DE2060474C3 - Ignitor for a discharge lamp operated with a ballast - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Z.ündgerät für eine mit Vorschaltgerät betriebene Entladungslampe, bei welchem periodisch der Zündkondensator zur Zündung der Entladungslampe aufgeladen wird und sich über einen gesteuerten Schalter durch die Primärwicklung eines Impulstransformators entlädt, der die Spannungsimpule auf die für die Entladungslampen notwendige Zündspannung hochtransformiert.The invention relates to an ignition device for a discharge lamp operated with a ballast, in which periodically the ignition capacitor to ignite the discharge lamp is charged and over a controlled switch discharges through the primary winding of a pulse transformer that discharges the voltage pulses stepped up to the ignition voltage required for the discharge lamps.

Für Beleuchtungsanlagen werden häufig Gasentladungslampen benutzt, einmal wegen der hohen Lichtausbeute und zum anderen deswegen, weil man durch Verwendung eines bestimmten Füllgases farbiges Licht beispielsweise für Reklamezwecke erzeugen kann. Insbesondere wird für Hochleistungslampen eine Metalldampffüllung, z. B. Quecksilberdampffüllung, benutzt.Gas discharge lamps are often used for lighting systems, on the one hand because of their high Luminous efficiency and, on the other hand, because you get colored by using a certain filling gas Can produce light for example for advertising purposes. In particular, it is used for high-power lamps a metal vapor filling, e.g. B. Mercury vapor filling used.

Für derartige Metalldampfentladungslampen, auch für Metall-Halogenlampen, Natrium-Hochdruck-Lampen sowie Höchstdrucklampen werden zur ersten Ionisierung der Entladungsstrecke sehr hohe Spannungsimpulse benötigt, zu deren Erzeugung besondere Geräte vorgesehen werden müssen.For metal vapor discharge lamps of this type, also for metal halogen lamps, high-pressure sodium lamps as well as ultra-high pressure lamps are very high for the first ionization of the discharge path Voltage pulses required, for the generation of which special devices must be provided.

Es ist ein Zündgerät für Gasentladungslampen vorgeschlagen worden (PatentanmeldungAn ignition device for gas discharge lamps has been proposed (patent application

764 111.1), bei welchem der Hochspannungszündimpuls von einem Kondensator erzeugt wird, welcher sich über einen Schwellwertschalter durch die Primärwicklung eines Impulstransformators entlädt. Der Impulstransformator transformiert die Kondensatorentladungsspannung auf die Zündspannung der Entladungslampe hoch. Die Aufladung des Kondensators erfolgt hier über die Sekundärwicklung des Impnlstransfarmatars und einen aus einer Diode und einem Widerstand bestehenden Aufladekreis. Der Widerstand dient zur Ladestrombegrenzurig für den Kondensator bzw. dazu, den Entladezeitpunkt des Kondensators festzulegen. Zwischen Primär- und Sekundärwicklung des Impulstransformators befindet sich — in Reihe mit beiden geschattet — ein spannungsabhängiger Widerstand. Dieser764 111.1), in which the high-voltage ignition pulse is generated by a capacitor, which is discharged via a threshold switch through the primary winding of a pulse transformer. The pulse transformer transforms the capacitor discharge voltage to the ignition voltage the discharge lamp high. The capacitor is charged here via the secondary winding of the Impnlstransfarmatars and a charging circuit consisting of a diode and a resistor. The resistor is used to limit the charging current for the capacitor or to limit the discharge time of the capacitor. Between the primary and secondary windings of the pulse transformer there is - shaded in series with both - a voltage-dependent resistor. This

ίο bewirkt, daß die Hochspannungsimpulse — bei niedrigem ohmschen Widerstand — auf die Entladungslampe wirken können. Hat dann die Entladungslampe gezündet, dann fällt der Widerstand der Lampenstrecke ab, der Kondensator wird nicht mehr bis zur Entladespannung aufgeladen und erzeugt keine Spannungsimpulse mehr. Auf den spannungsabhängigen Widerstand wirkt nun nur noch die Lampenspannung, welcher er einen sehr hohen Widerstand entgegensetzt. Beide Widerstände, der Ladebegrcnzungswiderstand und der spannungsabhängige Widerstand, nehmen jedoch eine Leistung auf. In dem Falle, wenn die Entladungslampe defekt ist, d. h. nicht zündet, erzeugt das Zündgerät über eine sehr lange Zeit hinweg Spannungsimpulse; es ist über eine sehr lange Tj it hinweg in Betrieb. Dadurch erwärmen sich beide Widerstände sehr stark. Die Folge davon ist, daß das Zündgerät zur Vermeidung einer Schädigung durch zu starke Erwärmung entsprechend groß und aufwendig ausgeführt sein muß. Ein derartiges Zündt>erät benötigt verhältnismäßig viel Platz.ίο means that the high-voltage pulses - with a low ohmic resistance - can act on the discharge lamp. Once the discharge lamp has ignited, the resistance of the lamp path drops, the capacitor is no longer charged up to the discharge voltage and no longer generates voltage pulses. Now only the lamp voltage acts on the voltage-dependent resistor, to which it opposes a very high resistance. Both resistors, the charge limiting resistor and the voltage-dependent resistor, however, consume power. In the event that the discharge lamp is defective, ie does not ignite, the ignition device generates voltage pulses over a very long period of time; it is a very long Tj of time in operation. As a result, both resistors heat up very strongly. The consequence of this is that the ignition device must be made correspondingly large and expensive in order to avoid damage due to excessive heating. Such an ignition device requires a relatively large amount of space.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zündgerät für Entladungslampen zu schaffen, bei welchem eine starke Erhitzung trotz kleiner baulicher Ausführung vermieden ist, und bei welchem leistungsstarke Zündimpulse, die nicht über einen spannungsabhängigen, die Nutzleistung reduzierenden Widerstand auf die Lampe übertragen werden.The object of the invention is to create an ignition device for discharge lamps in which a strong heating is avoided despite the small structural design, and with which powerful ignition pulses, which do not have a voltage-dependent resistor reducing the useful power on the Lamp are transferred.

Die Aufgabe wird durch ein Zündgerät der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem eine an sich bekannte Spannungsvervielfacherschaltung mit mindestens zwei Kondensatoren unterschiedlicher Kapazität, wobei der auf die höhere Spannung aufgeladene Kondensator eine geringere Kapazität aufweist als der andere, und mindestens zwei Dioden zur Aufladung des Zündkondensators dienen, und daß der auf die höhere Spannung aufgeladene Kondensator der Spannungsvervielfacherschaltung der Zündkondensator ist.The object is achieved by an ignition device of the type mentioned at the outset, in which one per se known voltage multiplier circuit with at least two capacitors of different capacities, the one charged to the higher voltage Capacitor has a lower capacity than the other, and at least two diodes for charging of the ignition capacitor, and that the capacitor charged to the higher voltage of the voltage multiplier circuit is the ignition capacitor.

Vorteilhaft wird als gesteuerter Schalter ein Thyristor benutzt, dessen Steuerschaltung zwei als Spannungsteiler dienende ohmsche Widerstände, eine auf die Steuerelektrode des Thyristors wirkende Triggerdiode und einen zu dieser parallelgeschalteten Zündkondensator aufweist. Von den beiden Widerständen wird der eine als temperaturabhängiger Widerstand ausgeführt; er ist bei höherer Temperatur hochöhmig und bei niedriger Temperatur niederohmig.A thyristor is advantageously used as the controlled switch, the control circuit of which is two as a voltage divider used ohmic resistors, a trigger diode acting on the control electrode of the thyristor and has an ignition capacitor connected in parallel to this. From the two resistors one is designed as a temperature-dependent resistor; he is high ohmic at higher temperatures and low resistance at low temperatures.

Der Vorteil einer derartigen Schaltung besteht imThe advantage of such a circuit is

wesentlichen darin, daß wegen Fehlens eines an sich leistungsstarken Ladestrombegrenzungswiderstandes und eines spannungsabhängigen Widerstandes das Gerät sehr klein in seinen äußeren Abmessungen gebaut werden kann und die Impulserzeugung mit ho-essential in the fact that due to the lack of a powerful charging current limiting resistor and a voltage-dependent resistor, the device is built very small in its external dimensions can be and the pulse generation with high

hem Wirkungsgrad erfolgt, wodurch auch bei erhöhten lampenparallelen Leitungskapazitäten ausreichend hohe Impulsspannungen entstehen.hem efficiency takes place, which is sufficient even with increased lamp-parallel line capacities high pulse voltages arise.

An Hand der Zeichnung, die ein Ausfülirungsbei-On the basis of the drawing, which is an

spiel darstellt, soll die Erfindung näher erläutert werden. represents game, the invention will be explained in more detail.

Ein Zündgerät, welches zwei Anschlußklemmen sowohl für die Stromaufnahme als auch für die Impulsabgabe — über die gleichen Klemmen - aufweist, ist in den Lampenstrom parallel zur Entladungslampe 1 geschaltet. Innerhalb des Zündgeräts befindet sich ein Kondensator 2 in Reilie mit der Sekundärwicklung 3 eines Impulstransformators. Die Leitung, in die der Kondensator 2 geschaltet ist, wird zwischen zwei Dioden 4 und 5 angeklemmt. Der Stromkreis mit Sekundärwicklung 3 und Kondensator! liegt an der einen Lampenklemme B des Zündgeräts. In der Leitung der zweiten Lampenklemme A befindet sich ein Kondensator 6. Dabei ist zwischen Lampenklemme A und Kondensator 6 eine Verbindungsleitung zur Primärspule 7 gelegt, die zu den Dioden 4 und 5 weiterführt. Die Diode 5 ist wieder mit dem Kondensator 6 verbunden.An ignition device, which has two connection terminals both for power consumption and for pulse output - via the same terminals - is connected to the lamp current in parallel with the discharge lamp 1. Inside the igniter there is a capacitor 2 in line with the secondary winding 3 of a pulse transformer. The line into which the capacitor 2 is connected is clamped between two diodes 4 and 5. The circuit with secondary winding 3 and capacitor! is on one lamp terminal B of the igniter. A capacitor 6 is located in the line of the second lamp terminal A. A connecting line to the primary coil 7, which continues to the diodes 4 and 5, is laid between the lamp terminal A and the capacitor 6. The diode 5 is again connected to the capacitor 6.

Parallel zu den Verbindüngspunkten Kondensator6/Diode5 und Primärwicklung 7 Diode 4 liegt ein TnyristorS mit Steuerschaltung. Dieser besteht aus zwei als Spannungsteiler wirkenden Widerständen 9 und 10. aus einem Kondensator 11 und einer Triggerdiode 12. Dabei ist der Widerstand 9 auf die Anode, der Widerstand 10 auf die Kathode des Thyristors 8 geschaltet, und der Kondensator 11 liegt parallel zum Widerstand 10. Die Triggerdiode 12 ist zwischen dem Widerstand 9 und dem Kondensator Il an der Steuerelektrode des Thyristors 8 angeschlossen. Parallel to the connection points capacitor6 / diode5 and primary winding 7 diode 4 is a TnyristorS with control circuit. This consists of two resistors 9 and 10 acting as a voltage divider consisting of a capacitor 11 and one Trigger diode 12. The resistor 9 is on the anode, the resistor 10 on the cathode of the thyristor 8 switched, and the capacitor 11 is parallel to the resistor 10. The trigger diode 12 is connected between the resistor 9 and the capacitor II to the control electrode of the thyristor 8.

In den Lampenstromkreis ist eine Drossel 13 zur Begrenzung des Lampenstroms geschaltet.A choke 13 for limiting the lamp current is connected into the lamp circuit.

Die Wirkungsweise des Zündgeräts ist nachfolgend beschrieben. Bei der ersten Halbwelle fließt der Strom von der Lampenklemme A, durch die Primärwicklung? über die in Durchlaßrichtung geschaltete Diode 4, durch den Kondensator 2 und die Sekundärwicklung 3 in den Lampenstromkreis (Lampenklemme B). Dabei wird der Kondensator 2 auf den Scheitelwert der Netzspannung aufgeladen. Bei der zweiten Halbwelle fließt der Strom von der Lampenklemme R zu dem Kondensator 2, die Diode S. und der. Kondensator 6 zur Lampenklemme A in den Lampenstromkreis. Die Anordnung, bestehend aus dem Kondensator 2, den Dioden 4 und 5 wirkt dabei als Spannungsvcrdcpplerschaltung; der Kondensator 2 dient als Spannungsquelle und stellt mit der Netzspannung an der Lampenklemme β cine Reihenschaltung zweier Spannungsquellen dar. Dadurch erhält der Kondensator 6 eine Spannung, die das Doppelte der Netzspannung ausmacht. Bekanntlich hat diese SpannungsverdopplerschaUung einen sehr hohen Innenwiderstand, so daß der Kondensator 6 einmal als Zündkondensator zur Erzeugung der Spannungsimpulse zur Zündung der Entladungslampen benutzt werden und zum anderen ein Ladestrombegrenzungswiderstand für den Kondensator 6 wegfallen kann. Bei diesem Schaltungsaufbau kann auch ein spannungsabhängiger Widerstand, dessen Aufgabe es ist, die Spannungsimpule durchzulassen und später — nach Zündung der Entladungslampe — der Netzspannung einen hohen Widerstand entgegenzusetzen — in Fortfall kommen. Der Kondensator 6 entlädt sich über den gezündeten Thyristors auf die Primärwicklung7. Der Zündzeitpunkt des Thyristors 8 wird durch die Element der Steuerschaltung bestimmt. Über die Sekundärwicklung3 wird der Spannungsimpuls der Kondensatorentladung auf Zündspannung für die Entladungslampe i hochtransformiert und über die Lampenklemmen A, B in den Lampenstromkreis eingespeist. Bei brennender Entladungslampe 1 werden keine Zündimpulse erzeugt, da die Spannung des Kondensators 11 unter der Zündspannung des Triggerdiode 12 bleibt, bedingt durch das verminderte Spaniiung:>niveau an der brennenden Entladungslampe 1. Durch entsprechende Auslegung der Schaltelemente der Steuerschaltung des Thyristors 8 kann der Zeitpunkt, die Lage und auch die Anzahl der Spannungsimpulse eingestellt werden. Ist die Entladungslampe 1 defekt, dann bleibt der Widerstand des Lampenstromkreises hoch. Das bedeutet, daß das Zündgerät praktisch beliebig lang Zündimpulse abgibt. Obwohl sich dabei das Gerät nicht erhitzt, kann man die Eigenerwärmung des Widerstandes 9 zum Abbrechen der Impulsfolge ausnutzes. Hierzu wird der Widerstand 9 vorteilhaft temperaturabhängig ausgeführt. Er besitzt dabei eine Widerstand-Temperaturkennlinic, die bei Überschreitung einer bestimmten Temperatur plötzlich stark ansteigt, d. h. der Widerstand 9 wird plötzlich hochohmig. Dadurch kann kein Strom mehr in die Steuerschaltung des Thyristors 8 fließen, der Thyristor 8 wird nach Überschreiten einer bestimmten Zeit nicht mehr durchgezündet. Es unterbleiben weitere Zündspanr_:ungsimpulse für die Entladelampe.The function of the ignition device is described below. During the first half-cycle, the current flows from lamp terminal A, through the primary winding? Via the diode 4 switched in the forward direction, through the capacitor 2 and the secondary winding 3 into the lamp circuit (lamp terminal B). The capacitor 2 is charged to the peak value of the mains voltage. During the second half cycle, the current flows from the lamp terminal R to the capacitor 2, the diode S. and the. Capacitor 6 to lamp terminal A in the lamp circuit. The arrangement, consisting of the capacitor 2, the diodes 4 and 5, acts as a voltage comparator circuit; the capacitor 2 serves as a voltage source and, with the mains voltage at the lamp terminal β, represents a series connection of two voltage sources. This gives the capacitor 6 a voltage which is twice the mains voltage. As is known, this voltage doubler circuit has a very high internal resistance, so that the capacitor 6 can be used as an ignition capacitor to generate the voltage pulses for igniting the discharge lamps and a charging current limiting resistor for the capacitor 6 can be omitted. With this circuit structure, a voltage-dependent resistor, the task of which is to let the voltage pulses through and later - after the discharge lamp has been ignited - to oppose the mains voltage with a high resistance - can be omitted. The capacitor 6 discharges through the triggered thyristor to the primary winding 7. The ignition timing of the thyristor 8 is determined by the elements of the control circuit. The voltage pulse of the capacitor discharge is stepped up to the ignition voltage for the discharge lamp i via the secondary winding 3 and fed into the lamp circuit via the lamp terminals A, B. When the discharge lamp 1 is lit, no ignition pulses are generated because the voltage of the capacitor 11 remains below the ignition voltage of the trigger diode 12, due to the reduced voltage:> level at the burning discharge lamp 1.The time can be set by appropriate design of the switching elements of the control circuit of the thyristor 8 , the position and also the number of voltage pulses can be set. If the discharge lamp 1 is defective, the resistance of the lamp circuit remains high. This means that the ignition device emits ignition pulses for practically any length of time. Although the device does not heat up, the self-heating of the resistor 9 can be used to break off the pulse train. For this purpose, the resistor 9 is advantageously designed as a function of the temperature. It has a resistance-temperature characteristic which suddenly rises sharply when a certain temperature is exceeded, ie the resistor 9 suddenly becomes high-resistance. As a result, no more current can flow into the control circuit of the thyristor 8, the thyristor 8 is no longer ignited after a certain time has been exceeded. It ceasing further _Zündspanr: ungsimpulse for the discharge lamp.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1, Zündgerät für eine mit Vorschaltgerät betriebene Entladungslampe, bei welchem ein Zündkondensator zur Zündung der Entladungslampe aufgeladen wird und sich über einen gesteuerten Schalter durch die Primärwicklung eines Impulstransformators entlädt, der die Spannungsimpulse auf die für die Entladungslampe notwendige Zündspannung hochtransformiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Spannungsvervielfacherschaltung mit mindestens zwei Kondensatoren (2 und 6) von unterschiedlicher Kapazität, wobei der eine, auf die höhere Spannung aufgeladene Kondensator (6) eine geringere Kapazität als der andere (2) aufweist, und mindestens zwei Dioden (4 und 5) zur Aufladung des Zündkondensators (6) dienen, und daß der auf die höhere Spannung aufgeladene Kondensator der Spannungsvervielfacherschaltung der Zündkondensator (6) ist.1, ignition device for a discharge lamp operated with a ballast, in which a Ignition capacitor to ignite the discharge lamp is charged and controlled via a Switch through the primary winding of a pulse transformer that discharges the voltage pulses stepped up to the ignition voltage required for the discharge lamp, characterized in that a known voltage multiplier circuit with at least two capacitors (2 and 6) of different capacitance, one of which the capacitor (6) charged to the higher voltage has a lower capacitance than the other (2) and at least two diodes (4 and 5) are used to charge the ignition capacitor (6), and that the capacitor of the voltage multiplier circuit charged to the higher voltage the ignition capacitor (6) is. 2. Zündgerät nach Anspruch 1, bei welchem als gesteuertes Schallgerät ein Thyristor mit einer aus zwei als Spannungsteiler dienenden ohmschen Widerständen, einer auf die Steuerelektrode des Thyristors geschalteten Triggerdiode und einem zur Triggerdiode parallelgeschalteten Kondensator bestehende Steuerschaltung dient, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Widerstände (9/10) temperaturabhängig ist.2. Ignition device according to claim 1, wherein a thyristor with a controlled sound device from two ohmic resistors serving as voltage dividers, one on the control electrode of the thyristor connected trigger diode and a capacitor connected in parallel to the trigger diode existing control circuit is used, characterized in that one of the two resistors (9/10) is temperature-dependent.