DE3881025T2 - Schaltung fuer eine hochleistungslampe mit starker entladung. - Google Patents

Schaltung fuer eine hochleistungslampe mit starker entladung.

Info

Publication number
DE3881025T2
DE3881025T2 DE8888310970T DE3881025T DE3881025T2 DE 3881025 T2 DE3881025 T2 DE 3881025T2 DE 8888310970 T DE8888310970 T DE 8888310970T DE 3881025 T DE3881025 T DE 3881025T DE 3881025 T2 DE3881025 T2 DE 3881025T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
lamp
circuit
pulse
capacitor
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE8888310970T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3881025D1 (de
Inventor
Joe Allen Nuckolls
Paul Edwin Payne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubbell Inc
Original Assignee
Hubbell Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubbell Inc filed Critical Hubbell Inc
Publication of DE3881025D1 publication Critical patent/DE3881025D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3881025T2 publication Critical patent/DE3881025T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14Circuit arrangements
    • H05B41/16Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies
    • H05B41/18Circuit arrangements in which the lamp is fed by dc or by low-frequency ac, e.g. by 50 cycles/sec ac, or with network frequencies having a starting switch
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/02Details
    • H05B41/04Starting switches
    • H05B41/042Starting switches using semiconductor devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/05Starting and operating circuit for fluorescent lamp

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Schaltung zum Einsatz in einer Entladungs(HID)-Lampe hoher Wattleistung und hoher Intensität zwecks Startens der Lampe, welche Schaltung die richtige Leistung für den Lampenbetrieb innerhalb des gewünschten Betriebsbereichs liefert und die heiße, deionisierte Lampe sofort zum Wiederanlauf bringt, wenn die Lampe durch einen temporären Stromausfall oder dergleichen ausgelöscht werden sollte.
  • Die Probleme des Startens und heißen Wiederanlaufs einer Hochintensitäts-Entladungslampe sind bekannt. Zahlreiche Schaltungen wurden entwickelt mit dem Zweck, die mit solchen Lampen verbundenen Probleme zu lösen. Die meisten Schaltungen wurden mit dem Ziel entwickelt, die Lampen mit einer relativ niedrigen Wattleistung, d.h. mit veranschlagten Leistungen im Bereich von weniger als hundert bis zu einigen hundert Watt, zu betreiben. Die dafür entwickelten Schaltungen haben sich als nichttauglich zum Einsatz in HID-Lampen hoher Wattleistung, insbesondere Metall-Halogenlampen, erwiesen. Man hat gefunden, daß solche Lampen eine höhere Reionisationsspannung und -energie, mehr Zwischen- oder "Durchführ"-Spannung und -Energie, als solche Schaltungen liefern können, sowie eine erhöhte Leerlaufspannung, um den Lichtbogen zu initiieren und zu stabilisieren, erfordern.
  • Also ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Schaltung zur Zündung, Glüh-Wiederzündung und zum Betrieb einer Hochintensitäts-Entladungslampe hoher Wattleistung zu schaffen, wobei der Ausdruck "Hochspannung" in Bezug auf Lampen verwendet wird, die Leistungskennwerte von ungefähr 1000 Watt oder darüber aufweisen.
  • Ein weiteres Ziel ist es, eine solche Schaltung zu schaffen, die sich nach einem vorbestimmten Intervall selbst deaktiviert, wenn sie mit einer ausgefallenen Lampe verbunden ist.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltung, in der die Zündelemente deaktiviert werden, sobald normaler Lampenbetriebsstrom fließt.
  • Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine zuverlässige und mit vernünftigen Kosten aufbaubare Schaltung zu schaffen.
  • EP-A-0,252,438 zeigt eine Schaltung zum Zünden und Betreiben einer Entladungslampe, in der die Sekundärwicklungen eines einzelnen Impulstransformators in Serie mit der Lampe und einer separaten Vorschaltgerät-Spule geschaltet sind. Die Primärwicklung dieses Impulstransformators ist über eine Funkenstrecke von einem Hochspannungstransformator gespeist, der eine Gruppe in Serie geschalteter Kondensatoren lädt, die jeweils einen Parallel-Widerstand aufweisen. Wenn die Ladung in der Gruppe der Kondensatoren die Durchbruch- bzw. Zündspannung der Funkenstrecke erreicht, entladen sie sich alle zusammen über die Strecke und die Primärwicklung. Obgleich dies einige Vorteile beim Laden der Kondensatoren mit sich bringt, sind die lieferbare Energie, deren Charakteristiken und die Zeit, in welcher die Energie geliefert wird, ernstlich begrenzt.
  • Gemäß vorliegender Erfindung ergibt die Verwendung von Serienresonanzkreisen, die vorzugsweise auf unterschiedliche, harmonische Frequenzen der Versorgungsspannung abgestimmt sind, die Zuführung von "Durchführ"-Energie, die insbesondere für Lampen mit hoher Wattleistung von Bedeutung ist. Die Resonanzkreise erzeugen eine hohe Sinuswellen-Leerlaufschaltung, die über die Impulstransformatoren Hochfrequenz-Impulsenergie der Lampe zuführt. Diese Hochspannungsimpulse verursachen die Bildung eines Strahles innerhalb der Lampe, und ist der Strahl einmal gebildet worden, sorgt eine Zwischenfrequenzspannung für genügend Energie, um die innerhalb der Lampe zu bildende Lichtbogen-Entladung zu veranlassen, wobei der Strahl von der Lampenwandung entfernt wird. Ist schließlich die Entladung einmal in Gang gesetzt, erzeugt eine niedrigere Spannung bei hoher Energie eine Hochstromentladung durch die Lampe, die durch direkt vom Netz zugeführte Leistung bzw. Strom aufrechterhalten wird.
  • Erfindungsgemäß sehen wir eine Lampen-Schaltung zur Zündung, Glüh-Wiederzündung bzw. zum heißen Wiederanlauf und Betrieb vor, die einen Sockel zur Aufnahme einer Hochintensitäts-Lampe, eine Wechselstromquelle, eine zwischen der Wechselstromquelle und der Lampe geschaltete Drosselinduktivität, eine Impulsschaltung mit Impulstransformatoren, deren Sekundärwicklungen in Serie mit der Lampe geschaltet sind, und eine Deaktivierungsschaltung zum Deaktivieren der Impulsschaltung aufweist, wobei die Drosselinduktivität durch erste und zweite, seriell verbundene Drosselspulen realisiert ist, die jeweils erste und zweite Resonanzkreise für die Erzeugung eines einen Lichtbogen bildenden Entladestromes für die Lampe bilden, und wobei die Sekundärwicklungen des Impulstransformators zueinander in einer Serien-Hilfsbeziehung geschaltet sind.
  • Obgleich die Schaltungen gemäß vorliegender Erfindung ursprünglich für Lampen hoher Wattleistungen entwickelt wurden, hat man nachträglich etwas überraschend gefunden, daß die dabei angewandten, selben Techniken auch bei niedrigeren Eingangsspannungen zum Betrieb von Lampen verwendet werden können, die für niedrigere Leistungsniveaus ausgelegt sind. So sind die Schaltungen recht flexibel und können leicht zum Betrieb von Lampen im Bereich von ungefähr 250 Watt bis ungefähr 2000 Watt ausgelegt bzw. eingesetzt werden.
  • Die Erfindung wird nun besonders anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • Fig. 1 ein schematisches Schaltungsdiagramm, teilweise in Blockform, von einem Zünd-, Glühwiederzünd- und Betriebslampenschaltkreis gemäß Erfindung ist;
  • Fig. 2 ein detaillierteres, schematisches Schaltungsdiagramm einer weiteren Ausbildung des Lampenschaltkreises ist;
  • Fig. 3 ein schematisches Schaltungsdiagramm, teilweise in Blockform, ist, das einen ähnlichen Schaltkreis zeigt, verwendet mit einem Hochreaktanz- Transformator oder einer Phasenverschiebungsvorschalteinrichtung; und
  • Fig. 4 ein schematisches Schaltungsdiagramm, teilweise in Blockform, eines Schaltkreises ähnlich dem in Fig. 1 ist, bei dem eine unterschiedliche Form von Deaktivierungsmitteln eingesetzt ist.
  • Bezugnehmend zunächst auf Fig. 1 besitzt deren Schaltkreis eine Klemme 10, die mit einer Stromleitung im Schaltkreis verbunden ist, und eine Klemme 11, die mit einer gemeinsamen (Bezugs-)Leitung verbunden ist. Die Klemmen 10 und 11 können an eine 480-Volt-Wechselstrom-Quelle angeschlossen werden. Ein Kondensator 12 ist direkt über die Klemmen 10 und 11 angeschlossen. Erste und zweite Induktiv-Drosseln 14 und 16 sind an die Stromleitung in Serienschaltung zueinander angeschlossen. Jede dieser Drosseln ist für eine 1500-Watt-HID-Lampe mit einer Reaktanz von ungefähr 84.9 mH bei Netzfrequenz ausgelegt, wobei die Drosseln vorzugsweise im wesentlichen miteinander identisch sind. Ein ebenfalls einen Wert von ungefähr 20 Mikrofarad aufweisender Kondensator 18 ist von der Stromleitung zwischen den Drosseln 14 und 16 mit der Bezugsleitung über einen normalerweise geschlossenen Kontakt (allgemein mit 20 bezeichnet) verbunden, der durch Erregung der Windung eines in Serie mit der Bezugsleitung geschalteten, elektro-magnetischen Relais 22 betätigt wird. Das Relais 22 ist ein stromansprechendes Relais, ausgelegt zur Erregung, wenn es von einem normalen Lampen- Betriebsstrom durchflossen wird.
  • Auf der anderen Seite der Drossel 16 ist ein Kondensator 24 mit einem Wert von ungefähr 5 Mikrofarad zwischen der Stromleitung und der Bezugsleitung über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 23 des Relais 22 geschaltet.
  • Ebenfalls auf der gleichen Seite der Drossel 16 ist eine Lichtbogenstrahl-Generatorschaltung 26 zwischen der Stromleitung und der Bezugsleitung über einen Kontakt 25 des Relais 22 geschaltet. Diese Schaltung 26 weist einen Schaltkreis für Hochspannungs-Impulse auf, um einen Lichtbogenstrahl durch eine Lampe zu initiieren. Der Ausgang der Schaltung 26 ist an die Primärwindungen zweier impulserhöhender Transformatoren 28 und 29 gelegt, deren Sekundärwindungen miteinander und mit einer Hochintensitäts-Entladungslampe 30 in Serie geschaltet sind. Die zwischen sich mit der Lampe verbundenen Sekundärwindungen der Impuls-Transformatoren sind so abgestimmt, daß sie wie durch die Polaritätszeichen in der Zeichnung angedeutet fungieren.
  • Der Kondensator 12 dient während des normalen Betriebs als Korrekturkapazität für den Leistungsfaktor und "stärkt" die Wechselstromquelle während heißem Wiederanlauf. Entsprechend verbleibt diese Kapazität zu allen Zeiten in der Schaltung.
  • Die Werte der Kondensatoren 18 und 24 sind so gewählt, daß sie bei selektierten Frequenzen mit den Drosseln 14 und 16 in Resonanz treten, wobei spezifische Strommuster während der Start- und Wiederanlauf-Betriebsweisen erzeugt werden. Wenn aber die Lampe in volle Zündung gegangen ist und Betriebsstrom durch das Relais 22 fließt, werden die Kontakte 20 und 23 geöffnet, wobei die Kondensatoren 18 und 24 vom Betrieb abgekoppelt werden und die Drosseln 14 und 16 während des normalen Lampenbetriebs der Funktion als Reaktanz-Vorschalteinrichtung überlassen werden. Bei einer 1500-Watt-Lampe wird der Kondensator 18 so dimensioniert, daß er mit der Drossel 14 bei ungefähr der zweiten Harmonischen der Netzspannungsfrequenz in Resonanz tritt.
  • Ähnlich tritt der Kondensator 24 mit der Drossel 16 bei ungefähr der vierten Harmonischen in Resonanz. Wenn Netzspannung angelegt wird, weist die Leerlaufspannung zwischen dem Punkt C an der Ausgangsseite der Drossel 16 und der Bezugsleitung ungefähr einen Effektivwert (RMS) von 700 Volt auf, verglichen mit den 480 Volt, die an die Klemmen 10 und 11 angelegt sind.
  • Diese hohe, sinuswellenförmige Leerlaufspannung versorgt die Lichtbogenstrahler-Schaltung 26, welche über die beiden Impuls-Transformatoren 28 und 29 eine relativ hochfrequente Impulsenergie der Lampe zuführt. Diese Hochspannungsimpulse verursachen die Bildung einer Säule bzw. eines Strahles innerhalb der Lampe, und, sobald der Strahl geformt worden ist, schafft die Zwischenfrequenzspannung vom Kondensator 24 genügend Energie, um die Bildung einer Bogenentladung innerhalb der Lampe zu veranlassen, wobei der Strahl von der Lampenwandung entfernt wird. Diese Funktion wird primär über die Energie der vierten Harmonischen bewerkstelligt. Ist schließlich die Entladung in Gang gekommen, erzeugt ein höheres Energieniveau bei niedrigerer Spannung auf der zweiten Harmonischen eine hohe Stromentladung durch die Lampe, die dann bei der 60-Hz- Stromversorgung unmittelbar vom Netz aufrechterhalten wird. Im letzten Abschnitt dieser Operation wird der Betriebsstrom durch das die Kontakte 20 und 23 öffnende Relais 22 und ferner durch einen normalerweise geschlossenen Kontakt 25 sensiert, der die übliche Verbindung für den Lichtbogenstrahl-Generator 26 darstellt, wobei die Kapazitäten 18 und 24 entkoppelt werden und der Netzstrom bei 60 Hz der Aufrechterhaltung des Lichtbogens überlassen wird.
  • Die Schaltung 26 weist ferner einen Schaltkreis zur Zeitverzögerung auf, der das Anlegen von Impulsen für ein vorbestimmtes Intervall, wie z.B. fünf Sekunden, erlaubt; erlangt aber die Lampe am Ende dieses Intervalls nicht die volle Zündung, wird der Schaltkreis für Hochspannungsimpulse deaktiviert und aus dem Betrieb ausgeklinkt, bis die Netzspannung abgekoppelt und wieder eingeschaltet ist. Wenn die Hochspannungsimpulse von der Schaltung 26 in Verbindung mit anderen genannten Strömen die Lampe nicht in Betrieb zu setzen vermögen, besteht eine sehr große Wahrscheinlichkeit, daß die Lampe selbst ausgefallen ist oder das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat oder daß ein größeres Problem in der Lampenverdrahtung existiert. Entsprechend werden die Impulse gestoppt, um Schaden an der Verschaltung oder den mechanischen Komponenten der Lampe zu vermeiden.
  • Die Serien-Hilfsschaltung der Sekundärwindungen der Impuls- Transformatoren 28 und 29 erlaubt eine Verdopplung der an die Lampe angelegten Hochspannung und ihres Energieniveaus ohne Erhöhung der Hochspannung zum Beleuchtungskörper und eine Vermeidung der diesen Komponenten zugeführten elektrischen Belastung.
  • Fig. 2 zeigt in etwas größerem Detail eine Schaltung, die nach den Prinzipien der Fig. 1 arbeitet. Man erkennt, daß die Drosseln 14 und 16, Kondensatoren 12, 18 und 24, Transformatoren 28 und 29 und die Lampe 30 in denselben Relationen zueinander stehen und ihre Funktionen im wesentlichen unverändert sind. Jedoch ist die Lichtbogenstrahler-Erzeugungsschaltung 26 nun als aus einem Einschaltzeit-Bestimmungsschaltkreis 32 und einem Spannungs- oder Impuls-Erzeugungsschaltkreis 34 bestehend dargestellt. Es läßt sich ferner entnehmen, daß die Anordnung der Relais etwas unterschiedlich ist: Ein Relais 36 steuert einen Kontakt 37 an, der auf Betriebsstrom anspricht und lediglich den Stromkreis zum Kondensator 18 unterbricht. Ein zu diesem Relais 36 parallel geschaltetes, separates Relais 38, das ebenfalls auf Betriebsstrom anspricht, steuert einen Kontakt 39 in dem Leiter an, der nicht nur den Kondensator 24, sondern auch den Zeitschaltkreis 32 und den Impulsschaltkreis 34 versorgt. Darüber hinaus spricht ein Relais 40 mit normalerweise geschlossenen Kontakten 41 und 42 auf den Abschluß der Zeitfunktion im Schaltkreis 32 an, wodurch die Kondensatoren 18 und 24 und der Stromstoß/Impulsschaltkreis 34 vom System bei Schluß des Zeitintervalls abgekoppelt werden.
  • Der Schaltkreis 32 weist einen gesteuerten Gleichrichter (SCR) 44 auf, dessen durchschaltbarer Leitungspfad in Serie mit der Windung des Relais 40 und ferner in Serie mit einem Widerstand 46 sowie Dioden 47 und 48 zwischen der Stromversorgungsleitung und der Bezugsleitung geschaltet ist. Die Diode 47 ist außerdem mit einer Spannungsteilerschaltung verbunden, welche die Widerstände 49 und 50 aufweist, wobei der Anschlußknoten zwischen diesen Widerständen mit einer zum Steueranschluß des SCR 44 führenden Durchbruch- bzw. Zenerdiode 52 und mit einem RC- Glied mit dem Widerstand 53 und dem Kondensator 54 verbunden ist.
  • Ein Kondensator 56 ist parallel geschaltet mit dem die Windung des Relais 40 und den SCR 44 aufweisenden Schaltkreis. Die Spannung am Kondensator 56 wird durch eine Parallel geschaltete Zenerdiode 58 begrenzt. Wie dem Fachmann bekannt, wird der SCR 44 leitend, wenn die Spannung am Kondensator 54 genügend hoch wird, um den elektrischen Durchbruch der Diode 52 auszulösen; wenn der SCR 44 leitet, wird das Relais 40 erregt, wobei es die Kontakte 41 und 42 öffnet. Der sich öffnende Kontakt 42 entkoppelt den Spannungsschaltkreis 34 vom Betrieb, und der sich öffnende Kontakt 41 entkoppelt den Kondensator 18 von der Schaltung. Der Ladestrom, der die Spannung am Kondensator 54 aufbaut, fließt durch die Diode 47, den Widerstand 49 und den Widerstand 53, wobei die Teilerwirkung der Widerstände 49 und 50 das Niveau des Ladestroms bestimmt. Da die Diode 47 mit der Quelle der vierten Harmonischen am Ausgang der Drossel 16 verbunden ist, werden viele Halb-Perioden des Stromes für das Laden des Kondensators verwendet. Das Laden verläuft relativ langsam, abhängig von den für die Komponenten gewählten Werten, aber es ist bewußt langsam gehalten, so daß der Impulsschaltkreis eine adäquate Gelegenheit erhält, eine Zündung der Lampe 30 auszulösen.
  • Bevor der SCR 44 in leitenden Zustand versetzt wird, wird der Kondensator 56 über die Dioden 47 und 48 und durch den Begrenzungswiderstand 46 geladen, wobei die Spannung am Kondensator 56 durch die Diode 58 begrenzt ist. Der Kondensator 56 wirkt als eine Filterkapazität, und die Diode 48 verhindert ein Entladen des Kondensators 56 in den Zeitschaltkreis mit dem Kondensator 54.
  • Nachdem der SCR/Gleichrichter 44 leitend geworden ist, wird der Erregungsstrom für das Relais 40 durch die Halbwellen-Gleichstromversorgung über die Diode 47 geliefert und im erregten Zustand aufrechterhalten durch die am Kondensator 56 aufgebaute Ladung. So wird der SCR im leitenden Zustand und das Relais 40 erregt gehalten.
  • Die Erregung des Relais 40 entkoppelt die dem Start und Wiederanlauf dienenden Komponenten vom System, wobei sich die Vorrichtung elektrisch wie ein normales Vorschaltgerät mit einer ausgefallenen Lampe verhält. Wie früher angedeutet, soll das Relais 40 so lange nicht wirksam werden, bis die Impulse vom Schaltkreis 34 eine Gelegenheit gehabt haben, die Lampe 30 in Betrieb zu setzen und dies nicht getan haben.
  • Der Schaltkreis 34 weist zwei Hochfrequenz-Triacs 60 und 62 auf. Das Triac 60 besitzt einen leitfähigen Pfad, der sich zwischen der Bezugsleitung und der Primärwicklung eines Impuls-Transformators 28 erstreckt. Ähnlich besitzt das Triac 62 einen einschaltbaren, leitfähigen Pfad zwischen der Primärwicklung des Impulstransformators 29 und der Bezugsleitung. Die Steueranschlußelektroden der Triacs sind über die Widerstände 64 bzw. 65 und eine Zenerdiode 66 verbunden. Die Ladekreise für die Steuer-anschlüsse weisen die Widerstände 68 und 69 auf, die mit den Kondensatoren 70 bzw. 71 verbunden sind, wobei der Verzweigungsanschluß zwischen dem Widerstand 68 und dem Kondensator 70 mit der Diode 66 verbunden ist. Die Versorgung kommt, wie oben angedeutet, über den Kontakt 42.
  • Wenn die Spannung am Konsator 70 ungefähr 480 Volt erreicht, wird die Zenerdiode leitend und triggert die Steueranschlüssen beider Triacs gemeinsam, wobei diese gleichzeitig leitend werden. Die in den Kondensatoren 70 und 71 gespeicherte Energie wird dann über die erregten Triacs den Primärwindungen der Impulstransformatoren zugeführt, die in einer Serien-Hilfsbeziehung, wie gezeigt, verbunden sind, wobei eine Verdopplung der Zündspannung und eine zeitgerechte Synchronisation bzw. Phasenabgleich erzielt werden. Jeder Impulstransformator besitzt ein Primär- zu-Sekundär-Verhältnis von ungefähr acht Windungen zu 200 Windungen. Die Widerstände 68 und 69 bestimmen die Ladegeschwindigkeit der Kondensatoren 70 und 71 und isolieren die Entladung dieser Kondensatoren in einem hochfrequenten Sinn, da sie sich durch die Primärseiten der Impulstransformatoren entladen. Die Widerstände 64 und 65 dienen der Begrenzung der Spitzeneinblendung der Triacs und des Spitzen-Fünfschichtdioden(sidac)-Stromes, wobei diese Einrichtungen geschützt werden.
  • Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 angedeutet, erzeugen die Impulstransformatoren eine hohe Ausgangsspannung auf ihren Sekundärseiten, die an die Lampe zur Auslösung eines Strahles angelegt wird, der dann durch einen von den Drosseln 14 und 16 und deren zugehörigen Konsatoren gelieferten Hochspannungs-Ionisationsstrom unterstützt wird, bis endlich bei vollem Lampenbetrieb die Kondensatoren von der Schaltung entkoppelt werden und ein Haltestrom von der 480-Volt-Wechselstromversorgungsleitung geliefert wird. Wenn wiederum die Impulse daran scheitern, die Lampe zu zünden, entkoppelt die Schaltung 32 den Impulsschaltkreis durch Öffnen des Kontakts 42. Der Lampenbetrieb erregt die Relais 36 und 38, wobei alle Start- Schaltkreiskomponenten vom Betrieb entkoppelt werden.
  • Zu erkennen ist ferner, daß die Drosseln 14 und 16 mit Abgriffseinrichtungen 73 bzw. 74 versehen sind, welche mit keinem Teil der Schaltung der Fig. 2 verbunden sind. Diese Abgriffseinrichtungen sind dafür vorgesehen, daß bei einer 1000-Watt-Lampe eine niedrigere Spannung und Reaktanz verwendet werden kann. Wenn eine Abgriffseinrichtung in dieser Art vorgesehen ist, können identische Drosseln entweder für eine 1000- oder eine 1500-Watt-Lampe mit den anderen, gleichbleibenden Schaltkreiskomponenten verwendet werden. Die Verwendung von zwei Drosseln für 400 Watt und 240 Volt Natriumhochdruck sorgt für die korrekte Wattleistung des Lampenbetriebs bei einem 1000-Watt-Gerät mit passendem Abgriff.
  • Fig. 3 zeigt eine Schaltung, die der in Fig. 2 grundsätzlich ähnlich ist, außer daß eine einzige Drossel 76 in Serie mit den Impulstransformatoren und der Lampe liegt, und die Versorgung wird über ein Phasenverschiebungs-Vorschaltgerät oder einen Hochimpedanz- Transformator, allgemein mit 79 angedeutet, bewerkstelligt, was den Einsatz einer niedrigeren Quellenspannung erlaubt. Der Transformator 79 weist eine Primärwicklung 78 mit einem dazu parallel geschalteten Kondensator 80 auf. Die Primärwicklung besitzt eine mittlere Abgriffseinrichtung, so daß unterschiedliche Spannungen daran angelegt werden können. Die Endklemmen 82 und 83 können an eine 240-Volt- oder alternativ an eine 120-Volt-Versorgung angeschlossen sein. Die Sekundärwicklung 85 fungiert im Betrieb auch als das erste Drossel-Äquivalent bezüglich der Drossel 14. Der Kondensator 80 führt die Leistungsfaktor-Korrektur und die Energiespeicherfunktion des Kondensators 12 in den Schaltungen der Fig. 1 und 2 durch. Der Kondensator 18 ist durch die Kontakte 41 und 37 über den gesamten Reaktanz- Transformator geschaltet, wie oben.
  • Außer dem Transformator selbst, welcher ein in diesem Zusammenhang leicht verständliches Element darstellt, funktioniert der Rest der Schaltung wie oben im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. Infolgedessen wird diese Beschreibung nicht wiederholt.
  • Fig. 4 zeigt eine Schaltung, die im wesentlichen der in Fig. 1 insoweit identisch ist, als die Schaltungsanordnung zum Start und heißen Wiederanlauf sowie die Betriebsweise betroffen sind. Jedoch ist gemäß Fig. 4 eine unterschiedliche Technik eingeführt, um die Schaltung für den Fall zu deaktivieren, daß eine Lampenzündung innerhalb einer vorbestimmten, relativ kurzen Zeit nicht erreicht wird. Die Schaltungskomponenten, die mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen übereinstimmen, sind durch dieselben Bezugsziffern identifiziert und werden nicht nochmals beschrieben. Ersichtlich ist das Relais 22 eliminiert ebenso wie die Kontakte 20, 23 und 25. Stattdessen sind die Impulsschaltung 26 und die Kondensatoren 18 und 24 jeweils mit der Bezugsleitung verbunden, nämlich über thermisch betätigte, normalerweise geschlossene Kontakte, bezeichnet allgemein mit 90 und 91, innerhalb einer Thermoschaltereinheit 92. Ein Widerstandsheizelement 94 mit positivem Temperaturkoeffizient ist innerhalb der Einrichtung 92 enthalten, so daß es in einer guten Wärmeleitverbindung mit den Kontakten 90 und 91 steht. Die Kontakte 90 und 91 können auf der Basis einer Bimetall-Einrichtung ausgeführt sein, die sich bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur verkrümmt, wodurch der Kontakt geöffnet wird.
  • Wenn im Betrieb die Schaltung erregt wird und die Lampe noch nicht gezündet hat, existiert eine relativ hohe Leerlaufspannung zwischen der Ausgangsseite der Drossel 14 und der Bezugsleitung. Diese hohe Leerlaufspannung verursacht Stromfluß durch den Widerstand 94, was die Temperatur der Kontakte 90 und 91 anhebende Wärme erzeugt. Der bei der hohen Leerlaufspannung fließende Strom bewegt den Widerstandswert des PTC-Elements 94 zu einem Punkt auf seiner Arbeitskennlinie, in dem der Strompegel hoch ist und genügend Wärme zur Betätigung der Kontakte und zum Öffnen der Stromkreise innerhalb einer Sache von Sekunden erzeugt. Wird jedoch die Lampe vollständig gezündet und beginnt der Betriebsstrom zu fließen, fällt die Spannung mit einem gleichzeitigen fallenden Strompegel, wobei der Einrichtung ermöglicht wird, ruhend zu bleiben.
  • Ersichtlich schließt die vorliegende Erfindung die Verwendung viel- bzw. mannigfaltiger Induktivitäten in Verbindung mit viel- bzw. mannigfältigen Kapazitäten ein, um kaskadenartige, harmonische oder abgestimmte Schaltungen zu bilden, die die verfügbare Netzspannung auf eine viel höhere Spannung und das kapazitive Energieniveau anheben können, so daß die Einrichtung oder Wiederherstellung eines hochintensiven thermischen Lichtbogens in einer heißen, deionisierten Lampe möglich ist. Die durch diese kaskadenartigen Schaltungen erzeugten Spannungen liegen bezüglich der Lampe parallel. So dient der Pegel des momentanen Leistungsverbrauchs der Lampe, der die Belastung der Resonanzkreise repräsentiert, zur Sicherung einer adäquaten kapazitiven Spannung und Energieoszillation, um den Anforderungen der Lampe für einen heißen Wiederanlauf zu entsprechen. Ferner ergibt die Verwendung derselben Grundinduktivitäten eine gesteuerte, sequentielle, elektrische Lampenstimulation, welche die Lampe zu einem schnellen, heißen Wiederanlauf ohne Beschädigung der Lampenelektroden treibt und die Induktivitäten für stabilen Normalbetrieb verwendet. Die Verwendung von zwei im wesentlichen identischen Hochspannungs-Generatorschaltungen, die einschließlich der Impulstransformatoren in einer Art Hilfsserienschaltung angeordnet und derart synchronisiert sind, daß die Spitzenhochspannung und Energie verdoppelt wird, ist in einer Art vorgesehen, welche kleinere Teilegrößen und Verpackung bzw. Unterbringung erlaubt. Schließlich beruht die Stromansprechtechnik zum Deaktivieren der Startkomponenten, wenn der Lampenbetrieb begonnen hat, auf dem Lampen-Effektivstromwert und veranlaßt die Schaltung, in einen Phasenverschiebungs-Vorschaltgerätebetrieb nur dann zurückzufallen, wenn die Lampe vollständig rückgezündet ist.

Claims (5)

1. Lampen-Schaltung zur Zündung, Glüh-Wiederzündung und zum Betrieb, mit einem Sockel zur Aufnahme einer Hochintensitäts-Lampe (30), einer Wechselstromquelle (10,11), einer zwischen der Wechselstromquelle und der Lampe geschalteten Drosselinduktivität, einer Impulsschaltung (26), die Impulstransformatoren (28, 29) aufweisen, deren Sekundärwicklungen in Serie mit der Lampe geschaltet sind, und einer Deaktivierungsschaltung (22, 25) zum Deaktivieren der Impulsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselinduktivität durch erste und zweite, seriell verbundene Drosseln (14, 16) eingerichtet ist, die jeweils erste und zweite Resonanzkreise (14, 16, 18, 24) bilden für die Erzeugung eines einen Lichtbogen bildenden Entladestroms für die Lampe, und daß die Sekundärwicklungen der Impulstransformatoren in Serien-Hilfsbeziehung verbunden sind.
2. Lampen-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Kondensator (12) zwischen der stromführenden und der gemeinsamen Bezugsleitung an die Wechselstromquelle geschaltet ist, ein zweiter Kondensator (18) mit der Stromleitung zwischen den seriell verbundenen Drosseln (14, 16) und mit der Bezugsleitung verbunden ist, und ein dritter Kondensator zwischen den Drosseln und der Lampe mit der Stromleitung und der Bezugsleitung verbunden ist, wobei die zweiten und dritten Kondensatoren Werte aufweisen, die jeweils zur Resonanz mit den Drosseln bei einer ersten und einer zweiten Frequenz ausgewählt sind.
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Frequenz eine gerade Harmonische der Quellenfrequenz, vorzugsweise die zweite Harmonische, ist.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Frequenz eine gerade Harmonische der Quellenspannungsfrequenz und höher als die zweite Harmonische ist.
5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deaktivierungsschaltung (22, 20, 23, 25) die Impulsschaltung und die Resonanzkreise bei Abwesenheit des Lampenbetriebsstroms nach einem vorbestimmten Intervall des Impuls-Entladestroms deaktivieren.
DE8888310970T 1988-03-10 1988-11-21 Schaltung fuer eine hochleistungslampe mit starker entladung. Expired - Fee Related DE3881025T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/166,494 US4890041A (en) 1988-03-10 1988-03-10 High wattage HID lamp circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3881025D1 DE3881025D1 (de) 1993-06-17
DE3881025T2 true DE3881025T2 (de) 1993-08-19

Family

ID=22603548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE8888310970T Expired - Fee Related DE3881025T2 (de) 1988-03-10 1988-11-21 Schaltung fuer eine hochleistungslampe mit starker entladung.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4890041A (de)
EP (1) EP0331840B1 (de)
CA (1) CA1284172C (de)
DE (1) DE3881025T2 (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3929029A1 (de) * 1989-09-01 1991-03-07 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zum betrieb einer gasentladungslampe
NL9000077A (nl) * 1990-01-11 1991-08-01 Philips Nv Schakelinrichting geschikt voor het ontsteken van een hogedrukontladingslamp.
US5166581A (en) * 1990-09-12 1992-11-24 U.S. Philips Corporation Discharge lamp ignitor which adjusts the amplitude of ignition pulses
KR940003618Y1 (ko) * 1990-12-29 1994-06-02 이상우 Hid 램프용 전자식 안정기의 보호회로
DE4227427C2 (de) * 1992-08-19 1995-06-08 Kres Ekkehard Dipl Inform Fh Verfahren und Schaltungsanordnung zum Zünden von Entladungslampen
US5298837A (en) * 1992-09-22 1994-03-29 Online Energy, Inc. Ultraviolet flash dryer
KR960006611B1 (ko) * 1993-07-30 1996-05-20 주식회사용광 전자식 방전등 안정기
US5459377A (en) * 1993-12-28 1995-10-17 Yue Zheng Method for starting gas-conducting lamp and lamp for carrying out the method
US5532553A (en) * 1994-10-19 1996-07-02 Hubbell Incorporated Operating circuit for electroluminescent panel
US5896013A (en) * 1996-02-12 1999-04-20 Advanced Lighting Technologies, Inc. Operating circuit for an inductively ballasted arc discharge lamp
US5723951A (en) * 1996-06-26 1998-03-03 Osram Sylvania Inc. Method of hot restarting a high intensity discharge lamp
FR2763465B1 (fr) * 1997-05-13 1999-08-13 Thorn Europhane Sa Dispositif d'alimentation pour un appareil d'eclairage utilisant une ou plusieurs lampes a decharge
US5955843A (en) * 1997-06-24 1999-09-21 Hubbell Incorporated Relay circuit for providing power from a normal or emergency power supply to ignite and drive a high intensity discharge lamp
DE19803854A1 (de) * 1998-01-31 1999-08-05 Hella Kg Hueck & Co Einrichtung zum Zünden einer Hochdruckgasentladungslampe in einem Kraftfahrzeug
DE19803855A1 (de) * 1998-01-31 1999-08-05 Hella Kg Hueck & Co Einrichtung zum Zünden und Betreiben einer Hochdruckgasentladungslampe in einem Kraftfahrzeug
DE19803856A1 (de) * 1998-01-31 1999-08-05 Hella Kg Hueck & Co Zündtransformator
US6157142A (en) * 1998-10-15 2000-12-05 Electro-Mag International, Inc. Hid ballast circuit with arc stabilization
US6194843B1 (en) 1999-01-29 2001-02-27 Electro-Mag International, Inc. HID ballast with hot restart circuit
DE19909529A1 (de) * 1999-03-04 2000-09-07 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Einseitig gesockelte Hochdruckentladungslampe mit im Sockel integrierter Zündvorrichtung
ITRM20020594A1 (it) * 2002-11-25 2004-05-26 Sisti Lighting S P A De Dispositivo perfezionato per l'accensione e l'alimentazione
US7781981B2 (en) * 2004-12-16 2010-08-24 Hep Tech Co. Ltd. Circuit arrangement for a starting unit of a discharge lamp
US8698412B2 (en) 2011-07-11 2014-04-15 Empower Electronics, Inc. High intensity discharge ballast configured to accommodate wide range of input and output characteristics

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2034104A1 (de) * 1969-02-04 1970-12-11 Hoste Marcel
US3732460A (en) * 1972-01-28 1973-05-08 Gen Electric Circuit for instant restart of high pressure discharge lamp
US4127795A (en) * 1977-08-19 1978-11-28 Gte Sylvania Incorporated Lamp ballast circuit
US4342948A (en) * 1979-09-20 1982-08-03 David Engineering Limited Electric discharge lamp control converter circuits
US4663571A (en) * 1985-04-05 1987-05-05 Nilssen Ole K Electronic ballast with ground-fault protection
JPS59180994A (ja) * 1983-03-30 1984-10-15 東芝ライテック株式会社 放電灯点灯装置
US4682082A (en) * 1985-05-16 1987-07-21 The Scott & Fetzer Company Gas discharge lamp energization circuit
AU587100B2 (en) * 1986-01-23 1989-08-03 Hubbell Incorporated Start, hot restart and operating lamp circuit
DE3622984A1 (de) * 1986-07-09 1988-01-21 Norka Norddeutsche Kunststoff Zuendgeraet fuer hochdruckentladungslampen

Also Published As

Publication number Publication date
DE3881025D1 (de) 1993-06-17
US4890041A (en) 1989-12-26
EP0331840B1 (de) 1993-05-12
EP0331840A1 (de) 1989-09-13
CA1284172C (en) 1991-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3881025T2 (de) Schaltung fuer eine hochleistungslampe mit starker entladung.
DE2323011C3 (de) Schaltungsanordnung zur Zündung und zum Betrieb einer Gasentladungslampe
DE69530143T2 (de) Schutzschaltung für Bogenentladungslampen
DE2941822C2 (de)
EP1654913B1 (de) Vorschaltgerät für mindestens eine hochdruckentladungslampe, betriebsverfahren und beleuchtungssystem für eine hochdruckentladungslampe
DE69902379T2 (de) Vorschaltgerät mit helligkeitssteuerung und regelverfahren für lampen unter verwendung eines frequenzgeregelten streufeldtransformators
DE60205830T2 (de) Vorschaltgerät mit effizienter Elektroden-Vorheizung und Lampenfehlerschutz
DE4014391A1 (de) Lichtstellsystem fuer kompakt-leuchtstoffroehren
DE3811194A1 (de) Festkoerper-betriebsschaltung fuer eine gleichstrom-entladungslampe
DE3108547A1 (de) "zuendschaltung fuer eine hochdruckmetalldampfentladungslampe"
DE2543316A1 (de) Startvorrichtung fuer gasentladungslampen
CH668879A5 (de) Vorschaltgeraet fuer hochdruck-entladungslampen, insbesondere fuer natriumdampflampen.
EP0655880B1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb einer Niederdruckentladungslampe an einer Niedervolt-Spannungsquelle
DE19849738C2 (de) Impulsgenerator
DE2802218A1 (de) Elektronischer starter zum zuenden einer entladungslampe
EP1181844A1 (de) Verfahren und vorschaltgerät zur speisung eines uv-licht-niederdruckstrahlers
DE60122192T2 (de) Schaltungsanordnung
DE69523827T2 (de) Schaltung zum Betreiben eines elektronischen Verschaltgerätes ohne Verzögerung
DE3202445A1 (de) Schaltungsanordnung zur speisung einer leuchtstoffroehre
DE2801939C2 (de)
DE3530638A1 (de) Schaltungsanordnung zum starten und betrieb von gasentladungslampen
DE69930897T2 (de) Anordnung zum Betreiben einer Entladungslampe
DE2604914C3 (de) Schaltungsanordnung zum Zünden und zum Betrieb einer Entladungslampe
EP0111956A1 (de) Schaltungsanordnung zum Betrieb von Hochdruck-Gasentladungslampen
DE60117764T2 (de) Zündvorrichtung mit störkapazitätsunterdrücker

Legal Events

Date Code Title Description
8339 Ceased/non-payment of the annual fee