NL8201882A - Hoogfrequente voorschakelinrichting voor de stroombegrenzing van zogenaamde energiebesparende lampeenheden die in plaats van gloeilampen voor zonder wijziging in te schroeven, bij voorkeur met een normale voet uitgevoerde elektrische ontladingslampen, bij voorkeur fluorescentiebuizen, natriumlampen onder hoge druk of metaal-halogeenlampen kan worden toegepast. - Google Patents

Description

s '4 ζ N.0.31032 1

Hoogfrequente voorschakelinrichting voor de stroombegrenzing van zogenaamde energiebesparende lampeenheden die in plaats van gloeilampen voor zonder wijziging in te schroeven, bij voorkeur met een normale voet uitgevoerde elektrische ontladingslampen, bij voorkeur fluorescen-tiebuizen, natriumlampen onder hoge druk of metaal-halogeenlampen kan worden toegepast·

De uitvinding heeft betrekking op een hoogfrequente voorschakelinrichting voor de stroombegrenzing van zogenaamde energiebesparende lampeenheden die in plaats Van gloeilapen voor zonder wijziging in te schroeven, bij voorkeur met een normale voet uitgevoerde elektrische 5 ontladingslampen, bij voorkeur fluorescentielampen, natriumlampen onder hoge druk of metaal-halogeenlampen kan worden toegepast. De uitvinding heeft voorts betrekking op asymmetrische ontladingslampen die met betrekking tot hun elektroden met een hoogfrequente voorschakelinrichting volgens de uitvinding zijn uitgevoerd.

10 Het is bekend dat de stroom van de elektrische ontladingslampen met een serieweerstand moet worden begrensd en wel op een voor het vermogen van de lamp karakteristieke waarde. Deze stroombegrenzing wordt uitgevoerd door een voorschakelinrichting van de ontladingslamp. Deze voorschakelinrichting veroorzaakt een energieverlies. Er wordt ernaar 15 gestreefd dat dit energieverlies zo laag mogelijk is. De voor de wis-selspanningsvoeding van de ontladingslamp meestal toegepaste voorschakelinrichting bestaat uit een smoorspoel met een kern die als impedantie de stroom begrenst. De in het magneetveld van de voorschakelinrichting opgeslagen energie is belangrijk, maar veroorzaakt weinig proble-20 men, omdat deze energie zowel in de positieve als in de negatieve halve perioden terug wordt gevoerd. De geometrische afmetingen van de smoorspoel met ijzeren kern en zijn gewicht veroorzaken ook geen problemen, omdat de voorschakelinrichting in het lamplichaam, dat wil zeggen in het armatuur kan zijn aangebracht, dat zowel de fitting van de ontla-25 dingslamp, de spiegel, het beschermingsglas enzovoort op neemt en daarbij blijft voor de voorschakelinrichting ook een voldoende' grote ruimte over.

Indien de ontladingslamp om energiebesparende of economische redenen in plaats van een gloeilamp met een laag rendement moet worden toe-30 gepast, en wel zodanig dat deze in de aanwezige fitting zonder wijziging van de stroomketen inschroefbaar moet zijn, moet men bij de uitvoering van de voorschakelinrichting volledig afwijkende voorwaarden in aanmerking nemen. Vooral moet met de omstandigheid rekening worden 8201882 * V 4 2 gehouden, dat de stroomketen van de gloeilamp zulk een stroombegrenzend systeem niet bevat en dat eveneens de ballon van de normale gloeilamp en de geometrische afmetingen van de fitting de uitvoering van de voor-schakelinrichting in grote mate bemoeilijken. Thans worden de geometri-5 sche afmetingen van de voorschakelinrichting wezenlijke problemen en worden zijn gewicht, de esthetische uitvoering en de eisen ten aanzien van de uitvoering van de vorm ook belangrijke factoren. Indien de voorschakelinrichting te groot is, kan het gebeuren dat de lampeenheid niet in het armatuur kan worden aangebracht, waarin vroeger een gloeilamp 10 werd ingeschroefd.

Voor het realiseren van de hierboven genoemde eisen is de oplossing bekend, volgens welke de ontladingslamp in plaats van door een net van 50 of 60 perioden werd gevoed door een hoogfrequente generator. In dit geval moet men natuurlijk de hoogfrequente generator met de voor-15 schakelinrichting en met de ontladingslamp tesamen bouwen. De toepassing van de hoge frequentie biedt het voordeel dat de geometrische afmetingen van de inductieve voorschakelinrichting kleiner kunnen zijn, omdat - zoals bekend - de impedantie van de induktiespoel direct evenredig toeneemt. Onder het begrip hoge frequentie wordt hier het gebied 20 van 1-100 kHz verstaan, omdat beneden 1 kHz de aan de toepassing van de hoge frequentie ten grondslag liggende voordelen niet met betekenis realiseerbaar zijn, waarbij echter boven 100 kHz reeds stralingsproblemen opduiken. De voeding met een hoge frequentie van ontladingslampen is in de praktijk een algemeen bekende oplossing. Het voordeel daarvan is 25 daarin gelegen, dat bijvoorbeeld door de verhoging van de frequentie het rendement van de lampen enzovoort ook wordt verhoogd. Om redenen van energiebesparing is het gebruikelijk 8-10 lampen te voeden met een generator die op op zichzelf bekende wijze is uitgevoerd met een transformator met een ijzeren kern. In dit geval is het type van de montage 30 van de voorschakelinrichting traditioneel, dat wil zeggen dat deze in het armatuur wordt aangebracht. De vermindering van de geometrische afmetingen is in dit geval geen doelstelling van eerste belang, hoewel de afmetingen van de voorschakelinrichting vanwege de hoge frequentie natuurlijk kleiner zijn.

35 Voor de schakeling van de voor de netfrequentie gedimensioneerde voorschakelinrichting van de ontladingslampen is het kenmerkend, dat de energiestroom tussen de stroombron en de ontladingslamp steeds in twee richtingen plaats vindt. De economie van de induktieve voorschakelinrichting - zoals reeds werd vermeld - ligt in het feit dat wanneer de 40 momentele waarde van de netspanning geleidelijk stijgt, de voorschakel- 8201882 3 inrichting energie opneemt, deze energie in het magneelveld opslaat en later wanneer de spanning daalt, wordt deze energie afgegeven.

Bij de ontladingslampen is het ritme van het genoemde terugwinnen van de energie een werkelijke factor, dat wil zeggen het tijdsverloop 5 van dit proces. Het ritme van het terugwinnen van de energie is een functie van de zelfinductie van de voorschakelinrichting en van de spanning tussen de polen van de lamp (de brandspanning of lampspanning). Deze waarden worden bij de uitvoering van het schakelschema zodanig gekozen, dat op het moment dat de energie van de spoel is uitge-10 put, dat wil zeggen dat de stroom van de lamp een waarde van nul heeft, dat wil zeggen dat de lamp uitdooft, dan is de momentele waarde van de netspanning groot genoeg om de lamp opnieuw te ontsteken. Deze omstandigheid betekent met andere woorden dat de faseverschuiving tussen de lampstroom en de netspanning zo groot mogelijk moet zijn, omdat daar-15 door het opnieuw ontsteken van de lamp aan het einde van de periode beter wordt gewaarborgd.

De spanning die nodig is voor het opnieuw ontsteken, is groter naarmate de dampdruk van de ontladingslamp hoger is. Indien wordt overwogen dat door de verhoging van de druk de optische parameters van de 20 lamp gunstiger worden, bijvoorbeeld de kleurweergave van de lamp enzovoort, dan is duidelijk dat men een telkens groter faseverschil moet teweeg brengen. Om dit te bereiken moet men een zo maximaal mogelijke zelfinductie aanbrengen, waardoor de geometrische afmetingen ook groter worden.

25 In het geval van een hoogfrequent bedrijf moet een lijnversterker worden toegepast, die bij de op zichzelf bekende schakelingen is gerealiseerd in de vorm van een vermogensoscillator die als hoogfrequente generator functioneert. De hoogfrequente generatoren kunnen slechts met gelijkspanning worden bedreven, zodat de netspanning moet worden ge-30 lijkgericht. De toevoeging van de gelijkrichter heeft echter het gevolg dat de stroom in twee richtingen tussen het net - als hoofdenergiebron - en de ontladingslamp wordt afgebroken. De noodzakelijke verbinding in twee richtingen wordt in de zin van de op zichzelf bekende oplossingen met behulp van een transformator bereikt, zodat deze verbinding plaat-35 selijk wordt geregenereerd. Deze transformator is de uitgangstransfor-mator van de vermogensoscillator en in de primaire wikkeling van de transformator vloeit steeds een stroom in êên richting (meestal de col-lectorstroom van een transistor), hoewel zijn amplitude in het ritme van de hoge frequentie schommelt. In de secundaire wikkeling die via de 40 voorschakelinrichting de ontladingslamp voedt, is echter een regelmat!- 8201882 4 ge wisselspanning aanwezig. Op deze wijze kan in de secundaire stroom-keten de energieverbinding in twee richtingen tussen de stroombron (de secundaire wikkeling) en de ontladingslamp via de voorschakelinrichting worden gerealiseerd. De energie die aan de spreidingszelfinductie van 5 de transformator wordt toegevoerd, gaat echter verloren.

Aldus is een hoogfrequent voorschakelsysteem in de combinatielamp volgens de oplossing van het Amerikaanse octrooischrift 4.170.744 beschreven, bij welke oplossing de lamp met een normale voet is uitgevoerd en waarbij het ontladingsvat en de gloeispiraal in een gemeen-10 schappelijke ballon zijn aangebracht, terwijl de voorschakelinrichting van het ontladingsvat en de hoogfrequente generator ook op de ballon zijn aangesloten. Deze lamp behoort tot de energiebesparende lichtbronnen, respectievelijk tot de categorie van lampen die in plaats van de normale gloeilampen zonder modificatie of een of andere aanvulling kun-15 nen worden toegepast. Als gevolg daarvan zijn het gewicht van het voorschakelsysteem en de geometrische afmetingen van bijzonder belang. De schakeling van de generator, van de voorschakelinrichting en van de ontladingslamp volgens de oplossing van deze uitvinding is traditioneel en de voorschakelinrichting is voorzien van een transformator met een 20 ijzeren kern, waarbij op op zichzelf bekende wijze de secundaire wikkeling de functie van de voorschakelinrichting uitvoert en waarbij de secundaire wikkeling een losse koppeling heeft met de primaire stroomke-ten (lekveltransformator).

De door de firma "Toshiba" ontwikkelde en onder de naam "Neo Ball" 25 bekend geworden compacte fluorescentiebuislamp is eveneens uitgevoerd met een gebruikelijke voorschakelinrichting en wel zodanig, dat in zijn kogelvormige ballon met lampkop E26 de U-vormige fluorescentiebuis en een gedeelte van de voorschakelinrichting is opgenomen.

Beide lampoplossingen hebben het nadeel dat de in de voorschakel-30 inrichting ingebouwde transformator een te grote ruimte inneemt en een onevenredig hoge gewichtsbelasting veroorzaakt.

De uitvinding heeft ten doel de hierboven genoemde nadelen te vermijden en wel door het voorzien in een voorschakelsysteem, waarbij de eenvoudige en gemakkelijke vervaardiging van energiebesparende lampen 35 met kleinere afmetingen mogelijk is en wel zodanig, dat de spanning voor het opnieuw ontsteken tussen wijdere grenzen kan worden verhoogd, waardoor ook voordelen kunnen worden gewaarborgd, die bij ontladings-lampen onder hoge druk door toepassing van een grotere dampdruk ontstaan.

40 De uitvinding heeft voorts ten doel de vereenvoudiging van de 8201882 r * 5 voorschakelinrichting en daardoor de vereenvoudiging van de vervaardiging van energiebesparende lampen, de goedkoopte daarvan, vooral de vermijding van de ijzeren kern en met betrekking tot de elektroden, de uitvoeringsmogelijkheid van asymmetrische ontladingsbuizen.

5 De uitvinding berust op de kennis dat indien op de ingang van de met de stroomketen van de ontladingslamp in serie geschakelde schakel-transistor een hoogfrequente besturingsketen met asymmetrische tijdin-stelling en met een kanteelspanning is aangesloten, of indien het uit de ontladingslamp en direct op deze lamp geschakelde smoorspoel be-10 staand gedeelte van de schakelinrichting met een diode in parallelschakeling zodanig is overbrugd, dat de doorlaatrichting van de diode tegengesteld aan die van de schakeltransistor is gericht, dan kunnen de hierboven genoemde doelstellingen volledig worden gerealiseerd en kan voor de energiebesparende lampeenheid een voordelig voorschakelsysteem 15 worden uitgevoerd, terwijl met betrekking tot de tot nu toe nog onopgeloste elektrode, asymmetrische ontladingsbuizen, dus bijvoorbeeld na- m triumlampen onder hoge druk ook kunnen worden vervaardigd.

De hierboven genoemde doelstellingen worden in de zin van de uitvinding zodanig bereikt, dat in de stroomketen van de ontladingslamp 20 ten dele of volledig, eventueel behalve de niet-transformerende smoorspoel eveneens in serie geschakeld, nog een gelijkrichter en een schakeltransistor wordt toegevoegd. Bij enige uitvoeringsvormen worden de ontladingslamp en de smoorspoel naats elkaar aangebracht en overbrugd met een tweede gelijkrichter waarvan de doorlaatrichting met betrekking 25 tot de voedingsspanning tegengesteld aan de doorlaatrichting van de gelijkrichter is gericht. De stroom van de ontladingslamp wordt impulsvormig getriggerd door middel van een besturing van de schakeltransistor met een asymmetrische tijdsindeling en kanteelspanning. De besturing van de transistor kan door een vreemde bron worden uitgevoerd, of 30 kan zelf-bekrachtigend zijn. De tijdsfunctie van de besturing kan in de zin van de uitvinding afhangen van de zelfinductie van de toegepaste voorschakelinrichting, van het vermogen van de ontladingslamp en van de brandspanning, zoals hierna wordt beschreven. De gelijkgerichte netspanning wordt eventueel met een condensator afgevlakt. De afmetingen 35 van de condensator worden gekozen op grond van de hierboven genoemde eisen van het opnieuw ontsteken.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. In de tekening toont: figuur 1 een mogelijke schakeling van het voorschakelsysteem vol-40 gens de uitvinding, 8201882 6 figuur 2 de spanningsveranderingen aan de polen van de smoorspoel als functie van de tijd, en figuur 3 een mogelijke uitvoeringsvorm van de voorschakelinrich-ting volgens de uitvinding, die in een energiebesparende lampeenheid 5 wordt toegepast.

Zoals uit figuur 1 blijkt, bestaat de hoofdstroomketen 1 uit de op het net aangesloten gelijkrichter 2, de smoorspoel 3, de ontladingslamp 4 en de schakeltransistor 5. De smoorspoel 3 en de ontladingslamp 4 zijn overbrugd met een diode 5 waarvan de doorlaatrichting met betrek-10 king tot de netspanning tegengesteld gericht is aan de doorlaatrichting van de gelijkrichter 2.

Op de ingang van de schakeltransistor 5 is een besturingseenheid 7 aangesloten, die een kanteelspanning opwekt en de schakeltransistor 5 in- en uitschakelt. Deze besturingseenheid 7 kan een kanteelspannings-15 generator zijn, echter kan een besturingsspanning uit de hoofdstroomketen 1 zodanig worden afgeleid, dat de oscillator daardoor ontstaat. Deze mogelijkheid is in figuur 1 door de terugkoppelleiding 9 aanschouwelijk gemaakt. De terugkoppeling kan zelf ook op de schakeltransistor 5 worden aangesloten, echter heeft deze uitvoeringsvariant met betrekking 20 tot het wezen van de uitvinding nauwelijks belang.

De gelijkgerichte spanning wordt via een condensator 8 afgevlakt, die echter een belangrijke rol speelt in het reeds genoemde opwekken van de spanning voor het opnieuw ontsteken en indien een besturingseenheid 7 aanwezig is, wordt deze laatstgenoemde via de leidingen 10 en 11 25 gevoed.

De werking van de stroomketen is als volgt. Wanneer de besturingseenheid 7 de schakeltransistor 5 inschakelt, dan bereikt de gelijkgerichte netspanning de ontladingslamp 4 en ontsteekt deze* Dit type van ontsteken is zeer voordelig, omdat de condensator 8 bijna de piekwaarde 30 van de netspanning opslaat, die in bijna elke fase van de periode ter beschikking staat (in tegenstelling tot de gebruikelijke schakelingsty-pen, of tot de hoogfrequente transformatoroplossingen waarbij zoals reeds vermeld, door een faseverschuiving moet worden verzekerd, dat de spanning voor het opnieuw ontsteken ter beschikking staat en wel door 35 middel van een zeker compromis).

Aangenomen wordt dat de stroom van de ontladingslamp 4 bij nul begint. Over de vooraf te stellen eisen van de start wordt hierna nog gesproken. De diode 6 is nog niet geleidend, omdat de spanning over de smoorspoel 3 en de ontladingslamp 4 in blokkeerrichting is gericht. Op 40 deze wijze wordt de gelijkgerichte spanning over drie organen ver- 8201882 7 deeld.

De spanningval over de polen van de schakeltransistor 5 - onafhankelijk van de spanningswaarde - ligt beneden 1 V, die in het geval van een voedingsspanning van 100-200 V volledig buiten beschouwing kan wor-5 den gelaten. De spanning over de polen van de ontladingslamp 4 is vanwege de op zichzelf bekende eigenschap van de elektrische boogontlading in de praktijk volledig onafhankelijk van de stroom en is dus contant. De lampspanning hangt van de dampdruk van de ontladingsruimte af. Bij het voor de eerste keer inschakelen, wanneer de ontladingslamp 4 nog in 10 de koude toestand is, dat wil zeggen de dampdruk daarvan nog gering is, wordt 20-30V en later na ongeveer een opwarmingstijd van 5 minuten ongeveer de helft van de netspanning bereikt, dat wil zeggen in het geval dat de netspanning 200 V is, ongeveer 90-100 V.

De spanning over de polen van de voorschakelinrichting zal ook 15 constant zijn, die binnen de inschakeltijd kleiner is dan de voedingsspanning met een waarde die gelijk is aan de brandspanning van de lamp. De stroomstijging wordt door deze genoemde spanningsverschillen en door de waarde van de zelfinductie van de smoorspoel 3 bepaald en wel volgens de volgende op zichzelf bekende betrekking 20 • ü - Ut i --L t

L

waarbij i: de stroom van de ontladingslamp; U: de gelijkgerichte netspanning; 25 Up de brandspanning van de ontladingslamp; t: de tijd die vanaf de inschakeling verloopt; en L: de zelfinductie van de voorschakelinrichting is.

De schakeltransistor 5 wordt bij voorkeur ingeschakeld gehouden, zolang de stroom de dubbele waarde van de als quotiënt van het vermogen 30 en de lampspanning berekende gemiddelde stroomwaarde niet heeft bereikt, waarbij in aanmerking wordt genomen dat de lampspanning constant is en de gemiddelde stroom de helft van de piekspanning van de lineair stijgende stroom is. De te bereiken piekspanning is:

35 i = 2 » P

03 max Ui waarbij P: het vermogen van de lamp is.

Op het moment van uitschakelen van de schakeltransistor 5 slaat de spanning aan de polen van de smoorspoel 3 in de tegengestelde richting 40 om, waardoor de diode 6 wordt geopend en de uit het uitstervende mag- 8201882 8 neetveld afkomstige spanning direct de polen van de ontladingslamp 4 bereikt. Doordat de lampspanning onafhankelijk van de stroom constant is, daalt de voorafgaande piekspanning lineair volgens de volgende betrekking: 5

Ui i = Ta_ - j-t m£ix Ij waarbij ts de vanaf de uitschakeling gemeten tijd is.

Ondertussen wordt de in de voorschakelinrichting opgeslagen magne-10 tische energie naar de ontladingslamp 4 overgedragen.

Bij de dimensionering van de schakelinrichting volgens de uitvinding moet men bij voorkeur rekening houden met het feit dat de energie van de smoorspoel 3 volledig wordt uitgeput, dat wil zeggen dat deze energie tijdens de uitschakelperiode de nulwaarde van de stroom be-15 reikt. Wanneer de zelfinductie bekend is, kan de daarvoor benodigde tijd uit de hierboven genoemde formule worden berekend. Indien de spanning over de diode 6 niet tot nul daalt, kunnen totdat de schakeltran-sistor 5 weer wordt geopend, de diode 6 en de schakeltransistor 5 ten gronde worden gericht door de uit de samenvallende opening afkomstige 20 meerstroom.

Figuur 2 toont de veranderingen van de spanning over de polen van de smoorspoel 3 als functie van de tijd en deelt tevens de in- en uit-schakelprocessen af. In de figuur betekent t^ de inschakeltijd, t£ de uitslingertijd van de stroom en het veiligheidsinterval, waar-25 door met betrekking tot de besturing van de bouwelementen en bedrijfstijd van de diode 6 in blokkeerrichting, de geleidende toestand van de diode 6 wordt opgeheven. De continue golfvorm betekent bij de hierboven genoemde uitvoering het ideale geval, wanneer de lampspanning onafhankelijk van de stroom inderdaad constant is. In werkelijkheid is het ge-30 drag zowel bij het ontsteken als bij het uitschakelen enigszins afwijkend. Deze gedragingen worden door de gestippelde lijn aangegeven, echter moet worden opgemerkt, dat deze omstandigheden met betrekking tot de uitvinding weinig belang hebben.

Figuur 3 toont de toepassing van de lamp met de voorschakelinrich-35 ting volgens de uitvinding. In het halsdeel van de energiebesparende lamp 21 is een spoellichaam 22 aangebracht, dat de voorschakelspoel 3 en de in de zin van meer lagen uitgevoerde solenoïdespoel met luchtkem bevat. De ballon 21a van de energiebesparende lamp is qua vorm en afmetingen identiek aan de normale gloeilamp, echter is in plaats van de 40 gloeispiraal de ontladingsbuis 4 in de lamp aangebracht. De uitvoeren 8201882 9 25 en 26 zijn in de elektronische eenheid 27 beneden het halsdeel 21b ingevoegd. De elektronische eenheid 27 bevat de aan de hand van figuur 1 beschreven elementen van het voorschakelsysteem. De smoorspoel 3, de i daarop geschakelde elektronische eenheid 27 en de tussen deze eenheden 5 aangebrachte afschermplaat 28 worden in de beschermingshuls 29 ingezet, waarop de van een schroefdraad voorziene lampvoet 30 van de energiebesparende lamp is gefixeerd. Het voorschakelsysteem wordt van stroom voorzien door de uit de voet 30 naar buiten tredende leidingen 31 en 32. De het gehele voorschakelsysteem innemende eenheid 33 wordt met 10 lijm op de ballon 21a van de energiebesparende lamp bevestigd.

Bij de berekening van de belangrijke parameters van het voorschakelsysteem wordt uitgegaan van de netspanning, nauwkeuriger van een gelijkgerichte spanning U, het lampvermogen P en de brandspanning van de lamp Ü2» alsmede van de zelfinductie L van de voorschakelspoel. Het 15 streven is de nauwkeurige bepaling van de inschakeltijd tj, de uitschakelt! jd t2 en de veiligheidstijd tj. Deze drie tijdsperioden bepalen de periodetijd T waarvan de inverse de betreffende hoge frequentie f is.

Door deze dimensioneringsmethode wordt de nadruk gelegd op de pri-20 maire rol van de voorschakelspoel ten opzichte van de frequentie, aangezien in verband met de hoofddoelstelling van de uitvinding, de afmetingen, het gewicht, de uitvoeringen en de opstelling van de voorschakelspoel als de het grootste volume innemende bestanddeel bepalend zijn bij de konstruktie-opbouw van de energiebesparende lampeenheden, bij 25 voorkeur ontladingslampen die dienen voor de vervanging van de gebruikelijke gloeilampen.

De toepassing van de uit meer lagen bestaande spoelen van het solenof de type met luchtkem is bijzonder voordelig, omdat deze het goedkoopst en het gemakkelijkst is, terwijl de aanbrengingsmogelijkheid es-30 thetisch is en nauwelijks de oorspronkelijke afmetingen van de gloeilamp vergroot. Nadelig is echter dat ten opzichte van de spoelen met een ijzeren kern voor het bereiken van een zelfinductie met dezelfde waarde een groter volume nodig is, dat echter door de uitvoering van lage waarde wordt gecompenseerd, waardoor de zelfinductie op het hals-35 deel van de lamp kan worden aangebracht en aldus slechts een onaanzienlijke extra ruimte in beslag neemt. Zijn gedaalde inductiviteit wordt in de zin van de schakeling volgens de uitvinding gecompenseerd. Volgens ervaringen kan een ontladingslamp onder een hoge druk met een energiebesparing van 20-50 W en met een "inschroefbare" uitvoering op 40 zeer voordelige wijze met 1-3 mH worden uitgevoerd, zoals dit aan de 8201882 ,. ~· -m 10 hand van figuur 3 te zien Is.

Met betrekking tot het bepalen van de veiligheidstijd tg is tot nu toe slechts de bescherming van de schakeltransistor 5 genoemd. De schakeling volgens de uitvinding biedt echter binnen wijde grenzen bo-5 vendien nog de mogelijkheid, en wel door de verhoging van de veiligheidstijd, dat de lichtparameters van ontladingslampen onder hoge druk kunnen worden verbeterd*

Het is bekend dat het randement van natriumdamplampen onder hoge druk bij hetzelfde vermogen door de verhoging van de stroom kan worden 10 verbeterd. Bij bekende schakelingen, waarbij de gemiddelde levensduur van de lamp en de piekspanning steeds met elkaar in verband staan, kan men deze mogelijkheid slechts zodanig benutten, dat de brandspanning van de lamp zo laag mogelijk wordt gehouden. Dat heeft echter het gevolg, dat de zelfinductie van de voorschakelinrichting, dat wil zeggen 15 de geometrische afmetingen en het gewicht, alsmede ook de blindstroom groter worden. Bij de schakeling volgens de uitvinding kan door verlenging van de veiligheidstijd bij dezelfde gemiddelde stroom ook grotere piekstromen worden bereikt. Indien bijvoorbeeld de veiligheidstijd even lang is als de som van de in- en uitschakeltijden, dan wordt de 20 piekstroom niet het dubbele van de gemiddelde stroom, maar het viervoudige daarvan. Bij het bepalen van de bedrijfswijze van de lamp kunnen wij ook zulke en soortgelijke standpunten onderscheiden. Aldus zal duidelijk zijn, dat het standpunt betrokken op de lengte van de veiligheidstijd tg, wordt bepaald door het bepalen van de inschakeltijd 25 t^ en uitschakeltijd t£*

Bijvoorbeeld worden de bedrijfstijdparameters van een natriumdamp-lamp onder hoge druk van 35 W uitgerekend in het geval van de toepassing van de voorschakelinrichting volgens de uitvinding met betrekking tot de volgende voorwaarden:

30 netspanning 220 V

gelijkgerichte spanning U = 230 V

vermogen P = 35 W

brandspanning Ui = 70 V

zelfinductie van de smoorspoel L = 2,2 mH

35 veiligheidstijd tg = 0,0 sec.

Aangezien de veiligheidstijd de waarde nul heeft is de piekstroom: t - 2 ♦ P 2 . 35 .

'max Ui " TÖ~ ~ 1 A 40 8201882

A

11

De inschakeltijd en uitschakeltijd zijn In de zin van de formules I en III als volgt:

De Inschakeltijd: _ _ ^max * L 1x2.2. 10”3 n , n_3 _ t " ~u U'ï --23Ö - 70-- " °>0137 · 10 sec 5

De uitschakeltijd: . 7max · L 1x2.2. 10“3 Λ n01/ 1rt_3 *2 “ ^ - 0,0314 . 10 3 sec 10 De veiligheidstijd: ίβ * 0,0 sec

De periodetijd: 15 T « ti + t2 + t3 ** 0,0451 . 1Q“3 sec De frequentie: 20 f - y - 22,172 Hz

Indien de veiligheidstijd zo hoog wordt gekozen, dat deze in de orde van grootte van de in- en uitschakelt!jden ligt, dan wordt ook in dit geval eerst de piekstroom bepaald en wel door een eenvoudige opper-25 vlakteberekening van de stroom-tijdgrafiek, aangezien de lampspanning constant is. Dienovereenkomstig is het verloop van de berekening gelijk aan de hierboven genoemde aanwijzingen.

Door de toepassing van de voorschakelinrichting volgens de uitvinding kunnen ontladingslampen worden uitgevoerd en bedreven, waarvan de 30 elektroden niet gelijk zijn, dat wil zeggen de ene elektrode werkt als kathode, terwijl de andere als anode werkt. Op deze wijze uitgevoerde asymmetrische fluorescentiebuizen, natriumdamplampen onder hoge druk of metaal-halogeenlampen, zijn van de op zichzelf bekende en gebruikelijke type afwijkend en vallen binnen de beschermingsomvang van de uitvin-35 ding.

8201882

Claims (5)

1. Hoogfrequente voorschakelinrichting voor het begrenzen van de stroom van zogenaamde energiebesparende lampeenheden, die in plaats van gloeilampen voor zonder wijziging in te schroeven, bij voorkeur met 5 normale voeten uitgevoerde elektrische ontladingslampen, bij voorkeur fluorescentiebuizen, natriumdamplampen onder hoge druk of metaal-halo-geenlampen kan worden toegepast, met het kenmerk, dat in de stroomketen (1) van de ontladingslamp (4) een transformerende of niet-transforme-rende smoorspoel (3) en een schakeltransistor (5) met elkaar in serie 10 zijn geschakeld en dat op de ingang van de schakeltransistor (5), bij voorkeur binnen een frequentiegebied van 1-100 kHz, een besturings-stroomketen (7) is aangesloten, die een kanteelgolfvorm met een asymmetrische tijdsindeling opwekt.

2. Hoogfrequente voorschakelinrichting voor het begrenzen van de 15 stroom van zogenaamde energiebesparende lampeenheden, die in plaats van gloeilampen voor zonder wijziging in te schroeven, bij voorkeur met normale voeten uitgevoerde elektrische ontladingslampen, bij voorkeur fluorescentiebuizen, natriumdamplampen onder hoge druk of metaal-halo-geenlampen kan worden toegepast, met het kenmerk, dat in de stroomketen 20 (1) van de ontladingslamp (4) een smoorspoel (3) en een schakeltransis tor (5) met elkaar in serie zijn geschakeld, dat het uit de ontladingslamp (4) en de direct daarop geschakelde smoorspoel (3) bestaande deel door een diode (6) volgens een parallelschakeling wordt overbrugd en dat de blokkeerrichting van de diode tegengesteld gericht is aan die 25 van de schakeltransistor (5).

3. Voorschakelinrichting volgens een van de conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat de inschakeltijd (t) van de schakeltransistor (5) minder dan de helft van de hoogfrequente periodetijd (T) is.

4. Voorschakelinrichting volgens een van de conclusies 1 of 2, met 30 het kenmerk, dat de smoorspoel (3) en/of de transformatorspoel een "luchtkem" heeft/hebben.

5. Voorschakelinrichting volgens een van de conclusies 1 tot en met 3, met het kenmerk, dat hun elektroden (24a, 24b) asymmetrisch zijn uitgevoerd, de ene als kathode (24a) en de ander als anode (24b). 35 ********** 8201882