NL8103507A - Elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van een lagedrukontladingslamp. - Google Patents

Description

- - '* ^ ·« Η3Ν 10109 1 N.V. Philips' Gloeilampenfahrieken te Eindhoven.

"Elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van een lagedruk-ontladingslamp".

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van een lagedrukontladingslamp, welke inrichting is uitgerust met een starter en met twee ingangsklemnen die bestemd zijn te warden aangesloten op een wisselspanningsbron, en die 5 ingangsklemnen in de bedrij fstoestand met elkaar verbonden zijn door een serieschakeling van terrains te de lairp en een althans ten dele induktieve stabilisatieballast, en de larrp voorzien is van een vakuumt-dicht afgesloten ruimfce waarin zich een metaaldanp en een edelgas bevinden en twee elektroden, waartussen een hoofdontladingsbaan aan-10 wezig is, en waarbij elektrisch parallel aan althans een deel van de hoofdontladingsbaan een spleetvormige baan met lengte L (in mm) en hoogte H (in ran) aanwezig is, en H hoogstens 2 nm is. De uitvinding heeft tevens betrekking op een lairpeeriheid die voorzien is van een dergelijke elektrische inrichting. De lengte L wordt ook wel de 15 dairibreedte genoemd, en de hoogte H de spleetbreedte.

Een bekende elektrische inrichting van de aangeduide soort is bijvoarbeeld beschreven in het duitse "Offenlegungsschrift" no. 3.027.535 (EHN 9552) . De spleetvormige baan is het gevolg van de eenvoudige ppbcuw van de in die literatuurplaats aangeduide lamp. Die 20 lairp bevat namelijk een glazen binnenlichaam dat met enige speling cmgeven is door een glazen buitenlichaam. Die speling resulteert in de spleetvormige baan. Een nadeel van die bekende inrichting is, dat er sans, tijdens de ontsteekprocedure van de lamp, een ontlading optreedt in de spleetvormige baan. Dit geschiedt ondanks de aanwezigfaeid van 25 een geleidende strip in de lamp. Die ontlading vomit als hetiware een tijdelijke kartsluiting van een deel van de hoofdontladingsbaan.

Dit geeft een onrustig - of sans een in het geheel niet - ontsteken van de ontlading in de hoofdontladingsbaan. De ontlading in de spleetvormige baan kan zich voorts in de bedrij f stoestand van de 30 lamp vaak handhaven. Dit leidt tot een cngewenste afzwarting van delen van het lampvat en tot een lage specifieke lichtstroan, die bijvoorbeeld wordt uitgedrukt in lumen/watt.

De uitvinding beoogt bij een elektrische inrichting van de 8103507 t t PHN 10109 2 __-__in de aanhef aangeduide soort een ontlading in de spleetvormige baan_________ te vermijden, en daardoor de genoemde nadelen te vermijden.

Een elektrische inrichting, volgens de uitvinding, voor het ontsteken en voeden van een lagedrukontladingslamp, welke 5 inrichting is uitgerust met een starter en met twee ingangskleinnen die bestemd zijn te warden aangesloten op een wisselspanningshron, en die ingangsklannen in de bedrijfstoestand net elkaar verbonden zijn door een serieschakeling van tenminste de lamp en een althans ten dele induktieve stabilisatieballast, en de lamp voorzien is van 10 een vakuumdicht afgesloten ruimte waarin zich een metaaldamp en een edelgas bevinden en twee elektroden, waartussen een boofdontladingsbaan aanwezig is, en waarbij elektrisch parallel aan althans een deel van de hoofdontladingsbaan een spleetvormige baan met lengte L (in ran) en hoogte H (in ran) aanwezig is, en H hoogstens 2 mm is, 15 is daardoor gekenmerkt, dat de elektroden van de lamp net elkgar verbonden zijn door een glimstarter en door een spanningsbeperkend circuiteleraent met een drenpelspanning D (in Volt), waarbij voldaan is aan: log D < 2 + log (—?) I 20 en A < D, waarin A de miminaal benodigde spanning (in Volt) tussen de elektroden voor het starten van een ontlading in de hoofdontladingsbaan is, en f de verhouding voorstelt van de lengte van het door de spleet overbrugde deel van de hoofdontladingsbaan tot de totale lengte van 25 die hoofdontladingsbaan, . Een voordeel van deze elektrische inrichting is dat de kans op het optreden van een ontlading in de spleetvormige baan zeer gering is, waardoor de lanp onder andere rustig ontsteekt. Een verder voordeel is dat met een goedkope starter, te weten een glimstarter, 30 kan warden -volstaan.

De uitvinding berust enerzijds op het inzicht dat een ontlading in de hoofdontladingsbaan op diverse manieren gestart kan warden. Dit kan namelijk gebeuren door tussen de beide lanpelektroden diverse spanningspulsen te verwezenlijken. Zo kan bij een hoge 35 spanningspuls (in Volt) meestal met een kleine pulsduur (in sekonden) warden volstaan. Bij een lage spanningspuls hoort echter - voor dezelfde hoofdontladingsbaan - een langere pulsduur.

.................... Anderzijds berust de uitvinding op het inzicht dat voor het .

~ 81 0 3 5^07 RHN 10109 3 _____vermijden van de spleetdoorslag een maximale hoogte van de spannings- puls dient te warden aangehouden. De pulsduur blijkt - voor wat betreft spleten met een hoogte H^2 irm - van minder belang te zijn.

Voorts berust de uitvinding op een kanbinatie van de .boven-5 staande inzichten, en wei door voor bet antsteken van de lamp gebruik te maken van mi.ddelma.tig hoge spanningspulsen met een redelijk lange pulsduur. Daarcp ontsteekt vel de caitlading in de hoofdontladings-haan, doch niet die in de spleet. De daartoe aan de spanningspuls te stellen eisen hangen onder neer af van de gecmetrie (L,H) van de 10 spleet.

Doer gebruik te maken van een kanbinatie van een glimstarter en een spanningbeperkend circuitelement is bet verkregen inzicht cp een eenvoudige wijze toe te passen. Met bet spanningbeperkende circuitelement wardt venreden, dat de met de gilmstarter qpgewekte 15 pulsen een topwaarde boger dan D volt krijgen.

Bet spanningbeperkende circuitelement kan bijvoorbeeld bestaan uit een serieschakeling van twee tegengesteld geplaatste zenerdioden.

Bij een voorkeursuitvoering van een elektrische inrichting 20 volgens de •uitvinding is het spanningsbeperkende circuitelement een spanningsafhankelijke weerstand (VDR).

Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is dat bet spanningbeperkende circuitelement uit slechts een elektrisch onderdeel bestaat.

25 Opgemerkt zij dat het uit het Britse octrooischrift 912.181 op zich zelf bekend is een ontladingslarop te overbruggen met een spanningsafhankelijke weerstand (VDR). Het betreft daar echter een circuit dat niet voorzien is van een gilmstarter. Bovendien is daar geen spleetvormige baan in de lamp verireld.

30 Bij een verdere voorkeursuitvoering van een elektrische inrichting volgens de uitvinding is de lamp een lagedrukkwikdairpont-ladirgslanp, en zijn die beide elektroden voorverhitbaar, waarbij de van de wisselspanningsbron afgekeerde einden van die elektroden met elkaar zijn verbonden door de glimstarter.

35 Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is, dat door de via de glimstarter cptredende elektroden-voorverhittingsstrocm de minimaal benodigde spanning A, voor het starten van een ontlading in de boofdontladingsbaan, zakt. Daardoor kan de drempelspanning D lager 8103507 PHN 10109 4

' 'V

* * ________gekozen warden, en zodoende de spleethoogte H groter en/af de spleet-___________ lengte L kleiner zijn. Dit haudt in, dat men bij bet fabriceren van de lamp met een grotere tolerantie aangaande de spleetdimensies kan werken.

5 Bij een volgende voorkeursuitvoering van een elektrische inrichting volgens de uitvinding bevat de lamp een glazen binnen-lichaam dat angeven is door een glazen buitenlichaam, waarbij de hoofd-ontladingsbaan aanwezig is in een groef in althans een dezer lichamen.

Een voordeel van deze voorkeursuitvoering is dat nu zulk 10 een konstruktief eenvoudige lamp, waarbij de spleet zich in de regel tussen de beide lichamen bevindt, bevrijd is van het euvel van elektrische door slag door de spleet.

Opgemerkt zij dat het elimineren van de spleetdoorslag op een zodanige (uitwendigie) elektrische manier plaats vindt dat de • 15 lamp daartoe geen verandering behoeftteondergaan.

De uitvinding heeft tenslotte betrekking op een lampeenheid voorzien van een elektrische inrichting volgens de uitvinding en van ; een daarmede te ontsteken en te voeden lagedrukontladingslanp, waarbij de lampeenheid voorzien is. van een lampvoet met schroeffitting.

20 Een voordeel van deze lampeenheid is dat deze een gloeilamp kan vervangen.

De uitvinding zal nader warden toegelicht aari de hand van een tekening.

Hierin toont: 25 figuur 1 een circuit van een elektrische inrichting volgens de uitvinding, alsmede een met die inrichting te voeden (schematisch aangeduide) lagedrukontladingslanp; figuur 2 een langsdoorsnede, deels aanzicht, van een lamp-eenheid volgens de uitvinding. Die lampeenheid is uitgerust met de 30 elektrische inrichting en de lamp van fig. 1; figuur 3 een dwarsdoorsnede van de lampeenheid volgens fig.

2 over het vlak III-III.

In fig. 1 zijn 1 en 2 ingangsklemmen die bestemd zijn te warden aangesloten cp een wisselspanningsbron van circa 220 Volt, 35 50 Hertz. De klem 1 is via een induktieve stabilisatie-impedantie 3 aangesloten cp een voorverhitbare elektrode 4 van een lagedrukkwikdamp-ontladingslanp 5. Een tweede voorverhitbare elektrode 6 van de lamp 5 ........is .aangesloten op de klem 2. De van de kleranen 1 en 2 afgekeerde .einden 8103507 ' EHN 10109 5 * r _______van de elektroden 4 en 6 zijn met elkaar verbonden door een parallel- .

schakeling van een spanningsafhankelijke weerstand (VDR) 7 en een glimstarter 8.

De lampeenheid volgens fig. 2 bevat een glazen cilindervormig 5 buitenlichaam 11, dat aan een uiteinde bolvoonig is afgesloten. Het cravat een glazen binnenlichaam 12 met passing. De aan het andere uiteinde van het buitenlichaam gelegen rand 13 is met glasemaille gasdicht met de rand van het binnenlichaam 12 verbonden. De lamp bevat een tweetal elektroden (4 en 6) waartussen tijdens het bedrijf van de 10 lairp een ontlading plaatsvindt. Deze ontlading is opgevouwen en is aanwezig in een meandervormige groef, die zich bevindt in de boitenwand van het binnenlichaam 12. De groefdelen zijn aangegeven met 16, 17, 18 en 19 (zie oak fig. 3). Deze hoofdontladingsbaan wordt begrensd door de groef en de tegenover de groef gelegen wanddelen van het buitenlichaam 15 11. De ontlading gaat van elektrode 4 via groefdeel 16 ornhoog, keert an via groefdeel 17 en gaat via de delen 18 en 19 naar elektrode 6. Slechts de naar de ontlading gekeerde wanden van de groef en de tegenover de groef gelegen delen van de binnenwand van het buitenlichaam zijn bedekt net een luminescerende laag 20. De lamp bevat een lampvoet 20 22 met schroeffitting 23. In de lampvoet bevindt zich de elektrische stabilisatieballast 3, de glimstarter 8 en de VDR 7.

In een praktische uitvoeringsvorm volgens de uitvinding is tussen het binnenlichaam en het buitenlichaam ter plaatse van B, C, E en F een spleet aanwezig met een lengte L van 12 nm en een hoogte H 25 van 0,4 nm (zie fig. 3). Het luminescerende materiaal 20 bestaat uit een mengsel van twee fosforen, teweten groen luminescerend met terbium geaktiveerd ceriummagnesiumaluminaat en rood luminescerend met driewaar-dig europium geaktiveerd yttriumoj^de. De ontladingshaan is door de meandervormig verlopende groef verlengd tot 40 cm. In de ontladingsruimte 30 bevindt zich circa 8 mg ksdk.

De spoel 3 is circa 3 Henry. De dretipelwaarde (D) van de VDR 7 is circa 550 Volt. De pulsduur is ruim 100 mikrosekonde. De minimale ontsteekspanning A van de lairp bedraagt na voorverhitting van de elektroden 4 en 6 circa 450 Volt. Voldaan is dan ook aan de voorwaarden 35 log D < 2 + log (^-) en A < D

dimers 2,74 < 2 + 0,78 en 450 < 550 8103507 * * , -----J ' ΡΗΝ 10.109 6 __ Er zij op gewezen dat de spleet E (zie fig. 3), tussen de _______ delen 16 en 19 van de hoofdontladingsbaan, de roaatgevende spleet is.

1W3or die spleet is f = 1. Die spleet E staat namelijk elektrisch parallel aan de gehele hoof dontladingsbaan.

5 Bij een edelgasvulling van argon (3 torr) bedraagt de licht- strocm 1000 lumen bij een toegevoerd vermogen aan de lamp (samen met de stabilisatieballast) van 19 W. Gevonden werd, dat in de genoemde spleten geen doorslag plaatsvond.

De ontlading in de hoofdontladingsbaan ontstak snel en 10 rustig. Het genoemde snelle ontsteken houdt ook een vermindering van het aantal startpogingen, per lampinschakeling, in en leidt . daardoor tevens tot een verlenging van de levensduur van de lamp.

Ter plaatse van de spleten trad geen afzwarting van de wanddelen der beide lichamen (bijvoorbeeld van de delen 25 en 25a) op.

15 De specif ieke lichtstrocm is circa 50 lumen/watt.

1 { : 20 ; ί 5

! ' I

! ' : ' | 25 30 » -ffojyirr 35

Claims (4)

1. 2. Elektrische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het spanningbeperkende circuitelement een spanningsafhankelijke 25 weerstand (VDR) is.
2. 3. Elektrische inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de lamp een lagedrukkwikdanpontladingslanp is en de beide ' elektroden voorverhitbaar zijn, waarbij de van de wisselspanningsbron afgekeerde einden van die elektroden met elkaar zijn verbonden door 30 de glimstarter.
3. 4. Elektrische inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, net het kenmerk, dat de lamp een glazen binnenlichaam bevat dat ongeven is door een glazen buitenlichaam, waarbij de hoofdontladingsbaan aanwezig is in een groef in althans een dezer lichamen. 35
4. 5. Lanpeenheid . voorzien van een elektrische inrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, en van een daarmede te ontsteken en te voeden lagedrukontladingslairp, net het kenmerk, dat de lanpeenheid voorzien is van een lampvoet met schroeffitting. 8103507