NL8402293A - Verlichtingssysteem. - Google Patents

Description

NL 32.204-dV/lb _ W _

x hT

Verlichtingssysteem. , "* ~ IT |t^JULI984

De uitvinding heeft betrekking op een yerlichtpη^τπ-.. systeem, voorzien van een een netwisselspanning omzettende gelijkrichtereenheid, een hoge-druklamp met een hoge-druk-natriumlamp of een hoge-drukmetaalhalogenidelamp, van bij 5 voorkeur laag vermogen, en een stroombegrenzend voorschakel-element en indien nodig een ontstekingsapparaat. Het verlich-tingssysteem volgens de uitvinding vermindert de neiging van de lampen tot doven en maakt het daardoor mogelijk hoge-druknatriumlampen of hoge-drukmetaalhalogenidelampen ook van 10 laag vermogen op breder terrein toe te passen.

Het is bekend, dat de met een nominale stroom van minder dan IA gevoede hoge-druknatriumlampen of hoge-druk-metaalhalogenidelampen relatief moeilijk kunnen worden ingeschakeld, de voor het opnieuw inschakelen benodigde spannings-15 piek hoog is en de gasontlading bij toepassing van een voedingsspanning met een frequentie van 50 tot 60 Hz gemakkelijk dooft. Om deze redenen wordt recentelijk getracht deze lampen en in het bijzonder de geminiaturiseerde versies hiervan of met een hoog frequente wisselstroom of met gelijkgerichte 20 hoogfrequentimpulsen te voeden. Dergelijke oplossingen worden bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.170.746 en in het Russische octrooischrift 496.700. Wanneer de hoge-druklamp met hoge frequenties of met impulsen wordt gevoed, dan dient de frequentie op geschikte wijze te worden 25 gekozen, aangezien bij ongunstige waarden van de frequentie enerzijds hoorbare storingen in de lamp en de voorgeschakelde eenheden kunnen ontstaan, anderzijds schadelijke resonantie-verschijnselen in het lichtlichaam van de lamp kunnen optreden, die tot schadelijke eigenschappen van het verlichtings-30 systeem kunnen leiden. Voor dergelijke lampuitvoeringen is het kenmerkend, dat de voorgeschakelde eenheden betrekkelijk gecompliceerd zijn uitgevoerd, hetgeen de bedrijfszekerheid alsmede de kosten van het totale verlichtingssysteem ongunstig beïnvloedt.

35 De uitvinding beoogt een verlichtingssysteem te ver schaffen, waarbij de eigenschap van de hoge-druklampen en wel de hoge-druknatriumlamp of de hoge-drukmetaalhalogenidelamp, gemakkelijk te doven in aanzienlijke mate kan worden 8402293 t •ï - 2 - verminderd, waardoor de afmetingen en de vermogensopname van de lampen ten opzichte van de bekende oplossingen kunnen worden verlaagd.

Aan de uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, 5 dat bij de voeding van de hoge-druknatriumlamp of de hoge-drukmetaalhalogenidelamp niet de tot op heden bekende hoogfrequente schakelstelsels moeten worden gebruikt, doch een gelijkrichter en een nageschakeld inductief filter, waarbij tussen de. gelijkrichter en het filter indien nodig ter be-10 grenzing van de stroom een ohms voorschakelelement kan worden aangebracht. Aangezien de gelijkrichter met het wisselstroomnet is verbonden, betekent de voorgestelde uitvoering, dat de hoge-druklamp wordt gevoed met een gefilterde gelijkstroom.

Het toegepaste inductieve filter begrenst de rimpel van de 15 stroom tot een minimum, hetgeen de neiging van de lamp te doven vermindert.

Volgens de uitvinding heeft het verlichtingssysteem van de in de aanhef genoemde soort het kenmerk, dat op de gelijkstroomuitgang van de gelijkrichtereenheid direkt 20 of ten hoogste via een ohms voorschakelelement een serie- element is aangesloten, dat de hoge-druklamp en een inductief filter omvat.

Voor de begrenzing van de lampstroom is het bijzonder gunstig, wanneer het ohmse voorschakelelement een 25 zuivere weerstand is. Deze oplossing is in het bijzonder gewenst in het geval, dat een menglichtlamp moet worden gerealiseerd, die op bekende wijze in een gemeenschappelijke ballon een gloeilamp en een ontladingslamp omvat. Dit kan bijvoorbeeld met een hoge-druknatriumlamp onder de omstandig-30 heden van een wisselstroomvoeding en de toepassing van de bekende uitvoeringen vanwege de sterke neiging van de lamp te doven niet worden gerealiseerd. Dit betekent dat de ohmse weerstand in de vorm van een gloeidraad kan worden uitgevoerd, die op doelmatige wijze is aangebracht in een gemeenschappe-35 lijke ballon met de hoge-druklamp. Het ohmse voorschakelelement kan zowel aan de wisselstroomingang van de gelijkrichter zijn voorgeschakeld,. als aan de gelijkstroomuitgang hiervan zijn nageschakeld.

In dit laatste geval kan een verbeterde filterwer-40 king bij het verlichtingssysteem volgens de uitvinding wor- 8402293 •.V, ------ - 3 - den bereikt, indien, zoals opgemerkt, het de hoge-druklamp en het inductieve filter bevattende serie-element via een ohms voorschakelelement is aangesloten op de uitgang van de gelijkrichtereenheid en voorts een diode parallel aan het 5 serie-element is aangebracht, waarbij de diode ten opzichte van de uitgangspolariteit van de gelijkrichtereenheid in sperrichting is geschakeld.

Bij de keuze tussen het aanbrengen van het ohmse voorschakelelement aan de ingangszijde of de uitgangszijde 10 dient in aanmerking te worden genomen, dat in het eerste geval de lamp met vier verbindingspunten kan worden.uitgevoerd en in het laatste geval, wanneer een menglichtlamp wordt gerealiseerd, drie verbindingspunten moeten worden aangebracht.

De gloeidraad als ohms voorschakelelement verschaft 15 voorts het voordeel, dat de neiging van een dergelijke lamp tot doven heel laag wordt, aangezien zoals bekend de gloeidraad bijdraagt tot stabilisering van de stroom, waardoor de lamp zeer ongevoelig wordt voor de variaties van de netspanning.

20 Het is ook mogelijk een capacitief voorschakelele ment toe te passen, waarbij het rendement van de lamp wordt verbeterd. Een dergelijk voorschakelapparaat moet echter altijd aan de wisselstroomingang van de gelijkrichter worden voorgeschakeld.

25 De gelijkstroomvoeding kan eventueel tot wijzigin gen van de elektroden van de hoge-druknatriumlamp of de hoge-drukmetaalhalogenidelamp leiden. Ter compensatie van deze veranderingen is het gunstig de elektroden asymmetrisch uit te voeren. Deze asymmetrie bestaat of hierin, dat de 30 kathode wordt uitgevoerd met een hoger gehalte aan tot emissie in staat zijnd materiaal dan de anode, waarbij de anode ook zonder tot emissie in staat zijnd materiaal kan worden uitgevoerd, of hierin, dat een ten opzichte van de kathode grotere anode wordt toegepast.

35 De voordelen van het verlichtingssysteem volgens de uitvinding kunnen als volgt worden samengevat. De rimpel van de voedingsstroom kan worden verminderd, hetgeen tot gevolg heeft dat de neiging van het verlichtingssysteem tot doven afneemt en de mogelijkheid verschaft lampen te verkrijgen 40 en toe te passen met een aanmerkelijk lagere vermogensopname 8402293

'r 'V

- 4 - dan de bekende eenheden, en voorts de toepassing van lampen met een hogere vermogensopname met een geringere variatie van het licht, en het verkrijgen van effectieve menglicht-lampen met hoge-druknatriumlampen of hoge-drukmetaalhaloge-5 nidelampen. Het is ook mogelijk een eenvoudig ohms voorscha-kelelement toe te passen, bijvoorbeeld een gloeidraad. Het licht van het beschreven verlichtingssysteem volgens de uitvinding is vrij van een intensieve variatie en de hoogfrequente stoorverschijnselen. Een verder voordeel bestaat voorts 10 nog in de eenvoud van de uitvoering en bijgevolg van de fabricage, in een verlaging van de kosten van het beschreven verlichtingssysteem ten opzichte van de bekende hoogfrequente schakelingen.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de 15 hand van de tekening, waarin enkele uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.

Fig. 1 is een gunstige uitvoeringsvorm van het verlichtingssysteem volgens de uitvinding, waarbij de wissel-stroomingang van de gelijkrichtereenheid vooraf wordt gegaan 20 door een ohms voorschakelelement.

Fig. 2 toont een andere gunstige uitvoeringsvorm van het verlichtingssysteem volgens de uitvinding, waarbij op de gelijkstroomuitgang van de gelijkrichtereenheid een ohms voorschakelelement volgt.

25 Fig. 3 toont weer een andere gunstige uitvoeringsvorm van het verlichtingssysteem volgens de uitvinding, waarbij een capacitief voorschakelelement .is aangebracht.

Zoals uit de tekening blijkt, is het verlichtingssysteem voorzien van een hoge-druklamp 1, een hieraan voor-30 afgaand of hierop volgend inductief filter 2 - deze onderdelen vormen samen een inductief serie-element - alsmede een gelijkrichtereenheid 3. De hoge-druklamp 1 wordt hierna hoge-druknatriumlamp genoemd, hoewel ook een hoge-drukmetaal-halogenidelamp kan worden benut. De gelijkrichtereenheid 3 35 bestaat bijvoorbeeld uit een als Graetz-schakeling uitgevoerde tweefasige gelijkrichter.

Volgens fig. 1 gaat een ohms voorschakelelement 4 vooraf aan het uit het net van 220 V, 50 Hz gevoede gelijkrichtereenheid 3 vooraf, en wel aan de wisselstroomingang 40 hiervan. Het ohmse voorschakelelement 4 kan bijvoorbeeld zijn 8402293 - 5 - » uitgevoerd als een gloeilamp met een voedingsspanning van 220-230 V en een vermogensopname van TOO W. In dit geval wordt de hoge-druknatriumlamp in het serie-element op de gelijkstroomuitgang van de gelijkrichtereenheid 3 aangeslo-5 ten. Het inductieve filter kan in dit geval een inductiviteit van 1,2 H hebben. De volle vermogensopname van het weergegeven verlichtingssysteem bedraagt ongeveer 60 W.

Bij de uitvoering volgens fig. 2 wordt de gelijkrichtereenheid 3 rechtstreeks aangesloten op het net 220 V, 10 50 Hz en het ohmse voorschakelelement 4 op de gelijkstroom uitgang van de gelijkrichtereenheid 3 aangesloten. Het ohmse voorschakelelement 4, dat op gunstige wijze is uitgevoerd als een gloeilamp, zoals bij de schakeling volgens fig. 1, wordt tussen de twee eindpunten van het serie-element aange-15 bracht, waarbij het inductieve filter 2 is verbonden met de gelijkstroomuitgang van de gelijkrichtereenheid 3. Ter verbetering van de filterwerking is een diode 5 parallel aangebracht aan het serie-element. De hoge-druknatriumlamp en de gloeilamp dienen in een gemeenschappelijke ballon te 20 worden gemonteerd.

Zoals uit fig. 3 blijkt, kan het voorts gunstig zijn een capacitief voorschakelelement 6 aan de wisselstroomingang van de gelijkrichtereenheid 3 vooraf te laten gaan en daarmede de stroombegrenzing te waarborgen. Het de bedrijfsomstan-25 digheden van de hoge-druknatriumlamp in aanmerkelijke mate beïnvloedende, capacitieve voorschakelelement 6 is bijvoorbeeld een condensator van 5,6 , welke in samenwerking met het inductieve filter van 1,2-H waarborgt, dat. de vermogensopname van het met de netspanning 220 V., 50 Hz gevoede verlichtingssysteem 30 ongeveer 20 tot 30 W bedraagt, afhankelijk van de parameters van de hoge-druknatriumlamp.

Bij de weergegeven uitvoeringen wordt indien nodig ook een intern ontstekingsapparaat of een geschikt ontstekingsmiddel (bijvoorbeeld een Penning-menging) toegepast.

35 De voorwaarden voor het inschakelen van de hoge-druk- lamp 1 kunnen door een geschikte keuze van de (niet met verwij-zingscijfers aangeduide) kathode en anode van de hoge-druklamp 1 worden verbeterd. Door een asymmetrische uitvoering van de elektroden, d.w.z. door toepassing van een grotere anode en 84022S3

V

' - 6 -

V

een kleinere kathode en/of door de hoeveelheid tot emissie in staat zijnd materiaal zodanig te. kiezen, dat bij de kathode meer van dit materiaal dan bij de anode aanwezig is (de anode kan ook geheel zonder dergelijk materiaal worden uitge-5 voerd), kunnen die veranderingen worden gecompenseerd, die worden veroorzaakt door de gelijkstroomvoeding van de elektroden .

Zoals uit het voorgaande blijkt, is een verlichtingsr systeem met een eenvoudige constructie voorgesteld, die bij 10 een lage vermogensopname een betrouwbare lichtopbrengst ook bij toepassing van hoge-druknatriumlampen of hoge-drukmetaal-halogenidelampen met laag vermogen waarborgt.

8402293

Claims (7)

1. Verlichtingssysteem, voorzien van een een net-wisselspanning ontzettende gelijkrichtereenheid, een hoge-druk-lamp met een hoge-druknatriumlamp of een hoge-drukmetaalhalo-genidelamp, van bij voorkeur laag vermogen, en een stroombe- 5 grenzend voorschakelelement en indien nodig een ontstekings-apparaat, met het kenmerk, dat op de gelijkstroom-uitgang van de gelijkrichtereenheid (3) direkt of ten hoogste via een ohms voorschakelelement (4) een serie-element is aangesloten, dat de hoge-druklamp (1) en een inductief filter (2) 10 omvat.

2. Verlichtingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de wisselstroomingang van de gelijkrichtereenheid (3) een ohms voorschakelelement (4) is voorgeschakeld.

3. Verlichtingssysteem volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het de'hoge-druklamp (1) en het inductieve filter (2) omvattende serie-element via het ohmse voorschakelelement (4) is aangesloten op de gelijk-stroomingang van de gelijkrichtereenheid (3), waarbij een 20 diode (5) parallel aan het serie-element is aangebracht, waarbij de diode (5) ten opzichte van de uitgangspolariteit van de gelijkrichtereenheid in sperrichting is geschakeld.

4. Verlichtingssysteem volgens ëën der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het ohmse voorschakel- 25 element (4) is uitgevoerd als gloeidraad, die in een gemeenschappelijke ballon met de hoge-druklamp {13 is aangebracht.

5. Verlichtingssysteem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de wisselstroomingang van de gelijkrichtereenheid (3) een capacitief voorschakelelement 30 (6) is voorgeschakeld.

6. Verlichtingssysteem volgens ëën der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de elektroden van de hoge-druklamp (1) asymmetrisch zijn uitgevoerd, waarbij het gehalte tot emissie in staat zijnd materiaal bij de kathode 35 groter is dan bij de anode.

7. Verlichtingssysteem volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de anode groter is dan de kathode. 8402293