TUSCH FRANZ (DE)
TUSCH FRANZ (DE)
DE3312572A1 | 1984-10-18 | |||
US5854538A | 1998-12-29 | |||
EP0491434A1 | 1992-06-24 | |||
US5406174A | 1995-04-11 | |||
EP0769889A1 | 1997-04-23 | |||
DE19923083A1 | 2001-01-04 | |||
DE19920030A1 | 2000-11-09 |
1. | Vorschaltgerät für Niederdruckentladungslampen, mit einer steuerbaren Wechselrichterschaltung zur Erzeugung einer hochfrequenten Versorgungsspannung für eine Entladungslampe (1), einer mit der Wechselrichterschaltung verbundenen Lampendrossel (L1), einem mit der Lampendrossel (Li) in Serie geschalteten und parallel zu der Entladungslampe (1) geschalteten Lampenparallelkondensator (C1) und mit einer Vorheizschaltung zur Versorgung der Elektroden (2,3) der Entladungs lampe (1) mit Heizstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizschaltung von einer auf der Lampendrossel (L1) angebrachten Hilfswicklung (7) mit Strom versorgt wird, wobei die Hilfswicklung (7) mit der Vorheizschaltung über einen steuerbaren Schalter oder einen Parallelreso nanzkreis (9) verbunden ist. |
2. | Vorschaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorheizschaltung einen Heiztransformator (4) aufweist, dessen Primärwicklung (8) mit der Hilfswicklung (7) verbunden ist und dessen Sekundärwicklungen (5,6) mit den Elektroden (2,3) der Entladungslampe (1) verbunden sind. |
3. | Vorschaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heiztransformator (4) als Ringkerntransformator ausgebildet ist. |
4. | Vorschaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der steuerbaren Wechselrichterschaltung die Frequenz der Versorgungsspannung von einer Vorheizfrequenz zum Vorheizen der Elektroden (2,3) auf eine davon verschiedene Betriebsfrequenz zum kontinuierlichen Betrieb der Entladungslampe (1) veränderbar ist. |
5. | Vorschaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallelresonanzkreis (9) auf die Betriebsfrequenz abgestimmt ist, derart, daß während des kontinuierlichen Betriebs der Entladungslampe (1) die Strom versorgung der Vorheizschaltung unterbrochen ist. |
Ein derartiges Vorschaltgerät ist beispielsweise aus der DE 199 20 030 A1 bekannt. Mittels der Vorheizschaltung werden die als Heizwendeln ausgebildeten Elektroden der Entladungslampe vorgeheizt, so daß diese zur Glühemission angeregt werden. Zum Zünden der Entladungslampe wird die Frequenz der Versorgungsspannung mittels der steuerbaren Wechselrichterschaltung von einer Vorheizfrequenz auf eine Betriebsfrequenz geändert. Dies führt dazu, daß der von der Lampendrossel und dem Lampenparallelkondensator gebildete Serienresonanzkreis in Resonanz kommt, so daß an der Entladungslampe eine zum Zünden ausreichende Zündspannung anliegt.
Das vorbekannte Vorschaltgerät weist einen Heiztransformator auf, dessen Primärwicklung mit dem Lampenparallelkondensator in Serie geschaltet ist. Die Sekundärwicklungen des Heiztransformators versorgen die als Heizwendeln ausgebildeten Elektroden der Entladungslampe mit Heizstrom. Die an der Primärwicklung des Heiztransformators anliegende Vorheizspannung wird somit
ausschließlich vom Spannungsabfall über dem Lampenparalleikondensator bestimmt. Beim Übergang von der Vorheizfrequenz zur Betriebsfrequenz nimmt diese Spannung zu, so daß auch der Heizstrom anwächst. Der Heizstrom wird allerdings durch die in dem Heiztransformator eintretende Sättigung begrenzt.
Beim Zünden der Entladungslampe bricht die am Lampenparallelkondensator anliegende Spannung auf die Betriebsspannung der Lampe zusammen.
Entsprechend reduziert sich der im Betriebszustand durch die Heizwendeln der Elektroden fließende Heizstrom.
Nachteilig ist bei dem vorbekannten Vorschaltgerät, daß auch während des kontinuierlichen Betriebs der Entladungslampe ein dauernder Heizstrom fließt, was zu einem erhöhten Energieverbrauch führt. Während des Betriebs der Lampe wird nämlich die Primärwicklung des Heiztransformators kontinuierlich von dem durch den Lampenparallelkondensator fließenden Blindstrom durchflossen. Nachteilig ist des weiteren, daß bei dem vorbekannten Vorschaltgerät beim Einschaltvorgang der Entladungslampe ein unerwünscht hoher Heizstrom durch die kalten Heizwendeln der Elektroden der Entladungslampe fließt. Der Heizstrom wird lediglich durch die Sättigung des Heiztransformators begrenzt. Falls das vorbekannte Vorschaltgerät für Entladungslampen mit besonders empfindlichen Elektroden eingesetzt wird, kann es zur Zerstörung der Heizwendeln kommen.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, ein elektronisches Vorschaltgerät für Niederdruckentladungslampen bereitzustellen, bei welchem durch die Vorheizschaltung bedingte Verluste minimiert werden und welches universell, insbesondere auch für Entladungslampen mit empfindlichen Elektroden, einsetzbar ist.
Diese Aufgabenstellung wird ausgehend von einem Vorschaltgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Vorheizschaltung von einer auf der Lampendrossel angebrachten Hilfswicklung mit Strom versorgt wird, wobei die Hilfswicklung mit der Vorheizschaltung über einen steuerbaren Schalter oder einen Parallelresonanzkreis verbunden ist.
Dadurch daß gemäß der Erfindung die Vorheizschaltung des Vorschaltgeräts von einer auf der Lampendrosselung angebrachten Hilfswicklung mit Strom versorgt wird, wird erreicht, daß die Stromversorgung der Vorheizschaltung- anders als bei dem vorbekannten Vorschaftgerät-von dem durch den Lampenparallelkondensator fließenden Blindstrom unabhängig ist. Durch die Verwendung der Hilfswicklung auf der Lampendrossel ergibt sich außerdem der Vorteil, daß der Heizstrom beim Einschaltvorgang langsam gesteigert werden kann, indem die Frequenz der Versorgungsspannung von einer hohen Vorheizfrequenz langsam auf die Betriebsfrequenz abgesenkt wird. Dadurch wird ein überhöhter und damit für die Elektroden der Entladungslampe schädlicher Heizstrom vermieden. Vorteilhaft ist ferner, daß bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät die Stromversorgung der Vorheizschaltung mittels des steuerbaren Schalters oder mittels des Parallelresonanzkreises während des kontinuierlichen Betriebs der Lampe unterbrochen werden kann.
Dadurch werden unerwünschte Verluste aufgrund eines kontinuierlich während des Betriebs der Lampe fließenden Heizstroms effektiv unterbunden. Als steuerbarer Schalter kann in üblicher Weise ein Transistor eingesetzt werden, mittels welchem die elektrische Verbindung zwischen der auf der Lampendrossel angebrachten Hilfswicklung und der Vorheizschaltung unterbrochen wird.
Vorteilhaft ist es, wenn bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät die Vorheizschaltung einen Heiztransformator aufweist, dessen Primärwicklung mit der Hilfswicklung verbunden ist und dessen Sekundärwicklungen mit den Elektroden der Entladungslampe verbunden sind. Die Primärwicklung wird demnach von der auf der Lampendrossel angebrachten Hilfswicklung gespeist, wobei jeweils eine Sekundärwicklung zur Heizung einer Elektrode der Entladungslampe vorgesehen ist. Die bei starkem Stromfluß durch die Lampendrossel in dem Heiztransformator eintretende Sättigung kann zur Begrenzung des Heizstroms ausgenutzt werden. Zweckmäßigerweise kann hierzu der Heiztransformator als Ringkerntransformator ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise sollte bei dem erfindungsgemäßen Vorschaltgerät die Frequenz der Versorgungsspannung mittels der steuerbaren Wechselrichterschaltung von einer Vorheizfrequenz zum Vorheizen der
Elektroden auf eine davon verschiedene Betriebsfrequenz zum kontinuierlichen Betrieb der Entladungslampe veränderbar sein. Auf schaltungstechnisch besonders einfache Art und Weise ist dann eine Unterbrechung der Stromversorgung der Vorheizschaltung dadurch zu erreichen, daß der zwischen die auf der Lampendrossel angeordnete Hilfswicklung und die Vorheizschaltung geschaltete Parallelresonanzkreis auf die Betriebsfrequenz der Entladungslampe abgestimmt ist.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vorschaltgeräts wird anhand der in der Zeichnung skizzierten Schaltung erläutert.
An einer aus zwei elektronischen Schaltern T1 und T2 bestehenden Halbbrücke liegt eine Versorgungsspannung Ub an. Die aus den beiden elektronischen Schaltern T1 und T2 bestehende Halbbrückenschaltung bildet einen Teil einer steuerbaren Wechselrichterschaltung zur Erzeugung einer hochfrequenten Versorgungsspannung für eine Entladungslampe 1. Die elektronischen Schalter T, und T2 werden abwechselnd von einer nicht näher dargestellten elektronischen Steuerschaltung entsprechend der gewünschten Frequenz der Versorgungsspannung ein-und ausgeschaltet. Die Entladungslampe 1 ist über eine Drossel Li mit der aus den beiden Schaltern T1 und T2 bestehenden Halbbrücke verbunden. Ein Lampenparallelkondensator Ci ist parallel zu der Entladungslampe 1 und mit der Lampendrossei Li in Serie geschaltet. Des weiteren ist eine Vorheizschaltung vorgesehen, über welche Elektroden 2 und 3 der Entladungslampe 1 mit Heizstrom versorgt werden. Die Vorheizschaltung besteht aus einem Ringkerntransformator 4, dessen Sekundärwicklungen 5 und 6 mit den Elektroden 2 und 3 verbunden sind. Gemäß der Erfindung wird die Vorheizschaltung von einer auf der Lampendrosse ! Li angebrachten Hilfswicklung 7 mit Strom versorgt. Die Hilfswicklung 7 ist mit einer Primärwicklung 8 des Ringkerntransformators 4 verbunden, wobei zwischen die Hilfswicklung 7 und die Primärwicklung 8 ein Parallelresonanzkreis 9 geschaltet ist. Der Parallelresonanzkreis 9 ist auf die Betriebsfrequenz der Entladungslampe 1 abgestimmt, derart, daß während des kontinuierlichen Betriebs der Entladungslampe 1 nur ein minimaler Strom durch die Primärwicklung 8 des Ringkerntransformators 4 fließt. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind Kondensatoren Ck1 und Ck2 vorgesehen,
die zur Gleichstromentkopplung dienen. Zur Gleichstromentkopplung dient ebenfalls ein zwischen die Lampendrossel Li und die Entladungslampe 1 geschalteter Kondensator Ch.
Beim Einschalten der Entladungslampe 1 wird mittels der elektronischen Schalter T1 und T2 zunächst eine Versorgungsspannung erzeugt, deren Frequenz einer Vorheizfrequenz entspricht. Durch den mit dieser Frequenz durch die Drossel Li fließenden Strom wird in der Hilfswicklung 7 eine Spannung induziert, welche zu einem Stromfluß in der Primärwicklung 8 des Heiztransformators 4 führt. Der Paralleiresonanzkreis 9 ist bei der Vorheizfrequenz weit außerhalb seiner Resonanz. Der durch die Primärwicklung 8 fließende Strom führt zu einem durch die Elektroden 2 und 3 fließenden Strom, welche von den Sekundärwicklungen 5 und 6 des Heiztransformators 4 gespeist werden. Nun wird die Frequenz der Versorgungsspannung mittels der steuerbaren Wechselrichterschaltung von der Vorheizfrequenz auf eine davon verschieden Betriebsfrequenz zum kontinuierlichen Betrieb der Entladungslampe 1 abgesenkt. Beim Absenken der Frequenz kommt der aus der Drossel Li und dem LampenparallelkondensatorC1 bestehende Serienresonanzkreis in Resonanz, so daß an der Entladungslampe 1 eine immer größer werdende Spannung anliegt. Sobald die Zündspannung erreicht ist, zündet die Entladungslampe 1 und die Spannung bricht auf die Betriebsspannung der Entladungslampe 1 zusammen. Bei der Betriebsfrequenz ist der parallele Resonanzkreis 9 in Resonanz, so daß der durch die Elektroden 2 und 3 fließende Heizstrom stark reduziert ist. Während des Dauerbetriebs der Lampe 1 fließt somit nur ein minimaler Heizstrom durch die Elektroden 2 und 3.
Next Patent: REMEDIES TO PREVENT CRACKING IN A LIQUID SYSTEM