DE9005084U1 - Elektronisches Vorschaltgerät - Google Patents
Elektronisches VorschaltgerätInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
- H05B41/14—Circuit arrangements
- H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
- H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
- H05B41/295—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps with preheating electrodes, e.g. for fluorescent lamps
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- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
•-'••&igr; \"&Iacgr; ''"'·''. '· 89 G 1398 DE
Elektronisches Vorschaltgerät
5
Die Neuerung bezieht sich auf ein elektronisches Vorschaltgerät mit einem von einer Transistorschalter-Brückenanordnung
Gebrauch machenden Wechselrichter, dam ausgabeseitig wenigstens ein Lastkreis, bestehend aus der Reihenschaltung einer
Drossel mit der Parallelschaltung aus einem Zündkondensaici. und
sine Leuchtstoffs?" =>. angeschaltet ist und bei dem die hochfrequente wechselseitige Aru-euerung der Schaltertranixstoren
des e-igengesteuerten Wechse.iichters ~it Hilfe eines die
Selbstci-egungsbedingung gewährleistenden Sättigungsübertragers
verwirklicht ist, dessen Primärwicklung im l.aststromkreis und
dessen sekundäre Steuerwicklungen in den Steuerstromkreisen der Transistorschalter angeordnet sind.
20
Elektronische Vorschaltgeräte dieser Art sind beispielsweise 25 durch die Literaturstelle DE 31 52 951 C2 bekannt. Durch diese
}< Literaturstelle ist es auch bereits bekannt, den Sättigungstransformator mit einer zusätzlichen Sekundär wicklung zu
P versehen, die beim Einschalten der Leuchtstoffröhre, und zwar in deren Vorzündphase, zum Zwecke einer ausreichenden Vorheizf 30 zeit der Lampenelektroden kurzgeschlossen wird, um auf diese
Weise einer erhöhte Schaltfrequenz des eigengegesteuerten ; Wechselrichters zu erhalten. Wie die Praxis jedoch zeigt, stößt
die Verwirklichung dieses Vorschlags auf nicht unerhebliche Schwierigkeiten, die seine Verwirklichung bisher verhindert
haben.
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Offenbarung der Neuerung
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein elektronisches
Vorschaltgerät der einleitend beschriebenen Art eine spezielle Lösung für die ein- oder mehrfache Frequenzumschaltung
des eigengesteuerten Wechselrichters unter Verwendung von zusätzlichen Sekundärwicklungen an7'.«geben, die ohne Schwierigkeiten
realisierbar ist und auet; /on der Bemessung hinsichtlich der Schaltfrequenzen, auf die der eigengesteuerte Wechselrichter
umschaltoar sein soll, keine Schwierigkeiten bereitet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerurg durch die im Schutzanspruch
1 angegebenen Merkmale gelöst.
Der Neuerung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit Hilfe der ein- oder mehrfachen Unterteilung des ferromagnetischen Kernquerschnitts
des Sättigungsübertragers zwei oder mehr Ringkerne mit unterschiedlich großer Ringkernquerschnittsflache in relativ
weiten Grenzen (»ittels zusätzlicher kurzschließbarer Sekundärwicklunger,
die lediglich jeweils einen der Ringkerne oder eine Teilanordnung der Gesamtanordnung der Ringkerne umfassen,
in außerordentlich einfacher und vorteilhafter Weise verwirklicht werden kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach dem Schutzanspruch
1 sind in den weiteren Patentansprüchen 2 b.*.s 6 angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung bedeuten die der näheren Erläuterung der
Neuerung dienenden Figuren
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines elektronischen Vorschaltgerätes
mit einem eigengesteuerten Wechselrichter unter Verwendung eines Sättigungsübertragers mit einer weiteren
kurzschließbaren Sekundärwicklung,
12 02
*·..: ■'·' ' 3 ' ..··· 89 G 1398 UE
Fig. 2 der Sättigungsübertrager des Wechselrichters nach Fig. 1
im Schnitt,
Fig. 3 der Verlauf der Vorheizspannung und des Vorheizstromes über der Schaltfrequenz,
Fig. 3 der Verlauf der Vorheizspannung und des Vorheizstromes über der Schaltfrequenz,
Fig. 4 der Lastkreis des elektronischen Vorschaltergerätes nach
Fig. 1 in der Vorzündphase der Leuchtstoffröhre mit
eingezeichneter Vorheizspannung und eiriezeichnetem Vorheizstrom,
Fig. 5 der Verlauf der Nennleistung P über der Scnaltfrequenz
IQ bei gp7t_inrlRt.Rr Leunhtstof f röhr e .
Fig. 6 eine Darstellung des Lastkreises im gezündeten Zustand
der Leuchtstoffröhre mit eingezeichneter Nennleistung,
Fiy. 7 eine Variante des Wechselrichters des elektronischen
Vorschaltgerätes nach Fig. 1 mit einem Sättigungsübertrager
mit zwei weiteren kurzschließbaren Sekundärwicklungen ,
Fig. 8 eine Darstellung des Sättigungsübertragers bei der Variante des Wechselrichters nach Fig. 7 im Schnitt.
Fig. 8 eine Darstellung des Sättigungsübertragers bei der Variante des Wechselrichters nach Fig. 7 im Schnitt.
Bester Weg zur Ausführung der Neuerung
Beim Blockschaltbild eines elektronischen Vorschaltgerätes nach Fig. 1 weist der eigengesteuerte Wechselrichter WR eingangsseitig
eine Gleichrichterschaltung GLS auf, die mit der Netzwechselspannung
un über ein Oberwellenfilter OWF verbunden ist. Aus gangsseitig ist an den Wechselrichter WR der Lastkreis LAK angeschaltet.
3Q Die Gleichrichterschaltung GLS besteht eingangsseitig aus dem
Gleichrichter GL für eine Doppelweggleichrichtung der Netzwechelspannung
un und einem ausgangsseitigen Lackkondensator CL, an dem die Betriebsgleichspannung UL für den Wechselrichtei
WR anliegt. Der Lastkreis LAK besteht seinerseits aus der Reihenschaltung
der Drossel L mit der Parallelschaltung aus dem Zündkondensator CZ und der Leuchtstoffröhre LL.
12 03
89 G 1398 DE
.. · ",'.''..·
.. · ",'.''..·
Der eigengesteuerte Wechselrichter WR besteht aus einer Schal- I
ter-Halbbrückenanordnung mit den beiden Schaltertransistoren if
TrI und Tr2 sowie dem Halbbrückenkondensator CH. Die Schalter- |
transistoren TrI und Tr2, deren Emitter-Kollektorstrecke je- 1
weils eine Freilaufdiode DFl bzw. DF2 parallel geschaltet ist, |
weisen jeweils einen Emitterwiderstand Rl bzw. R2 auf und sind | mit ihrem Basisanschluß an ein T-Glied angeschaltet, das '
jeweils aus zwei Längswiderständen R11/R12 bzw. R21/R22 und
einem Querkonüensalor Cl bzw. C2 besteht. Diese T-Glieder sind
eingangsseitig jeweils an eine sekundäre Steuerwicklung L21
bzw. L22 eines Sättigungsübertragers Sl) angeschlossen, dessen
Primärwicklung LIl im Stromkreis des Lastkreises LAK liegt.
Weiterhin weist der Sättigungsübertrager SU eine weitere Sekun- ■
därwicklung L23 auf, die mit ihrem Mittelabgriff M mit dem Bezugspotential GND verbunden ist. Der weiteren Sekundärwicklung
L23 ist die gegensinnige Reihenschaltung der beiden Dioden Dl
und D2 parallel geschaltet, deren gemeinsamer Verbindungspunkt
VP über den steuerbaren Schalter S ebenfalls mit dem Bezugspotential GND verbindbar ist.
Der Schalter S wird von einer Steuereinrichtung SE betätigt,
der eingangsseitig die Betriebsgleichspannung UL am Ladekondensätüf CL zugeführt wird. Die Steuereinrichtung SE kann in ein-
fächer Weise ein Zeitglied sein, das beim Einschalten des Vor-
schaltgerätes anspricht und für eine vorgegebene Zeit den %
Schalter S im Schließzustand hält. In diesem Schließzustanr) ist
dann die weitere Sekundärwicklung L23 über die beiden Dioden Dl · und D2 kurzgeschlossen und bewirkt hierdurch eine Verschiebung k
der Schaltfrequenz f des eingesteuerten Wechselrichters zu |
einem gewünschten höheren Wert. |
Eine bevorzugte Ausführungsform des Sättigungsübertragers SÜ
des Wechselrichters WR nach Fig. 1 ist in schematischer Dar- = stellung in Fig. 2 im Schnitt gezeigt. Wie Fig. 2 erkennen ■
läßt, besteht der Sättigungsübertrager Sl) aus zwei in einem
vorgegebenen Abstand konzentrisch übereinander angeordneten j
,, .. 89 G 1398 DE
Ringkernen Kl und"«2, die sich voneinander lediglich in ihrer
Kernhöhe voneinander unterscheiden. Die Primärwicklung LIl und die sekundären Steuerwicklungen L21 und L22 umfassen jeweils
beic<e Ringkerne Kl und K2, nutzen also den ferromagnetischen
Kernquerschnitt beider Ringkerne. Die weitere Sekundärwicklung L23 mit ihrem Mittelabgriff M umfaßt ausschließlich den die
größere Höhe aufweisenden Ringkern Kl. Durch geeignetes Verhältnis der Höhen der RingUanne Kl und K2 wird festgelegt, in
welchem Verhältnis bei Kurzschluß der weiteren Sekundärwicklur.g 10 L23 der wirksame ferromagnetische Kernquerschnitt für die
ijr Primärwicklung LiI und die sekundären Steuerwicklungen L21 und
L22 reduziert und damit die Selbsterregungsbedingung des eigensteuerten Wechselrichters WR zu einer höheren Schaltfrequenz f
verschoben wird.
15
Eine bevorzugte Anwendung dieser Maßnahme ergibt sich für die Festlegung der Verheizzeit der Elektroden der Leuchtstofflampe
LL beim Einschalten des Vorschaitgerätes. Wie Fig. 3 erkennen
läßt, durchläuft die Vorheizspannung uvh an der Leuchtstoffröhre in Abhängigkeit der Schaltfrrquenz f eine Resonanzkurve,
|. deren Resonanz durch den Serienschwingkreis aus der Drossel L
und dem Zündkondensator CZ bestimmt ist. Um zu verhindern, daß an der Leuchtstoffröhre LL eine Spannung auftritt, die groß
genug ist u™ sis zu zünder
vorgeheizt sind, wird durch Kurzschließen der weiteren Sekun- |: därwicklung L23 die Schaltfrequenz des Wechselrichters WR auf
Sl die in Fig. 3 angegebene hohe Vorheizschaltfrequenz fvh eingestellt, die hierbei oberhalb des Resonanzmaximums des Serienschwingkreises des Lastkreises LAK liegt. In das Diagramm der
30 Fig. 3 ist auch der Vorheizstrom ivh eingetragen, der ebenfalls
über der Schaltfrequenz f ein Resonanzverhaiten zeigt.
In Fig. 4, die den Lastkreis LAK im nicht gezündeten Zustand der Leuchtstoffröhre LL zeigt, ist der Vorheizstrom ivh, der
&ngr; 35 durch die Drossel L und fließt sich über die aufzuheizenden
Elektroden der Leuchtstoffröhre LL und den Zündkondensator CZ schließt, eingetragen. Die am Zündkondensator CZ anliegende
I; Vorheizspannung uvh bleibt dabei kleiner als die für das Zünden
B der Leuchtstoffröhre Ll erforderliche Spannung.
t..t 89 G 1398 DE
Im gezündeten Zustand der Leuchtstoffröhre LL verbraucht die Leuchtstoffröhre LL, nie der in Fig. 6 ebenfalls dargestellte
Lastkreis LAK zeigt, eine Nennleistung P, die, wie das Diagramm in Fig. 5 verdeutlicht, ebenfalls frequenzabhängig ist und mit
zunehmender Schaltfrequenz f des Wechselrichters WR abnimmt. Zum Zünden der Leuchtstoffröhre LL wird der Schalter S durch
die Steuereinrichtung SE geöffnet und damit eine Frequenzumschaltung der Schaltfrequen*: des Wechselrichters von der Vorheizfrequenz
fvh auf die Betriebsfrequenz fb um die Schaltfrequenzdifferenz
Af erniedrigt.
Die Abhängigkeit oer Nennleistung &Pgr; der Leuchtstoffröhre LL in
Abhängigkeit der Schaltfrequenz f gibt die Möglichkeit, die Frequenzumschaltung des eigengesteuerten Wechselrichters WR
nicht nur für die Festlegung einer ausreichenden Vorheizphase der Elektroden der Leuchtstoffröhre LL zu nutzen. Durch Verändern
der Nennleistung P in Abhängigkeit der Schaltfrequenz f kann auch in außerordentlich vorteilhafter Weise eine Helligkeitssteuerung
der Leuchtstoffröhre LL im Betrieb durchgeführt werden.
Die in Fig. 7 dargestellte Variante des Wechselrichters WR nach Fig. 1 zeigt einen Sättigungsübertrager SÜ hit zwei weiteren
Sekundärwicklungen L23 und L24 dis js^clls durch &egr;&iacgr;&pgr;&egr;&eegr; Schsltkontakt
des Schalters S, der wiederum durch die Steuereinrichtung
SE betätigt wird, einzeln über Dioden Dl, D2 bzw. D3, D^-
kurzschließbar sind. Auf diese Weise kann die Helligkeit der
Leuchtstoffröhre für insgesamt drei verschiedene Helligkeitsstufen eingestellt werden. Die Schalteinri'-^ /.g SE ist hierfü/
zweckmäßig mit einem fernbedienbaren Schalter ausgestattet, der im Symbol bei der Schalteinrichtung SE angedeutet ist.
Der Sättigungsübertrager SÜ des Wechselrichters WR nach Fig. 7
ist entsprechend Fig. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung
im Schnitt in Fig. 8 gezeigt. Er weist drji lediglich hinsichtlich
ihrer Höhe unterschiedlich große Ringkerne KlI, K12 und K2 auf. die wiederum in vorgegebenem Abstand konzentrisch übereinander
angeordnet sind und die gemeinsam sowohl von der Primär-
89 G 1398 DE
wicklung LIl als auch von den sekundären Steuerwicklungen L21
und L22 in ihrer Gesamtheit umschlossen sind. Die weitere Sekundärwicklung L23 umfaßt die beiden Ringkerne KIl und K12
gemeinsam, während die weitere Sekundärwicklung L24 lediglich
den Ringke~n K12 umschließt.
Natürlich ist die Ausführung des Sättigungsübertrages SU nicht
auf die in den Fig. 3 und 8 dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Soll beispielsweise die Helligkeitssteuerung über
mehr als drei Stufen möglich sein, dann kann dies mit einem Sättigungsübertrager SÜ gleicher Art verwirklicht werden, der
darm jedoch eine Gesamtringkern-Anordnung aufweisen muß, die aus mehr als drei übereinander angeordneten Ringkernen besteht.
Die bevorzugte Ausführung des Kurzschlusses einer weiteren Sekundärwicklung L23 bzw. L24 über zwei gegsnsinning parallel
geschaltete Dioden Dl und D2 hat den Vorteil, daß der Innenwiderstand des Scnalters S nicht in den Kurzschlußkreis einbezogen
wird. Bei Verwendung von Dioden Dl und D2 mit besonders kleinem
Durchlaßwiderstand läßt sich auf diese Weise ein nahezu idealer
Kurzschluß verwirklichen.
Claims (1)
- /'&Tgr; ' :..: ,a'1 " ..·*..' 89 G 1398 DESchutzansprüche1. Elektronisches Vorschaltgerät mit einem von einer Transistorschalter-Brückenanordnung Gebrauch machenden Wechselrichter, dem ausgangsseitig wenigstens ein Lastkreis, bestehend aus Jer Reihenschaltung einer Drossel mit der Parallelschaltung aus einem Zündkondensator und einer Leuchtstoffröhre, angeschaltet ist und bei dem die hochfrequente wechselseitige Ansteuerung der Schaltertransistojfen des eigengesteuerten Wechselrichters mit Hilfe eines die Selbsterregungsbedingung yewsnrleistenden Sättigungsübertragers verwirklicht ist, dessen Primärwicklung im Laststromkreis und dessen sekundäre Steuerwicklungen in -«en Steuerstroflikrsisen '^r Schalttransistoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß 2&lgr;&igr;&ggr; Umschaltung der hcc >equente- Schaltfrequenz (f) des eigenge Vsuerten Wechselrichters (WF'. der Sättigungsübertrager (SU) aus wenigstens zwei Ringkern (Kl";il,K12,K2) besteht, die geir-.insam den ferromagnetischen Kern sowohl für die Primärwicklung (LH) als auch für jede der sekundären Steuerwicklun- gen (L21.L22) bilc'-sn und daß wenigstens einer von den Ringkernen (K1,K11,K12,K22) eine über einen steuerbaren Schalter (S) *.j.>igstens annähernd kurzschließbare weitere Sekundärwicklung (L23,L24) aufweist.2. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sättigungsübertrager (SÜ) für mehrere weitere Sekundärwicklungen (L23,L24), die jeweils über einen steuerbaren Schalter (S) wenigstens annähernd kurzschließbar sind, mehrere Ring- kerne (K11,K12,K2) aufweist, von denen jeweils einer (KIl) oder aber auch eine Ringkernteilauswahl (KlI,K12) aus der Gesamtheit der Ringkerne den ferromagnetischen Kern für jeweils eine der weiteren Sekundärwicklungen (L23,L24) bildet.nS 0189 G 1398 DE3» Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkernanordnung des Sättigungsübertragers (SÜ) eine Zylinderform hat, bei der die Ringkerne (Kl,K11,K12,K2) kon zentrisch übereinander mit vorgegebenem gegenseitigen Abstand angeordnet sind.4. Elektronisches Vorsehallgeiü ^. :h eine?* der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Sekundärwicklung (L23.L24) einen Mittelabgriff (M) aufweist und deren Endanschlüsse miteinander üKer zwei gegensinnig in Reihe geschaltete Dioden (Dl,D2) mit .abglichst kleinem Durchlaßwiderstand verbunden sind und daß der gemeinsa me Verbindungspunkt (VP) dieser beiden Dioden (Dl,D2) über den steuerbaren Schalter (S) an den Mittelabgriff (M) bzw. dessen Bezugspotential (GND) anschaltbar ist.5. Elektronisches Vorschaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines zwei Ringkerne (Kl,K2) aufweisenden Sättigungsübertragers (SÜ) mit einer weiteren Sekundärwicklung (L23) für die Umschaltung der hochfrequenten Betriebsschaltfre quenz (fb) des eigengesteuerten Wechselrichters (WR) auf eine um den Faktor 1,5 höhere Vorheizschaltfrequenz (frh) während der Vorzündphase, der ferromagnetische Kernqueischnitt dfes von dieser weiteren Sekundärwicklung (L23) umfaßten Ringkerns (Kl) größer ist als der zweifache ferromagnetische Kernquerschnitt des anderen, von dieser weiteren Sekundärwicklung (L23) nicht umfaßten Ringkerns (K2).6. Elektronisches Vorschaltgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (SE) für den der weitzren Sekundärwicklung (L23,L24) zugeordneten Schalter (S) ein auf das Auftreten der Betriebsgleichspannung (UL) am Eingang des Wechselrichters (WR) ansprechendes Zeitschaltglied ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP89109257 | 1989-05-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9005084U1 true DE9005084U1 (de) | 1990-07-12 |
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ID=8201396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9005084U Expired - Lifetime DE9005084U1 (de) | 1989-05-23 | 1990-05-04 | Elektronisches Vorschaltgerät |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9005084U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0583838A2 (de) * | 1992-08-20 | 1994-02-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Verschaltgerät für eine Lampe |
-
1990
- 1990-05-04 DE DE9005084U patent/DE9005084U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0583838A2 (de) * | 1992-08-20 | 1994-02-23 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Verschaltgerät für eine Lampe |
EP0583838A3 (de) * | 1992-08-20 | 1994-03-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Verschaltgerät für eine Lampe |
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