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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989006085A1
    申请号:PCT/T1988/000113
    申请日:1988-12-16
    公开日:1989-06-29
    发明作者:Wolfgang Grabner；Otmar Bitsche
    申请人:Stylux-Gesellschaft Für Lichtelektronik M.B.H.；
    IPC主号:H05B41-00
    专利说明:
    [0001] Schaltungsanordnung für die Zündung und den Betrieb vom Gasentladungslampen
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanord-nung für die Zündung und den Betrieb von Gasentladungslampen, insbe¬ sondere Metalldampflampen.
    [0003] Seit langem sind die verschiedensten Schaltungen für Vorschaltgeräte von Gasentladungslampen bekannt. Jede davon verwendet zum Zünden den parallel zur Lampe angeordneten Glimmstarter und zur Strombegrenzung während des Betriebes die in Serie zur Gasentladungs- lampe liegende Drossel. Bei diesen Anordnungen mit Glimmstarter und Drossel erfolgt kein flackerfreier Sofortstart und außerdem brennt die Lampe nicht stabil. Der Einfluß von Netzspannungsschwankungen auf den Lichtstrom der Lampe ist ebenfalls nicht unbeträcht- lieh. Da der Glimmstarter einen mechanischen Schalter, der ein Thermo-Bimetallschalter ist, aufweist, ist die Gefahr für- dessen_Ausfall relativ groß.
    [0004] Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden elektronische Vorschaltgeräte entwickelt. Eine diesbezügliche Schal¬ tung ist in der DE-PS 31 52 342 beschrieben. Diese besteht aus einer Stromquelle, einer Zündschaltung, einem Steuerelement und einer Hilfsspannungsguelle. Ein solches Vorschaltgerät ist jedoch sehr bauteilaufwendig und daher manchmal auch recht störanfällig. Außerdem ist es hauptsächlich für Leuchtstofflampen konzipiert, die eine niedrigere Zündspannung als die Metalldampf¬ lampen benötigen. Es ist daher dieses Vorschaltgerät für Metalldampflampen vollkommen ungeeignet.
    [0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein elektronisches Vorschaltgerät speziell für Metalldampf¬ lampen die eine hohe Zündspannung im Bereich von 2 bis 5 kV benötigen, zu schaffen. i Die Aufgabe wird; durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß an einer gleichgerichteten 13
    [0006] Spannung, vorzugsweise die über einen Brückengleich¬ richter gleichgerichtete Netzspannung, ein Pufferkon- denεator, vorzugsweise Elektrolytkondensator, ange¬ schlossen ist, dem eine Drossel-Kondensator-Serien- Schaltung parallel liegt, wobei dem Kondensator ein elektronischer Schalter, vorzugsweise Transistor oder Thyristor, und eine zum elektronischen Schalter gehörige Freilaufdiode parallel geschaltet ist, und daß die mit einem Parallelkondensator versehene Gasent- ladungslampe über eine weitere Drossel-Kondensator- Serienschaltung an die Parallelschaltung aus Kondensator, elektronischem Schalter und Freilaufdiode angeschlossen ist. Bei diesem neuartigen Vorschaltgerät ist der Zündkreis und der Versorgungskreis kombiniert und kann als eine Einheit betrachtet werden. Es ist daher auch kein eigener Zündkreis notwendig. Die Schaltung arbeitet außerdem unabhängig von der Versorgungsspannung. Weiters wird die Gasentla¬ dungslampe immer mit konstanter Leistung versorgt. Dies auch dann, wenn sich die Lampenbrennspannung ändert, welche mit dem Alter der Lampe steigt.
    [0007] Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in Serie zur Parallelschaltung aus Kondensator, elektroni- schem Schalter und Freilaufdiode eine weitere Drossel vorgesehen ist. Dadurch kann die Baugröße der beiden bereits vorhandenen Drosseln klein gehalten werden.
    [0008] Von Vorteil ist, daß die Drossel der weiteren Drossel-Kondensator-Serienschaltung in Serie zur Paral¬ lelschaltung aus Kondensator, elektronischem Schalter und Freilaufdiode angeordnet ist. Durch diese Maßnahme eignet sich das erfindungsgemäße Vorschaltgerät ausge¬ zeichnet für Gasentladungslampen mit einer Zündspannung unter 2 kV. _ 3 _.
    [0009] Unter Zuhilfenahme der Zeichnung wird die Erfindung nun noch näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt die grundlegende Schaltung des elektronischen Vorschaltgerätes, die Fig. 2 die erweiterte Schaltung mit drei Drosseln und Fig. 3 die Schaltung für Lampen mit einer Zündspannung unter 2 kV.
    [0010] Bei allen drei Figuren gelangt an die Klemmen 1, 2 eine Gleichspannung, welche im Normalfall die mittels eines Brückengleichrichters gleichgerichtete Netzspannung ist. An dieser Gleichspannung liegt ein Puffer- bzw. Glättungskondensator C4.
    [0011] Dieser ist meist ein Elektrolytkondensator mit einem großen Kapazitätswert. Eine Drossel-Kondensator- Serienschaltung Ll, Cl ist bei der Schaltung in Fig. 1 dem Pufferkondensator C4 parallel geschaltet. Dem Kondensator Cl dieser Serienεchaltung aus Ll, Cl ist ein elektronischer Schalter. S, der üblicherweise ein Transistor oder Thyristor ist, sowie eine Freilauf- diode D parallel geschaltet. Weiters ist bei der Schaltung des elektronischen Vorschaltgerätes entsprechend Fig. 1 dem Kondensator Cl eine zweite Drossel-Kondensator-Serienschaltung L2, L3 mit der Gasentladungslampe L in Reihe, parallel angeordnet. Die Gasentladungslampe L weist noch einen Parallelkondensa¬ tor C2 auf.
    [0012] Die Schaltung in Fig. 2 ist grundsätzlich identisch mit jener in Fig. 1, jedoch wurde eine dritte Drossel L3 zusätzlich eingeführt. Diese ist in Serie zum Kondensa¬ tor Cl angeordnet.
    [0013] Eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen elektronischen Vorschaltgerätes ist in Fig. 3 darge¬ stellt. Hierbei wurde die in Serie zum Kondensator C3 liegende Drossel L2 entfernt. Es sind somit in dieser Schaltung nur die beiden Drosseln Ll, L3 vorgesehen.
    [0014] Die aus den drei Figuren ersichtlichen Schaltungen, basieren auf einem Serienresonanzkreis, wobei je ein
    [0015] HauptSchwingkreis und ein Lastkreis vorhanden sind. Bei Fig. 1 besteht der Hauptschwingkreis aus der Drossel Ll und dem Kondensator Cl. Hingegen ist dieser bei den Fig. 2 und 3 mit den beiden Drosseln Ll, L3 und dem Kondensator Cl aufgebaut. Den Lastkreis bilden in den Fig. 1 und 2 die Drossel L2 und die beiden Kondensato¬ ren C2, C3 und in Fig. 3 gehört, da die Drossel L2 nicht vorhanden ist, die Drossel L3 zum Lastkreis. Die Gasentladungslampe L stellt den Verbraucher dar. Der elektronische Schalter S muß den jeweiligen Serienreso¬ nanzkreis definiert anregen. Der Glättungskonden- sator C4 muß so dimensioniert sein, daß er immer die für den Resonanzkreis notwendige und vorallem unterbrechungsfreie VersorgungsSpannung zur Verfügung stellt. Für ein stabiles Schwingungsverhalten des
    [0016] Serienresonanzkreises müssen die Induktivitäten der Drosseln Ll, L2, sowie die Kapazitäten der Kondensatoren Cl, C2 in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Die Drossel L2 in Fig. 1 und Fig. 2 dient zur Anpassung der SpannungsVerhältnisse im
    [0017] Lastkreis und an der Gasentladungslampe L, sowie zur Kompensation der Phasenlage des Hauptschwingkreises. Bei der Schaltung des Vorschaltgerätes entsprechend Fig. 3 übernimmt die Drossel L3 die obige Aufgabe der Drossel L2.
    [0018] Die zusätzliche Drossel L3 in Fig. 2 ist zur Feinab¬ stimmung des Serienresonanzkreises bei unstabilen Verbrauchern notwendig.
    [0019] Bei den Schaltungen in den drei Figuren wurde als gemeinsamer Bezugspunkt jeweils das negative Potential der Gleichspannung gewählt. Es könnte auch als gemeinsamer Bezugspunkt das positive Potential herange¬ zogen werden, wobei die Funktion der Schaltung vollkom¬ men erhalten bleibt.
    [0020] Abschließend wird nun noch die Arbeitsweise der Schal¬ tung beim Zünden und im Betrieb erklärt.
    [0021] Vor dem Zünden, bzw. zum Zeitpunkt des Zündens stellt die Gasentladungslampe eine hochohmige Last dar. Die Schaltungen arbeiten in diesem Betriebsfall als Auf¬ wärtswandler bzw. als Hochspannungszündgeneratoren, wobei je nach Dimensionierung mehrere kV Hochspannung erzeugt werden.
    [0022] Die freguenzbestimmenden Komponenten im Serienresonanz¬ kreis sind zum Zündzeitpunkt bei allen drei Schaltungen die Kapazitäten der Kondensatoren Cl, C2, C3, zuzüglich bei Fig. 1 der Induktivität der Drossel L2, bei Fig. 2 der Induktivitäten der Drosseln L2, L3 und bei Fig. 3 der Induktivität der Drossel L3. Die Frequenz dieser
    [0023] Resonanzkreise beträgt beim Zünden ein Vielfaches jener des jeweiligen Hauptschwingkreises. Durch entsprechende Dimensionierung des Kondensators C2 in Abhängigkeit vom Kondensator Cl wird an der Gasentladungslampe L, sowie am Kondensator C2 selbst eine Hochspannung von mehreren kV erzeugt, wodurch die Gasentladungslampe L zündet.
    [0024] Zündet die Gasentladungslampe L infolge einer am Kon¬ densator C2 aufgebauten Hochspannung, so bricht diese an diesem Kondensator C2 und an der Gasentladungs¬ lampe L schlagartig zusammen. Die Schwingkreisfrequenz reduziert sich dabei auf jene des Hauptschwingkreises. Am Kondensator C2 liegt dann nur mehr die Betriebs¬ spannung der Gasentladungslampe L an. Die Schaltungen in den drei Figuren arbeiten jetzt als Abwärtswandler, wobei sich die maximale Schwingkreisspannung an den Komponenten im Lastkreis aufteilt. Die notwendige Energie für den Betrieb der Gasentladungslampe L wird vom"Hauptschwingkreis in den Lastkreis umgeladen und
    权利要求:
    Claims PATENTANSPRÜCHE
    1. Schaltungsanordnung für die Zündung und den Betrieb von Gasentladungslampen, insbesondere Metalldampf¬ lampen, dadurch gekennzeichnet, daß an einer gleichgerichteten Spannung (1, 2), vorzugsweise die - über einen Brückengleichrichter gleichgerichtete Netzspannung, ein Pufferkondensator (C4), vorzugsweise Elektrolytkondensator,' angeschlossen ist, dem eine Drossel-Kondensator-Serien¬ schaltung (Ll, Cl) parallel liegt, wobei dem Kondensator (Cl) ein elektronischer Schalter (S), vorzugsweise Transistor oder Thyristor, und eine zum elektronischen Schalter gehörige Freilauf¬ diode (D) parallel geschaltet ist, und daß die mit einem Parallelkondensator (C2) versehene Gasentladungslampe (L) über eine weitere Drossel-Kondensator-Serienschaltung (L2, C3) an die Parallelschaltung aus Kondensator (Cl) , __ elektronischem Schalter (S) und Freilaufdiode (D) angeschlossen ist.
    2. Schaltungεanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Parallelschaltung aus Kondensator (Cl) , elektronischem Schalter (S) und Freilaufdiode ' (D) eine weitere Drossel (L3) vorgesehen ist.
    3. Schaltungεanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (L2) der weiteren Drossel-Kondensator-Serienschaltung (L2, C3) in Serie zur Parallelschaltung aus Kondensator (Cl), elektronischem Schalter (S) und Freilaufdiode (D) angeordnet ist.
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    同族专利:
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    1989-06-29| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU DK FI HU JP NO US |
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    1990-06-14| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 902988 Country of ref document: FI |
    1990-08-29| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1989900168 Country of ref document: EP |
    1994-01-26| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1989900168 Country of ref document: EP |
    1995-03-10| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 902988 Country of ref document: FI |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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