NL8203719A - Verlichtingseenheid. - Google Patents

Description

P & c t Ν' 2348-1195 Ned./M/WVF Korte aanduidinq : Verlichtingseenheid.

De uitvinding heeft betrekking op een verlichtingseenheid ontworpen voor functionele overeensteroraing met een gloeilamp, waarbij de voornaamste lichtbron een booglamp is, die aangevuld wordt met een reserve-gloeidraadlichtbron, 5 en welke omvat een compacte "hoogfrequente" energievoedings-eenheid, die werkt vanuit een conventionele 110 V, 60 Hz-bron.

Meer in het bijzonder houdt de onderhavige uitvindincr zieh bezig met maatregelen ontworpen ter vergroting van het 10 niveau van de reserveverlichting en ter vermindering van de maten van electromagnetische interferentie tijdens pogingen om de booglamp te ontsteken.

De onderhavige uitvinding moet gezien worden als een paging Oro een qua energie efficiente en betrekkelijk goed-15 kope vervangingseenheid te verschaffen voor de gloeilamp.

De gloeilamp zet het merendeel van de toegevoerde electrische energie om in warmte, waarbij slechts een klein percentage, gev7oonlijk minder dan 10%, omgezet wordt in zichtbaar licht.

Nu dat de energiekosten stijgen, is er een behoefte ontstaan 20 aan een verlichtingseenheid, die de electrische energie omzet in licht met een groter rendement. Onlangs, zoals geopenbaard in het Amerikaanse octrooischrift No. 4,161,672 zijn kleinere metaalhalogenide lampen met geringe wattage met hoge rendementen en lichtopbrengsten die vergelijkbaar 25 zijn met de in huis qebruikte gloeilampen, uitgevonden.

Dergelijke lampen zijn potentiele qua energie renderende vervangingen voor de op huishoudelijk gebruik afgestemde gloeilamp mits geschikte goedkope voorzieningen kunnen worden getroffen voor reserveverlichting en voor het verschaffen 30 van de diverse electrische vereisten voor de beide licht-bronnen.

De spanningsbron van de onderhavige verlichtingseenheid stelt een uitvloeisel voor van eerdere hoogfrequente span-ningsbronnen, waarbij een ferriettransformator, normaal -35 gestuurd voor niet-verzadigde werking, en een transistor-schakeling"gewichtige elementen zijn. Een dergelijke spanningsbron wordt geopenbaard in de Amerikaanse octrooiaan-vrage No. '156.229.

820 37 1 9 \ * - 2 -

De hiervoor genoemde spanningsbron produceert een aan-houdende hoogfrequente energie, waarbij gestart wordt met de hoogspanningsontstekingspotentialen om de boog in te leiden, waarbij men doorgaat via het gloeien naar de boog-5 overgang, wanneer een belangrijk vermogen bij relatief lagere spanningen gevraagd wordt door metaaldamplampen en eindigt wanneer de boog gestabiliseerd is bij een lage spanning, die gezien moet worden als een signaal dat het "opwarmen" begonnen is en de aanvang van het gelijkstroombedrijf van 10 de lamp.

Voorafgaande aan het opwarmen wordt de hoogfrequente energie gebruikt zowel voor de booglamp als voor het bekrach-tigen van de gloeidraad, die de reserveverlichting verzorg't. Bij de normale start kan de tijd dat hoogfrequente energie 15 vereist is voor de booglamp gelijk zijn aan slechts een-tiende seconde en zelden langer dan verscheidene seconden. Tezelfdertijd verschaft het circuit ongeveer 800 lumen van reserveverlichting. In het geval, dat de booglamp haar ontsteking verliest in een hete toestand, die een "heet 20 opnieuw starten" vereist, kan een aanhoudende hoogfrequente toepassing gedurende verscheidene minuten doorgaan. Echter indien de booglamp zou falen en weigeren te ontsteken, dan zou het circuit blijven in de "voor-ontstekings"conditie totdat een zekering of enig ander middel de hoogfrequente 25 werking beeindigt. In het ideale geval in het belang van minimale electromagnetische inteferentie, dient de duur van de toepassing van hoogfrequente energie minimaal te zijn onder beide omstandigheden. De reserveverlichting tijdens de startprocedure dient bij voorkeur meer bijna vergelijk-30 baar te zijn met uiteindelijke verlichtingsniveaus van de booglamp, maar moet in het algemeen afgestemd zijn op een compromis met de warmteafvoergrenzen van de eenheid.

Dienovereenkomstig is het een oogmerk van de uitvinding het verschaffen van een verbeterde verlichtinaseenheid, 35 waarin van een booclamp gebruik gemaakt wordt.

Een ander oogmerk van de ui-tvindinq is het verschaffen van een verbeterde verlichtingseenheid, waarbij de hoofd-lichtbron een boogontladingslamp is aanqevuld met een van een gloeidraad voorziene lichtbron, die op voordelige 8203719 * Jt ‘ ' - 3 - wijze gestuurd wordt.

Nog een ander oogmerk van de uitvinding is het ver-schaffen van een verbeterde verlichtingseenheid, waarbij electromagnetische storing tot een minimum wordt terugge-5 bracht tijdens het starten, het opnieuw starten, of in het geval dat de booglamp uitvalt.

Weer een arider oogmerk van de uitvinding is het ver-schaffen van een verbeterde verlichtingseenheid, die een hoofdboogontladingslamp combineert met een van een gloei-10 draad voorziene reservelichtbron, waarbij de reservever-lichting wordt vergroot tijdens een gedeelte van de start-procedure.

Deze en andere oogmerken van de onderhavige uitvinding worden verkregen met een verlichtingseenheid bevattende 15 een gelijkstroomspanningsbron, een metaaldampbooglamp, en een werkend netwerk dat reageert op de lampconditie. Het werkende netwerk bevat een tot gloeien te brengen als weer-stand fungerende gloeidraad voor het belasten van de lamp en voor reserveverlichting, transformeermiddelen, die '2® gevoed worden met eleCtrische vrisselenergie om een staps-gewijs verdeelde uitgangsspanning te koppelen aan de lamp, en schakelmiddelen. Middelen zijn aanwezig om de elementen van het werkende netwerk onderling te verbinden teneinde de stroom uit de gelijkspanningsbron te koppelen met de 25 gloeidraad en met de lamp in diverse vormen. Totdat de lamp-geleiding begonnen is, wordt de stroom. gekoppeld in een gelijkspanningsvorm aan de gloeidraad voor het produceren van nuttig licht, afwisselend met stroom in een periodieke gedaante gekoppeld met de ingang van de transformeermiddelen 30 om de lamp te starten, Nadat de lamp geleidend is geworden tot aan de opvTarmfase wordt de stroom gekoppeld in een aangehouden periodieke vorm met de gloeidraad voor het produceren van nuttig licht en in een aangehouden periodieke vorm met de ingang van de transformeermiddelen voor het doen 35 overgaan van de lamp. Tijdens het opwarmen en het normaal lopende bedrijf van de lamp wordt stroom cekoppeld in een gelijkspanningsvorm met de gloeidraad en de lamp in serie voor het bekrachtigen en het belasten van de lamp. Tijdens het normaal lopende bedrijf van de. lamp .is het eneraiever- 8203719 i * - 4 - bruik in de gloeidraad te laag om nuttig licht te produceren.

Bij voorkeur wordt voorafgaande aan de fase,.waarin de lamp geleidend is, de gelijkstroom verschaft aan de gloeidraad gedurende een relatief lange periode en wordt 5 de periodieke stroom verschaft aan de ingang van de transfor-meermiddelen gedurende een relatief korte periode. Typische perioden zijn 8 seconden voor de gelijkstroom en 8 milli-seconden voor de periodieke stroom.

Meer in het bijzonder omvat het "schakelmiddel" een kristalgestuurde gelijkrichter (SCR) of thyristor, die in serie met de gloeidraad over de uitgangsaansluitingen van de gelijkspanningsbron staat, 'en een tweede schakelmiddel bevattende een transistor met een' stabiele, niet-geleidende eerste conditie en een a-stabiele geleidende niet-geleidende 15 tweede conditie.

Daarnaast zijn regelmiddelen aanwezig om de a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel uit te sluiten, wanneer het eerste schakelmiddel IN staat en om de a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel toe te staan, wanneer 20 het eerste schakelmiddel UIT is. Bij voorkeur wordt in de startopeenvolging van handelingen het eerste schakelmiddel geleidend voor de a.—stabiele conditie van het tweede schakelmiddel.

In overeenstemming met een verder aspect van de uit-25 vinding bevatten de regelmiddelen voorts middelen die reageren op de geleidende toestand van de lamp om het eerste schakelmiddel in de UIT-conditie te houden nadat de geleidende fase van de lamp begonnen is. Dit stroomniveau is in een typerend geval een paar milliampere. De regelmiddelen bevat-30 ten voorts middelen die reageren op de elektrische conditie van de lamp voor het reaelen van de conditie van het tweede. schakelmiddel. De regelmiddelen handhaven het tweede schakelmiddel in een a-stabiele conditie tijdens de UTT-conditie van het eerste schakelmiddel, wanneer de lamp niet-geleidend 35 is, in een aangehouden a-stabiele conditie nadat de lamp geleidend geworden is tot aan de opwarming van de lamp; en in de stabiele conditie tijdens het opwarmen en het normaal lopende bedrijf van de lamp.

De tijdsbepaling van de AAN- en UIT-tijdstippen van 8203719 * * ' - 5 - de gestuurde kristalgelijkrichter, welke wordt gebruikt oir de duur vast te stellen van de gelijkstrooirbekrachtiging van de gloeidraad en de toepassing van periodieke ontstekings-potentialen aan de lamp tijdens de voorontstekingsfase res-5pektievelijk wordt verschaft door een zaagtandoscillator.

De zaagtandoscillator bevat een in de vorm van een haak verbonden complementair transistorpaar in combinatie met een condensator en bijpassende componenten. De condensator wordt periodiek opgeladen in een langzaam tempo via een grote 10 weerstand en vervolgens snel ontladen door de geleiding van het haakvormige circuit. De ontlading van het haakvormige circuit vindt plaats wanneer de Zener-spanning, tot stand gebracht door de omgekeerde ingangskeerlaag van de transistor en aangelegd aan de basis van de tweede transistor voldoende overtroffen wordt door de spanning aan de emitter van de tweede transistor, De emitter van de tweede transistor is gekoppeld met de condensator waarvan de spanninc toeneemt naarmate de condensator wordt opgeladen. Het geleidend worden van het haakvormige circuit vindt plaats met het 20 optreden van een voorspanning in de voorwaartse richting aan de ingangskeerlaag van de tweede transistor. Ontlading van de condensator wordt gebruikt om de SCR uit te schakelen en een a-stabiele werking van een transistor te doen aanvangen die een onderdeel is van het tweede schakelmiddel.

25 De tijdconstanten van het circuit zijn zodanig inaericht dat in de periode voorafgaande aan de booglampgeleiding, het geleidende interval van de SCR optreedt voorafgaande aan de a-stabiele werking van de transistorschakelaar. Nadat de booglamp geleidend geworden is is de status van de transistor-30 schakelaar een functie van de booglampstrooir en -spanning zoals afgetast in het werkende netwerk. De a-stabiele werking houdt op, wanneer de booglamp in de opwarmfase binnentreedt.

Het effect van een lange periode van gelijkstroomwerking voorafgaande aan de booglampgeleidina (afwisselend met kort..

35 gemaakte perioden van hoge frequentiewerkincr) vergroot het gemiddelde niveau van de reserveverlichtinc in een tvperend geval met 1100 lumen, gedurende de 8 seconden alvorens ontsteking plaatsvindt. Indien ontstekina plaatsvindt in de volgende 8 railliseconden, waarin met hoce freguentie gewerkt 8203719 ( · - 6 - wordt, hetgeen normaal is, gaat de reserveverlichting door met 800 lumen gedurende verscheidene seconden meer. De kort gemaakte periode van de hoge frequentiewerking reduceert de AAN-tijd, wanneer emi plaatsvindt, met een factor 1000 zonder 5 een noemenswaardige toename van de verstreken tijd die ver-eist is om de booglamp te ontsteken. Tijdens een hete her-nieuwde start, of in het geval dat de booglamp uitvalt, blijft het percentage van de AAN-tijd evenzeer klein. Wanneer emi bestuurbaar is als een hoorbaar effect, wordt elke 10 kortgemaakte periode gehoord als een korte "hlup" gevolgd door verscheidene seconden stilte, totdat de volgende periode begint. De storing is opvallend minder verwerpelijk dan een continue hoge frequentiewerking. Door al deze langere perioden heen werkt de gloeidraad bij het hogere lichtniveau.

De nieuwe en onderscheidende eigenschappen van de uitvinding worden hieronder besproken. De uitvinding zelf echter, tezamen met verdere oogmerken en voordelen ervan kan het beste worden toegelicht door verwijzing te maken naar onderstaande beschrijving in het licht van de daarbij be-20 horende tekeningen, waarin :

Fig. 1 een illustratie is van een nieuwe verlichtings-eenheid geschikt voor verbinding met een standaardlampfitting, waarbij gebruik gemaakt wordt van een booglamp als de voor-naamste lichtbron, een reservelichtbron en een compacte 25 energievoedingseenheid;

Fig, 2 een ele.ctrisch schakelschema is van de verlichtings-esnheid volgens de uitvinding; en

Fig. 3 een tabel is van de zes stadia van de ver-lichtingseenheid in een normale verlichtingsopeenvolging, waarbij de condities opgesomd worden van de booglamp en de reserve als gloeidraad uitgevoerde weerstand, en de corres-ponderende bekrachtigingsvereisten.

Onder verwijzing thans naar fig.l wordt daarin weer-gegeven een doelmatige verlichtingseenheid voor het doen 35 werken van een fcooclamp vannit een convent!o^-nele laag-frenuente (50-60 Hz) wisselstroomspanningsbron. De onder-havige uitvinding geeft een wijziging weer van de verlichtinqs-eenheid beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage Wo. 156,229. De wijzioing, die in hoofdzaak van invloed is 8203719 .-7- ' op de hierin geopenbaarde starthandeling, is ontworpen om electromagnetische storing te verminderen en een grotere be-trouwbaarheid te verschaffen boven de aangehaalde verlichtings-eenheid. De verlichtingseenheid bevat een lampsamenstel dat 5 licht produceert, en een energievoedingseenheid, die electrisch vernogen levert aan het lampsamenstel, met bepaal-de elementen van de verlichtingseenheid die een tweeledige functie hebben, namelijk lichtproductie en het verschaffen van belasting. Het lampsamenstel omvat een glazen omhulling 10 9, die een zeer doelmatige booglamp 11 bevat en een als gloeidraad uitgevoerde weerstandselement 12. Het weerstands-element 12 is zowel een belasting voor de booglamp als een aanvullende lichtbron. De. energievoedingseenheid omvat een star huis 10, dat het glazen omhulsel 9 be\7estigt aan een van schroefdraad voorziene voet 14. De voet 14 verschaft een electrische verbinding en mechanische bevestiging van de verlichtingseenheid aan een conventionele wisselstroom-lampfitting. De eenheid ontwikkelt de vereiste bekrachtiging a, voor de booglamp tijdens de start- en werkcondities, en pro- 20 duceert een onmiddellijke verlichting door gebruik van de aanvullende lichtbron.

In overeenstemming met de uitvinding worden nieuwe middelen verschaft, die een korte periodiek nutticp functie tot stand brengen, bij het aanleggen van de ontstekings-25 potentiaal aan de booglamp.

De nieuwe verlichtingseenheid, zoals deze te zien is in fig.l, bezit het gem.ak qua afmetingen van een gloeidraad-lamp. De energievoedingseenheid bezet de ruimte tussen de in te schroeven voet 14 en het lampsamenstel.

De verlichtingseenheid kan worden ingeschakeld, opnieuvz gestart worden of uitgeschakeld worden met hetzelfde aemak als een gloeilamp. De vertragingen in de productie van licht, die zich normaal voordoen bij het starten van een booglamp, zijn minder verwerpelijk gemaakt door het gebruik 35 van het aanvullende gloeidraadelement 12, dat binnen de omhulling 9 is opgenomen. Deze maatregel is van bijzonder belang voor de halve minuutperioden die het de booglamp kan kosten om de voile helderheid te bereiken na een koude start of de langere perioden die vereist zijn voor een hete nieuwe start.

8203719 - 8 -

De booglamp 11 wordt in fig.l weergegeven met de positie-ve electrode of anode beneden (naast de voet) en de negatieve electrode of kathode omhoog (verwijderd van de voet). De beide electroden zijn op hun beurt afgedicht in de einden 5 van een klein vat van kwarts, waarvan de buitenomtrek cilindrisch is behalve een klein centraal gebied van grotere dwarsdoorsnede van· minder dan 1,27 centimeter in diameter.

Het inwendige van de booglamp, die niet specifiek geillus-treerd is, bevat een bolvormige of elliptische centrale 10 kamer gevuld met een ioniseerbaar mengsel van argon, een ioniseerbaar startgas, kwik, dat verdampt wordt wanneer het heet is, en een verdampbaar metaalzout zoals natrium- en scandiumjodiden. In bedrijf wordt een boog gevormd tussen de electroden, hetgeen een verlichting verschaft door de ^ gehele kamer heen. Kleine lampen van laag vermogen van het zojuist beschreven type worden gerefereerd als metaal-halogenide- of metaaldamplampen. Een ceschikte lamp wordt vollediger beschreven in het reeds genoemde .Amerikaanse octrooischrift No. 4. 161.672.

20 De lichtproductie wordt gedeeld tussen de booglamp 11 en de als gloeidraad fungerende weerstand 12, waarbij laatstgenoemde tevens een weerstandsbelasting verschaft voor de booglamp. Eij normale "eindronde"werking geleidt de als gloeidraad fungerende weerstand 12 de stroom, die in de 25 booglamp vloeit maar primaire lichtopwekking vindt plaats in de booglamp. Bij het starten of opnieuw starten van de booglamp produceert de als gloeidraad fungerende weerstand 12 een aanvullende verlichting.

De booglamp vertoont diverse duidelijk gescheiden 30 toestanden bij conventioneel gebruik en elke actieve toe-stand vergt een afzonderlijke bekrachtiging. Vanuit een praktisch oogpunt bezit de booglamp drie in wezen actieve toestanden genaamd fasen I-III en een inactieve toestand.

In fase I vindt "ontsteking" plaats. De duur van de 35 ontsteking is normaal niet langer dan een seconde of twee en men kan ervoor zorgen dat het minder is dan 8 milliseconden in het gebruikelijke geval door ontwerpen. Het is de tijd vereist voor een geschikte overspanning om "electrische door-slag" te veroorzaken van het gas, dat zich bevindt in de 8203719 .-9- booglamp, dat de daling van de maximale lampspanning in gang zet. Deze laatstgenoem.de conditie wordt ook wel qenoemd het tot stand komen van een "glim-ontlading". (Voor definieringsdoeleinden diene dat ontsteking dient te worden 5 onderscheiden van voor-ontsteking. Voorontsteking is een interval, dat voorafgaat aan ontsteking, waarvan de duur voorspelbaar is voor een gegeven ontladingslamp en energie-voedingseenheid, en is de periode tijdens welke ontsteking onwaarschijnlijk is, normaal als gevolg van niet-optimale 10 fysische omstandigheden in de lamp. Voor-ontsteking zal later besproken worden).

Wanneer ontsteking plaatsvindt zal de boogontladings-lam.p doorslaan bij de ontstekingsspanning van 1000-2500 V, hetgeen een plotselinge daling veroorzaakt in de lampspanning 15 tot in een typerend geval 15 V, waarna de lamp een tweede keer opnieuw kan ontbranden, in het algemeen bij een lagere spanning naarmate het ionisatieniveau van de zich daarin be-vindende gassen toeneemt en de intrede gemaakt vrordt naar de "overgang van glim- naar boogontladincr". in fase I vereisen ^ lampen van het hier beoogde ontwerp spanningen van 1000 tot 2500 V onder gebruikmaking van pulsen met een duur van microseconden tijdens een pulserend interval van ongeveer 8 milliseconden.

Fase II - de overgancr van glim- naar boocrontlading -25 strekt zich uit vanaf een tiende van een seconde tot misschien vier seconden en wordt gekenmerkt door een meer ononderbroken ionisatieniveau en een lagere maximale spanning. Zodra fase II begint, is de ontlading typisch onstabiel, zv/enkend tussen een maximum- en een minimumwaarde, waarbij de spanning van de 30 ontlading continu daalt naar een lager maximum met een periodiek minimum nabij 15 V. Naarmate het cremiddelde niveau van de gasgeleiding toeneemt, daalt de maximale lampspanning, neemt het verbruikte vermogen toe, en nemen de temperaturen in het inwendige van de lamp eveneens toe. Wanneer de maximale 35 boogspanning daalt via vaarden nabij 500-150 v, wordt een meer substantiele energie (in het typerende aeval 2-8 Watt) vereist door een metaaldamplamp.

Fase III becrint met het vestiqen van de "booa", die ontreedt wanneer een aedeelte van de kathode de termionische 820 3 7 1 9 - 10 - emissietemperaturen heeft bereikt, en het verdwijnen van electronische ruis. Bij de "gewoonlijk"gemarkeerde overgana van fase II naar fase III verliest de spanning van de ontlading haar onstabiele kwaliteit en handhaaft zich 5 op een aanvangswaarde van ongeveer 15 V. In fase Illwordt een aangehouden lage lampimpedantie vertoont, die positief resistief op de korte termijn (microseconden) is, en negatief resistief op de lange termijn (milliseconden). Een stroom-begrenzende voorschakelweerstand is vereist om buiten-10 sporige verhitting en vernieling te voorkomen.

De opwarmperiode, die het aanvangsgedeelte is van fase III duurt normaal 30 tot 90 seconde. Tijdens de opwarm-periode bereikt de lamp de voile werktemperatuur en de zich daarin bevindende gassen bereiken hun hoge eindwerkdrukken.

15 De spanning over de lamp neemt toe tot een waarde van 86 V met bijbehorende vermindering in de lampgeleiding. Wanneer de eindrondeconditie plaatsvindt, absorbeert de lamp een maximaal vermogen (in een typerend geval 27 Watt) en wordt de maximale lichtuitgang geproduceerd.

20 pe voorontstekingsperiode is een variabele periode die een nominale minimum waarde van nul bezit bij standaard omgevingsomstandigheden en een maximum waarde van ongeveer 1 of 2 minuten, indien er een onderbreking van de boog ge-weest is en er daardoor een hete opnieuw starten vereist is. 25 indien de lampbekrachtigincr uitgevallen is in de loop van het normale bedrijf, zal de lamp zich bevinden op een hogere temperatuur en bij een hogere qasdruk voor een korte pose. Voor het opnieuw trekken van de boog, terwijl de lamp heet is, kan de daarvoor vereiste potentiaal een orde van 30 grootte meer zijn dan voor een koude start (bijvoorbeeld 10-30 kV). De thermische tijdconstanten van de lamp stellen de tijd in die vereist is voor het afkoelen vanaf een hete werkconditie naar het punt, waar een conventionele spanning de boog opnieuw zal trekken.

35 Aanvullende verlichting is in het bijzonder belangrijk voor de gebruiker tijdens de opwarm- en de voorontstekincs-periode voor een heet opnieuw starten, en het is aanwezig zowel tijdens de gehele normale startprocedure als de hete hernieuwde startprocedure. Tijdens de opwarmperiode verrrindert 8203719 J 3 - 11 - de aanvullende verlichting geleidelijk on zich aan te passen aan de toenemende lichtuitgang van de booglamp. In de laatste rcndeconditie wordt geen aanvullende verlichting ver-schaft.

5 Een geschikt bedrijfsvermogen voor de booelamp en de reservelieht producerende gloeidraad wordt verkregen door de voedingsspanningseenheid geillustreerd in fig.2. Wanneer de booglamp zich bevindt in de eindrondeconditie, verschaft de voedingsspanningseenheid gelijkstroomenergie bij ongeveer 10 145 V met resistieve belasting. De belasting vermindert de spanning aan de lamp tot 86 V, en handhaaft het werkver-dogen van de booglamp bij 27 Watt. Tijdens deze periode is de stroom, die vloeit door de gloeidraad 12, die fungeert als belasting, voldoende on deze op een hoge temperatuur 15 te handhaven maar onvoldoende om in de gloeidraad nuttig licht te produceren.

In de voorontstekingsfase produceert de voedingsspanningseenheid een opeenvolging van hoogfrequente eenzijdig gelijk-gerichte pulsen met een hoge freguentie (40 kFz)wissel-20 spanningscomponent. De wisselstroomcomponent, na het transformeren en het gelijkrichten, wordt aangelegd aan de booglamp om deze te ontsteken. Dit resulteert in een gelijk-stroomherstelde golfvorm met een piekamplitude van ongeveer 2500 V bij een relatief laag energieniveau. Tijdens de 25 voorontstekingsfase vrorden de pulsen geproduceerd in een korte periode, in een typerend geval met een duur van 8 milliseconden en netintervallen van 8 seconden. Bij het ontsteken van de lamp worden de hoogfrequente pulsen continu, hetgeen leidt tot de overgang van glim- naar boogontlading, 30 waarvoor een aanzienlijk vermogen door de booglamp vereist wordt.

Ondertussen tijdens de voorontsteking en de ontsteking zelf van de booglamp is de gloeidraad 12 bezig eveneens energie te ontvangen en reserveverlichting te leveren. Wanneer 35 de eenzijdig gelijkgerichte pulsen zich bevind.en in de UIT-conditie tijdens de voorontsteking, wordt een hulp-stroombaan voltooid, die een nagenoeg vollediq crelijkstroom-vermogen (70 watt) aanlegt aan de als gloeidraad fungerende 8203719 - 12 - weerstand. De lichtuitgang van de gloeidraad begint dus bij ongeveer 1100 lumen en zal bij. een snelle overgang deze waarde blijken vast te houden totdat de booglamp opge-warmd is. Tijdens de pulsen, zowel bij de voorontsteking 5 als de ontsteking zelf, wordt een aanzienlijk hoogfrequent vermogen (56 Watt) eveneens aangelegd aan de gloeidraad teneinde een continue reserveverlichting te verschaffen op een iets lager niveau totdat de overgang van de booglamp naar de opwarmfase voltooid is.

10 In de overgang van glim- naar boogontlading verschaft hoogfrequente energie de reserveverlichting, terwijl het hoogfrequente vermogen dat beschikbaar is voor de booglamp, terwijl het een 400-200 V niveau doorkruist, toeneemt tot een maximum waarde in een typerend geval 8 Watt. Deze 15 toename in beschikbaar vermogen voor de booglamp wordt verkregen door een reductie tot 35 kHz in de pulsherhalings-snelheid wanneer de lampconditie de belasting op de voedings-spanningseenheid ongunstig beinvloedt. De toename aan beschikbaar vermogen waarborgt een betrouwbare overgang van 0 Π de hogedrukmetaaldamplamp naar het bedrijf in de opgewarmde f ase.

Wanneer het opwarmen plaatsvindt, eindigt het hoogfrequente bedrijf van de voedingsspanningseenheid en produceert de voedingseenheid thans een gelijkstroomuit-25 gang, die overhevig is aan een 120 Hz rimpel, aangelegd aan de booglamp en de daarmede in serie staande als gloeidraad fungerende weerstand. De rol van de als gloeidraad fungerende weerstand aan het begin van de opwarmfase is tweeledig, namelijk deze dat hij een nagenoeg volledige 30 lichtuitgang produceert, terwijl hij tevens als voorschakel-impedantie fungeert voor de booglamp. De voorschakelimpedan-tie houdt de aanvankelijke dissipatie vast in de booglamp tot ongeveer 10 Watt naarmate de boogspanning daalt tot ongeveer 15 V. Waarmate de opwaming doorgaat dient de als 35 gloeidraad fungerende weerstand als een voorschakelweerstand met lage dissipatie waarvan de waarde verwaarloosbaar is naarmate het door de booglamp geproduceerde licht toeneemt.

De verlichtingseenheid, waarvan het electrische schakel- 8203719 - 13 - schema geillustreerd is in fig.2, bezit als voornaamste compo-nenten de booglamp 11# een gelijkspanningsvoedingseenheid (14, 15, 16) om de 120 V 60 Hz om te zetten in gelijkstroom, een werkend netwerk (17-45) om de door de gelijkspannings-5 voedingseenheid geleverde electrische energie om te zetten in de voor de werking van het lampsamenstel vereiste vormen, en tenslotte een als gloeidraad fungerende weerstand (12) die een belastende functie vervult in het werkende netwerk en reservelicht verschaft. De verlichtingseenheid heeft zes actieve condities gekenmerkt door de toestanden van de ontladingslamp, de reservelichtbron en het werkende netwerk. Deze toestanden, die de voorafgaande discussies samenvatten, worden geillustreerd in fig.3.

Het gelijkspanningsvoedingscircuit van de verlichtings-15 eenheden is conventionee1. Energie wordt geleverd uit een wisselspanningsbron van 120 V en 60 Hz via de lampvoet 14 en twee ingangsverbindingen met de wisselspanningsincangs-aansluitingen van een tweezijdia gelijkrichtende brug 15. De positieve uitgangsklem van de brug wordt de positieve uit-20 gangsklem van de gelijkspanningsbron en de negatieve uitgangsklem van de brug wordt de gemeenschappelijke uitgangsklem of aarding van de gelijkspanningsbron. De filtercondensator 16 staat over de uitgangsklemmen van de gelijkspanningsbron om een wisselstroomrimpel te verminderen. De uitgang van de 25 geli jkspanningsbron tijdens normale ronde v;erking van de booglamp 11 is 145· V met een stroom van ongeveer 1/3 ampere, hetgeen een uitgangsvermogen produceert van ongeveer 48 Watt, waarvan 27 Watt verbruikt wordt in de lamp. Het door de verlichtingseenheid benodigde vermocen uit de gelijkspannings-20 voedingsbron tijdens het opnieuw starten van de lamp in hete toestand bedraagt onoeveer 73 Watt en het maximum vereist tijdens het opwarmen van de boogontladinaslamp is ongeveer 68 Watt.

Het werkende netwerk, dat zijn vermoaen ontleend aan de 25 gelijkspanningsbron, en op zijn beurt energie levert aan het lampsamenstel, bevat de elementen 17-48 die met elkaar ver-bonden zijn als volgt : de als aloeidraad fungerende v/eerstand 12, een diode 17, booglamp 11, diode 18 en lampstroomaftasten— 8203719 - 14 - de weerstand 33 zijn in serie verbonden in de hiervoor ge-noemde volgorde tussen de positieve klem en de gemeenschappe-lijke klem van de gelijkspanninqsbron. De diode 17, die gepoold is in de qem.akkelijke doorlaatrichting voor de 5 stroom gaande van de gelijkspanninqsbron naar de booglamp, is met haar anode gekoppeld aan een tussenverbindingsklem (of node) 26 en is met haar kathode gekoppeld aan de ene klem van de booglamp 11. De booglamp, die een gewenste polarisatie bezit, is met haar anode gekoppeld aan de kathode 10 van de diode 17 en met haar kathode gekoppeld aan de anode van de diode 18, waarvan de kathode gekoppeld is met de ene klem van de stroomaftastende weerstand 33. In deze toepassing vormt de diode 17 in feite twee in serie geschakelde inrichtingen voor een betrouwbaar hoog spanningsqedrag.

15 Er zal nu vervolqd worden met een beschrijving van het werkende. netwerk waarmede een getrokken monostabiele vaste stof^-schakelaar wordt verkregen, ten dele qevormd door een transistor 19 van groot vermogen, een trappentransformator 20, en een passieve component 28. De transistor voor groot 20 vermogen bezit een basis, emitter en collector electroden.

De trappentransformator 20 bezit een ferrietkern om te werken bij hoge frequenties C>20 kHz), een hoofdprimaire wikkeling 21, een hoofdsecundaire wikkelinq 22, een primaire regelwikkeling 23 en een secundaire regelwikkeling 24, die alle samenwerken met de kern en monostabiele actie produceren, waarbij een volledige kernverzadiging vermeden wordt.De hoofdprimaire wikkeling 21 heeft haar niet van een stip voor-ziene klem gekoppeld via de condensator 25 met de positieve klem van de bron en de van een stip voorziene klem. verbonden 30 met de tussenverbindingsklem 26 tussen de als gloeidraad fungerende weerstand 12 en diode 17. De hoofdsecundaire wikkeling 22 van de transformator 20 is met haar niet van een stip voorziene klem verbonden met de klem 26, en met haar van een stip voorziene klem verbonden via de condensator 27 35. met de anode van de booglamp 11. De emitter van de schakel-transistor 19 is gekoppeld met de niet van een merkteken voorziene klem van de primaire regelwikkeling 23. De van een merkteken voorziene klem van de primaire regelvikkelino 23 8203719 - 15 - is verbonden met de kathode van de diode 18, waarvan de anode verbonden is iret de kathode van de booglamp 11. De kathode van de booglamp is via de diode 18 en de veerstand 33 verbonden met aarde. De basis van de transistor 19 is 5 gekoppeld met de kathode van een klem- of blokkeerdiode 28, waarvan de anode gekoppeld is met aarde. De secundaire regelwikkeling 24 is met haar niet-gemerkte klem gekoppeld met de basis van de transistor 18 en met haar gemerkte klem verbonden met de emitter. De basis van de transistor 19 is -*-0 het punt voor het aanleggen van een trekkerpuls voor het op gang brengen van elke geleidingscyclus.

De transistor 30 met zijn bijbehorende componenten, vormt een trekker-oscillator voor het periodiek inschakelen van de vaste stof schakeltransistor 19. De trekker-oscillator wordt 15 aan- en uitgeschakeld en eveneens in frequentie verschoven als reactie op electrische condities, die kunnen bijdragen tot de electrische toestand van de booglamp. De transistor 30 is met zijn emitter gekoppeld aan de emitter van de transistor 19, terwijl zijn basis gekoppeld is via de 20 condensator 31 met de basis van de transistor 19, en met zijn collector verbonden via de weerstand 32 met de tussen-ver-bindingsklem 26. Een spanningsaftastende verdeler is aanwe-zig, bestaande uit weerstand 34, opgenomen tussen de anode van de diode 17 en de basis van de transistor 30, terwijl een 25 weerstand 35 geschakeld is tussen de basis van de transistor 30 en de aarde. Tijdens het opwarmen en de laatste ronde-handeling, welke beide gelijkstroomtoestanden zijn van de-verlichtingseenheid, krijgt de diode 17 een positieve voor-spanning, en de verdeleruitgangsspanning aan de basis van de 30 transistor 30 is evenredig met de lampspanning. Tijdens de hoogfrequente toestanden van de verlichtincrseenheid, krijgt de diode 17 een voorspanning in de omgekeerde richting en is niet-geleidend tijdens die hoogfrequente halve cycli, wanneer stroom wordt geleverd aan de lamp, zodat de spanning op de 35 spanningsdeler het belastingseffect van de booglamp terug-kaatst tegen de transformatorketen en is een indirecte maat-regel van de lampspanning. De verbinding van de emitter van de transistor 30 met de niet-geaarde klem van de weerstand 33 8203719 - 16 - in serie met de booglamp 11, maakt de trekker-oscillator als reactie op lampstroom in de vorm van de spanning evenredig met lampstroom ontwikkeld in de weerstand 33. De trekker-oscillator is geschakeld om te reageren op de hierboven aan-5 gegeven wijze op het verschil in die twee afgetaste spannin-gen.

Het werkende netwerk wordt voltooid door schakelingen, welke tijdens de voorontstekingsperiode, dwingt de oscillator tijdens bedrijf een korte pulserende cyclus uit te voeren.

10 In de AAN-intervallen van de oscillator worden opeenvolgende pulsen aangelegd aan de booglamp en wisselstroombekrachtiging wordt aangelegd aan de als gloeidraad fungerende weerstand 12. In de UIT-intervallen van de oscillator wordt gelijkstroom-bekrachtiging verschaft voor de als gloeidraad fungerende 15 weerstand. Deze condities worden gexllustreerd in de kaart van fig.3. Het schema dat betrokken is bij het produceren in bedrijf van pulserende cycli omvat een SCR 36, een haak-vormig verbcnden transistorpaar 37, 38, een diode 39, condensatoren 40, 41 en weerstanden 13, 29 en 42-46. Zoals 20 men zal inzien in de nornale lampstartvolgorde da.t geleiding door de SCR 36 het eerst plaatsvindt en doorgaat gedurende verscheidene seconden, waarhij gloeidraadbekrachtiging verkre-gen wordt en uitsluiting van de werking van de oscillator. Tijdens de niet-geleiding van de SCR, die doorgaat gedurende 25 verscheidene milliseconden, is de trekkeroscillator in functie, waarhij hij hoge frequentie ontstekingspotentialen produceert voor de booglamp en hoge frequentiebekrachtiging van de gloeidraad. De tijdsbepaling van de geleidings- en niet-geleidings-perioden van de SCP 36 wordt verkregen door een zasctand-20 oscillator, die gebruik maakt van het haakvormig geschakelde transistorpaar 37, 38, condensator 40 en andere componenten.

De SCR 36 is met zijn anode verbonden met de tussenver-bindingsklem 26 en met zijn .kathode verbonden met de kathode * van de booglamp 11, welke via elementen 18 en 33 verbonden is met aarde. De kathode van de SCP 36 is eveneens verbonden via weerstand 42 met de aarde. ne poort van de SCR is via weerstand 4 3 verbonden met de oositieve uitaangsklem. van de CTelijkspanninosbrcn. Een condensator 41 is aanwezig en 8203719 r- J_.----4S£^. ·· ....... - · '-v- .

-17- geschakeld tussen de poort en de kathode van de SCR.

De in de vorm van een haak geschakeld transistorpaar fcestaat uit de PNP-transistor 37 aan de ingang en de NPN-transistor 38 aan de uitgang. De collector van de transistor 37 is verbonden 5 jpet de basis van de transistor 38, en de emitter van de transistor 38 is verbonden met de basis van de transistor 37. De emitter van de ingangstransistor 37 is via weerstand 13 verbonden met een ingangsklem van de gelijkrichtende brug 15. De emitter van transistor 37 is eveneens verbonden 10 via de in serie geschakelde condensator 40 en diode 39 met de poort van de SCR 36. De anode van de diode 39 is verbonden met de SCR-poort. Een weerstand 44 verbindt de kathode van de diode 39 en de ene condensatorklem met de aarde. De basis van de transistor 37 is via weerstand 45 verbonden met de 15 positieve uitgangsklem en de basis van de transistor 38 is verbonden via weerstand 46 met de tussenverbindingsklem 26.

De collector van de uitgangstransistor 38 is via weerstand 29 verbonden met de basis van de schakeltransistor 19.

Het werkende netverk, zoals eerder aangeduid, levert de on complexe energie-vereisten voor de verlichtingseenheid. Het werkende netv/erk functioneert als reactie op de afgetaste toestand van de hoofdbooglamp en neemt de toestanden in, die in het kort zijn samengevat op de kaart van fig.3. De eind-rondetoestand van het werkende netwerk zal in den aanvang 25 worden opgenomen.

In de eindrondetoestand van de verlichtingseenheid ver-schaft het werkende netv/erk gelijkstrooiribekrachting van de booglamp met resistieve belasting; en bewaakt de stroom en spanning van de booglamp om tekens af te tasten van beginnend 30 falen van de boog. De gelijkstroombronspanning heeft 15 % -20 % van een 120 Hz rimpel. Tijdens bet bedrijf van de lamp in de eindronde is de spanning van de boog 86 ¥, vTaarbij 27-Watt in de booglamp gaan zitten en 20 Watt in eerste instantie worden gedissipeerd in de als gloeidraad fungerende 35 weerstand 12. De lichtuitgana of -opbrengst is 2000 lumen, hetgeen de lichtopbrengst benadert, die geproduceerd v/ordt door een gloeilamp van 150 Watt. De stroom voor de booglamp geleverd door de 145 V aelijkspanningsbron (14, 15, 16), stroomt 8203719 - 18 - door een seriebaan omvattende de als gloeidraad optredende weerstand 12, de diode 17,de lamp 11 zelf, de diode 18 en de stroomaftastende weerstand 33.

Het werkpunt van de lamp, in de eindronde-toestand, wordt 5 hoofdzakelijk bepaald door de belastingsweerstand 12, de eigenschappen van de booglamp en de uitgangsspanning van de gelijkspanningsbron. De eindrondestroom (die ongeveer Γ/3 ampere is) laat in de weerstand 12 een dissipatie acbter die minder is dan in de booglamp en te laag om nuttig licht 10 op te wekken.

Opwarmcondities van de booglamp markeren een duidelijke breuk met de voorafgaande fase II, maar een graduele over-gang naar de eindronde-condities. In fase II (dat wil zeggen de overganc van glim- naar boogontlading)is de 15 ionisatie tot stand gebracht maar de gemiddelde stroom, dissipatie en lichtuitgang van de lamp zijn laag en de ontla-ding onstabiel. Bij het begin van het opwarmen stabiliseert zich de ontlading, waarbij een toename in de gemiddelde boog-lampstroom, dissipatie en lichtuitgang teweeggebracht wordt.

20 De overgang naar de eindrondeconditie is glad, waarbij de spanning geleidelijk toeneemt vanaf ongeveer 15 V naar de eindspanning van 86 V, waarbij de vermogensdissipatie in de lamp geleidelijk toeneemt van 10 tot 27 Watt en de lichtuitgang, aanvankelijk laag, geleidelijk toeneemt tot de 25 eindwaarde. Binnen de lamp tijdens het opwarmen, bereiken de electroden, de omhulling en zich daarin bevindend · gas hun eindwerktemperaturen en neemt de gasdruk toe tot de eindwaarde. Het opwarmen duurt in een typerend aeval 30 a 45 seconden.

Tijdens het opwarmen gaat het werkende netwerk via een 30 celeidelijke electrische verandering in reactie op stroom in de hoofdlamp. Buitensporige dissipatie in de hoofdiamp wordt voorkomen en de reserveverlichtinn wordt overgedragen vanaf een maximum naar een mininram lichtuitganc naarmate de hoofdlampverlicttina toeneemt vanaf een lace naar de 35 hoge eindwaarde.

Bij de voorontstekinc, ontsteking en overgang van glim- naar boogontladinn, spelen de transformator 20, de schakel-transistor 19 en de trek-oscillator (30 etc.) van het 8203719 .- 19 - werkzame netwerk een actieve rol· in het opwekken van een hoogfrequente uitgang. Dit staat in tegenstelling tot de passieve rol die gespeeld wordt tijdens het opwarmen en de eindronde, wanneer de geproduceerde bekrachtiging hoofdzake-5 lijk gelijkstroom is. De scherpe verandering in hoog-frequence electrische uitgang die optreedt tussen de overgang van glim- naar boogontlading en het opwarmen is een reactie op de condities in de hoofdlamp. De veranderingen in electrische uitgang van het werkende netwerk tussen voorontsteking en 10 ontsteking, wanneer de hoogfrequente uitgang wordt gewijzigd van een korte pulserende cyclus tot een continue werking, en tussen ontsteking en de overgang van glim- naar boogontlading, wanneer de bedrijfsfrequentie wordt verminderd, zijn eveneens in overeenstemming met de omstandigheden in de 15 hoofdlamp.

Zoals eerder opgemerkt wordt de pulserende cyclus met korte herhalingsfrequentie van de pulsen ( in een typerend geval met een verhouding tussen de tijd dat de lamp £AN is en de tijd dat zij UIT is van 1:1000) geplaatst op de 20 hoogfrequente pulsen. Eij de voorontsteking tijdens het relatief lange interval voorafgaande aan de eerste hoogfrequente puls, en tijdens de eveneens lange intervallen tussen de volgende hoogfrequente pulsen, is de SCR 36 geleidend en de geleidendheid ervan verschaft een lage impedantiegelijk-25 stroombaan voor gloeidraadbekrachtiginq. Tezelfdertijd wordt de spanning geklemd bij node 26, hetgeen de hoogfrequente werking van de trekker-oscillator of schakeltransistor uit-sluit. Wanneer de SCR niet-geleidend wordt, vindt hoogfrequente uitgang plaats, die wordt aangelegd zowel aande 30 booglamp als aan de gloeidraad met de in fig.3 weergegeven consequenties. Voorafgaande aan een gedetailleerde discussie van het werken met cycli met lage pulsherhalingsfrequentie van de voorontstekingsperiode, zal de werkina van het circuit besproken worden onder aanname van niet-geleidbaarheid aan 35 de zijde van de SCP en een continue werking met hoge freouen-ti.es.

Zowel bij het werken met cycli met lage pulsherhalingsfrequentie tijdens de voorontstekina als continue werking 8203719 - 20 - tijdens ontsteking van de overgang^/an glim- naar booqontlading, produceert het werkende netwerk een hoogfreguente electrische bekrachtiging als resultaat van het hoogfreguente schakelen van de monostabiele schakeltransistor. Het schakelen van de 5 schakeltransistor produceert een rinke.len en een wisselstroom-component in de hoofdprimaire wikkeling 21 van de spannings-verhogende transformator 20, een door de spanningsverhoging verkregen wisselstroomcomponent in de transformatoruitgang en een pulserende stroom in de gloeidraadweerstand 12, die 10 in hoofdzaak eenzijdig gelijkgericht is.

In de hoofdprimaire wikkeling vindt een vloeien plaats van wisselstroom op de volgende wijze : veronderstellende dat de transistor 19 ingeschakeld is door een geschikt trekker-signaal gekoppeld met de ingangskeerlaag ervan, wordt een verplaatsingsstroombaan voltooid tussen de positieve en de aardklem van de crelijkstroomvoedingsbron. Die baan bevat in deze volgorde de condensator 25, de hoofdprimaire wikkeling 21, de NPN-schakeltransistor 19 (collector en emitter-electrode) , de primaire terugkoppelwikkeling 23, en de 20 stroomaftastweerstand 33.De schakeltransistor stelt een lage impedantie voor, wanneer hij geleidend is, en de condensator 25, de primaire terugkoppelwikkeling 23 en de weerstand 33 zijn eveneens lage impedanties. Ms de stroom in het circuit toeneemt, produceert de primaire terugkoppelwikkeling 25 23, die inductief gekoppeld is met de secundaire terugkoppelwikkeling 24, een regeneratieve terugkoppeling in het ingangscircuit van de transistor en schakelt deze sterker in. Dientengevolge wanneer de transistor geleidend is’, wordt de stroom snel opgebouwd in de primaire wikkeling van de 50 transformator, in hoofdzaak begrensd door de primaire inductantie. De opbouw van de stroom gaat door echter totdat een voorgeschreven fluxniveau bereikt is in de kern van de sterkstroomtjransformator. Op dat punt gekomen, wordt de terugkoppeling oirgekeerd om. deneneratief te worden, waarbij 25 de transistor 19 uitgeschakeld wordt alvorens een volledice kemverzadiging bereikt is. Fet onderbreken van de aeleidinn via de transistor 19 opent de eerdere baan voor stroomvloeien door de primaire wikkelincr en de condensator 25 zal resoneren met de inductantie van de wikkelina 21. Een gedeelte 8203719 - 21 - van de in het circuit opgeslagen energie dissipeert in de vorm van een omgekeerde en dan voorwaarts gaande stroom door de als gloeidraad fungerende weerstand 12. Aldus keert de electrische stroom, die aanvankelijk uittrad uit de 5 van een stip voorziene klem van de primaire wikkeling, wanneer de transistor 19 geleidend was en kort daarna, van richting om en vloeit de stroom nu uit de condensator 25 via de gloeidraad 12 in de van een stip voorziene klem.

De getransformeerde versie van de hoogfreguente wissel-10 spanning, die verschijnt over de primaire wikkeling van de transformator treedt op aan de klem van de wikkeling 22 die verwijderd is van de wikkeling 21. De uitgang is gekoppeld vanaf de wikkeling 22 door middel van de condensator 27 met de anode van de booglamp 11. De uitgang neemt de vorm 15 aan van eenzijdig gelijkgerichte pulsvormige energie uit hoofde van de aanwezigheid van de diode 17, waarvan de anode gekoppeld is met de niet van een stip voorziene klem van de secundaire wikkeling en waarvan de kathode gekoppeld is met de anode van de booglamp. De diode 17 is zodanig 20 gepoold dat een naar een hogere spanning opgevoerde uitgangs-spanning kan worden toegepast op de booglamp wanneer de schakeltransistor uitgeschakeld is en om toepassing van de ontwikkelde uitgangsspanning te onderdrukken wanneer de schakeltransistor geleidend is.

25 in overeenstemming met de uitvinding wordt de toepassing van de zojuist besproken hoge voorontstekingsspanning beperkt tot een kort interval dat voorafgegaan en gevolgd wordt door een relatief lang interval van gelijkstroombekrachtiging voor de gloeidraad 12.

30 Een gedetailleerde bespreking van het werken met pulserende cycli met een lage pulsherhalingsfrequentie gaat nu volgen :

Bij bekrachtiging van de verlichtingseenheid, is de reactie van het eerste uitv/endige circuit het inschakelen 35 van <5e reservegloeidraad bij een maximale helderheid (1100 lumen) voor een aanvankelijke 8 seconden. Dit wordt bewerk-stelligd door de schakelina, die de SCR 36 in staat stelt geleidend te worden voorafcraande aan het beoin van het werken met hoge frequenties, waarbij de geleidbaarheid van de 8203719 - 22 - SCR het werken met hoge freauenties uitsluit totdat de SCR 8 seconden later uitgeschakeld wordt.

Het inschakelen van de SCR, die de aanvankelijke gelijk-stroomgloeidraadbekrachtiging verschaft, vindt op de volgende 5 wijze plaats : bij het aanleggen van wisselstroompotentialen aan de brug 15, wordt de condensator 16 snel opgeladen uit de spanning ontwikkeld aan de uitgana van de brug. Deze gelijkspanning wordt aangelegd via de gloeidraad 12 aan de anode van de SCR 36 en via weerstand 43 aan de poort van de 10 SCR, waar het maakt dat de condensator 41 zich positief begint op te laden. Arangezien de kathode van de SCR zich hoofdzake-lijk bevindt op aardpotentiaal, waarbij zij met de aarde ver-bonden is via de weerstand 42 en alsnog niet-geleidend is, behoeft de condensator 41 zich slechts op te laden tot een ^ kleine spanning (+0,7 V) om inschakeling van de SCR mogelijk te maken. De inschakeling in de praktijk van de SCR vindt gewoonlijk plaats na een vertraging van minder dan 1 milliseconde na de bekrachtiging van het circuit.

Wanneer eenmaal de SCR geleidend is, wordt een stroombaan 20 verschaft vanafde positieve klem van de gelijkstroomvoedings-bron, achtereenvolgens via de gloeidraad 12, de SCR 36 (anode en kathode), de diode 18 en de weerstand 33 van 2 ohm naar de gelijkstroomaardklem. De schakeling verschaft een lage impedantiebaan voor stroom via de gloeidraad 12, en 25 de gloeidraadweerstand is ontworpen om 70 Watt dissipatie en 1100 lumen verlichting te verschaffen.

Een SCR is een qua kosten doelmatige ketize bij deze aanvrage. Aangezien de SCR de eerste stroom. geleidt door de gloeidraad 12, is hij onderworpen aan de zware aanvangsstroom, 30 die de gloeidraad vanuit een koude conditie, waar de weerstand ervan laag is, brengt naar een hoofdzakelijk verhitte toestand, waar de gloeidraadweerstand hoog is. Wanneer de hoogfrequente excitatie 8 seconden later volgt, is de gloeidraad nacrenoec verhit en de weerstand hooo. Wanneer men een SCR in staat 35 stelt de eerste stroom te geleiden door de gloeidraad in plaats van de schakeltransistor, is men in staat een voor lagere waarden berekende schakeltransistor te aebruiken, ter-wijl niet een speciaal voor hoaere waarden berekende SCP

8203719 - 23 - vereist is.

Het circuitontwerp verzekert dat de SCR 36 wordt inge-schakeld alvorens de werkina bij hoge frequenties van de schakeltransistor kan plaatsvinden, en sluit verdere werking 5 bij hoge frequenties uit, totdat deze is uitgeschakeld.

De inschakeltijd van de SCR vindt plaats onder de primaire regeling van de tijdconstante incesteld door de weerstand 43 en de condensator 41, hetgeen de poortpotentiaal ongunstig belnvloedt. De potentiaalinschakeling van de trekker-10 oscillator is eveneens afhankelijk van de basispotentiaal van de transistor 30, gekoppeld aan de spanningsdeler 34, 35. De tijdconstante in het oscillatorbasiscircuit is klein en de basispotentiaal neeirt normal toe als een verhouding van de spanning aan de node 26. Deze verhouding, bij veronderstelling 15 van een nul emitterspannina, voorkomt dat de transistor geleidend wordt, totdat op de ingangskeerlaag in de voor-waartse richting een voorspanning (bijvoorbeeld 0,6 V) aange-legd is, waardoor de spannincr op de node 26 in de buurt van 100 V moet zijn. De eerdere inschakeling van de SCR is normal verzekerd door instelling van de condensator 41 en weerstand 43. De aangegeven waarden zijn praktische waarden.

Na het hierboven eerder genoemde startmoment, gaat de B+-spanning stijgen {bij benadering 1 V iret microseconde) naarmate de condensator 16 bezig is zich op te laden, en 25 de spanning aan de node 26, die bekrachtiging verschaft aan de transistor 30, is eveneens aan het stijgen. Wanneer een-maal de SCR 36 is ingeschakeld echter vrordt een lage impe-dantiebaan verbonden tussen de node 26 en de aardpotentiaal, die het houdt op een paar volts (ongeveer + 3 V) en voorkomt 30 dat de transistor 30 geleidend wordt.

Het uitschakelen van de SCR vindt plaats als gevolg van de nauwkeurig intijd bepaalde inschakelina van het in de vorir van een haak verbonden PFP - NPN transistorpaar (37, 38), die werkzaam zijn als een zaagtandoscillator. De basis 35 van de inganastransistor 37 is opgenorien in een circuit dat beginnend bij de positieve klem van de filtercondensator 16, oirvat een weerstand 45, (de basis van 37), transistor 38, weerstand*29, wikkelingen 24 en 23 en weerstand 33 verbonden 8203719 - 24 - met de gelijkstroomaardklem. De emitter van de transistor 37 is gekoppeld met de ene klem. van de condensator 40, die verbonden is in een ladingsbaan via een weerstand 13 van 22 megaohirt met de aarding van de wisselstroomleiding aan 5 de ingang van de brug 15, waarbij de ladingsbaan weerstand 44 en diode 47 omvat. De andere klem van de condensator 40 is verbonden met aarde via weerstand 44 en via de diode 39 met de SCR-poort, welke laatste zich bevindt op een relatieve lage positieve potentiaal (0,7 V), wanneer 10 de SCR geleidend is.

Na het startmoment wordt de condensator 40 geladen via wisselcycli van de wisselspanninqsvoedingsbron. De ladings-toenamen zijn klein als gevolg van de grote waarde van de weerstand 13 en zijn in een richtinq waarbij de emitter-15 potentiaal van .37 meer positief wordt ten opzichte van de basis. De NPH transistor 38 is verbonden in een omoekeerde mode met een omgekeerde voorspanninc aangelegd aan de ingangskeerlaag. De Zener-spannina van de keerlaag met voorspanning in de omgekeerde richting wordt gebruikt als een referentiepotentiaal teneinde de aansteekdrempelspanning te bepalen van het haakvormige circuit. De emitterverbinding van 38 via weerstand 45 naar de B+-klem en de basisver-binding van 38 via de x^eerstand 46 naar de node 26, die nabij de referentiepotentiaal gehouden wordt doordat SCR 25 geleidend is,.veroorzaakt een omgekeerde doorslag van de ingangskeerlaag van 38. De doorslag produceert een omgekeerde "Zener^geleiding bij het micro-ampere stroomniveau inge-steld door de weerstanden 45 en 46. Deze omgekeerde lek-stroom stelt de Zener-doorslagpotentiaal in s-taat een poten-30 tiaal tot stand te brengen aan de basis van de transistor 37 in relatie tot de node 26 en de gelijkstroomaardklem. Wanneer de spanning op de condensator 40 aan de emitter van de transistor 37 positiever wordt door een diodeval dan de spanning ingesteld aan de basis van de transistor 37 (bij 35 benadering 10 V), wordt het haakvormige circuit geleidend, en schakelt very abrupt om naar een lage impedantie. De-lage impedantie verschaft een baan voor de stroom achtereen-volgens door transistoren 37 en 38, transistor 38 die de 8203719 ' - 25 - basisstroom verschaft voor de transistor 37, terwijl de transistor 37 basisstroom verschaft voor de transistor 38.

De geleiding door het in de vorm van een haak geschakelde transistorpaar veroorzaakt een snelle ontlading van de 5 condensator 40 via een baan omvattende in serie geschakelde componenten 37, 38, 29,24, 23, 33 en 44).

De condensatorontlading produceert een steile overgang, inschakeling van transistors 30 en 19, inleiding tot de werking van het hoogfrequente circuit en beeindiging van de 10 geleiding door de SCR 36. Het begin van geleiding door de schakeltransistor 19 is steil, geholpen door hoofdzakelijke regeneratie, die een reductie veroorzaakt in de stroom, die beschikbaar is voor de anode van de SCR 36 tot minder dan de houdstroom ervan. Tezelfdertijd dat de SCR-anodestroom 15 bezig is te minderen, drijft de ontlading van de condensator 40 via de weerstand 44 de kathode van de diode 39 naar negatief (in een typerend geval - 3 V) ten opzichte van de gelijkstroomaarding, waarbij de diode 39 een voorspanning in de voorwaartse richting heeft, de condensator 41 ontladen 20 wordt (in shunt met de poort van de SCR), waarbij een voorspanning in achterwaartse richting op de poort geplaatst is, en de opgeslagen lading onttrokken wordt. Het resultaat is een uitschakeling van de SCR.

De weerstand 48, geillustreerd in fig.3 verbonden vanaf 25 <3e keerlaag van regelwikkelingen 23 en 24 met de aardleiding, is een wenselijke component. De functie ervan is de aanvanke-lijke AAN-tijd van de schakeltransistor 19 te verlengen om te helpen bij het uitschakelen van de SCR. Wanneer de SCR » geleidend is en, alvorens het in haakvorm opgestelde circuit 30 aangaat om het a-stabiele werkinterval te starten voor de transistor 19, laat men een gedeelte van de SCR-stroom vloeien in om.gekeerde richting via wikkeling 23 en door weerstand.

48 naar de gelijkstroomaardklem. Als rrevolg hiervan wordt een remanente flux tot stand cebracht in de macnetische kern, • 35 die bij een gegeven kernafmeting de tijd verlengt alvorens de flux het niveau bereikt, waarbij een degeneratieve terug-koppeling een aanvanc neemt teneinde de transistor 19 uit te schakelen. Dit verlengt op effectieve wijze de aanvankelijke 8203719 -26- geleidingsperiode voor de transistor on helpt om de SCP op betrouwbare wijze uit te schakelen.

Het tijdsinterval dat de SCP uitgeschakeld blijft na het uitschakelen, is ongeveer 8 milliseconden. Het is bij bena-5 dering de tijd vereist om de condensator 40 te ontladen en om de SCB-poort in staat te stellen opnieuw de inschakel-drempel te bereiken via het opladen van de condensator 41.

De uitschakeltijd van de SCP wordt geregeld door zowel de elementen in de eerder genoemde ontladingsbaan voor de 10 condensator 40 alsook door de stroom door de weerstand 43 en diode 39 vanaf de B+-klem van de condensator 16. Zoals eerder aanqegeven bepaalt de UJT-periode van de SCP de duur van de werking bij hoge frequenties van de trekker-oscillator 30 en schakeltransistor 19.

15 De SCR-geleidingsperiode. wordt afgesteld op bij benade-ring 8 seconden en is de tijd die nodig is om het in de vorm van een hoek geschakelde transistorpaar 37, 38 aan te zetten. De waarde van de condensator 40 en de weerstand 13 stellen de tijdconstante vast van het opladingscircuit van de 20 condensator verbonden met de emitter van het haakvormige circuit. De opladingssnelheid van de condensator is eveneens een functie van de potentiaal van de ladingsbron. Het verkrijgen van een relatief lange opladingstijd (8 seconden) met praktische waarden voor de condensator 40 en de weerstand 25 13 wordt verbeterd, indien een ladincsbron van relatief lage potentiaal beschikbaar is. Dit wordt bewerkstelligd door verbinding van de weerstand 13 met e€n van de klemmen van de wisselspanningsbron van de brug 15. Dit verschaft een eenzijdig gelijkgerichte sinusvormige spanning van de 30 wisselspanningsleiding, waarvan de gemiddelde waarde (54 V) aanzienlijk lager is dan wisselspanningsbronnen zoals de gelijkstroomuitgang van de voedingseenheid. Eveneens belang-rijk bij de nauwkeurige tijdbepaling van de SCR-geleiding is de Zener-spanning van de transistor 38, die een referentie-35 potentiaal tot stand brengt voor het vaststellen van de aansteekdrempel voor het haakvormige circuit. Fet regelen van de SCF AAN-tijd wordt bewerkstelligd door juiste selectie van de verschillende hierboven beschreven parameters.

8203719 - 27 -

De werking van de NPN-transistor 38 in een omgekeerde mode maakt het mogelijk de ingangskeerlaag met voorspanning in de omgekeerde richting te gebruiken teneinde een referentiepotentiaal tot stand te brengen. Een bijkomstig 5 voordeel is de belangrijke reductie van stroomversterking vergeleken met conventionele werking.(Ter vergelijking kan een NPN-transistor die bij deze handeling bruikbaar is, een stroomversterkingsfactor van 10 hebben in de omgekeerde mode tegen 100 in de normale mode.) Buitensporige ver-10 sterking zou de neiging vertonen de geleiding van het haakvormige circuit te verlengen bij lage stroomniveaus en zou de voorkeur verdienende tijdsbepaling voor het uitscha-kelen van het haakvormige circuit kunnen verstoren.

De SCR-poort, die aanvankelijk negatief gehouden wordt 15 door de ontlading van de condensator 40 via de weerstand 44, bereikt haar rustige niveau nabij het einde van het 8 milliseconde-interval* Indien de booglamp niet doorslaat, is de rustige poortpotentiaal tot stand gebracht door de stroom in de weerstand 4 3, diode 39 en weerstand 44, χ?·ο1-20 doende om de SCR in te schakelen en de volgende 8 seconden durende geleidingscyclus te starten. Indien echter de booglamp wel doorslaat als gevola van het 8 milliseconden durende hoogfrequente interval, wordt de SCR, die reeds uit is, uitgeschakeld gehouden door de boogstroom, die vloeit 25 in de diode 18 en weerstand 33 (in een typerend geval 30-50 ma). Dit verschaft een positieve potentiaal aan de kathode van de SCR 36, in een juiste richting, teneinde de SCR een omgekeerde voorspanning te geven in een UIT-conditie. Aldus verschaft de larpstroom, die vloeit bij het 30 begin van de boogdoorslag, een positieve beeindiging van de voorontstekingsperiode. .

Wanneer men de SCP uitcreschakeld houdt, v;erkt het hoog-frequentiecircuit nu continu via de balars van fase I en fase II. Herhaling van de ontladina van het haakvormice 35 circuit, hetgeen het 8 ms hoge frerruentieinterval inleidde,. is ongewenst na de voorontstekingsperiode. Een ontladina ’/an het haakvormige circuit tijdens fase I of II zou een spronc in de hoogfrequente oscillaties kunnen introduceren met een 8203719 - 28 - onderbrekina in de normale overdracht van energie vereist voor de overgang van de booglamp naar de eindrondetoestand ervan. Om deze mogelijkheid te vermijden krijgt het haakvormige circuit een voorspanning zodat het blijft in een 5 stabiele, niet-oscillerende AAN-conditie door de spanning bij node 26, die een basisstroom verschaft aan de transistor 38 via weerstand 46.

In fase III gaat de lamp over via een periode van munimum spanning en maximale stroom; deze beide condities worden afgetast en gebruikt om voorspanning in de omgekeerde richting aan te leggen aan de ingang van de trekker-transistor 30, waardoor verdere hoogfrequente oscillaties voorkom.en worden. Tijdens het opwarmen en de eindronde-15 toestanden, wordt de lamp bekrachticd via de als gloeidraad fungerende weerstand, die werkzaam is als een belasting, vanuit slechts de gelijkspanningsvoedingseenheid. In deze toestanden dient het opnieuw trekken van de hoogfrequente oscillator door een onbedoeld gaan van het haakvormige circuit eveneens te worden vermeden om mogelijke onderbrekin-gen van de boog te voorkomen. Voor dit doel is de stabiele AAN-toestand van het haakvormige circuit eveneens verzekerd door het inschakelen van de haakvormige transistor 38 uit de node 26 spanning via de weerstand 46. Tijdens fase III is de spanning bij node 26 hoger dan de booglampspanning 25 door een kleine hoeveelheid, gelijk aan de spanningsval over de diode 17 ingesteld in de doorlaatrichting. Een reactivering van het haakvormige circuit naar zijn functie van zaagtandoscillator vindt plaats in het geval van een boogonderbreking, wanneer de lamp terugkeert naar de voor-30 ontstekingstoestand. De SCR wordt ingeschakeld ter ver-schaffing van reservelicht uit de gloeidraadweerstand en de spanning aan de node of knooppunt 26 wordt dus verminderd tot een lage waarde nabij de gelijkspanningsaardklem. Dit 'verwijdert de voorspannina van de basis van de transistor 38 35 en stelt het haakvormige circuit terucr naar zijn UIT-conditie teneinde de voorontstekingscyclus van de zaagtandoscillaties te doen aanvangen.

De inrichting voor het uitvoeren van pulsvormige cycli 8203719 - 29 - met een lage pulsherhalingsfrecmeiitie verschaft een effec-tieve "eindelevensduur"-gebeurtenis voor de verlichtings-eenheid. Zoals eerder aangegeven vindt het uitvoeren van pulsencycli met lage pulsherhalingsfreguentie plaats 5 tijdens voorontsteking en wordt onderbroken, omdat de wer-king bij hoge frequenties doorgaat via de GAT-periode. Aannemende dat de booalamp gebrekkig is geworden, hetgeen normaal het geval is bij veroudering, kan het uitvallen elke geleidinc door de boog uitsluiten. Deze conditie 10 wordt onderkend door het reaelcircuit als een falen bij het starten en hoogfrequente operatie zal doorgaan gedurende 8 seconden UIT- en 8 milliseconden voor de AMl-intervallen. Tijdens deze periode wordt de aloeidraad verlicht en trekken het aangegeven vermogen van 70 Watt. Aangezien de 15 gloeidraadweerstand ontworpen is enkel voor reservegebruik, kan hij zodanig gekozen worder, dat zijn levensduur in die mode kort is. De booalamp kan eveneens falen in een mode, waarbij de boog zal overgaan naar opwarmen, maar omdat de electroden van achteren ingebrand zijn, zal de aloeidraad ^ niet een adequate ronde spanning verschaffen om de boog te handhaven. In deze conditie zal de pulserende cyclus met lage pulsherhalingsfreguentie normaal werkzaam zijn om de lamp te starten en dan na misschien 30-40 seconden zal de lamp uitgaan en zal een heet herstarten beginnen.

25 De hete herstartperiode is normaal ongeveer 1 minuut en is een, waarin de gloeidraad continu bekrachtigd wordt door het gelijkstroomvermogen via de SCP 36. De periode vooraf-gaande aan het uitvallen van de boog om deze zelf aan te . houden is er een waarbij de gloeidraad aan is aedurende 30'' een relatief kortere tijd. In deze uitval-mode, kan de werkelijke pulsencyclus met lage pulsherhalingsfreguentie van de gloeidraad worden gereduceerd tot ongeveer de helft' van die met een volledig uitvallen van de boog en dienover-eenkomstig de tijd voordat de gloeidraad zichzelf verbrand 35 heeft, verdubbeld zich. Zoals hier. eerder opgemerkt is de emi-storing, geproduceerd wanneer de booalamp aan het starten is, of in elk der uitval-condities, een opeenvolaina van korte piekjes die van elkaar verwijderd zijn over 8 se- 8203719 - 30 - conden en daardoor relatief niet-verwerpelijk zijn voor de gebruiker.

In aanvulling op het voordeel van eroi-reductie, die men verkrijgt door gebruikmaking van een 8 seconden durende 5 uiT en een 8 milliseconden durende. AAN pulsencyclus voor oscillaties teneinde de lamp te starten, verschaft een begeleidende reductie in de thermische spanning aan diverse componenten een verbeterde betrouwbaarheid. De componenten, die op specifieke wijze bevoordeeld zijn, zijn die, die 10 samenwerken met de hoogfrequente oscillatie gebruikt om. de lamp te starten, dat wil zeggen de transformator 20, transistoren 19 en 30, weerstand 32 en diode 28. In een verlengde voorontstekingsperiode, zoals een heet herstarten, zijn deze componenten alle onderhevig aan varierende hoeveel- 15 heden thermische spanning als gevolg van inwendige vermogens- dissipatie. Bij een pulsencyclus van 8 seconden UIT en een pulsencyclus van 8 milliseconden AAN voor de hoogfrequente oscillatie, is de gemiddelde vermogensdissipatie voor elk van deze componenten verminderd met een factor van 1000:1.

Daarenboven worden de hoge spanningen vereist voor booglamp- ontsteking, slechts toegepast gedurende de korte 8 milli- secondenintervallen. Kwaliteitsachteruitgang van lange ter-mijncomponenten als gevolg van aanhoudende hoogspanning wordt dus verminderd door kortere intervallen van hoogspan-25 ningsstress. Dit is van principieel profijt voor de transformator 20, diode 17 en voor de drager van het schakelpaneel, waarop deze componenten zijn gemonteerd.

8203719

Claims (17)

1.- - ;-------— "'!τ ··»'' - 31 - C Ο N C L U S I E 5

1. Verlichtingseenheid bevattende A. een gelijkstroomvoedingsbron met twee uitgangs-klemmen, waarvan de ene een referentieklem is, B. een metaaldampbooglamp, die een bekrachtiging 5 vraagt afhankelijk van haar electrische toestand, en C. een werkend netwerk, bevattende : (1) een weerstandsgloeidraad, die een aanzienlijke weerstandstoename vertoont bij een aangelegde spanning teneinde een reservelicht voor de lamp te verschaffen, 10 (2) een transformerend middel voor electrische wisselenergie om een na spanninqsverhoging verkregen uitgangsspanning te koppelen met de lamp, (3) een eerste schakelmiddel, (4) een tweede schakelmiddel met een stabiele niet-geleidende eerste conditie en een a-stabiele aeleidende-niet-geleidende tweede conditie, (5) onderling verbindende middelen om stroom te koppelen afkomstig uit de aelijkspanningsbron: (a) in een gelijkstroomvorm naar de gloeidraad 2'0 en het eerste schakelmiddel daarmede in serie voor bet produceren van nuttig licht, beurtelings met stroom in een periodieke vorrn naar de ingang van het transformeermiddel voor het starten van de lamp, (b) jp'een aangehouden periodieke vorm naar de gloeidraad voor het produceren van nuttig licht en in een aangehouden periodieke vorm naar de ingang van het transformeermiddel voor het doen overgaan van de lamp, en (c) in een gelijkspanninosvorm naar de gloeidraad en de lamp daarmede in serie voor bet bekrachtigen en 20 belasten van de lamp, waarbij de dissipatie in de gloeidraad te laag is om nuttig licht te produceren tijdens het normale lopende bedrijf van de lamp, (6) recelmiddelen bevattende ; (a) middelen voor herhaaldelij1: inschakelen van het eerste schakelmiddel voor een relatief lange Deriode respektievelijk uitschakelen voor een relatieve korte periods 8203719 - 32 - tijdens het starten of opnieuw starten van de verlichtincs-eenheid, waarbij de AAN-conditie van het eerste schakel-middel de a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel uitslaat en de UIT-conditie daarvan toelaat, en 5 (b) middelen die reageren op de electrische conditie van de lamp voor het handhaven van (i) het eerste schakelmiddel in de UIT-positie nadat de booglamp geleidend wordt, en (ii) het tweede schakelmiddel - in een a-stabiele conditie tijdens de ϋΙΤ-conditie van het eerste schakelmiddel, wanneer de lamp niet-geleidend is; - in een aanaehouden a-stabiele conditie na lampgeleiding totaan het orgewarmd zijn; en ^ - in de stabiele conditie tijdens het opwarmen en het normaal lopende bedrijf van de lamp.

2. Verlichtingseenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de freguentie van het a-stabiele bedrijf van het tweede schakelmiddel zich bevindt boven de audio-frequen- 20ties en de UIT-tijd van het eerste schakelmiddel lang genoeg is voor een hoge waarschijnlijkheid de booglamp te kunnen starten. 3. verlichtingseenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de UIT-tijd van het eerste schakelmiddel minder is 25 dan 20 milliseconde en de AAN-tijd van het eerste schakelmiddel ten minste 1 seconde is, ter vermindering van de verwerpelijke emi, hetgeen consistent is met een prompt starten of hernieuwd starten van de booglamp.

4. Verlichtingseenheid volgens conclusie 3, met het 30 kenmerk, dat het eerste schakelmiddel ingeschakeld vzordt voorafgaande aan de a.-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel tijdens het starten.

5. Verlichtingseenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het transformeermiddel een transformator is, 35 die een prim.aire wikkeling bezit, en een secundaire wikkeling, die een na spannincsverhoging verkrecen uitgangsspanning verschaft aan de ene klem. ervan, waarbij de andere klem ervan verbonden is met de primaire wikkeling, waarbij het werkende netwerk verder bevat : 8203719 1:.. ..........ϊ:...............ijtiiji:........... ...........»711#· · —— i ·.»·*.· · ·-*«' - 33 - een eerste condensator in serie verbonden met de hoofd-primaire wikkeling, terwijl de gloeidraad parallel geschakeld is aan de in serie geschakelde eerste condensator en primaire wikkeling, 5 waarbij de parallelcombinatie in serie gescbakeld is met het eerste schakelmiddel over de gelijkspannincsbron, terwijl de a-stabiele werking van het tweede schakelmiddel de periodieke stroom verschaft in de gloeidraad en in de transformatoringang, 10 een tweede condensator in serie geschakeld is met de secundaire wikkeling, een diode geschakeld is in de seriebaan tussen de gloeidraad en de lamp en parallel geschakeld is aan de in serie geschakelde tweede condensator en secundaire wikkeling, 15 waarbij de diode zodanig gepoold is dat gelijkstroom toece-laten wordt uit de gelijkstroomvoedingsbron naar de lamp, wanneer het tweede schakelmiddel zich bevindt in de stabiele conditie, en voor het gelijkrichten van de na spannings-verhoging verkregen uitgangsspanninc gekoppeld met de lamp, 20 wanneer het tweede schakelmiddel zich bevindt in de a-stabiele conditie.

6. Verlichtingseenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het regelen van de conditie van het tweede schakelmiddel overeenkorot met stroom- en spanningscondities ^ in het werkende netwek afhankelijk van de toestand van de lamp, de toestand van het eerste schakelmiddel, of het tweede schakelmiddel.

7. Verlichtingseenheid volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de ene klem van de gloeidraad, van het eerste on schakelmiddel, van het tweede schakelmiddel, en van de diode, verbonden zijn met een gemeenschappelijke node of , knooppunt, waarbij de spanning aan het knooppunt afhankelijk is van de spanning van de boog, wanneer het eerste en het tweede schakelmiddel niet-geleidend zijn en eveneens afhanke-35 lijk zijn van het feit of het eerste of het tweede middel geleidend zijn, en waarbij de toestand van het tweede schakelmiddel overeenkomt met de spanning aan het knooppunt, waarbij een daling van de spanning door creleiding van het eerste 8203719 - 34 - schakelmiddel de a-stabiele conditie van het tweede schakel-middel uitsluit.

8. Verlichtincseenheid volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de op stroom reagerende ingang naar het eerste 5 en tweede schakelmiddel is verbonden met een impedantie die geschakeld is tussen de lamp en de referentieklero, waar-door stroom in de booglamp in een richting loopt om het inschakelen van het eerste schakelmiddel en/of tweede schakel-middel te verbieden.

9. Verlichtingseenheid volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het eerste schakelmiddel verbonden is met een zaagtandoscillator bevattende : (a) een condensator, en (b) een derde schakelmiddel verbonden met de conden- 15 sator om het opladen van de condensator mogelijk te rcaken wanneer het derde schakelmiddel niet-geleidend is, en om de condensator te ontladen, wanneer het derde schakelmiddel geleidend is, waarbij de oplaadtijd relatief lang is en de ontlaadtijd relatief kort, en 20 (c) middelen die de energie uit de ontlading van de condensator koppelen aan het eerste en tweede schakelmiddel teneinde het eerste schakelmiddel uit te schakelen en de a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel te doen aanvangen. 25 io. Verlichtingseenheid volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het eerste schakelmiddel een gestuurde kristal-gelijkrichter is, het tweede schakelmiddel een bipolaire transistor is, en het derde schakelmiddel een in de vorm van een haak met elkaar verbonden transistorpaar is.

11. Verlichtingseenheid volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het derde schakelmiddel een complementaire in d;e vorm van een haak geschakeld transistorpaar is dat een tweede en een derde transistor bezit, en waarbij (a) de ene condensatorklem verbonden is met de O C referentiek.lem via een eerste weerstand van lage waerde, en de andere condensatorklem is verbonden via een tweede weerstand van hoge waarde met een bron van opladende potentiaal, (b) de emitterelectrode van de tweede transistor 8203719 ft,.ύΐ - . _ " .. _,,·. .--,..-1 ·ι;<|ί· ·;·ί · ·**·#---· -··'·"- · .·'·- '-·ρ·· - 35 - is gekoppeld met de andere condensatorklem, (c) de basiselectrode van de tweede transistor gekoppeld is met de emitter van de derde transistor en via een derde weerstand met de niet-referentieklem van de gelijk- 5 stroomvoedingsbron, (d) de basis van de derde transistor en collector van de tweede transistor met elkaar verbonden zijn en met het knooppunt via een vierde weerstand en (e) de collector van de derde transistor is verbonden 10 via een lage impedantiebaan met de gelijkstroomreferentieklem. 12. ' Verlichtingseenheid volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat geleiding door de SCR de potentiaal van het knooppunt en de basis van de derde transistor tot nabij de referentiepotentiaal klemt, die tezamen met de verbindincr van ae emitter van de derde transistor door deze derde weerstand naar de niet-referentieuitgangsklem een omcekeerde spanning aanlegt over de ingangskeerlaag van de derde transistor, die geSchikt is om. Zener-doprslag te veroorzaken van de keerlaag bij een voorafbepaalde spanning, 20 de potentiaal van de andere condensator de aeaccumuleerde lading doet toenemen en de spanning van de ingangskeerlaag van de tweede transistor ingesteld in de sperrichting doet verminderen, totdat deze keerlaag wordt ingesteld in de doorlaatrichting hetgeen een snelle toename van de geleiding 25 veroorzaakt door het in de vorm van een haak geschakelde transistorpaar, die het uitschakelen produceren van het eerste schakelmiddel en de beginnende vorming van de S-stabie-le conditie van het tweede schakelmiddel.

13. Verlichtingseenheid volgens conclusie 12, met het 30 kenmerk, dat (a) de gelijkstroomvoedingsbron een diodebrug omvat voorzien van wisselstroomingangsklemmen en gelijkstroomuit-gangsklemmen, en (b) de bron van de oplaadpotentiaal een ingangsklem 35 is van de brug.

14. Verlichtingseenheid bevattende : Ά. een gelijkstroomvoedingsbron met twee uitgangs-klemmen, B. een metaaldampbooglamp, die een bekrachtiging - 36 - vereist die afhankelijk is van de electrische toestand daar-van, en C. een op lampconditie reagerend werkend netwerk be-vattende : 5 (1) een resistieve gloeidraad die een aanzienlijke weerstandstoename vertoont bij een aangelegde spanning ter verschaffing van reservelicht voor de lamp, (2) een transformeermiddel voor electrische wisselenergie om een door spanniijgsverhoging verkreqen uit- 10 gangsspanning te koppelen met de lamp, (3) schakelmiddelen, en (4) interverbindende middelen om stroom te koppelen afkomstig uit de gelijkspanningsbron, (a) in een gelijkstroomvorm naar de gloeidraad 15 voor het produceren van nuttig licht, afwisselend met stroom in een periodieke vorm naar de ingang van het transformeermiddel om de lamp te starten, wanneer de lamp niet-geleidend is, - (b) in een aangehouden periodieke vorm naar 20. gloeidraad om nuttig licht te produceren en in een aangehouden periodieke vorm naar de ingang van het transformeermiddel om de overgang van de lamp te laten plaatsvinden nadat de lamp geleidend geworden is totaan het opwarmen, en 25 (c) in een gelijkstroomvorm naar de gloeidraad en de lamp daarmee in serie voor het bekrachtigen en belas-ten van de lamp tijdens het opwarmen en de normale lopende werking van de lamp, waarbij de dissipatie in de aloeidraad te laag is om nuttig licht te produceren tijdens het 30 normaal lopende bedrijf van de lamp.

15. Verlichtingseenheid volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat gelijkstroom wordt geleverd aan de draad ge-durende een relatief lange periode, waarbij afwisselend de periodieke stroom wordt verschaft aan de ingang van het 35 transformeermiddel gedurende een relatief korte periode, wanneer de lamp niet-geleidend is.

16. Verlichtingseenheid volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het schakelmiddel bevat : 8203719 - 37 - A. een eerste schakelmiddel fcevattende een gestuurde kristalgelijkrichter in serie geschakeld met de gloeidraad over de uitgangsklemmen, en B. een tweede schakelmiddel fcevattende een transistor 5 met een stabiele niet-geleidende eerste toestand en een a-stabiele geleidende-niet geleidende tweede conditie, en waarbij C. regelmiddelen aanwezig zijn, wanneer het eerste schakelmiddel zich bevindt in de AAN-toestand om de 10 a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel uit te sluiten, en wanneer het eerste schakelmiddel zich bevindt in de UIT-conditie om de a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel mogelijk te maken.

17. Verlichtingseenheid volgens conclusie 16f met het 15 kenmerk, dat het regelmiddel maakt dat het eerste schakelmiddel geleidend is voorafgaande aan de a-stabiele conditie van het tweede schakelmiddel bij het starten of het opnieuw ' starten.

18. Verlichtingseenheid volgens conclusie 17, met het 20 kenmerk, dat het regelmiddel verder fcevat middelen die reageren op geleiding van de lamp voor het uitschakelen van het eerste schakelorgaah nadat de lamogeleiding begonnen is.

19. Verlichtingseenheid volgens conclusie 18, met het 25 kenmerk, dat het regelmiddel voorts bevat : middelen die reageren op de electrische conditie van de lamp dm het tweede schakelmiddel te handhaven in een a-stabiele conditie tijdens de UIT-conditie van het eerste schakelmiddel wanneer de lamp niet-geleidend is; 30 in een aangehouden a-stabiele conditie na het geleidend worden van de lamp tot het opwarmen van de lamp; en in de stabiele conditie tijdens het opwarmen en het normale lopende bedrijf van de lamp.