NL8102364A

NL8102364A - Elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van een van twee voorverhitbare elektroden voorziene gas- en/of dampontladingslamp.

Info

Publication number: NL8102364A
Application number: NL8102364A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1981-05-14
Filing date: 1981-05-14
Publication date: 1982-12-01
Also published as: EP0065794B1; US4538093A; JPS57194493A; JPH0231479B2; DE3275968D1; EP0065794A1

Description

* * · ΡΗΝ 10.051 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van gen van twee voorverhitbare elektroden voorziene gas- en/of danpontladingslanp"

De uitvinding heeft betrekking op een elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van een van twee voorverhitbare elektroden voorziene gas- en/of danpontladingslanp, waarbij bij aangesloten toestand van de lamp een serieschakeling aanwezig is van althans een elek-5 trische spoel,de ene elektrode,een kondensator en de andere elektrode, waarbij die serieschakeling is aangesloten tussen twee uitgangsklenmen van een hulpinrichting, en na het inschakelen van de elektrische inrichting de frequentie van een elektrische spanning tussen de uitgangs-klenmen van de hulpinrichting verandert van een beginfrequentie naar 10 een lanpwerkfrequentie, waarbij een verwezenlijkte frequentie de serie-resonantiefrequentie van de elektrische spoel en de kondensator is.

Een bekende elektrische inrichting van de aangeduide soort is bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooi no. 3.710.177.

Een nadeel van die bekende elektrische inrichting is, dat 15 de hulpinrichting zodanig moet zijn uitgevoerd dat de effektieve spanning tussen de uitgangsklemmen bij de start van de lanp kleiner dient te zijn dan tijdens de bedr ij fs toes tand van de lamp.

De uitvinding beoogt een elektrische inrichting van de in de aanhef aangeduide soort aan te geven waarbij een goede start van de 20 lanp en de daarna optredende bedrijfstoestand van de lamp praktisch zonder een verandering van de effektieve spanning tussen de uitgangs-klemmen van de hulpinrichting verwezenlijkt kan worden.

Een elektrische inrichting volgens de uitvinding, voor het ontsteken en voeden van een van twee voorverhitbare elektroden voor— 25 ziene gas- en/of dampontladingslanp, waarbij bij aangesloten toestand van de lanp een serieschakeling aanwezig is van althans een elektrische spoel,de ene elektrode,een kondensator en de andere elektrode, waarbij die serieschakeling is aangesloten tussen twee uitgangsklemnen van een hulpinrichting, en na het inschakelen van de elektrische inrichting de qn frequentie van een elektrische spanning tussen de uitgangsklemmen van de hulpinrichting verandert van een beginfrequentie naar een lampwerk-frequentie, waarbij een verwezenlijkte frequentie de serieresonantie-frequentie van de elektrische spoel en de kondensator is, is daardoor 8102364 +-\ * \ PHN 10.051 2 gekenmerkt, dat de serieresonantiefrequentie ligt tassen de begin-freguentie en de lairpwerkfrequentie, waarbij de beginfreguentie hoger is dan de serieresonantiefrequentie in het geval de elektrische spoel in serie staat met de lamp, en waarbij de beginfreguentie lager is 5 dan de serieresonantiefrequentie in het geval de elektrische spoel parallel staat aan de lamp.

Een voordeel van deze elektrische inrichting is dat de hulp-inrichting eenvoudig kan zijn. Deze hoeft dan namelijk niet zodanig te zijn uitgerust dat tussen zijn uitgangsklemmen bij de start van de 10 lamp een andere effectieve spanning staat dan tijdens de bedrijfstoe-stand van de lamp.

De uitvinding berust op de gedachte on de verschillende stadia die doorlopen dienen te worden on de lamp goed te starten en daarna in de bedrijfstoestand te laten overgaan, te realiseren door 15 in hoofdzaak een frequentieverandering. De bedoelde stadia zijn: a) Voorverhitten van de lampelektroden bij een relatief kleine spanning tussen de elektroden. Die spanning dient klein te zijn cm te vermijden dat de lamp op te koude.'elektroden ontsteekt. Het ontsteken op koude elektroden verkort namelijk in de regel de levensduur van 20 de lamp; b) Het aanleggen van een relatief hoge spanning tussen de - voorverhitte -elektroden. Daarop ontsteekt de lamp; c) Overgang naar de bedrijfstoestand van de lamp.

Wordt allereerst de situatie beschouwd waarbij de elektrische 25 spoel in serie met de lamp, en de kondensator parallel aan de lamp is geschakeld, dan zal de beginfrequentie (die hoger is dan de serieresonantiefrequentie) ertoe leiden dat de spanning over de elektrische spoel relatief hoog en die tussen de lampelektroden vrij klein is-Tevens worden de elektroden voorverhit in de keten spoel, eerste 30 elektrode, kondensator, tweede elektrode.

De daarna verwezenlijkte frequentieverlaging leidt tot de serieresonantie. Daarbij is de spanning over de kondensator hoog, en dientengevolge ook die over de lamp. Daarop ontsteekt de lamp. Daarna wordt de frequentie tot de werkfrequentie verlaagd.

35 Door - volgens de uitvinding - de beginfrequentie hoger te kiezen dan de serieresonantiefrequentie behoeft - bij een onveranderde effektieve waarde van de spanning tussen de uitgangsklemmen van de hulpinrichting - niet te worden gevreesd voor een ontsteken op te koude 8102364 ’ sr * EHN 10.051 3 elektroden. Bij de genoemde bekende elektrische inrichting, waarbij de beginfrequentie praktisch gelijk is aan de serieresonantiefrequentie, bestaat het reeds genoemde nadeel dat de effektieve waarde van de spanning tussen de uitgangsklenmen van de hulpinrichting tijdens de lamp-5 start een kleinere waarde dient te hebben dan tijdens de bedrijfstoe-stand van de lamp.

In de situatie waarbij de kandensator in serie met de lamp staat, en de elektrische spoel parallel aan de lamp is geschakeld, treden soortgelijke stadia op als hierboven zijn aangeduid. Daarbij 10 wordt echter uitgegaan van een relatief lage beginfrequentie. De frequentie wordt daarna verhoogd tot de serieresonantiefrequentie en daarna verder verhoogd tot de werkfrequentie van de lamp is bereikt.

Bij een voorkeursuitvoering van een elektrische inrichting volgens de uitvinding is de hulpinrichting voorzien van middelen cm 15 de beginfrequentie te handhaven gedurende 0,5 d 3 sekonden.

Een voordeel van deze voarkeursuitvoering is dat de elektroden van de lanp nu ruim voldoende tijd krijgen cm te worden voorverhit.

Een ontsteken cp koude elektroden is dan praktisch geheel vermeden.

Bij een verbetering van de laatstgenoemde voarkeursuitvoering 20 is de hulpinrichting voorzien van middelen voor het verwezenlijken van een frequentiezwaai van de beginfrequentie naar de lampwerkfrequentie binnen ten hoogste 2 millisekonde·.

Een voordeel van deze verbetering is dat de serieresonantie-toestand slechts uiterst kort duurt. Deze serierescnantietoestand is 25 weliswaar van voordeel cm door de hoge spanning tussen de elektroden de lanp te doen ontsteken, doch een langdurig aanhouden van deze situatie zou tot beschadigingen, coder andere door isolatiedoorslag, kunnen leiden.

Bij een nog verdere verbetering van deze voarkeursuitvoering 30 van een elektrische inrichting volgens de uitvinding, is de hulpinrichting van een stuuroscillator voorzien waarvan althans een kapacitief circuitelement overbrugd is door een gestuurd halfgeleiderschakelele-ment, en is dat halfgeleiderschakelelement voorzien van een stuurcir-cuit waarvan een ingangsketen parallel staat aan een voedingsketen van 35 de oscillator, waarbij het stuurcircuit een zodanig kleine tijdkonstante heeft dat het halfgeleiderschakelelement na 0,5 a 3 sekonden na inschakelen van de elektrische inrichting het halfgeleiderschakelelement van de geleidende in de ongeleidende toestand brengt.

81 0 2 3 ö 4

V ' V

PHN 10.051 4

Een voordeel van deze verdere verbetering is dat hierbij op een eenvoudige wijze de beginfrequentie gedurende de tijdsduur van 0/5 a 3 sekonden gehandhaafd kan blijven waardoor de elektrodenvoorver-hitting voldoende is gewaarborgd.

5 Bij een volgende verbetering van deze voorkeursuitvoering van een elektrische inrichting volgens de uitvinding, is het kapacitieve circuitelement overbrugd door een eerste weerstand, en staat de parallelschakeling van het kapacitieve circuitelement, de eerste weerstand en het halfgeleiderschakelelement in serie met een tweede weerstand, en 10 is de kapaciteit van het kapacitieve circuitelerrent zo klein, dat deze binnen ten hoogste 2 msekonde na het ongeleidend worden van het halfgeleiderschakelelement tot een eindwaarde is opgeladen.

Een voordeel van deze laatste verbetering is dat de frequentie-zwaai, van de beginfrequentie naar de werkfrequentie van de lamp, 15 nu binnen 2 msekonde wordt gerealiseerd.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een tekening. Deze toont een elektrisch circuit van een elektrische inrichting volgens de uitvinding.

In dit circuit zijn 1 en 2 ingangsklemmen die bestem! zijn 20 om te worden aangesloten op een wisselspanning van circa 220 V, 50 Hz. Op deze kleumen 1 en 2 is aangesloten een dubbelfasige gelijk-richtbrug. Deze brug is uitgerust met vier dioden 3 tot en net 6. Twee uitgangsklennen van deze diodebrug zijn met elkaar verbanden door een kondensator 7. Via de kondensator 7 wordt gevoed een tot een hulpin-25 richting behorende brugschakeling 8. In een eerste tak van deze brug 8 bevindt zich een transistor 9. In een tweede tak van deze brug bevindt zich een kondensator 10. In een derde tak van deze brug bevindt zich een kondensator 11 en in een vierde tak van deze brug 8 bevindt zich een transistor 12. A en B zijn de uitgangsklerrmen van de hulpinrichting.

30 Tussen A%en B bevinden zich twee praktisch identieke serieschakelingen.

Zij bevatten een hulpspoel 13 respektievelijk 13a in serie net een lagedrukkwikdaitpontladingslanp 14 respektievelijk 14a. De lamp 14 is voorzien van twee voorverhitbare elektroden 15 respektievelijk 16.

De lamp 14a is voorzien van twee voorverhitbare elektroden 15a res-35 pektievelijk 16a. De van de voeding afgekeerde einden van de elektroden 15 en 16 zijn met elkaar verbanden door een kondensator 17. De van de voeding afgekeerde einden van de elektroden 15a en 16a zijn net elkaar verbonden door een kondensator 17a. Het tot nu toe besproken gedeelte 8102364 EHN 10.051 5 van het circuit is het hoofdstrocmgedeelte.

Het resterende gedeelte van het circuit heeft betrekking qp het stuurcircuit van de transistors 9 en 12. Dit resterende gedeelte beboert tot de hulpinrichting.

5 Van dit stuurcircuit kan het volgende worden gezegd. Op de klemmen 1 en 2 is aangesloten een primaire wikkeling 30 van een hulp-transfarmator waarvan de sekundaire wikkeling met 31 is aangeduid. Een uiteinde van de sekundaire wikkeling 31 is aangesloten op een diode 32. De andere zijde van deze diode en de andere zijde van de sekundaire 10 wikkeling 31 zijn met elkaar verbonden via een kondensator 33. Een verbindingspunt tussen de diode 32 en de kondensator 33 is aangesloten op een "integrated circuit voltage regulator" type SG-1524 van Signetics. Het referentiecijfer van deze I.C. is 35. De aansluiting van het aftak-punt tussen de diode 32 en de kondensator 33 is aangesloten op de klan 15 VIN van dit circuitelement 35. Een aftakpunt 34 tussen de sekundaire transfcrmatorwikkeling 31 en de kondensator 34 is aangesloten cp de kleumen INV, NI, GND, E^, Eg, C^+ si van het circuitelement 35.

Het aftakpunt 34 is voorts aangesloten qp een kondensator 40.

De andere zijde van deze kondensator 40 is aangesloten cp de klem CT 20 van het circuitelement 35. Het aftakpunt 34 is tevens aangesloten qp een weerstand 41. De andere zijde van deze weerstand . 41 is aangesloten op een parallelschakeling van een weerstand 42, een kondensator 43 en de hoofdelektroden van een transistor 44. De andere zijde van deze parallelschakeling is aangesloten qp de klem Hj, van het circuitelement 25 35. Het aftakpunt tussen de diode 32 en de kondensator 33. is tevens aangesloten op een weerstand 50. De andere zijde van deze weerstand 50 is aangesloten qp een thyristor 51. De andere zijde van deze thyristor is aangesloten qp het aftakpunt 34. Een aftakpunt tussen de weerstand 50 en de thyristor 51 is aangesloten op de basis van de transistor 44. Het 30 aftakpunt tussen de diode 32 en de kondensator 33 is bovendien aangesloten qp een weerstand 52. De andere zijde van deze weerstand 52 is aangesloten op een kondensator 53. De andere zijde van deze kondensator is aangesloten op het aftakpunt, 34. Een stuurelektrode van de thyristor 51 is via een zenerdiode 54 aangesloten op een aftakpunt tussen de weer-35 stand 52 en de kondensator 53.

De basis van de transistor 9 is aangesloten op een weerstand 60. De andere zijde van deze weersstand 60 is aangesloten cp een uiteinde van een sekundaire wikkeling 61 van een scheidingstransformatar 62. Het 8102364 u ^ PHN 10.051 6 andere uiteinde van de wikkeling 61 is aangesloten op de pmi -H-p-p van de transistor 9. Een primaire wikkeling 63 van dé transformator 62 is enerzijds verbonden met de kolléktor van een hulptransistor 64, en anderzijds met een aftakpunt tassen de diode 32 en de kondensator 33.

5 De emitter van de hulptransistor 64 is aangesloten op het aftakpunt 34. De basis van de hulptransistor 64 is verbonden net een weerstand 65.

De andere zijde van de weerstand 65 is enerzijds aangesloten op de klem CA van ket circuitelement 35, en anderzijds op een weerstand 66. De andere zijde van de weerstand 66 is aangesloten cp de kondensator 33.

10 Het stuurcircuit van de transistor 12 is praktisch gelijk aan dat van de transistor 9. De overeenkomstige circuitelementen in het stuurcircuit van de transistor 12 zijn van een accentteken voorzien. De aansluiting van het stuurcircuit van de transistor 12 aan het circuitelement 35 vindt plaats bij kien CL.

O

15 Tenslotte is de klem van het circuitelement 35 via een weerstandsdeler 70,71 aangesloten op de klem 34. Een aftakpunt tussen de delen 70 en 71 is verbanden met de klem CCMP van het circuitelement 35.

De kombinatie van de circuitelementen 35,40,41,42,43 wordt 20 stuuroscillator genoemd.

De sturing van de brugschakeling 8 is zodanig dat de transistoren 9 en 12, door middel van praktisch blokvormige stuurspanningen, on de beurt geleidend zijn. Daardoor vloeit door de lampen (14,14a) in de bedrijfskonditie een wisselstroom.

25 In een praktisch uitvoeringsvoorbeeld is de kapaciteit van de kondensator 7 circa 50yUFarad. De kapaciteit van de kondensator 10 circa 0,5^uFarad. De kapaciteit van de kondensator 11 circa 0,5^uFarad. De kapaciteit van elk van de kondensatoren 17 en 17a circa 12 nanoFarad. De kapaciteit van de kondensator 33 circa 10O^uFarad. De kapaciteit 30 van de kondensator 43 circa 100 nanoFarad. De kapaciteit van de kondensator 53 is ongeveer 4,7^uFarad. De spoel 13 evenals de spoel 13a is circa 1,6 milliHenry. De overzetverhouding van de transformator 30,31 is circa 20 op 1. De weerstand 41 is circa 8,2 kOhm. De weerstand 42 circa 10 kOhm. De weerstand 50 circa 100 kOhm. De weerstand 52 circa 35 220 kObm. De weerstand 60, evenals de weerstand 60' circa 12 Ohm. Elk van de beide weerstanden 60 en 60' is nog overbrugd door een (niet getekende kondensator) van circa 2,2^,uFarad. De weerstand 65, evenals de weerstand 65' is circa 560 Ohm. De weerstand 66 evenals de weerstand 8102364 PHN 10.051 7 % 66', circa 560 Ohm. De weerstand 70 is circa 6,8.]Ohin, en de weerstand 71 is circa 10 kOhm. De zenerspanning van de zenerdiode 54 is ongeveer 7,5 Volt.

In dit uitvoeringsvoorbeeld is de spanning voor het voeden 5 van de tanig 8 circa 280 Volt. De hulpspanning over de kondensator 33 is circa 12 Volt. Elk van de beide lampen 14 respektievelijk 14a zijn lampen van circa 50 Watt.

In dit uitvoer ingsvoorbeeld is de beginfrequentie van de voeding van de larrpen 14 en 14a circa 45 kHz. De serieresonantiefre-10 quentie van de spoel 13 met de kondensator 17 is circa 36 kHz. Deze zelfde serieresonantiefrequentie is aanwezig voor het geval van de spoel 13a en de kondensator 17a. De lanpwerkfrequentie is voor elk van de beide lampen circa 25 kHz. De effektieve waarde van de spanning tussen de uitgangsklemnen A en B is bij de beginfrequentie niet kleiner 15 dan naderhand.

De principewerking van het beschreven circuit is als volgt. Wanneer de klenmen 1 en 2 worden aangesloten op de spanning van circa 220 V, 50 Hz wordt via de diodebrug 3 tot en met 6 de kondensator 7 opgeladen. De transistor 44 is onmiddellijk geleidend. Dan staat tussen 20 A en B de beginfrequentie. Via de weerstand 52 wordt de kondensator 53 opgeladen en wel tot de zenerspanning van de zenerdiode 54 is bereikt. Dan wordt de thyristor 51 geleidend. Dit heeft tot gevolg dat de transistor 44 na circa êên sekonde in de ongeleidende toestand komt.

Dit betekent dat dan de kortsluiting over de kondensator 43 wordt opge-25 heven. In de nog geleidende toestand van de transistor 44 waren de cir-cuitelementen 40 en 41 medebepalend voor de frequentie waarmede de trans is toren 9 en 12 geleidend werden gemaakt. Door het ongeleidend worden van de transistor 44 doen ook de weerstand 42 en de kondensator 43 mee aan de bepaling van de frequentie van het geleidend maken van 30 de transistors 9 en 12. Een overgangssituatie ontstaat door het opladen van de kondensator 43. De transistor 44 is circa 1 sekonde geleidend.

De kondensator 43 met zijn bovengenoemde kapaciteitswaarde van circa 100 nanóFarad levert een frequentiezwaai van de beginfrequentie tot de werkfrequentie van de lamp die circa een ½ msekonde duurt.

35 Een voordeel van het beschreven circuit is dat bij dit hoog frequente bedrijven van de lamp het starten van de laitp door de variatie van de frequentie op een betrouwbare wijze plaatsvindt.

In de bedrijfskonditie geeft elk van de beide lampen circa 5000 lumen.

8102364

Claims

1. Elektrische inrichting voor het ontsteken en voeden van een van twee voorverhitbare elektroden voorziene gas- en/of darapont-ladingslamp, waarbij bij aangesloten toestand van de lamp een serie-schakeling aanwezig is van althans een elektrische spoel, de ene 5 elektrode, een kondensator en de andere elektrode, waarbij die serieschakeling is aangesloten tussen twee uitgangsklemmen van een hulpinrichting,en na het inschakelen van de elektrische inrichting de frequentie van een elektrische spanning tussen de uitgangsklemmen van de hulpinrichting verandert van een beginfrequentie naar de lampwerk- 10 frequentie, waarbij een verwezenlijkte frequentie de serieresonantie-frequentie van de elektrische spoel en de kondensator is, met het kenmerk, dat de serieresonantiefrequentie ligt tussen de beginfrequentie en de lampwerkfrequentie, waarbij de beginfrequentie hoger is dan de serieresonantiefrequentie in het geval de elektrische spoel in serie 15 staat met de lamp, en waarbij de beginfrequentie lager is dan de serieresonantiefrequentie in het geval de elektrische spoel parallel staat aan de lanp.

2. Eléktrische inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de hulpinrichting voorzien is van middelen om de beginfrequentie 20 te handhaven gedurende 0,5 a 3 sekonden.

3. Elektrische inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de hulpinrichting voorzien is van middelen voor het verwezenlijken van een frequentiezwaai van de beginfrequentie naar de lampwerk-frequentie binnen ten hoogste 2 millisekonde. 25

4. Elektrische inrichting volgens conclusie 2 en 3, net het kenmerk, dat de hulpinrichting van een stuuroscillator is voorzien waarvan althans een kapacitief circuitelement overbrugd is door een gestuurd halfgeleiderschakelelement, en dat halfgeleiderschakelelement voorzien is van een stuurcircuit waarvan een ingangsketen parallel 30 staat aan een voedingsketen van de oscillator, waarbij het stuurcircuit een zodanig kleine tijdkonstante heeft dat het halfgeleiderschakelelement na 0,5 a 3 sekonden na inschakelen van de eléktrische inrichting het halfgeleiderschakelelement van de geleidende in de ongeleidende toestand brengt. 35 5. Eléktrische inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het kapacitieve circuitelement overbrugd is door een eerste weerstand, en waarbij de parallelschakeling van het kapacitieve circuitelement de eerste weerstand en het halfgeleiderschakelelement 8102364 EHN 10.051 ' 9 in serie staat met een tweede weerstand, en de kapaciteit van het kapacitieve circuitelement zo klein is' dat deze binnen ten hoogste 2 millisekonde na het ongeleidend warden van het halfgeleiderschakel-element tot een eindwaarde is opgeladen.

5 10 15 20 25 30 35 81 02 3 64