NL8902998A

NL8902998A - HIGH PRESSURE DISCHARGE LAMP.

Info

Publication number: NL8902998A
Application number: NL8902998A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1989-12-06
Publication date: 1991-07-01
Also published as: DE69013647T2; JPH03250555A; HUT55939A; HU204628B; EP0431695A1; DE69013647D1; EP0431695B1

Description

De uitvinding heeft betrekking op een hogedrukontladingslamp voorzien van een ontladingsvat, dat met ruimte door een buitenballon is omsloten die met een lampvoet is uitgerust, en voorzien van een ontsteekcircuit waarin een spanningsafhankelijke condensator is opgenomen.The invention relates to a high-pressure discharge lamp provided with a discharge vessel, which is enclosed with space by an outer bulb fitted with a lamp cap, and provided with a ignition circuit in which a voltage-dependent capacitor is included.

Een lamp van de in de aanhef genoemde soort is bekend uit Duits octrooischrift DE-C-3330266. Bij de bekende lamp die geschikt is om in serie met een stabilisatieballast te worden bedreven op een wisselspanningsvoedingsbron, is een halfgeleiderdoorslagelement in het ontsteekcircuit opgenomen. Het halfgeleiderdoorslagelement is in serie met de spanningsafhankelijke condensator geplaatst. Een gunstige eigenschap is, dat door geschikte keuze van het doorslagniveau het moment waarop van de spanningsafhankelijke condensator de capaciteit zich sterk wijzigt gunstig gekozen kan worden ten opzichte van de als voedingsbron aangelegde wisselspanning. Daarmee zijn zeer hoge spanningspieken realiseerbaar tot 3,5 kV toe.A lamp of the type mentioned in the opening paragraph is known from German patent specification DE-C-3330266. In the known lamp which is suitable for operation in series with a stabilization ballast on an AC voltage power source, a semiconductor breakdown element is included in the ignition circuit. The semiconductor breakdown element is placed in series with the voltage-dependent capacitor. A favorable feature is that, by suitable choice of the breakdown level, the moment at which the voltage-dependent capacitor changes strongly, can be chosen favorably in relation to the alternating voltage applied as the power source. This makes it possible to realize very high voltage peaks up to 3.5 kV.

Een verdere gunstige eigenschap is, dat in bedrijfstoestand van de lamp, door de geschikte keuze van het doorslagniveau, tevens bereikt wordt, dat het ontsteekcircuit is afgeschakeld.A further favorable feature is that in the operating state of the lamp, through the appropriate selection of the breakdown level, it is also achieved that the ignition circuit is switched off.

Bij de bekende lamp komen de opgewekt spanningspulsen over de lamp te staan en daarmee rechtstreeks op de lampvoet. Dat maakt dat gebruik van de bekende lamp aan grote beperkingen onderhevig is in verband met veiligheidseisen o.a. met betrekking tot overbelasting van de ballast.In the known lamp, the generated voltage pulses are applied to the lamp and thus directly to the lamp cap. This means that use of the known lamp is subject to great limitations in connection with safety requirements, including with regard to overloading the ballast.

De uitvinding heeft tot doel een maatregel te geven waarmee de in het ontsteekcircuit opgewekte spanningspulsen begrensd zijn onder gelijktijdig behoud van de gunstige eigenschappen.The object of the invention is to provide a measure by which the voltage pulses generated in the ignition circuit are limited while at the same time retaining the favorable properties.

Dit doel wordt bij een hogedrukontladingslamp van de in de aanhef genoemde soort bereikt, doordat een spanningsafhankelijke weerstand in serie met de condensator is opgenomen.This object is achieved with a high-pressure discharge lamp of the type mentioned in the preamble, in that a voltage-dependent resistor is included in series with the capacitor.

Voordeel van de lamp volgens de uitvinding is dat met behoud van de instelbaarheid van het moment van spanningspulsopwekking de hoogte van de spanningspuls begrensd wordt door het weerstandskarakter van de in het ontsteekcircuit opgenomen spanningsafhankelijke weerstand. Tevens blijft de gunstige eigenschap behouden dat het ontsteekcircuit in de bedrijfstoestand van de lamp effectief is afgeschakeld. Bijkomend voordeel is dat een spanningsafhankelijke weerstand in het algemeen een betere hittebestendigheid heeft dan een halfgeleiderdoorslagelement.The advantage of the lamp according to the invention is that, while retaining the adjustability of the moment of voltage pulse generation, the height of the voltage pulse is limited by the resistance character of the voltage-dependent resistor included in the ignition circuit. The favorable property is also retained that the ignition circuit is effectively switched off in the operating state of the lamp. An additional advantage is that a voltage-dependent resistor generally has better heat resistance than a semiconductor breakdown element.

Een verdere verbetering is mogelijk doordat het ontsteekcircuit tevens voorzien is van een zekering. Hierdoor wordt bereikt dat zelfs onder ongunstige omstandigheden, zoals bijvoorbeeld kortsluiting in de condensator, overbelasting van de stabilisatieballast door extreem hoge stromen wordt voorkomen door doorsmelten van de zekering.A further improvement is possible because the ignition circuit is also provided with a fuse. This ensures that even under unfavorable conditions, such as, for example, a short circuit in the capacitor, overloading of the stabilization ballast by extremely high currents is prevented by melting the fuse.

Het ontsteekcircuit kan in de buitenballon zijn ondergebracht dan wel in de lampvoet. Ook is het mogelijk een deel van het ontsteekcircuit in de lampvoet onder te brengen en een ander deel in de buitenballon.The ignition circuit can be housed in the outer bulb or in the lamp cap. It is also possible to accommodate part of the ignition circuit in the lamp cap and another part in the outer bulb.

Om in de bedrijfstoestand van de lamp nadelige gevolgen van een sterke verhitting van de spanningsafhankelijke condensator tegen te gaan, verdient het aanbeveling bij plaatsing van de condensator in de buitenballon, de condensator te monteren in een met gas gevulde glazen gasdichte capsule. Daarbij zorgt de druk van het gas ervoor dat ontleding en/of verdamping van componenten waaruit de spanningsafhankelijke condensator is opgebouwd, tegengegaan wordt. Het gas moet van zodanige samenstelling zijn gekozen, dat onder de heersende omstandigheden geen reacties plaatsvinden met componenten van de condensator. Naast edelgassen zijn stikstof en zuurstof geschikte gassen. Combinaties van geschikte gassen is ook mogelijk.To avoid adverse effects of strong heating of the voltage-dependent capacitor in the operating state of the lamp, it is recommended that the capacitor be mounted in a gas-filled glass gas-tight capsule when the capacitor is placed in the outer bulb. The pressure of the gas thereby prevents decomposition and / or evaporation of components that make up the voltage-dependent capacitor. The gas must be chosen in such a composition that no reactions take place with the capacitor components under the prevailing conditions. In addition to noble gases, nitrogen and oxygen are suitable gases. Combinations of suitable gases are also possible.

Hoewel het denkbaar is om in plaats van een afzonderlijke capsule toe te passen, de buitenballon zelf met een geschikt gas te vullen, is dit in de praktijk een minder aantrekkelijke oplossing. Weliswaar vormt dit een gelijkwaardige bescherming voor de spanningsafhankelijke condensator, echter zullen de thermische verliezen ten gevolge van convectie en conductie, in het in de buitenballon aanwezige gas, toenemen. Genoemde thermische verliezen leiden in het algemeen tot een vermindering van het rendement van de lamp.Although it is conceivable to fill the outer balloon itself with a suitable gas instead of using a separate capsule, in practice this is a less attractive solution. Although this provides equivalent protection for the voltage-dependent capacitor, the thermal losses due to convection and conduction in the gas present in the outer bulb will increase. The thermal losses mentioned generally lead to a decrease in the efficiency of the lamp.

Een mogelijkheid om te sterke verhitting van de spanningsafhankelijke condensator tegen te gaan, is plaatsing van deze condensator in de lampvoet, al dan niet in een met gas gevulde capsule. Ook is het mogelijk, bij plaatsing van de spanningsafhankelijke condensator in een capsule in de buitenballon, deze capsule te voorzien van een in- of een uitwendige stralingreflecterende laag.One possibility to counteract excessive heating of the voltage-dependent capacitor is to place this capacitor in the lamp cap, whether or not in a gas-filled capsule. It is also possible, when the voltage-dependent capacitor is placed in a capsule in the outer balloon, to provide this capsule with an internal or an external radiation-reflecting layer.

Het ontladingsvat van de lamp kan voorzien zijn van een uitwendige hulpelectrode.The discharge vessel of the lamp may be provided with an external auxiliary electrode.

De uitvinding zal nader toegelicht worden aan de hand van een tekening van een uitvoeringsvoorbeeld, waarinThe invention will be explained in more detail with reference to a drawing of an exemplary embodiment, in which

Figuur 1 een aanzicht is van een lamp, enFigure 1 is a view of a lamp, and

Figuur 2 een schematische voorstelling is van een schakeling gevormd door de lamp van Figuur 1 tezamen met een stabilisatieballast.Figure 2 is a schematic representation of a circuit formed by the lamp of Figure 1 together with a stabilization ballast.

In Figuur 1 is een lamp 2 volgens de uitvinding weergegeven voorzien van een ontladingsvat 3 dat met ruimte door een buitenballon 30 is omsloten die met een lampvoet 31 is uitgerust. Het ontladingsvat 3 is voorzien van lampelectrodes 4 en 5, waartussen in de bedrijfstoestand van de lamp een ontlading plaatsvindt. Lampelectrode 4 is via een starre stroomgeleider 40 verbonden met een lampaansluitpunt C van lampvoet 31. Evenzo is lampvoetelectrode 5 via een starre stroomgeleider 50 verbonden met een lampaansluitpunt D van lampvoet 31. Tevens is een in de Figuur niet getekend ontsteekcircuit in lampvoet 31 gemonteerd.Figure 1 shows a lamp 2 according to the invention provided with a discharge vessel 3 which is enclosed with space by an outer balloon 30 which is equipped with a lamp base 31. The discharge vessel 3 is provided with lamp electrodes 4 and 5, between which a discharge takes place in the operating state of the lamp. Lamp electrode 4 is connected via a rigid current conductor 40 to a lamp connection point C of lamp cap 31. Likewise, lamp cap electrode 5 is connected via a rigid current conductor 50 to a lamp connection point D of lamp cap 31. A ignition circuit not shown in the Figure is also mounted in lamp cap 31.

In Figuur 2 zijn met Figuur 1 overeenkomstige delen van een overeenkomstig verwijzingscijfer voorzien. A en B zijn aansluitpunten voor aansluiten van een wisselspanningsvoedingsbron. Aansluitpunt A is via een stabilisatieballast 1 verbonden met lampaansluitpunt C. Aansluitpunt B is verbonden met lampaansluitpunt D. Tussen de lampaansluitpunten C en D is een keten 10, opgebouwd uit een zekering 7, een spanningsafhankelijke condensator 8 en een spanningsafhankelijke weerstand 9 aangesloten. Deze keten 10 vormt het ontsteekcircuit dat tezamen met de stabilisatieballast 1 op op zichzelf bekende wijze ontsteekspanningspulsen opwekt tussen lampaansluitpunten C en D en daarmee tussen lampelectrodes 4 en 5.In Figure 2, corresponding parts to Figure 1 are provided with a corresponding reference numeral. A and B are terminals for connecting an AC power supply. Connection point A is connected via a stabilization ballast 1 to lamp connection point C. Connection point B is connected to lamp connection point D. Between the lamp connection points C and D, a circuit 10 consisting of a fuse 7, a voltage-dependent capacitor 8 and a voltage-dependent resistor 9 is connected. This circuit 10 forms the ignition circuit which, together with the stabilization ballast 1, generates ignition voltage pulses in known manner between lamp terminals C and D and thus between lamp electrodes 4 and 5.

In geval van een praktische uitvoering van een lamp volgens de uitvinding betrof het een hogedruknatriumontladingslamp met nominaal vermogen van 110 W, geschikt om bedreven te worden op een wisselspanningsbron van 220 V, 50 Hz in combinatie met een stabilisatieballast type BHL125L, fabrikaat Philips. De praktische lamp was voorzien van een ontsteekcircuit opgebouwd uit een spanningsafhankelijke condensator type NLB1250, fabrikaat TDK en een spanningsafhankelijke weerstand type 2322 592 59506, fabrikaat Philips. Tevens was het ontladingsvat van de lamp voorzien van een uitwendige hulpelectrode.In a practical embodiment of a lamp according to the invention, it concerned a high-pressure sodium discharge lamp with a nominal power of 110 W, suitable for operation on an AC voltage source of 220 V, 50 Hz in combination with a stabilization ballast type BHL125L, manufactured by Philips. The practical lamp was equipped with a ignition circuit made up of a voltage-dependent capacitor type NLB1250, manufacturer TDK and a voltage-dependent resistor type 2322 592 59506, manufacturer Philips. The discharge vessel of the lamp was also provided with an external auxiliary electrode.

In bedrijfstoestand van de lamp bedroeg de spanning tussen de lampelectroden ca. 115 V. De spanningsafhankelijke weerstand heeft bij een aangelegde spanning van 135 V of meer een sterk vermeerderde geleiding. Bij aansluiting op de voedingsspanning van 220 V, 50 Hz werden spanningspulsen met een hoogte van 1000 V gerealiseerd. Met de keuze van 135 V als niveau van sterk vermeerderde geleiding van de spanningsafhankelijke weerstand, werd gerealiseerd dat de opwekking van een spanningspuls plaatsvond ca. 3 ms na elke nuldoorgang van de voedingswisselspanning. De opgewekte spanningspulsen zorgden voor een snel ontsteken van de lamp. Vastgesteld werd dat de lamp een ontsteekspanning van ca. 700 V had. Tevens zorgde de keuze van 135 V als niveau voor geleidingsvermeerdering van de spanningsafhankelijke weerstand ervoor dat in de bedrijfstoestand van de lamp het ontsteekcircuit effectief afgeschakeld was.In the operating state of the lamp, the voltage between the lamp electrodes was approximately 115 V. The voltage-dependent resistor has a greatly increased conductivity at an applied voltage of 135 V or more. When connected to the supply voltage of 220 V, 50 Hz, voltage pulses with a height of 1000 V were realized. With the choice of 135 V as the level of greatly increased conductivity of the voltage-dependent resistor, it was realized that the generation of a voltage pulse occurred approximately 3 ms after each zero crossing of the supply AC voltage. The generated voltage pulses caused the lamp to ignite quickly. It was determined that the lamp had a ignition voltage of about 700 V. In addition, the choice of 135 V as the conduction amplification level of the voltage-dependent resistor ensured that the ignition circuit was effectively switched off in the lamp's operating state.

Claims

1. High-pressure discharge lamp provided with a discharge vessel, which is enclosed in space by an outer bulb equipped with a lamp cap i, and provided with a ignition circuit in which a voltage-dependent capacitor is included, characterized in that the voltage-dependent resistor is included in series with the capacitor .

2. Lamp as claimed in claim 1, characterized in that the ignition circuit is also provided with a fuse.

Lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage-dependent capacitor is placed in a gas-filled glass gas-tight capsule in the outer bulb.

Lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage-dependent capacitor is placed in the lamp cap.