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Zündungseinrichtung für ein Leuchtstofflampenpaar
Die Erfindung betrifft eine Zündungseinrichtung für ein Leuchtstofflampenpaar, bei der sämtliche Heizfäden der Lampen über Impedanzen in Serie miteinander verbunden sind, u. zw. in der Reihenfolge : Erste Netzklemme - erster Heizfaden der ersten Lampe - erster Vorzweig mit erster Impedanz - erster Heizfaden der zweiten Lampe-Brückenzweig mit zweiter Impedanz - zweiter Heizfaden der ersten Lampe - zweiter Vorzweig mit dritter Impedanz-zweiter Heizfaden der zweiten Lampe - zweite Netzklemme.
Es sind Zündungseinrichtungen der genannten Art bekannt, bei welcher der Brückenzweig einzig und allein eine Selbstinduktionsspule enthält. Die beiden Vorzweige enthalten einerseits eine Selbstinduktionsspule und anderseits eine Serienschaltung aus einem Kondensator und einer weiteren Selbstinduktionsspule.
Bezeichnet man nun mit L1 die Selbstinduktion des einen Vorzweiges und mit L und C : die Selbstinduktion und die Kapazität des andern Vorzweiges, so erhält man für einen geeigneten kompensierten Betriebszustand die Bedingung, dass die Absolutwerte der Widerstände in den Vorzweigen gleich sein müssen, um dieselben Lampenströme zu erzielen, also nach der Formel :
EMI1.1
oder
EMI1.2
Während der Vorheizperiode sollte sich der gesamte Serienkreis in Resonanz mit der Netzfrequenz befinden, damit lediglich die ohmschen Widerstände zur Wirkung kommen. Es zeigt sich dementsprechend, dass die oben genannte Betriebsbedingung für die Vorheizperiode äusserst ungünstig ist.
Bezeichnet man mit L3 die Selbstinduktion in dem Brückenzweig, so ergibt sich für die Vorheizperiode die Resonanzbedingung :
EMI1.3
Da die beiden Gleichungen für den Betriebszustand und die Vorheizperiode nicht beide gleichzeitig erfullt werden konnen, ergibt sich also folgende Situation : Wenn die Betriebsbedingung erfüllt ist, ist der Heizstrom infolge der Verstimmung des Serienkreises zu klein. Wenn der Vorheizstrom gross genug ist, sind die Lampenströme vollständig verschieden. Diese Bedingung läge auch vor, wenn an Stelle der Serienschaltung aus der Induktion und der Kapazität in dem einen Vorzweig eine rein kapazitive Impedanz verwendet werden würde.
Gemäss der Erfindung werden nun die oben genannten Nachteile dadurch beseitigt, dass der Brücken-
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zweig ein-wenn auch an sich bekanntes-Zündgerät enthält, das während der Heizperiode durch den Brückenzweig einen die thermische Elektronenemission der Heizfäden sichernden Heizstrom fliessen lässt und das nach der Zündung der Lampe den Brückenstrom erheblich herabsetzt oder diesen unterbricht.
Das Zündgerät kann dabei aus einem an sich bekannten Glimmstarter, einem elektromechanischen oder elektrothermischen Starter. einem nichtlinearen, vorzugsweise spannungs-und/oder temperaturabhängigen Widerstand oder aus einer Kombination dieser Elemente bestehen.
Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung. Es zeigen : Fig. 1 ein Schaltungsschema der Zündeinrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 2 die Form der Lampenbetriebsspannung und Fig. 3 - Fig. 6 verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Schaltung gemäss der Erfindung.
Bei den in den Figuren dargestellten Zündungseinrichtungen sind sämtliche Heizfäden der Lampen über Impedanzen in Serie miteinander verbunden, u. zw. in der Reihenfolge :
Erste Netzklemme l-Eingangsklemme 2 des ersten Heizfadens einer ersten Leuchtstofflampe 3 - Ausgangsklemme 4 des Heizfadens der Lampe 3 - erster Vorzweig mit einer ersten Impedanz 5 - Eingangsklemme 6 des ersten Heizfadens einer zweiten Leuchtstofflampe 7 - Ausgangsklemme 8 des ersten Heizfadens der Lampe 7-Brückenzweig mit einem Zündgerät 9-Eingangsklemme 10 des zweitenHeizfadens der ersten Leuchtstofflampe 3 - Ausgangsklemme 11 des zweiten Heizfadens der Leuchtstofflampe 3 - zweiter Vorzweig mit einer zweiten Impedanz 12 - Eingangsklemme 13 des zweiten Heizfadens der Leuchtstofflampe 7 - Ausgangsklemme 14 des zweiten Heizfadens der Leuchtstofflampe 7 - zweite
Netzklemme 15.
Das Zündgerät 9 hat die Aufgabe, während der Heizperiode durch den Brückenzweig einen die thermische
EMI2.1
der Heizfäden sichernden Heizstrom hindurchfliessen zuunterbrechen. Dementsprechend kann das Zündgerät 9 ein Glimmstarter, ein elektromechanischer oder elek- trodiernischer Starter, ein Bimetallkontaktschalter, ein nichtlinearer, insbesondere ein spannungs-und/ oder temperaturabhängiger Widerstand oder eine Kombination aus den genannten Elementen sein. Die Impedanzen 5 und 12 werden zweckmässigerweise gleich gross, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen gewählt, so dass durch die beiden Lampen 3 und 7 während des Betriebszustandes die gleichen Lampenströme fliessen.
So kann, wie in Fig. 3 dargestellt, die Impedanz 5 beispielsweise eine Drossel und die Impedanz 12 ein Kondensator sein. Es kann auch, wie in Fig. 4 dargestellt, an Stelle des Kondensators 12 eine Serienschaltung aus einem Kondensator 12b und einer Drossel 12a gewählt werden. Bei der Schaltung gemäss Fig. 4 ist dann die Bedingung zu erfüllen :
EMI2.2
wobei Cz die Kapazität des Kondensators 12b, Ll die Selbstinduktion der Drossel 5 und Lz die Selbstinduktion der Drossel 12a ist. Die Schaltung hat weiterhin den Vorteil, dass sie keine Blindströme an das Netz zurückgibt, also entsprechend abgeglichen ist.
Da für zwei Leuchtstofflampen nur ein einziges Schaltgerät 9 benötigt wird, ergibt sich weiterhin eine wesentliche Einsparung gegenüber bekannten Zündungseinrichtungen, bei denen für jede Leuchtstofflampe ein besonderes Schaltgerät erforderlich ist.
Weiterhin ist von Vorteil, dass während der Vorheizperiode von dem Schaltgerät 9 die Heizfäden der Lampen 3 und 7 nicht kurzgeschlossen werden, sondern dass zwischen den Heizfäden 2, 4 bzw. 10,11 der ersten Lampe 3 eine Spannung gleich dem Spannungsabfall an der Drossel 5 und zwischen den Heizfäden 6,8 bzw. 13, 14 der zweiten Lampe 7 eine Spannung gleich dem Spannungsabfall an dem Kondensator 12 bzw. gleich dem Spannungsabfall an der Serienschaltung aus der Drossel 12a und dem Kondensator 12b liegt. Dieser Spannungsabfall zwischen den Heizfäden jeder Lampe ergibt eine wesentliche Verbesserung des Zündvorganges.
Es ist bekannt, dass Schaltgeräte, die mit sich öffnenden oder schliessenden Kontakten arbeiten, gewisse Nachteile hinsichtlich ihrer Lebensdauer haben, da die Kontakte einer gewissen Abnutzung unterliegen. Bei der Schaltung gemäss der Erfindung können jedoch auch, wie oben erwähnt, Schaltgeräte verwendet werden, die den Brückenstrom nicht unterbrechen, sondern ihn lediglich reduzieren. Für diesen Fall eignet sich besonders die in Fig. 5 dargestellte Schaltung. Gemäss dieser Schaltung werden zwei Transformatoren 17 und 18 verwendet. Die Primärwicklung 17a des Transformators 17 liegt in dem ersten Vorzweig, während die Sekundärwicklung 17b desselben in dem Brückenzweig liegt.
Die Primärwicklung 18a des zweiten Transformators 18 liegt in dem zweiten Vorzweig, während die Sekundärwicklung 18b
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desselben in dem Brückenzweig liegt. Die Sekundärwicklungen 17b und 18b liegen in Serie miteinander und mit dem Schaltgerät 9. Die Sekundärwicklung des einen Transformators 17 oder 18 hat dabei den gleichen Wicklungssinn wie die Primärwicklung, während die Sekundärwicklung des andern Transforma- tors den entgegengesetzten Wicklungssinn hat. Die beiden Sekundärwicklungen 17b und 18b heben sich dementsprechend während der Vorheizperiode gegeneinander auf. Es fliesst also ein grosser Vorheizstrom, wenn die Summe der Selbstinduktionen der Primärwicklungen 17a und 18a bei Netzfrequenz gleich ist dem Imaginärteil des Widerstandes des Kondensators 12b (Resonanzbedingung).
Nach der Zündung der
Lampen 3 und 7 liegen an den Gliedern 17a, 17b, 18a, 18b und 12b keine sinusförmigen Wechselspannun- gen mehr, da die Lampenströme die Spannungen verzerren. Die Form der Spannungen ist aus Fig. 2 er- sichtlich. Misst man nun mittels eines Oszillographen die Spannungen zwischen den Punkten 2 und 11, 6 und 14,4 und 6 sowie 10 und 13, dann kann man feststellen, dass zwischen den an den Lampen 3 und
7 liegenden Spannungen eine Phasendifferenz besteht. Auf Grund dieser Phasendifferenz wirken nun die durch die Sekundärwicklungen 17b und 18b in den Brückenkreis eingekoppelten Spannungen dem Brücken- strom entgegen, so dass dieser nach der Zündung der Lampen 3 und 7 erheblich vermindert wird.
Wird nun als Zündgerät 9 ein spannungsabhängiger Widerstand verwendet, so bewirkt der Spannungsabfall bei der Zündung der Lampen 3 und 7 zusammen mit dem Spannungsabfall durch die eingekoppelten Span- nungen ein Absinken der Spannung an dem Widerstand 9. Bei geringerer Spannung hat jedoch der span- nungsabhängige Widerstand 9 dann einen wesentlich grösseren Widerstandswert, so dass er den Brücken- strom begrenzt. Beträgt beispielsweise die Netzspannung 220 V und handelt es sich bei den Lampen 3 und
7 um 40 Watt-Lampen, so kann der Brückenstrom auf diese Weise auf etwa 45 mA begrenzt werden, das sind etwa 8 % des Verbrauches der beiden Lampen. Weiterhin hat die Schaltung gemäss Fig. 5 den Vorteil, dass infolge der Phasendifferenz zwischen den durch die Lampen 3 und 7 fliessenden Strömen der Flimmerfaktor der Lampen kleiner ist.
Es ist selbstverständlich nicht unbedingt notwendig, dass sich die Serienschaltung aus den angegebenen Schaltgliedern während der Vorheizperiode genau in Resonanz mit der Netzfrequenz befindet. Um die Verwendung grosser und teurer Kondensatoren zu vermeiden, kann man sich auch mit einer nicht vollständigen Ausgleichung der induktiven und kapazitiven Widerstände begnügen, vorausgesetzt, dass der Heizstrom jeweils den tur die thermische Emission der Heizfaden genugenden Wert hat.
Bei Verwendung gewisser Lampentypen an einem bestimmten Netz kann es für die Abstimmung der Brücke vorteilhaft sein, wenn zwischen eine Netzklemme und die zugehörigen Lampenelektroden noch eine Vorschaltimpedanz eingeschaltet wird. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 6 veranschaulicht, bei der als Vorschaltimpedanz eine Drossel 16 zwischen der Klemme 14 und der Netzklemme 15 liegt.
Um die Zündung mindestens einer Lampe zu sichern, auch wenn ein Heizfaden der andern Lampe gebrochen ist, können in bekannter Weise die Heizfäden mit Parallelwiderständen versehen werden, wie dies nicht besonders dargestellt ist.
Die Zündungseinrichtung gemäss der Erfindung lässt sich nicht nur auf ein Paar Entladungslampen, sondern auch auf zwei Gruppen von Entladungslampen anwenden, in denen jeweils mehrere Lampen parallelgeschaltet sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zündungseinrichtung für ein Leuchtstofflampenpaar, bei der sämtliche Heizfäden der Lampen über Impedanzen in Serie miteinander verbunden sind, u. zw. in der Reihenfolge : Erste Netzklemme erster Heizfaden der ersten Lampe-erster Vorzweig mit erster Impedanz-erster Heizfaden der zweiten Lampe-Brückenzweig mit zweiter Impedanz - zweiter Heizfaden der ersten Lampe-zweiter Votzweig mit dritter Impedanz-zweiter Heizfaden der zweiten Lampe-zweite Netzklemme, dadurch gekennzeichnet, dass der Brückenzweig ein-wenn auch an sich bekanntes Zündgerät (9) enthält,
das während der Heizperiode durch den Brückenzweig einen die thermische Elektronenemission der Heizfäden sichern- den Heizstrom hindurchfliessen lässt und das nach der Zündung der Lampen den Brückenstrom erheblich herabsetzt oder unterbricht.