NO177210B - Elektronisk drivkrets for gassutladningslamper - Google Patents

Abstract

Elektronisk drivkrets (1) for gassutladningslamper. (2) med en inngangskretsdel (10,11) for produksjon av en mellomkrets-likespenning (Ug) fra en forsyningsspenning (1^,11) med en oscillatorkretsdel (4,8,S,S) matet av mellomkrets-likespenningen (U) for produksjon av et veVselsignal (u), hvilket signal kan tilføres gassutladningslampen (2), med en bistabil utkoblings-hvilekretsdel (3) som i sin første hhv. andre bistabile tilstand tilfører et utkoblingssignal (u) til oscillatorkretsdelen (4,8,S,S)slik at denne utkobles hhv. frigis, hvorved et fra vekselsignalet (u) avledet første signal (u^ ved overskridelse av en forutbestemt verdi styrer utkoblings-hvilekretsdelen (3) fra den første til den andre av dens to stabile tilstander og produserer utkoblingssignalet (u), hvilken drivkrets skal utformes slik at dens driftssikkerhet blir ytterligere forhøyet. Dette blir oppnådd ved at et ekstra signal (u) avledet fra mellomkrets-likespenningenU) produserer utkoblingssignalet (u) når mellomkrets-likespenningen (Ug) overskrider en forutbestemt maksimalverdi.

Description

Oppfinnelsen angår en elektronisk drivkrets (EVG) for gassutladningslamper ifølge ingressen i patentkrav 1.

En slik krets er for eksempel kjent fra EP O 146 683.

Der blir en vekselretter utkoblet ved hjelp av en bistabil koblingsanordning når den innsatte gassutladningslampen er vedvarende startuvillig, slik at det altså skjer gjentatte resultatløse startfprsøk. Utkoblingen skjer ved kortslutning av en utkoblings-sekundærvikling på en metningstransformator, hvilken metningstransformators primærvikling er koblet i lampestrømkretsen. Denne metningstransformator produserer basisspenninger med ytterligere sekundærviklinger når den elektroniske drivkretsen er i driftstilstand, ved hjelp av hvilke basisspenninger to alternerende innkoblede transistorer produserer et vekselspenningssignal. Hvis den spenning som er indusert i utkoblings-sekundærviklingen stiger til over gjennombruddsspenningen til en triggerdiode, så tennes en tyristor som kortslutter utkoblingsviklingen over to énveis-dioder. På denne måten blir det ikke lenger mulig å produsere ytterligere basisspenninger for de alternerende innkoblede transistorer fra metningstransformatoren. Vekselretteren forblir nå i utkoblet tilstand inntil det skjer en avbrytelse ved utkobling av den elektroniske drivkretsen eller ved utskifting av den ikke tenningsvillige gassutladningslampen.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å utforme en elektronisk drivkrets av den innledningsvis nevnte type på slik måte at dens driftssikkerhet blir ytterligere forhøyet.

Oppgaven blir ifølge oppfinnelsen løst slik som angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i den tanke å utvide utkoblingsmekanismen ved hjelp av minst én ekstra gren som overvåker mellomkretsspenningen. Ved hjelp av denne forholds-regel unngår man ifølge oppfinnelsen termisk eksessive belastninger på ømfintlige elementer som f.eks. likeretteren eller utgangstransistorene, noe som kan være en følge av forhøyet mellomkretsspenning.

En videre fordel med den elektroniske drivkretsen (EVG) ifølge oppfinnelsen, er også en ekstra sikkerhet mot jordled-

ningsbrudd.

I krav 7 er det angitt en videreutvikling eller en alternativ løsning av gjenstanden ifølge patentkrav 1. Denne alternative løsning beror på at man registrerer laststrømmen og utløser utkobling av oscillatorkretsdelen ved overskridelse av en forutbestemt maksimalverdi.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av utførelseseksempler, hvor: Fig. 1 viser en elektronisk drivkrets (EVG) ifølge oppfinnelsen, enten med én eneste utgang for én gassutladningslampe, eller i tandemkrets, med to utganger for to gassutladningslamper; Fig. 2 viser et blokkskjerna av en EVG ifølge oppfinnelsen med én enkelt gassutladningslampe som last; Fig. 3 viser et detaljert koblingsskjerna med en ut-koblingsvariant ifølge oppfinnelsen av oscillatorkretsdelen; Fig. 4 viser en utkoblings-hvilekretsanordning ifølge oppfinnelsen for utkobling, henholdsvis sperring av oscillatorkretsdelen;

Fig. 5 viser som eksempel en effektbryter med strøm-

shunt for del-registrering av laststrømmen; Fig. 6 viser et del-koblingsskjema av en EVG ifølge oppfinnelsen med disjunktiv forbindelse av to overspenningssignaler og et overstrømsignal. Fig. 1 viser en elektronisk drivkrets 1, i det følgende kort kalt EVG, som kan tilkobles et 22OV husholdningsnett eller direkte på en likespenning, f.eks. et batteri. En eller to gassutladningslamper 2 kan tilkobles denne EVG. Hver direkte-oppvarmet gassutladningslampe 2 oppviser fire inngangsklemmer som er forbundet med EVG'en. Hver av inngangsklemmene til to motsattliggende glødetråder 22, 23 blir forbundet over en glødekondensator CH.

Fig. 2 viser et blokkskjerna av en EVG ifølge Fig. 1. Nettinngangsspenningen blir tilført over en likeretter 10 med eventuell etterkoblet nivåregulator (Hochsetzsteller) (særlig ved batteridrift). Utgangssignalet blir tilført en glatnings-innretning 11 med en glatningskondensator (mellomkretskonden-sator) Cz som stiller en mellomkrets-likespenning Uz til

disposisjon. Mellomkretsspenningen Uz blir tilført en vekselretter 4 som på sine utgangsklemmer stiller et vekselsignal til disposisjon for i det minste én gassutladningslampe 2. En utkoblings-hvilekretsanordning 3 tilføres på den ene side

spenning som er amplitudeproporsjonal med vekselretterens 4 utgangsvekselspenning uw, og på den andre side en spenning u2 som er proporsjonal med mellomkrets-likespenningen Uz. Forsynings- og hvilestrømmen vedlikeholdes via seriekobling av en motstand R14 og den ene 22 av de to glødetrådene 22, 23 fra den positive utgangsklemme + til vekselretteren 4 henholdsvis likeretteren 10. Forsyningsspenningen til utkoblings-hvilekretsdelen 3 blir således avbrutt ved uttak av gassutladningslampen 2 fra dens holdeinnretning. Kretsanordningen 3 produserer et utkoblings-, henholdsvis et leveringssignal us som vekselretteren 4 kan innkobles eller utkobles over. Dette utkoblingssignal us blir produsert ved hjelp av en ELLER-sammenknytning av begge de målte signalene u2 og ulf eventuelt etter likeretting og glatting.

Fig. 3 viser i detalj et koplingsskjema for den logiske ELLER-sammenknytning i forbindelse med ytterligere element-grupper som er vesentlige for funksjonen. Mellomkretskondensatoren Cz er allerede belyst. Den lastkretsen som er anordnet mellom den positive utgangsklemmen + og seriekretsen av to effektbrytere S-j^ og S2, viser foruten den vanlige gassutladningslampen 2 med glødekondensator CH, også en seriekobling av svingekrets-induktans LQ og svingekretska-pasitans CQ. Videre kan en metningstransf ormator ti med primærvikling nx og sekundærvikling n2, n2, kobles i serie med lastkretsen. Denne tjener (som oscillatorkretsanordning 8) til produksjon av basisspenningssignalene til effektbryteren Sx og S2. Seriekoblingen av ef f ekthalvlederne S^^ og S2 forbinder den positive utgangsklemmen + med den negative utgangsklemmen -, og begge disse klemmer tilsvarer glatningskondensatorens Cz positive og negative klemme i glatningsinnretningen 11.

Fra lastkretsen blir det nå frakoblet evt. målt en vekselspenning mellom svingekretskapasitansen CQ og den ene klemmen til den andre glødetråden 23. Dette sikres over en seriekobling av en kondensator C1, en første motstand R2 og en andre motstand R3 like mot den negative utgangsklemmen.

Mellom motstandene R2 og R3 opptrer det et første signal u-^ like overfor den negative utgangsklemmen -. På dette punkt blir anoden til en første diode D2 tilkoblet, hvilken diodes katode er forbundet med den negative utgangsklemmen via en motstand R6. En kapasitans C6 kan parallellkobles med motstanden R5.

Mellomkretskondensatoren Cz er shuntet med en seriekobling av en tredje motstand R4 og en fjerde motstand R5. Denne spenningsdeleren stiller til disposisjon et andre signal u2 som er proporsjonalt med mellomkrets-likespenningen Uz, hvilket signal er parallelt med den fjerde motstand R5. Anoden til en ekstra diode D4 er tilkoblet i forbindelsespunktet mellom motstandene R4 og R5, hvilken diodes D4 katode i likhet med katoden til dioden D2, er forbundet med motstanden R5. På R6 ligger derfor alltid den spenning som er størst av spenningene u-,^ henholdsvis u2. For bedre avkobling av signalene u-l og u2 som skal sammenknyttes, kan en motstand <R>18, <R>i3 kobles i serie med hver av diodene D2 henholdsvis D4.

Det spenningssignal som oppstår på motstanden R6 med eventuell parallell kondensator C6 like overfor den negative forsyningsklemmen-, blir nå tilført utkoblings-hvilekretsanordningen 3. Anordningen er nærmere forklart på Fig. 4.

Fig. 4 viser, som alternativ til den adskilte disjunktive sammenknytning i diode-transistorlogikken beskrevet i Fig. 3, en ELLER-port som kan tilføres tre signaler u-^, u2 og u3. Det første signal ux og det andre signal u2 tilsvarer det avledete og likerettede signal u1 ifølge Fig. 3, avledet av lastspenningen og det andre signal u2 fra mellomkretsspenningen avledet ved hjelp av et delingsforhold. Begge blir innkoblet på motstanden R6. Det tredje signal u3 som her er inntegnet, kan alternativt enten bli innkoblet over ELLER-porten 6 eller direkte inn i utkoblings-hvilekretsanordningen. Det er et laststrømavhengig utkoblingssignal.

ELLER-kretsens 6 utgangssignal ug, som tilsvarer signalet Ug, på motstanden R6 ifølge Fig. 3, blir tilført en diac 7 (triggerdiode) over en lavpasskrets. Lavpasset består etter valg av seriekoblingen av en motstand R10 og C±1 eller av en parallellkobling av en kapasitans c11 og en motstand Ru. Triggerdioden 7 som er forbundet med kapasitansen Cllf styrer portforbindelsen til en tyristor 5. Triggerdioden 7 frembringer en terskelspenning som utkoblings-hvilekrets-anordningens 3 driftsterskel kan reguleres med. Denne driftsterskel er forutbestemt hva amplituden angår, men kan allikevel bli tidsforsinket via lavpasskoblingen, slik at for det første kan man innstille en ønsket amplitude, og for det andre kan det være forutbestemt en ønsket driftshastighet. Amplituden blir innstilt over delingsforholdet R4/R5 eller over delingsforholdet Rio/Rn- Tidsforsinkelsen kan innstilles enten via kondensatoren C6 eller kondensatoren C^.

Forskjellige driftshastigheter og driftsamplituder kan tilordnes de ulike utkoblingssignaler ult u2 eller u3. Som eksempel er her vist innkobling av det strømavhengige signalet u3 over en diodes D12 og en motstands R12 seriekobling direkte til port-klemmen til tyristoren 5 (som danner et bistabilt utkoblingselement). På grunn av de forskjellige terskelspen-ninger oppnår man også forskjellige driftsamplituder.

Tyristorens 5 anodekrets oppviser videre en hvilestrøm-produserende motstand R14 som med sin ene tilslutning er forbundet med mellomkretskondensatorens Cz positive klemme over gassutladningslampens 2 første glødetråd 22^ hvilken motstands andre tilslutning er forbundet med tyristorens 5 anode. Dette forbindelsespunkt mellom den hvilestrøm-produserende motstand R14 og tyristorens 5 anode blir ført til oscillatoren 8 for utkobling av dens oscillasjon eller for underbinding av basisspenninger for halvlederbryteren S! og/eller S2. Dette kan skje enten ved kortslutning av en n2' av metningstransformatorens ti flere sekundærviklinger n2, n2', hvilken transformator kan innføres i lastkretsen (selvsvingende vekselretter), eller ved en separat, ikke laststrømstyrt oscillator (frittsvingende vekselretter) ved å sperre basis-styresignalene for effekthalvlederen S1 og/eller S2. Fig. 5 viser et detaljert koblingsskjerna over en av effekthalvlederne S1 henholdsvis S2, hvordan de blir styrt enten direkte av oscillatoren 8 eller over en metningstransf ormator ti med en primærvikling nx og flere sekundærviklinger n2, n2'. Effekthalvlederen S2 oppviser for eksempel en seriekobling bestående av en effekttransistor og en emittermotstand RE. Dens basispotensial blir produsert laststrømavhengig via en av metningstransformatorens U flere sekundærviklinger n2 over seriekoblingen til en liten drossel og en diode. På motstanden RE er nå en spenning u3 målbar, hvilken spenning er proporsjonal med laststrømmen like overfor mellomkretskondensatorens Cz negative tilslutning -. Spenningen u3 kan nå etter valg bli tilført over den disjunktivt sammenknyttende ELLER-porten 6, over en koblingsanordning som tilsvarer én av koblingsanordningene R2, R3 og D2 ifølge Fig. 3, eller over seriekoblingen av en diode <D>12 og en motstand <R>12 og en separat inngang til utkoblings-hvilekretsanordningen 3. Fig. 6 viser et del-strømskjerna for en elektronisk drivkrets 1 ifølge Fig. 1 med én eneste gassutladningslampe 2 som last. De allerede beskrevne komponentene til likeretteren 10, mellomkretskondensatoren Cz, oscillatorens 8 effektbryter S1,S2 og hvilestrømkretsen er anordnet over motstanden R14. Foran likeretteren 10 er det koblet et nett-støydempende filter Cx. Seriekretsen av motstanden R4 og motstanden R5 er parallellkoblet med kondensatoren Cz. På mellomstykket mellom disse to motstandene blir det, like overfor mellomkretskondensatorens Cz negative klemme - innkoblet et mellomkrets-spenningsavhengig signal u2, over seriekoblingen av dioden D4 og en ekstra motstand R13 på kondensatoren C6, slik som beskrevet. Samtidig blir en vekselspenningskomponent frakoblet lastkretsen over kondensatoren Clr innkoblet på den samme kondensatoren C6 over den andre disjunktive tilknytningsgrenen og seriekoblingen av dioden D2 og den ekstra motstanden R18-Spenningen us' som ligger på kondensatoren C6, styrer portkretsen til utkoblingstyristoren 5, hvilken portkrets er parallellkoblet med motstanden R17, over seriekoblingen av motstandene R15, <R>i6/<R>i7 til den negative forsyningsklemmen - og over triggerdioden 7 parallellkoblet med motstanden R15.

Fig. 6 viser også en ytterligere variant hvor det laststrømavhengige signalet u3 utvinner EVG's iboende målemotstand Rsh over en negativ forsyningsklemme i den negative forsyningsledning mellom strømbryteren S-^ og den negative forsyningsklemme -. Signalet blir tilført tyristorens portkrets direkte med seriekoblingen av dioden D3 og motstanden R19. Istedenfor den ene dioden D3 kan flere dioder kobles i serie for innstilling av terskelspenningen.

Med den foreliggende koblingsanordning oppnår man en sikker drift, en lengere drift ved høyere mellomkretsspenning Uz og derav følgende høye termiske belastninger av transistorene SlfS2 blir unngått ved en eventuell tidsforsinket avbrytelse. Driftsterskelen for denne overspennings-utkoblingsforholdsregel blir innstilt i henhold til den følgende tabell. Den trer i foreliggende tilfelle i virksomhet ved nettspenninger over 280Veff.

Claims (9)

1. Elektronisk drivkrets for gassutladningslamper (2) med en inngangskretsdel (10,11) for frembringelse av en mellom krets-likespenning (Uz) fra en forsyningsspenning (LlfN), med en oscillatorkretsdel (4,8,82,82) mate"t med mellomkrets- likespenningen (Uz) for frembringelse av en vekselspenning (u^,) som kan tilføres gassutladningslampen (2) , og med en bistabil utkoblings-hvilekretsdel (3) som i sin første hhv. andre stabile tilstand tilfører oscillatorkretsdelen (4,8,82,82) et utkoblingssignal (us) og derved frigir hhv. utkobler oscillatorkretsdelen (4,8,82,82), hvorved et første signal (u-^) avledet fra veksel-spenningen (uw) ved overskridelse av en forutbestemt verdi styrer utkoblings-hvilekretsdelen (3) fra dens første til dens andre stabile tilstand og frembringer utkoblingssignalet (us) , karakterisert ved at et ekstra signal (u2) avledet fra mellomkrets- likespenningen (Uz) frembringer utkoblingssignalet (us) når mellomkrets-likespenningen (Uz) overskrider en forutbestemt maksimalverdi.

2. Elektronisk drivkrets ifølge krav 1, karakterisert ved at det ekstra signal (u2) er dannet fra mellomkrets-likespenningen (Uz) over en spenningsdeler (R4,R5) .

3. Elektronisk drivkrets ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det første signal (u2) og det ekstra signal (u2) tilføres en ELLER-kretsanordning (6) og dennes utgangssignal (us') tilføres utkoblings-hvilekretsdelen (3) for frembringelse av utkoblingssignalet (us) for oscillatorkretsdelen (4,8,82,82).

4. Elektronisk drivkrets ifølge krav 3, karakterisert ved at ELLER-kretsanordningen (6) er utført som integrert ELLER-krets eller er utført med diskrete komponenter (R6,D4,R2,D2) som en motstands-diode-logikkopling, og at utkoblings-hvilekretsanordningen (3) har en tyristor (5).

5. Elektronisk drivkrets ifølge et av kravene 2 til 4, karakterisert ved at maksimalverdien til mellomkrets-likespenningen (Uz) er innstillbar over spennings-delerens deleforhold (R4/R5) samt en terskelspenning (gjennom-bruddsspenning),især terskelspenningen til en diac eller en triggerdiode (7).

6. Elektronisk drivkrets ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det første og/eller det ekstra signal (ux, u2) blir forsinket over en lavpasskobling.

7. Elektronisk drivkrets ifølge krav 1, eller bare ifølge ingressen i krav 1, karakterisert ved at et ytterligere signal (u3) avledet fra en laststrøm som flyter gjennom gassutladningslampen, frembringer utkoblingssignalet (us) når laststrømmen overstiger en valgt forutbestemt maksimalverdi.

8. Elektronisk drivkrets ifølge krav 7, karakterisert ved at det ytterligere signalet (u3) er dannet over en strømtransformator i lampekretsen (2) eller som strømproporsjonalt målesignal på en emittermotstand (RE) til oscillatorkretsdelens (3) effekttransistor (S2) eller ved en motstand (Rsh) i drivkretsens negative forsyningsledning.

9. Elektronisk drivkrets ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at det første (u^ , det ekstra (u2) samt det ytterligere signal (u3) tilføres oscillatorkretsdelen (4,8,82,82) som alternativt utkoblings-