SE465055B

SE465055B - Ignition and exciter connection for fluorescent strip lights

Info

Publication number: SE465055B
Application number: SE8702032A
Authority: SE
Inventors: M Rahkala
Original assignee: Teknoware Oy
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1991-07-15
Also published as: SE8702032L; FI77957C; DK254387D0; FI862080A; SE8702032D0; DK254387A; FI862080A0; FI77957B

Abstract

The invention concerns an ignition and exciter connection which comprises an oscillator 1, an amplifier 2 controlled by this and connected to a DC power source, a transformer 4 supplied by the amplifier and a series resonance circuit formed by the secondary winding 4b of the transformer, an impedance coil 5, a condenser 7 and the cathodes 9 of the fluorescent strip, which series resonance circuit has a resonance frequency which principally corresponds to the oscillation frequency of the oscillator, where the fluorescent strip 8 is connected in parallel with the condenser 7. In order to permit sufficient warming up of the cathodes before sufficient voltage for ignition is connected across the light, a procedure is followed according to the invention such that the ratio between the frequency of the oscillator 1 and the resonance frequency of the resonance circuit after the power is connected is controlled during the required warming-up period so that the frequency of the oscillator is essentially higher than the resonance frequency of the resonance circuit. Heating coils 6 are connected in parallel with the cathodes 9 of the fluorescent strip 8, which increases the current through the cathodes during the warming-up stage. <IMAGE>

Description

465 oss 2 med serieresonans fungerande växelriktare kan utgângsströmmen vara t.o.m. 5...10-faldig jämfört med rörets normalström. Vid användning av den uppfinningsenliga kopplingen har en lampa hållit över 500 000 tändningsgånger, då antalet med sedvanliga u med serieresonans fungerande kopplingar kan vara endast ca 6 000 gånger. m, I det följande skall uppfinningen beskrivas i de- talj under hänvisning till närslutna ritning, vars figur visar konstruktionen av den uppfinningsenliga tändnings- och matarkopplingen för lysrörslampor delvis i formen av ett blockdiagram och delvis i formen av ett kopplingsschema. 465 us 2 with the series resonant operating inverter can the output current be t.o.m. 5 ... 10-fold compared to the normal current of the pipe. At use of the coupling according to the invention has a lamp held over 500,000 ignitions, then the number with usual u with the series resonant working connections can be only approx 6,000 times. m, In the following, the invention will be described in waist with reference to the close-up drawing, the figure of which shows the construction of the ignition device according to the invention. and the supply coupling for fluorescent lamps partly in the form of a block diagram and partly in the form of a wiring diagram.

Den i figuren visade kopplingen omfattar en oscil- lator 1, en av den styrd till en likspänningsmatarkälla 3 ansluten förstärkare 2, en av förstärkaren matad transfor- mator 4 och transformatorns sekundärpole 4b och seriere- sonanskrets, vilken utgörs av en drossel 5, en kondensa- tor 7 och glödgninqsspolar 6. Lysröret 8 är parallellkopp- lat med kondensatorn 7 så, att lysrörets 8 katoder 9 är parallellt med glödgningsspolarna 6.The coupling shown in the figure comprises an oscillating lator 1, one of which is controlled to a DC supply source 3 connected amplifier 2, a transformer fed by the amplifier feeders 4 and the secondary pole 4b of the transformer and series sound circuit, which consists of a choke 5, a capacitor tor and annealing coils 6. The fluorescent lamp 8 is connected in parallel lat with the capacitor 7 so that the cathodes 9 of the fluorescent tube 8 are parallel to the annealing coils 6.

Med tanke på det uppfinningsenliga förfarandet är det väsentligt, att förhållandet mellan oscillatorns l frekvens och resonans - frekvensen i den av drosseln 5 och kondensatorn 7 bildade resonanskretsen kan inställas åtminstone temporärt då strömmen påkopplas så, att oscil- latorns frekvens till en början är väsentligen högre än resonanskretsens resonansfrekvens. I teorin är det till- räckligt om förhållandet mellan nämnda frekvenser är ca 1,3, men även ett högre värde såsom 1,5 eller 2 är möj- ligt. Eftersom oscillatorns 1 oscillationsfrekvens efter påkoppling av spänningen är väsentligen högre än resonans- kretsens resonansfrekvens, fördelas den av transformatorns 4 sekundärspole 4b matade spänningen så, att den största delen av den är över drosseln 5 och med den på samma kär- na lindade glödgningsspolar 6, och endast en liten del över kondensatorn 7. Härvid är den över lysröret 8 ver- kande kondensatorns 7 spänning så liten, att röret 8 inte kan tändas. Ä andra sidan erhåller glödgningsspolarna 6 3 465 055 en normalt större spänning då de är lindade på samma stom- me med drosseln 5, vilket leder till att en normalt högre glödgningsström leds genom katoderna 9. Då oscillatorns 1 och resonanskretsens resonansfrekvens inställs ungefär på samma värde efter den önskade glödgningstiden, t.ex. ef- ter ca en sekund, stiger spänningen på grund av ett reso- nansfenomen över kondensatorn 7 tills röret 8 tänds. Här- vid är glödgningsspolarnas 6 och drosselns 5 spänning mot- svarande lägre än vid påkopplingsstunden, varvid glödg- ningseffekten är mindre än vid tändningsskedet. Detta be- tyder att vid normal funktion är lysrörets katodförluster små. Då lysröret 8 är tänt leder det till en nedgång i re- sonanskretsens Q-värde, på grund av vilket den höga tänd- ningsspänningen över kondensatorn 7 slutar automatiskt upp att verka. Funktionsströmmen väljs genom att inställa transformatorns 4 sekundärspänning och drosselns 5 in- duktans lämpligt.In view of the inventive method it is essential that the relationship between the oscillator l frequency and resonance - the frequency in that of the choke 5 and the resonant circuit formed by the capacitor 7 can be set at least temporarily when the power is switched on so that the frequency of the lator is initially significantly higher than the resonant frequency of the resonant circuit. In theory, it is sufficient if the ratio between said frequencies is approx 1.3, but even a higher value such as 1.5 or 2 is possible ligt. Since the oscillation frequency of the oscillator 1 after switching on of the voltage is substantially higher than the resonant the resonant frequency of the circuit, it is distributed by the transformer 4 secondary coil 4b supplied the voltage so that the largest part of it is over the choke 5 and with it on the same core wound annealing coils 6, and only a small part over the capacitor 7. In this case it is over the fluorescent tube 8 The voltage of the capacitor 7 is so small that the tube 8 does not can be lit. On the other hand, the annealing coils receive 6 3 465 055 a normally higher voltage when they are wound on the same frame me with the choke 5, which leads to a normally higher annealing current is conducted through the cathodes 9. Then the oscillator 1 and the resonant frequency of the resonant circuit is set approximately to the same value after the desired annealing time, e.g. ef- about one second, the voltage rises due to a resonant nance phenomenon across the capacitor 7 until the tube 8 is lit. Here- at, the voltage of the annealing coils 6 and the choke 5 is correspondingly lower than at the time of switching on, whereby the ignition power is less than at the ignition stage. This indicates that during normal operation the fluorescent lamps are cathode losses small. When the fluorescent lamp 8 is lit, it leads to a decrease in the Q value of the sonar circuit, due to which the high ignition the voltage across capacitor 7 stops automatically up to work. The function current is selected by setting the secondary voltage of the transformer 4 and the input of the choke 5 ductan appropriate.

Inställandet av frekvensförhållandet mellan oscil- latorns 1 oscillationsfrekvens och resonanskretsens reso- nansfrekvens kan genomföras på många olika sätt. Det finns två principiella utföringssätt, nämligen att oscillatorns 1 frekvens är under den önskade förglödgningsperioden hög- re än resonanskretsens resonansfrekvens eller att reso- nanskretsens resonansfrekvens sänks för den nämnda tiden.Setting the frequency ratio between oscillators the oscillation frequency of the lator 1 and the resonant circuit frequency can be implemented in many different ways. There is two principal modes of operation, namely that of the oscillator 1 frequency is during the desired annealing period than the resonant frequency of the resonant circuit or that the resonant the resonant frequency of the circuit is lowered for the said time.

Som ett utföringsalternativ kan nämnas ett förfarande, en- ligt vilket parallellt med en som RC-oscillator genomförd oscillators 1 impedans kopplats en krets, som temporärt minskar impedansens R värde och härvid kretsens tidkon- stant och härigenom förstorar dess oscillationsfrekvens.As an embodiment alternative can be mentioned a method, a which is implemented in parallel with one as an RC oscillator oscillators 1 impedance connected to a circuit, which is temporary reduces the value of the impedance R and thereby the time con- constant and thereby magnifies its oscillation frequency.

Som en dylik konstruktion kan nämnas ersättande av reso- nanskretsens impedans R med en krets som bildas av ett via en helvâgslikriktare kopplat motstånd och en kondensator samt ett med dem parallellt motstånd. Vid strömkopplings- ögonblicket motsvarar kretsens impedans motstàndens paral- lellkoppling ända tills kondensatorn är laddad, varvid motstàndets och kondensatorns seriekoppling inte påverkar kretsens impedans. Härvid växer impedansen kontinuerligt 465 055 med en hastighet, som definieras av kondensatorns storlek vilket leder till en motsvarande nedgång i oscillatorns oscillationsfrekvens.As such a construction, mention may be made of the replacement of impedance R of the circuit with a circuit formed by a via a full-wave rectifier coupled resistor and a capacitor and a parallel resistance with them. In the case of power connection at the moment the impedance of the circuit corresponds to the parallel of the resistors. connection until the capacitor is charged, whereby the series connection of the resistor and the capacitor does not affect circuit impedance. In this case, the impedance grows continuously 465 055 at a speed defined by the size of the capacitor leading to a corresponding decrease in the oscillator oscillation frequency.

Ett andra enkelt alternativ är att använda en standard- f frekvensoscillator som oscillator 1, vilken först är kopp- lad direkt till förstärkaren 2, och efter den önskadeglödg- i ningstiden via en frekvensdelare, som är kopplad mellan oscillatorn l och förstärkaren 2 och delar med två, var- vid förstärkarens 2 styrfrekvens sjunker tvärt till hälften av sitt värde. Då detta delade frekvensvärde anordnas att motsvara resonanskretsens resonansfrekvens används vid kopp- lingsögonblicket en frekvens, som är dubbel jämfört med resonanskretsens resonansfrekvens. Det är möjligt att an- vända standardfrekvensoscillatorn 1 även då en av en hjälpkondensator 10 och en strömställare 11 bildad, i fi- guren med streckade linjen visad seriekrets är parallellt kopplad med resonanskretsens kondensator 7. Då strömställaren 11 är tillslaäen I vid påkoppling av ström till reso- nanskretsen är dess resonansfrekvens på grund av den stör- re kapacitansen lägre än frekvensen, som matas av oscil- latorn l med standardfrekvens. Härvid uppnås den önskade situationen då spänningen, som verkar över kondensatorn 7 inte är tillräcklig för att tända röret 8. Då strömstäl- laren ll efter den önskade glödgningstiden öppnas, växer resonansfrekvensen ändamålsenligt till ett värde, som mot- svarar oscillationsfrekvensen av standardfrekvensoscilla- torn 1. Härvid växer spänningen över kondensatorn 7 kraf- tift, vilket leder till att lampan 8 tänds.A second simple alternative is to use a standard f frequency oscillator as oscillator 1, which is first charge directly to the amplifier 2, and after the desired glow- i via a frequency divider, which is connected between oscillator 1 and amplifier 2 and divide by two, each at the control frequency of the amplifier 2, it drops sharply to half of its value. Then this shared frequency value is arranged to corresponding to the resonant frequency of the resonant circuit used in moment a frequency, which is double compared to the resonant frequency of the resonant circuit. It is possible to use turn the standard frequency oscillator 1 even then one by one auxiliary capacitor 10 and a switch 11 formed, in FIG. the series line shown in dashed line is parallel connected to the capacitor of the resonant circuit 7. Then the switch 11 is connected to I when switching on power to the circuit is its resonant frequency due to the interference the capacitance lower than the frequency supplied by the oscillator latorn l with standard frequency. In this case, the desired is achieved the situation when the voltage acting across the capacitor 7 is not sufficient to ignite the tube 8. When switching after the desired annealing time is opened, grows the resonant frequency is expediently to a value which corresponds to the oscillation frequency of the standard frequency oscillation tower 1. In this case, the voltage across the capacitor 7 grows strongly. which causes the lamp 8 to light up.

Ovan har beskrivits endast några av utföringsfor- merna för det uppfinningsenliga förfarandet och detalje- rat endast en, med tanke på dess genomförande fördelaktig koppling. Man bör dock betona, att förfarandet enligt upp- finningen även kan användas med sedvanliga, med seriereso- nans fungerande tändnings- och matarkopplingar, vilka sak- ' nar de i figurerna visade glödgningsspolarna..Även i detta fall uppnås en betydlig förbättring vad beträffar antalet tändningsgånger samt rörets livslängd. Användning av glödg- 5 465 055 ningsspolar i samband med det uppfinningsenliga förfaran- det medför dock en så avsevärd förbättring i lysrörets antal av tändningsgånger och dess livslängd, att ett genomförande av förfarandet utan dessa glödgningsspo- lar inte egentligen är meningsfullt även om det är fullt möjligt. Det kan vidare noteras, att den i figu- ren visade kopplingen i viss mån kan varieras, varvid det väsentligaste är att glödgningsspolarna är lindade på samma kärna med drosseln och parallellt kopplade med lysrörs- lampans katoder. Kondensatorn kan däremot kopplas paral- lellt med lysrörslampan 8 på dess andra sida, varvid re- sonanskretsen utgörs endast av sekundärspolen 4b, dros- seln 5 och kondensatorn 7. Det är även möjligt att använda en koppling omfattande två kondensatorer, av vilka den ena är kopplad på det i figuren visade sättet och den and- ra även parallellt med lysröret 8 på dess relativt konden- satorn 7 motsatta sida. Eftersom glödgningsspolarna 6 är lindade på samma kärna med drosseln 5, verkar över dessa glödgningsspolar 6 en spänning, som är jämförbar med den över drosseln 5 verkande spänningen vad beträffar varv- talen av drosseln 5 och glödgningsspolen 6. På grund av detta är det möjligt att bilda glödgningsspolarna 6 även av delar av drosselns spole med hjälp av mellanuttag, men i praktiken är det lättare att linda några extra varv för glödgningsspolarna runt drosselns 5 kärna.Only some of the embodiments have been described above. the methods of the invention and the details only one, in view of its implementation advantageous coupling. It should be emphasized, however, that the the invention can also be used with conventional, with series operating ignition and feed couplings, which when the annealing coils shown in the figures..Also in this cases, a significant improvement is achieved in terms of numbers ignition passages and the life of the pipe. Use of annealing 5,465,055 coils in connection with the method according to the invention however, it leads to such a significant improvement in the fluorescent lamp number of ignitions and its service life, that one implementation of the procedure without these annealing does not really make sense even if it is fully possible. It can further be noted that in the figure pure showed the coupling to some extent can be varied, whereby it most important is that the annealing coils are wound on the same core with the choke and connected in parallel with the fluorescent lamp cathodes. The capacitor, on the other hand, can be connected in parallel. with the fluorescent lamp 8 on its other side, the sonar circuit consists only of the secondary coil 4b, seln 5 and the capacitor 7. It is also possible to use a coupling comprising two capacitors, of which it one is connected in the manner shown in the figure and the also parallel to the fluorescent lamp 8 at its relatively capacitive satorn 7 opposite side. Since the annealing coils 6 are wound on the same core with the choke 5, acts over these annealing coils 6 a voltage comparable to it across the choke 5 acting on the speed the numbers of the choke 5 and the annealing coil 6. Due to this it is possible to form the annealing coils 6 as well of parts of the choke coil by means of intermediate sockets, but in practice, it is easier to wrap a few extra turns for the annealing coils around the core 5 of the choke.

Claims

465 oss 6 Éêååêåššêï

Ignition and supply connection for fluorescent lamps, which connection comprises an oscillator (1), an amplifier (2) controlled by it, connected to a direct current supply source (3), a transformer (4) supplied by the amplifier and a series resonant circuit, formed of the secondary winding (4b) of the transformer, a choke (5), a capacitor (7) connected in parallel with a fluorescent lamp (8) and the cathodes (9) of the fluorescent lamp (8), which series natural frequency substantially corresponds to the oscillation frequency of the oscillator, k , that in parallel with the cathodes (9) of the fluorescent lamp (8), annealing windings (6) have been connected, which have been wound on the same core as the choke (5). and that in the connection is connected. in a manner known per se, a means for adjusting the ratio between the frequency of the oscillator and the natural oscillation frequency of the resonant circuit so that the frequency of the oscillator is substantially higher than said natural oscillation frequency when the current is switched on. wherein the voltage of the capacitor (7) acting over the fluorescent lamp (8) does not enable the fluorescent lamp to ignite.

Ignition and supply coupling according to Claim 1, characterized in that the oscillator is an RC oscillator, the impedance of which has been adapted to increase steplessly towards its final value from the moment when the current is switched on, the oscillation frequency of the oscillator from the connection onwards correspondingly decreases towards its final value.

3. An ignition and supply connection according to claim 1, characterized in that the impedance of the RC oscillator consists of a parallel connection of a resistor fed through a rectifier and a series connection of a capacitor with a further resistance.

Ignition and supply connection according to Claim 1, characterized in that the means for setting the frequency consists of a frequency divider connected between the oscillator and the amplifier. 1 465 G55

Ignition and supply connection according to Claim 1, characterized in that the means for setting the frequency consists of a further capacitor (10), which can be connected in parallel with the capacitor by means of a semiconductor switch or a relay (11). (7) in the resonant circuit.