DE4029203A1 - Einrichtung zur lichtbogenloeschung bei lichtblitzerzeugungseinrichtungen fuer flugzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Lichtbogenlöschung bei Lichtblitzerzeugungseinrichtungen für Flugzeuge, mit einer Spannungsquelle, mit einem Ladungsspeicher parallel zu der Spannungsquelle, der von der Spannungsquelle geladen wird, mit einer Entladungslampe parallel zu dem Ladungsspeicher, mit einer ersten Schalteinrichtung zur Löschung des Lichtbogens der Entladungslampe, mit einem niederohmigen Widerstand in Reihe zu der ersten Schalteinrichtung und mit einer Ansteuereinrichtung für die erste Schalteinrichtung.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 36 33 566 A1 ist eine Einrichtung für geregelte Hochenergieimpulserzeugung für Gasentladungsblitzlampen dieser Art bekannt. Die Einrichtung weist dabei eine Spannungsquelle auf, zu der parallel ein Ladungsspeicher angeordnet ist, der von der Spannungsquelle geladen wird. Der Ladungsspeicher ist hier als ein Kondensator ausgebildet. Zur Löschung des Lichtbogens der Entladungslampe weist die Einrichtung eine erste Schalteinrichtung auf, die hier in Reihe zu der Entladungslampe angeordnet ist. Des weiteren weist die bekannte Einrichtung einen niederohmigen Widerstand in Reihe zu der ersten Schalteinrichtung auf, der hier als Meßwiderstand dient. Die Erzeugung der Lichtblitze und die Umsteuerung der ersten Schalteinrichtung erfolgt dabei aufgrund von Ansteuersignalen, die von einer Ansteuereinrichtung erzeugt werden.

Bei der bekannten Einrichtung erweist sich dabei als nachteilig, daß die erste Schalteinrichtung, die hier als ein Transistor ausgebildet ist, in Reihe zu der Entladungslampe angeordnet ist, wodurch bei der Lichtbogenlöschung durch die Schalteinrichtung eine sehr hohe Leistung geschaltet werden muß. Soll eine solche Schalteinrichtung bei Lichtblitzerzeugungseinrichtungen für Flugzeuge verwendet werden, bei denen Lichtenergien in der Größenordnung von etwa 100 Joule pro Lichtblitz ausgesendet werden, so ist eine erste Schalteinrichtung erforderlich, die sehr kostenintensiv und aufwendig aufgebaut ist, um die hohen Verlustleistungen schalten und aufnehmen zu können. Zudem ist es erforderlich, Kühlelemente für die erste Schalteinrichtung zur Verfügung zu stellen, die die entstehende Wärme abführen können, so daß die Einrichtung hohe Kosten und vor allen Dingen sehr viel Platz erfordert, wodurch auch das Gewicht der Einrichtung erheblich heraufgesetzt wird.

Insbesondere bei der Verwendung bei Lichtblitzerzeugungseinrichtungen in Flugzeugen, erweist sich als besonders nachteilig, daß insbesondere bei hohen Blitzenergien und hohen Blitzfrequenzen durch die Schaltstrecke der ersten Schalteinrichtung sehr hohe Ströme geschaltet werden müssen, sehr hohe Verlustleistungen und Wärmeemissionen auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Lichtbogenlöschung bei Lichtblitzerzeugungseinrichtungen für Flugzeuge zu schaffen, die einfach und kostengünstig ist, und die bei hohen Blitzenergien und hohen Blitzfolgefrequenzen durch ein nahezu leistungsloses Schalten eine sichere und zuverlässige Lichtbogenlöschung ermöglicht.

Es ist von Vorteil, daß die erste Schalteinrichtung parallel zu der Entladungslampe angeordnet ist, weil somit auf besonders einfache und kostengünstige Weise erreicht wird, daß der Lichtbogen der Entladungslampe, ohne daß hohe Ströme geschaltet werden müssen und daß hohe Verlustleistungen in der ersten Schalteinrichtung oder in dem niederohmigen Widerstand auftreten, gelöscht werden kann, so daß bei hohen Blitzenergien und insbesondere bei hohen Blitzfolgefrequenzen, wie sie in Flugzeugen häufig vorkommen, ein nahezu leistungsloses Schalten für eine sichere und zuverlässige Lichtbogenlöschung erreicht wird.

Dadurch daß der Spannungsquelle und/oder dem Ladungsspeicher eine zweite Schalteinrichtung zugeordnet ist, die die Aufladung des Ladungsspeichers oder die Spannungsversorgung zu der Spannungsquelle unterbrechen kann, ergibt sich der Vorteil, daß zusätzlich zu der Lichtbogenlöschung durch das Umschalten der ersten Schalteinrichtung ein Nachbrennen der Entladungslampe auf besonders einfache und kostengünstige Weise vermieden werden kann, indem entweder die Spannungszuführung zu der Spannungsquelle oder aber die Spannungszuführung zu dem Ladungsspeicher unterbrochen wird, da somit von der Spannungsquelle und/oder dem Ladungsspeicher keine Energie mehr der Entladungslampe zugeführt wird.

Es ist vorteilhaft, daß die zweite Schalteinrichtung in der Verbindung zwischen dem Ladungsspeicher und der Spannungsquelle angeordnet ist und daß die zweite Schalteinrichtung von der Ansteuereinrichtung ansteuerbar ist, weil somit eine besonders einfache und kostengünstige Einrichtung geschaffen wird, die besonders zuverlässig und sicher gewährleistet, daß nach einem erfolgten Lichtblitz der Ladungsspeicher von der Spannungsquelle nicht mehr mit Energie versorgt wird, die dazu führen könnte, daß der Lichtblitz in der Entladungslampe länger aufrechterhalten wird als gewünscht. Es wird somit gewährleistet, daß bei hohen erforderlichen Lichtenergien hohe Blitzfolgefrequenzen erreicht werden können.

Dadurch daß die Umsteuerung der ersten Schalteinrichtung und der zweiten Schalteinrichtung durch die Ansteuereinrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Anodenspannung der Entladungslampe erfolgt, ergibt sich der Vorteil, daß zum einen je nach der verwendeten Entladungslampe und zum anderen je nach den vorliegenden Ansteuersignalen für die Erzeugung von Lichtblitzen die jeweils optimale Lichtbogenlöschung erreicht wird, die zum einen sicherstellt, daß die erzeugten Lichtblitze eine erforderliche Energie und Intensität aufweisen, und zum anderen eine hohe Blitzfolgefrequenz gewährleistet werden kann.

Es ist von Vorteil, daß bei dem Vorliegen einer unteren Anodenspannung der Entladungslampe die erste Schalteinrichtung geöffnet wird und die zweite Schalteinrichtung geschlossen wird, weil somit sichergestellt wird, daß bei einem optimalen Lichtbogenlöschen der Entladungslampe, wodurch gewährleistet wird, daß kein Nachbrennen erfolgt, der Ladungsspeicher frühestmöglich wieder von der Spannungsquelle aufgeladen wird, so daß in Abhängigkeit von der jeweils verwendeten Entladungslampe eine möglichst hohe Blitzfolgefrequenz erreichbar ist.

Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere dann, wenn die Umsteuerung gleichzeitig erfolgt, so daß eine optimale Energie- und Ladungszeitausnutzung sichergestellt ist.

Dadurch daß das Öffnen der zweiten Schalteinrichtung und das Schließen der ersten Schalteinrichtung in Abhängigkeit von Ansteuersignalen für das Erzeugen von Lichtblitzen gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgt, ergibt sich der Vorteil, daß zum einen schon bei dem Vorliegen eines Ansteuersignals zum Erzeugen eines Lichtblitzes durch die Entladungslampe der Ladungsspeicher, der die notwendige Energie zur Erzeugung eines Lichtblitzes einer vorgegebenen, gewünschten Intensität bereits gespeichert hat, nicht mehr von der Spannungsquelle aufgeladen wird, wodurch vermieden wird, daß bei erfolgtem Lichtblitz die Brenndauer des Lichtblitzes durch eine Energiezufuhr durch die Spannungsquelle direkt oder durch den Ladungsspeicher in ungewünschter Weise verlängert wird, und zum anderen erreicht wird, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt nach einem erfolgten Lichtblitz die Entladungslampe durch die erste Schalteinrichtung kurzgeschlossen wird, wodurch sicher und zuverlässig der Lichtbogen gelöscht wird. Hiermit ergibt sich eine besonders einfache und kostengünstige Art der Ansteuerung, die eine hohe Sicherheit aufweist.

Durch Variation des niederohmigen Widerstandes und/oder durch Variation der Schaltzeiten der ersten Schalteinrichtung und/oder der zweiten Schalteinrichtung ergibt sich dabei eine besonders einfache und kostengünstige leichte Anpaßbarkeit der Einrichtung an unterschiedliche Entladungslampen mit unterschiedlichen unteren Brennspannungen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands ist in der einzigen Zeichnung in Form eines Blockschaltbilds dargestellt und wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Lichtbogenlöschung bei Lichtblitzerzeugungseinrichtungen für Flugzeuge.

Eine Spannungsquelle (SP), die hier beispielhaft zur Lieferung hoher Energien als ein Sperrwandler ausgebildet ist, ist elektrisch leitend mit einem Ladungsspeicher (L) verbunden, der hier als ein Elektrolytkondensator ausgebildet ist. Der Ladungsspeicher (L) ist dabei parallel zu den Ausgängen der Spannungsquelle (SP) angeordnet. Parallel zu dem Ladungsspeicher (L) ist eine Entladungslampe (E) angeordnet, deren Zündanode (ZA) mit einer Zündeinrichtung verbunden ist, die hier der Einfachheit halber nicht gezeigt ist.

Um hohe Blitzfolgefrequenzen bei hohen Lichtblitzenergien erreichen zu können und eine Lichtbogenlöschung zu ermöglichen, bei der ein nahezu leistungsloses Schalten Anwendung findet, ist parallel zu der Entladungslampe (E) eine erste Schalteinrichtung (S1) angeordnet, die von einer Ansteuereinrichtung (A) umsteuerbar ist. In Reihe zu der Schaltstrecke der ersten Schalteinrichtung (S1) ist ein niederohmiger Widerstand (R), der als Entladungswiderstand dient, angeordnet. Durch die Parallelschaltung der ersten Schalteinrichtung (S1) zu der Entladungslampe (E) wird dabei erreicht, daß die erste Schalteinrichtung (S1) nur geringe Ströme schalten braucht, um sicher und zuverlässig eine Lichtbogenlöschung zu erreichen, wodurch die erste Schalteinrichtung (S1) auch bei hohen erforderlichen Lichtblitzenergien einfach und kostengünstig aufgebaut sein kann und keiner großen Kühlkörper bedarf. Es wird somit auf einfache und kostengünstige Weise ermöglicht, kurze Blitzfolgen von beispielhaft etwa 150 Millisekunden zu erreichen, und das bei Lichtblitzenergien in einer Größenordnung von beispielhaft etwa 100 Joule pro Lichtblitz.

Um zu vermeiden, daß der Entladungslampe (E) Energie aus dem Ladungsspeicher (L) oder direkt aus der Spannungsquelle (SP) nachgeliefert wird, was zu einem Nachbrenneffekt der Entladungslampe (E) führen kann, ist hier beispielhaft in der Verbindung zwischen der Spannungsquelle (SP) und dem Ladungsspeicher (L) eine zweite Schalteinrichtung (S2) angeordnet, die angesteuert durch die Ansteuereinrichtung (A) die Verbindung zwischen der Spannungsquelle (SP) und dem Ladungsspeicher (L) sowie der Entladungslampe (E) unterbrechen kann. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine Nachlieferung der Energie zu der Entladungslampe (E) durch den Ladungsspeicher (L) und die Spannungsquelle (SP) auch dadurch unterbrochen werden, daß die Spannungsversorgung zu der Spannungsquelle (SP) unterbrochen wird.

Die erste und die zweite Schalteinrichtung (S1, S2) sind hier beispielhaft als elektronische Schalteinrichtungen ausgebildet.

Im folgenden wird kurz ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung unter Zuhilfenahme der einzigen Zeichnung erläutert.

Wird die Lichtblitzerzeugungseinrichtung für Flugzeuge in Betrieb gesetzt, so wird der Ladungsspeicher (L) von der Spannungsquelle (SP), die hier beispielhaft als ein Sperrwandler ausgebildet ist, aufgeladen. Die in dem Blockschaltbild nicht gezeigte Zündeinrichtung erzeugt programm- oder taktgesteuert Zündsignale zur Erzeugung von Lichtblitzen durch die Entladungslampe (E), die der Entladungslampe (E) über die Zündanode (ZA) zugeführt werden. Durch diese von der Zündeinrichtung zur Verfügung gestellte Zündspannung wird die Entstehung eines Lichtbogens in der Entladungslampe (E) eingeleitet, bei dessen Entstehen der Ladungsspeicher (L) entladen wird. Die Brenndauer des Lichtbogens hängt dabei zum einen von der unteren Brennspannung der jeweils verwendeten Entladungslampe (E) und somit auch von der in dem Entladekreis zur Verfügung stehenden Energie ab. Der Lichtbogen wird solange aufrechterhalten, wie in dem Entladungskreis genügend Energie vorliegt. Dies verhindert insbesondere bei hohen erforderlichen Blitzenergien das Erreichen von hohen Blitzfrequenzen, da die Zeit für das Aufladen des Ladungsspeichers (L) auf eine erforderliche Lichtblitzenergie bei dem Einstellen der Blitzfrequenz berücksichtigt werden muß.

Dadurch daß die erste Schalteinrichtung (S1) geschlossen wird, wird die Entladungslampe (E) kurzgeschlossen, so daß auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine zuverlässige und sichere Lichtbogenlöschung erreicht werden kann. Beispielhaft erfolgt die Umsteuerung der ersten Schalteinrichtung (S1) durch die Ansteuereinrichtung (A) hier in Abhängigkeit von der gemessenen Anodenspannung der Entladungslampe (E), so daß sichergestellt ist, daß je nach verwendeter Entladungslampe (E) die Lichtbogenlöschung zu dem jeweils richtigen Zeitpunkt und über den jeweils richtigen Zeitraum erfolgt, ohne daß große Verlustleistungen in der ersten Schalteinrichtung (S1) auftreten.

Um sicherzustellen, daß der Entladungslampe (E) keine Energie durch den Ladungsspeicher (L) oder die Spannungsquelle (SP) nach jedem erfolgten Lichtblitz zugeführt wird, was zu einem Nachbrenneffekt führen kann, wird die zweite Schalteinrichtung (S2) entweder in Abhängigkeit von der gemessenen Anodenspannung an der Entladungslampe (E) oder aber in Abhängigkeit von Ansteuersignalen für die Erzeugung der Lichtblitze umgesteuert. Je nach Ausführungsbeispiel wird dabei schon vor Einleitung des jeweils nächsten Lichtblitzes oder während des Lichtblitzes die zweite Schalteinrichtung (S2) durch die Ansteuereinrichtung (A) in den geöffneten Zustand überführt und in Abhängigkeit von der gemessenen Anodenspannung der Entladungslampe (E) oder zu einer vorgegebenen Zeit, die sicherstellt, daß der Lichtblitz erfolgt ist, die erste Schalteinrichtung (S1) geschlossen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei dem Vorliegen einer unteren Anodenspannung, die in Abhängigkeit von der Art der Entladungslampe (E) steht, die erste Schalteinrichtung (S1) geöffnet und die zweite Schalteinrichtung (S2) geschlossen. Dies geschieht vorteilhaft gleichzeitig, um sicherzustellen, daß zum einen eine bestmögliche Lichtbogenlöschung und zum anderen eine möglichst hohe Blitzfolgefrequenz bei hoher Lichtblitzintensität erreicht wird.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Lichtbogenlöschung bei Lichtblitzerzeugungseinrichtungen für Flugzeuge, mit einer Spannungsquelle, mit einem Ladungsspeicher parallel zu der Spannungsquelle, der von der Spannungsquelle geladen wird, mit einer Entladungslampe parallel zu dem Ladungsspeicher, mit einer ersten Schalteinrichtung zur Löschung des Lichtbogens der Entladungslampe, mit einem niederohmigen Widerstand in Reihe zu der ersten Schalteinrichtung und mit einer Ansteuereinrichtung für die erste Schalteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalteinrichtung (S1) parallel zu der Entladungslampe (E) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsquelle (SP) und/oder dem Ladungsspeicher (L) eine zweite Schalteinrichtung (S2) zugeordnet ist, die die Aufladung des Ladungsspeichers (L) und/oder die Spannungsversorgung zu der Spannungsquelle (SP) unterbrechen kann.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinrichtung (S2) in der Verbindung zwischen dem Ladungsspeicher (L) und der Spannungsquelle (SP) angeordnet ist und daß die zweite Schalteinrichtung (S2) von der Ansteuereinrichtung (A) ansteuerbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung der ersten Schalteinrichtung (S1) und der zweiten Schalteinrichtung (S2) durch die Ansteuereinrichtung (A) in Abhängigkeit von der gemessenen Anodenspannung der Entladungslampe (E) erfolgt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Vorliegen einer unteren Anodenspannung der Entladungslampe (E) die erste Schalteinrichtung (S1) geöffnet wird und die zweite Schalteinrichtung (S2) geschlossen wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung gleichzeitig erfolgt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen der zweiten Schalteinrichtung (S2) und das Schließen der ersten Schalteinrichtung (S1) in Abhängigkeit von Ansteuersignalen für das Erzeugen von Lichtblitzen gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgt.