DE2422201A1

DE2422201A1 - Zuendschaltung fuer blitzlampen

Info

Publication number: DE2422201A1
Application number: DE2422201A
Authority: DE
Inventors: Stephen Deskevich; James Crawford Peacock; Richard Francis Tynan; Alan Dickson Wilson
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1974-05-08
Publication date: 1975-01-16
Also published as: GB1434463A; US3882358A; FR2235569A1; FR2235569B1

Description

Böblingen, den 7. Mai 1974
pr/se

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: EN 973 002

Zündschaltung für Blitzlampen

Die Erfindung betrifft eine Zündschaltung für Blitzlampen mit
einem durch eine Energiequelle über einen Begrenzungswiderstand aufladbaren Speicherkondensator/ der durch einen Triggerimpuls
über eine Blitzentladungslampe entladbar ist.

Auf vielen Gebieten der Technik werden Blitzgeräte mit hohen
Lichtleistungen und kurzen Wiederholungszeiten benötigt. Für
die dabei erforderlichen Kondensatoren mit großen Kapazitäten
sind bei kurzen Wiederholungszeiten relativ hohe Ladeströme und Spannungen erforderlich/ die bei Überschreiten eines bestimmten Wertes die Entladung einer einmal gezündeten Blitzlampe auch nach Beendigung der Entladung des Speicherkondensators aufrecht erhalten. Die Aufrechterhaltung der Entladung durch den Ladestrom des Speicherkondensators kann beispielsweise durch die Wahl geeigneter Gasfüllungen oder durch konstruktive Maßnahmen an
den Blitzlampen zur Herabsetzung der Differenz zwischen Zünd- und Brennspannung bzw. Strom und/oder durch schaltungstechnische
Maßnahmen an den die Entladung bewirkenden Schaltungen vermieden werden. Aus der Vielzahl der Vorschläge sei beispielsweise auf
die US-Patentschrift 3 355 625 hingewiesen. Alle bisher bekannt gewordenen Vorschläge betreffen nur Teillösungen des oben genannten Problems, die es nicht ermöglichen, Blitzlampen bei hohen Lichtleistungen mit schneller Entladungsfolge, wie sie
beispielsweise bei automatischen Kopiergeräten benötigt wer-

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den, zu betreiben.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Zündschaltung für Blitzlampen mit einem durch eine Energiequelle über einen Begrenzungswiderstand aufladbaren Speicherkondensator, der durch einen Triggerimpuls über eine Blitzentladungslampe entladbar ist, gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen im Ladestromkreis liegenden, eine Aufrechterhaltung der Entladung der gezündeten Blitzlampe bei entladenem Speicherkondensator verhindernden Begrenzungswiderstand und einem dazu parallel geschalteten, zum Zündzeitpunkt nicht leitenden niederohmigen elektronischen Schalter, der, über eine Verzögerungsvorrichtung mit der Triggerimpulsquelle verbunden, durch den verzögerten Triggerimpuls kurze Zeit nach Beendigung der Blitzentladung leitend gemacht wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den UnteranSprüchen und der Beschreibung.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Fign. näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 schematische Darstellungen der verschiedenen Strom-Spannungsverläufe beim Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung besteht aus einer eine Anode 11 und eine Kathode 12 aufweisenden Blitzlampe 10, die mit einem parallel zu einer Spannungsquelle 14 geschalteten Speicherkondensator 13 verbunden ist. Zwischen der positiven Klemme der Spannungsquelle 14 und dem Speicherkondensator 13 liegt ein Wider-

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stand 15, der mit dem Kondensator 13 eine R-C-Ladeschaltung für die Blitzlampe 10 bildet. Zwischen der Anode 11 und einem mit dem Widerstand 15 und dem Speicherkondensator 13 verbundenen Punkt liegt eine Diode 16, durch die während der Auslösung der Blitzlampe das Auftreten eines in umgekehrten Richtung fließenden Stromes verhindert wird.

Die andere Seite des Kondensators 13 ist mit der Kathode 12 der Blitzlampe und mit der Anode eines steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 verbunden, dessen Kathode an der negativen Klemme der Spannungsquelle 14 liegt. Der Siliziumgleichrichter 17 weist eine Steuerelektrode 18 auf, durch die er zu vorgegebenen Zeiten in seinen leitenden Zustand überführt werden kann. Parallel zum steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 liegt ein Widerstand 19, dessen Impedanz um ein Vielfaches größer als die Impedanz des Widerstandes 15 ist. Die Blitzlampe 10 wird durch einen verstärkten Hochspannungsimpuls gezündet, der durch einen im rechten Teil der in Fig. 1 dargestellten Schaltung angeordneten Triggerkreis 20 erzeugt wird. Die Klemme 21 des Auslösekreises ist einerseits mit dem positiven Pol einer etwa 100 Volt liefernden Spannungsquelle 32 und andererseits mit einem strombegrenzenden Widerstand 22 verbunden, dessen anderes Ende an einem Sperrkondensator 23 und der Anode eines steuerbaren Siliziumgleichrichters 24 liegt, dessen Steuerelektrode mit einer Eingangsklemme 26 verbunden ist. Der Sperrkondensator 23 ist mit der Primärwicklung eines Transformators 27 in Serie geschaltet. Die andere Seite dieser Primärwicklung ist über eine Leitung 28 mit der Kathode des steuerbaren Siliziumgleichrichters 24 und der Klemme 29 der Spannungsquelle 32 verbunden. Die Sekundärwindung des Transformators 27 ist einerseits mit der Kathode 12 der Blitzlampe 10 und andererseits über einen Widerstand 30 und einem Kondensator 31 mit der Anode 11 der Blitzlampe verbunden. Die Steuerklemme 26 ist mit der Steuerelektrode 25 des Siliziumgleichrichters 24 und mit einem monostabilen Multi-, vibrator 33 verbunden, der bei jeder Erregung einen schmalen Ausgangsimpuls an einen Stromtreiber 34 liefert. Der Stromtreiber erzeugt ein Ausgangssignal von einer bestimmten Dauer, das der Steuerelektrode 18 des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 zu-EN 973 002

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geführt wird, durch den diese für die Dauer des ihm zugeführten Steuerimpulses in seinem leitenden Zustand überführt wird.

Wird ein Zündsignal an die Steuerelektrode 26 gelegt und von dort zur Steuerelektrode 25 des steuerbaren Siliziumgleichrichters übertragen, so wird dieser leitend und ermöglicht die Entladung des Kondensators 23, durch die in der Primärwicklung des Transformators 27 ein Impuls erzeugt wird. Dadurch entsteht in der Sekundärwicklung des Transformators ein Auslöseimpuls, der über den Widerstand 30 und den Kondensator 31 als schmaler Hochspannungsimpuls an die Anode 11 der Blitzlampe 10 übertragen wird, wo er die bereits anliegende Spannung überlagert. Durch die Diode 16 wird dieser Teil der Schaltung vom Ladestromkreis isoliert. Ist der Speicherkondensator durch die Spannungsquelle 14 voll aufgeladen, so wird das Gas in der Blitzlampe 10 bei Auftreten des Hochspannungsimpulses an der Anode 1T ionisiert und eine Entladung des Speicherkondensators 13 über die Diode 16 und die Blitzlampe 10 eingeleitet. Der durch den Auslöseimpuls hervorgerufene Lampenstrom wird in Fig. 2 durch die Kurven a und b dargestellt. Die zur Aufrechterhaltung des leitenden Zustands der Blitzlampe 10 erforderliche Stromgröße wird durch die gestrichelte Linie im Bereich der Kurve b dargestellt.

Wird an die Eingangsklemme 26 ein Signal gelegt um den steuerbaren Siliziumgleichrichter 24 einzuschalten, so wird gleichzeitig der monostabile Multivibrator 33 angestoßen, der nach einem vorgegebenen Zeitintervall ein Ausgangssignal erzeugt. Dieses Zeitintervall ist so bemessen, daß das Gas in der Blitzlampe entionisiert und dadurch die Leitfähigkeit beendet wird. Das Ende des am Ausgang des monostabilen Multivibrators 33 auftretenden verzögerten Impulses schaltet den Stromtreiber 34 ein, der seinerseits den steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 über die Steuerelektrode 18 einschaltet. Das Ergebnis der verzögerten Einschaltung des steuerbaren Siliziumgleichrichters wird in Fig. 2 durch die Kurven e und f dargestellt, die den Stromfluß und die Spannungsveränderung am Speicherkondensator wiedergeben.
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Während sich der steuerbare Siliziumgleichrichter 17 in seinem nichtleitenden Zustand befindet, enthält der Ladekreis für das aus den Elementen 15 und 13 bestehende R-C-Netzwerk den steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 und den dazu parallel geschalteten Widerstand 19. Da der Widerstand 19 den Ladestrom im erheblichen Umfang beschränkt, genügt dieser nicht, um die Entladung in der Blitzlampe 10 aufrechtzuerhalten. Wird der steuerbare Siliziumgleichrichter 17 später durch den Stromtreiber 34 (Kurve g) eingeschaltet, so bildet er ein niederohmiges Element zur Umgehung des Widerstandes 19 und ermöglicht eine nahezu normale Aufladegeschwindigkeit. Der bei eingeschaltetem steuerbaren Siliziumgleichrichter fließende Ladestrom wird durch den Punkt 36 der Kurve e dargestellt. Ist der Kondensator 13 voll aufgeladen, so verringert sich der Stromfluß so weit, daß der steuerbare Siliziumgleichrichter 17, wie durch den Punkt 37 der Kurve e in Fig. dargestellt, sich nicht mehr in seinem leitenden Zustand befindet. Dadurch wird bei größeren Abständen zwischen den einzelnen Entladungen der Ladungszustand des Speicherkondensators 13 aufrechterhalten. Der Stromtreiber 34 ist vorzugsweise so eingestellt, daß sein Schaltsignal kurz danach endet. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der steuerbare Siliziumgleichrichter vor Auftreten des nächsten Auslöseimpulses ausgeschaltet ist.

Durch die Parallelschaltung des Widerstandes 19 und des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 wird eine genaue Steuerung des Ladestromes ermöglicht, durch die eine unerwünschte Weiterdauer der Entladung der Blitzlampe 10 vermieden wird. Die Verzögerung zwischen dem Auftreten eines Blitzauslösesignals an der Eingangsklemme 26 hängt von den Eigenschaften der verwendeten Blitzlampe ab. Die erforderlichen Verzögerungen liegen im allgemeinen in der Größenordnung von einigen Millisekunden, da nach dieser Zeit das den in der Lampe befindliche Gas wieder entionisiert ist, so daß die Wiederaufladung des Speicherkondensators 13 beginnen kann. Das Schaltsignal für den steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 muß nicht, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, mit dem Blitzauslösesignal an der Eingangsklemme 26 gekoppelt sein, es

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kann vielmehr auch von anderen Quellen abgeleitet werden, deren Signale in einem bestimmten zeitlichen Verhältnis zu dem an die Eingangsklemme 26 gelegten Blitzauslösesignal stehen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung kann die negative Klemme der Stromquelle 14 geerdet sein. In diesem Fall würden die Kondensatorklemmen und die Kathode der Blitzlampe beim Ausschalten des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 eine über dem Erdpotential liegende unbestimmte Spannung annehmen, während sie bei eingeschalteten steuerbaren Siliziumgleichrichter während des Ladevorgangs des Kondensators annähernd auf Erdpotential liegen. In Fig. 3 wird ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, bei dem der in Fig. 1 dargestellten Anordnung entsprechenden Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Kathode des steuerbaren Siliziumgleichrichters 17 und die Blitzlampe geerdet sein. Die positive Klemme der Stromquelle 14 wird dann bei leitendem steuerbaren Siliziumgleichrichter 17 annähernd auf Erdpotential liegen. Ist der steuerbare Siliziumgleichrichter nicht leitend, so nimmt die positive Klemme der Stromquelle nicht definierte Werte an. In diesem Fall wird die Blitzlampe 10 im Vergleich zur in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung umgekehrt gepolt. Eine Klemme des Speicherkondensators und der Blitzlampe liegt dann immer auf Erdpotential, wie dies auch bei Fehlen eines steuerbaren Siliziumgleichrichters der Fall ist. Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist den Vorteil auf, daß die Blitzlampe während eines Teils des Blitzzykluses keine über Null liegenden Undefinierten Werte annimmt.

Ein Vorteil der in den Fign. 1 und 3 dargestellten Schaltungen besteht darin, daß der Widerstand 15 und damit die Zeitkonstante der Ladeschaltung bei einem gegebenen Wert des Speicherkondensators 13 verkleinert werden kann, so daß die Blitzlampe mit einer höheren Blitzfrequenz bei gleicher Pulsenergie betrieben werden kann. Da die Ladespannung an den Klemmen der Lampe erst nach Eintritt der Entionisierung anliegt, ist eine Aufrechterhaltung der Entladung durch den Ladestrom des Kondensators ausgeschlossen. Dabei

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kann eine der zur Aufrechterhaltung der Entladung erforderlichen Spannung ähnliche, aber durch einen hochohmigen Widerstand begrenzte Spannung zur Schaltung des steuerbaren Siliziumgleichrichterstroms verwendet werden, um sicherzustellen, daß die Blitzlampe sich bei eingeschaltetem steuerbaren Siliziumgleichrichters in ihrem nichtleitenden Zustand befindet.

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Claims

- 8 PATENTANSPRÜCHE

Zündschaltung für Blitzlampen mit einem durch eine Energiequelle über einen Begrenzungswiderstand aufladbaren Speicherkondensator, der durch einen Triggerimpuls über eine Blitzentladungslampe entladbar ist, gekennzeichnet durch einen im Ladestromkreis liegenden, eine Aufrechterhaltung der Entladung der gezündeten Blitzlampe (10) bei entladenem Speicherkondensator (1S) verhindernden Begrenzungswiderstand (19) und einem dazu parallel geschalteten, zum Zündzeitpunkt nichtleitenden niederohmigen elektronischen Schalter (17), der, über eine Verzögerungsvorrichtung (33) mit einer Triggerimpulsquelle (26) verbunden, durch den verzögerten Triggerimpuls kurze Zeit nach Beendigung der Blitzentladung leitend gemacht wird.
2. Zündschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (17) aus einem steuerbaren Siliziumgleichrichter besteht.
3. Zündschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (33) als monostabiler Multivibrator ausgebildet ist.
4. Zündschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die negative Klemme einer Stromquelle (14) geerdet ist, derart, daß die Kathode (12) der Blitzlampe (10) und der Speicherkondensator (13) bei ausgeschalteten steuerbaren Siliziumgleichrichter (17) auf einem oberhalb Erdpotential liegenden Potential und bei eingeschalteten Siliziumgleichrichter angenähert auf Erdpotential liegen.
5. Zündschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (11) der Blitzlampe (10) und eine Klemme des Speicherkondensators (13) geerdet sind, derart, daß bei leitendem steuerbaren Siliziumgleichrichter (17)

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die positive Klemme der Stromquelle (14) nahezu auf Erdpotential und bei nichtleitendem steuerbaren Siliziumgleichrichter auf einem unbestimmten, über dem Erdpotential liegenden Potential liegt.

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