DE3901111A1 - Schaltungsanordnung zum betrieb von entladungslampen - Google Patents
Schaltungsanordnung zum betrieb von entladungslampenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum
hochfrequenten Betrieb einer bzw. mehrerer in Reihe
geschalteter Niederdruckentladungslampen entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der DE-OS 34 41 992 ist eine solche Schaltungsan
ordnung zum Zünden einer Niederdruckentladungslampe
aufgeführt. Die Schaltungsanordnung beinhaltet dabei
einen weiteren Kondensator parallel zum Kaltleiter.
Bei Anlegen einer Netzspannung an die Schaltungsanord
nung ist der Kaltleiter niederohmig und ermöglicht so
das Fließen eines Vorheizstromes durch die beiden
Elektroden der Lampe. Durch den Stromfluß wird der
Kaltleiter erwärmt und geht nach einer für den jewei
ligen Kaltleiter charakteristischen Zeitspanne in
einen hochohmigen Zustand über. Dadurch wird die Vor
heizung der Elektroden unterbrochen und die Lampe kann
durch den Resonanzkreis gezündet werden. Der Kalt
leiter ermöglicht so eine ausreichende und schnelle
Vorheizung der Elektroden und eine sichere Zündung der
Lampe.
Nachteilig ist jedoch, daß der Kaltleiter nach der
Zündung während der gesamten Brenndauer der Lampe
geheizt wird. Daraus ergeben sich aufgrund der langen
Brennzeiten bei Leuchtstofflampen verhältnismäßig hohe
Verlustenergien. Außerdem stellt die Dauerheizung des
Kaltleiters eine thermische Zusatzbelastung der
Schaltungsanordnung dar, die zu einem vorzeitigen
Ausfall eines Schaltungsteils, insbesondere des Kalt
leiters selbst führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung
zu schaffen, die nach Zündung der Niederdruckentla
dungslampe bzw. -lampen eine weitere Heizung des
Kaltleiters unterbindet, um so die Verlustleistung der
Schaltungsanordnung gering zu halten. Die für diese
Abschaltung benötigte Zahl an Schaltungselementen
sollte möglichst klein sein, damit die Schaltungsan
ordnung auch in kleinen Gerätegehäusen problemlos
integriert werden kann.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge
staltungen der Schaltungsanordnung sind den Unteran
sprüchen zu entnehmen.
Das Relais setzt mit Hilfe des Schalters den Kaltlei
ter außer Funktion, wenn eine ausreichende Vorheizung
der Elektroden erfolgt ist. Bisher ist es bekannt, für
die Ansteuerung eines Ruhekontakt-Relais, wie es hier
vorliegt, aufwendige Schaltkreise, wie z.B. RC-Schal
tungen, als Zeitglied zu verwenden. Die erfindungsge
mäße Schaltungsanordnung benötigt solche Schaltkreise
nicht, da der abzuschaltende Kaltleiter selbst - durch
Übergang in den hochohmigen Zustand - als Zeitkon
stantenglied für das Ruhekontakt-Relais dient.
Zur Erzeugung der benötigten Gleichspannung ist das
Relais über einen Gleichrichter parallel zum Kalt
leiter im Heizkreis geschaltet. Außerdem ist in eine
der Zuleitungen zwischen Kaltleiter und Wechselstrom
eingang des Relais-Gleichrichters ein Kondensator ge
schaltet, der zur Einstellung der Relais-Schaltspan
nung dient. Ein weiterer Kondensator parallel zum
Gleichstromausgang des Relais-Gleichrichters hat die
Aufgabe, eine Siebung der Gleichspannung vorzunehmen,
wenn zum Betrieb des Relais brummarmer Gleichstrom
erforderlich ist.
Bei Betrieb von mehreren in Reihe geschalteten Nieder
druckentladungslampen ist es für eine optimale Zündung
notwendig, daß alle Elektroden vorgeheizt werden. Die
nicht mit dem Mittenabgriff zwischen den beiden Tran
sistoren bzw. mit dem Plus- und/oder Minuspol verbun
denen Elektroden müssen daher eine zusätzliche Vor
heizung erfahren. Vorteilhaft geschieht dies durch
einen eigenen Heizkreis, der diese Elektroden mitein
ander verbindet und in den zusätzlich eine Sekundär
wicklung an der Resonanzinduktivität integriert ist.
Mit Hilfe eines weiteren Schalters in diesem zusätz
lichen Heizkreis, der ebenfalls im oben aufgeführten
Ruhekontakt-Relais integriert ist, kann dann dieser
Heizkreis gleichzeitig mit dem Heizkreis der äußeren
Elektroden außer Funktion gesetzt werden.
Durch die Verwendung des Kaltleiters in Mehrfach
funktion als Vorheizglied und Zeitkonstantenglied wird
bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine
optimale Vorheizzeit, eine schnelle und glimmphasen
freie Lampenzündung und ein hoher Systemwirkungsgrad
erzielt. Das Relais bleibt während der Betriebsdauer
der Lampe bzw. Lampen eingeschaltet, d.h. solange der
Gegentaktfrequenzgenerator schwingt. Der Kaltleiter
kühlt sich sofort nach Abschaltung durch das Relais
beim Lampenstart ab. Somit ist bei einer Geräteab
schaltung innerhalb einiger Minuten mit anschließender
Wiedereinschaltung eine erneute Vorheizung mit nach
folgender guter Zündung gewährleistet. Diese Eigen
schaften ermöglichen somit auch den Einsatz der Schal
tungsanordnung in Kurzzeit-Betriebsanwendungen.
Die Schaltungsanordnung ist anhand der nachfolgenden
Figuren näher veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsan
ordnung zum Betrieb einer Niederdruckent
ladungslampe,
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsan
ordnung zum Betrieb von zwei in Reihe ge
schalteten Niederdruckentladungslampen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist eine Schal
tungsanordnung zum Betrieb einer Leuchtstofflampe LP
wiedergegeben. Die Schaltung beinhaltet ein Hoch
frequenzfilter 1, eine Gleichrichteranordnung 2, einen
Glättungskondensator C 1 und einen Gegentaktfrequenz
generator mit zwei alternierend schaltenden Transi
storen T 1, T 2, Emitterwiderständen R 1, R 2 sowie einer
Ansteuerschaltung 3. Der Gegentaktfrequenzgenerator
ist selbststeuernd, wobei die Steuerspannung von einem
Ringkerntrafo TR mit einer Primärwicklung im Betriebs
stromkreis und je einer Sekundärwicklung in den Basis
steuerungen der Transistoren T 1, T 2 erhalten wird.
Außerdem weist die Schaltungsanordnung einen Serien
resonanzkreis mit einer Induktivität L 1, einem Kopp
lungskondensator C 2 und einem Resonanzkondensator C 3
auf. Die Resonanzinduktivität L 1 und der Kopplungs
kondensator C 2 sind in Reihe zum Ringkerntrafo TR in
den Betriebsstromkreis zwischen den Mittenabgriff M
und die erste Elektrode E 1 der Lampe LP und der Reso
nanzkondensator C 3 in den Heizkreis der Lampe LP
gelegt. Die zweite Elektrode E 2 der Niederdruckent
ladungslampe LP ist netzseitig mit dem Pluspol der
Gleichrichteranordnung 2 verbunden.
Der genaue Schaltungsaufbau und die Funktionsweise
einer solchen Schaltungsanordnung kann dem Buch "Elek
tronikschaltungen" von W. Hirschmann (Siemens AG),
1982, Seite 148 entnommen werden und soll hier nicht
näher ausgeführt werden.
In Reihe zum Resonanzkondensator C 3 ist in den Heiz
kreis ein Kaltleiter KL und ein Schalter S eines
Relais RL gelegt. Parallel zum Kaltleiter KL und zum
Schalter S ist ein Relais-Gleichrichter GL mit seinen
Wechselstromeingängen geschaltet, wobei in eine Zu
leitung außerdem ein Kondensator C 4 gelegt ist. Die
Gleichstromausgänge des Relais-Gleichrichters GL sind
mit dem Relais RL verbunden, in das der Schalter S
integriert ist. Außerdem ist parallel zum Gleichstrom
ausgang des Relais-Gleichrichters GL ein Kondensator
C 5 geschaltet.
Bei Anlegen einer Netzspannung an die Schaltungsan
ordnung fließt ein Vorheizstrom über die beiden Elek
troden E 1, E 2 durch den Heizkreis. Der Kaltleiter KL
ist zuerst niederohmig und geht aufgrund des Strom
flusses nach einer gewissen Vorheizzeit in den hoch
ohmigen Zustand über. Nun kann sich der Kondensator C 4
aufladen, bis am Gleichspannungsausgang des Relais-
Gleichrichters GL die für das Relais RL erforderliche
Schaltspannung vorliegt. Ist diese Spannung erreicht,
so wird der Schalter S durch das Relais geöffnet und
macht den Kaltleiter KL stromlos. Gleichzeitig wird
die Lampe LP gezündet. Der Kaltleiter KL bleibt
während der gesamten Brennzeit der Lampe LP abgeschal
tet, da das Relais RL durch Dauererregung seinen
Ruhekontaktschalter S offenhält. Wird die Schaltungs
anordnung durch Abschalten der Netzspannung ausge
schaltet, so schließt sich auch der Ruhekontaktschal
ter S wieder. Wird die Schaltungsanordnung erneut ans
Netz angeschlossen, so beginnt der Vorgang von vorn.
In der nachfolgenden Bestückungsliste sind die ver
wendeten Schaltungselemente für die erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung entsprechend Fig. 1 zum Betrieb
einer 58 W-Leuchtstofflampe an 220 V Wechselspannung
zusammengestellt:
C 1: | |
10 µF/450 V- | |
T 1, T 2: | MJE 13007 |
R 1, R 2: | 0,39 Ω |
TR: | Ringkern (10×6×4) primär 9 Windungen sekundär je 3 Windungen |
L 1: | EF 25, 1,4 mH |
C 2: | 100 nF/250 V∼ |
KL: | Kaltleiter 65 Ω (1,5 A) |
GL: | B 250, C 800 |
RL: | 24 V DC/1400 Ω, Ruhekontakt 2 A/250 V∼ |
C 3: | 2,2 nF/630 V- |
C 4: | 0,47 nF/1000 V- |
C 5: | 0,1 µF/100 V- |
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanord
nung zum Betrieb von zwei in Reihe geschalteten
Leuchtstofflampen LP 1, LP 2 wiedergegeben. Der Aufbau
der Grundschaltung und des Schaltkreises für die Ab
schaltung des Kaltleiters KL entsprechen der in
Fig. 1 aufgeführten Schaltung, wobei hier die erste
Elektrode E 1 der ersten Lampe LP 1 mit dem Mittenab
griff M und die zweite Elektrode E 2′ der zweiten Lampe
LP 2 mit dem Pluspol der Gleichrichteranordnung 2
verbunden ist. Zusätzlich sind die beiden mittleren
Elektroden E 2 und E 1′ der Lampe LP 1 bzw. Lampe LP 2 zu
einem eigenen Heizkreis zusammengefaßt, der durch eine
Sekundärwicklung L 2′ an der Resonanzinduktivität L 1′
die Elektroden mit Strom versorgt. Der Heizkreis
beinhaltet außerdem einen im Relais RL integrierten
Schalter S′, der durch das Relais RL geöffnet wird.
Dadurch ist es möglich, mit dem Relais RL, das durch
den Kaltleiter KL gesteuert wird, die Vorheizströme
sämtlicher Elektroden gleichzeitig zu unterbrechen,
wenn eine für die Zündung der Lampe ausreichende
Vorheizung erfolgt ist.
Claims (5)
1. Schaltungsanordnung zum hochfrequenten Betrieb
einer Niederdruckentladungslampe (LP) bzw. mehrerer in
Reihe geschalteter Niederdruckentladungslampen (LP 1,
LP 2), wobei die Schaltung folgende Merkmale aufweist:
- - eine Gleichrichteranordnung (2);
- - einen mit dem Gleichstromausgang der Gleichrichter anordnung (2) verbundenen Gegentaktfrequenzgenerator mit zwei alternierend schaltenden Transistoren (T 1, T 2), einer Ansteuerschaltung (3) und einem Glät tungskondensator (C 1), wobei ein Mittenabgriff (M) zwischen den beiden Transistoren vorgesehen ist;
- - Anschlußleitungen für die Niederdruckentladungslampe (LP) bzw. -lampen (LP 1, LP 2), wobei eine Leitung die erste Elektrode (E 1) der Lampe (LP) bzw. der ersten Lampe (LP 1) mit dem Mittenabgriff (M) zwischen den beiden Transistoren (T 1, T 2) und eine weitere Lei tung die zweite Elektrode (E 2; E 2′) der Lampe (LP) bzw. der letzten Lampe (LP 2) mit dem Plus- und/oder Minuspol der Gleichrichteranordnung (2) verbindet;
- - einen Serienresonanzkreis, bestehend aus Resonanz induktivität (L 1, L 1′), Kopplungskondensator (C 2) und Resonanzkapazität (C 3), wobei die Resonanzinduk tivität (L 1, L 1′) und der Kopplungskondensator (C 2) in Reihe zwischen den Mittenabgriff (M) und die erste Elektrode (E 1) der Lampe (LP) bzw. der ersten Lampe (LP 1) und die Resonanzkapazität (C 3) in den Heizkreis parallel zur Lampe (LP) bzw. zu den Lampen (LP 1, LP 2) geschaltet ist,
- - sowie einem Kaltleiter (KL) in Reihe zum Resonanz kondensator (C 3) im Heizkreis, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung ein Relais (RL) beinhaltet, mit dem mittels eines Schalters (S) in Reihe zum Kaltleiter (KL) im Heiz kreis der Kaltleiter (KL) von der Schaltung abgetrennt werden kann, wobei der Kaltleiter (KL) gleichzeitig als Zeitglied für die Steuerung des Relais (RL) dient.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Stromanschlüsse des Relais (RL)
mit dem Gleichspannungsausgang eines Relais-Gleich
richters (GL) verbunden sind und der Relais-Gleich
richter (GL) mit seinen Wechselstromeingängen paral
lel zum Kaltleiter (KL) geschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß in eine der beiden
Wechselstromanschlußleitungen zwischen Kaltleiter (KL)
und Relais-Gleichrichter (GL) ein Kondensator (C 4)
geschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß paral
lel zum Gleichstromausgang des Relais-Gleichrichters
(GL) ein Kondensator (C 5) geschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Betrieb von mehreren in Reihe geschalteten Nieder
druckentladungslampen (LP 1, LP 2) die Elektroden (E 2,
E 1′), die nicht mit dem Mittenabgriff (M) bzw. dem
Plus- und/oder Minuspol verbunden sind, in Reihe mit
einer Sekundärwicklung (L 2′) an der Resonanzinduktivi
tät (L 1′) zu einem weiteren Heizkreis verschaltet
sind, und in diesem Heizkreis ein Schalter (S′) inte
griert ist, durch den mittels des Relais (RL) der
weitere Heizkreis unterbrochen werden kann.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |