WO1982003744A1 - Device for the supply of at least one fluorescent tube - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a device for feeding at least one fluorescent lamp with glow electrodes, each having two connection ends, one of which can be connected to a power source and the other can be connected to one another by means of a switch arrangement, and to devices having an induction coil for limiting the strength of the current flowing from the power source to the lamp.
- the induction coil has a relatively high impedance in order to be able to serve as a ballast for limiting the current strength.
- the switch arrangement for connecting the two glow electrodes only serves to start the fluorescent lamp, in that the two glow electrodes are first connected to one another by means of the switch arrangement in order to heat up the glow electrodes, and afterwards the connection is interrupted in order to close the fluorescent lamp by the induction voltage of the induction coil ignite.
- fluorescent lamps have become commercially available, which are filled with krypton gas, among other things, and which enable an increased luminous efficacy compared to previously customary fluorescent lamps and thus a corresponding saving in operating energy.
- such new fluorescent lamps cannot be ignited with the conventional devices for feeding fluorescent lamps which have been customary up to now.
- the device according to the invention can be designed in a relatively simple manner in such a way that brightness control of the fluorescent lamp is possible, specifically without phase gating control.
- the control device for the electronic control of the switch arrangement connecting the two glow electrodes of the fluorescent lamp is provided with devices for changing the ratio of the time intervals with the conductive and non-conductive state of said switch arrangement.
- FIG. 1 shows a block diagram of a first exemplary embodiment of the device according to the invention
- FIG. 3 shows two diagrams belonging together, which represent the time course of a control voltage for controlling the switch arrangement connecting the two glow electrodes of the fluorescent lamp and the resulting current through the fluorescent lamp;
- FIG. 4 shows a more detailed circuit diagram of the exemplary embodiment according to FIG. 1;
- FIG. 5 shows several diagrams belonging together, which represent the time course and the relationship between control voltages in the circuit diagram according to FIG. 4 and the current flowing through the fluorescent lamp;
- FIG. 6 shows the circuit diagram of a second exemplary embodiment of the device according to the invention.
- FIG. 7 shows several diagrams belonging together, which illustrate the time course and the relationship between control voltages in the circuit diagram according to FIG. 6 and the current flowing through the fluorescent lamp;
- FIG. 8 shows the circuit diagram of a third exemplary embodiment of the device according to the invention.
- FIG. 9 shows three diagrams belonging together, which show the time course and the relationship between control voltages in the circuit diagram according to FIG. 8 and the strength of the current flowing through the fluorescent lamp;
- FIG. 10 shows several diagrams belonging together, which illustrate the temporal course and the relationship of voltages in the circuit diagram according to FIG. 8 and the current flowing through the fluorescent lamp;
- FIG. 11 shows the circuit diagram of a fourth exemplary embodiment of the device according to the invention.
- FIG. 12 shows several diagrams belonging together, which show the time course and the relationship of voltages in the circuit diagram according to FIG. 11 and the current flowing through the fluorescent lamp.
- FIG. 1 in the middle part of which a fluorescent lamp 20 with two glow electrodes 21 and 22 is shown.
- Each of the two glow electrodes 21 and 22 has two connection ends 21a and 21b or 22a and 22b.
- One connection end 21a of the glow electrode 21 is connected via an induction coil 23 to a first switchover device 24, while the corresponding connection end 22a of the second glow electrode 22 is connected directly to a second switchover device 25.
- the other connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 are connected to a switch arrangement 26, by means of which the connection ends 21b and 22b can be connected to one another.
- the switch arrangement 26 can be controlled electronically by a control voltage U26, which is generated and supplied by an associated control device 27.
- the configuration of the switch arrangement 26 and the control device 27 is explained in more detail below.
- the two switching devices 24 and 25 can also be controlled electronically by means of control voltages U24 and U25, which are generated by an associated control device 28.
- control voltages U24 and U25 which are generated by an associated control device 28.
- the design of the switching devices 24, 25 and the associated control device 28 is also explained in more detail below.
- the two switching devices 24 and 25 can be switched synchronously alternately into opposite switching positions, so that the switching device 24 connects the induction coil 23 alternately to the positive pole 29 and the negative pole 30 of a direct current source 31, respectively, during each at the same time the other switching device 25 connects the connection end 22a of the glow electrode 22 alternately to the negative pole 30 or the positive pole 29 of the direct current source 31.
- Devices 32 and 33 for automatically regulating the strength of the current I R supplied to the fluorescent lamp 20 are connected between the negative pole 30 of the direct current source 31 and the two switching devices 24 and 25. These devices for regulating the current intensity have a second electronically controllable switch arrangement 32 and a current sensor device 33, the latter providing a control signal U33 for controlling the switch arrangement 32.
- the configuration of the switch arrangement 32 and the current sensor device 33 is explained in detail below.
- a free-wheeling diode 34 is connected on the one hand to the positive pole 29 of the direct current source 31 and on the other hand to a connecting conductor 35 between the switch arrangement 32 and the current sensor device 33.
- the two switching devices 24 and 25 assume the switch positions illustrated in FIG. 1 and remain therein. It is further assumed that the switch arrangement 26 is in the conductive state and thus connects the connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 to one another.
- a current then flows from the positive pole 29 of the direct current source 31 via the switching device 25, through the glow electrode 22, via the switch arrangement 26, through the glow electrode 21, through the induction coil 23, via the switching device 24, through the current sensor device 33 and through the switch arrangement 32 back to the negative pole 30 of the direct current source 31.
- the glow electrodes 21 and 22 are heated in order to enable thermal electron emission. If the switch arrangement 26 is then controlled in the non-conductive state, calls the electrical energy stored in the induction coil 23 produces a relatively high induction voltage which causes the fluorescent lamp 20 to ignite. Instead of the switch arrangement 26, the current I L now flows through the fluorescent lamp 20.
- the switch arrangement 32 and the current sensor device 33 ensure that practically the same current intensity I R flows both when the switch arrangement 26 is in a conductive state and when it is not in a conductive state.
- the principle of the two-point control is used, the switch arrangement 32 being controlled in the conductive state as soon as the current I R falls below the setpoint by a predetermined amount or controlled in the conductive state as soon as the current strength I R exceeds the setpoint by a predetermined amount.
- the control signal U33 generated by the current sensor device 33 for controlling the switch arrangement 32 has the form of pulses with pulse pauses in between, as shown in the upper diagram in FIG. 2.
- the ratio of the pulse duration to the pulse pause of the control signal U33 depends on the respective current current I R. Mainly because of the inductance of the induction coil 23, the current rise when switching the switch arrangement 32 into the conductive state does not occur suddenly, but continuously as a function of time. Each time the switch arrangement 32 is controlled in the non-conductive state, the current flow to the negative pole 30 of the current source 31 is interrupted, but due to the electrical energy stored in the induction coil 23 via the Free-wheeling diode 34, through the fluorescent lamp 20 and through the current sensor device 33, the current continues to flow with decreasing intensity until the switch arrangement 32 is controlled again in the conductive state.
- the lower diagram in FIG. 2 shows the time profile of the current I R flowing through the current sensor device 33 in relation to the control signal U33 shown in the upper diagram.
- the switch arrangement 32 and the current sensor device 33 are a ballast for current intensity limitation, which is otherwise customary for the operation of fluorescent lamps, e.g. a choke coil or a capacitor.
- An induction coil 23 is also necessary in this device, but this is only used to generate the induction voltage sufficient to ignite the fluprescent lamp 20 and can therefore have a smaller inductance than a choke coil which is also suitable for current limitation.
- the automatic current control by means of the devices 32 and 33 ensures that when the switch arrangement 26 is in a conductive state, a current with a nominal current flows correctly through the two glow electrodes 21 and 22, and that influences of voltage fluctuations of the supplying current source 31 on the brightness and the service life the fluorescent lamp are largely switched off.
- the device shown in FIG. 1 and described with reference thereto also allows the brightness of the fluorescent lamp 20 to be regulated between zero and the nominal value in a relatively simple manner.
- the control device 27 for controlling the switch arrangement 26 has to be designed as a clock pulse generator.
- the clock pulses U26 With the clock pulses U26, the switch arrangement 26 with a repetition frequency of at least 50 Hz is periodically alternately controlled during a first time interval in the conductive state and during a second time interval in the non-conductive state, the ratio of the time intervals with conductive and non-conductive state being adjustable to regulate the resulting average brightness of the fluorescent lamp.
- FIG. 3 in the upper diagram of which the clock pulse signal U26 generated by the control device 27 is shown.
- the switch arrangement 26 is controlled in the conductive state for the duration of a clock pulse of the signal U26.
- the current flow through the fluorescent lamp 20 is interrupted for the duration of a clock pulse, since then the switch arrangement 26 and the two glow electrodes 21 and 26 together form a low-impedance shunt path, whereas the current I L flows through the fluorescent lamp in the pulse pauses of the signal U26, as can be seen in the lower diagram of FIG. 3.
- the clock pulses of the signal U26 have a duration t1 which is shorter than the duration t2 of the pulse pauses. Accordingly, the resulting interruptions in the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 are each comparatively short, so that the fluorescent lamp has a fairly high brightness.
- the clock pulses of the signal U26 have a duration t1 'which exceeds the duration t2' of the pulse pauses. This results in comparatively longer interruptions of the Sjromes I L by the fluorescent lamp, so that the resulting brightness is lower. It is understood that the brightness of the fluorescent lamp 20 is greatest when the clock pulses of the signal U23 are only very narrow or when the clock signal U 23 is completely switched off becomes. Conversely, the brightness of the fluorescent lamp is at its lowest or even zero if the pauses between the pulses of the clock signal U23 are very narrow or if a continuous voltage is supplied as a control signal to the switch arrangement 26 instead of the clock pulses.
- the frequency of the pulses of the control signal U33 for the automatic current regulation adjusts itself to a value which considerably exceeds that of the clock frequency of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20.
- the two switching devices 24 and 25 are only intended to reverse the direction of flow of the current I L through the fluorescent lamp 20 from time to time.
- the repetition frequency of the control signals U24 and U25 for the reversal of the switching devices 24 and 25 is in any case chosen to be considerably lower than the clock frequency of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20.
- FIG. 4 shows the device shown in FIG. 1 again in more detail, the same reference numerals being used insofar as the components are the same.
- the direct current source 31 has a rectifier bridge 36, the one diagonal of which is connected to two terminals 37 and 38 for connection to an alternating current network with, for example, 220 V effective voltage.
- the other diagonal of the rectifier bridge 36 is connected to a charging capacitor 39 and connected to the positive pole 29 or the negative pole 30 of the direct current source.
- the switch arrangement 26 for controlling the brightness of the fluorescent lamp 20 has a power transistor 40, the emitter-collector path of which is connected to a diagonal of a rectifier bridge 41.
- the other diagonal of the rectifier bridge 41 is connected to the connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 of the fluorescent lamp 20.
- the control device 27 belonging to the switch arrangement 26 contains an astable multivibrator 42 for generating clock pulses which are fed to a monostable multivibrator 43 which in turn generates the pulses of the control signal U26 and delivers them to the base-collector path of the transistor 40.
- the monostable multivibrator 43 is assigned, for example, a manually adjustable setting resistor 44, with the aid of which the width t1 (FIG. 3) of the pulses of the control signal U26 can be changed for the purpose of controlling the brightness of the fluorescent lamp 20.
- the switch arrangement 32 provided for current regulation has a power transistor 45 and two transistors 46 and 47.
- the emitter-collector path of the power transistor 45 is switched into the supply current path between the negative pole 30 of the direct current source 31 and the current sensor device 33.
- the base of the power transistor 45 is connected via a resistor 48 to the emitter of the transistor 46, the collector of which is connected to an auxiliary voltage source (not shown).
- the base of this transistor 46 and the emitter of the power transistor 45 are connected to a first control signal input 321, to which the control signal U33 already mentioned with reference to FIG. 1 is fed.
- the other transistor 47 is connected with its emitter-collector path between the base and the emitter of the power transistor 45.
- the base and the emitter of transistor 47 are connected to a second control signal input 322, to which a further control signal U60, the purpose of which will be explained, can be supplied.
- the current sensor device 33 has a measuring resistor 50 located in the feed current path to the fluorescent lamp 20 and a DC voltage amplifier 51, the input of which is connected to the ends of the measuring resistor 50.
- the output of the amplifier 51 is connected to an optocoupler 52, which outputs the control signal U33.
- the optocoupler 52 is used in a known manner only for the electrical isolation of the amplifier 51 and the control signal output of the current sensor device 33.
- each of the two switching devices 24 and 25 has a pair of complementary power transistors 55 and 56, the emitters of which are connected to one another and to the induction coil 23 and to the connection end 22a of the glow electrode 22, respectively.
- the collector of the one power transistor 55 is connected to the positive pole 29 of the direct current source 31, while the collector of the other power transistor 56 is connected to the current sensor device 33.
- the control voltage U24 and U25 already mentioned with reference to FIG. 1 is applied to the base-emitter paths of the power transistors 55 and 56 via resistors 57 and 58.
- the control device 28 for generating the control voltages U24 and U25 is designed as follows: an astable multivibrator 60 is connected to the input of a flip-flop 61. The latter has two signal outputs, each of which is provided for electrical isolation see optocouplers 62 and 63 are connected to the input of an amplifier 64 and 65 respectively. The outputs of the two amplifiers 64 and 65 supply the mentioned control voltages U24 and U25 for reversing the switching devices 24 and 25.
- FIG. 5 illustrates the chronological sequence of the voltage pulses U60 generated by the astable multivibrator 60.
- the repetition frequency of these pulses is considerably lower than the clock frequency of the pulses of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20.
- the flip-flop 61 is controlled by the falling edge of each pulse U60, the two outputs of which are inverted signals U62 and U63 according to the second and deliver the third diagram of FIG. 5.
- the signals U62 and U63 are transmitted to the amplifiers 64 and 65, the outputs of which deliver the control voltages U24 and U25 also shown in FIG. 5 to the power transistors 55 and 56 of the switching devices 24 and 25.
- the control voltage U24 is negative and the control voltage U25 is positive
- the power transistor 56 of the switching device 24 and the power transistor 55 of the other switching device 25 are controlled to be in the conductive state, so that the current IL in the direction of the arrow in FIG. 4 flows through the fluorescent lamp 20. This is shown in the bottom diagram in FIG. 5 as a positive current flow.
- the device shown in FIG. 4 also has a special feature: the voltage pulses U60 generated by the astable multivibrator 60 are also supplied to the second control signal input 322 of the switch arrangement 32 provided for current regulation via two conductors 68 and 69.
- Each pulse U60 controls the transistor 47 in the conductive state, whereby the power transistor 45 is simultaneously controlled in its non-conductive state. This is done completely independently of the control signal U33 for the automatic current control. In each case, when the power transistor 45 is controlled into the non-conductive state by a pulse U60, the current flow to the negative pole 30 of the direct current source 31 is interrupted.
- the current I L continues to flow via the freewheeling diode 34 until the stored energy is used up, the current strength decreasing exponentially.
- the duration of the pulses U60 and thus of the time intervals t3 is now chosen such that the current intensity practically drops to zero in each case before the two switching devices 24 and 25 are reversed.
- the periodic reversal of the transistors 55 and 56 thus takes place in a practically currentless state, as a result of which the power loss and heating of these transistors can be kept low.
- FIG. 6 corresponds in its basic structure to that according to FIGS. 1 and 4.
- the two switching devices 24 and 25 and the associated control device 28 are designed differently.
- the two switching devices 24 and 25 each have two thyristors 71 and 72 (instead of the power transistors 55 and 56 in FIG. 4).
- the control device 28 again has an astable multivibrator 60, which is connected both to the two conductors 68 and 69 and to a monostable multivibrator 74.
- the latter in turn is connected to the control input of a flip-flop 75, which is followed by an amplifier 76.
- An input winding 77 of a pulse transformer 78 is connected to the output of the amplifier 76 and also has four electrically isolated output windings 79, 80, 81 and 82. Each of these output windings 79 to 82 is connected, on the one hand, to the cathode and, on the other hand, to the ignition electrode of one of the thyristors 71 and 72, a diode 83, 84, 85 and 86 being interposed in each case in order to transmit negative voltage pulses from the ignition electrodes of the thyristors 71 and keep 72 away.
- the direct current source 31, the switch arrangement 32 provided for current regulation and the associated current sensor device 33 are only indicated in the form of blocks in FIG. 6, but have the same off in detail formation as in Fig. 4, so that no further words are needed.
- the mode of operation of the device shown in FIG. 6 is basically the same as has been explained with reference to FIGS. 1, 2 and 3.
- the astable multivibrator 60 generates a voltage pulse train U60, as shown in the top diagram in FIG. 7.
- the repetition frequency of these pulses is considerably lower than the clock frequency of the pulses of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20.
- the pulses of the signal U60 are fed to the second control input 322 of the switch arrangement 32.
- each pulse of the signal U60 uses the control transistor 47 to control the power transistor 45 of the switch arrangement 32 into the non-conductive state, in each case for the entire duration t3 of the pulse U60 in question.
- the pulse duration t3 is chosen so large that the current flow through the freewheeling diode 34 has decayed completely to zero before the end of the pulse U60 in question.
- the voltage pulse sequence U60 generated by the astable multivibrator 60 is, however, also fed to the trigger input of the monostable multivibrator 74, which is triggered by the falling edge of each pulse of the signal U60 and also supplies a voltage pulse sequence U74 at its output, which is shown in the second diagram in FIG. 7 is shown.
- the duration t4 of each pulse of the signal U74 is relatively short in comparison to the duration t3-the abstei
- the leading edge of each pulse of signal U74 controls flip-flop 75, which now supplies signal U75, also shown in FIG. 7, to the input of amplifier 76.
- the output of the amplifier 76 supplies a voltage U76 to the input winding 77 of the pulse transformer 78, the time course of which is also shown in FIG. 7.
- a suitable polarity of the output windings 79 to 82 ensures that a needle pulse U251 or U242 reaches the thyristor 71 of the switch arrangement 25 and the thyristor 72 of the switch arrangement 24 in each case on the rising edges of the voltage U76 in order to simultaneously turn these thyristors into the conductive state control, and that in each case on the rising edges of the voltage U76, a needle pulse U241 or U252 reaches the thyristor 71 of the switch arrangement 24 and the thyristor 72 of the switch arrangement 25 in order to control these two thyristors in turn in the conductive state.
- a thyristor has the property of maintaining the conductive state of the array-cathode path even after the control voltage has ceased to exist, as long as a current flows through the latter.
- the pulses of the control voltage U60 supplied to the second control signal input 322 each cause an interruption in the current flow, so that before the end of the pulse U60 in question, all thyristors become deenergized and therefore non-conductive.
- the purpose of the monostable multivibrator 74 is to delay the rise and fall of the voltages U75 and U76 and consequently the occurrence of the needle pulses of the control voltages U241, U242, U251 and U252 with respect to the end of the pulses of the signal U60 by the time period t4. This ensures that the needle pulses provided for firing the thyristors 71 and 72 only occur after the power transistor 45 (FIG. 4) in the switch arrangement 32 has resumed its conductive state at the end of the previous pulse of the signal U 60 and thus the anode-cathode sections of the thyristors are already live again. Without the aforementioned delay by the time period t4, reliable firing of the thyristors 71 and 72 could be called into question.
- the further exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 8 differs from the examples described so far mainly in that only a single switching device 25, but two freewheeling diodes 341 and 342 and a direct current source 90 with a positive pole 91, a negative pole 92 and one neutral pole 93 are present.
- the neutral pole 93 is connected to an AC power supply terminal 94, while a second AC power supply terminal 95 is connected to the positive pole 91 and the negative pole 92 of the direct current source 90 via two oppositely polarized rectifier diodes 96 and 97.
- Two charging capacitors 98 and 99 are connected between the positive pole 91 and the neutral pole 93 or between the latter and the negative pole 92.
- the neutral pole 93 of the direct current source 90 is connected via a diagonal of a rectifier bridge 100, via the measuring resistor 50 of the current sensor device 33 and the induction coil 23 to the one connection end 21a of the glow electrode 21 of the fluorescent lamp 20.
- the switching device 25 contains two gate turn-off semiconductor switches 101 and 102, of which one 101 lies between the positive pole 91 of the direct current source 90 and the connection end 22a of the second glow electrode 22 of the fluorescent lamp 20 while the other 102 is between the same terminal end 22a and the negative pole 92 of the DC power source.
- Gate-turn-off semiconductor switches are only recently launched electronic components that combine the properties of a thyristor and a high-voltage switching transistor and can be brought into a conductive state by a positive control pulse and into a non-conductive state by a negative control pulse (cf. "Electronic Components and Applications ", Vol. 2, No. 4, Aug. 1980, pages 194ff).
- the emitter-collector path of the power transistor 45 in the switch arrangement 32 used for current regulation is connected to the second diagonal of the rectifier bridge 100 mentioned.
- the latter has only a single control signal input 321, which is connected to the emitter of the power transistor 45 and the base of a further transistor 46.
- the emitter of transistor 46 is connected to the base of power transistor 45 via a resistor 48, while the collector of transistor 46 is connected to an auxiliary voltage source (not shown).
- the configuration of the switch arrangement 32 is thus the same as in FIG. 4, with the Exception that the second control signal input 322 and the associated transistor 47 are unnecessary.
- the current sensor device 32 is of exactly the same design as in the example according to FIG. 4, and it supplies the same control signal U33 to the control signal input 331 of the switch arrangement 32.
- the one freewheeling diode 341 is on the one hand at the positive pole 91 of the direct current source 90 and on the other hand at the connecting conductor 112 connected between the rectifier bridge 100 and the measuring resistor 50 of the current sensor device 33, while the other freewheeling diode 342 is connected between the mentioned connecting conductor 112 and the negative pole 92 of the direct current source.
- the control device 28 used to control the switching device 25 is configured as follows: An astable multivibrator 105 is connected to the trigger input of a flip-flop 106, which is followed by an amplifier 107. The output of amplifier 107 feeds an input winding 108 of a pulse transformer 109 with two galvanically isolated output windings 110 and 111. One output winding 110 is connected between the cathode and the control electrode of the first gate turn-off semiconductor switch 101, while the other output winding 111 is on the cathode and the control electrode of the second gate turn-off semiconductor switch 102 are connected.
- the astable multivibrator 105 can be synchronized with a trigger signal which e.g. Via at least one capacitor 113 is derived from the line AC voltage supplied to the connection terminals 94 and 95.
- a switch is connected between the connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 of the fluorescent lamp 20 Order 26 available, which can be electronically controlled by an associated control device 27.
- the switch arrangement 26 according to FIG. 8 has a rectifier bridge 115, one diagonal of which is connected to the connection ends 21b and 22b of the glow electrodes 21 and 22.
- the anode-cathode path of a further gate-turn-off semiconductor switch is connected to the other diagonal of the rectifier bridge 115.
- the control arrangement 27 contains an astable multivibrator 117, which is followed by an amplifier 118.
- the output of the amplifier 118 feeds the primary winding 119 of a pulse transformer 120, the secondary winding 121 of which is connected to the Kahtode and the control electrode of the gate turn-off semiconductor switch 116 in the switch arrangement 26.
- the astable multivibrator 117 is provided with a device 122, for example in the form of a manually variable setting resistor, by means of which the ratio of pulse duration to pulse pause can be changed for the purpose of controlling the brightness of the fluorescent lamp 20.
- the switch arrangement 32 automatically ensures that the current intensity oscillates only to a relatively small extent around a predetermined desired value, as has been explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.
- the freewheeling diode 341 enables the further current flow on the basis of the electrical energy stored in the induction coil 23.
- the astable multivibrator 117 in the control device 27 generates a clock signal U117, the temporal course of which is shown in the top diagram in FIG. 9.
- the clock signal U117 is amplified in the amplifier 118 and then fed to the primary winding 119 of the pulse transformer 120.
- Needle-shaped voltage pulses U121 are induced in the secondary winding 121 of the pulse transformer 120, as shown in the middle diagram in FIG. 9. It can be seen that a positive needle pulse U121 arises in each case on the rising edges of each pulse of the clock signal 117 and a negative needle pulse arises on the falling edges of each clock signal pulse.
- Each positive needle pulse U121 controls the gate turn-off semiconductor switch 116 in the switch arrangement 26 into the conductive state, which is maintained until the subsequent negative needle pulse U121 occurs.
- Each negative needle pulse U121 thus controls the gate turn-off semiconductor switch back to the non-conductive state. If and as long as the gate turn-off semiconductor switch 116 is in the conductive state, the current flow I L through the fluorescent lamp 20 is interrupted, because then the current flows through the low-resistance shunt that flows through the glow electrode 22, part of the rectifier bridge 115 , the gate turn-off semiconductor switch 116, another part of the rectifier bridge 115 and the glow electrode 21 is formed. The resulting one The time course of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is shown in the bottom diagram in FIG. 9.
- the brightness of the fluorescent lamp 20 can be arbitrarily controlled by changing the ratio of the time intervals t1 and t2 in which the gate turn-off semiconductor switch 116 is conductive or nonconductive.
- the clock frequency of the signal U117 generated by the multivibrator 117 is chosen to be considerably higher than 50 Hz, so that the human eye does not notice any flickering of the fluorescent lamp.
- the astable multivibrator 105 contained in the control device 28 generates a voltage pulse sequence U105, as is illustrated in the second uppermost diagram in FIG. 10.
- the pulses of the signal U105 are synchronized with the AC line voltage U W , which is supplied to the connecting terminals 94 and 95 of the direct current source 90.
- the time profile of the AC line voltage U W is indicated with a dash-dotted line. It can be seen that the pulses of the signal U105 generated by the multivibrator 105 are triggered shortly after the zero crossing of the mains AC voltage, and that the repetition frequency of the pulses is twice the mains frequency.
- each pulse of signal 105 controls flip-flop 106, which in turn generates signal U106 shown in the third diagram in FIG. 10, which is amplified in amplifier 107 and fed to input winding 108 of pulse transformer 109.
- signal U106 shown in the third diagram in FIG. 10
- the two output windings 110 and 111 of the pulse transformer 109 needle-shaped voltage pulses U251 and U252 are induced, which are fed as control signals to the two gate turn-off semiconductor switches 101 and 102 of the switching device 25.
- the resulting needle pulses U252 and 252 is also shown, and it can be seen that they occur in each case on the rising and falling edges of the signal U106 generated by the flip-flop 106.
- Each positive needle pulse U251 controls the first gate turn-off semiconductor switch 101 into the conductive state, while at the same time a negative needle pulse U252 controls the second gate turn-off semiconductor switch 102 into the non-conductive state. Conversely, each negative needle pulse U251 controls the first gate turn-off semiconductor switch in the non-conductive state, while at the same time a positive needle pulse U252 controls the second gate turn-off semiconductor switch 102 in the conductive state.
- the current flows from the neutral pole 93 of the direct current source 90 via the power transistor 45 provided for current regulation, through the measuring resistor 50 of the current sensor device 32, through the induction coil 23 "by the fluorescent lamp 20 and above the gate-turn-off semiconductor switch 102 to the negative pole 92 of the DC power source 90.
- the free-wheeling diode 342 allows RothfHessen of the current in the brief time intervals in which the power transistor 45 in control function of the control signal U33 is always non-conductive.
- the electrical energy used to feed the fluorescent lamp 20 is always only from one or the other half of the Direct current source 90 is supplied, with the half of the direct current source used for the supply being changed simultaneously with the reversal of the switching device 25.
- the fluorescent lamp 20 is supplied in each case by that half of the direct current source 90, the charging capacitor 98 or 99 of which, at this moment, is supplied by a AC half wave is charged.
- the uppermost diagram in FIG. 1 the uppermost diagram in FIG.
- FIG. 10 also shows the time profile of the positive DC voltage U98 or negative DC voltage U99 lying across the charging capacitors 98 and 99. Comparing the top and bottom diagram of FIG. 10, it can be seen that the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 becomes positive (according to the arrow in FIG. 8) when the positive voltage U98 across the charging capacitor 98 increases towards the peak value of a positive mains voltage half-wave, and that the current I L reverses its direction each time the voltage U98 has dropped to approximately the same value as at the beginning. During this same period of time, the voltage U99 at the other charging capacitor 99 remains practically constant because then the relevant half of the direct current source 90 is unloaded. Conversely, the current I L is negative (opposite to the arrow in FIG.
- FIG. 11 shows a further exemplary embodiment in which the same direct current source 90 as in the example according to FIG. 8 is used.
- the neutral pole 93 of the direct current source is only connected via the measuring resistor 50 of the current sensor device 33 and via the induction coil 23 to the one connecting end 21a of the glow electrode 21 of the fluorescent lamp 20.
- the corresponding connection end 22a of the other glow electrode 22 is connected to the positive pole 91 of the direct current source via an electronically controllable switch arrangement 32 for regulating the current intensity and to the negative pole 92 of the direct current source 90 via a further similar switch arrangement 32 'for regulating the current intensity.
- the configuration of the switch arrangement 32 completely corresponds to that of the switch arrangement 32 in FIG. 4, and there are again two mutually independent control signal inputs 321 and 322.
- the other switch arrangement 32 ' is analog, but is equipped with transistors 45', 46 'and 47', which are complementary to the corresponding transistors 45, 46 and 47 of the switch arrangement 32.
- the switch arrangement 32 ' also has two control signal inputs, which are designated 321' and 322 '.
- the current sensor device 33 contains amplifiers 51 and 51 ', the inputs of which are connected to the ends of the measuring resistor 50.
- the output of the amplifier 51 is connected by means of an optocoupler 52 to the one control signal input 321 of the switch arrangement 32 in order to supply the latter with a control signal U33 for the automatic current regulation.
- the output of the other amplifier 51 ' is connected to the one control signal input 321' of the switch arrangement 32 'by means of a second optocoupler 52', in order to also provide a control signal U33 'for the current intensity
- the freewheeling diodes 341 and 342 of the exemplary embodiment according to FIG. 8 in the example according to FIG.
- the collector-emitter paths of a control transistor 345 and 346 are connected in parallel to the base-emitter path of these transistors 343 and 344.
- the output signal of the amplifier 127 in the control device 28 is fed to the base of each control transistor 345 or 346.
- the collector of one control transistor 345 is connected to a positive auxiliary potential via a resistor 347, while in an analogous manner the collector of the other control transistor 346 is connected to a negative auxiliary potential via a resistor 348.
- an electronically controllable S chalteran Aunt 26 which is associated with a control device 27.
- the configuration of the switch arrangement 26 and the associated control device 27 is the same as in one of the preceding examples and therefore need not be explained any longer.
- the device according to FIG. 11 also has a control device 28 which has an astable multivibrator 125, a flip-flop 126 and an amplifier 127 which are connected in series.
- the output of amplifier 117 is connected to control signal inputs 322 and 322 'of the two switch arrangements 32 and 32'.
- the astable multivibrator 125 is the same as in the exemplary embodiment according to FIG. 8 due to an external signal
- - can be synchronized and for this purpose, for example by means of a capacitor 113 or the like, coupled to the mains connection terminals 94, 95.
- the operation and mode of operation of the device shown in FIG. 11 is brief as follows: It is assumed that the fluorescent lamp 20 is lit.
- the astable multivibrator 125 in the control device 28 generates a voltage pulse sequence U125, as shown in the second uppermost diagram in FIG. 12.
- the pulses of this voltage U125 are synchronized with the AC line voltage U W , in such a way that a pulse of voltage U125 begins immediately after each zero crossing of the AC line voltage U W , as can be seen by comparing the top and second-top diagrams of FIG. 12.
- the flip-flop 126 which generates a signal U125 according to the third, is controlled by the rising edges of the pulses U125
- Diagram of FIG. 12 provides the input of amplifier 127. At the output of amplifier 127, a signal U127 appears, which is that shown in the second bottom diagram of FIG. 12
- the signal U127 controls the transistor 47 in the switch arrangement 32 into the non-conductive state, with the result that the power transistor 45 becomes conductive.
- the energy required for the operation of the fluorescent lamp 20 is thus supplied solely by the upper half of the DC power source 90 in FIG. 11, the charging capacitor 98 being charged in this phase by a positive half-wave of the AC mains voltage U W.
- the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is then positive in the sense of the arrow in FIG. 11.
- the other half of the direct current source 90 is now effective for feeding the fluorescent lamp 20, which is why the direction of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is now reversed (contrary to the arrow in FIG. 11).
- the charging capacitor 99 of the loaded lower half of the direct current source 90 is charged by a negative half wave of the mains alternating voltage U W , as can be seen from the top diagram in FIG. 12.
- the respective duration t5 of the pulses of the signal U125 generated by the multivibrator 125 is selected in such a way that the lowest possible ripple of the direct voltages U98 and U99 lying across the charging capacitors 98 and 99 results.
- the periodic reversal of the flow direction of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is advantageously carried out by switching the two switch arrangements 32 and 32 'on and off by means of the control signal U127, so that the switching devices 24 and 25 of the previous exemplary embodiments are eliminated.
- the two switch arrangements 32 and 32 ' not only serve to reverse the direction of current flow through the fluorescent lamp 20, but also ensure, depending on the control signals U33 and U33', which are generated by the current sensor device 33, that the current intensity is automatically maintained a predetermined setpoint is adjusted.
- the mode of operation of the current regulation is in principle the same as has been explained with reference to FIGS. 1 and 2, which is why further words are unnecessary.
- the switch arrangement 26 still shown in FIG. 11 and the associated control device 27 permit brightness control of the fluorescent lamp 20 in the same manner as has been explained with reference to the preceding exemplary embodiments.
- the bottom diagram of FIG. 12 shows the time profile of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20, the interruptions in the current flow causing the brightness control also being indicated. It is understandable that the repetition frequency of these interruptions is considerably higher than the frequency of the AC line voltage U W , with which the periodic reversal of the direction of flow of the current I L is synchronized.
- the switch arrangements 32 and 32 'used for current regulation have a power transistor 45 or 45' for switching the current path on and off
- a thyristor instead of the power transistor or to use a gate turn-off semiconductor switch
- the switch arrangement 26 provided for the brightness control can optionally contain a power transistor, a thyristor or a gate turn-off semiconductor switch. The same can of course also be said of the switching devices 24 and 25, as can already be seen from the various exemplary embodiments described.
- a switch arrangement 26 is then to be provided for each of these fluorescent lamps connected in series, which is arranged in the same way as described here.
- the control device 27 for generating the control signal U27 for controlling the switch arrangement 26 can - in deviation from the described exemplary embodiments - be designed such that a change in the ratio of the pulse duration t1 to the pulse pause t2 takes place automatically each time the fluorescent lamp 20 is started up, in such a way that the brightness of the fluorescent lamp is continuously increased from zero to the nominal value or an arbitrarily set intermediate value during a time-limited starting phase which begins when the fluorescent lamp is switched on.
- the switch arrangement 32 and the associated current sensor device 33 can be replaced by other devices known per se for automatically regulating the current intensity to a predetermined desired value.
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Abstract
The fluorescent tube (20), supplied by this device, comprises electrodes (21, 22) having each two connection ends (21a, 21b; 22a, 22b). A direct current source (31) is connected to one of the ends (21a, 22a) of each electrode (21, 22) through an induction coil (23) and an electronic switching circuit (32, 33) to automatically adjust the current (IR?) to a given rated value. Switches (24, 25) are used for periodically inverting the current circulation direction (IL?) through the fluorescent tube (20). The other ends (21b, 22b) of the electrodes (21, 22) are connected to an electronic switch (26) which may be controlled by a control signal (U26) generated by a control device (27). This control signal (U26) controls the switch (26) with a pulse frequency of at least 50 Hz, for opening and closing it periodically. When the switch (26) is closed, the electrodes are heated and the fluorescent tube (20) is shunted, whereas during the opening, the induction coil (23) induces a voltage sufficient to light the tube. The control device (27) comprises means to modify the ratio between the closing duration and the opening duration of the switch (26), thereby allowing the luminosity of the fluorescent tube (20) to be controlled.
Description
Einrichtung zum Speisen mindestens einer Fluoreszenzlampe Device for feeding at least one fluorescent lamp
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Speisen mindestens einer Fluoreszenzlampe mit Glühelektroden, die je zwei Anschlussenden aufweisen, von denen je eines mit einer Stromquelle verbindbar ist und die anderen mittels einer Schalteranordnung miteinander verbindbar sind, und mit eine Induktionsspule aufweisenden Einrichtungen zum Begrenzen der Stärke des von der Stromquelle zur Lampe fliessenden Stromes.The present invention relates to a device for feeding at least one fluorescent lamp with glow electrodes, each having two connection ends, one of which can be connected to a power source and the other can be connected to one another by means of a switch arrangement, and to devices having an induction coil for limiting the strength of the current flowing from the power source to the lamp.
Bei bekannten Einrichtungen dieser Art weist die Induktionsspule eine verhältnismässig hohe Impedanz auf, um als Vorschaltgerät zum Begrenzen der Stromstärke dienen zu können. Die Schalteranordnung zum Verbinden der beiden Glühelektroden dient lediglich zum Starten der Fluoreszenzlampe, indem zunächst mittels der Schalteranordnung die beiden Glühelektroden miteinander verbunden werden, um das Aufheizen der Glühelektroden zu bewirken, und nachher die Verbindung unterbrochen wird, um durch die Induktionsspannung der Induktionsspule die Fluoreszenzlampe zu zünden. Neuerdings sind im Handel Fluoreszenzlampen erhältlich, die unter anderem mit Kryptongas gefüllt sind und eine gegenüber bisher üblichen Fluoreszenzlampen erhöhte Lichtausbeute und somit eine entsprechende Einsparung an Betriebsenergie ermöglichen. Derartige neue Fluoreszenzlampen lassen sich jedoch mit den herkömmlichen Einrichtungen zum Speisen von bisher üblichen Fluoreszenzlampen nicht zünden.In known devices of this type, the induction coil has a relatively high impedance in order to be able to serve as a ballast for limiting the current strength. The switch arrangement for connecting the two glow electrodes only serves to start the fluorescent lamp, in that the two glow electrodes are first connected to one another by means of the switch arrangement in order to heat up the glow electrodes, and afterwards the connection is interrupted in order to close the fluorescent lamp by the induction voltage of the induction coil ignite. Recently, fluorescent lamps have become commercially available, which are filled with krypton gas, among other things, and which enable an increased luminous efficacy compared to previously customary fluorescent lamps and thus a corresponding saving in operating energy. However, such new fluorescent lamps cannot be ignited with the conventional devices for feeding fluorescent lamps which have been customary up to now.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass sie in besonderem Masse auch für die Speisung und Zündung der erwähnten neuen Fluoreszenzlampen geeignet ist.
Die zur Lösung dieser Aufgabe gefundene Einrichtung ist durch die im Patentanspruch 1 definierten Merkmale gekennzeichnet.It is therefore the object of the present invention to design a device of the type mentioned at the outset in such a way that it is particularly suitable for supplying and igniting the new fluorescent lamps mentioned. The device found to solve this problem is characterized by the features defined in claim 1.
In den abhängigen Patentansprüchen sind zweckmässige und vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Einrichtung definiert. Besonders hervorzuheben ist, dass die erfindungsgemässe Einrichtung auf verhältnismässig einfache Weise derart ausgestaltet werden kann, dass eine Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe möglich ist, und zwar ohne Phasenanschnittsteuerung. Zu diesen Zweck ist die Steuervorrichtung für die elektronische Steuerung der die beiden Glühelektroden der Fluoreszenzlampe verbindenen Schalteranordnung mit Vorrichtungen zum Verändern des Verhältnisses der Zeitintervalle mit leitendem und nichtleitendem Zustand der genannten Schalteranordnung versehen.Appropriate and advantageous developments of the device according to the invention are defined in the dependent claims. It should be particularly emphasized that the device according to the invention can be designed in a relatively simple manner in such a way that brightness control of the fluorescent lamp is possible, specifically without phase gating control. For this purpose, the control device for the electronic control of the switch arrangement connecting the two glow electrodes of the fluorescent lamp is provided with devices for changing the ratio of the time intervals with the conductive and non-conductive state of said switch arrangement.
Einzelheiten der erfindungsgemässen Einrichtung und verschiedener vorteilhafter Ausführungsformen derselben ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:Details of the device according to the invention and various advantageous embodiments of the same result from the following description and the associated drawings. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung;1 shows a block diagram of a first exemplary embodiment of the device according to the invention;
Fig. 2 zwei zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf eines von der Stromstärke abhängigen Regelsignals und der resultierenden Stärke des Stromes veranschaulichen;2 shows two diagrams belonging together, which illustrate the time course of a control signal which is dependent on the current strength and the resulting strength of the current;
Fig. 3 zwei zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf einer Steuerspannung zum Steuern der die beiden Glühelektroden der Fluoreszenzlampe verbindenden Schalteranordnung sowie des resultierenden Stromes durch die Fluoreszenzlampe darstellen;
Fig. 4 ein ausführlicheres Schaltbild des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 1;3 shows two diagrams belonging together, which represent the time course of a control voltage for controlling the switch arrangement connecting the two glow electrodes of the fluorescent lamp and the resulting current through the fluorescent lamp; FIG. 4 shows a more detailed circuit diagram of the exemplary embodiment according to FIG. 1;
Fig. 5 mehrere zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf und den Zusammenhang von Steuerspannungen im Schaltbild gemäss Fig. 4 und des durch die Fluoreszenzlampe fliessenden Stromes darstellen;FIG. 5 shows several diagrams belonging together, which represent the time course and the relationship between control voltages in the circuit diagram according to FIG. 4 and the current flowing through the fluorescent lamp; FIG.
Fig. 6 das S Chaltbild eines zweiten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung;6 shows the circuit diagram of a second exemplary embodiment of the device according to the invention;
Fig. 7 mehrere zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf und den Zusammenhang von Steuerspannungen im Schaltbild gemäss Fig. 6 und des durch die Fluoreszenzlampe fliessenden Stromes veranschaulichen;7 shows several diagrams belonging together, which illustrate the time course and the relationship between control voltages in the circuit diagram according to FIG. 6 and the current flowing through the fluorescent lamp;
Fig. 8 das Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung;8 shows the circuit diagram of a third exemplary embodiment of the device according to the invention;
Fig. 9 drei zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf und den Zusammenhang von Steuerspannungen im Schaltbild gemäss Fig. 8 und der Stärke des durch die Fluoreszenzlampe fliessenden Stromes darstellen;9 shows three diagrams belonging together, which show the time course and the relationship between control voltages in the circuit diagram according to FIG. 8 and the strength of the current flowing through the fluorescent lamp;
Fig. 10 mehrere zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf und den Zusammenhang von Spannungen im Schaltbild gemäss Fig. 8 und des durch die Fluoreszenzlampe fliessenden Stromes veranschaulichen;10 shows several diagrams belonging together, which illustrate the temporal course and the relationship of voltages in the circuit diagram according to FIG. 8 and the current flowing through the fluorescent lamp;
Fig. 11 das Schaltbild eines vierten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemässen Einrichtung;11 shows the circuit diagram of a fourth exemplary embodiment of the device according to the invention;
Fig. 12 mehrere zusammengehörende Diagramme, die den zeitlichen Verlauf und den Zusammenhang von Spannungen im Schaltbild gemäss Fig. 11 und des durch die Fluoreszenzlampe fliessenden Stromes darstellen.
Es wird nun zunächst auf Fig. 1 verwiesen, in deren Mittelpartie eine Fluoreszenzlampe 20 mit zwei Glühelektroden 21 und 22 dargestellt ist. Jede der beiden Glühelektroden 21 und 22 weist zwei Anschlussenden 21a und 21b bzw. 22a und 22b auf. Das eine Anschlussende 21a der Glühelektrode 21 steht über eine Induktionsspule 23 mit einer ersten Umschaltvorrichtung 24 in Verbindung, während das entsprechende Anschlussende 22a der zweiten Glühelektrode 22 direkt mit einer zweiten Umschaltvorrichtung 25 verbunden ist. Die andern Anschlussenden 21b und 22b der beiden Glühelektroden 21 und 22 sind an eine Schalteranordnung 26 angeschlossen, mit deren Hilfe die Anschlussenden 21b und 22b miteinander verbindbar sind. Die Schalteranordnung 26 ist elektronisch steuerbar durch eine Steuerspannung U26, die von einer zugehörigen Steuervorrichtung 27 erzeugt und geliefert wird. Die Ausbildung der Schalteranordnung 26 und der Steuervorrichtung 27 ist weiter unten näher erläutert.FIG. 12 shows several diagrams belonging together, which show the time course and the relationship of voltages in the circuit diagram according to FIG. 11 and the current flowing through the fluorescent lamp. Reference is first made to FIG. 1, in the middle part of which a fluorescent lamp 20 with two glow electrodes 21 and 22 is shown. Each of the two glow electrodes 21 and 22 has two connection ends 21a and 21b or 22a and 22b. One connection end 21a of the glow electrode 21 is connected via an induction coil 23 to a first switchover device 24, while the corresponding connection end 22a of the second glow electrode 22 is connected directly to a second switchover device 25. The other connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 are connected to a switch arrangement 26, by means of which the connection ends 21b and 22b can be connected to one another. The switch arrangement 26 can be controlled electronically by a control voltage U26, which is generated and supplied by an associated control device 27. The configuration of the switch arrangement 26 and the control device 27 is explained in more detail below.
Die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 sind ebenfalls elektronisch steuerbar mittels Steuerspannungen U24 und U25, die durch eine zugehörige Steuervorrichtung 28 erezugt werden. Die Ausbildung der Umschaltvorrichtungen 24, 25 und der zugehörigen Steuervorrichtung 28 ist ebenfalls weiter unten näher erläutert. Hier genügt es vorerst darauf hinzuweisen, dass die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 synchron abwechselnd in jeweils entgegengesetzte Schaltstellungen umsteuerbar sind, so dass die Umschaltvorrichtung 24 die Induktionsspule 23 wechselweise mit dem positiven Pol 29 bzw. dem negativen Pol 30 einer Gleichstromquelle 31 verbindet, während jeweils gleichzeitig die andere Umschaltvorrichtung 25 das Anschlussende 22a der Glühelektrode 22 wechselweise mit dem negativen Pol 30 bzw. dem positiven Pol 29 der Gleichstromquelle 31 verbindet.
Zwischen dem negativen Pol 30 der Gleichstromquelle 31 und den beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 sind Einrichtungen 32 und 33 zur selbsttätigen Regelung der Stärke des der Fluoreszenzlampe 20 zugeführten Stromes IR eingeschaltet. Diese Einrichtungen zur Regelung der Stromstärke weisen eine zweite elektronisch steuerbare Schalteranordnung 32 und eine Stromfühlervorrichtung 33 auf, welch letztere ein Regelsignal U33 zur Steuerung der Schalteranordnung 32 liefert. Die Ausbildung der Schalteranordnung 32 und der Stromfühlervorrichtung 33 ist weiter unten im einzelnen erläutert. Schliesslich ist noch eine Freilaufdiode 34 einerseits an den positiven Pol 29 der Gleichstromquelle 31 und anderseits an einen Verbindungsleiter 35 zwischen der Schalteranordnung 32 und der Stromfühlervorrichtung 33 angeschlossen.The two switching devices 24 and 25 can also be controlled electronically by means of control voltages U24 and U25, which are generated by an associated control device 28. The design of the switching devices 24, 25 and the associated control device 28 is also explained in more detail below. For the time being, it is sufficient to point out that the two switching devices 24 and 25 can be switched synchronously alternately into opposite switching positions, so that the switching device 24 connects the induction coil 23 alternately to the positive pole 29 and the negative pole 30 of a direct current source 31, respectively, during each at the same time the other switching device 25 connects the connection end 22a of the glow electrode 22 alternately to the negative pole 30 or the positive pole 29 of the direct current source 31. Devices 32 and 33 for automatically regulating the strength of the current I R supplied to the fluorescent lamp 20 are connected between the negative pole 30 of the direct current source 31 and the two switching devices 24 and 25. These devices for regulating the current intensity have a second electronically controllable switch arrangement 32 and a current sensor device 33, the latter providing a control signal U33 for controlling the switch arrangement 32. The configuration of the switch arrangement 32 and the current sensor device 33 is explained in detail below. Finally, a free-wheeling diode 34 is connected on the one hand to the positive pole 29 of the direct current source 31 and on the other hand to a connecting conductor 35 between the switch arrangement 32 and the current sensor device 33.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 1 ist kurz wie folgt:1 is briefly as follows:
Es sei zunächst angenommen, dass die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 die in Fig. 1 veranschaulichten Schaltstellungen einnehmen undin denselben verbleiben. Weiter ist angenommen, dass die Schalteranordnung 26 in leitendem Zustand ist und somit die Anschlussenden 21b und 22b der beiden Glühelektroden 21 und 22 miteinander verbindet. Es fliesst dann ein Strom vom positiven Pol 29 der Gleichstromquelle 31 über die Umschaltvorrichtung 25, durch die Glühelektrode 22, über die Schalteranordnung 26, durch die Glühelektrode 21, durch die Induktionsspule 23, über die Umschaltvorrichtung 24, durch die Stromfühlervorrichtung 33 und durch die Schalteranordnung 32 zurück zum negativen Pol 30 der Gleichstromquelle 31. Hierbei werden die Glühelektroden 21 und 22 aufgeheizt, um eine thermische Elektronenemission zu ermöglichen. Wenn anschliessend die Schalteranordnung 26 in nichtleitenden Zustand gesteuert wird, ruft
die in der Induktionsspule 23 gespeicherte elektrische Energie eine verhältnismässig hohe Induktionsspannung hervor, die das Zünden der Fluoreszenzlampe 20 bewirkt. Anstatt über die Schalteranordnung 26 fliesst nun der Strom IL durch die Fluoreszenzlampe 20.It is initially assumed that the two switching devices 24 and 25 assume the switch positions illustrated in FIG. 1 and remain therein. It is further assumed that the switch arrangement 26 is in the conductive state and thus connects the connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 to one another. A current then flows from the positive pole 29 of the direct current source 31 via the switching device 25, through the glow electrode 22, via the switch arrangement 26, through the glow electrode 21, through the induction coil 23, via the switching device 24, through the current sensor device 33 and through the switch arrangement 32 back to the negative pole 30 of the direct current source 31. Here, the glow electrodes 21 and 22 are heated in order to enable thermal electron emission. If the switch arrangement 26 is then controlled in the non-conductive state, calls the electrical energy stored in the induction coil 23 produces a relatively high induction voltage which causes the fluorescent lamp 20 to ignite. Instead of the switch arrangement 26, the current I L now flows through the fluorescent lamp 20.
Mittels der Schalteranordnung 32 und der Stromfühlervorrichtung 33 ist dafür gesorgt, dass sowohl bei leitendem Zustand als auch bei nichtleitendem Zustand der Schalteranordnung 26 praktisch die gleiche Stromstärke IR fliesst. Um die Verlustleistung bei der Stromstärkeregelung möglichst klein zu halten, wird das Prinzip der Zweipunktregelung angewandt, wobei die Schalteranordnung 32 jeweils in den leitenden Zustand gesteuert wird, sobald die Stromstärke IR den Sollwert um ein vorbestimmtes Mass unterschreitet, bzw. in den leitenden Zustand gesteuert wird, sobald die Stromstärke IR den Sollwert um ein vorbestimmtes Mass übersteigt. Das von der Stromfühlervorrichtung 33 erzeugte Regelsignal U33 zur Steuerung der Schalteranordnung 32 hat die Form von Impulsen mit dazwischen liegenden Impulspausen, wie im oberen Diagramm der Fig. 2 dargestellt ist. Jeweils wenn die Stromstärke IR unter den kritischen Wert sinkt, wird das Regelsignal U33 hoch und die Schalteranordnung 32 leitend. Das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulspause des. Regelsignals U33 ist von der jeweiligen momentanen Stromstärke IR abhängig. Hauptsächlich wegen der Induktivität der Induktionsspule 23 erfolgt jeweils der Stromanstieg beim Steuern der Schalteranordnung 32 in den leitenden Zustand nicht schlagartig sondern stetig in Funktion der Zeit. Jeweils wenn die Schalteranordnung 32 in den nichtleitenden Zustand gesteuert wird, wird der Stromfluss zum negativen Pol 30 der Stromquelle 31 unterbrochen, wobei aber infolge der in der Induktionsspule 23 gespeicherten elektrischen Energie über die
Freilaufdiode 34, durch die Fluoreszenzlampe 20 und durch die Stromfühlervorrichtung 33 der Strom mit abnehmender Stärke weiterfliesst, bis die Schalteranordnung 32 erneut in den leitenden Zustand gesteuert wird. Im unteren Diagramm der Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf des durch die Stromfühlervorrichtung 33 fliessenden Stromes IR in bezug auf das im oberen Diagramm gezeigte Regelsignal U33 dargestellt.The switch arrangement 32 and the current sensor device 33 ensure that practically the same current intensity I R flows both when the switch arrangement 26 is in a conductive state and when it is not in a conductive state. In order to keep the power loss in the current control as small as possible, the principle of the two-point control is used, the switch arrangement 32 being controlled in the conductive state as soon as the current I R falls below the setpoint by a predetermined amount or controlled in the conductive state as soon as the current strength I R exceeds the setpoint by a predetermined amount. The control signal U33 generated by the current sensor device 33 for controlling the switch arrangement 32 has the form of pulses with pulse pauses in between, as shown in the upper diagram in FIG. 2. Each time the current I R falls below the critical value, the control signal U33 goes high and the switch arrangement 32 is conductive. The ratio of the pulse duration to the pulse pause of the control signal U33 depends on the respective current current I R. Mainly because of the inductance of the induction coil 23, the current rise when switching the switch arrangement 32 into the conductive state does not occur suddenly, but continuously as a function of time. Each time the switch arrangement 32 is controlled in the non-conductive state, the current flow to the negative pole 30 of the current source 31 is interrupted, but due to the electrical energy stored in the induction coil 23 via the Free-wheeling diode 34, through the fluorescent lamp 20 and through the current sensor device 33, the current continues to flow with decreasing intensity until the switch arrangement 32 is controlled again in the conductive state. The lower diagram in FIG. 2 shows the time profile of the current I R flowing through the current sensor device 33 in relation to the control signal U33 shown in the upper diagram.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Schalteranordnung 32 und die Stromfühlervorrichtung 33 ein für den Betrieb von Fluoreszenzlampen sonst übliches Vorschaltgerät zur Stromstärkebegrenzung, wie z.B. eine Drosselspule oder einen Kondensator, entbehrlich machen. Wohl ist auch bei dieser Einrichtung eine Induktionsspule 23 erforderlich, die aber lediglich zum Erzeugen der zum Zünden der Flupreszenzlampe 20 ausreichenden Induktionsspannung dient und daher eine kleinere Induktivität haben kann als eine auch für die Strombegrenzung geeignete Drosselspule. Ferner wird durch die selbsttätige Stromstärkeregelung mittels der Einrichtungen 32 und 33 erreicht, dass bei leitendem Zustand der Schalteranordnung 26 durch die beiden Glühelektroden 21 und 22 jeweils korrekt ein Strom mit Nennstromstärke fliesst und dass Einflüsse von Spannungsschwankungen der speisenden Stromquelle 31 auf die Helligkeit und die Lebensdauer der Fluoreszenzlampe weitgehend ausgeschaltet sind.It can be seen from the above description that the switch arrangement 32 and the current sensor device 33 are a ballast for current intensity limitation, which is otherwise customary for the operation of fluorescent lamps, e.g. a choke coil or a capacitor. An induction coil 23 is also necessary in this device, but this is only used to generate the induction voltage sufficient to ignite the fluprescent lamp 20 and can therefore have a smaller inductance than a choke coil which is also suitable for current limitation. Furthermore, the automatic current control by means of the devices 32 and 33 ensures that when the switch arrangement 26 is in a conductive state, a current with a nominal current flows correctly through the two glow electrodes 21 and 22, and that influences of voltage fluctuations of the supplying current source 31 on the brightness and the service life the fluorescent lamp are largely switched off.
Die in Fig. 1 gezeigte und mit Bezug darauf beschriebene Einrichtung gestattet ferner, auf vernältnismässig einfache Weise die Helligkeit der Fluoreszenzlampe 20 zwischen Null und dem Nominalwert zu regulieren. Zu diesem Zweck ist lediglich die Steuervorrichtung 27 für die Steuerung der Schalteranordnung 26 als Taktimpulsgeber auszubilden. Mit den Taktimpulsen U26 wird die Schalteranordnung 26 mit einer
mindestens 50 Hz betragenden Wiederholungsfrequenz periodisch abwechselnd jeweils während eines ersten Zeitintervalles in leitenden Zustand und während eines zweiten Zeitintervalles in nichtleitenden Zustand gesteuert, wobei das Verhältnis der Zeitintervalle mit leitendem und nichtleitendem Zustand zum Regulieren der resultierenden mittleren Helligkeit der Fluoreszenzlampe veränderbar ist. In diesem Zusammenhang sei auf Fig. 3 hingewiesen, in deren oberem Diagramm das von der Steuervorrichtung 27 erzeugte Taktimpulssignal U26 dargestellt ist. Es ist angenommen, dass jeweils während der Dauer eines Taktimpulses des Signals U26 die Schalteranordnung 26 in den leitenden Zustand gesteuert ist. Somit ist jeweils der Stromfluss durch die Fluoreszenzlampe 20 während der Dauer eines Taktimpulses unterbrochen, da dann die Schalteranordnung 26 und die beiden Glühelektroden 21 und 26 zusammen einen niederohmigeren Nebenschlusspfad bilden, wogegen in den Impulspausen des Signals U26 der Strom IL durch die Fluoreszenzlampe fliesst, wie im unteren Diagramm der Fig. 3 erkennbar ist. In der linken Partie der Fig. 3 haben die Taktimpulse des Signals U26 eine Dauer t1, die kürzer als die Dauer t2 der Impulspausen ist. Demgemäss sind die resultierenden Unterbrechungen des durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessenden Stromes IL jeweils vergleichsweise kurz, so dass sich eine ziemlich hohe Helligkeit der Fluoreszenzlampe ergibt. In der rechten Partie der Fig. 3 haben die Taktimpulse des Signals U26 eine Dauer t1', welche die Dauer t2' der Impulspausen übersteigt. Somit ergeben sich vergleichsweise längere Unterbrechungen des Sjromes IL durch die Fluoreszenzlampe, so dass deren resultierende Helligkeit geringer ist. Es ist verständlich, dass die Helligkeit derFluoreszenzlampe 20 am grössten ist, wenn die Taktimpulse des Signals U23 nur noch ganz schmal sind oder wenn das Taktsignal U 23 ganz ausgeschaltet
wird. Umgekehrt ist die Helligkeit der Fluoreszenzlampe am niedrigsten oder gar Null, wenn die Pausen zwischen den Impulsen des Taktsignals U23 ganz schmal sind oder wenn anstelle der Taktimpulse eine Dauerspannung als Steuersignal an die Schalteranordnung 26 geliefert wird.The device shown in FIG. 1 and described with reference thereto also allows the brightness of the fluorescent lamp 20 to be regulated between zero and the nominal value in a relatively simple manner. For this purpose, only the control device 27 for controlling the switch arrangement 26 has to be designed as a clock pulse generator. With the clock pulses U26, the switch arrangement 26 with a repetition frequency of at least 50 Hz is periodically alternately controlled during a first time interval in the conductive state and during a second time interval in the non-conductive state, the ratio of the time intervals with conductive and non-conductive state being adjustable to regulate the resulting average brightness of the fluorescent lamp. In this connection, reference is made to FIG. 3, in the upper diagram of which the clock pulse signal U26 generated by the control device 27 is shown. It is assumed that the switch arrangement 26 is controlled in the conductive state for the duration of a clock pulse of the signal U26. Thus, the current flow through the fluorescent lamp 20 is interrupted for the duration of a clock pulse, since then the switch arrangement 26 and the two glow electrodes 21 and 26 together form a low-impedance shunt path, whereas the current I L flows through the fluorescent lamp in the pulse pauses of the signal U26, as can be seen in the lower diagram of FIG. 3. In the left part of FIG. 3, the clock pulses of the signal U26 have a duration t1 which is shorter than the duration t2 of the pulse pauses. Accordingly, the resulting interruptions in the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 are each comparatively short, so that the fluorescent lamp has a fairly high brightness. 3, the clock pulses of the signal U26 have a duration t1 'which exceeds the duration t2' of the pulse pauses. This results in comparatively longer interruptions of the Sjromes I L by the fluorescent lamp, so that the resulting brightness is lower. It is understood that the brightness of the fluorescent lamp 20 is greatest when the clock pulses of the signal U23 are only very narrow or when the clock signal U 23 is completely switched off becomes. Conversely, the brightness of the fluorescent lamp is at its lowest or even zero if the pauses between the pulses of the clock signal U23 are very narrow or if a continuous voltage is supplied as a control signal to the switch arrangement 26 instead of the clock pulses.
Es ist zu bemerken, dass die Frequenz der Impulse des Regelsignals U33 für die selbsttätige Stromstärkeregelung sich auf einen Wert einstellt, der jenen der Taktfrequenz des Steuersignals U26 für die Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe 20 erheblich übersteigt.It should be noted that the frequency of the pulses of the control signal U33 for the automatic current regulation adjusts itself to a value which considerably exceeds that of the clock frequency of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20.
Die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 sind lediglich dazu bestimmt, die Flussrichtung des Stromes IL durch die Fluoreszenzlampe 20 von Zeit zu Zeit umzukehren. Somit wird die Wiederholungsfrequenz der Steuersignale U24 und U25 für die Umsteuerung der Umschaltvorrichtungen 24 und 25 in jedem Fall beträchtlich tiefer gewählt als die Taktfrequenz des Steuersignals U26 für die Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe 20.The two switching devices 24 and 25 are only intended to reverse the direction of flow of the current I L through the fluorescent lamp 20 from time to time. Thus, the repetition frequency of the control signals U24 and U25 for the reversal of the switching devices 24 and 25 is in any case chosen to be considerably lower than the clock frequency of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20.
In Fig. 4 ist die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung nochmals ausführlicher dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, soweit es sich um übereinstimmende Bauteile handelt.FIG. 4 shows the device shown in FIG. 1 again in more detail, the same reference numerals being used insofar as the components are the same.
Gemäss Fig. 4 weist die Gleichstromquelle 31 eine Gleichrichterbrücke 36 auf, deren eine Diagonale mit zwei Klemmen 37 und 38 zum Anschliessen an ein Wechselstromnetz mit z.B. 220 V Effektivspannung in Verbindung steht. Die andere Diagonale der Gleichrichterbrücke 36 ist an einen Ladekondensator 39 angeschlossen und mit dem positiven Pol 29 bzw. dem negativen Pol 30 der Gleichstromquelle verbunden.
Die Schalteranordnung 26 zum Steuern der Helligkeit der Fluoreszenzlampe 20 weist gemäss Fig. 4 einen Leistungstransistor 40 auf, dessen Emitter-Kollektor-Strecke an eine Diagonale einer Gleichrichterbrücke 41 angeschlossen ist. Die andere Diagonale der Gleichrichterbrücke 41 steht mit den Anschlussenden 21b und 22b der beiden Glühelektroden 21 und 22 der Fluoreszenzlampe 20 in Verbindung. Die zu der Schalteranordnung 26 gehörende Steuervorrichtung 27 enthält einen astabilen Multivibrator 42 zur Erzeugung von Taktimrpulsen, die einem monostabilen Multivibrator 43 zugeleitet sind, der seinerseits die Impulse des Steuersignals U26 erzeugt und an die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 40 liefert. Dem monostabilen Multivibrator 43 ist ein z.B. manuell verstellbarer Einstellwiderstand 44 zugeordnet, mit dessen Hilfe die Breite t1 (Fig. 3) der Impulse des Steuersignals U26 veränderbar ist, zwecks Steuerung der Helligkeit der Fluoreszenzlampe 20.4, the direct current source 31 has a rectifier bridge 36, the one diagonal of which is connected to two terminals 37 and 38 for connection to an alternating current network with, for example, 220 V effective voltage. The other diagonal of the rectifier bridge 36 is connected to a charging capacitor 39 and connected to the positive pole 29 or the negative pole 30 of the direct current source. 4, the switch arrangement 26 for controlling the brightness of the fluorescent lamp 20 has a power transistor 40, the emitter-collector path of which is connected to a diagonal of a rectifier bridge 41. The other diagonal of the rectifier bridge 41 is connected to the connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 of the fluorescent lamp 20. The control device 27 belonging to the switch arrangement 26 contains an astable multivibrator 42 for generating clock pulses which are fed to a monostable multivibrator 43 which in turn generates the pulses of the control signal U26 and delivers them to the base-collector path of the transistor 40. The monostable multivibrator 43 is assigned, for example, a manually adjustable setting resistor 44, with the aid of which the width t1 (FIG. 3) of the pulses of the control signal U26 can be changed for the purpose of controlling the brightness of the fluorescent lamp 20.
Weiter ist in Fig. 4 ersichtlich, dass die zur Stromstärkeregelung vorgesehene Schalteranordnung 32 einen Leistungstransistor 45 und zwei Transistoren 46 und 47 aufweist. Die Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors 45 ist in den Speisestrompfad zwischen dem negativen Pol 30 der Gleichstromquelle 31 und der Stromfühlervorrichtung 33 eingeschaltet. Die Basis des Leistungstransistors 45 steht über einen Widerstand 48 mit dem Emitter des Transistors 46 in Verbindung, dessen Kollektor an eine (nicht dargestellte) Hilfsspannungsquelle angeschlossen ist. Die Basis dieses Transistors 46 und der Emitter des Leistungstransistors 45 sind an einen ersten Steuersignaleingang 321 angeschlossen, dem das bereits mit Bezug auf Fig. 1 erwähnte Regelsignal U33 zugeführt ist. Der andere Transistor 47 ist mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke zwischen die Basis und den Emitter des Leistungstransistors 45 eingeschaltet. Die Basis
und der Emitter des Transistors 47 sind an einen zweiten Steuersignaleingang 322 angeschlossen, dem ein weiteres Steuersignal U60, dessen Zweck noch erläutert werden wird, zugeführt verden kann.It can also be seen in FIG. 4 that the switch arrangement 32 provided for current regulation has a power transistor 45 and two transistors 46 and 47. The emitter-collector path of the power transistor 45 is switched into the supply current path between the negative pole 30 of the direct current source 31 and the current sensor device 33. The base of the power transistor 45 is connected via a resistor 48 to the emitter of the transistor 46, the collector of which is connected to an auxiliary voltage source (not shown). The base of this transistor 46 and the emitter of the power transistor 45 are connected to a first control signal input 321, to which the control signal U33 already mentioned with reference to FIG. 1 is fed. The other transistor 47 is connected with its emitter-collector path between the base and the emitter of the power transistor 45. The base and the emitter of transistor 47 are connected to a second control signal input 322, to which a further control signal U60, the purpose of which will be explained, can be supplied.
Die Stromfühlervorrichtung 33 weist einen im Speisestrompfad zur Fluoreszenzlampe 20 liegenden Messwiderstand 50 und einen Gleichspannungsverstärker 51 auf, dessen Eingang an die Enden des Messwiderstandes 50 angeschlossen ist. Der Ausgang des Verstärkers 51 ist mit einem Optokoppler 52 verbunden, der das Regelsignal U33 abgibt. Der Optokoppler 52 dient in bekannter Weise lediglich zur galvanischen Trennung des Verstärkers 51 und des Regelsignalausganges der Stromfühlervorrichtung 33.The current sensor device 33 has a measuring resistor 50 located in the feed current path to the fluorescent lamp 20 and a DC voltage amplifier 51, the input of which is connected to the ends of the measuring resistor 50. The output of the amplifier 51 is connected to an optocoupler 52, which outputs the control signal U33. The optocoupler 52 is used in a known manner only for the electrical isolation of the amplifier 51 and the control signal output of the current sensor device 33.
Ebenfalls in Fig. 4 ist ersichtlich, dass jede der beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 ein Paar komplementäre Leistungstransistoren 55 und 56 aufweist, deren Emitter miteinander und mit der Induktionsspule 23 bzw. mit dem Anschlussende 22a der Glühelektrode 22 verbunden sind. Der Kollektor des einen Leistungstransistors 55 steht mit dem positiven Pol 29 der Gleichstromquelle 31 in Verbindung, während der Kollektor des andern Leistungstransistors 56 an die Stromfühlervorrichtung 33 angeschlossen ist. Die bereits mit Bezug auf Fig. 1 erwähnte Steuerspannung U24 bzw. U25 ist über Widerstände 57 und 58 an die Basis-Emitter-Strecken der Leistungstransistoren 55 und 56 angelegt.4 that each of the two switching devices 24 and 25 has a pair of complementary power transistors 55 and 56, the emitters of which are connected to one another and to the induction coil 23 and to the connection end 22a of the glow electrode 22, respectively. The collector of the one power transistor 55 is connected to the positive pole 29 of the direct current source 31, while the collector of the other power transistor 56 is connected to the current sensor device 33. The control voltage U24 and U25 already mentioned with reference to FIG. 1 is applied to the base-emitter paths of the power transistors 55 and 56 via resistors 57 and 58.
Die Steuervorrichtung 28 zur Erzeugung der Steuerspannungen U24 und U25 ist gemäss Fig. 4 wie folgt ausgebildet: Ein astabiler Multivibrator 60 ist mit dem Eingang eines Flipflop 61 verbunden. Letzteres weist zwei Signalausgänge auf, die je über einen zur galvanischen Trennung vorge
sehenen Optokoppler 62 bzw. 63 mit dem Eingang eines Verstärkers 64 bzw. 65 verbunden sind. Die Ausgänge der beiden Verstärker 64 und 65 liefern die erwähnten Steuerspannungen U24 bzw. U25 zum Umsteuern der Umschaltvorrichtungen 24 und 25.4, the control device 28 for generating the control voltages U24 and U25 is designed as follows: an astable multivibrator 60 is connected to the input of a flip-flop 61. The latter has two signal outputs, each of which is provided for electrical isolation see optocouplers 62 and 63 are connected to the input of an amplifier 64 and 65 respectively. The outputs of the two amplifiers 64 and 65 supply the mentioned control voltages U24 and U25 for reversing the switching devices 24 and 25.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung ist grundsätzlich gleich wie mit Bezug auf die Fig. 1 , 2 und 3 beschrieben worden ist. Ergänzend wird jetzt nur noch die Funktionsweise der Umschaltvorrichtungen 24 und 25 sowie der zugeordneten Steuervorrichtung 28 unter Hinweis auf Fig. 5 erläutert. Das oberste Diagramm der Fig. 5 veranschaulicht die zeitliche Folge der vom astabilen Multivibrator 60 erzeugten Spannungsimpulse U60. Die Wiederholungsfrequenz dieser Impulse ist beträchtlich niedriger als die Taktfrequenz der Impulse des Steuersignals U26 für die Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe 20. Jeweils durch die absteigende Flanke jedes Impulses U60 wird das Flipflop 61 gesteuert, dessen zwei Ausgänge einander inverse Signale U62 bzw. U63 gemäss dem zweiten und dritten Diagramm der Fig. 5 abgeben. Mittels der Optokoppler 62 und 63 werden die Signale U62 und U63 an die Verstärker 64 und 65 übertragen, deren Ausgänge die ebenfalls in Fig. 5 dargestellten Steuerspannungen U24 und U25 an die Leistungstransistoren 55 und 56 der Umschaltvorrichtungen 24 und 25 liefern. Jeweils dann, wenn die Steuerspannung U24 negativ und die Steuerspannung U25 positiv ist, sind der Leistungstransistor 56 der Umschaltvorrichtung 24 und der Leistungstransistor 55 der andern Umschaltvorrichtung 25 in den leitenden Zustand gesteuert, so dass der Strom IL in Richtung des Pfeiles in Fig. 4 durch die Fluoreszenzlampe 20 fliesst. Dies ist im untersten Diagramm der Fig. 5 als positiver Stromfluss dargestellt. Wenn umgekehrt jeweils die Steuerspannung U24 positiv und die Steuerspannung U25 negativ ist, sind der
Leistungstransistor 55 der Umschaltvorrichtung 24 und der Leistungstransistor 56 der andern Umschaltvorrichtung 25 in leitendem Zustand, während gleichzeitig die beiden andern Leistungstransistoren nichtleitend sind, so dass dann der Strom IL entgegen dem Pfeil in Fig. 4 durch die Fluoreszenzlampe 20 fliesst. Dies ist im untersten Diagramm der Fig.5 als negativer Stromfluss veranschaulicht. Die in Fig. 5 eingezeichneten regelmässigen, kurzzeitigen Unterbrechungen des Stromes IL sind durch die Schalteranordnung 26 für die Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe verursacht, wie mit Bezug auf Fig. 3 ausführlich dargelegt worden ist.4 is basically the same as has been described with reference to FIGS. 1, 2 and 3. In addition, only the functioning of the switching devices 24 and 25 and the associated control device 28 will now be explained with reference to FIG. 5. The top diagram of FIG. 5 illustrates the chronological sequence of the voltage pulses U60 generated by the astable multivibrator 60. The repetition frequency of these pulses is considerably lower than the clock frequency of the pulses of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20. The flip-flop 61 is controlled by the falling edge of each pulse U60, the two outputs of which are inverted signals U62 and U63 according to the second and deliver the third diagram of FIG. 5. By means of the optocouplers 62 and 63, the signals U62 and U63 are transmitted to the amplifiers 64 and 65, the outputs of which deliver the control voltages U24 and U25 also shown in FIG. 5 to the power transistors 55 and 56 of the switching devices 24 and 25. Each time the control voltage U24 is negative and the control voltage U25 is positive, the power transistor 56 of the switching device 24 and the power transistor 55 of the other switching device 25 are controlled to be in the conductive state, so that the current IL in the direction of the arrow in FIG. 4 flows through the fluorescent lamp 20. This is shown in the bottom diagram in FIG. 5 as a positive current flow. Conversely, if the control voltage U24 is positive and the control voltage U25 is negative, the are The power transistor 55 of the switching device 24 and the power transistor 56 of the other switching device 25 in the conductive state, while at the same time the two other power transistors are non-conductive, so that the current I L flows through the fluorescent lamp 20 against the arrow in FIG. 4. This is illustrated in the bottom diagram in FIG. 5 as a negative current flow. The regular, brief interruptions in the current I L shown in FIG. 5 are caused by the switch arrangement 26 for the brightness control of the fluorescent lamp, as has been explained in detail with reference to FIG. 3.
Die in Fig. 4 dargestellte Einrichtung weist noch eine Besonderheit auf: Ueber zwei Leiter 68 und 69 sind die durch den astabilen Multivibrator 60 erzeugten Spannungsimpulse U60 zusätzlich auch dem zweiten Steuersignaleingang 322 der zur Stromstärkeregelung vorgesehenen Schalteranordnung 32 zugeführt. Jeder Impuls U60 steuert den Transistor 47 in den leitenden Zustand, wodurch gleichzeitig der Leistungstransistor 45 in seinen nichtleitenden Zus tand gesteuert wird. Dies erfolgt ganz unabhängig von dem Regelsignal U33 für die selbsttätige Stromstärkeregelung. Jeweils dann, wenn der Leistungstransistor 45 durch einen Impuls U60 in den nichtleitenden Zustand gesteuert ist, ist der Stromfluss zum negativen Pol 30 der Gleichstromquelle 31 unterbrochen. Wegen der in der Induktionsspule 23 gespeicherten elektrischen Energie fliesst aber der Strom IL über die Freilaufdiode 34 vorerst noch weiter, bis die gespeicherte Energie verbraucht ist, wobei die Stromstärke exponentiell abnimmt. Das ist im untersten Diagramm der Fig.5 in den Zeitintervallen t3 ersichtlich. Die Dauer der Impulse U60 und somit der Zeitintervalle t3 ist nun derart gewählt, dass die Stromstärke jeweils praktisch auf Null absinkt
bevor die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 umgesteuert werden. Somit erfolgt die periodische Umsteuerung der Transistoren 55 und 56 jeweils in praktisch stromlosem Zustand, wodurch die Verlustleistung und Erwärmung dieser Transistoren niedrig gehalten werden können.The device shown in FIG. 4 also has a special feature: the voltage pulses U60 generated by the astable multivibrator 60 are also supplied to the second control signal input 322 of the switch arrangement 32 provided for current regulation via two conductors 68 and 69. Each pulse U60 controls the transistor 47 in the conductive state, whereby the power transistor 45 is simultaneously controlled in its non-conductive state. This is done completely independently of the control signal U33 for the automatic current control. In each case, when the power transistor 45 is controlled into the non-conductive state by a pulse U60, the current flow to the negative pole 30 of the direct current source 31 is interrupted. Because of the electrical energy stored in the induction coil 23, however, the current I L continues to flow via the freewheeling diode 34 until the stored energy is used up, the current strength decreasing exponentially. This can be seen in the bottom diagram of FIG. 5 in the time intervals t3. The duration of the pulses U60 and thus of the time intervals t3 is now chosen such that the current intensity practically drops to zero in each case before the two switching devices 24 and 25 are reversed. The periodic reversal of the transistors 55 and 56 thus takes place in a practically currentless state, as a result of which the power loss and heating of these transistors can be kept low.
Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung stimmt in seinem grundsätzlichen Aufbau mit jenem gemäss den Fig. 1 und 4 überein. Im einzelnen sind lediglich die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 sowie die zugeordnete Steuervorrichtung 28 anders ausgebildet. Gemäss Fig. 6 weisen die beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 je zwei Thyristoren 71 und 72 auf (anstelle der Leistungstransistoren 55 und 56 in Fig. 4). Die Steuervorrichtung 28 weist wieder einen astabilen Multivibrator 60 auf, welcher sowohl mit den zwei Leitern 68 und 69 als auch mit einem monostabilen Multivibrator 74 verbunden ist. Letzterer ist seinerseits mit dem Steuereingang eines Flipflop 75 verbunden, dem ein Verstärker 76 nachgeschaltet ist. An den Ausgang des Verstärkers 76 ist eine Eingangswicklung 77 eines Impulstransformators 78 angeschlossen, der ferner vier galvanisch getrennte Ausgangswicklungen 79, 80, 81 und 82 aufweist. Jede dieser Ausgangswicklungen 79 bis 82 ist einerseits an die Kathode und anderseits an die Zündelektrode eines der Thyristoren 71 bzw. 72 angeschlossen, wobei jeweils noch eine Diode 83, 84, 85 bzw. 86 zwischengeschaltet ist, um negative Spannungsimpulse von den Zündelektroden der Thyristoren 71 und 72 fernzuhalten.The embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 6 corresponds in its basic structure to that according to FIGS. 1 and 4. In detail, only the two switching devices 24 and 25 and the associated control device 28 are designed differently. 6, the two switching devices 24 and 25 each have two thyristors 71 and 72 (instead of the power transistors 55 and 56 in FIG. 4). The control device 28 again has an astable multivibrator 60, which is connected both to the two conductors 68 and 69 and to a monostable multivibrator 74. The latter in turn is connected to the control input of a flip-flop 75, which is followed by an amplifier 76. An input winding 77 of a pulse transformer 78 is connected to the output of the amplifier 76 and also has four electrically isolated output windings 79, 80, 81 and 82. Each of these output windings 79 to 82 is connected, on the one hand, to the cathode and, on the other hand, to the ignition electrode of one of the thyristors 71 and 72, a diode 83, 84, 85 and 86 being interposed in each case in order to transmit negative voltage pulses from the ignition electrodes of the thyristors 71 and keep 72 away.
Die Gleichstromquelle 31, die zur Stromstärkeregelung vorgesehene Schalteranordnung 32 und die zugehörende Stromfühlervorrichtung 33 sind in Fig. 6 lediglich in Form von Blöcken angedeutet, haben im einzelnen aber die gleiche Aus
bildung wie in Fig. 4, so dass sich weitere Worte dazu erübrigen.The direct current source 31, the switch arrangement 32 provided for current regulation and the associated current sensor device 33 are only indicated in the form of blocks in FIG. 6, but have the same off in detail formation as in Fig. 4, so that no further words are needed.
Die Wirkungsweise der in Fig. 6 gezeigten Einrichtung ist grundsätzlich gleich wie mit Bezug auf die Fig. 1, 2 und 3 erläutert worden ist. Ergänzend wird nun lediglich noch die Wirkungsweise der Umschaltvorrichtungen 24 und 25 sowie der zugeordneten Steuervorrichtung 28 gemäss Fig. 6 erläutert. Der astabile Multivibrator 60 erzeugt eine Spannungsimpulsfolge U60, wie im obersten Diagramm der Fig. 7 gezeigt ist. Die Wiederholungsfrequenz dieser Impulse ist beträchtlich niedriger als die Taktfrequenz der Impulse des Steuersignals U26 für die Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe 20. Ueber die Leiter 68 und 69 werden die Impulse des Signals U60 dem zweiten Steuereingang 322 der Schalteranordnung 32 zugeführt. Wie mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 bereits dargelegt worden ist, steuert jeder Impuls des Signals U60 mittels des Steuertransistors 47 den Leistungstransistor 45 der Schalteranordnung 32 in den nichtleitenden Zustand, und zwar jeweils während der ganzen Dauer t3 des betreffenden Impulses U60. Die Impulsdauer t3 ist so gross gewählt, dass jeweils vor dem Ende des betreffenden Impulses U60 der Stromfluss durch die Freilaufdiode 34 vollständig auf Null abgeklungen ist.The mode of operation of the device shown in FIG. 6 is basically the same as has been explained with reference to FIGS. 1, 2 and 3. In addition, only the mode of operation of the switching devices 24 and 25 and the associated control device 28 according to FIG. 6 will now be explained. The astable multivibrator 60 generates a voltage pulse train U60, as shown in the top diagram in FIG. 7. The repetition frequency of these pulses is considerably lower than the clock frequency of the pulses of the control signal U26 for the brightness control of the fluorescent lamp 20. Via the conductors 68 and 69, the pulses of the signal U60 are fed to the second control input 322 of the switch arrangement 32. As has already been explained with reference to FIGS. 4 and 5, each pulse of the signal U60 uses the control transistor 47 to control the power transistor 45 of the switch arrangement 32 into the non-conductive state, in each case for the entire duration t3 of the pulse U60 in question. The pulse duration t3 is chosen so large that the current flow through the freewheeling diode 34 has decayed completely to zero before the end of the pulse U60 in question.
Die vom astabilen Multivibrator 60 erzeugte Spannungsimpulsfolge U60 wird aber auch dem Triggereingang des monostabilen Multivibrators 74 zugeführt, der jeweils durch die absteigende Flanke jedes Impulses des Signals U60 getriggert wird und an seinem Ausgang ebenfalls eine Spannungsimpulsfolge U74 liefert, die im zweiten Diagramm der Fig. 7 gezeigt ist. Die Dauer t4 eines jeden Impulses des Signals U74 ist verhältnismässig kurz im Vergleich zur Dauer t3- Die abstei
gende Flanke jedes Impulses des Signals U74 steuert das Flipflop 75, welches nun das ebenfalls in Fig. 7 dargestellte Signal U75 an den Eingang des Verstärkers 76 liefert. Der Ausgang des Verstärkers 76 liefert an die Eingangswicklung 77 des Impulstransformators 78 eine Spannung U76, deren zeitlicher Verlauf ebenfalls in Fig. 7 gezeigt ist. In den vier Ausgangswicklungen 79 bis 82 des Impulstransformators werden nur kurze, nadeiförmige Spannungsimpulse induziert, die jeweils mit den aufsteigenden und absteigenden Flanken der an die Eingangswicklung 77 gelieferten Spannung U76 zeitlich zusammenfallen. Den Thyristoren 71 und 72 werden die im drittuntersten und zweituntersten Diagramm der Fig. 7 gezeigten Steuerspannungen U241 und U242 bzw. U251 und U252 in Form von Nadelimpulsen zugeführt. Durch geeignete Polung der Ausgangswicklungen 79 bis 82 ist erreicht, dass jeweils bei den aufsteigenden Flanken der Spannung U76 ein Nadelimpuls U251 bzw. U242 zum Thyristor 71 der Schalteranordnung 25 und zum Thyristor 72 der Schalteranordnung 24 gelangt, um diese Thyristoren gleichzeitig in den leitenden Zustand zu steuern, und dass jeweils bei den absteigenden Flanken der Spannung U76 ein Nadelimpuls U241 bzw. U252 zum Thyristor 71 der Schalteranordnung 24 und zum Thyristor 72 der Schalteranordnung 25 gelangt, um diese beiden Thyristoren wiederum gleichzeitig in den leitenden Zustand zu steuern.The voltage pulse sequence U60 generated by the astable multivibrator 60 is, however, also fed to the trigger input of the monostable multivibrator 74, which is triggered by the falling edge of each pulse of the signal U60 and also supplies a voltage pulse sequence U74 at its output, which is shown in the second diagram in FIG. 7 is shown. The duration t4 of each pulse of the signal U74 is relatively short in comparison to the duration t3-the abstei The leading edge of each pulse of signal U74 controls flip-flop 75, which now supplies signal U75, also shown in FIG. 7, to the input of amplifier 76. The output of the amplifier 76 supplies a voltage U76 to the input winding 77 of the pulse transformer 78, the time course of which is also shown in FIG. 7. Only short, needle-shaped voltage pulses are induced in the four output windings 79 to 82 of the pulse transformer, which coincide in time with the rising and falling edges of the voltage U76 supplied to the input winding 77. The control voltages U241 and U242 or U251 and U252 shown in the third lowest and second lowest diagram of FIG. 7 are supplied to the thyristors 71 and 72 in the form of needle pulses. A suitable polarity of the output windings 79 to 82 ensures that a needle pulse U251 or U242 reaches the thyristor 71 of the switch arrangement 25 and the thyristor 72 of the switch arrangement 24 in each case on the rising edges of the voltage U76 in order to simultaneously turn these thyristors into the conductive state control, and that in each case on the rising edges of the voltage U76, a needle pulse U241 or U252 reaches the thyristor 71 of the switch arrangement 24 and the thyristor 72 of the switch arrangement 25 in order to control these two thyristors in turn in the conductive state.
Bekanntlich hat ein Thyristor die Eigenschaft, auch nach dem Wegfall der Steuerspannung den leitenden Zustand der AnordenKathoden-Strecke beizubehalten, solange durch letztere ein Strom fliesst. Im vorliegenden Fall bewirken die dem zweiten Steuersignaleingang 322 zugeführten Impulse der Steuerspannung U60 jeweils eine Unterbrechung des Stromflusses, so dass jeweils vor dem Ende des betreffenden Impulses U60 sämtliche Thyristoren stromlos und damit nichtleitend werden. Durch das abwechselnde Zünden der Thyristoren 71 und 72
in den beiden Umschaltvorrichtungen 24 und 25 wird die Flussrichtung des Stromes IL durch die Fluoreszenzlampe 20 periodisch umgekehrt, wie das unterste Diagramm der Fig. 7 zeigt.As is known, a thyristor has the property of maintaining the conductive state of the array-cathode path even after the control voltage has ceased to exist, as long as a current flows through the latter. In the present case, the pulses of the control voltage U60 supplied to the second control signal input 322 each cause an interruption in the current flow, so that before the end of the pulse U60 in question, all thyristors become deenergized and therefore non-conductive. By alternately firing thyristors 71 and 72 in the two switching devices 24 and 25, the direction of flow of the current I L through the fluorescent lamp 20 is periodically reversed, as the bottom diagram in FIG. 7 shows.
Der monostabile Multivibrator 74 hat den Zweck, jeweils das Ansteigen und Abfallen der Spannungen U75 und U76 und folglich das Auftreten der Nadelimpulse der Steuerspannungen U241, U242, U251 und U252 in bezug auf das Ende der Impulse des Signals U60 um die Zeitdauer t4 zu verzögern. Hierdurch wird erreicht, dass die zum Zünden der Thyristoren 71 und 72 vorgesehenen Nadelimpulse jeweils erst auftreten, nachdem beim Ende des jeweils vorhergehenden Impulses des Signals U 60 der Leistungstransistor 45 (Fig. 4) in der Schalteranordnung 32 wieder seinen leitenden Zustand angenommen hat und somit die Anoden-Kathoden-Strecken der Thyristoren bereits wieder unter Spannung stehen. Ohne die erwähnte Verzögerung um die Zeitdauer t4 könnte eine sichere Zündung der Thyristoren 71 und 72 in Frage gestellt sein.The purpose of the monostable multivibrator 74 is to delay the rise and fall of the voltages U75 and U76 and consequently the occurrence of the needle pulses of the control voltages U241, U242, U251 and U252 with respect to the end of the pulses of the signal U60 by the time period t4. This ensures that the needle pulses provided for firing the thyristors 71 and 72 only occur after the power transistor 45 (FIG. 4) in the switch arrangement 32 has resumed its conductive state at the end of the previous pulse of the signal U 60 and thus the anode-cathode sections of the thyristors are already live again. Without the aforementioned delay by the time period t4, reliable firing of the thyristors 71 and 72 could be called into question.
Das in Fig. 8 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Beispielen hauptsächlich dadurch, dass nur eine einzige Umschaltvorrichtung 25, aber zwei Freilaufdioden 341 und 342 sowie eine Gleichstromquelle 90 mit einem positiven Pol 91, einem negativen Pol 92 und einem neutralen Pol 93 vorhanden sind. Der neutrale Pol 93 steht mit einer Wechselstromnetz-Anschlussklemme 94 in Verbindung, während eine zweite Wechselstroπ-netz-Anschlussklemme 95 über zwei entgegengesetzt gepolte Gleichrichterdioden 96 und 97 mit dem positiven Pol 91 bzw. dem negativen Pol 92 der Gleichstromquelle 90 verbunden ist. Zwei Ladekondensatoren 98 und 99 sind zwischen dem positiven Pol 91 und dem neutralen Pol 93 bzw. zwischnen letzterem und dem negativen Pol 92 eingeschaltet.
Der neutrale Pol 93 der Gleichstromquelle 90 ist über eine Diagonale einer Gleichrichterbrücke 100, über den Messwiderstand 50 der Stromfühlervorrichtung 33 und die Induktionsspule 23 mit dem einen Anschlussende 21a der Glühelektrode 21 der Fluoreszenzlampe 20 verbunden. Die Umschaltvorrichtung 25 enthält anstelle von Leistungstransistoren oder Thyristoren im Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 zwei Gateturn-off-Halbleiterschalter 101 und 102, von denen der eine 101 zwischen dem positiven Pol 91 der Gleichstromquelle 90 und dem Anschlussende 22a der zweiten Glühelektrode 22 der Fluoreszenzlampe 20 liegt, während der andere 102 zwischen dem gleichen Anschlussende 22a und dem negativen Pol 92 der Gleichstromquelle liegt. Gate-turn-off-Halbleiterschalter sind erst kürzlich auf den Markt gekommene elektronische Bauelemente, welche die Eigenschaften eines Thyristors und eines Hochspannungs-Schalttransistors vereinigen und durch einen positiven Steuerimpuls in leitenden Zustand und einen negativen Steuerimpuls in nichtleitenden Zustand bringbar sind (vgl. "Electronic Components and Applications", Vol. 2, No. 4, Aug. 1980, Seiten 194ff).The further exemplary embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 8 differs from the examples described so far mainly in that only a single switching device 25, but two freewheeling diodes 341 and 342 and a direct current source 90 with a positive pole 91, a negative pole 92 and one neutral pole 93 are present. The neutral pole 93 is connected to an AC power supply terminal 94, while a second AC power supply terminal 95 is connected to the positive pole 91 and the negative pole 92 of the direct current source 90 via two oppositely polarized rectifier diodes 96 and 97. Two charging capacitors 98 and 99 are connected between the positive pole 91 and the neutral pole 93 or between the latter and the negative pole 92. The neutral pole 93 of the direct current source 90 is connected via a diagonal of a rectifier bridge 100, via the measuring resistor 50 of the current sensor device 33 and the induction coil 23 to the one connection end 21a of the glow electrode 21 of the fluorescent lamp 20. Instead of power transistors or thyristors in the exemplary embodiment according to FIG. 8, the switching device 25 contains two gate turn-off semiconductor switches 101 and 102, of which one 101 lies between the positive pole 91 of the direct current source 90 and the connection end 22a of the second glow electrode 22 of the fluorescent lamp 20 while the other 102 is between the same terminal end 22a and the negative pole 92 of the DC power source. Gate-turn-off semiconductor switches are only recently launched electronic components that combine the properties of a thyristor and a high-voltage switching transistor and can be brought into a conductive state by a positive control pulse and into a non-conductive state by a negative control pulse (cf. "Electronic Components and Applications ", Vol. 2, No. 4, Aug. 1980, pages 194ff).
An die zweite Diagonale der erwähnten Gleichrichterbrücke 100 ist die Emitter-Kollektor-Strecke des Leistungstransistors 45 in der zur Stromstärkeregelung dienenden Schalteranordnung 32 angeschlossen. Letztere weist im vorliegenden Fall nur einen einzigen Steuersignaleingang 321 auf, der mit dem Emitter des Leistungstransistors 45 und der Basis eines weiteren Transistors 46 verbunden ist. Ueber einen Widerstand 48 ist der Emitter des Transistors 46 mit der Basis des Leistungstransistors 45 verbunden, während der Kollektor des Transistors 46 an eine (nicht dargestellte) Hilfsspannungsquelle angeschlossen ist. Die Ausbildung der Schalteranordnung 32 ist somit gleich wie in Fig. 4, mit der
Ausnahme, dass der zweite Steuersignaleingang 322 und der zugeordnete Transistor 47 entbehrlich sind. Die Stromfühlervorrichtung 32 ist genau gleich ausgebildet wie im Beispiel nach Fig. 4, und sie liefert das gleiche Regelsignal U33 an den Steuersignaleingang 331 der Schalteranordnung 32. Die eine Freilaufdiode 341 ist einerseits an den positiven Pol 91 der Gleichstromquelle 90 und anderseits an den Verbindungsleiter 112 zwischen der Gleichrichterbrücke 100 und dem Messwiderstand 50 der Stromfühlervorrichtung 33 angeschlossen, während die andere Freilaufdiode 342 zwischen den genannten Verbindungsleiter 112 und den negativen Pol 92 der Gleichstromquelle eingeschaltet ist.The emitter-collector path of the power transistor 45 in the switch arrangement 32 used for current regulation is connected to the second diagonal of the rectifier bridge 100 mentioned. In the present case, the latter has only a single control signal input 321, which is connected to the emitter of the power transistor 45 and the base of a further transistor 46. The emitter of transistor 46 is connected to the base of power transistor 45 via a resistor 48, while the collector of transistor 46 is connected to an auxiliary voltage source (not shown). The configuration of the switch arrangement 32 is thus the same as in FIG. 4, with the Exception that the second control signal input 322 and the associated transistor 47 are unnecessary. The current sensor device 32 is of exactly the same design as in the example according to FIG. 4, and it supplies the same control signal U33 to the control signal input 331 of the switch arrangement 32. The one freewheeling diode 341 is on the one hand at the positive pole 91 of the direct current source 90 and on the other hand at the connecting conductor 112 connected between the rectifier bridge 100 and the measuring resistor 50 of the current sensor device 33, while the other freewheeling diode 342 is connected between the mentioned connecting conductor 112 and the negative pole 92 of the direct current source.
Die zum Steuern der Umschaltvorrichtung 25 dienende Steuervorrichtung 28 ist wie folgt ausgebildet: Ein astabiler Multivibrator 105 ist mit dem Triggereingang eines Flipflop 106 verbunden, dem ein Verstärker 107 nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Verstärkers 107 speist eine Eingangswicklung 108 eines Impulstransformators 109 mit zwei galvanisch getrennten Ausgangswicklungen 110 und 111. Die eine Ausgangswicklung 110 ist zwischen die Kathode und die Steuerelektrode des ersten Gate-turn-off-Halbleiterschalters 101 eingeschaltet, während die andere Ausgangswicklung 111 an die Kathode und die Steuerelektrode des zweiten Gate-turn-off-Halbleiterschalters 102 angeschlossen ist. Der astabile Multivibrator 105 ist mit einem Triggersignal synchronisierbar, das z.B. über mindestens einen Kondensator 113 von der den Anschlussklemmen 94 und 95 zugeführten Netzwechselspannung hergeleitet ist.The control device 28 used to control the switching device 25 is configured as follows: An astable multivibrator 105 is connected to the trigger input of a flip-flop 106, which is followed by an amplifier 107. The output of amplifier 107 feeds an input winding 108 of a pulse transformer 109 with two galvanically isolated output windings 110 and 111. One output winding 110 is connected between the cathode and the control electrode of the first gate turn-off semiconductor switch 101, while the other output winding 111 is on the cathode and the control electrode of the second gate turn-off semiconductor switch 102 are connected. The astable multivibrator 105 can be synchronized with a trigger signal which e.g. Via at least one capacitor 113 is derived from the line AC voltage supplied to the connection terminals 94 and 95.
Analog dem ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist zwischen den Anschlussenden 21b und 22b der beiden Glühelektroden 21 und 22 der Fluoreszenzlampe 20 eine Schalteran
Ordnung 26 vorhanden, die durch eine zugeordnete Steuervorrichtung 27 elektronisch steuerbar ist. Die Schalteranordnung 26 gemäss Fig. 8 weist eine Gleichrichterbrücke 115 auf, deren eine Diagonale mit den Anschlussenden 21b und 22b der Glühelektroden 21 und 22 verbunden ist. An die andere Diagonale der Gleichrichterbrücke 115 ist die Anoden-Kathoden-Strecke eines weiteren Gate-turn-off-Halbleiterschalters angeschlossen. Die Steueranordnung 27 enthält einen astabilen Multivibrator 117, dem ein Verstärker 118 nachgeschaltet ist. Der Ausgang des Verstärkers 118 speist die Primärwicklung 119 eines Impulstransformators 120, dessen Sekundärwicklung 121 an die Kahtode und die Steuerelektrode des Gate-turn-off-Haltleiterschalters 116 in der Schalteranordnung 26 angeschlossen ist. Der astabile Multivibrator 117 ist mit einer Vorrichtung 122, z.B. in Form eines manuell veränderbaren Einstellwiderstandes, versehen, mit deren Hilfe ftas Verhältnis von Impulsdauer zu Impulspause verändert werden kann, zwecks Steuerung der Helligkeit der Fluoreszenzlampe 20.Analogously to the first exemplary embodiment according to FIG. 1, a switch is connected between the connection ends 21b and 22b of the two glow electrodes 21 and 22 of the fluorescent lamp 20 Order 26 available, which can be electronically controlled by an associated control device 27. The switch arrangement 26 according to FIG. 8 has a rectifier bridge 115, one diagonal of which is connected to the connection ends 21b and 22b of the glow electrodes 21 and 22. The anode-cathode path of a further gate-turn-off semiconductor switch is connected to the other diagonal of the rectifier bridge 115. The control arrangement 27 contains an astable multivibrator 117, which is followed by an amplifier 118. The output of the amplifier 118 feeds the primary winding 119 of a pulse transformer 120, the secondary winding 121 of which is connected to the Kahtode and the control electrode of the gate turn-off semiconductor switch 116 in the switch arrangement 26. The astable multivibrator 117 is provided with a device 122, for example in the form of a manually variable setting resistor, by means of which the ratio of pulse duration to pulse pause can be changed for the purpose of controlling the brightness of the fluorescent lamp 20.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 8 ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 erläutert: Es wird zunächst angenommen, dass in der Umschaltvorrichtung 25 der Gate-turn-off-Halbleiterschalter 101 sich in leitendem Zustand befindet und der andere Gate-turn-off-Halbleiterschalter 102 nichtleitend ist. Weiter ist angenommen, dass die Fluoreszenzlampe 20 gezündet ist. Unter diesen Voraussetzungen fliesst ein elektrischer Strom IL vom positiven Pol 91 der Gleichstromquelle 90 über den Gate-turn-off-Halbleiterschalter 101, durch die Fluoreszenzlampe 20, durch die Induktionsspule 23, durch den Messwiderstand 50 der Stromfühlervorrichtung 33 und über den Leistungstransistor 45 zum neutralen Pol 93 der Gleichstromquelle 90. In Steuerabhängigkeit von dem durch die Stromfühlervorrichtung 33 er
zeugten Regelsignal U33 sorgt die Schalteranordnung 32 selbsttätig dafür, dass die Stromstärke nur in relativ geringem Mass um einen vorbestimmten Sollwert pendelt, wie dies mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 ausführlicher dargelegt worden ist. Jeweils wenn der Leistungstransistor 45 in nichtleitendem Zustand ist, ermöglicht die Freilaufdiode 341 den weiteren Stromfluss aufgrund der in der Induktionsspule 23 gespeicherten elektrischen Energie.The use and mode of operation of the device according to FIG. 8 is explained below with reference to FIGS. 9 and 10: It is initially assumed that in the switching device 25 the gate turn-off semiconductor switch 101 is in the conductive state and the other gate turn-off semiconductor switch 102 is non-conductive. It is further assumed that the fluorescent lamp 20 is ignited. Under these conditions, an electric current I L flows from the positive pole 91 of the direct current source 90 via the gate turn-off semiconductor switch 101, through the fluorescent lamp 20, through the induction coil 23, through the measuring resistor 50 of the current sensor device 33 and via the power transistor 45 neutral pole 93 of the direct current source 90. In dependence on the control by the current sensor device 33 generated control signal U33, the switch arrangement 32 automatically ensures that the current intensity oscillates only to a relatively small extent around a predetermined desired value, as has been explained in more detail with reference to FIGS. 1 and 2. Each time the power transistor 45 is in a non-conductive state, the freewheeling diode 341 enables the further current flow on the basis of the electrical energy stored in the induction coil 23.
Der astabile Multivibrator 117 in der Steuervorrichtung 27 erzeugt ein Taktsignal U117, dessen zeitlicher Verlauf im obersten Diagramm der Fig. 9 gezeigt ist. Im Verstärker 118 wird das Taktsignal U117 verstärkt und dann der Primärwicklung 119 des Impulstransformators 120 zugeführt. In der Sekundärwicklung 121 des Impulstransformators 120 werden nadeiförmige Spannungsimpulse U121 induziert, wie im mittleren Diagramm der Fig. 9 gezeigt ist. Man erkennt, dass jeweils bei den ansteigenden Flanken jedes Impulses des Taktsignals 117 ein positiver Nadelimpuls U121 und bei den abfallenden Flanken jedes Taktsignalimpulses ein negativer Nadelimpuls entsteht. Durch jeden positiven Nadelimpuls U121 wird der Gate-turn-off-Halbleiterschalter 116 in der Schalteranordnung 26 in den leitenden Zustand gesteuert, der bis zum Auftreten des nachfolgenden negativen Nadelimpulses U121 erhalten bleibt. Somit steuert jeder negative Nadelimpuls U121 den Gate-turn-off-Halbleiterschalter in den nichtleitenden Zustand zurück. Wenn und so lange sich jeweils der Gate-turnoff-Halbleiterschalter 116 in leitendem Zustand befindet, ist der Stromfluss IL durch die Fluoreszenzlampe 20 unterbrochen, da dann der Strom durdi den niederohmigen Nebenschluss fliesst, der durch die Glühelektrode 22, einen Teil der Gleichrichterbrücke 115, den Gate-turn-off-Halbleiterschalter 116, einen andern Teil der Gleichrichterbrücke 115 und die Glühelektrode 21 gebildet ist. Der resultierende
zeitliche Verlauf des durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessenden Stromes IL ist im untersten Diagramm der Fig. 9 dargestellt. Analog dem ersten Ausführungsbeispiel lässt sich die Helligkeit der Fluoreszenzlampe 20 willkürlich steuern durch Verändern des Verhältnisses der Zeitintervalle t1 und t2, in denen der Gate-turn-off-Halbleiterschalter 116 leitend bzw. nichtleitend ist. Die Taktfrequenz des vom Multivibrator 117 erzeugten Signals U117 wird beträchtlich höher als 50 Hz gewählt, damit das menschliche Auge kein Flimmern der Fluoreszenzlampe wahrnimmt.The astable multivibrator 117 in the control device 27 generates a clock signal U117, the temporal course of which is shown in the top diagram in FIG. 9. The clock signal U117 is amplified in the amplifier 118 and then fed to the primary winding 119 of the pulse transformer 120. Needle-shaped voltage pulses U121 are induced in the secondary winding 121 of the pulse transformer 120, as shown in the middle diagram in FIG. 9. It can be seen that a positive needle pulse U121 arises in each case on the rising edges of each pulse of the clock signal 117 and a negative needle pulse arises on the falling edges of each clock signal pulse. Each positive needle pulse U121 controls the gate turn-off semiconductor switch 116 in the switch arrangement 26 into the conductive state, which is maintained until the subsequent negative needle pulse U121 occurs. Each negative needle pulse U121 thus controls the gate turn-off semiconductor switch back to the non-conductive state. If and as long as the gate turn-off semiconductor switch 116 is in the conductive state, the current flow I L through the fluorescent lamp 20 is interrupted, because then the current flows through the low-resistance shunt that flows through the glow electrode 22, part of the rectifier bridge 115 , the gate turn-off semiconductor switch 116, another part of the rectifier bridge 115 and the glow electrode 21 is formed. The resulting one The time course of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is shown in the bottom diagram in FIG. 9. Analogously to the first exemplary embodiment, the brightness of the fluorescent lamp 20 can be arbitrarily controlled by changing the ratio of the time intervals t1 and t2 in which the gate turn-off semiconductor switch 116 is conductive or nonconductive. The clock frequency of the signal U117 generated by the multivibrator 117 is chosen to be considerably higher than 50 Hz, so that the human eye does not notice any flickering of the fluorescent lamp.
Der in der Steuervorrichtung 28 enthaltene astabile Multivibrator 105 erzeugt eine Spannungsimpulsfolge U105, wie sie im zweitobersten Diagramm der Fig. 10 veranschaulicht ist. Die Impulse des Signals U105 sind mit der Netzwechselspannung UW synchronisiert, die den Anschlussklemmen 94 und 95 der Gleichstromquelle 90 zugeführt wird. Im obersten Diagramm der Fig. 10 ist der zeitliche Verlauf der Netzwechselspannung UW mit strichpunktierter Linie angedeutet. Man erkennt, dass die Impulse des vom Multivibrator 105 erzeugten Signals U105 jeweils kurz nach dem Nulldurchgang der Netzwechselspannung ausgelöst werden, und dass die Wiederholungsfrequenz der Impulse doppelt so hoch wie die Netzfrequenz ist. Die absteigende Flanke jedes Impulses des Signals 105 steuert das Flipflop 106, welches seinerseits das im dritten Diagramm der Fig. 10 gezeigte Signal U106 erzeugt, das im Verstärkter 107 verstärkt und der Eingangswicklung 108 des Impulstransformators 109 zugeführt wird. In den beiden Ausgangswicklungen 110 und 111 des Impulstransformators 109 werden nadeiförmige Spannungsimpulse U251 bzw. U252 induziert, die als Steuersignale den beiden Gate-turn-off-Halbleiterschaltern 101 und 102 der Umschaltvorrichtung 25 zugeleitet werden. Im drittuntersten und zweituntersten Diagramm der Fig. 10 sind die entstehenden Nadelimpulse U252 und 252
ebenfalls dargestellt, und es ist erkennbar, dass sie jeweils bei den aufsteigenden und den absteigenden Flanken des vom Flipflop 106 erzeugten Signals U106 auftreten. Jeder positive Nadelimpuls U251 steuert den ersten Gate-turn-offHalbleiterschalter 101 in den leitenden Zustand, während gleichzeitig ein negativer Nadelimpuls U252 den zweiten Gate-turn-off-Halbleiterschalter 102 in den nichtleitenden Zustand steuert. Umgekehrt steuert jeder negative Nadelimpuls U251 den ersten Gate-turn-off-Halbleiterschalter in den nichtleitenden Zustand, während gleichzeitig ein positiver Nadelimpuls U252 den zweiten Gate-turn-off-Halbleiterschalter 102 in den leitenden Zustand steuert. Durch die Umsteuerung der beiden Gate-turn-off-Halbleiterschalter 101 und 102 wird die Flussrichtung des durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessenden Stromes periodisch umgekehrt, wie im untersten Diagramm der Fig. 10 veranschaulicht ist.The astable multivibrator 105 contained in the control device 28 generates a voltage pulse sequence U105, as is illustrated in the second uppermost diagram in FIG. 10. The pulses of the signal U105 are synchronized with the AC line voltage U W , which is supplied to the connecting terminals 94 and 95 of the direct current source 90. In the uppermost diagram in FIG. 10, the time profile of the AC line voltage U W is indicated with a dash-dotted line. It can be seen that the pulses of the signal U105 generated by the multivibrator 105 are triggered shortly after the zero crossing of the mains AC voltage, and that the repetition frequency of the pulses is twice the mains frequency. The falling edge of each pulse of signal 105 controls flip-flop 106, which in turn generates signal U106 shown in the third diagram in FIG. 10, which is amplified in amplifier 107 and fed to input winding 108 of pulse transformer 109. In the two output windings 110 and 111 of the pulse transformer 109, needle-shaped voltage pulses U251 and U252 are induced, which are fed as control signals to the two gate turn-off semiconductor switches 101 and 102 of the switching device 25. In the third lowest and second lowest diagram of FIG. 10, the resulting needle pulses U252 and 252 is also shown, and it can be seen that they occur in each case on the rising and falling edges of the signal U106 generated by the flip-flop 106. Each positive needle pulse U251 controls the first gate turn-off semiconductor switch 101 into the conductive state, while at the same time a negative needle pulse U252 controls the second gate turn-off semiconductor switch 102 into the non-conductive state. Conversely, each negative needle pulse U251 controls the first gate turn-off semiconductor switch in the non-conductive state, while at the same time a positive needle pulse U252 controls the second gate turn-off semiconductor switch 102 in the conductive state. By reversing the two gate turn-off semiconductor switches 101 and 102, the direction of flow of the current flowing through the fluorescent lamp 20 is periodically reversed, as illustrated in the bottom diagram in FIG. 10.
Jeweils wenn der erste Gate-turn-off Halbleiterschalter 101 nichtleitend und der andere 102 leitend ist, fliesst der Strom vom neutralen Pol 93 der Gleichstromquelle 90 über den für die Stromstärkeregelung vorgesehenen Leistungstransistor 45, durch den Messwiderstand 50 der Stromfühlervorrichtung 32, durch die Induktionsspule 23» durch die Fluoreszenzlampe 20 und über den Gate-turn-off-Halbleiterschalter 102 zum negativen Pol 92 der Gleichstromquelle 90. In diesem Fall ermöglicht die Freilaufdiode 342 das WeiterfHessen des Stromes in jenen kurzen Zeitintervallen, in denen der Leistungstransistor 45 in Steuerabhängigkeit vom Regelsignal U33 jeweils nichtleitend ist.Each time the first gate turn-off semiconductor switch 101 is non-conductive and the other 102 is conductive, the current flows from the neutral pole 93 of the direct current source 90 via the power transistor 45 provided for current regulation, through the measuring resistor 50 of the current sensor device 32, through the induction coil 23 "by the fluorescent lamp 20 and above the gate-turn-off semiconductor switch 102 to the negative pole 92 of the DC power source 90. in this case, the free-wheeling diode 342 allows WeiterfHessen of the current in the brief time intervals in which the power transistor 45 in control function of the control signal U33 is always non-conductive.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die zur Speisung der Fluoreszenzlampe 20 dienende elektrische Energie stets nur von der einen oder der anderen Hälfte der
Gleichstromquelle 90 geliefert wird, wobei jeweils gleichzeitig mit dem Umsteuern der Umschaltvorrichtung 25 die zur Speisung herangezogene Hälfte der Gleichstromquelle gewechselt wird. Durch die erwähnte Synchronisation der Impulse des vom astabilen Multivibrator 105 erzeugten Signals U105 mit der Netzwechselspannung UW lässt sich erreichen, dass die Speistung der Fluoreszenzlampe 20 jeweils durch jene Hälfte der Gleichstromquelle 90 erfolgt, deren Ladekondensator 98 bzw. 99 gerade in diesem Moment durch eine Wechselspannungshalbwelle aufgeladen wird. Im obersten Diagramm der Fig. 10 ist ausser der Netzwechselspannung UW auch der zeitliche Verlauf der über den Ladekondensatoren 98 und 99 liegenden positiven Gleichspannung U98 bzw. negativen Gleichspannung U99 dargestellt. Vergleicht man das oberste und das unterste Diagramm der Fig. 10, so ist erkennbar, dass der durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessende Strom IL jeweils dann positiv wird (gemäss dem Pfeil in Fig. 8), wenn die positive Spannung U98 über dem Ladekondensator 98 gegen den Spitzenwert einer positiven Netzspannungshalbwelle ansteigt, und dass der Strom IL jeweils dann seine Richtung umkehrt, wenn die Spannung U98 wieder auf etwa den gleichen Wert wie am Anfang abgesunken ist. Während dieser gleichen Zeitspanne bleibt die Spannung U99 am andern Ladekondensator 99 praktisch konstant, weil dann die betreffende Hälfte der Gleichstromquelle 90 unbelastet ist. Umgekehrt ist der Strom IL jeweils dann negativ (entgegen dem Pfeil in Fig. 8), wenn die negative Gleichspannung U99 gegen den Spitzenwert einer negativen Wechselspannungshalbwelle ansteigt, und der Strom IL kehrt dann wieder seine Richtung um, wenn die Spannung U99 wieder auf etwa den Anfangswert abgesunken ist. Dies wird durch eine passende Wahl der Impulsdauer t5 jedes Spannungsimpulses des vom Multivibrator erzeugten Signals U105 erzielt. So ergibt sich die geringst mögliche Welligkeit der Gleichspannungen U98 und U99.
In Fig. 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die selbe Gleichstromquelle 90 wie im Beispiel nach Fig. 8 Verwendung findet. Der neutrale Pol 93 der Gleichstrom quelle ist nur über den Messwiderstand 50 der Stromfühlervorrichtung 33 und über die Induktionsspule 23 mit dem einen Anschlussende 21a der Glühelektrode 21 der Fluoreszenzlampe 20 verbunden. Das entsprechende Anschlussende 22a der andern Glühelektrode 22 steht über eine elektronisch steuerbare Schalteranordnung 32 zur Regelung der Stromstärke mit dem positiven Pol 91 der Gleichstromquelle und über eine weitere ähnliche Schalteranordnung 32' zur Regelung der Stromstärke mit dem negativen Pol 92 der Gleichstromquelle 90 in Verbindung. Die Ausbildung der Schalteranordnung 32 stimmt mit jener der Schalteranordnung 32 in Fig. 4 vollständig überein, und es sind wieder zwei voneinander unabhängige Steuersignaleingänge 321 und 322 vorhanden. Die andere Schalteranordnung 32' ist analog ausgebildet, aber mit Transistoren 45', 46' und 47' bestückt, die zu den entsprechenden Transistoren 45, 46 und 47 der Schalteranordnung 32 komplementär sind. Auch die Schalteranordung 32' weist zwei Steuersignaleingänge auf, die mit 321' und 322' bezeichnet sind.It can be seen from the above description that the electrical energy used to feed the fluorescent lamp 20 is always only from one or the other half of the Direct current source 90 is supplied, with the half of the direct current source used for the supply being changed simultaneously with the reversal of the switching device 25. Through the aforementioned synchronization of the pulses of the signal U105 generated by the astable multivibrator 105 with the AC line voltage U W, it can be achieved that the fluorescent lamp 20 is supplied in each case by that half of the direct current source 90, the charging capacitor 98 or 99 of which, at this moment, is supplied by a AC half wave is charged. In addition to the AC line voltage U W , the uppermost diagram in FIG. 10 also shows the time profile of the positive DC voltage U98 or negative DC voltage U99 lying across the charging capacitors 98 and 99. Comparing the top and bottom diagram of FIG. 10, it can be seen that the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 becomes positive (according to the arrow in FIG. 8) when the positive voltage U98 across the charging capacitor 98 increases towards the peak value of a positive mains voltage half-wave, and that the current I L reverses its direction each time the voltage U98 has dropped to approximately the same value as at the beginning. During this same period of time, the voltage U99 at the other charging capacitor 99 remains practically constant because then the relevant half of the direct current source 90 is unloaded. Conversely, the current I L is negative (opposite to the arrow in FIG. 8) when the negative DC voltage U99 rises against the peak value of a negative AC voltage half-wave, and the current I L then reverses its direction when the voltage U99 is raised again about the initial value has dropped. This is achieved by a suitable choice of the pulse duration t5 of each voltage pulse of the signal U105 generated by the multivibrator. This results in the lowest possible ripple in the DC voltages U98 and U99. FIG. 11 shows a further exemplary embodiment in which the same direct current source 90 as in the example according to FIG. 8 is used. The neutral pole 93 of the direct current source is only connected via the measuring resistor 50 of the current sensor device 33 and via the induction coil 23 to the one connecting end 21a of the glow electrode 21 of the fluorescent lamp 20. The corresponding connection end 22a of the other glow electrode 22 is connected to the positive pole 91 of the direct current source via an electronically controllable switch arrangement 32 for regulating the current intensity and to the negative pole 92 of the direct current source 90 via a further similar switch arrangement 32 'for regulating the current intensity. The configuration of the switch arrangement 32 completely corresponds to that of the switch arrangement 32 in FIG. 4, and there are again two mutually independent control signal inputs 321 and 322. The other switch arrangement 32 'is analog, but is equipped with transistors 45', 46 'and 47', which are complementary to the corresponding transistors 45, 46 and 47 of the switch arrangement 32. The switch arrangement 32 'also has two control signal inputs, which are designated 321' and 322 '.
Die Stromfühlervorrichtung 33 enthält Verstärker 51 und 51' , deren Eingänge an die Enden des Messwiderstandes 50 angeschlössen sind. Der Ausgang des Verstärkers 51 ist mittels eines Optokopplers 52 mit dem einen Steuersignaleingang 321 der Schalteranordnung 32 verbunden, um letzterer ein Regelsignal U33 für die selbsttätige Stromstärkeregelung zuzuführen. In analoger Weise ist der Ausgang des andern Verstärkers 51' mittels eines zweiten Optokopplers 52' mit dem einen Steuersignaleingang 321' der Schalteranordnung-32' verbunden, um auch dieser ein Regelsignal U33' für die Stromstärkerege
Anstelle der Freilaufdioden 341 und 342 des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 8 sind im Beispiel nach Fig. 11 zwei dem gleichen Zweck dienende komplementäre Transistoren 343 und 344 vorhanden, deren Kollektor-Emitter-Strecken entgegengesetzt gepolt zwischen den neutralen Pol 93 der Gleichstromquelle 90 und die Glühelektrode 22 der Fluoreszenzlampe 20 eingeschaltet sind. Der Basis-Emitter-Strecke dieser Transistoren 343 und 344 ist jeweils die Kollektor-Emitter-Strecke eines Steuertransistors 345 bzw. 346 parallel geschaltet. Das Ausgangssignal des Verstärkers 127 in der Steuervorrichtung 28 ist der Basis eines jeden Steuertransistors 345 bzw. 346 zugeleitet. Ueber einen Widerstand 347 ist der Kollektor des einen Steuertransistors 345 mit einem positiven Hilfspotential verbunden, während in analoger Weise der Kollektor des andern Steuertransistors 346 über einen Widerstand 348 an ein negatives Hilfspotential angeschlossen ist.The current sensor device 33 contains amplifiers 51 and 51 ', the inputs of which are connected to the ends of the measuring resistor 50. The output of the amplifier 51 is connected by means of an optocoupler 52 to the one control signal input 321 of the switch arrangement 32 in order to supply the latter with a control signal U33 for the automatic current regulation. In an analogous manner, the output of the other amplifier 51 'is connected to the one control signal input 321' of the switch arrangement 32 'by means of a second optocoupler 52', in order to also provide a control signal U33 'for the current intensity Instead of the freewheeling diodes 341 and 342 of the exemplary embodiment according to FIG. 8, in the example according to FIG. 11 there are two complementary transistors 343 and 344 serving the same purpose, the collector-emitter paths of which have the opposite polarity between the neutral pole 93 of the direct current source 90 and the glow electrode 22 of the fluorescent lamp 20 are switched on. The collector-emitter path of a control transistor 345 and 346 is connected in parallel to the base-emitter path of these transistors 343 and 344. The output signal of the amplifier 127 in the control device 28 is fed to the base of each control transistor 345 or 346. The collector of one control transistor 345 is connected to a positive auxiliary potential via a resistor 347, while in an analogous manner the collector of the other control transistor 346 is connected to a negative auxiliary potential via a resistor 348.
Zwischen den Anschlussenden 21b und 22b der beiden Glühelektroden 21 und 22 der Fluoreszenzlampe 20 befindet sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine elektronisch steuerbare Schalteranordnung 26, der eine Steuervorrichtung 27 zugeordnet ist. Die Ausbildung der Schalteranordnung 26 und der zugehörigen Steuervorrichtung 27 ist gleich wie bei einem der vorhergehenden Beispiele und braucht daher nicht mehr erläutert zu werden.Between the terminal ends 21b and 22b of the two annealing electrodes 21 and 22 of the fluorescent lamp 20 is also in this embodiment, an electronically controllable S chalteranordnung 26, which is associated with a control device 27. The configuration of the switch arrangement 26 and the associated control device 27 is the same as in one of the preceding examples and therefore need not be explained any longer.
Schliesslich weist die Einrichtung gemäss Fig. 11 noch eine Steuervorrichtung 28 auf, die einen astabilen Multivibrator 125, ein Flipflop 126 und einen Verstärker 127 aufweist, die in Reihe hintereinander geschaltet sind. Der Ausgang des Verstärkers 117 ist mit den Steuersignaleingängen 322 und 322' der beiden Schalteranordnungen 32 und 32' verbunden. Gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist der astabile Multivibrator 125 durch ein externes SignalFinally, the device according to FIG. 11 also has a control device 28 which has an astable multivibrator 125, a flip-flop 126 and an amplifier 127 which are connected in series. The output of amplifier 117 is connected to control signal inputs 322 and 322 'of the two switch arrangements 32 and 32'. The astable multivibrator 125 is the same as in the exemplary embodiment according to FIG. 8 due to an external signal
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synchronisierbar und zu diesem Zweck z.B. mittels eines Kondensators 113 oder dergleichen mit den Netzanschlussklemmen 94, 95 gekoppelt.- can be synchronized and for this purpose, for example by means of a capacitor 113 or the like, coupled to the mains connection terminals 94, 95.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der in Fig. 11 gezeigten Einrichtung ist kurz wie folgt: Es ist angenommen, dass die Fluoreszenzlampe 20 gezündet ist. Der astabile Multivibrator 125 in der Steuervorrichtung 28 erzeugt eine Spannungsimpulsfolge U125, wie im zweitobersten Diagramm der Fig. 12 gezeigt ist. Die Impulse dieser Spannung U125 sind mit der Netzwechselspannung UW synchronisiert, und zwar derart, dass unmittelbar nach jedem Nulldurchgang der Netzwechselspannung UW ein Impuls der Spannung U125 beginnt, wie man durch Vergleich des obersten und des zweitobersten Diagrammes der Fig. 12 sieht.The operation and mode of operation of the device shown in FIG. 11 is brief as follows: It is assumed that the fluorescent lamp 20 is lit. The astable multivibrator 125 in the control device 28 generates a voltage pulse sequence U125, as shown in the second uppermost diagram in FIG. 12. The pulses of this voltage U125 are synchronized with the AC line voltage U W , in such a way that a pulse of voltage U125 begins immediately after each zero crossing of the AC line voltage U W , as can be seen by comparing the top and second-top diagrams of FIG. 12.
Durch die absteigenden Flanken der Impulse U125 wird das Flipflop 126 gesteuert, das ein Signal U125 gemäss dem drittenThe flip-flop 126, which generates a signal U125 according to the third, is controlled by the rising edges of the pulses U125
Diagramm der Fig. 12 an den Eingang des Verstärkers 127 liefert. Am Ausgang des Verstärkers 127 tritt ein Signal U127 auf, das den im zweituntersten Diagramm der Fig. 12 gezeigtenDiagram of FIG. 12 provides the input of amplifier 127. At the output of amplifier 127, a signal U127 appears, which is that shown in the second bottom diagram of FIG
Verlauf hat und als Steuersignal den Eingängen 322 und 322' der beiden Schalteranordnungen 32 und 32' zugeleitet wird.Has course and is fed as a control signal to the inputs 322 and 322 'of the two switch assemblies 32 and 32'.
Jeweils wenn das Signal U127 negativ wird, wird die EmitterKollektor-Strecke des Transistors 47' in der Schalteranordnung 32' leitend, wodurch der Leistungstransistor 45' in den nichtleitenden Zustand gesteuert wird. Dann ist die Verbindung zwischen dem Anschlussende 22a der Glühelektrode derFluoreszenzlampe 20 und dem negativen Pol 92 der Gleichstromquelle 90 unterbrochen.Gleichzeitig wird durch das Signal U127 mittels des Steuertransistörs 346 auch der Transistor 344 in den nichtleitenden Zustand und mittels des Steuertransistors 345 der Transistor 343 in den leitenden Zustand gesteuert, so dass letzterer gleich wie die Freilaufdiode 341 im Beispiel nach Fig. 8 wirksam wird. Weiterhin gleichzeitig
wird durch das Signal U127 der Transistor 47 in der Schalteranordnung 32 in den nichtleitenden Zustand gesteuert, was zur Folge hat, dass der Leistungstransistor 45 leitend wird. In der Folge wird somit die für den Betrieb der Fluoreszenzlampe 20 benötigte Energie allein durch die in Fig. 11 obere Hälfte der Gleichstromquelle 90 geliefert, wobei in dieser Phase der Ladekondensator 98 durch eine positive Halbwelle der Netzwechselspannung UW aufgeladen wird. Der durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessende Strom IL ist dann positiv im Sinne des Pfeiles in Fig. 11.Each time the signal U127 becomes negative, the emitter-collector path of the transistor 47 'in the switch arrangement 32' becomes conductive, as a result of which the power transistor 45 'is controlled in the non-conductive state. Then the connection between the connection end 22a of the glow electrode of the fluorescent lamp 20 and the negative pole 92 of the direct current source 90 is interrupted. At the same time, the signal U127 by means of the control transistor 346 also causes the transistor 344 to become non-conductive and the control transistor 345 to switch the transistor 343 to Controlled conductive state, so that the latter is the same as the freewheeling diode 341 in the example of FIG. 8 is effective. Continue at the same time the signal U127 controls the transistor 47 in the switch arrangement 32 into the non-conductive state, with the result that the power transistor 45 becomes conductive. As a result, the energy required for the operation of the fluorescent lamp 20 is thus supplied solely by the upper half of the DC power source 90 in FIG. 11, the charging capacitor 98 being charged in this phase by a positive half-wave of the AC mains voltage U W. The current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is then positive in the sense of the arrow in FIG. 11.
Jeweils wenn das Signal U127 vom negativen zum positiven Potential wechselt, werden der Leistungstransistor 45 in der Schalteranordnung 32 vie auch der Transistor 343 in den nichtleitenden Zustand gesteuert, während gleichzeitig der Leistungstransistor 45' der andern Schalteranordnung 32' und der in der Folge wie eine Freilaufdiode wirkende Transistor 344 in den leitenden Zustand gesteuert werden. Hierdurch wird die Verbindung zwischen dem positiven Pol 91 der Gleichstromquelle 90. und dem Anschlussende 22a der Glühelektrode 22 der Fluores-
Each time the signal U127 changes from negative to positive potential, the power transistor 45 in the switch arrangement 32 and also the transistor 343 are controlled into the non-conductive state, while at the same time the power transistor 45 'of the other switch arrangement 32' and subsequently as a freewheeling diode acting transistor 344 are controlled in the conductive state. As a result, the connection between the positive pole 91 of the direct current source 90 and the connection end 22a of the glow electrode 22 of the fluorescent
zenzlampe unterbrochen und somit die in Fig. 11 obere Hälfte der Gleichstromquelle 90 abgeschaltet. An deren Stelle ist nun die andere Hälfte der Gleichstromquelle 90 wirksam für die Speisung der Fluoreszenzlampe 20, weshalb die Richtung des durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessenden Stromes IL nun umgekehrt ist (entgegen dem Pfeil in Fig. 11). In dieser Betriebsphase wird der Ladekondensator 99 der belasteten unteren Hälfte der Gleichstromquelle 90 durch eine negative Halbwelle der Netzwechselspannung UW aufgeladen, wie das oberste Diagramm der Fig. 12 erkennen lässt. Wie bei dem mit Bezug auf die Fig. 8 und 10 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Dauer t5 der Impulse des vom Multivibrator 125 erzeugten Signals U125 derart gewählt, dass die geringstmögliche Welligkeit der über den Ladekondensatoren 98 und 99 liegenden Gleichspannungen U98 und U99 resultiert.Zenzlampe interrupted and thus the upper half of the DC power source 90 in Fig. 11 switched off. In its place, the other half of the direct current source 90 is now effective for feeding the fluorescent lamp 20, which is why the direction of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is now reversed (contrary to the arrow in FIG. 11). In this operating phase, the charging capacitor 99 of the loaded lower half of the direct current source 90 is charged by a negative half wave of the mains alternating voltage U W , as can be seen from the top diagram in FIG. 12. As in the exemplary embodiment described with reference to FIGS. 8 and 10, the respective duration t5 of the pulses of the signal U125 generated by the multivibrator 125 is selected in such a way that the lowest possible ripple of the direct voltages U98 and U99 lying across the charging capacitors 98 and 99 results.
Es ist ersichtlich, dass bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung die periodische Umkehrung der Flussrichtung des durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessenden Stromes IL in vorteilhafter Weise durch Ein- und Ausschalten der beiden Schalteranordnungen 32 und 32' mittels des Steuersignals U127 erfolgt, so dass die Umschaltvorrichtungen 24 und 25 der vorhergehenden Ausführungsbeispiele entfallen. Die beiden Schalteranordnungen 32 und 32' dienen aber nicht nur der Umkehrung der Stromflussrichtung durch die Fluoreszenzlampe 20, sondern sorgen in Steuerabhängigkeit von den Regelsignalen U33 und U33', welche von der Stromfühlervorrichtung 33 erzeugt werden, zusätzlich auch dafür, dass die Stromstärke fortwährend selbsttätig auf einen vorbestimmten Sollwert eingeregelt wird. Die Wirkungsweise der Stromstärkeregelung ist prinzipiell gleich wie mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 erläutert worden ist, weshalb sich weitere Worte hierzu erübrigen.
Die in Fig. 11 noch eingezeichnete Schalteranordnung 26 und die zugehörende Steuervorrichtung 27 erlauben eine Helligkeitssteuerung der Fluoreszenzlampe 20 in der gleichen Weise, wie mit Bezug auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele dargelegt worden ist. Im untersten Diagramm der Fig. 12 ist der zeitliche Verlauf des durch die Fluoreszenzlampe 20 fliessenden Stromes IL veranschaulicht, wobei auch die die Helligkeitssteuerung bewirkenden Unterbrechungen des Stromflusses angedeutet sind. Es ist verständlich, dass die Wiederholungsfrequenz dieser Unterbrechungen beträchtlich höher ist als die Frequenz der Netzwechselspannung UW, mit welcher die periodische Umkehrung der Flussrichtung des Stromes IL synchronisiert ist.It can be seen that in the last-described exemplary embodiment of the device according to the invention, the periodic reversal of the flow direction of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20 is advantageously carried out by switching the two switch arrangements 32 and 32 'on and off by means of the control signal U127, so that the switching devices 24 and 25 of the previous exemplary embodiments are eliminated. However, the two switch arrangements 32 and 32 'not only serve to reverse the direction of current flow through the fluorescent lamp 20, but also ensure, depending on the control signals U33 and U33', which are generated by the current sensor device 33, that the current intensity is automatically maintained a predetermined setpoint is adjusted. The mode of operation of the current regulation is in principle the same as has been explained with reference to FIGS. 1 and 2, which is why further words are unnecessary. The switch arrangement 26 still shown in FIG. 11 and the associated control device 27 permit brightness control of the fluorescent lamp 20 in the same manner as has been explained with reference to the preceding exemplary embodiments. The bottom diagram of FIG. 12 shows the time profile of the current I L flowing through the fluorescent lamp 20, the interruptions in the current flow causing the brightness control also being indicated. It is understandable that the repetition frequency of these interruptions is considerably higher than the frequency of the AC line voltage U W , with which the periodic reversal of the direction of flow of the current I L is synchronized.
Während in den Ausführungsbeispielen .gemäss den Fig. 4, 8 und 11 die der Stromstärkeregelung dienenden Schalteranordnungen 32 und 32' einen Leistungstransistor 45 bzw. 45' zum Ein- und Ausschalten des Strompfades aufweisen, ist es selbstverständlich auch möglich, anstelle des Leistungstransistors einen Thyristor oder einen Gate-turn-off-Halbleiterschalter zu verwenden. Ebenso kann die für die Helligkeitssteuerung vorgesehene Schalteranordnung 26 wahlweise einen Leistungstransistor, einen Thyristor oder einen Gate-turn-off-Halbleiterschalter enthalten. Das gleiche ist natürlich auch von den Umschaltvorrichtungen 24 und 25 zu sagen, wie schon aus den verschiedenen beschriebenen Ausführungsbeispielen hervorgeht.While in the exemplary embodiments according to FIGS. 4, 8 and 11 the switch arrangements 32 and 32 'used for current regulation have a power transistor 45 or 45' for switching the current path on and off, it is of course also possible to use a thyristor instead of the power transistor or to use a gate turn-off semiconductor switch. Likewise, the switch arrangement 26 provided for the brightness control can optionally contain a power transistor, a thyristor or a gate turn-off semiconductor switch. The same can of course also be said of the switching devices 24 and 25, as can already be seen from the various exemplary embodiments described.
In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, jeweils zwei Fluoreszenzlampen 20 in Serie zu schalten, wie dies an sich bekannt ist. Dabei ist dann für jede dieser in Serie geschalteten Fluoreszenzlampen eine Schalteranordnung 26 vorzusehen, die in gleicher Weise, wie hier beschrieben, angeordnet wird.
Die Steuervorrichtung 27 zum Erzeugen des Steuersignals U27 für die Steuerung der Schalteranordnung 26 kann - in Abweichung von den beschriebenen Ausführungsbeispielen - derart ausgebildet sein, dass jeweils beim Inbetriebsetzen der Fluoreszenzlampe 20 automatisch eine Veränderung des Verhältnisses der Impulsdauer t1 zur Impulspause t2 vonstatten geht, derart dass jeweils während einer mit dem Einschalten der Fluoreszenzlampe beginnenden, zeitlich begrenzten Startphase die Helligkeit der Fluoreszenzlampe stetig von Null bis zum Nominalwert oder einem willkürlich eingestellten Zwischenwert hochgesteuert wird. Dies wird erreicht, wenn z.B. der in den Fig. 4 und 8 dargestellte Einstellwiderstand 44 bzw. 122 durch eine an sich bekannte elektronische Schaltungsanordnung ersetzt wird, durch welche die Impulsbreite t1 in Abhängigkeit von der allmählichen Ladung oder Entladung eines Kondensators gesteuert wird.In certain cases it may be expedient to connect two fluorescent lamps 20 in series, as is known per se. A switch arrangement 26 is then to be provided for each of these fluorescent lamps connected in series, which is arranged in the same way as described here. The control device 27 for generating the control signal U27 for controlling the switch arrangement 26 can - in deviation from the described exemplary embodiments - be designed such that a change in the ratio of the pulse duration t1 to the pulse pause t2 takes place automatically each time the fluorescent lamp 20 is started up, in such a way that the brightness of the fluorescent lamp is continuously increased from zero to the nominal value or an arbitrarily set intermediate value during a time-limited starting phase which begins when the fluorescent lamp is switched on. This is achieved if, for example, the adjusting resistor 44 or 122 shown in FIGS. 4 and 8 is replaced by an electronic circuit arrangement known per se, by means of which the pulse width t1 is controlled as a function of the gradual charging or discharging of a capacitor.
Schliesslich ist noch zu erwähnen, dass in allen beschriebenen Ausführungsbeispielen die Schalteranordnung 32 und die zugehörige Stromfühlervorrichtung 33 ersetzt sein können durch andere an sich bekannte Einrichtungen zur selbsttätigen Regelung der Stromstärke auf einen vorgegebenen Sollwert.
Finally, it should also be mentioned that in all the exemplary embodiments described, the switch arrangement 32 and the associated current sensor device 33 can be replaced by other devices known per se for automatically regulating the current intensity to a predetermined desired value.
Claims
1. Einrichtung zum Speisen mindestens einer Fluoreszenzlampe mit Glühelektroden, die je zwei Anschlussenden aufweisen, von denen je eines mit einer Stromquelle verbindbar ist und die andern mittels einer Schalteranordnung miteinander verbindbar sind, und mit eine Induktionsspule aufweisenden Einrichtungen zum Begrenzen der Stärke des von der Stromquelle zur Lampe fliessenden Stromes, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteranordnung (26) elektronisch steuerbar ist und mit einer Steuervorrichtung (27) in Verbindung steht, welche zumindest während einer mit dem Einschalten der Fluoreszenzlampe (20) beginnenden, zeitlich begrenzten Start- phase die Schalteranordnung (26) mit einer mindestens 50 Hz betragenden Taktfrequenz periodisch abwechselnd jeweils während eines ersten Zeitintervalles (t1) in leitenden Zustand und während eines zweiten Zeitintervalles (t2) in nichtleitenden Zustand steuert, und dass zum Begrenzen der Stromstärke mindestens eine elektronische Schaltungsanord-rung (32, 33) zum selbsttätigen Regeln der Stromstärke (IR) auf einen vorgegebenen Nominalwert vorhanden ist.1. Device for feeding at least one fluorescent lamp with glow electrodes, each having two connection ends, one of which can be connected to a power source and the other can be connected to one another by means of a switch arrangement, and with devices having an induction coil for limiting the strength of the power source current flowing to the lamp, characterized in that the switch arrangement (26) is electronically controllable and is connected to a control device (27) which, at least during a time-limited starting phase which begins when the fluorescent lamp (20) is switched on, switches the switch arrangement ( 26) with a clock frequency of at least 50 Hz periodically alternately in a conductive state during a first time interval (t1) and in a non-conductive state during a second time interval (t2), and that at least one electronic circuit arrangement run to limit the current strength g (32, 33) for automatically regulating the current strength ( IR ) to a predetermined nominal value is present.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (32, 33) zum Regeln der Stromstärke eine im Speisestromkreis der Fluoreszenzlampe (20) liegende zweite elektronisch steuerbare Schalteranordnung (32) aufweist, die durch ein von der jeweiligen momentanen Stromstärke des der Lampe (20) zugeführten Stromes (IR) abhängigen Signal (U33) ein- und ausschaltbar ist, so dass die Fluoreszenzlampe (20) mit Stromimpulsen bei dazwischen liegenden Pausen gespeist ist und das Impuls/Pausen-Verhältnis von der jeweiligen Stromstärke abhängt, wobei die Wieder holungsfrequenz der Stromimpulse höher als die Taktfrequenz zum Steuern der erstgenannten Schalteranordnung (26) ist, und dass mindestens eine Freilauf-Diode (34; 341, 342) derart angeordnet ist, dass jeweils in den Pausen bei ausgeschalteter zweiter Schalteranordnung (32) ein durch die in der Induktionsspule (23) gespeicherte Energie hervorgerufener Strom über die Freilaufdiode (34; 341, 342) und die Fluoreszenzlampe (20) weiterfliesst.2. Device according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement (32, 33) for regulating the current level in the supply circuit of the fluorescent lamp (20) lying second electronically controllable switch arrangement (32), which by a of the respective current current of the Lamp (20) supplied current (I R ) dependent signal (U33) can be switched on and off, so that the fluorescent lamp (20) is fed with current pulses during pauses in between and the pulse / pause ratio depends on the respective current intensity, whereby the again recovery frequency of the current pulses is higher than the clock frequency for controlling the first-mentioned switch arrangement (26), and that at least one free-wheeling diode (34; 341, 342) is arranged in such a way that in each case the second switch arrangement (32) is switched off during the breaks Energy produced in the induction coil (23) and current flowing on via the free-wheeling diode (34; 341, 342) and the fluorescent lamp (20).
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle eine Gleichstromquelle (31; 90) ist und mindestens eine elektronisch gesteuerte Umschaltvorrichtung (24, 25) zum abwechselnden Umkehren der Flussrichtung des durch die Fluoreszenzlampe (20) fliessenden Stromes (IL) sowie eine Steuervorrichtung (28) zum periodischen Umsteuern der Umschaltvorrichtung (24, 25) vorhanden sind, und dass die Umschaltfrequenz niedriger ist als die Taktfrequenz für die Steuerung der ersten Schalteranordnung (26) .3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the current source is a direct current source (31; 90) and at least one electronically controlled switching device (24, 25) for alternately reversing the direction of flow of the current flowing through the fluorescent lamp (20) (I L ) as well as a control device (28) for periodically reversing the switching device (24, 25) and that the switching frequency is lower than the clock frequency for controlling the first switch arrangement (26).
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteranordnung (32) zum Regeln der Stromstärke zusätzlich auch mit der Steuervorrichtung (28) zum periodischen Umschalten der Umschaltvorrichtung (24, 25) verbunden ist und diese Steuervorrichtung (28) jeweils unmittelbar vor dem Umsteuern der Umschaltvorrichtung (24, 25) an die Schalteranordnung (32) zum Regeln der Stromstärke ein Signal (U60) liefert, durch welches diese Schalteranordnung (32) unabhängig von der momentanen Stromstärke so lange ausgeschaltet wird, bis die Umschaltvorrichtung (24, 25) stromlos umgesteuert ist.4. Device according to claims 2 and 3, characterized in that the second switch arrangement (32) for regulating the current intensity is also connected to the control device (28) for periodically switching the switching device (24, 25) and this control device (28) immediately before the reversal of the switching device (24, 25) delivers a signal (U60) to the switch arrangement (32) for regulating the current intensity, by means of which this switch arrangement (32) is switched off independently of the instantaneous current intensity until the switching device ( 24, 25) is reversed without current.
5 . Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle (90) zwei aus einem Wechselstromnetz gespeiste Einweg-Gleichrichteranordnungen (96, 97) mit je mindestens einem Ladekondensator (98, 99) aufweist, wobei der Ladekondensator (98) der einen Gleichrichteranordnung (96) jeweils durch die positiven Halbwellen der Wechselspannung (UW) und der Ladekondensator (99) der andern Gleichrichteranordnung (97) durch die negativen Halbwellen der Wechselspannung aufladbar ist, und dass die Umschaltvorrichtung (25) synchron zur Wechselstromfrequenz gesteuert ist, so dass die Fluoreszenzlampe (20) jeweils an denjenigen Ladekondensator (98 bzw. 99) angeschlossen ist, der zur selben Zeit durch die entsprechende Halbwelle der Wechselspannung aufgeladen wird.5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that the direct current source (90) two one-way rectifier arrangements fed from an alternating current network (96, 97), each with at least one charging capacitor (98, 99), the charging capacitor (98) of the one rectifier arrangement (96) each having the positive half-waves of the AC voltage (U W ) and the charging capacitor (99) of the other rectifier arrangement ( 97) can be charged by the negative half-waves of the alternating voltage, and that the switching device (25) is controlled synchronously with the alternating current frequency, so that the fluorescent lamp (20) is connected in each case to the charging capacitor (98 or 99) which is connected at the same time by the corresponding half-wave of the AC voltage is charged.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle (90) zur Lieferung einer positiven und einer negativen Gleichspannung (U98 bzw. U99) in bezug auf ein neutrales Potential ausgebildet ist und demgemäss einen positiven Pol (91), einen negativen Pol (92) und einen neutralen Pol (93) aufweist, dass die. Schaltungsanordnung (32, 33) zum Regeln.der Stromstärke zwischen dem neutralen Pol (93) und der einen Glühelektrode (21 ) der Fluoreszenzlampe (20) eingeschaltet ist und dass eine einzige Umschaltvorrichtung (25) mit zwei gesteuerten Schalteranordnungen (101, 102) vorhanden ist, von denen die eine zwischen dem positiven Pol (91 ) und der andern Glühelektrode (22) der Fluoreszenzlampe (20) und die zweite zwischen dem negativen Pol (92) und der selben Glühelektrode (22) eingeschaltet ist.6. Device according to one of claims 3 and 5, characterized in that the direct current source (90) for supplying a positive and a negative direct voltage (U98 or U99) is designed with respect to a neutral potential and accordingly a positive pole (91) , a negative pole (92) and a neutral pole (93) that the. Circuit arrangement (32, 33) for regulating the current between the neutral pole (93) and the one glow electrode (21) of the fluorescent lamp (20) and that a single switching device (25) with two controlled switch arrangements (101, 102) is present one of which is connected between the positive pole (91) and the other glow electrode (22) of the fluorescent lamp (20) and the second between the negative pole (92) and the same glow electrode (22).
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (90) eine Gleichstromquelle zur Lieferung einer positiven und einer negativen Gleichspannung (U98 bzw. U99) in bezug auf ein neutrales Potential ist und demgemäss einen positiven Pol (91), einen negativen Pol (92) und einen neutralen Pol (93) aufweist, dass der neutrale Pol (93) mit der einen Glühelektrode (21) der Fluoreszenzlampe (20) in Verbindung steht und zwei Schaltungsanordnungen (32, 33; 32', 33) zum Regeln der Stromstärke vorhanden sind, von denen die eine zwischen dem positiven Pol (91 ) und der andern Glühelektrode (22) der Fluoreszenzlampe (20) und die zweite zwischen dem negativen Pol (92) der selben Glühelektrode (22) eingeschaltet ist, und dass jede der beiden Schaltungsanordnungen (32, 33; 32', 33) mit einer gemeinsamen Steuervorrichtung (28) in Verbindung steht, die mindestens ein Steuersignal (U127) liefert zum wechselweisen Ausschalten der in den Schaltungsanordnungen (32, 33; 32', 33) vorhandenen Schalteranordnungen (32, 32') unabhängig von der jeweiligen momentanen Stromstärke, so dass die Flussrichtung des durch die Fluoreszenzlampe (20) fliessenden Stromes (IL) periodisch umgekehrt ist, wobei die Frequenz der Stromrichtungswechsel niedriger ist als die Taktfrequenz für die Steuerung der ersten Schalteranordnung (26).7. Device according to claim 1, characterized in that the current source (90) is a direct current source for supplying a positive and a negative direct voltage (U98 or U99) with respect to a neutral potential and accordingly a positive pole (91), a negative one Pole (92) and a neutral pole (93) has that the neutral pole (93) is connected to the one glow electrode (21) of the fluorescent lamp (20) and there are two circuit arrangements (32, 33; 32 ', 33) for regulating the current intensity, one of which is between the positive pole (91) and the other glow electrode (22) of the fluorescent lamp (20) and the second between the negative pole (92) of the same glow electrode (22) is switched on, and that each of the two circuit arrangements (32, 33; 32 ', 33) has a common control device (28) is connected, which provides at least one control signal (U127) for alternately switching off the switch arrangements (32, 33; 32 ', 33) present in the circuit arrangements (32, 32') independently of the respective current current intensity, so that the direction of flow of the the fluorescent lamp (20) flowing current (I L ) is periodically reversed, the frequency of the current direction changes being lower than the clock frequency for controlling the first switch arrangement (26).
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle (90) zwei aus einem Wechselstromnetz gespeiste Einweg-Gleichrichteranordnungen (96, 97) mit je mindestens einem Ladekondensator (98, 99) aufweist, wobei der Ladekondensator (98) der einen Gleichrichteranordnung (96) zwischen dem neutralen Pol (93) und dem positiven Pol (91) der Gleichstromquelle (90) angeordnet und jeweils durch die positiven Halbwellen der Wechselspannung (U^.) aufladbar ist, wogegen der Ladekondensator (99) der andern Gleichrichteranordnung (97) zwischen dem neutralen Pol (93) und dem negativen Pol (92) der Gleichstromquelle (90) angeordnet und jeweils durch die negativen Halbwellen der Wechselspannung (UW) aufladbar ist, und dass das Steuersignal (U127) der gemeinsamen Steuervorrichtung (28) mit der Wechselstromfrequenz synchronisiert ist, so dass mittels der beiden Schaltungsanordnungen (32, 33; 32', 33) zum Regeln der Stromstärke die Fluoreszenzlampe (20) jeweils an denjenigen Ladekondensator (98 bzw. 99) angeschlossen ist, der zur selben Zeit durch die entsprechende Halbwelle der Wechselspannung aufgeladen wird.8. Device according to claim 7, characterized in that the direct current source (90) has two one-way rectifier arrangements (96, 97) fed from an alternating current network, each with at least one charging capacitor (98, 99), the charging capacitor (98) of the one rectifier arrangement (96) is arranged between the neutral pole (93) and the positive pole (91) of the direct current source (90) and can be charged in each case by the positive half-waves of the alternating voltage (U ^.), Whereas the charging capacitor (99) of the other rectifier arrangement (97 ) between the neutral pole (93) and the negative pole (92) of the direct current source (90) and can be charged in each case by the negative half-waves of the alternating voltage (U W ), and that the control signal (U127) of the common control device (28) with the alternating current frequency is synchronized, so that the fluorescent lamp (20) in each case is controlled by means of the two circuit arrangements (32, 33; 32 ', 33) for regulating the current intensity is connected to the charging capacitor (98 or 99) which is charged at the same time by the corresponding half-wave of the AC voltage.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schalteranordnung (26) mindestens einen Leistungstransistör, mindestens einen Thyristor oder mindestens einen Gate-turn-off-Halbleiterschalter aufweist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first switch arrangement (26) has at least one power transistor, at least one thyristor or at least one gate turn-off semiconductor switch.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schalteranordnung (32) in der Schaltungsanordnung (32, 33) zum Regeln der Stromstärke mindestens einen Leistungstransistor, mindestens einen Thyristor oder mindestens einen Gate-turn-off-Halbleiterschalter aufweist.10. Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the second switch arrangement (32) in the circuit arrangement (32, 33) for regulating the current strength at least one power transistor, at least one thyristor or at least one gate turn-off semiconductor switch having.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (24, 25) zum Umkehren der Flussrichtung des Stromes durch die Fluoreszenzlampe (20) je mindestens einen Leistungstransistor, mindestens einen Thyristor oder mindestens einen Gate-turn-off-Halbleiterschalter aufweist.11. Device according to one of claims 3 to 6, 9 and 10, characterized in that the switching device (24, 25) for reversing the direction of flow of the current through the fluorescent lamp (20) each have at least one power transistor, at least one thyristor or at least one gate -turn-off semiconductor switch.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (27) für die Steuerung der ersten Schalteranordnung (26) mit Vorrichtungen (44; 122) zum Verändern des Veάältnisses der Zeitintervalle (t1, t2) mit leitendem und nichtleitendem Zustand der ersten Schalteranordnung (26) versehen ist, zwecks Steuerung der resultierenden mittleren Helligkeit der Fluoreszenzlampe (20).12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control device (27) for controlling the first switch arrangement (26) with devices (44; 122) for changing the ratio of the time intervals (t1, t2) with conductive and is provided in the non-conductive state of the first switch arrangement (26) for the purpose of controlling the resulting average brightness of the fluorescent lamp (20).
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Zeitintervalle (t1, t2) mit leitendem und nichtleitendem Zustand der ersten Schalteranordnung (26) willkürlich einstellbar ist.13. The device according to claim 12, characterized in that the ratio of the time intervals (t1, t2) with conductive and non-conductive state of the first switch arrangement (26) is arbitrarily adjustable.
14. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zum Verändern des Verhältnisses der Zeitintervalle (t1, t2) derart ausgebildet sind, dass jeweils in der mit dem Einschalten der Fluoreszenzlampe beginnenden Startphase die Zeitintervalle (t1) mit leitendem Zustand der ersten Schalteranordnung selbsttätig gegen Null abnehmen. 14. Device according to claim 12, characterized in that the devices for changing the ratio of the time intervals (t1, t2) are designed such that the time intervals (t1) with the conductive state of the first switch arrangement in each case in the starting phase which begins when the fluorescent lamp is switched on decrease automatically towards zero.
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Legal Events
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Designated state(s): DK JP NO US |