktie 2.

. 25 Een gebruikelijk fluorescentielampsysteem bezit evenwel het nadeel, dat het lange tijd duurt, voordat de ontlading van de fluorescentielamp is gestart. Gewoonlijk duurt het meer dan 3 sekonden , voordat na het inschakelen van de schakelaar de lamp licht geeft. Daarom bestond be-30 hoefte aan een snel startende lamp, die licht begint te geven kort nadat de schakelaar is ingeschakeld. Een ander nadeel van een gebruikelijk fluorescentielamp is de aanwezigheid van een glimschakelaar, die voorzien is van een bimetaal. Als gevolg van de aanwezigheid van een bimetaal, die 8 00 68 6 7 -2- L— een metalen kontakt bezit, is de levensduur van dat kontakt niet lang en dient de glimschakelaar vaak te worden vervangen.

Reeds zijn enkele voorstellen gedaan voor het over-5 winnen van de genoemde nadelen van een gebruikelijke fluores-centielamp en zijn een snel startende fluorescentielamp (engels: quick start fluorescent lamp en rapid start fluorescent lamp) of een onmiddellijk startende fluorescentielamp bekend. Een dergelijke snel startende fluorescentielamp 10 bezit evenwel het nadeel, dat de specifieke structuur van de lamp dient te worden gebruikt. Daardoor zijn de bovengenoemde voorstellen niet bij machte, de starttijd van een gebruikelijke fluorescentielamp van het type met glimschakelaar te verkorten.

15 De uitvinding stelt zich ten doel, een nieuwe en verbeterde starterschakelaar te verschaffen, waardoor de nadelen ende beperkingen van een bekend fluorescentielamp-systeem zijn weggenomen.

Tevens stelt de uitvinding zich ten doel een 20 starterschakelaar te verschaffen waarmee een snelle ontsteking van een fluorescentielamp wordt verkregen, welke schakelaar kan worden opgenomen in de fitting van een bekende glimschakelaar.

De genoemde en verdere doelstellingen worden ver-25 wezenlijkt door een starterschakelaar met een verbindingskap voor het elektrisch verbinden van de starterschakelaar met een uitwendige keten en het dragen van de starterschakelaar welke kap kan worden opgenomen in een fitting voor een gebruikelijke glimschakelaar voor een fluorescentielamp? een draag-30 plaat voor een gedrukte schakeling waarop tenminste een niet-lineaire kapaciteit is aangebracht, welke kapaciteit niet-lineaire verzadigingskarakteristieken vertoont, zijnde het verband tussen de aan de kapaciteit aangelegde spanning en de in de kapaciteit opgeslagen lading, alsmede een in hoofd-35 zaak parallel met de niet-lineaire kapaciteit aangebrachte halfgeleider-schakeleenheid; twee stroomgeleiders voor de elektrische koppeling tussen de plaat voor de gedrukte schakeling 800686 7 “3“ * 4 en de verbindingskap,en voor het dragen van de plaat voor de gedrukte schakeling? alsmede een aan de bevestigings-kap bevestigd huis, dat de gedrukte-schakelingsplaat en de genoemde stroomgeleiders afdekt.

5 Volgens een ander uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige starterschakelaar vertoont de niet-lineaire kapa-citeit een cilindrische vorm en is de draagplaat voor de gedrukte schakeling daarbinnen bevestigd. In deze configuratie wordt een grote kapaciteitswaarde van de niet-lineaire 10 kapaciteit bereikt, aangezien een grote niet-lineaire kapaci-teit beschikbaar is in een relatief klein huis.-

Bij voorkeur bestaat het dielektrische lichaam van de niet-lineaire kapaciteit uit een polykristallijn lichaam van B T.O, en B S O-, met 90 tot 98 mol.% B T.0o en a i 3 an3 a r 3 15 10 tot.2 mol.% Basn°3/ terwijl de gemiddelde diameter van een gesinterd lichaam van de kristallen zich in het gebied tussen 10^um tot 60^um ligt.

Verdere kenmerken en bijzonderheden zullen worden genoemd en toegelicht aan de hand van de bijgevoegde 20 tekening. Hierin tonen:

Figuren IA en 1B een schakelschema van een fluorescentie lampsysteem, waarin de onderhavige starterschakelaar wordt toegepast;

Figuur 2Aeen 2B de karakteristieken van een niet-25 lineaire kapaciteit, die wordt toegepast bij de onderhavige uitvinding;

Figuur 3 de golfvorm van de spanning over de niet-lineaire kapaciteit in de onderhavige starterschakelaar?

Figuur 4a de structuur van de starterschakelaar 30 volgens de uitvinding;

Figuur 4B een variant van de structuur volgens fig.4A;

Figuur 5A en 5B de draagplaat voor de gedrukte schakeling met schakelingselementen in de starterschakelaar 35 volgens fig.4A;

Figuur 6 de opbouw van een andere starterschakelaar volgens de uitvinding; 8 0 0 68 6 7 -4-

Figuur 7 A en 7B weer een ander uitvoeringsvoor-beeld van de starterschakelaar volgens de uitvinding;

Figuur 8 de structuur van weer een ander uit-voeringsvoorbeeld van de starterschakelaar volgens de uit-5 vinding;

Figuur 9 en 10 karakteristieken van de in de onderhavige starterschakelaar toegepaste niet-lineaire kapaci-teit; en

Figuur 11 het schakelschema van een gebruikelijk 10 fluorescentielampsysteem.

Fig.IA toont een schema van een fluorescentielamp systeem , waarin de onderhavige uitvinding wordt toegepast, welke schakeling een snelle start van het licht geven van een lamp verzekert. In fig.lAverwijst het getal 1 naar een 15 fluorescentielamp of een gasontladingslamp met twee warme kathoden la en 1b, terwijl 2 een ballast is, die is uitgevoerd als zelfinductie en dient voor het beperken van de ontladingsstroom in de lamp 1 en voor het vergemakkelijken van de start van het licht geven van de lamp 1. Het referen-20 tiegetal 3 is een condensator met niet-lineaire eigenschappen, zoals in de figuren 2A en 2B is weergegeven. Het ver-wijzingsgetal 4 verwijst naar een schakeleenheid, die als halfgeleiderelement is uitgevoerd. De combinatie P met het niet-lineaire kapaciteitselement 3 en de schakeleenheid 4 25 vormt een starterschakelaar, en er wordt op gewezen, dat de starterschakelaar P een gebruikelijke glimschakelaar kan vervangen zonder enige wijziging in andere schakelingsele-menten en de opbouw van een gebruikelijke fluorescentielamp van het type met glimschakelaar. Dat betekent, dat uitslui-30 tend de vervanging van een gebruikelijke glimschakelaar door de onderhavige startschakelaar P een fluorescentielamp met snelle start oplevert. Het schema van de startschakelaar P is in fig.lB weergegeven.

Allereerst zal de theoretische analyse van het 35 snelstartsysteem worden beschreven aan de hand van de figuren 2A,2B en 3.

De figuren 2A en 2B tonen de niet-lineaire karak- 8008867 * t -5- _.

teristieken van de kapaciteit 3, waarbij de horizontale as de over de condensator aangelegde spanning weergeeft en de vertikale as de in de condensator 3 opgeslagen lading. Er wordt op gewezen, dat het verband tussen de spanning over en 5 de lading op een normale condensator lineair is , zoals in de figuren 2A en 2B met de onderbroken lijnen is weergegeven. De niet-lineaire kapaciteit volgens de getrokken lijnen in de figuren 2A en 2B is verkregen door toepassing van een ferro-elektrisch materiaal, bijvoorbeeld bariumtitanaat, als 10 dielektrische laag, die is opgenomen tussen twee elektroden van een condensator. Wanneer het ferro-elektrische materiaal een éënkristal is, worden de hysterese karakteristieken volgens fig.2A verkregen, en wanneer het ferro-elektrische materiaal polykristallijn is, worden de verzadigingskarakteris-15 tieken volgens fig.2B verkregen. Het zal aan de hand van de figuren 2A en 2B duidelijk zijn, dat voor de in een condensator opgeslagen lading een zekere verzadiging optreedt. Wanneer dus een niet-lineaire condensator verzadigd raakt, vloeit geen stroom naar de condensator, zelfs indien daarover een 20 spanning wordt aangelegd. Toepassing van de genoemde niet- lineaire kapaciteit is een belangrijk kenmerk van de onderhavige uitvinding. De genoemde niet-lineaireCapaciteit wordt in de handel gebracht door TDK Electronics Co.Ltd., Tokyo, Japan.

25 Terug naar de figuren IA en 1B; de starterschake- laar P vertoont een serie keten van de weerstand R^, de niet-lineaire kapaciteit Cn en de parallelschakeling van de diode D^ en de weerstand R^. Deze serie keten is in fig.lA gemakshalve aangeduid met het verwijzingsgetal 3. De schakel-30 eenheid 4 vertoont een serieketen van de diode D^ en een doorbreek-halfgeleiderschakelaar D2· De weerstand R3 is parallel geschakeld met de halfgeleiderschakelaar. D2 en een andere weerstand R2 is parallel geschakeld met de serieketen van de diode D^ en de halfgeleiderschakelaar D2· Aangenomen wordt, 35 dat een doorbreek-halfgeleiderschakelaar zodanig werkt, dat hij geleidt wanneer de spanning over de halfgeleiderschakelaar een eerste vooraf bepaalde waarde overschrijdt, terwijl ..... 8 0 0 6 86 7 -6- de geleidende toestand wordt gehandhaafd zolang de stroom door de halfgeleiderschakelaar boven een andere vooraf bepaalde waarde ligt, welke laatstgenoemde waarde lager is dan de eerst genoemde waarde. De halfgeleiderschakelaar 5 van het genoemde type is uitgevoerd als Schockley diode, of een bestuurbare silicium-gelijkrichter (SCR). In fig.

1B is de polariteit of de richting van de diode tegengesteld aan die van de diode D^. De weerstanden R1,R2*R3 en R^ zijn aanwezig ter verzekering van een stabiele werking 10 van de schakeling.

Nu zal de werking van de starterschakelaar volgens de uitvinding aan de hand van de figuren 1B en 3 worden beschreven. Aangenomen wordt dat een wisselspanning e wordt aangelegd over de aansluitingen U en V en dat in de begin-15 toestand (tijdstip tQ) de halfgeleiderschakelaar D2 niet geleidt. Wanneer de bronspanning e toeneemt tijdens de positieve haltfe cyclus, wordt een spanning ter grootte van ongeveer de waarde e aangelegd over de halfgeleider schakelaar Ö2* Wanneer dus de instantane spanning van de bron de door-20 breekspanning van de halfgeleiderschakelaar D2 bereikt op het tijdstip t^zie fig.3), geleidt de halfgeleiderschakelaar D2 en vloeit vervolgens de wisselstroom in de keten vanaf de aansluiting ü, via de ballast 2, de eerste gloeidraad la van de lamp 1, de diode D^ de halfgeleiderschakelaar D2, 25 de tweede gloeidraad lb van de lamp 1, naar de aansluiting V. De elektrische stroom zorgt voor voorverhitting van gloei-draden la en lb. De spanning over de niet-lineaire kapaci-teit Cn is nagenoeg nul in het interval, waarin de halfgeleiderschakelaar D2 geleidt, zoals in fig.3 is weergegeven.

30 Fig.3 toont de spanning over een niet-lineaire kapaciteit

Cn met de getrokken lijn. Wanneer de stroom in de halfgeleiderschakelaar D2 afneemt, en die stroom onder de houdstroom van de halfgeleiderschakelaar D2 daalt, wordt de halfgeleiderschakelaar D2 uitgeschakeld en komt in de niet-geleidende 35 toestand.

Er wordt voor dit geval op gewezen, dat de ballast 2 , een inductief element, aanwezig is. In een inductief element is de stroom I2 in de ballast 2 met ongeveer 90° ver- 800586 7 -7- * * traagd, ten opzichte van de spanning- Wanneer dus de half-geleiderschakelaar D2 op het tijdstip t2 (zie fig.3) wordt uitgeschakeld, verkeert de spanning in het negatieve gebied, volgend op het voorafgaande positieve gebied volgens 5 fig.3. De aandacht wordt erop gevestigd, dat de spanning is kortgesloten door de halfgeleiderschakelaar D2, wanneer die schakelaar D2 geleidt. Wanneer de schakelaar D2 is uitgeschakeld, wordt die spanning niet langer kortgesloten en wordt vervolgens de niet-lineaire kapaciteit Cn opgeladen 10 tot de hoge spanning, waarbij in de notatie volgens fig.lB de elektrode A negatief en de elektrode B positief is. Aangezien evenwel de condensator Cn de verzadigingskarakteris-tieken volgens de fig.2A of 2 B bezit, raakt de kapaciteit Cn in korte tijd in verzadiging en neemt de laadstroom naar 15 de condensator C snel af ofwel wordt onderbroken. De onder- n breking van de stroom door de condensator Cn geeft een onderbreking van de stroom in de inductieve ballast 2, waardoor deze inductieve ballast 2 een hoge tegen-emk opwekt in overeenstemming met de zelfinductie van de ballast 2 en de 20 naar de tijd gedifferentieerde stroom (dl2/dt). Deze tegen-emk, die hoger is dan de ontsteekspanning van de lamp 1, triggert het ontsteken van de lamp 1, mits de gloeidraden la en lb zijn voorverhit. Aangezien de bovengenoemde werking elke cyclus van de voedingswisselspanning wordt herhaald, 25 worden de gloeidraden la en lb gedurende en t2 (zie fig.

3) opgewarmd, en deze gloeidraden zijn in korte tijd voldoende voorverhit.

In de bovenstaande configuratie is de starttijd van het inschakelen van een schakelaar (niet getekend) tot 30 het ontsteken van de lamp 1, of de voorverhittingstijd van de gloeidraden, aanzienlijk korter dan die van een gebruikelijke fluorescentielamp van het type met glimschakelaar. Volgens het voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding verzorgt de startschakelaar volgens fig.l het 35 starten van een fluorescentielamp in 0,4 - 0,8 sekonden.

Voor het verzekeren van de bovengenoemde werking dient de doorbreekspanning van de halfgeleiderschakelaar D2 8006857 -8- - hoger te zijn dan de ontladingsspanning voor het handhaven van de ontlading in de lamp 1, zodanig, dat de halfgeleider-schakelaar D2 niet geleidt na ontsteking van de lamp 1. Verder wordt er de aandacht op gevestigd, dat de verzadigings-5 spanning Eg van de niet-lineaire kapaciteit Cn lager dient te zijn dan de piekspanning van de voedingsbron.

De aandacht wordt erop gevestigd, dat de start- schakelaar P volgens de uitvinding volledig compatibel is met een gebruikelijke glimschakelaar voor wat betreft de elek-10 trische schakeling. Indien derhalve de afmetingen van de startschakelaar praktisch gelijk zijn aan die van een gebruikelijke glimschakelaar, en de aansluiting of verbindingspen-nen van de starterschakelaar gelijk zijn aan die van een gebruikelijke glimschakelaar, kan de onderhavige startschake-15 laar een glimschakelaar in een gebruikelijk fluorescentielamp systeem vervangen. Deze compatibele startschakelaar is mogelijk door toepassing van een kleine niet-lineaire kapaciteit, tezamen met de gebruikelijke dioden, weerstanden en een half-geleiderschakelaar. De geringe afmetingen van een niet-lineai-20 re condensator met de buitengewoon goede karakteristieken is mogelijk door toepassing van de later te beschrijven, specifieke dielektrische laag. Aldus kan de onderhavige startschakelaar P worden aangebracht in een huis met de afmetingen van 18 mm diameter en 40 mm hoogte, of 22 mm diameter en 38 25 mm hoogte, hetgeen een volledige compatibiliteit inhoudt met een gebruikelijke glimschakelaar.

Nu volgt een beschrijving van de mechanische opbouw van de compatibele startschakelaar volgens de uitvinding.

30 Fig.4A toont de structuur van de onderhavige startschakelaar. In fig.4A is een huis 5 weergegeven met een cilindrische afdekking 7 en een geleidende cilindrische schroefkap 6, die dienst doet als verbindingselement. De afdekking 7 vertoont een cilindrische zijwand 7a en een cirkel-35 vormige bovenplaat 7b en het afdekelement 7 bestaat uit een niet-geleidend materiaal, b.v. een kunststof. De schroefkap 6 , die geleidend is, en is vastgehecht aan het afdekelement 7, bezit een van een schroef 8 voorziene zijwand 6a, alsmede 8006867 / c -9- een dielektrisch lichaam 9 aan het uiteinde van de schröef-kap 6. Tevens is ter plaatse van het midden van het dielektrische lichaam 9 een geleidend orgaan 10 aanwezig, zodanig, dat dit geïsoleerd is van de zijwand 6a. Aangenomen wordt, dat 5 de opbouw van de schroefkap 6 met inbegrip van zijn diameter lengte en de spoed van de schroef 8, zodanig is , dat de onderhavige startschakelaar compatibel is met een gebruikelijke glimschakelaar.

De gedrukte-schakelingsplaat 12 met de dielektri-10 sche plaat 12A en het gedrukte geleidende patroon 12' op het ene vlak van de dielektrische plaat 12A is aanwezig en de schakelingscomponenten 13 (met inbegrip van de diode D^, de halfgeleiderschakelaar D2, de Diode D3 , de niet-lineair kapaciteit Cn, en de weerstanden t/m R^) zijn op de gedruk-15 te-schakelingsplaat 12 aangebracht. Deze schakelingscomponenten zijn van het discrete type in plaats van dat zij zijn uitgevoerd als geïntegreerde schakeling, aangezien de schaal van de schakeling gering is. En de vervaardigingskosten van de schakeling met discrete componenten lager zijn dan in het ge-. 20 val, waarin voor de uitvinding gebruik zou worden gemaakt van een geïntegreerde schakeling.

De gedrukte-schakelingsplaat 12 is door de stroom-toevoerleidingen 14 en 15 bevestigd met de schroefkap 6.

Eén einde van de leiding 14 is verbonden met de gedrukte-25 schakelingsplaat 12 en het andere einde van de leiding 14 is met soldeer 16 gesoldeerd aan het geleidende orgaan 10. Anderzijds is het ene einde van de andere leiding 15 verbonden met de gedrukte schakelingsplaat 12 en is het andere einde van de leiding 15 vastgesoldeerd aan de binnenwand van de 30 schroefkap 6. Wanneer dus de onderhavige startschakelaar wordt ingestoken in een fitting van een glimschakelaar, wordt de onderhavige inrichting met de schakeling verbonden via de leidingen 14 en 15. De leidingen 14 en 15 doen beide dienst als steunorgaan voor het dragen van de gedrukte-schakelings-35 plaat 12 in het huis 5.

De niet-lineaire kapaciteit 11 (C ), die een cirkelvormige of rechthoekige dielektrische schijf 11a en twee 8 0 0 686 7 -10- aan weerszijden daarvan bevestigde elektroden 11b en 11c omvat, is eveneens aangebracht op het schakelingspatroon 12' op de gedrukte-schakelingsplaat 12 door middel van de verbindingsleidingen lid en 11e. De einden van die leidin-5 gen lid en 11e zijn resp. verbonden met de elektrode 11b en 11c. De dielektrische schijf 11a bestaat uit polykristallijn materiaal, in dit uitvoeringsvoorbeeld vervaardigd van Ba(Ti-Sn)03. In dit polykristallijne materiaal worden de scherpe stijgkarakteristieken in de spannings-ladingskromme 10 (zie fig.2A of fig.2B) bereikt, en die steile stijgkromme, verschaft de hoge tegen-emk in de ballast 2, fie een stabiele ontsteking van een fluorescentielamp vergemakkelijkt.

De samenstelling van de dielektrische schijf lla zal later aan de hand van de figuren 9 en 10 meer in detail worden be-15 sproken. Bij voorkeur worden twee niet-lineaire kapaciteiten 11 en 11A toegepast, zoals in fig.4B is weergegeven. In dit geval zijn deze twee kapaciteiten onderling parallel geschakeld ter verkrijging van de hogere tegen-emk.

De dielektrische schijf 11b trilt mechanisch, wan-20 neer een wisselspanning aan de kapaciteit wordt aangelegd, aangezien de dielektrische schijf is vervaardigd uit ferro-elektrisch materiaal. Voor het absorberen van die trillingen en teneinde te voorkomen, dat die trillingen worden overgedra-gen naar de gedrukte-schakelingsplaat, zijn de stroomtoevoer-25 leidingen lid en lie van de condensator bij voorkeur langer dan 7 mm , bij een diameter van 0,5-0,8 mm, indien de leidingen van koper zijn vervaardigd. Met het oog op het absorberen van de trillingen wordt de geringste diameter bij voorkeur toegepast, en die voorgestelde diameter is een compromis tus-30 sen enerzijds een goede trillingsabsorptie en anderzijds de sterkte voor het dragen van het gewicht van de condensator door de leidingen. Verder is de lengte van de toevoerleiding lid gelijk aan die van de leiding 11e, zodanig, dat de spanning in de leidingen door trillingen zich gelijkelijk verdeelt 35 over !de twee leidingen

Fig.5Atoont een bovenaanzicht van de gedrukte-schakelingsplaat 12 met de schakelingscomponenten en fig.5B is een zijaanzicht van de inrichting volgens fig.5A. De ge- 8 0 0 686 7 * * -11- u— * drukte-schakelingsplaat 12 bezit de geleidende patronen 12a t/m 12e op de dielektrische plaat. Deze patronen zijn op de dielektrische plaat aangebracht door middel van bijvoorbeeld een zeefdrukprocede. De weerstand is tussen de 5 patronen 12a en 12e aangebracht, de weerstand ^ tussen de patronen 12a en 12b, de weerstand R^ tussen de patronen 12b en 12c, en de weerstand R^ tussen de patronen 12b en 12d; de weerstanden R^ t/m R^ kunnen zijn uitgevoerd als discrete weerstanden of gedrukte weerstanden, die door middel van het 10 zijde-zeefdrukprocede op de gedrukte -schakelingsplaat 12 zijn gedrukt. De diode D^ is aangebracht tussen de patronen 12a en 12c, de halfgeleiderschakelaar D2 tussen de patronen 12b en 12c, en de diode D^ tussen de patronen 12b en 12d, zodanig, dat de polariteit van deze dioden en de hal'fgeleider-15 schakelaar overeenstemt met het schema volgens fig.lB.

Tevens is de niet-lineaire kapaciteit 11 over de patronen 12d en 12e aangesloten d.m.v. de stroomtoevoerleidingen lid en 11e Indien de enkelvoudige niet-lineaire kapaciteit 12 wordt toegepast, zoals in fig.4A is weergegeven, bevindt de kapaci-20 teit 11 zich aan de achterzijde van de plaat 12, die niet is voorzien van geleidende patronen, zoals in fig.4A is weergegeven, met een zekere ruimte tussen de kapaciteit en de plaat. Indien twee niet-lineaire condensatoren worden toegepast, zijn deze condensatoren ter weerszijden van de gedruk-25 te schakelingsplaat geplaatst, zoals in fig.4B is getoond.

De stroomtoevoerleidingen 14 en 15 voor het dragen van de plaat 12 en verbinding daarvan met een uitwendige schakeling, zijn resp. met de patronen 12b en 12a verbonden. De verbinding tussen de schakelingscomponenten en de leidingen op de 30 plaat 12 is tot stand gekomen door- solderen.

Een aantal wijzigingen op de fig.5A en 5B zijn mogelijk. Bijvoorbeeld kan de niet-lineaire kapaciteit 11 zijn vastgehecht op het achtervlak van de plaat 12, zodat de kapaciteit 12 stevig is bevestigd. Verder kan de dielektrische 35 schijf 11a van de niet-lineaire kapaciteit 11 tevens dienst doen als de dielektrische plaat 12A van de gedrukte-schake-lingsplaat 12. In dat geval zijn de elektroden 11b en 11c 8 0 0 686 7 -12- van de kapaciteit 11 aanwezig op een deel van de ferroelek-trische dielektrische plaat 11a en zijn de geleidende patronen 12a t/m 12e aanwezig op andere gedeelten van de dielektrische plaat 11a, terwijl de schakelingscomponenten op die 5 plaat 11a zijn aangebracht. In deze configuratie kan worden afgezien van een afzonderlijke gedrukte-schakelingsplaat 12 en kan de starter kleiner zijn.

Fig.6 toont een andere opbouw van de onderhavige startschakelaar; in dit uitvoeringsvoorbeeld is de dielektri-10 sche cirkelvormige bodemplaat 5a aanwezig en zijn twee ver-bindingspennen 18 en 19 bevestigd aan die bodemplaat 5a.

De gedrukte-rschakelingsplaat 12 is door de stroomtoevoerleidingen 14 en 15 verbonden met die pennen 18 en 19. Het dielektrische cilindrische bedekkingshuis 5 dekt de inrichting 15 af door bevestiging daarvan aan de bodemplaat 5a door een snap-verbinding of door kleef middelen. In het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig.6 kan de bedekking 5 zijn vervaardigd van niet-geleidend materiaal zoals kunststof of geleidend materiaal zoals aluminium. De keuze van de structuur volgens 20 fig.4A of fig.6 is afhankelijk van de opbouw van de fitting, die in een fluorescentielamp systeem is toegepast.

Figuur 7A toont een dwarsdoorsnede van weer een andere structuur van de onderhavige startschakelaar, en fig.

7B toont het perspektivisch aanzicht daarvan met verwijderd 25 huis 7. Het bijzondere van dit uitvoeringsvoorbeeld is de toepassing van de cilindrische niet-lineaire kapaciteit 21, die is voorzien van het cilindrische ferro-elektrische dielektrische lichaam 2la, de op het binnenvlak van het cilindrische lichaam 21a aangebrachte binnenelektrode, de aan het 30 buitenoppervlak van het cilindrische lichaam 21a bevestigde buitenelektrode 21c en de met de binnenelektrode 21b verbonden stroomtoevoerleiding 2ld. De rest van de opbouw van het uitvoeringsvoorbeeld volgens de figuren 7A en 7B is gelijk aan die volgens fig.4A.

35 Volgens fig.7A en 7B is een huis 5 met een cilin drische bedekking 7 en een geleidende schroefkap 6 aanwezig.

De bedekking 7 bezit een cilindrische zijwand en een cirkel- 8 0 0 6 8 3 7 -13- vormige bovenplaat, en de bedekking 7 bestaat uit niet-ge-leidend materiaal zoals kunststof. De schroefkap 6 bezit een cilindrische zijwand 6a met een schroef 8 en bestaat uit geleidend materiaal. De schroefkap 6 bezit eveneens een di-5 elektrisch lichaam 9 aan het uiteinde daarvan en een ter plaatse van het midden van het dielektrische lichaam 9 aangebracht geleidend orgaan 10, zodanig, dat het geleidende orgaan 10 van de schroefkap 6 is geïsoleerd. De structuur van de schroefkap 6 met inbegrip van de diameter, lengte, en de 10 spoed van de schroef 8, is compatibel met een gebruikelijke glimschakelaar. Het einde van de schroefkap 6 is bevestigd aan het korresponderende einde van de bedekking 7 door middel van bijvoorbeeld kleefmiddelen. Bij voorkeur is een flens 7' aanwezig aan het einde van de bedekking 7, welke flens 7* 15 samenwerkt met de korresponderende flens 6b ter plaatse van het einde van de schroefkap 6. De gedrukte-schakelingsplaat met de schakelingselementen 13 (met inbegrip van de diode D1 de halfgeleiderschakelaar D2, de diode D^, en de weerstanden R^ t/m R^ en met uitsluiting van de niet-lineaire kapaciteit 20 C ) is eveneens aanwezig.

De gedrukte-schakelingsplaat 12 wordt gedragen door de schroefkap 6 door de stroomtoevoerleidingen 14 en 15, die tevens dienst doen als stroomtoevoerleidingen voor de elektrische koppeling tussen de gedrukte-schakelingsplaat 12 25 en de kap 6. De stroomleiding 14 is verbonden met de schroefkap 6 en de stroomleiding 15 met het geleidende orgaan 10.

De gedrukte -schakelingsplaat 12 is.ingestoken in de cilindrische kapaciteit 21, zodanig, dat de buitenelektrode 21c in kontakt verkeert met het binnenvlak van de schroefkap 6.

30 De binnenelektrode 21b van de kapaciteit 21 is door de stroomleiding 2ld verbonden met de gedrukte-schakelingsplaat 12. Op deze wijze is de halve eenheid van de startschakelaar volgens fig.7B verkregen. De startschakelaar wordt voltooid door het aanbrengen van de bedekking 7 op de genoemde halve 35 eenheid.

Het uitvoeringsvoorbeeld volgens de fig.7A en 7B ' waarin gebruik wordt gemaakt van een cilindrische niet-lineaire kapaciteit. bezit het voordeel, dat de naar elkaar toe 8 0 0 686 1 i_— - -14- gerichte oppervlakken van de elektroden 21b en 2lc aanzienlijk groter zijn dan van de kapaciteit 11 volgens fig.

4A, en een grote lading kan worden opgeslagen in de kapaciteit, waardoor een hogere ontsteekspanning en een stabiele 5 ontsteekwerking is verkregen.

Fig.8 toont weer een ander uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige startschakelaar. In dit uitvoeringsvoorbeeld is de uitvoeringsvorm volgens fig.6 toegepast in samenhang met een cilindrische niet-lineaire kapaciteit. In dit 10 uitvoeringsvoorbeeld is de dielektrische cirkelvormige bodemplaat 5a aanwezig, en zijn twee verbindingspennen 18 en 19 aan die bodemplaat 5a bevestigd. De gedrukte-schakelingsplaat 12 is door de stroomgeleiders 14 en 15 met die pennen 18 en 19 verbonden, en de cilindrische kapaciteit 21 is door de 15 stroomgeleiders 2ld en 21e met de plaat 12 verbonden. De huisbedekking 5 van kunststof of aluminium dekt de inrichting af door bevestiging daarvan aan de bodemplaat 5a door een snapverbinding of kleefmiddelen. Het spreekt vanzelf, dat de keuze van de structuur volgens de fig.7A en 7B of fig. 20 8 afhankelijk is van de opbouw van de in een fluorescentie- lamp systeem toegepaste fitting.

Nu volgt een beschrijving van het dielektrische lichaam van een niet-lineaire kapaciteit. De niet-lineaire kapaciteit moet een hoge spanning afgeven aan een fluorescen- 25 tielamp en de dielektrische doorbreekspanning moet hoog zijn.

Tijdens experimenten is vastgesteld, dat die eigenschappen kunnen worden verkregen door toepassing van de combinatie van B T. O- en B S O-, als dielektrisch lichaam van een niet-a ï 3 a n 3 lineaire kapaciteit, waarbij de combinatie verhouding van 30 de twee grondstoffen en de diameter van het materiaal goed moet worden beheerst.

(Proef)

De grondstoffen B CO,, T.0o en S_0o worden ge-mengd met het toevoegmiddel MnCO^ en kleimateriaal in een 35 pot, een en ander in natte toestand. Het mengsel wordt gedroogd en vooraf gesinterd bij een temperatuur van 1150°C gedurende 2 uur. Vervolgens wordt het mengsel gepoederd, zodat de gewenste gemiddelde korrelafmetingen worden verkre- 8006867 -15- gen. Daarna wordt een bindmiddel toegevoegd aan het poeder-mengsel en wordt door een 10-tons persmachine een schijf gevormd met een diameter van 16,5 mm en een dikte van 0,6mm. Deze schijf wordt gesinterd bij een temperatuur van 1400-5 1500°C gedurende 2 uur. Vervolgens wordt de verkregen kris talstructuur onderzocht om de gemiddelde diameter van de kristallen na te gaan door het tellen van het aantal kristallen per eenheid van lengte. Vervolgens worden twee zil-verelektroden bevestigd op het verkregen produkt (de dielek-10 trische schijf) bij een temperatuur van 780°C, waardoor een condensator is verkregen. De aldus verkregen condensator wordt in de schakeling volgens fig.lB geplaatst als niet-lineaire kapaciteit Cn en de amplitude van de pulsspanning PV (zie fig.3) wordt gemeten, terwijl de voedingsspanning 15 100 Volt bedraagt- Tevens wordt de dielektrische doorbreek- spanning van de schijf gemeten. De aldus verkregen pulsspanning en de dielektrische doorbreekspanning zijn afhankelijk van de gemiddelde diameter van de kristallen en de verhouding tussen de materialen. De uitkomsten van de proefneming 20 zijn in de fig.9 en 10 weergegeven.

Fig.9 toont het verband tussen de van de condensator afkomstige, in een ballast geïnduceerde pulsspanning (vertikale as) en de gemiddelde diameter van de kristallen (horizontale as), alsmede het verband tussen de dielektri-25 sche doorbreekspanning (vertikale as) en de gemiddelde diameter van de kristallen (horizontale as). Het zal duidelijk zijn, dat de hoogste pulsspanningen.en de hoogste dielektrische doorbreekspanningen de voorkeur verdienen. Het zal aan . de hand van fig.9 duidelijk zijn, dat, wanneer de gemiddelde 30 diameter van de kristallen zich in het gebied tussen lO^um en 60^um bevindt., de verkregen pulsspanning hoger is dan 770 Volt, hetgeen voldoende is voor het ontsteken van een fluorescentielamp. Wanneer de gemiddelde diameter van de kristallen groter is dan 60^um, neemt de dielektrische 35 doorbreekspanning te veel af. Daarom ligt bij voorkeur de gemiddelde diameter van de kristallen in het gebied tussen lO^um en 60^um.

8 0 0 686 7 -16- u—

Voor het geval waarin de gemiddelde diameter van de kristallen zich in het bovengenoemde gebied bevindt, voldoet het verband tussen de verkregen pulsspanning, de omgevingstemperatuur en de mengverhouding van de materialen 5 (B T.O,}en B S.0o) aan de grafische weergave volgens fig.10, waarin de horizontale as de omgevingstemperatuur representeert , de vertikale as de verkregen pulsspanning weergeeft, en de verhouding (in mol %) van de materialen volgens de krommen (a) t/m (e) hieronder is weergegeven .

10 _mol %_

Kromme B T

a i 3 a η 3 15 __ a '> 96 4 b 90 10 c 98 2 20 a loo o e 84 16

Het zal aan de hand van fig.10 duidelijk zijn, 25 dat, wanneer het mol-percentage van zich bevindt in het gebied van 90 tot 98 (waarbij het korresponderende percentage Β&τ^03 zich in het gebied tussen 2 en 10 bevindt), de pulsspanning hoger is dan 500 Volt, hetgeen genoeg is voor het ontsteken van een lamp, in het temperatuurtrajekt 2Q tussen -30°C en +60°c . De kromme (d) en de kromme (e) zijn niet geschikt voor het ontsteken van een fluorescentie-lamp, aangezien de pulsspanning met hogere temperaturen afneemt. Daarom is het voorkeursgebied van het molpercentage van B T.CL en B S 0-. als volgt: het molpercentage van

3, 1 j 3 Π J

35 BaTi°3 ^11 het 9et,ie<^ tussen 90 en 98, en het molpercentage B T.o, in het gebied tussen 10 en 2.

3 1 J

Zoals boven in detail is vermeld, kan de onder- 8 0 0 686 7 -17- ha vi ge startschakelaar met een niet-lineaire kapaciteit en een schakelelement een gebruikelijke glimschakelaar vervangen , en brengt een snelstarten van een fluorescentie-lamp met zich mee.

5 Uit het voorgaande zal duidelijk zijn, dat een nieuwe en verbeterde startschakelaar voor een fluorescentie-lamp is gevonden. De uitvinding beperkt zich niet tot de beschreven uitvoeringsvoorbeelden.

# 8 0 016 8 6 7

Claims

1. Startschakelaar voor een fluorescentielamp, die in serie dient te worden geschakeld met een ballast en twee gloeidraden van een f luorescentielamp cpkenmerkt door a) een verbindingskap voor het elektrische verbin- 5 den van de startschakelaar met een uitwendige schakeling en het dragen daarvan, welke kap kan samenwerken met een fitting voor een glimschakelaar voor een fluorescentielamp; b) een gedrukte-schakelingsplaat voor het aanbrengen van tenminste een niet-lineaire kapaciteit met een 10 niet-lineair verband tussen de daaraan aangelegde spanning en de daarin opgeslagen lading, alsmede een halfgeleider-schakelelement, dat in hoofdzaak parallel is geschakeld aan de niet-lineaire kapaciteit; c) twee stroomgeleiders voor het verzorgen van 15 de elektrische koppeling tussen de gedrukte-schakelingsplaat en de kap en voor het dragen van de gedrukte schake-lingsplaat; en d) een met de kap gekoppeld huis, dat de gedrukte-schakelingsplaat en de stroomgeleiders bedekt.

2. Startschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kap van het schroeftype is. schakelaar

3. Start/ volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kap een dielektrische cirkelvormige schijf en twee verbindingspennen vertoont.

4. Startschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het huis uit kunststof bestaat.

5. T.0~ 90 tot 98 mol % en a 1 3 BSO- 10 tot 2 mol % , a n 3 waarbij de gemiddelde diameter van een de dielektrische laag vormend gesinterd lichaam in het gebied tussen lO^um 10 en 60yUm ligt.

5. Startschakelaar volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het huis uit aluminium bestaat.

6. Startschakelaar volgens conclusie 1, met het 30 kenmerk, dat een eerste diode in serie met de niet-lineaire kapaciteit is geschakeld, en een tweede diode in serie met de genoemde schakeleenheid is aangesloten, zodanig, dat de polariteit van de laatste tegengesteld is aan die van de eerste. 35 8 0 0 6 8 3 7 -19-

7. Startschakelaar volgens conclusie 1, met -het kenmerk, dat de niefc-lineaire kapaciteit een dielektrische laag vertoont, bestaande uit een polykristallijn lichaam van B T.O- en B S 0, met de molverhouding: u I. j Si XI

8. Startschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee onderling parallel geschakelde niet-line-aire kapaciteiten aanwezig zijn.

9. Startschakelaar volgens conclusie 1, met het 15 kenmerk, dat de niet-lineaire kapaciteit twee stroomgelei- ders vertoont voor de elektrische koppeling tussen de niet-lineaire kapaciteit en de gedrukte -schakelingsplaat en voor het dragen van de niet-lineaire kapaciteit, waarbij de lengte van elk van de stroomgeleiders groter is dan 7 mm 20 en de diameter van elk van de stroomgeleiders zich in het gebied tussen 0,5 mm en 0,8 mm bevindt.

10. Startschakelaar voor een fluorescentielamp, die in serie dient te worden aangebracht met een ballast en twee gloeidraden van een fluorescentielamp gekenmerkt door: 25 a) een kap voor het elektrisch verbinden van de startschakelaar met een uitwendige schakeling en het dragen van de startschakelaar, welke kap kan samenwerken met een fitting voor een glimschakelaar voor een fluorescentielamp; b) een niet-lineaire kapaciteit met een niet-li-30 neair verband tussen de daaraan aangelegde spanning en de daarin opgeslagen lading, welke niet-lineaire kapaciteit een cilindrische vorm bezit en is voorzien van een cilindrisch dielektrisch lichaam, alsmede een aan het binnenvlak van het cilindrische dielektrische lichaam bevestigde binnen-35 elektrode en een aan het buitenvlak van het cilindrische 8 00 686 7 -20- dielektrische lichaam bevestigde buitenelektrode, welke niet-lineaire kapaciteit aan de kap is bevestigd; c) een gedrukte-schakelingsplaat voor het in hoofdzaak parallel aan de niet-lineaire kapaciteit schake- 5 len van tenminste êén halfgeleider-schakeleenheid; d) twee stroomgeleiders (14,15) voor het verzorgen van de elektrische koppeling tussen de gedrukte-schakelingsplaat en de kap, en voor het dragen van de gedrukte-schakelingsplaat in de cilindrische niet-lineaire kapaciteit; 10 en ' e) een met de kap gekoppeld huis voor het afdekken van de cilindrische niet-lineaire kapaciteit.

11. Startschakelaar volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de kap een schroefkap is met een cilindrische 15 geschroefde wand, een aan het einde van die geschroefde wand bevestigd dielektrisch lichaam, alsmede een ter plaatse van het middelpunt van het dielektrische lichaam bevestigd geleidend orgaan, terwijl een binnenvlak van de kap rechtstreeks in aangrijping verkeert met de buitenelektrode van de niet- 20 lineaire kapaciteit.

12. Startschakelaar volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de kap een dielektrische cirkelvormige schijf vertoont alsmede twee verbindingspennen.

13. Startschakelaar volgens conclusie 10, met 25 het kenmerk, dat het huis bestaat uit dielektrische kunststof.

14. Startschakelaar volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat twee dioden zijn aangebracht op de gedrukte-schakelingsplaat, zodanig, dat een eerste diode in serie 30 met de niet-lineaire kapaciteit is geschakeld en een tweede diode in serie met de genoemde schakeleenheid is geschakeld, waarbij de polariteit van de eerstgenoemde tegengesteld is aan die van de laatstgenoemde.

15. Startschakelaar volgens conclusie 10, met het 35 kenmerk, dat het dielektrische lichaam van de niet-lineaire kapaciteit bestaat uit een polykristallijn lichaam van B T.O, ct 1 ó en met de molverhouding: λ λ λ» λ .,. BT. 0_ 90 tot 98 mol % , en 80068ο/ a 1 3 . -? * -21- B S O, 10 tot 2 mol %, a n 3 waarbij de gemiddelde diameter van het het dielektrische lichaam vormende gesinterde lichaam zich in het gebied van lO^um tot 60yum bevindt. 8 00 6 86 7