DE2740468A1

DE2740468A1 - Entladungslampe

Info

Publication number: DE2740468A1
Application number: DE19772740468
Authority: DE
Inventors: Heemskerck-Veeckens Johan Van
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-09-21
Filing date: 1977-09-08
Publication date: 1978-03-23
Also published as: JPS5339674A; GB1564378A; ATA671077A; AU2891177A; FR2365208B3; FR2365208A1; SE442154B; US4134042A; JPS616995B2; AT355136B; SE7710468L; AU505192B2; CA1102402A; CH623427A5; BE858859A; NL7610451A

Description

PHN. 8522.

N.V. Philips' GluiiiiJi.ipiihubi.ukr., undnover,

3.

"Entladungslampe"

Die Erfindung betrifft eine Wechselstrom-

Entladungslampe mit einem in einem Aussenkolben angeordneten Entladungsrohr mit mindestens zwei Hauptelektroden, von denen wenigstens eine mit einem einen Teil der Lampe bildenden Kondensator elektrisch verbunden ist.

Eine bekannte Entladungslampe dieser Art ist in der DT-OS 25 kO 00>5 beschrieben. Ein Nachteil dieser bekannten Lampe ist, dass der Kondensator einen festen Wert hat,

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so dass die elektrische Schaltung der Lampe zu Beginn des Zündverfahrens, wenn die Lampentemperatur noch nahezu gleich der Umgebungstemperatur ist, die gleichen Eigenschaften hat, wie wenn die Lampe im Betriebszustand ist. Das bedeutet, dass der Kondensator nicht für alle Umstände den geeigneten Kapazitätswert besitzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Entladungslampe der eingangs erwähnten Art eine Lösung anzugeben, bei der der Kondensator in den verschiedenen Situationen tatsächlich einen passenden Kapazitätswert besitzt.

Eine erste Gruppe von Entladungslampen ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist und in Serie mit der Entladungsstrecke zwischen den Hauptelektroden des Entladungsrohrs liegt.

Eine zweite Gruppe erfindungsgemässer Entladungslampen ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist und in einen Abzweig aufgenommen ist, der für beide Stromrichtungen zur Entladungsstrecke zwischen den Hauptelektroden des Entladungsrohrs parallel liegt.

Ein Vorteil der beiden Gruppen erfindungsgemässer Entladungslampen besteht darin, dass der Kondensator sowohl am Anfang des Zündverfahrens der Lampe als auch

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im Betriebszustand der Lampe einen angepassten Kapazitätswert aufweist.

Zur Erläuterung sei folgendes bemerkt: Bei einer Entladungslampe der ersten Gruppe ist der Kondensator ein Vorschaltgerät (Ballast) des Entladungsrohrs. Im kalten Zustand des Entladungsrohrs, also zu Beginn des Zündvorgangs, hat dieser Kondensator eine verhältnismässig grosse Kapazität. Dies bedeutet, dass seine Impedanz klein ist. Sowohl für Lampen, die kein weiteres Vorschaltgerät als nur diesen Kondensator haben, als auch für solche Entladungslampen der ersten Gruppe, die zusätzlich einen induktiven Ballast in Serie haben, gilt, dass ein kleiner Impedanzwert des Kondensators einen hohen Anlaufstrom der Lampe bedeutet. Das bedeutet, dass die Entladungslampe schnell in den Betriebszustand kommt. Wenn die Lampe einmal im Betriebszustand ist, wird der Kondensator, der ja einen Teil der Lampe bildet, eine höhere Temperatur annehmen. Dies führt dazu, dass seine Kapazität abnimmt und seine Impedanz dadurch ansteigt. Dies ergibt, dass der

Lampenstrom kleiner als der Anfangsstrom ist.

Wenn der Kondensator ein Vorschaltgerät mit festem Kapazitätswert gewesen wäre, hätte er nicht den Vorteil des beschleunigten Anlaufe der Lampe bieten können. Bei einer erfindungsgemässen Entladungslampe der zweiten Gruppe sind der Kondensator und die Entladungs-

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strecke zwischen den Hauptelektroden des Entladungsrohrs in parallelen Zweigen angeordnet. Der Kondensator dient hier zum Beispiel zur Förderung der Lampenzündung. Dieser Kondensator kann beispielsweise auch zur Verbesserung des Arbeitsfaktors (cos/? ) der elektrischen Schaltung dienen, der die Entladungslampe zugeordnet wird.

Es sei noch erwähnt, dass bereits vorgeschlagen worden ist, einen der Lampe zugeordneten Kondensator zur Entladungsstrecke zwischen den Hauptelektroden des Entladungsrohrs parallel zu schalten. In diesem Fall hatte jedoch der Kondensator eine feste Kapazität.

Bei einer erfindungsgemässen Entladungslampe der zweiten Gruppe ist dieser Parallelkondensator ein Kondensator mit einem negativen Temperaturkoeffizienten.

Ein Vorteil davon ist, dass der Kapazitätswert am Anfang des Zündvorganges gross und im Betriebszustand der Lampe klein ist. Dies bedeutet einen leichten Start und keine Nachteile des Parallelkondensators beim Brennen der Lampe. Der Kapazitätswert des Kondensators ändert sich beispielsweise um einen Faktor 10 bei einer Temperatur-

änderung von 175⁰C.

Eine erfindungsgemässe Lampe kann z.B. eine Hochdruckentladüngslampe öder eine Niederdruckentladungslampe sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der

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Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Entladungslampe zum Teil in Seitenansicht, Fig. 2 die elektrische Schaltung in der Lampe

nach Fig. 1 sowie ein Vorschaltgerät und übrige Verbindungsdrähte einer Speiseschaltung, in die diese Lampe aufgenommen ist,

Fig. 3 einen Längsschnitt einer zweiten Entladungslampe, zum Teil in Seitenansicht,

Fig. 4 die elektrische Schaltung in der zweiten Lampe sowie ein Vorschaltgerät und sonstige Verbindungen einer Speiseschaltung, in die diese zweite Lampe aufgenommen ist.

Fig. 1 zeigt eine Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe mit einem Entladungsrohr 1 aus Quarzglas, in dem sich auch Jodide befinden. Das Entladungsrohr 1 enthält auch eine Mischung von Neon und Argon um die Zündspannung bedeutend herabzusetzen. An den Enden des Rohres 1 befinden sich Wolframelektroden 2 bzw. 3· Die Elektroden werden von Stromzuführungsdrahten k bzw. 5 getragen, die mit Hilfe von Molybdänfolien 6 bzw. 7 vakuumdicht durch Quetschungen 8 bzw. 9 hindurchgeführt sind. Das Rohr 1 ist in einem Glasaussenkolben 10 mit Hilfe von Metallbändern 11 bzw. 12 aufgehängt, die um die Quetschungen 8 bzw. 9 klemmen und an Tragpolen 13 bzw. Ik

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befestigt sind, die ebenfalls als Stromzuleitungen für die Elektroden 2 bzw. 3 dienen. Die Tragpole 13 und 14 sind vakuumdicht durch den Aussenkolben 10 herausgeführt. Der Tragpol 1^ ist dabei an einen temperaturabhängigen Kondensator 15 in einem Sockel 16 angeschlossen. Dieser Kondensator 15 hat einen negativen Temperaturkoeffizienten; sein Dielektrukum besteht z.B. aus Bariumtitanat. Die
andere Seite dieses Kondensators 15 ist mit einem Anschlusskontakt (Eingangsklemme) 17 des Lampensockels 16 verbunden.

Der Tragpol 13 ist an einen anderen Anschlusskontakt

(andere Eingangsklemme) 18 des Lampensockels 16 direkt angeschlossen.

In Fig. 2 ist 1 wiederum das Entladungsrohr nach Fig. 1. Mit 15 ist der temperaturabhängige Kondensator bezeichnet. Die Lampeneingangsklemmen tragen die Bezugsziffern 17 bzw. 18. Die Klemme 17 ist über eine induktive Stabilisationsimpedanz 19 an eine Speiseklemme 20 angeschlossen. Die Klemme 18 ist mit einer Speiseklemme 21 verbunden. Die Spannung, die zwischen den Klemmen 20 und angelegt wird, beträgt z.B. 220 Volt, 2500 Hertz.

Wenn an die Klemmen 20 und 21 die erwähnte
Spannung angelegt wird, wird beim Zünden des Rohres 1
der Kondensator I5 zunächst eine grosse Kapazität aufweisen, d.h. eine niedrige Impedanz. Der elektrische Strom durch das Rohr 1 ist daher relativ hoch. Dadurch kommt dieses

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Rohr rasch in seinen Betriebszustand. Dananch wird durch die Wärmeentwicklung in diesem Rohr auch der Kondensator im Sockel 16 der Lampe derart"erhitzt, dass sein Kapazitätswert sinkt. Dadurch durchmesst das Entladungsrohr 1 ein reduzierter Strom.

In einem praktischen Ausführungsbeispiel ist die Leistung der Lampe 4OO Watt, beträgt die Selbstinduktivität der Vorschaltgerätes 19, 3 mHy und ist der Kapazitätswert des Kondensators 15 bei Raumtemperatur (25⁰C) 1 /uF und im Betriebszustand der Lampe, d.h. bei etwa 150 Grad Celsius, 0,6 /F. Der .Anfangsstrom durch das Rohr ist dabei 8A und im Betriebszustand 3A.

Xn Fig. 3 ist eine Hochdrucknatriumdampfentladungslampe dargestellt. 31 stellt ein Entladungsrohr dar, das von einem Aussenkolben 32 umgeben ist. Das Entladungsrohr 31 enthält ausser Natrium und Quecksilber auch ein Zündgas von Neon und Argon. 33 ist ein Sockel der Lampe. Die Leistung der Lampe ist 4θΟ Watt.

Das dem Sockel 33 abgewandte Ende des Rohres 31 ist an einem Zuführungsstreifen 3k befestigt, der selbst wieder an einem elektrischen Zuleiter 35 befestigt ist. Die Verlängerung 36 dieses Zuleiters 35 dient zum Abstützen und Zentrieren des Entladungsrohrs 31 im Aussenkolben 32. Der Zuleiter 35 ist weiterhin an den zylindrischen Teil A des Aussenumfanges des Sockels 33 angeschlossen.

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Das dem Sockel 33 zugewandte Ende des Entladungsrohrs 31 ist an einen elektrischen Zuleiter 37 angeschlossen, der zu einem Mittelkontakt B des Sockels 33 führt, Ein Teil 4θ in der Verlängerung des Leiters 37 hat nur eine tragende Funktion, und zwar für eine flexible Abstützung des Rohres 3I· Deshalb dient eine elektrische Verbindung 39 für die Stromzuführung.

4i ist ein temperaturabhängiger Kondensator im Aussenkolben 32. Dieser Kondensator hat einen negativen Temperaturkoeffizienten. Der Kondensator 41 ist zwischen den Leitern 35 und 37 geschaltet und bildet auf diese Weise eine Ueberbrückung der Entladungsstrecke des Entladungsrohrs 31 ·

Das Entladungsrohr 3I (siehe Fig.. 2) ist mit inneren Hauptelektroden 43 und 44 versehen. Die Elektrode ist an die Lampeneingangsklemme A angeschlossen, die über eine induktive Stabilisierungsimpedanz 45 mit einer Speiseklemme 46 verbunden ist. Die innere Elektrode 44 ist an die Lampeneingangsklemme 6 angeschlossen, welche an eine Speiseklemme 47 angeschlossen ist. Mit 41 ist wiederum der Ueberbrückungskondensator bezeichnet.

Die Wirkung der Schaltung nach Fig. 4 ist wie folgt: Zunächst wird eine Spannung zwischen den Klemmen 46 und 47, z.B. 220 Volt, 50 Hertz, angelegt. Dabei hat zunächst der Kondensator 41 noch Umgebungstemperatur

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und daher eine grosse Kapazität. Das Entladungsrohr 31 zündet, was durch das Vorhandensein des Kondensators kl gefördert wird. Dabei wird durch die danach auftretende Wärmeentwicklung in diesem Entladungsrohr auch der Kondensator 41 erhitzt. Dadurch sinkt dessen Kapazitätswert, wodurch er praktisch aus der Schaltung fällt. Bei einem niedrigen Kapazitätswert spielt dieser Kondensator im Betriebszustand der Lampe nämlich kaum noch eine Rolle. In einem praktischen Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 hat das Vorschaltgerät k5 eine Selbstinduktivität von 0,15 Hy, der Kondensator k1 hat bei Raumtemperatur (25°C) eine Kapazität von 1 /uF und im Betriebszustand der Lampe, d.h. bei einer Temperatur von etwa 200⁰C, eine Kapazität von 0,1 /uF. Dieser niedrige Kapazitätswert beeinflusst kaum das Lampenverhalten im Betriebszustand.

Beim letzten Beispiel (Fig. 3 und k) ist die Kapazitätsänderung des Kondensators etwas grosser als im zuerst beschriebenen Beispiel (Fig. 1 und 2). Dies wird u.a. dadurch verursacht, dass im zuletzt beschriebenen Beispiel der Kondensator sich näher bei dem Entladungsrohr als im zuerst beschriebenen Beispiel befindet.

In den beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen hat der Kondensator im Betriebszustand der Lampe eine geringere Kapazität als bei Zündung der Lampe. Dadurch hat der Kondensator sowohl für die eine Situation

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(Anfangssituation) als auch für die andere Situation (Betriebszustand der Lampe) einen geeigneten Kapazitätswert erhalten können.

Eine erfindungsgemässe Lampe kann beispielsweise auch eine Niederdrucknatriumdampfentladungslampe sein.

Die Schaltung einer erfindungsgemassen Lampe kann weiter mit einem separaten Zünder bestückt sein.

Es ist auch denkbar, dass der temperaturabhängige Kondensator In Verbindung mit einem Kondensator benutzt wird, der einen festen Kapazitätswert hat.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE:

( 1·) Wechselstrom-Entladungslampe mit einem in einem Aussenkolben angeordneten Entladungsrohr mit mindestens zwei Hauptelektroden, von denen wenigstens eine mit einem einen Teil der Lampe bildenden Kondensator elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (15) einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist und in Serie mit der Entladungsstrecke zwischen den Hauptelektroden (2, 3) des Entladungsrohrs (1) liegt. (Fig. 1).
2. Wechselstrom-Entladungslampe mit einem in einem Aussenkolben angeordneten Entladungsrohr mit mindestens zwei Hauptelektroden, von denen wenigstens eine mit einem einen der Teil der Lampe bildenden Kondensator elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (^1) einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist und in einen Abzweig aufgenommen ist, der für beide Stromrichtungen zur Entladungsstrecke zwischen den Hauptelektroden (Ό, kk) des Entladungsrohrs (31) parallel liegt (Fig. 3)

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