NO122794B

NO122794B -

Info

Publication number: NO122794B
Application number: NO226768A
Authority: NO
Inventors: W Fuchs; R Gottwald
Original assignee: Novelectric Ag
Priority date: 1967-06-19
Filing date: 1968-06-11
Publication date: 1971-08-16
Also published as: DE1764377A1; GB1182028A; AT287119B; NL6808606A; BE716748A; SE327760B; ES355174A1; FR1569346A; CH455937A

Description

Igangsetnings- og driftskobling for utladningslampe. Initiating and operating circuit for discharge lamp.

For igangsetning og drift av ut ladningslamper For starting and operating discharge lamps

hvis tennspenning er hoyere enn nettvekselspenningens amplitudeverdi, er en kobling kjent ved hvilken lampen er parallellkoblet med en krets som utgår fra et uttak på den i serie med lampen liggende forkoblings-reaktansspole og inneholder en kondensator. Denne an-ordning som også er kjent under betegnelsen "Steinmetz-kobling", bevirker tenning av lampen på folgende måte. Når stromkretsen inn-kobles, passerer der gjennom den ene del av spolen til uttaket og gjennom den nevnte parallelIkrets et kraftig stromstot for ladning av den på forhånd utladede kondensator som stammer fra kondensatoren som lader seg ut. Reaktansspolen virker ber som en autotransforraa-tor,idet der som folge av ladestrdmstotet induseres en spenning i hele spolen, hvilken spenning er okt i forholdet mellom hele spolens if the ignition voltage is higher than the amplitude value of the mains alternating voltage, a connection is known in which the lamp is connected in parallel with a circuit which starts from an outlet on the ballast reactance coil lying in series with the lamp and contains a capacitor. This arrangement, which is also known under the term "Steinmetz connection", causes the lamp to light up in the following way. When the current circuit is switched on, a strong surge of current passes through one part of the coil to the outlet and through the aforementioned parallel circuit for charging the previously discharged capacitor originating from the capacitor which discharges. The reactance coil acts as an autotransformer, since as a result of the charging current a voltage is induced in the entire coil, which voltage is oct in the ratio between the entire coil's

og spoledelens vindingstall, således at lampen tennes. Maksimal-verdien av det på denne måte oppnådde tennspenningsstdt avhenger blandt annet av den hastighet med hvilken spenningsstotet oker, alt-så med stotets flanke. De minst gunstige forhold foreligger når inn-koblingen skjer i strommens nullgjennomgangs-dyeblikk. and the winding number of the coil part, so that the lamp lights up. The maximum value of the ignition voltage stdt obtained in this way depends, among other things, on the speed with which the voltage surge increases, all so with the shock's flank. The least favorable conditions exist when the switch-on takes place at the current's zero-passage moment.

Denne enkle kobling kan i alminnelighet dimensjone-res således at den ved normal innkobling av lampen i kold tilstand This simple connection can generally be dimensioned so that when the lamp is normally switched on in a cold state

o o

arbeider tilfredsstillende og bringer lampen til å tenne. Imidlertid oppstår betydelige vanskeligheter etter en kortvarig forbigående ut-kobling av lampen, f. eks. som folge av et brudd på nettet, og lampen ikke har nådd å bli avkjdlt inntil den igjen kobles inn, idet den som folge av det forhdyde gass- henholdsvis damptrykk som råder i lampekolben som folge av den hoyere driftstemperatur forlanger en vesentlig hoyere tennspenning enn når lampen er kold. Da den nevnte kobling bare utnytter det fdrste innkoblingsstrdmstdt og etter dette, når kondensatoren er oppladet, ikke lenger er virksom, kan koblingen i mange sådanne tilfelle ikke bringe lampen til å tenne; kortvarig brudd på nettet med en varighet som bare utgjor noen få vekselstrom-pe r iode r, er ikke så sjeldne. works satisfactorily and brings the lamp to light. However, significant difficulties arise after a short-term transient disconnection of the lamp, e.g. as a result of a break in the mains, and the lamp has not cooled down until it is switched on again, since it, as a result of the preheated gas or vapor pressure that prevails in the lamp bulb as a result of the higher operating temperature, requires a significantly higher ignition voltage than when the lamp is cold. Since the aforementioned coupling only utilizes the first switching current and after this, when the capacitor is charged, is no longer effective, the coupling in many such cases cannot cause the lamp to light; short-term interruptions in the network with a duration of only a few alternating current periods are not so rare.

Hensikten med oppfinnelsen er, med utgangspunkt i The purpose of the invention is, based on

• den kjente Steinmetz-kobling, å skaffe en igangsetnings- og driftskobling for elektriske utladningslamper, ved hjelp av hvilke der oppnås at lampen med sikkerhet tennes, selv etter kortvarig strom-brudd. Samtidig tilstrebes en hoyere maksimalverdi for tennspennings-stotet enn der ved ugunstige betingelser kan oppnås ved den tidligere kjente kobling, således at koblingen også vil egne seg for metall-darap-hoytrykks-utladningslamper• Det særegne ved oppfinnelsen er • the well-known Steinmetz coupling, to provide a starting and operating coupling for electric discharge lamps, by means of which it is achieved that the lamp is safely lit, even after a brief power failure. At the same time, a higher maximum value for the ignition voltage boost than can be achieved under unfavorable conditions with the previously known coupling, so that the coupling will also be suitable for metal-metal high-pressure discharge lamps• The peculiarity of the invention is

at den med lampen para 1 lellkoblede stromkrets inneholder en styrbar halvleder-likeretter i serie med kondensatoren, og at halvlederlikeretterens styreelektrode ved ikke-tent utladningslampe får et periodisk styresignal som er avledet fra driftsvekselspenningen. that the circuit connected to the lamp para 1 contains a controllable semiconductor rectifier in series with the capacitor, and that the control electrode of the semiconductor rectifier when the discharge lamp is not lit receives a periodic control signal which is derived from the operating alternating voltage.

: Derved foreligger den mulighet å oppnå et tilstrekkelig sterkt stromstot. : This makes it possible to achieve a sufficiently strong current boost.

Et utforeIseseksempel på oppfinnelsen skal beskrives i det folgende under henvisning til tegningen som viser et koblin^s-skjerna. An exemplary embodiment of the invention will be described in the following with reference to the drawing showing a Koblin core.

En utladningslampe 12 (f.eks. en hdytrykk-natriumdamp- A discharge lamp 12 (e.g. a high pressure sodium vapor

eller kvikksolvdamplampe) er tilkoblet nettes klemmer P (fase) og. or mercury vapor lamp) is connected to mains terminals P (phase) and.

0 (null) over en forkoblings-reaktansspole 10 og en bryter IL. Parallelt med lampen 12 ligger en stromkrets som utgår fra et uttak 11 på spolen IO og inneholder en kondensator 16, hvis annen side er forbundet med lampens annen pol. Mellom kondensatoren 16 og uttaket 11, dvs i serie med kondensatoren, ligger en styrbar halvlederlike-retter (en såkalt tyristor) 18. Denne tyristors styreelektrode 20 er forbundet med lampens 12 ene elektrode over en motstand 22.Styreelektroden 20 er også forbundet med en arbeidskontakt 28 tilhorende et relé 26, over hvilken styreelektroden kan forbindes med tyristorens katode. Kontaktens 28 (f. eks. en såkalt beskyttelsesror-elier Reed-kontakt ) relévikling 26 er over en likeretterbro 2L forbundet mellom klemmen P og delen 13 av spolen 10. Denne del omfat-ter fortrinnsvis l/lO til 1/8 av spolens totale vindingstall. 0 (zero) across a ballast reactance coil 10 and a switch IL. Parallel to the lamp 12 is a current circuit which originates from an outlet 11 on the coil IO and contains a capacitor 16, the other side of which is connected to the other pole of the lamp. Between the capacitor 16 and the outlet 11, i.e. in series with the capacitor, is a controllable semiconductor rectifier (a so-called thyristor) 18. The control electrode 20 of this thyristor is connected to one electrode of the lamp 12 via a resistor 22. The control electrode 20 is also connected to a working contact 28 belonging to a relay 26, via which the control electrode can be connected to the cathode of the thyristor. The relay winding 26 of the contact 28 (e.g. a so-called protective rod-elier Reed contact) is connected via a rectifier bridge 2L between the terminal P and the part 13 of the coil 10. This part preferably comprises 1/10 to 1/8 of the coil's total winning figure.

Ved innkobling av hovedstromkretsen ved hjelp av bryteren 14 vil der i denne ikke gå noen nevneverdig strom sålenge lampen 12 ikke har tent. Fdlgelig sr reléviklingen 26 praktisk talt stromlds og kontakten 28 åpen. På tyristorens 18 styreelektrode 20 virker et periodisk styresignal som tilfores over motstand 22 og er avledet fra nettvekselspenningen.' Som folge av dette vil tyristoren hver gang i ldpet av den positive halvbolge bli bragt til tenning og forblir ledende inntil neste null-gjennomgang. Under den derpå folgende negative halvbolge og under det forste avsnitt av den neste positive halvbolge forblir tyristoren sperret. Hver gang tyristoren vipper over fra sperrende til ledende tilstand får kondensatoren 16 et ladestromstot over delen 13 av spolen IO og tyristoren 18. Dette strdmstdt induserer i hele spolen IO hver gang en hby spenningsspiss som kan bringe lampen 12 til å tenne allerede ved forste eller etter noen få halvbdlger. Såsnart lampen er tent vil den normale driftss.trdm flyte i hovedstromkretsen og viklingen 26 få tilstrekkelig arbeidsstrdm over likeretteren 2l+, således at den slutter sin kontakt 28 og forbinder styreelektroden 20 med tyristorens 18 katode. Under den fortsatte drift forblir tyristoren sperret og således uvirksom. When switching on the main current circuit by means of the switch 14, no significant current will flow through it as long as the lamp 12 has not lit up. Consequently, the relay winding 26 is practically de-energized and the contact 28 is open. A periodic control signal acts on the control electrode 20 of the thyristor 18, which is supplied via resistance 22 and is derived from the AC mains voltage. As a result of this, the thyristor will be brought to ignition every time during the positive half-wave and will remain conducting until the next zero crossing. During the subsequent negative half-wave and during the first section of the next positive half-wave, the thyristor remains blocked. Every time the thyristor flips over from the blocking to the conducting state, the capacitor 16 receives a charging current surge across the part 13 of the coil IO and the thyristor 18. This current induces in the entire coil IO each time a high voltage spike which can cause the lamp 12 to light already at the first or after a few half-breeds. As soon as the lamp is lit, the normal operating current will flow in the main circuit and the winding 26 will receive sufficient operating current across the rectifier 2l+, so that it closes its contact 28 and connects the control electrode 20 with the cathode of the thyristor 18. During continued operation, the thyristor remains blocked and thus inactive.

Normalt, dvs ved innkobling av lampen 12 i kold tilstand, vil lampen bli tent allerede ved det forste tennspenningsstdt eller i det minste etter noen få perioder. Hvis lampen imidlertid slukker som folge av et kortvarig strdmbrudd, f. eks. ved at nettet faller ut, og straks etter igjen kobles inn, kan den ikke tenne momentant som folge av det hdye gass- henholdsvis damptrykk i kol- Normally, ie when switching on the lamp 12 in a cold state, the lamp will be lit already at the first ignition voltage point or at least after a few periods. If, however, the lamp goes out as a result of a short-term power failure, e.g. by the mains falling out, and immediately afterwards being connected again, it cannot ignite momentarily as a result of the high gas or vapor pressure in the coal

ben* Der finner nu imidlertid under hver periode av vekselstrommen på en viss måte sted et nytt tennforsdk, da kondensatoren 16 hver gang vil lade seg ut under den negative halvbdlge. Samtidig vil tyristoren bli ledende under den positive halvbolge og bevirke et nytt ladestromstdt henholdsvis tennspenningsstdt. Dette gjentar seg sålenge inntil lampen er blitt tilstrekkelig avkjolt til at den igjen kan tenne. Som folge av den beskrevne tyristorkobling foregår tenningen av tyristoren og dermed ladestrdmstdtet alltid på samme tidspunkt innenfor hver periode og kan folgelig ikke fal- ben* There now, however, during each period of the alternating current, a new ignition takes place in a certain way, as the capacitor 16 will discharge each time during the negative half-wave. At the same time, the thyristor will become conductive during the positive half-wave and cause a new charge current state or ignition voltage state. This is repeated until the lamp has cooled down sufficiently for it to light again. As a result of the described thyristor connection, the ignition of the thyristor and thus the charging current always takes place at the same time within each period and consequently cannot

le sammen med nullgjennomgangen. Valget av tennvinkel for tyristoren i koblingen er ikke særlig kritisk, men for å oppnå et kraftig lade-strdmstdt bor der tilstrebes en tennvinkel som ligger over 45 - 6o°, fortrinnsvis av størrelsesordenen 90°. laugh along with the zero review. The choice of firing angle for the thyristor in the coupling is not particularly critical, but in order to achieve a strong charging current, a firing angle that is above 45 - 60°, preferably of the order of 90°, is sought.

Med den beskrevne kobling er det på enkel måte og With the described connection, it is easy and

med et forholdsvis beskjedent tilleggsutstyr mulig å oppnå pålite- with relatively modest additional equipment it is possible to achieve reliable

lig igangsetning og sikre ny tenning av en gassut ladningslampe etter en kort driftsavbryteIse. Koblingen har også vist seg driftssikker ved belysningsanlegg i det fri, hvor driftstemperaturområdet kan ha en betydelig bredde. proper start-up and ensure re-ignition of a gas discharge lamp after a short interruption of operation. The coupling has also proven to be operationally reliable in outdoor lighting systems, where the operating temperature range can have a considerable width.

Claims

1. Start-up and operating connection for a discharge

larape, in particular a metal vapor high-pressure discharge lamp, where the lamp is connected in series with a reactance coil and has a parallel circuit I which starts from an outlet on the reactance coil and contains a capacitor, characterized in that the current circuit connected in parallel with the lamp contains a controllable semiconductor -rectifier (18) in series with the capacitor (16), and that the semiconductor rectifier's control electrode (20) receives a periodic control signal derived from the operating alternating voltage when the discharge lamp (12) is not lit. j

2. Connection according to claim 1, characterized in that the control signal is taken from the connection point between the reactance coil (IO) and the lamp's (12) one electrode across a resistor (22).

3" Connection according to claim 1, characterized in that the control electrode (20) is also connected to a coupling device (26, 28) which is dependent on the lamp current in order to apply a blocking potential to the control electrode (20) when the lamp (12) is lit.

4. Connection according to claim 1, characterized in that the control electrode (20) can be connected to the cathode of the controllable semiconductor rectifier (18) via a working contact (28) which is closed when the lamp (12) is lit.